HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CÁC BỘ CHỈNH LƯU Chương 1 Phân tích yêu cầu công nghệ 1.1. Ví dụ phân tích yêu cầu công nghệ đối với hệ truyền động động cơ điện một chiều 1.1.1. Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp mạch phần ứng Sơ đồ thay thế ĐCMC: 01  02  03  04   01  02  03  04   u c R M K  u u R I K  Hình 1.1. (a) Mạch điện tương đương của động cơ điện một chiều. (b) Đồ thị phương trình đặc tính cơ. (c) Đồ thị phương trình đặc tính cơ điện. Phương trình cân bằng điện áp: d u u U R I E   u (1.1) R u là điện trở tương đương mạch phần ứng động cơ, bao gồm điện trở thuần của dây cuốn và điện trở phần tiếp xúc giữa chổi than và phiến góp. E u gọi là sức điện động mạch phần ứng động cơ. ; . 2 u E K pN K a      (1.2) K : hệ số phụ thuộc cấu tạo động cơ; N : số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng, dưới một mặt cực từ; A : số đôi mạch nhánh song song của cuộn dây phần ứng;  : tốc độ góc trục động cơ (rad/s). Khi tính toán với tốc độ động cơ là n vòng/phút, chỉ cần quy đổi 2 60 9,55 n n     . Thay (1.2) vào (1.1) và một chút biến đổi ta có phương trình đặc tính cơ điện như sau: d u u U R I K K      (1.3) Nếu biết rằng mô men do động cơ sinh ra tỷ lệ với dòng qua mạch phần ứng động cơ, từ thông động cơ và hệ số cấu tạo động cơ K: u M K I   , hay u M I K   , phương trình đặc tính cơ điện (1.3) trở thành phương trình đặc tính cơ:   2 d u U R M K K      (1.4) Động cơ điện một chiều thường làm việc với từ thông  không đổi. Trong chế độ không tải lý tưởng I u = 0, mô men do động cơ sinh ra cũng bằng 0, động cơ quay với tốc độ 0 d U K    , gọi là tốc độ không tải lý tưởng. Khi có tải, động cơ chạy ở tốc độ  ổn định nào đó khi mô men do động cơ sinh ra M cân bằng với mô men cản M c . Điều này được biểu diễn trên đồ thị đặc tính cơ trên hình 1.a. Phân tích phương trình đặc tính cơ (1.4) ta thấy rằng để thay đổi tốc độ động cơ, có thể dùng một số biện pháp sau: 1. Thay đổi điện áp đặt vào mạch phần ứng động cơ U d . 2. Thay đổi từ thông động cơ  . 3. Thay đổi điện trở mạch phần ứng động cơ R u , ví dụ bằng cách nối tiếp với phần ứng các điện trở phụ ngoài. Phương pháp thay đổi điện áp mạch phần ứng động cơ được sử dụng rộng rãi nhất vì cho dải điều chỉnh rộng, không gây thêm các tổn thất do mắc thêm các mạch bên ngoài. Đặc tính động cơ khi điều chỉnh điện áp đặt lên mạch phần ứng được minh họa trên đồ thị hình 1.1.b. Khi điện áp thay đổi đồ thị đặc tính cơ là các đường song song với nhau, xuất phát trên trục tốc độ tại các điểm, ứng với các tốc độ không tải lý tưởng khác nhau, 01 02 , ,   Các bộ biến đổi bán dẫn công suất được sử dụng để tạo nên điện áp một chiều U d thay đổi theo yêu cầu. Nếu nguồn cung cấp là nguồn xoay chiều ta có thể sử dụng các bộ chỉnh lưu tiristo. Nếu nguồn cung cấp là một chiều, ví dụ từ acquy, ta có thể sử dụng các bộ biến đổi xung áp một chiều. 