Ôn tập kỹ thuật điện PhÇn lý thuyÕt ( 40 c©u) Trình bày phân cực mặt ghép P-N Khi chuyển tiếp P-N có điện áp đặt vào trạng thái cân bằng.Tùy theo cực tính đặt vào miền P, N mà ta có phân cực thuận hay phân cực ngược a.Phân cực thuận: Etx P N i + E - R Đặt vào lớp chuyển tiếp P-N điện trường cho miền bán dẫn P nối nới cực dương, miền bán dẫn N nối với cực âm Khi điện trường tiếp xúc điện trường E ngược chiều ( thơng thường E>Etx), dịng điện i chảy dễ dàng mạch Trong trường hợp này, điện trường tổng hợp có chiều điện trường ngồi Điện trường tổng hợp làm dễ dàng cho di chuyển điện tích đa số Các điện tử tái chiếm vùng chuyển tiếp, khiến trở thành dẫn điện Vậy phân cực thuận hạ thấp barie điện b.Phân cực ngược: Etx P N i + E R Đặt vào chuyển tiếp P-N điện trường cho miền bán dẫn P nối với cực âm nguồn, miền bán dẫn N nối với cực dương http://www.ebook.edu.vn -1- nguồn Khi ta nói chuyển tiếp P-N phân cực ngược Điện trường E tác động chiều với điện trường nội Etx Điện trường tổng hợp cản trở di chuyển điện tích đa số Các điện tử miền N chạy thẳng phía cực dương nguồn E, khiến cho điện miền N cao (so với vùng P) lại cao Vùng chuyển tiếp, vùng cách điện lại rộng Khơng có dịng điện chảy qua mt ghộp P-N Trình bày cấu trúc, ký hiệu đặc tính V-A điốt Cấu trúc ký hiÖu Điốt gồm điện cực, điện cực nối với bán dẫn loại P gọi anốt (A), điện cực nối với miền N gọi katốt (K) A A P J N K K Dòng điện chảy qua điốt làm điốt nóng lên, chủ yếu vùng chuyển tiếp, Đối với điốt loại Si, nhiệt độ mặt ghép Tj cho phép 200°C.Vượt nhiệt độ điốt bị phá hỏng Để làm mát điốt, người ta thường dùng cánh tản nhiệt quạt mát với tốc độ gió 10m/s, cho nước hay dầu biến chảy qua cánh tản nhiệt với tốc độ lớn hay nhỏ tùy theo dòng điện Đặc tính vơn-ampe điốt Gồm nhánh: nhánh thuận (1) nhánh ngược (2) Dưới điện áp U>0, điốt phân cực thuận, barie điện giảm xuống gần Khi tăng U, lúc đầu dòng tăng từ từ, sau U lớn 0, đến điện áp thuận có giá trị cỡ khoảng 0.7V Si khoảng 0.3V với Ge Khi điện áp thuận vượt giá trị dịng thuận tăng cách đáng kể, đường đặc tính có dạng hàm mũ Khi điện áp U0.1V, dòng điện ngược dừng lại giá trị vài chục mA Dịng điện phá hỏng điốt, để bảo vệ điốt người ta cho chúng làm vic di in ỏp U=(0.7ữ0.8V)Uz Trình bày cấu trúc, ký hiệu,đặc tính V-A Transitor lỡng cực http://www.ebook.edu.vn -2- Transito lưỡng cực linh kiện bán dẫn gồm miền bán dẫn tạp chất P,N xen kẽ Tùy theo trình tự miền P N ta có loại cấu trúc điển hình PNP NPN, dùng để đóng, cắt dịng điện chiều có cường độ tương đối lớn Hệ số khuyếch đại dòng, kí hiệu β=10÷100 Điện áp Vbe≈1V, Vcesat=(1÷1.5)V C Ic N B Ib P Vce Vbe N E Ie Ic Ib2 Vce.sat Ib2>Ib1 Ib1 Ib=0 Vce Công suất tổn thất transito, làm việc với tải xác