đề tài thiết kế bộ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều dùng thyristor.

22 2.3K 3
đề tài  thiết kế bộ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều dùng thyristor.

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU THÀNH MỘT CHIỀU DÙNG THYRISTOR. MỤC LỤC THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI 1 ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 1 THÀNH MỘT CHIỀU 1 DÙNG THYRISTOR 1 LỜI NÓI ĐẦU 3 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT VIÊN 5 TÊN ĐỀ TÀI: 5 THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU THÀNH MỘT 5 CHIỀU DÙNG THYRISTOR 5 I. GIỚI THIỆU VỀ THYRISTOR 6 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của thyristor 6 3. Các thông số cơ bản của thyristor: 10 4. Các biện pháp mở thyristor: 11 5. Quá trình khóa thyristor: 12 6. Một số ứng dụng của thyristor: 13 7. Sơ đồ nguyên lý của bộ biến đổi điện áp xoay chiều sang một chiều: 14 8. tính chọn linh kiện: 21 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ các ứng dụng của khoa học kỹ thuật trong công nghiệp, đặc biệt là trong công nghiệp điệnđiện tử thì các thiết bị ddieeenj – điện tử có công suất lớn được chế tạo ngày càng nhiều. Đặc biệt các ứng dụng của nó vào ngành kinh tế quốc dân và đời sống hàng ngày đã và đang được phát triển hết sức mạnh mẽ. Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu ngày càng nhiều và phức tạp của công nghiệp thì ngành điệnđiện tử luôn phải tìm ra các giải pháp tối ưu nhất. Đặc biệt với chủ trương CNH – HĐH của nhà nước, của nhà máy xí nghiệp cần phải thay đổi, nâng cao để đưa công nghệ kỹ thuật hiện đại vào trong sản xuất. Do đó, đòi hỏi phải có thiết bị và phương pháp làm việc an toàn chính xác. Và trong ngành kỹ thuật điện tử buộc phải sử dụng điện một chiều để phân cực cho transistor. Nhưng điện một chiều như pin, acquy và các máy phát một chiều quá tốn kém. Có một cáh đơn giản hiệu quả là chuyển điện xoay chiều đang có sẵn từ lưới điện thành điện một chiều và điều chỉnh được giá trị điện một chiều ở đầu ra. Để làm được bộ biến đổi điện xoay chiều thành điện một chiều( hay còn gọi là bộ chỉnh lưu) thì có rất nhiều cách như: dùng các hệ thống biến đổi van không điều khiển( diode ), có điều khiển( thyristor ). Các bộ biến đổi van có hiệu suất làm việc cao, kích thước trọng lượng nhỏ nên được ứng dụng ngày càng phổ biến và rộng rãi. Với bộ biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều dung thyristor chúng em sẽ tìm hiểu về các chế độ khóa mở của thyristor để có thể tạo ra được nguồn điện áp một chiều ở đầu ra luôn dương. Đề tài này là bài kiểm tra khảo sát kiến thức tổng hợp của mỗi sinh viên, và cũng là điều kiện để cho sinh viên ngành kỹ thuật điện tử tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về điện tử công nghiệp. Mặc dù vậy, với sinh viên còn đang ngồi trên ghế nhà trường thì kinh nghiệm thực tế còn chưa nhiều, do đó cần có sự hướng dẫn của thầy giáo. Qua đây, cho chúng em được gửi lời cảm ơn tới thầy Hồ Quang Hưng đã tận tình chỉ dẫn, giúp chúng em hoàn thành tốt đề tài này. Đề tài này hoàn thành không những giúp chúng em có thêm nhiều kiến thức hơn mà còn giúp chúng em làm việc với một phương pháp mới chủ động hơn, linh hoạt hơn và đặc biệt là phương pháp làm việc theo nhóm. Quá trình thực hiện đề tàimột thời gian thực sự bổ ích cho