1.1.2. Phân tích yêu cầu đảo chiều, Bộ biến đổi có đảo chiều Một số phụ tải một chiều yêu cầu nguồn điện cung cấp có thể đảo được cực tính. Ví dụ, trong hệ truyền động điện một chiều, điện áp đặt lên mạch phần ứng của động cơ phải đảo cực tính khi có yêu cầu đảo chiều quay động cơ. Trong công nghệ mạ điện, nguồn cung cấp cũng có thể phải đảo cực tính trong những khoảng thời gian ngắn, xen kẽ với cực tính thuận, nhằm bóc đi một số điểm cục bộ bị bồi đắp cao hơn những điểm khác trên bề mặt vật mạ. Bằng cách này có thể đạt được một lớp mạ đồng đều, có độ bám dính và độ bóng cao hơn vì tránh được lớp mạ xốp. Quá trình đảo cực tính điện áp một chiều cũng để nhằm mục đích trao đổi năng lượng giữa phần một chiều và phần lưới xoay chiều. Như vậy, nói chung các bộ biến đổi có đảo chiều cần làm việc được ở cả chế độ chỉnh lưu lẫn chế độ nghịch lưu phụ thuộc. Nguồn một chiều có thể đảo cực tính bằng cách dùng cặp tiếp điểm của công-tắc- tơ. Tuy nhiên vấn đề là ở chỗ các hệ thống yêu cầu quá trình đảo chiều diễn ra rất nhanh và nhiều lần mà các phần tử có tiếp điểm không thể đáp ứng được. Ví dụ, trong hệ thống truyền động một chiều, các chế độ động cơ hoặc hãm tái sinh có thể xảy ra liên tục khi động cơ phải làm việc với phụ tải động, do đó nguồn một chiều cung cấp phải đảo chiều liên tục. Trong nghệ mạ đảo dòng, thời gian “mạ ngược” chỉ chiếm khoảng vài trăm ms trong cả chu kỳ “mạ thuận”, cỡ 1000 ms. Rõ ràng là các phần tử có tiếp điểm không thể đáp ứng được các yêu cầu này. Về nguyên tắc, bộ biến đổi có đảo chiều cấu tạo từ hai bộ chỉnh lưu CL1, CL2, thuận và ngược, cùng được cung cấp bởi một nguồn xoay chiều, như được chỉ ra trên hình 1.2. Các bộ biến đổi có đảo chiều được điều khiển bằng một trong hai phương pháp, điều khiển chung hoặc điều khiển riêng. Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc bộ biến đổi có đảo chiều. (a) Điều khiển chung; (b) Điều khiển riêng. Điều khiển chung Theo phương pháp điều khiển chung hai bộ chỉnh lưu CL1, CL2 làm việc song song đồng thời ở mọi thời điểm. Điều kiện để hai bộ biến đổi làm việc song song là giá trị trung bình của điện áp trên đầu ra của chúng phải bằng nhau. Do hai bộ chỉnh lưu có cực tính điện áp ra ngược nhau nên nếu CL1 làm việc ở chế độ chỉnh lưu với góc điều khiển 1 90    thì bộ thứ hai phải làm việc trong chế độ nghịch lưu phụ thuộc, với góc điều khiển 2 90    . Khi đó ta có: 1 0 1 2 0 2 cos ; cos d d d d U U U U       . (1.5) Để 1 2 d d U U    , mà 1 2    và hai bộ chỉnh lưu có cực tính điện áp ra ngược nhau, suy ra 1 2      . Tuy bằng nhau về giá trị trung bình nhưng điện áp hai đầu ra chỉnh lưu sẽ khác nhau về giá trị tức thời. Do đó cần có cuộn kháng cân bằng L cb mắc giữa hai đầu ra của các bộ biến đổi để hạn chế