định, nhỏ nhiều lần so với công suất tổn thất transito chuyển trạng thái (chuyển từ trạng thái cắt sang trạng thái đóng ngược lại) Tích cơng suất chuyển trạng thái pc, với thời gian chuyển trạng thái tc lượng tổn thất lần chuyển trạng thái Năng lượng tổn thất tỉ lệ thuận với tần số hoạt động transito (nhiệt độ bên transito không vượt 200°C) Để giảm nhỏ lượng tổn thất transito chuyển trạng thái gây nên, người ta thường dùng mạch trợ giúp, tức bắt buộc transito làm việc điều kiện : f > 5kHz Vceo ≥ 60V, Ic > 5A Trình bày cấu trúc, ký hiệu đặc tính V-A cđa Transitor MOS c«ng st http://www.ebook.edu.vn -3- D VGS=9V ID + ID 7.5V 6V VD S + G VGS 4.5V ID 3.0V S Transito MOS gồm có cực : • D (drain) : cực máng.Các điện tích đa số (điện tử n lỗ trống p) từ bán dẫn chảy mạng • S (source) : cực nguồn.Các điện tích đa số từ cực nguồn chảy vào bán dẫn • G (gate) : cực cổng Cực điều khiển Khác với transito lưỡng cực điều khiển dòng bazơ, transito MOS điều khiển điện áp đặt lên cực cổng Transito MOS tác động nhanh, đóng, mở với tần số 100kHz Khi transito MOS dẫn dịng điện trở khoảng 0.1Ω MOS-100V khoảng 1Ω MOS-500V Đặc tính V-A : Bình thường khơng có dịng điện qua kênh (ID=0), điện trở D S lớn Khi cấp nguồn điện VDS>0, dòng cực máng ID tăng dần Khi VDS đạt tới giá trị bão hòa IDSbh Trình bày cấu trúc, ký hiệu đặc tính V-A cña tiristo Cấu trúc ký hiệu Tiristo thiết bị gồm lớp bán dẫn P1, N1, P2, N2 đặt xen kẽ tạo thành.Giữa lớp bán dẫn hình thành chuyển tiếp J1, J2, J3 Tiristo gồm cực : anốt (A) nối với phần bán dẫn P1, katốt (K) nối với phần bán dẫn N2, cực điều khiển G nối với phần bán dẫn P2 http://www.ebook.edu.vn -4- A P1 A N1 P2 J2 N2 G J1 J3 K K Đặc tính V-A tiristo gồm đoạn i IH Uz UC U Đoạn : ứng với trạng thái khóa tiristo, có dịng điện rò chảy qua tiristo Khi tăng U đến Uch (điện áp chuyển trạng thái), bắt đầu trình tăng nhanh chóng dịng điện, tiristo chuyển sang trạng thái mở Đoạn : ứng với giai đoạn phân cực thuận J2 Trong giai đoạn lượng tăng nhỏ dòng điện ứng với lượng giảm lớn điện áp đặt tiristo Đoạn gọi đoạn điện trở âm Đoạn : ứng với trạng thái mở tiristo Lúc mặt ghép trở thành dẫn điện Dòng điện chảy qua tiristo bị hạn chế điện trở mạch Điện áp rơi tiristo nhỏ, khoảng 1V Tiristo giữ trạng thái mở chừng i cịn lớn dịng trì IH http://www.ebook.edu.vn -5- Đoạn : ứng với trạng thái tiristo bị đặt điện áp ngược Dòng điện ngược nhỏ, khoảng vài chục mA Nếu tăng U đến Uz dòng điện ngược tăng lên mãnh liệt, măt ghép bị chọc thủng, tiristo b hng Trình bày trình mở cho dòng chảy qua Tiristo Khi cho xung điện áp dương Ug tác động vào cực G (dương so với K),các điện tử từ N2 chạy sang P2 Đến đây, số chúng chảy vào nguồn Ug hình thành dịng điều khiển Ig chảy theo mạch G-J3-K-G, phần lớn điện tử, chịu sức hút điện trường tổng hợp mặt ghép J2, lao vào vùng chuyển tiếp này, chúng tăng tốc độ, động lớn lên, bẻ gãy liên kết nguyên tử Si, tạo nên điện tử tự so Số điện tử giải phóng lại tham gia bắn phá nguyên tử Si vùng chuyển tiếp Kết phản ứng dây chuyền làm xuất ngày ngiều điện tử chảy vào N1, qua P1 đến cực dương nguồn điện ngoài, gây nên tượng dẫn điện ạt J2 trở thành mặt ghép dẫn điện, điểm xung quanh cực G phát triển toàn mặt ghép với tốc độ khoảng 1cm/100μs Điện trở thuận tiristo khoảng 100kΩ trạng thái khóa, trở thành khoảng 0.01Ω tiristo mở cho dòng chảy qua E R1 Rt K1 R2 Hình vẽ biện pháp mở tiristo đơn giản Khi ấn vào K1, Ig ≥ Igst T mở Thường lấy Ig = (1.1÷1.2) Igst, Igst giá trị dòng điện điều khiển ghi sổ tay tra cứu tiristo Khi đặt tiristo điện áp UAK > tiristo tình trạng sẵn sàng mở cho dịng chảy qua, cịn đợi lệnh - tín hiu Ig cc iu khin Trình bày trình khoá không cho dòng chảy qua Tiristo Để khóa tiristo có cách : + Giảm dịng điện làm việc xuống giá trị dịng trì IH http://www.ebook.edu.vn -6- + Đặt điện áp ngược lên tiristo (là biện pháp thường dùng) Khi đặt điện áp ngược lên tiristo UAK < 0, hai mặt ghép J1 J3 bị phân cực ngược,J2 phân cực thuận Những điện tử, trước thời điểm đảo tính cực UAK, có mặt P1, N1, P2 đảo chiều hành trình, tạo nên dịng điện ngược chảy từ katốt anốt, cực âm nguồn điện áp ngồi Lúc đầu q trình, từ t0 đến t1, dịng điện ngược lớn, sau J1 J3 trở nên cách điện Cịn lại điện tử bị giữ lại mặt ghép J1 J3, tượng khuyếch tán làm chúng dần hết J2 khôi phục lại tính chất mặt ghép điều khiển Thời gian khóa toff tính từ bắt đầu xuất dịng điện ngược t0 dòng điện ngược Đấy khoảng thời gian mà sau đặt điện áp thuận lên tiristo, tiristo không mở toff kéo dài khoảng vài chục μs Cơng thức khóa tiristo : Tiristo mở + UAK < → Tiristo khúa Trình bày sơ đồ chỉnh lu điốt pha 1/2 chu kỳ tải R S chỉnh lưu điốt pha nửa chu kỳ đặc tính làm việc tải R hình vẽ D ud Trong khoảng 0< θ < π ,điện áp u2 dương ,tích cực dương điểm A.Điốt D mở cho dòng chảy qua Nếu xem điện áp rơi điốt Ud=0, ta có: u2=R.i= U2sin θ π 2U sin θ R Trong khoảng π < θ < 2π ,u2 âm,tính cực âm điểm A Điốt D bị khóa i= i = 0, UD = Điốt D phải chịu điện áp ngược với giá trị cực đại U= U2,trị trung bình điện áp chỉnh lưu bằng: U2 = 2π π ∫ U2sin θ dθ = http://www.ebook.edu.vn 2U π =0,45U2 -7- R Trị trung bình dịng tải : Id = Ud 2U = R πR Trị hiệu dụng dòng thứ cấp biến áp I = I2 = U2 2R Trình bày sơ đồ chỉnh lu điốt pha 1/2 chu kỳ tải R+ L Sơ đồ chỉnh lưu hình sau C A ud ud id Dr ud 2π π B Theo hình cuộn cảm sinh suất điện động tự cảm có biến thiên dịng điện e = − L di dt Theo định luật Om,có thể viết phương trình mạch điện : u + e = Ri Hoặc L di + Ri = 2U sin ωt = ud dt Dưới dạng toán tử Laplace với điều kiện i(0)=0 L p.I ( p) + R.I ( p) = 2U I ( p) = 2U 2ω L ω p +ω2 ( p + ω )( p + R ) L R L Trên hình vẽ ta thấy khoảng < θ < θ ,dòng I tăng từ từ Đặt ωL = X = Z sin ϕ ; R = Z cos ϕ = R + X ; b = cuộn cảm L sinh suất điện động tự cảm e có chiều ngược lại với u ,cuộn cảm L tích lũy lượng http://www.ebook.edu.vn -8- Trong khoảng θ < θ < θ dòng i suy giảm s.d.đ tự cảm e tác động chiều với u ,cuộn cảm L hoàn lại lượng.Vì điốt D tiếp tục mở cho dòng chảy qua khoảng π < θ < θ mà u < Trong chu kỳ lượng cuộn L tích lũy i tăng vừa lượng hồn lại i giảm.Phương trình L= di + Ri = ud dt Thực tế mạch R+L thường dùng điốt hoàn lượng Dr đấu song song ngược với mạch tải,vừa để bảo vệ điốt vừa để trì dịng điện tải nửa chu kỳ âm Khi điện điểm B vượt điện điểm C khoảng 0.7V Dr mở cho dòng tải id chảy qua,id=iD.Điốt Dr làm ngắn mạch mạch tải ud=0 Điốt D cho dòng chảy qua khoảng < θ < π Trong khoảng π < θ < 2π dòng tải id cuộn L cung cấp ,nó phóng lượng tích lũy vào mạch LRDr.Nếu dùng cuộn cảm lớn trì dịng id tồn chu kỳ Kết luận -Dịng điện tải chậm sau u2 góc ϕ ,với tg ϕ = âm ωL R -Khi khơng có Dr điện áp chỉnh lưu ud có chứa đoạn mang giá trị -Trong chu kỳ,cuộn L tích lũy lượng hồn lại nhiờu 10 Trình bày sơ đồ chỉnh lu điốt pha hai nửa chu kỳ tải R ViÕt biĨu thøc gi¶i tÝch ud ud A i22 i21 0’ u22 − http://www.ebook.edu.vn -9- π u21 π 2L 2π θ Thông số I t0 = t0 ∫i dt cầu chì thơng số dùng để chọn cầu chì có ngắn mạch (dòng thời gian nhỏ 10ms).Giá trị I2t0 phải nhỏ I2t giá trị thông số tải tiristo Khi tiristo làm việc song song phải dùng cầu chì mắc nối tiếp với tiristo nhánh riêng rẽ Cầu chì nhóm chọn theo biểu thức : I2t0 ≤ I2t[n(1-s)+s]2 Trong : I2t0 thơng số ngắt cầu chì nhóm I2t thơng số q tải tiristo N số lương tiristo làm việc song song S ≈ 0.2 hệ số lưu ý tới phân bố khơng dịng điện nhánh song song Khi đặt tiristo phía sơ cấp biến áp thơng số ngắt tiristo tính sau : ⎛U ⎞ I t ≤⎜ ⎟ −I ⎜ ⎟ ⎝U1 ⎠ 2 t Trong : U2,U1 điện áp định mức máy biến áp phía thứ cấp sơ cấp 27 Tr×nh bày phơng pháp bảo vệ tải cho biÕn ®ỉi Như biết, tiristo làm việc tin cậy nhiệt độ công tác khơng vượt q nhiệt độ giới hạn tiếp giáp Điều u cầu phải giới hạn cơng suất tổn hao, chủ yếu tổn hao tải biểu qua thời gian dẫn Ví dụ góc dẫn λ = W-z (W góc cắt, z góc mở) hệ thống điều khiển pha Việc giới hạn công suất tổn hao tiristo cách đo trực tiếp thực tế khơng thực Trong hệ thống đại lượng đo dịng tiristo Vậy sở hoạt động hêh thống bảo vệ tải dùng phản hồi âm nhằm giảm thời gian dẫn tiristo dòng điện lớn Người ta sử http://www.ebook.edu.vn - 26 - dụng hệ thống tác động lần để ngắt xung mở tiristo dòng qua tiristo vượt giá