chúng em về mọi mặt. Thái Nguyên, ngày….tháng….năm…. Sinh viên Nhóm 5 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT VIÊN TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU THÀNH MỘT CHIỀU DÙNG THYRISTOR. Giáo viên hướng dẫn: Thầy Hồ Quang Hưng. Sinh viên thưc hiện: Nhóm 5 1. Lê Đình Vượng 2. Trần Thanh Tùng 3. Nguyễn Văn Tùng 4. Nguyễn xuân Toàn 5. Nguyễn Thị Yến Yêu cầu: Thiết kế bộ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều dùng thyristor. I. GIỚI THIỆU VỀ THYRISTOR Cấu tạo, nguyên lý làm việc của thyristor. * Cấu tạo: * Kí hiệu: + Thyristor gồm 4 khối bán dẫn khác loại xếp xen kẽ nhau do đó hình thành nên 3 lớp tiếp giáp P – N lần lượt là J 1 , J 2 , J 3 và gồm có 3 điện cực là anôt A, katôt K và cực điều khiển G( lấy trên lớp bán dẫn P 2 hoặc N 1 ) trong đó có lớp bán dẫn P 1 , N 1 được pha với nồng độ tạp chất cao hơn tới mức suy giảm, 4 khối bán dẫn khép lại đã tạo thành 2 transistor mắc nối tiếp trong đó một transistor thuận và một transistor ngược. + Cấu trúc của 2 transistor: P1 N1 P2 N2 A K G J1 J2 J3 A K G + Thyristor là diode có điều khiển, cấu trúc của 2 diode: + Sơ đồ tương đương của thyristor: * Nguyên lý làm việc của thyristor: + khi U ak <0: J 1 , J 3 phân cực thuận nên coi thyristor giống như 2 diode phân cực ngược mắc nối tiếp nhau. Vì vậy dòng qua đèn là dòng dò ngược có chiều từ A sang K( dòng có giá trị rất nhỏ gần như không đổi). Đến khi tăng điện áp lên một giá trị nhất định thi J 1 và J 3 lần lượt bị đánh thủng làm dòng điện P1 N1 P2 N2 P2N1A K G A G K J1 J2 J3 Tr1 Tr2 A G K ngược tăng lên đột ngột( nếu không có biện pháp ngăn chặn dòng ngược sẽ làm hỏng tải). + Khi U ak > 0: ● Khi chưa có xung tới cực G(Ig =0): lúc này J 1 , J 3 phân cực thuận; J 2 phân cực ngược. Vì vậy dòng qua thyristor là dòng điện ngược chạy qua tiếp giáp J 2 nên nó có giá trị rất nhỏ. Khi tăng U ak đến một giá trị điện áp chuyển đổi U cđ thuận nào đó thì J 2 bị đánh thủng đèn chuyển từ khóa sang mở làm nội trở của đèn giảm mạnh và sụt áp trên 2 cực của đèn giảm => dòng qua đèn tăng nhanh ( đây gọi là phương pháp kích mở ở chế độ phân cực thuận). ● Khi có xung tới cực G (Ig # 0): dòng Ig # 0 sẽ cùng U ak > 0 làm J 2 chuyển từ phân cực ngược sang phân cực thuận nên J 2 mở sớm hơn và thyristor chuyển từ khóa sang mở sớm hơn. Việc tăng dần dòng điện khống chế Ig để mở thyristor gọi là phương pháp kích mở bằng dòng điện khống chế. * Đặc tuyến làm việc của thyristor: Uv Uv Ur to ╥ 2 ╥ 2 ╥ + to 3 ╥ to ╥ 2 ╥ + to2 ╥ 3 ╥ 0 0 1. Đặc tuyến Volt – Ampe: - Có thể chia thành 4 vùng chính và 1 vùng chuyển tiếp. Đó là vùng dẫn thuận, vùng chắn thuận và giữa hai vùng này là một vùng quá độ( có điện trở âm) dòng qua thyristor tăng khi áp trên nó giảm thu được khi tác động điện áp giữa anôt và katôt là chiều thuận U ak = U i ≥ o; tức là các diode P 1 N 1 , P 2 N 2 dẫn bị ngăn cách bằng diode N 1 P 2 khóa khi ở vùng chắn thuận. Cần chú ý ở đây có một giá trị điện áp ngưỡng đánh thủng Uđt thuận tức là khi tăng dần điện áp Uak trên thyristor tới lúc U ak = U BRF, thyristor sẽ chuyển từ vùng không dẫn điện sang vùng dẫn điện( ta gọi là phương pháp kích mở thyristor bằng điện áp thuận giữa anôt và katôt). Các vùng còn lại của đặc tuyến khi U ak < 0 giống như của một diode bán dẫn thông thường, đó là vùng chắn ngược( các diode P 1 N 1 ; P 2 N 2 