dòng cân bằng. Khái niệm về hai bộ biến đổi làm việc song song và vai trò của cuộn kháng cân bằng đã được đề cập đến ở chương 2 [Tài liệu tham khảo ], trong sơ đồ chỉnh lưu 6 pha, có cuộn kháng cân bằng. Cấu trúc điều khiển chung có ưu điểm là độ tác động nhanh cao, không hề có trễ khi cần đảo cực tính điện áp ra tải. Tuy nhiên nhược điểm của cấu trúc này là cuộn kháng cân bằng có kích thước lớn, làm tăng công suất lắp đặt của bộ biến đổi. Cuộn kháng cũng làm chậm lại quá trình điện từ diễn ra trong mạch tải, điều này lại dẫn đến giảm độ tác động nhanh của hệ thống nói chung. Điều khiển riêng Trong cấu trúc điều khiển riêng các bộ biến đổi sẽ làm việc độc lập. Tại mỗi một thời điểm, chỉ có một bộ biến đổi làm việc, đảm bảo một cực tính điện áp ra tải. Nhờ đó không cần đến cuộn kháng cân bằng, công suất lắp đặt giảm đến mức tối thiểu, gọn nhẹ, hiệu suất cao. Đây là cấu trúc được áp dụng cho phần lớn các bộ biển đổi có đảo chiều hiện đại. Vấn đề chính trong thực hiện phương pháp điều khiển riêng là đảm bảo quá trình đảo chiều diễn ra sao cho thời gian trễ là ngắn nhất mà vẫn đảm bảo an toàn cho thiết bị, không để xảy ra ngắn mạch. Mạch điện tử điều khiển quá trình đảo chiều này gọi là mạch lôgic đảo chiều. Mạch lôgic đảo chiều, có sơ đồ cấu trúc cho trên hình 1.3, bao gồm các bộ phận chính sau đây: 1. Bộ cảm biến đo dòng điện và xác định dòng về không (zero detector). Bộ phận phát hiện dòng về không luôn theo dõi dòng điện I d và cho ra tín hiệu lôgic dòng khác không hay bằng không, hoặc cho tín hiệu về chiều dòng điện, I d >0 và I d <0. 2. Bộ phận nhận biết tín hiệu yêu cầu đảo chiều. Thông thường tín hiệu yêu cầu đảo chiều đến từ sự thay đổi dấu của lượng đặt, ví dụ (+) ứng với chiều thuận, (-) ứng với chiều nghịch. 3. Bộ phận tạo trễ. Thời gian trễ thường có thể điều chỉnh được trong khoảng 10 100 ms    . Hình 1.3. Sơ đồ cấu trúc mạch lôgic đảo chiều. Trên sơ đồ hình 1.3, I d là tín hiệu dòng tải phía một chiều, do cảm biến dòng đưa đến. I r là tín hiệu hiệu đặt dòng điện. Trong thực tế tín hiệu đặt dòng điện thường là đầu ra của bộ điều chỉnh dòng điện. Trên sơ đồ I r giả định là được tạo ra từ một chiết áp đặt giữa nguồn nuôi +U n và –U n . A1, A2, A3 là các bộ so sánh có vùng kém nhạy để tăng khả năng chống nhiễu. A1, A2 dùng để phát hiện dòng về không (zero detector), mỗi bộ cho một chiều dòng điện. A3 dùng để phát hiện dấu của tín hiệu đặt dòng điện, nghĩa là yêu cầu đảo chiều. Đầu ra của các bộ so sánh này là các tín hiệu lôgic I d >0, I d <0, I r >0, I r <0. Lưu ý rằng tín hiệu I d >0 được phát hiện khi so sánh dòng I d từ một mức nhỏ hơn 0, tín hiệu I d <0 phát hiện từ một mức dòng I d lớn hơn 0. Các tín hiệu lôgic tổng hợp với nhau qua cổng AND và đưa đến đầu vào của một R-S trigơ. Đầu ra Q và Q của trigơ đưa qua bộ tạo thời gian trễ 10 100 ms    , sau đó đảo lại để tạo nên tín hiệu lôgic BL1, BL2, là tín hiệu cấm các bộ CL1, CL2 làm việc. Tất cả các tín hiệu lôgic đều có mức tích cực là mức cao. CL1 cho ra dòng điện dương, CL2 cho ra dòng điện âm. Hình 1.4. Đồ thị các tín hiệu của mạch lôgic đảo chiều. Sự hoạt động của mạch lôgic đảo chiều trên đây được mô tả qua đồ thị trên hình 1.4, là kết quả thu được trên mô hình mô phỏng chỉnh lưu cầu ba pha có đảo chiều, trên MATLAB-SIMULINK. Trên đồ thị này tín hiệu đảo chiều xuất hiện ở 0,1 s và đảo chiều ngược lại ở 0,2 s, thời gian trễ đặt là 10 ms. Có thể tóm tắt quá trình điều khiển diễn ra như sau: Khi nhận được tín hiệu yêu cầu đảo chiều điện áp ra, mạch lôgic điều khiển sẽ cắt xung điều khiển đưa đến bộ biến đổi đang làm việc. Do tính chất của tải trở cảm và do tính điều khiển không hoàn toàn của tiristo, dòng I d vẫn còn được duy trì theo chiều cũ nhưng giảm dần về 0. Khi bộ phát hiện dòng về 0 khẳng định dòng I d đã về đến bằng 0, bộ phận tạo trễ thực hiện trễ một khoảng thời gian 10 100 ms    . Thời gian trễ cần thiết để các van trong bộ biến đổi trước đó phục hồi hoàn toàn tính chất khoá của mình. Sau khoảng thời gian trễ mạch phát tín hiệu cho bộ biến đổi thứ hai vào làm việc. Thông thường tín hiệu cho phép hoặc cấm một bộ biến đổi nào đó làm việc không chỉ đưa đến khống chế góc điều khiển  mà đưa đến tận phần cấp nguồn cho tầng khuyếch đại xung của các tiristo. Mạch lôgic đảo chiều trên thực hiện chức năng đảo chiều cơ bản nhất của bộ biến đổi. Trong các ứng dụng cụ thể mạch có thể còn phải thực hiện các chức năng khác như đảo chiều của lượng đặt, ví dụ khi bộ phận cảm biến dòng tải chỉ đưa ra tín hiệu một cực tính thì lượng đặt cũng phải có một cực tính đối với cả hai chiều của điện áp ra tải. 1.2. Phân tích yêu cầu công nghệ đối với nguồn hàn hồ quang một chiều Hàn hồ quang là tên gọi chung các phương pháp hàn sử dụng nguồn nhiệt là hồ quang điện. Hàn hồ quang có nguồn nhiệt năng lượng cao và tập trung hơn các phương pháp hàn khí. Đối với hàn khí, nhiệt được phân bố trên một bề mặt rộng nên chúng làm nóng và biến dạng chi tiết. Nguồn nhiệt tập trung là đặc điểm của các phương pháp hàn hồ quang. Do tập trung nên vũng chảy hàn sâu hơn, có nghĩa là mối hàn có độ ngấu sâu hơn, thích hợp khi hàn các chi tiết dày. Các phương pháp hàn hồ quang được nghiên cứu trên các đặc điểm chung như: nguồn nhiệt, kim lọai đắp, và quá trình bảo vệ. Nguồn nhiệt vẫn là hồ quang điện, song nếu điện cực là kim lọai đồng thời đảm nhiệm vai trò của kim lọai đắp sẽ được gọi là hồ quang kim lọai. Nếu điện cực là không nóng chảy (ví dụ như Carbon, Tungsten) thì sẽ gọi là hồ quang carbon hoặc tungsten tương ứng. Quá trình bảo vệ có thể được thực hiện bằng thuốc hàn (flux) còn gọi là chất trợ dung, hoặc bằng khí trơ (Argon, helium) hoặc khí họat hóa (CO 2 , hỗn hợp khí Ar CO 2 /O 2 ). Các nhóm hàn hồ quang thông dụng là hàn hồ quang bằng que có thuốc bọc (SMAW), hàn hồ quang kim lọai trong môi trường khí bảo vệ (GMAW), hàn hồ quang tungsten trong khí trơ (GTAW), hàn hồ quang dưới lớp thuốc (SAW), hàn hồ quang bằng dây có lõi thuốc (FCAW), hàn hồ quang plasma (PAW). Dưới đây chỉ khảo sát phương pháp hàn hồ quang thông dụng nhất là hàn hồ quang bằng que có thuốc bọc (SMAW). Với quá trình hàn tốt, các chi tiết gắn kết sẽ trở thành như một vật thể duy nhất. Quá trình hàn dược mô tả trên hình 1.5. Hình 1.5. Quá trình hàn hồ quang (SMAW). Như mô tả trên hình 1.5, que hàn gồm phần lõi bằng thép carbon thấp, còn gọi là sắt non, bao phủ bên ngoài bởi một lớp phủ. Dưới tác dụng của hồ quang với nhiệt độ cao, từ 3000 đến 6000C, phần lõi chảy xuống, tạo nên dòng kim loại nóng chảy, hợp với phần kim loại nóng chảy của chi tiết kim loại bên dưới, tạo nên vũng kim loại nóng chảy. Phần vỏ phủ bên ngoài que hàn khi bị hơi nóng đốt cháy, tạo nên một lớp khí, có tác dụng ngăn cách vũng kim loại nóng chảy với không khí bên ngoài, ngăn được tương tác giữa vũng kim loại nóng chảy nhiệt độ cao với ô-xy và nitơ ngoài không khí. Nhờ đó mối hàn không bị nổ, không tạo nên rỗ bên trong mối hàn. Khi que hàn di chuyển đi, kim loại sẽ đông cứng, tạo nên mối liên kết vững chắc. Bên trên mối hàn tạo thành một lớp xỉ dòn, dễ dàng gõ bỏ đi. Các phần cơ bản của thiết bị hàn được mô tả trên hình 1.6. Thiết bị chính bao gồm nguồn điện, có thể là xoay chiều AC hoặc một chiều DC, cáp dẫn điện, một đầu nối với chi tiết, một đầu nối với kìm hàn. Kìm hàn là bộ phận dùng để dẫn điện vào một đầu của que hàn, đầu kia của que hàn tạo với chi tiết dòng điện hồ quang, khép kín mạch điện. Hình 1.6. Các bộ phận cơ bản của thiết bị hàn hồ quang. Nguồn hàn phải đảm bảo dòng hồ quang cả ở chế độ mồi và chế độ hồ quang ổn định. Hồ quang có thể phát sinh dưới điện áp thấp, cỡ 45 đến 100 V. Điện áp trên hồ quang thấp hơn nhiều, cỡ 18 V đối với hồ quang ngắn đến 36 V với hồ quang dài. Có thể tạo ra nguồn hàn từ các thiết bị sau đây: - Dùng máy biến áp hàn, đầu ra AC. - Máy biến áp và chỉnh lưu bán dẫn, đầu ra DC. - Máy phát DC hoặc AC. - Các bộ biến đổi bán dẫn tần số cao, đầu ra có thể là AC hoặc DC hoặc cả hai. Dù là loại nào thì đặc tính của nguồn hàn vẫn chỉ là một trong hai loại: - Nguồn dòng không đổi, hoặc nguồn có đặc tính dốc; - Nguồn áp không đổi, hoặc nguồn có đặc tính phẳng, như biểu diễn trên hình 1.7. Đặc tính của nguồn hàn là mối quan hệ giữa điện áp đầu ra với dòng điện, hay còn gọi là đặc tính vôn-ampe. Đặc tính vôn-ampe cho biết dòng hàn thay đổi thế nào khi điện áp trên hồ quang thay đổi. Trên cơ sở đặc tính này, máy hàn sẽ điều khiển được: - Lượng nhiệt phát ra và đảm bảo hồ quang ổn định, - Giá trị dòng điện cần thiết cho một quá trình hàn nhất định. Hình 1.7. Các đặc tính của nguồn hàn. Hình 1.8. Đặc tính dốc của nguồn hàn với dòng không đổi. Mỗi loại máy hàn yêu cầu nguồn hàn có đặc tính khác nhau. Ví dụ: - SMAW, GTAW yêu cầu đặc tính nguồn hàn dòng không đổi, - GMAW, FCAW yêu cầu nguồn hàn điện áp không đổi. Nguồn hàn có đặc tính dốc, cho trên hình 1.8, được sử dụng rộng rãi nhất, cho cả máy hàn bằng tay lẫn máy hàn tự động. Với đặc tính càng dốc thì dòng điện thay đổi càng ít khi tải thay đổi. Máy hàn loại này cho phép người dùng điều chỉnh dòng hàn trong một phạm vi nhất định bằng cách thay đổi chiều dài hồ quang. Ví dụ trên hình 1.8, dòng hàn thay đổi trong phạm vi 15 A đối với công việc A và 40 A đối với công việc B, tuỳ theo độ dài của hồ quang. Đặc tính nguồn hàn như trên hình 1.8 có thể được tạo ra dễ dàng bởi các chỉnh lưu tiristo với mạch vòng điều chỉnh dòng điện. Trên hình 1.9 thể hiện khả năng phối hợp đặc tính ra của một chỉnh lưu tiristo với đặc tính của một nguồn hàn hồ quang. dU hq dI hq dI d dU d I d U d 0 d U  1 d U  2 d U  3 d U  Đặc tính hồ quang yêu cầu Hình 1.9. Phối hợp đặc tính ra của chỉnh lưu và đặc tính nguồn hàn hồ quang. Đặc tính ra của các chỉnh lưu viết dưới dạng phương trình (1.6) sau: 0 cos 2 i a d d d k X I U U      (1.6) trong đó k i là hệ số phụ thuộc sơ đồ, đối với chỉnh lưu tia một pha k i = 1, cầu một pha k i = 2, tia ba pha k i = 3, cầu ba pha k i = 6. Trên hình 1.9 đặc tính ngoài thể hiện là các đường song song, với độ nghiêng xác định bởi k i X a I d /2  , xuất phát từ các giá trị U d  khác nhau khi I d = 0. Dưới đây trình bày phương pháp tạo nên nguồn dòng cho máy hàn sử dụng chỉnh lưu tiristo. Để đơn giản, giả thiết rằng hệ thống điều khiển chỉnh lưu sử dụng điện áp tựa dạng cosin, nghĩa là điện áp chỉnh lưu U d  tỷ lệ với điện áp điều khiển U đk như (1.7). U d  = U d0 U đk . (1.7) trong đó U đk = K r (I dr – I dp ), (1.8) K r là hệ số khuyếch đại của bộ điều chỉnh dòng điện. Từ (1.6), (1.7), (1.8) có thể xây dựng được sơ đồ cấu trúc của mạch vòng điều chỉnh dòng điện, thể hiện đối với các giá trị trung bình của dòng điện, điện áp, như trên hình 1.10. Sơ đồ 1.10 lại được biến đổi thành sơ đồ trên hình 1.11 với lưu ý ký hiệu sau: 1 2 cl i a t K k X R    , (1.9) trong đó R t : điện trở tương đương của hồ quang, tính tại một điểm làm việc trên đặc tính vôn-ampe của hồ quang; I dr : lượng đặt dòng điện; I dp : giá trị dòng trung bình đưa về phản hồi; K r : hệ số khuyếch đại của bộ điều chỉnh dòng điện; K đ : hệ số của khâu đo lường dòng điện; I d : dòng trung bình trên tải. 2 i a k X  d I  d U 1 t R Hình 1.10. Sơ đồ cấu trúc mạch vòng điều chỉnh dòng điện. d I  d U Hình 1.11. Sơ đồ cấu trúc biến đổi. Từ sơ đồ cấu trúc hình 1.11 ta có các mối quan hệ sau: 0 0 1 dp r d cl d dr dp r d cl K K U K I I K K U K   (1.10) 0 1 1 d dr dp r d cl I I K K U K    (1.11) Từ (1.10), (1.11) có thể xác định được hệ số khuếch đại K r của bộ điều chỉnh dòng điện để đảm bảo đặc tính ra của nguồn hàn có dạng dốc như biểu diễn bởi hình 1.8, 1.9. Ví dụ: Tính toán một nguồn hàn một chiều theo cấu trúc biến áp - chỉnh lưu tiristo đảm bảo các yêu cầu: Điện áp không tải U d0 = 80 V; Dòng hàn trung bình I d = 300 A theo đặc tính nguồn dòng, độ chính xác ổn định dòng điện hàn  I d = 10 % I d khi điện áp hồ quang dao động trong phạm vi 22 – 32 V. Đặc tính yêu cầu này được thể hiện trên đồ thị hình 1.12. Trên đồ thị cũng thể hiện công suất tính toán sơ bộ tại các điểm đã biết. Công suất lớn nhất yêu cầu là 9120 W. Với công suất lớn trên 5 kW nên sử dụng sơ đồ cầu ba pha. Công suất tính toán sơ bộ của máy biến áp theo sơ đồ cầu ba pha là: [...]... đã nói đến ở trên 1.6 Chỉnh lưu điều chỉnh phía sơ cấp Các bộ chỉnh lưu điều chỉnh phía sơ cấp được sử dụng trong hai trường hợp: - Chỉnh lưu yêu cầu điện áp một chiều rất cao, cỡ 50 – 100 kV, nhưng dòng yêu cầu nhỏ, từ 1 – 3 A, như trong các bộ nguồn cho lọc bụi tĩnh điện Trong trường hợp này chỉnh lưu cao áp phía thứ cấp máy biến áp phải dùng nhiều điôt mắc nối tiếp và đảm bảo cách điện rất tốt Thông... * * * * * * * * * Hình 1.27 Chỉnh lưu điều chỉnh phía sơ cấp Sơ đồ chỉnh lưu dòng điện lớn, điện áp thấp, điều chỉnh phía sơ cấp cho trên hình 1.27 Các tiristo V1, V2, …, V6 tạo nên mạch điều chỉnh điện áp phía sơ cấp máy biến áp Các điôt D1, D2, …, D6 tạo nên mạch chỉnh lưu sơ đồ 6 pha, có cuộn kháng cân bằng Chương 2 Lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu 2.1 Lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu theo công suất, điện áp,... có có có có 2.2.1 Các bước tính toán 1 Xác định điện áp chỉnh lưu không tải 2 Xác định các thông số của máy biến áp: S ba, U1, U2, I1, I2 3 Xác định các thông số của van: IV,tb, Ung,max Trong các biểu thức thu được khi phân tích các sơ đồ chỉnh lưu ta đã dựa trên các giả thiết lý tưởng: máy biến áp chỉ thuần tuý là bộ biến đổi điện áp (U1 = kbaU2), các van là lý tưởng, nghĩa là khi dẫn dòng thì sụt... chọn chỉnh lưu tiristo phải phân tích các phương án như sau: - Nếu công suất P < 5 kW, có thể chọn các sơ đồ một pha Với công suất P > 5 kW phải chọn các sơ đồ ba pha, một mặt để tránh làm mất cân bằng điện áp lưới, mặt khác giảm nhỏ được kích thước máy biến áp nếu cần thiết và có được chất lượng điện áp chỉnh lưu tốt hơn - Các sơ đồ chỉnh lưu hình tia luôn có ưu thế hơn các sơ đồ hình cầu khi dòng chỉnh. .. toàn bộ quá trình nạp lại thay đổi trong một phạm vi quá rộng, từ 324 V đến 486 V Điều này nghĩa là nên thiết kế phần mạch nạp riêng cho acquy thông qua một bộ biến đổi xung áp từ điện áp một chiều đầu ra của chỉnh lưu Như vậy có thể dùng chỉnh lưu toàn điôt, nâng cao hiệu quả của toàn bộ sơ đồ Đối với các bộ nguồn chỉ yêu cầu đầu ra một chiều với acquy là bộ đệm, tích trữ năng lượng, thì việc dùng chỉnh. .. và điôt chỉnh lưu đều để trong thùng dầu để làm mát và cách điện Khi đó việc điều chỉnh thực hiện phía sơ cấp sẽ thuận tiện hơn rất nhiều vì chỉ phải dùng các tiristo thông thường, dưới điện áp thấp - Chỉnh lưu yêu cầu điện áp một chiều thấp, từ 12 – 24 VDC, nhưng dòng yêu cầu lớn, từ 10.000 – 100.000 A, như trong các thiết bị điện phân hay các bể mạ Trong trường hợp này để đảm bảo dòng chỉnh lưu lớn... lượng đặt Ngoài các chế độ tự động ổn định các tham số như trên, nguồn mạ cũng yêu cầu điện áp ra có thể điều chỉnh bằng tay từ 0 đến giá trị định mức Ud,đm phục vụ cho việc hiệu chỉnh dung dịch mạ và thử nghiệm với các chi tiết khác nhau Ngoài ra các bộ chỉnh lưu phải có hệ thống bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch Do nguồn mạ yêu cầu dòng lớn với điện áp tương đối thấp, các sơ đồ hình tia là các phương... nghĩa của mạch điều chỉnh bên phía sơ cấp của chỉnh lưu Mạch điều chỉnh phải thực hiện các chức năng sau: - Tạo nên điện áp phía chỉnh lưu tăng một cách từ từ (mạch tạo ramp) - Điều chỉnh dòng điện phía một chiều ổn định trong một phạm vi nhất định, phù hợp với chế độ làm việc tối ưu của lọc bụi Giá trị dòng điện này sẽ do người sử dụng lựa chọn, dựa theo kinh nghiệm theo dõi, vận hành thiết bị trong những... (V) Theo phân tích trên đây có thể tạm lựa chọn các phương án sơ đồ chỉnh lưu theo ví dụ các phương án yêu cầu, cho trong bảng sau: Phương án Công suất Điện áp Nguồn nuôi định mức định mức (kW) (V) 1 30 440 3x380V, 50 Hz 2 7,5 220 3x380V, 50 Hz 3 150 600 3x380V, 50 Hz 4 2 110 3x380V, 50 Hz 5 4 120 3x380V, 50 Hz 2.2 Hướng dẫn tính toán thiết kế sơ đồ chỉnh lưu Sơ đồ lựa chọn Máy biến áp Cầu ba pha Cầu... trên mỗi nhánh chỉnh lưu Nếu điều khiển phía thứ cấp thì mạch điều khiển sẽ rất phức tạp và việc lắp đặt cũng khó khăn hơn Trong khi đó dòng phía sơ cấp thực ra không lớn lắm, thích hợp cho việc dùng các cặp van song song ngược để điều chỉnh điện áp Việc tính toán chỉnh lưu điều chỉnh phía sơ cấp bao gồm hai phần: tính toán cho chỉnh lưu điôt phía thứ cấp và tính toán cho mạch điều chỉnh điện áp phía . HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CÁC BỘ CHỈNH LƯU Chương 1 Phân tích yêu cầu công nghệ 1.1. Ví dụ phân tích yêu cầu công nghệ đối với hệ truyền động động cơ điện một chiều 1.1.1. Phương pháp điều chỉnh. tạo ra nguồn hàn từ các thiết bị sau đây: - Dùng máy biến áp hàn, đầu ra AC. - Máy biến áp và chỉnh lưu bán dẫn, đầu ra DC. - Máy phát DC hoặc AC. - Các bộ biến đổi bán dẫn tần số cao, đầu. nhau. Do hai bộ chỉnh lưu có cực tính điện áp ra ngược nhau nên nếu CL1 làm việc ở chế độ chỉnh lưu với góc điều khiển 1 90    thì bộ thứ hai phải làm việc trong chế độ nghịch lưu phụ thuộc,