trị cho phép Hình biểu diễn sơ đồ khối hệ thống bảo vệ tải dùng phản hồi : Hệ thống gồm khâu sau : - UT hệ thống tiristo Nguồn nạp Điều khiển - Bộ cảm biến đo lường dòng UT PP + F W điện PP - Filt lọc tần số thấp F - Bộ khuyếch đại ngưỡng W a Bộ cảm biến dòng : Trong hệ thống cấp điện nguồn xoay chiều, cảm biến dòng thường biến dòng, cuộn thứ cấp tải điện trở cầu chỉnh lưu điện áp chiều có giá trị phụ thuộc vào đại lượng dịng tải.Hình biểu diễn mạch chỉnh lưu dịng điện dùng cho cảm biến dòng Bộ cảm biến thường đặt phía sơ cấp biến áp cấp điện cho hệ thống tiristo Bộ cảm biến cho phép khử độ áp cuộn thứ cấp biến dòng để tránh gây nên bão hòa lõi thép chống áp độ tăng dịng q lớn phía sơ cấp hệ thống điều khiển pha góc mở nằm phạm vi 60° < z < 120°, đặc biệt tải trở Độ điện áp làm thay đổi phạm vi điều khiển tín hiệu điều khiển, Để loại trừ hoàn toàn áp người ta sử dụng sơn điện trở nối với biến áp công suất nhỏ để chuyển cách tin cậy dạng dòng điện mạch.Ở mạch điện áp biến dịng sử dụng phần tử phi tuyến loại varisto nhằm tạo mối liên hệ dòng giới hạn với giá trị dòng hiệu dụng phía điện áp nguồn nạp http://www.ebook.edu.vn - 27 - Tải b Filt lọc : điện áp chiều sau chỉnh lưu phải làm phẳng, không ảnh hưởng tới tính ổn định hệ thống Trong hệ thống điều chỉnh pha xuất hiện tượng dao động với tần số thấp Vì lý số thời gian filt phải lớn Hằng số thời gian lớn làm ảnh hưởng tới tính động hệ thống, chủ yếu ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng lên thay đổi tải Điều địi hỏi phải chon filt lọc cách phù hợp, chủ yếu dựa vào kết thực nghiệm mơ hình a khuyếch đại : cần dùng khuyếch đại bậc, song phải khử nhiệt hoàn toàn nạp điện áp ổn định Nên dùng khuyếch đại vi phân, dùng điốt zener để nhận điện áp ngưỡng i u ∼ iTB a, Tín hiệu phụ thuộc vào giá trị trung bình dịng điện i u ∼ iTB b, Tín hiệu phụ thuộc vào biên độ dịng tải 28 Trình bày phơng pháp bảo vệ nhiệt độ cho biến đổi Thit k chớnh xỏc hệ thống bảo vệ nhiệt tiristo thực chế độ ổn định chế độ cho ta độ tăng nhiệt ổn định Ở chế độ độ, tổn hao tức thời lớn giá trị trung bình khơng vượt q giá trị cho phép http://www.ebook.edu.vn - 28 - Điều kiện lúc đạt bảo vệ tiristo dựa sở hạn chế dòng điện khơng cịn ý nghĩa chế độ q độ nữa, hệ thống giới hạn dòng điện hoạt động dựa đặc tính dịng – thời gian Vì vậy, phương pháp bảo vệ nhiệt tiristo có kết phương pháp bảo vệ nhiệt độ Phương pháp sử dụng rộng rãi dựa sở đo nhiệt độ tiristo nhiệt độ bên cấu trúc phương pháp điện, Bảo vệ nhiệt thực sau : Ngắt lâu dài thiết bị bảo vệ, đưa thiết bị vào làm việc lại cần can thiệp người điều hành Ngắt tạm thời thiết bị bảo vệ nhiệt độ hạ thấp thiết bị tự động đóng lại Ổn định nhiệt độ cách tự giớ hạn góc dẫn nhiệt độ vượt giá trị cho trước Phương pháp đo nhiệt độ cấu trúc dựa cảm biến nhiệt lưỡng kim đơn giản rẻ tiền nhất, khơng xác cảm biến nhiềt hoạt đơnh khơng nhạy Để nâng cao độ xác ta phải thực thêm nhiều biện pháp phụ làm cho giá thành thiết bị tăng, nên sử dụng Cả phương pháp bảo vệ nhiệt độ thực nhờ cảm biến bán dẫn : nhiệt điện trở, điốt, tranzito…chúng thiết bị có độ nhạy cao tính lặp lại lớn Những hệ thống bảo vệ nhiệt độ với thiết bị sử dụng rộng rãi Việc bảo vệ qua nhiệt bên tiristo phức táp khó thực hiện, thực tế khơng sử dụng http://www.ebook.edu.vn - 29 - 29 Trình bày phơng pháp bảo vệ chống tốc độ tăng dòng điện cho biÕn ®ỉi Trong mạch khơng có cảm kháng hệ thống xung có độ tăng dịng lớn dùng tiristo thường địi hỏi phải có giới hạn độ tăng dòng di/dt mở, cách đưa thêm cuộn kháng vào mạch Cuộn kháng tuyến tính có nhược điểm gây điện áp ngắt Người ta thường dùng cuộn kháng bão hòa làm lõi thép loại vật liệu từ mềm hình xuyến cuộn vịng dây Vì có độ cảm ứng từ lớn nên phải dùng phương tiện khử từ lõi thép mở lại tiristo Cuộn kháng bão hòa lõi ferit khơng có nhược điểm nên sử dụng thường xuyên Số vành khuyên ferit K cí thiết diện Sfe dùng cho cuộn kháng vịng dây tính sau : K= Et S ΔB sat fe Với t = sat Z S fe ΔB E Trong : Z số vòng dây, Z=1 ΔB gia số độ cảm ứng lõi thép E điện áp nạp đo vơn Dịng điện chạy q trình bão hòa Isat phải nhỏ so với giá trị dòng mở Dịng Isat tính sau : Isat = HsItb/Z Trong : Hs cường độ từ trường cần để đạt độ cảm ứng bão hòa(A/m2) Itb độ dài trung bình đường sức từ http://www.ebook.edu.vn - 30 - 30 Trình bày phơng pháp bảo vệ chống tốc độ tăng điện áp mức cho bé biÕn ®ỉi T C UNGM Rd R UNG 0.67UD M D t τ Bộ bảo vệ áp RC mắc song song với tiristo giảm nhiều tốc độ tăng điện áp khóa bảo vệ tiristo khỏi tăng điện áp.Hình vẽ biểu diễn phương pháp bảo vệ chống tăng điện áp có hiệu quả.Giá trị C tính sau : RC ≥ τ Trong τ -hằng số thời gian tăng điện áp R-điện trở tải Điện trở Rd phỉa chọn cho tụ phóng (E/Rd),lúc tiristo mở khơng làm tăng dòng cực đại tiristo giá trị cho phép.Điốt D phải điốt hoạt động nhanh,nếu không điện trở Rd khơng làm nhiệm vụ mình.Các phần tử C,Rd,và D cần đặt cho thật gần tiristo bảo vệ để giảm tới mức tối thiểu độ tự cảm.Tụ điện cần dùng loại có cảm kháng nhỏ 31 Trình bày phương pháp bảo vệ chống tác động tương hỗ cho biến đổi Thường hệ thống tiristo đơn làm việc tốt từ pha sản xuất thử Tuy nhiên hệ thống có nhiều tiristo xuất tác động tương hỗ tiristo Hiện tượng gây điện áp, biến dạng điện áp nguồn nạp ảnh hưởng mạch tải khác hay hỗ cảm phần tử mạch… http://www.ebook.edu.vn - 31 - Hiện tượng tác động tương hỗ thường xảy mạch tải có độ tự cảm nhỏ Để chống lại tượng tác động ta sử dụng biện pháp sau: - Giới hạn độ tăng dòng điện - Cấp điện cho hệ thống điện áp không biến dạng - Lắp ráp cách hợp lý, tránh dùng dây dẫn dài mạch điều khiển - Giảm tổng trở vào mạch điều khiển cách sử dụng hệ thống phần tử có điện trở vào khơng lớn - Sử dụng ổn áp tốt riêng biệt cho hệ thống điều khiển 32 Trình bày phương pháp chống nhiễu Radio cho biến đổi Tất nguyên nhân gây nên tác động tương hỗ hệ thống tiristo nguyên nhân gây nhiễu radio Tuy nhiên nguyên nhân chủ yếu gây nhiễu radio thay đổi nhảy bậc dòng điện phát nhiễu có phổ liên tục với biên độ tỷ lệ nghịch với tần số Phương tiện nhằm loại bỏ nhiễu radio giảm tốc độ tăng dòng hệ thống cách đưa thêm cảm kháng vào mạch tải tiristo Để giảm mức độ nhiễu radio truyền vào lưới cung cấp ta dùng mạch lọc LC Trong thiết bị thơng dụng địi hỏi khử tới mức tối đa nhiễu radio thường dùng filt đối xứng Loại filt lọc dập tín hiệu radio hiệu quả, song sử dụng cho hệ thống có cơng suất nhỏ Với hệ thống có cơng suất lớn phải sử dụng fitl LC đặt phía nguồn nạp mạch RC phía tải Một điều lưu ý : tính chất nhiễu tạo phổ liên tục nên ta khơng có cách để tính xác thơng số filt lọc mà thường phải chọn chúng theo thông số kinh nghiệm http://www.ebook.edu.vn - 32 - 33 Nêu nguyên tắc điều khiển xung Trình bày nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính Đây phương pháp điều khiển cách so sánh điện áp: điện áp đồng ký hiệu uS thường đặt vào đầu đảo khâu so sánh có dạng xung cưa hay cosin điện áp điều khiển ký hiệu ucm thường đặt vào đầu không đảo khâu so sánh Hiệu điện đầu vào khâu so sánh: ud= ucm- us Điểm điện áp xác định cho ta thời điểm gửi xung vào cực điều khiển tiristo, điện áp đồng có dạng xung cưa góc điều khiển tiristo xác định sau: α =π u cm U sm Từ biểu thức ta thấy góc điều khiển α phụ thuộc tuyến tính với điện áp điều khiển ucm Thay đổi giá trị ucm thay đổi góc điều khiển Khi điện áp đồng có dạng cosin luật biến đổi biểu diễn sau: u cm = u s tb − u stb cos α u stb − u cm cos α = u stb http://www.ebook.edu.vn - 33 - u us ucm t α π 2π u us ustb ucm t α π 2π 34 Nêu nguyên tăc điều khiển xung Trình bày nguyên tắc điều khiển thẳng đứng ARCCOS Theo nguyên tắc người ta dùng hai điện áp: - Điện áp đồng u s vượt trước điện áp đặt lên anốt katốt tiristo góc π/2 uAK= Umsinωt us= Umcosωt - Điện áp điều khiển ucm điện áp chiều, điều chỉnh biên độ theo chiều (âm dương) http://www.ebook.edu.vn - 34 - - Nếu đặt u s vào cổng đảo ucm vào cổng không đảo khâu so sánh u s= ucm ta nhận xung đầu khâu so sánh khâu lật trạng thái U m cosα = ucm Do đó: ⎛u ⎞ α = arccos ⎜ cm ⎟ ⎜U ⎟ ⎝ m ⎠ Khi ucm=Um α =0 Khi ucm=0 α =π/2 Khi ucm=- Um α =π 35 Trình bày phối hợp công tác tiristo chúng mắc nối tiếp Khi điện áp có giá trị 1000V lớn thường phải mắc nối tiếp tiristo Khi tiristo làm việc nối tiếp nhiều nguyên nhân mà phân bố điện áp tiristo thường không đều, cần dùng thiết bị phân điện áp tiristo IA Sự phân bố không T1 điện áp tiristo xuất chế độ tĩnh I II I T2 hay động Những nguyên nhân sau gây nên phân bố điện áp không Tải UA UA1 UAII tiristo: - Do khác cấu tạo làm cho đặc tính V-A tiristo khác - Có thời gian mở khác - Có thời gian ngắt khác http://www.ebook.edu.vn - 35 - - Sự phân bố điện áp không trạng thái tĩnh xuất có khác đặc tính V-A Ta nhận thấy đặc tính V-A khác mắc nối tiếp dòng điện giống điện áp đặt lên tiristo khác Sự phân bố điện áp chế độ động khác thời gian mở ngắt tiristo khác Vì thời gian mở tiristo khác nên mở tiristo có thời gian mở ngắn mở trước, điện áp nguồn đặt lên tiristo chưa mở Để khử hồn tồn tượng ta dùng biện pháp tăng biên độ tốc độ xung điều khiển 36 Trình bày phối hợp công tác tiristo chúng mắc song song Khi dịng tải lớn, tiristo khơng đáp ứng dòng tải, người ta thực ghép tiristo làm việc song song với Khi hai tiristo làm việc song song cấu trúc khác mà phân bố dịng khơng giống Những ngun nhân gây phân bố dòng khác là: - Do khác cấu tạo làm cho đặc tính V-A tiristo khác - Có thời gian mở khác - Có thời gian ngắt khác Sự phân bố dịng điện khơng trạng thái tĩnh xuất có khác đặc tính V-A Ta nhận thấy đặc tính V-A khác mắc song song điện áp tiristo dòng điện chạy qua tiristo khác Sự phân bố dòng điện chế độ động khác thời gian mở ngắt tiristo khác Khi mở tiristo có thời gian mở ngắn mở trước , dòng điện tải chảy qua tiristo này, tiristo chưa mở khơng có dịng điện chạy qua http://www.ebook.edu.vn - 36 - Khi ngắt tiristo có thời gian ngắt ngắn nhận đặc tính tắt trước nên khơng dẫn dịng, dịng tải chuyển sang tiristo cịn dẫn IA IA1 T T I I II Tải UA UA 37 Trình bày nguyên lý hoạt động biến tần cầu pha Sơ đồ gồm tiristo, bố trí theo kiểu cầu, cặp tiristo T1 T3, T2 T4 điều khiển mở cách chu kỳ, điốt D1, D2,D3,D4 đấu song song ngược với tiristo tương ứng Từ nguồn điện chiều E, sơ đồ cho phép tạo tải điện áp hình sin chữ nhật, có tần số biến đổi Hoạt động sơ đồ: Giả thiết T2 T4 cho dòng chảy qua ( dòng tải từ B đến A) Khi t=0, cho xung mở T1 T3; T2 T4 bị khố lại Dịng tải i khơng thể đảo chiều cách đột ngột, tiếp tục chảy theo chiều cũ suy giảm dần D1 D3 dẫn dòng khiến T1 T3 vừa kịp mở bị khoá lại Điện áp tải U=E Khi t=t1i=0,D1 D3 bị khoá lại T1 T3 mở lại xung điều khiển tác động vào cực G1 G3, dòng tải i>0 tăng trưởng, chảy theo chiều từ A đến B http://www.ebook.edu.vn - 37 - Giai đoạn t=0÷t1 giai đoạn hồn lượng Khi t = T/2 cho xung mở T2 T4 ;T1 T3 bị khố lại Dịng tải i chảy qua D2 D4 khiến cho T2 T4 vừa kịp mở bị khoá lại Khi t=t3,i=0, T2 T4 mở lại, i