khóa, diode N 1 P 2 mở) và vùng dẫn ngược, diode P 1 N 1 và sau đó P 2 N 2 bị đánh thủng về điện. - Nếu cố định điện áp giữa A và K ở một giá trị U ak < U BRF0 ( ứng với lúc dòng Ig = 0) thyristor sẽ không dẫn điện cho tới lúc có một tác động dòng điện Ig # 0 lên cực G và thyristor sẽ mở theo phương pháp dùng dòng trên cực I th Uak Dòng duy trì Điện áp đánh thủng thuận U BRF Dòng chắn thuận 0 Ung max Uđt điều khiển G. Tuy nhiên, điều này chỉ thực hiện được theo chiều thuận, còn nếu thyristor đang mở không thể dung dòng hay áp cực G dập tắt nó được. Khi đó, ta phải dung biện pháp duy nhất là đặt U ak ≤ 0 lên thyristor. 3. Các thông số cơ bản của thyristor: - Điện áp thuận cực đại( U th.max ): Là giá trị điện áp lớn nhất có thể đặt lên thyristor theo chiều thuận mà thyristor vẫn ở trạng thái mở. Nếu vượt quá giá trị này có thể làm hỏng thyristor. - Điện áp ngược cực đại( U ng.max ): điện áp lớn nhất có thể đặt lên thyristor theo chiều ngược mà thyristor vẫn không hỏng. Dưới tác dụng của điện áp này, dòng điện ngược có giá trị T 1 ’’ T 1 ’ T 1 T 0 (I đk = 0) Uth Ucđ Uđt Ung max Iđt T Ith Ing 0 [...]... cố qua áp 7 Sơ đồ nguyên lý của bộ biến đổi điện áp xoay chiều sang một chiều: * Sơ đồ nguyên lý của mạch: * Chức năng các khối: - Khối tạo xung: Có nhiệm vụ tạo ra điện áp răng cưa tuyến tính Urc trùng pha với điện áp anôt của thyristor - Khối so sánh: Có nhiệm vụ so sánh điện áp răng cưa Urc với điện áp điều khiển Uđk, tìm thời điểm hai điện áp này bằng nhau( Urc = Uđk) Tại thời điểm hai điện áp này... đặt điện áp thuận, D sẽ mở dẫn đến có dòng điện từ cuộn thứ cấp biến áp đến R2 và D; nếu bỏ qua sụt áp rất nhỏ trên cuộn dây máy biến áp và trên D thì trên R2 được đặt điện áp bằng toàn bộ suất điện động thứ cấp biến áp tức là U2 Điện sụt trên R2 lúc này có thể dương đặt vào cực phát transistor, còn thế âm đặt vào vào cực gốc transistor; do vậy mạch gốc – phát transistor của transistor bị đặt điện áp. .. của điện áp chữ nhật UB qua diode D1 tới A2 tích phân thành điện áp răng cưa Urc; điện áp âm của UB làm mở thong transistor Tr1 làm A2 ngắn mạch( Urc = 0) trong vùng UB âm.Trên đầu ra của A2 chúng ta có chuỗi điện apsrawng cưa gián đoạn - Điện áp Urc được so sánh với điện áp Uđk tại đầu vào của A3 Tổng Urc + Uđk quyết định dạng điện áp ở đầu ra của A3 Trong khoảng 0 ÷ t1 với Uđk > Urc điện áp UD có điện. .. dạng hình xuyến, làm việc trên một phần của đặc tính từ hóa có: ∆B = 0,3( T) ∆h = 30( A/m) Và không có khe hở không khí Tỉ số biến áp xung: thường m = 2 ÷3, chọn m = 3 Điện áp cuộn thứ cấp máy biến áp xung: U2 = Uđk = 3( V) Điện áp đặt lên cuộn sơ cấp máy biến áp xung: U1 = m*U2 = 3*3 = 9 (V) Dòng điện thứ cấp máy biến áp xung: I2 = Iđk = 0,11( A) Dòng điện sơ cấp máy biến áp xung: I1 = I2/m = 0,11/3...Ing = (10 ÷ 20)mmA Khi điện áp ngược đặt lên thyristor lưu ý phải giảm dòng điều khiển - Điện áp định mức(Uđm): Là giá trị điện áp cho phép đặt lên thyristor theo chiều thuận và ngược Thông thường Uđm = ½ U th.max - Điện áp rơi trên thyristor: Là giá trị điện áp trên thyristor khi thyristor đang ở trạng thái mở - Điện áp chuyển trạng thái(Uch): Ở giá trị điện áp này, khong cần có Iđk, thyristor.. . nạp thì điện áp tăng dần theo biểu thức: uc = Ucc ( 1 – e –t/τ ) với τ = ( R3 + WR) C: hằng số thời gian mạch nạp của tụ Đến wt = ╥ thì điện áp đồng bộ U2 = 0 và bắt đầu chuyển sang nửa chu kỳ âm( điểm a âm hơn điểm 0) Van D bị đặt điện áp ngược và khóa lại Do vậy, điện áp đồng bộ không còn tác độngđến mạch gốc – phát của transistor nữa, lúc này dưới tác động của nguồn cung cấp một chiều qua điện trở... Tuy nhiên, phương pháp này sẽ làm cho thyristor hỏng nên không được áp dụng - Tốc độ tăng điện áp( du/dt): Nếu tốc độ tăng điện áp thuận đặt lên anôt và katôt thì dòng điện tích của tụ điện tiếp giáp có khả năng mở thyristor Tuy nhiên dòng điện tích lớn này có thể phá hỏng thyristor và các thiết bị bảo vệ Thông thường tốc độ tăng điện áp du/dt thì do nhà sản xuất quy định - Dòng điều khiển cực G: Khi... tụ C, điện trở R để đưa đến transistor công suất mắc kiểu dalington để khuyếch đại tín hiệu lên công suất cần thiết đi đến đầu vào cuộn sơ cấp biến áp xung + Giản đồ điện áp: U 0 0 t t * Nguyên lý hoạt động của cả mạch: - Điện áp vào tại A( UA) có hình sin trùng pha với điện áp ở cực anôt của thyristor( T ), qua IC khuyếch đâị thuật toán A1 cho ta chuỗi xung hình chữ nhật đối xứng( UB) , phần áp dương... tạo xung: + Cấu tạo: BA: máy biến áp D: diode Tr: transistor R1,R2,R3,R4: điện trở WR: biến trở dùng để điều chỉnh biên độ điện áp răng cưa cho phù hợp yêu cầu C: tụ điện R4: hạn chế biên độ dòng phóng của tụ qua transistor mở để bảo vệ transistor + Nguyên lý làm việc của mạch: Giả thiết rằng: Tại wt = 0 thì U2 = 0 và bắt đầu chuyển sang nửa chu kỳ dương; tại wt = 0 điện áp trên tụ C đang bằng không(... > Urc điện áp UD có điện áp âm Trong khoảng t1 ÷ t2 với Urc > Uđk điện áp UD lật lên điện áp dương Các khoảng thời gian tiếp theo tương tự như vậy - Các xung ra UF làm mở thông các transistor Tr2, Tr3 nên chúng nhận được chuỗi xung nhọn trên biến áp xung, để đưa tới mở thyristor - Giản đồ điện áp: Ua 0 t Ub t 0 Uc 0 Urc Urc UD 0 Ud t 0 t 8 tính chọn linh kiện: a Tính biến áp xung: Chọn vật liệu làm . ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU THÀNH MỘT CHIỀU DÙNG THYRISTOR. MỤC LỤC THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI 1 ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 1 THÀNH MỘT CHIỀU 1 DÙNG THYRISTOR 1 LỜI NÓI. 5 TÊN ĐỀ TÀI: 5 THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU THÀNH MỘT 5 CHIỀU DÙNG THYRISTOR 5 I. GIỚI THIỆU VỀ THYRISTOR 6 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của thyristor 6 3. Các thông số cơ bản của thyristor: . đang có sẵn từ lưới điện thành điện một chiều và điều chỉnh được giá trị điện một chiều ở đầu ra. Để làm được bộ biến đổi điện xoay chiều thành điện một chiều( hay còn gọi là bộ chỉnh lưu) thì

Ngày đăng: 27/06/2014, 22:55

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI

  • ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

  • THÀNH MỘT CHIỀU

  • DÙNG THYRISTOR.

  • LỜI NÓI ĐẦU

  • ĐỒ ÁN KỸ THUẬT VIÊN

  • TÊN ĐỀ TÀI:

  • THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU THÀNH MỘT

  • CHIỀU DÙNG THYRISTOR.

  • I. GIỚI THIỆU VỀ THYRISTOR

  • Cấu tạo, nguyên lý làm việc của thyristor.

  • 3. Các thông số cơ bản của thyristor:

  • 4. Các biện pháp mở thyristor:

  • 5. Quá trình khóa thyristor:

  • 6. Một số ứng dụng của thyristor:

  • 7. Sơ đồ nguyên lý của bộ biến đổi điện áp xoay chiều sang một chiều:

  • 8. tính chọn linh kiện:

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan