Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế điều khiển, nhiệt độ lò điện trở, 3 pha
Lời mở đầu Hiện nay, lò điện trở 3 pha đã và đang đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nh: Ngành công nghiệp chế biến lơng thực, thực phẩm; ngành công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng; ngành công nghiệp luyện kim; ngành cơ khí vv. Nhng phát triển mạnh nhất là trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, bởi vì nó tạo ra đợc các sản phẩm có ích cho con ngời, cho xã hội và góp phần đáng kể cho nguồn hàng xuất khẩu của đất nớc. Tuy lò điện trở có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ sửa chữa, dễ sử dụng mà lại làm việc tin cậy song nó cũng có những hạn chế nhất định nh là phải khống chế đợc nhiệt độ của lò điện trở nhất là các lò có công suất lớn tới vài chục, vài trăm kilowat thì việc thiết kế thiết bị khống chế nhiệt độ theo yêu cầu rất phức tạp và cồng kềnh, giá cả rất đắt. Song ngày nay, với trình độ tiến bộ khoa học kỹ thuật ng- ời ta đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo đợc các loại lò điện trở lớn nhỏ với công suất khác nhau, hiệu suất làm việc cao và đáp ứng đợc yêu cầu công nghệ của các ngành công nghiệp. Tuỳ theo yêu cầu công nghệ của từng ngành sản xuất mà lò điện trở có những tính năng, tác dụng của yêu cầu của ngời sử dụng. Chính vì những yêu cầu đó đòi hỏi lò điện trở phải có những tính năng điều chỉnh đợc nhiệt độ thích hợp với yêu cầu sản xuất và sử dụng đợc tối đa hiệu suất của lò mà không làm h hỏng lò hoặc nhìn chung khi điều chỉnh nhiệt độ của lò điện trở. Nhìn chung khi điều chỉnh nhiệt độ của lò điện trở cần tuân thủ các yêu cầu cơ bản dới đây: - Điện áp cấp cho lò ấn định - Tổn hao nhiệt nhỏ. - Hiệu suất làm việc cao - Làm việc an toàn, dễ sử dụng, dễ điều khiển - Đạt đợc yêu cầu công nghệ - Thiết bị sử dụng đơn giản, gọn nhẹ, chắc chắn, rẻ tiền. - Dễ sửa chữa, thay thế. Tuy nhiên để thiết kế và chế tạo đợc lò điện trở với đầy đủ yêu cầu trên sẽ không rẻ tiền. Vì vậy ta phải căn cứ vào yêu cầu của từng ngành sản xuất để chọn công suất lò và thiết kế bộ điều chinhr nhiệt độ của lò điện trở thích hợp. - 1 - Chơng 1 Phơng án chọn mạch lực I.1. Thyristor Nguyên lý cấu tạo và hoạt động. Thyristor là phần tử bán dẫn cấu tạo từ bốn lớp bán dẫn p-n-p-n tạo ra ba tiếp giáp p-n J 1 , J 2 , J 3 . Thyristor có ba cực: anot A, catot K, cực điều khiển G nh đợc biểu diễn trên hình 1 I.2. Các thông số cơ bản của thyristor Các thông số cơ bản là những thông số dựa vào đó ta có thể lựa chọn một thyristor cho một ứng dụng cụ thể nào đó. 1. Giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor, I Vtrb Đây là giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor với điều kiện nhiệt độ của cấu trúc tinh thể bán dẫn của thyristor không vợt quá một giá trị cho phép. Trong thực tế dòng điện cho phép chạy qua thyristor còn phụ thuộc vào các điều kiện làm mát và nhiệt độ môi trờng. Thyristor có thể đợc gắn lên các bộ tản nhiệt tiêu chuẩn và làm mát tự nhiên. Ngoài ra thyristor có thể tản đợc làm mát cỡng bức nhờ quạt gió hoặc dùng nớc để tải nhiệt lợng toả ra nhanh hơn. Nói chung có thể lựa chọn dòng điện theo các điều kiện làm mát nh sau: - Làm mát tự nhiên: Dòng sử dụng cho phép đến 1/3 dòng I Vtrb - Làm mát cỡng bức bằng quạt gió: Dòng sử dụng bằng 2/3 I Vtrb - Làm mát cỡng bức bằng nớc: Có thể sử dụng đến 100% dòng I Vtrb 2. Điện áp ng ợc cho phép lớn nhất, U ngmax Đây là giá trị điện áp ngợc lớn nhất cho phép đặt lên thyristor. Trong các ứng dụng phải đảm bảo rằng tại bất kỳ thời điểm nào điện áp giữa anot catot U AK luôn nhỏ hơn hoặc bằng U ngmax . Ngoài ra phải đảm bảo một độ dự trữ - 2 - p J3 n J2 cực điều khiển J1 p n anot canot nhất định về điện áp, nghĩa là U ngmax phải đợc chọn ít nhất là bằng 1,2 1,5 lần giá trị biên độ lớn nhất của điện áp trên sơ đồ. 3. Thời gian phục hồi tính chất khoá của thyristor , t r ( à s) Đây là thời gian tối thiểu phải đặt điện áp âm lên giữa anot catot của thyristor sau khi dòng anot catot đã về bằng không trớc khi lại có thể có điện áp U AK dơng mà thyristor vẫn khoá. t r là một thông số rất quan trọng của thyristor nhất là trong các bộ nghịch lu phụ thuộc hoặc nghịch lu độc lập, trong đó phải luôn đảm bảo rằng thời gian dành cho quá trình khoá phải bằng 1,5 2 lần t r . 4. Tốc độ tăng điện áp cho phép )/( sV dt dU à Thyristor đợc sử dụng nh một phần từ có điều khiển, nghĩa là mặc dù khi đợc phân cực thuận (U AK > 0) nhng vẫn phải có tín hiệu điều khiển thì nó mới cho phép dòng điện chạy qua. Khi thyristor đợc phân cực thuận phần lớn điện áp rơi trên lớp tiếp giáp J 2 nh đợc chỉ ra trên hình 6 Lớp tiếp giáp J 2 bị phân cực ngợc lên độ dày của nó nở ra tạo ra vùng không gian nghèo điện tích, cản trở dòng điện chạy qua. Vùng không gian này có thể coi nh một tụ điện có điện dụng C J2 . Khi có điện áp biến thiên với tốc độ lớn dòng điện của tụ có thể có giá trị đáng kể, đóng vai trò nh dòng điều khiển. Kết quả là thyristor có thể mở ra khi cha có tín hiệu điều khiển vào cực điều khiển G - 3 - p n p n J1 J2 J3 anot G C12 i = C12(dU/dt) Hình 6 Tốc độ tăng điện áp là một thông số phân biệt thyristor tần số thấp với các thyristor tần số cao. ở thyristor tần số thấp dt dU vào khoảng 50 200 V/às, với các thyristor tần số cao dt dU có thể đạt đến 500 2000 V/às. 5. Tốc độ tăng dòng cho phép dt dI (A/às) Khi thyristor bắt đầu mở không phải mọi điểm trên tiết diện tinh thể bán dẫn của nó đều dẫn dòng điện đồng đều. Dòng điện sẽ chạy qua bắt đầu ở một số điểm, gần với cực điều khiển nhất, sau đó sẽ lan toả dần sang các điểm khác trên toàn bộ tiết diện. Nếu tốc độ tăng dòng quá lớn có thể dẫn đến mật độ dòng điện ở các điểm dẫn ban đầu quá lớn, sự phát nhiệt cục bộ quá mãnh liệt có thể sẽ dẫn đến hỏng cục bộ, từ đó dẫn đến hỏng toàn bộ tiết diện tinh thể bán dẫn. Tốc độ tăng dòng cho phép cũng phân biệt ở thyristor tần số thấp có dt dI khoảng 50 100 A/às với các thyristor có tần số cao dt dI khoảng 500 2000 A/às. Trong các bộ biến đổi phải luôn luôn có biện pháp đảm bảo tốc độ tăng dòng ở dới giá trị cho phép. Điều này đạt đợc nhờ mắc nối tiếp với các phần tử bán dẫn những điện kháng nhỏ, lõi không khí hoặc đơn giản hơn là các xuyến ferit lồng lên nhau. Các xuyến ferit đợc dùng rất phổ biến vì cấu tạo đơn giản, dễ thay đổi điện cảm bằng cách thay đổi số xuyến lồng lên thanh dẫn. Xuyến ferit còn có tính chất của cuộn cảm bão hoà, khi dòng qua thanh dẫn còn nhỏ điện kháng sẽ lớn để hạn chế tốc độ tăng dòng. Khi dòng đã lớn ferit bị bão hoà từ, điện cảm giảm gần nh bằng không. Vì vậy cuộn kháng kiểu này không gây sụt áp trong chế độ dòng định mức chạy qua dây dẫn. I.3. ảnh hởng của các phần tử nối song song với cực điều khiển. 1. ảnh hởng của điện trở nối song song với cuặc điều khiển. Điện trở này ảnh hởng rất lớn đến Tiristo: a. Làm tăng giá trị dòng qua van I a cần thiết để mở đợc và duy trì cho van dẫn vì điện trở này rẽ nhánh dòng qua va qua nó. b. hạn chế ảnh hởng của tốc độ tăng áp du/dt, nó sẽ dẫn bớt dòng ký sinh có hại này qua nó, giảm bớt tác động này đến cực điều khiển. - 4 - c. Tiristo có độ nhạy cao thờng bắt buộc phải có điện trở này để dẫn dòng nhiệt (dòng diện rò ) qua nó để tránh Tiristo bị mở vì dòng này. d. Làm giảm hệ số khuếch đại vùng n 1 -p 2 -n 2 dẫn đến làm tăng điện áp chuyển mạch của van. e. Làm giảm đợc thời gian hồi phục tính chất khoá cho Tiristo vì nó tạo thành mạch thoát cho các điện tích d tích tụ trong vùng p 2 và n 2. Nhìn chung để đánh giá chi tiết hơn cần biết giá trị của R G , R S . Tuy nhiên quy luật chung của các điện trở này là: Tiristo càng nhỏ thì trị số R S càng lớn ( đôi khi coi rằng R S = ) Giá trị R G phụ thuộc vào kích thớc tinh thể bán dẫn, tinh thể càng lớn giá trị R G càng nhỏ. 2. ảnh hởng của tụ điện nối song song với cực điều khiển. a. Làm giảm ảnh hởng của tốc độ tăng hợp du/dt gần nh của điện trở, tuy nhiên chỉ có tác dụng ở tần số cao đó do đó, khác với điện trở, tụ điện rất có ích để chống nhiễm cao tần ảnh hởng từ mạng điện lực tới mà không gây hậu quả ở khu vực tần số thấp, nhất là với dòng ổn định một chiều. b. Làm giảm độ dốc cả xung điều khiển mở van, dẫn đến ké dài hơn thời gian mở van cũng nh thời gian thời gian tăng dòng I a , do đó không có lợi trong những mạch cần có tốc độ tăng dòng lớn. c. Khi van đã dẫn điện áp trên trên tụ điện này có trị số xấp xỉ sụt áp trên van (cỡ 1ữ 2V ). Điện áp này nói chung lớn hơn điện áp tối thiểu để mở van. Khi van khoá lại sau đó lại có điện áp dơng đặt trở lại thì dòng điện phóng ra từ tụ điện này có thể làm van mở ra không cần có dòng điều khiển thực hiện nữa ( ví dụ van làm việc ở tần số 50 Hz, nếu tụ đủ lớn để kéo dài dòng phóng quá 10ms sẽ làm van mở ngay ở nửa chu kỳ điện áp trên van dơng trở lại.) 3. ảnh hởng của điện áp âm đặt lên cực điều khiển. Điện áp trên cực điều khiển không đợc âm quá trị số cho phép của từng loại van ( thờng giới hạn ở mức 5V ). Vì vậy khi van làm việc có khả năng xuất hiện điện áp âm quá mức trên cực điều khiển cần có biện áp hạn chế trớc mà thông dụng nhất là đấu thêm điốt nối tiếp song song với cực điều khiển nh trên hình 4. ảnh hởng của điện áp dơng trên cực điều khiển khi điện áp trên van lại âm, điều này có thể dẫn đến sự phát nhiệt quá mức ở cực điều khiển làm hỏng van. Nhìn chung nên hạn chế các tình trạng: U GK >0 trong khi U Ak <0; cũng nh U GK <0 trong khi U AK >0. Trong sổ tra cứu thờng hai trị số âm và dơng của U GK lấy là -1 và vào khoảng 0,5V đến 1V. - 5 - ]I.4. Đặc tính vôn ampe của thyristor Đặc tính vôn ampe của một Thyristor gồm hai phần (hình 2). Phần thứ nhất nằm trong góc phần t thé I là đặc tính thuận tơng ứng với trờng hợp điện áp U AK > 0, phần thứ hai nằm trong góc phần t thứ III gọi là đặc tính ng- ợc, tơng ứng với trờng hợp U AK < 0. a. Trờng hợp dòng điện vào cực điều khiển bằng không (I G = 0) Khi dòng vào cực điều khiển của Thyristor bằng 0 hay khi hở mạch cực điều khiển Thyristor sẽ cản trở dòng điện ứng với cả hai trờng hợp phân cực điện áp giữa anot catot. Khi điện áp U AK < 0 theo cấu tạo bán dẫn của Thyristor hai tiếp giáp J 1 , J 3 đều phân cực ngợc, lớp J 2 phân cực thuận, nh vậy Thyristor sẽ sẽ giống nh hai đi ốt mắc nối tiếp bị phân cực ngợc. Qua Thyristor sẽ chỉ có một dòng điện rất nhỏ chạy qua, gọi là dòng rò. Khi U AK tăng đạt đến một giá trị điện áp lớn nhất U ngmax sẽ xảy ra hiện tợng Thyristor bị đánh thủng, dòng điện có thể tăng lên rất lớn. Giống nh ở đoạn đặc tính ngợc của đi ốt quá trình bị đánh thủng là quá trình không thể đảo ngợc đợc, nghĩa là nếu có giảm điện áp U AK xuống dới mức U ngmax thì dòng điện cũng không giảm đợc về mức dòng rò. Thyristor đã bị hỏng. Khi tăng điện áp anot catot theo chiều thuận U AK > 0 lúc đầu cũng chỉ có một dòng điện rất nhỏ chạy qua, gọi là dòng rò. Điện trở tơng đơng mạch anot catot vẫn có giá trị rất lớn. Khi đó tiếp giáp J 1 , J 3 phân cực thuận, J 2 phân cực ngợc. Cho đến khi U AK tăng đạt đến giá trị điện áp thuận lớn nhất U thmax sẽ xảy ra hiện tợng điện trở tơng đơng mạch anot catot đột ngột giảm, dòng điện có thể chạy qua Thyristor và giá trị sẽ chỉ bị giới hạn bởi điện trở tải ở mạch ngoài. Nếu khi đó dòng qua Thyristor có giá trị lớn hơn một mực dòng tối thiểu, gọi là dòng duy trì I dt thì khi đó thyristor sẽ dẫn dòng - 6 - Hình 2 Đặc tính von-ampe của thyristor Dòng rò Dòng rò O i u U nmax I o=O I G2 > I G1 > I GO I v I dt U vmax U ngmax trên đờng đặc tính thuận, giống nh đờng đặc tính thuận ở đi ốt. Đoạn đặc tính thuận đợc đặc trng bởi tính chất dòng có thể có giá trị lớn nhng điện áp rơi trên anot catot thì nhỏ và hầu nh không phụ thuộc vào giá trị của dòng điện. b. Trờng hợp có dòng điện vào cực điều khiển (I G > 0) Nếu có dòng điều khiển đa vào giữa cực điều khiển và catot thì quá trình chuyển điểm làm việc trên đờng đặc tính thuận sẽ xảy ra sớm hơn, trớc khi điện áp thuận đạt đến giá trị lớn nhất, U thmax . Điều này đợc mô tả trên hình 1.7 bằng những đờng nét đứt, ứng với các giá trị dòng điều khiển khác nhau I G1 , I G2 , I G3 Nói chung nếu dòng điều khiển lớn hơn thì điểm chuyển đặc tính làm việc sẽ xảy ra với U AK nhỏ hơn. I.5. Mở và khoá thyristor Thyristor có đặc tính giống nh điôt, nghĩa là chỉ cho phép dòng chạy qua theo một chiều, từ anot đến catot và cản trở dòng chạy theo chiều ngợc lại. Tuy nhiên khác với điôt, để thyristor có thể dẫn dòng ngoài điều kiện phải có điện áp U AK > 0 còn cần thêm một số điều khiển khác. Do đó thyristor đợc coi là phần tử bán dẫn có điều khiển để phân biệt với điôt là phần tử không điều khiển đợc. 1. Mở thyristor Khi đợc phân cực thuận U AK > 0 thyristor có thể mở bằng hai cách. Thứ nhất có thể tăng điện áp anot- catot cho đến khi đạt đến giá trị điện áp thuận lớn nhất , U thmax khi đó điện trở tơng đơng trong mạch anot catot sẽ giảm đột ngột và dòng qua thyristor sẽ hoàn toàn do mạch ngoài xác định. Phơng pháp mở này trong thực tế không đợc áp dụng và còn nguyên nhân mở không mong muốn vì không phải lúc nào cũng có thể tăng đợc điện áp đến giá trị U thmax . Vả lại nh vậy sẽ xảy ra trờng hợp thyristor tự mở ra dới tác dụng của các xung điện áp nhiễu tại một thời điểm ngẫu nhiên, không định trớc. Phơng pháp thứ hai là phơng pháp đợc áp dụng thực tế là đa một xung dòng điện có giá trị nhất định vào giữa cực điều khiển và catot. Xung dòng điện điều khiển sẽ chuyển trạng thái của thyristor từ trở kháng cao sang trở kháng thấp ở mức điện áp anot catot nhỏ. Khi đó nếu dòng qua anot catot lớn hơn một giá trị nhất định, gọi là dòng duy trì (I dt ) thì thyristor sẽ tiếp tục cho trạng thái mở dẫn dòng mà không cần đến sự tồn tại của xung dòng điều khiển nữa. Điều này nghĩa là có thể điều khiển mở các thyristor bằng các xung dòng có độ rộng xung nhất định, do đó công suất của mạch điều khiển có thể là rất nhỏ, so với công suất của mạch lực mà thyristor là một phần tử đóng cắt, khống chế dòng điện. 2. Khoá thyristor - 7 - Một thyristor đang dẫn dòng sẽ trở về trạng thái khoá (điện trở tơng đ- ơng mạch anot catot tăng cao) nếu dòng điện giảm xuống, nhỏ hơn giá trị dòng duy trì I dt . Tuy nhiên để thyristor vẫn ở trạng thái khoá, với trở kháng cao, khi điện áp anot catot lại dơng (U AK > 0) cần phải có một thời gian nhất định để các lớp tiếp giáp phục hồi hoàn toàn tính chất cản trở dòng điện của mình. Khi thyristor dẫn dòng theo chiều thuận U AK > 0, hai lớp tiếp giáp J 1 , J 3 phân cực thuận, các điện tích đi qua hai lớp này dễ dàng và lấp đầy tiếp giáp J 2 đang bị phân cực ngợc. Vì vậy mà dòng điện có thể chảy qua ba lớp tiếp giáp J 1 , J 2 , J 3 . Để khoá thyristor lại cần giảm dòng anot catot về dới mức dòng duy trì (I dt ) và đặt một điện áp ngợc lên anot catot (U AK < 0) trong một khoảng thời gian tối thiểu, gọi là thời gian phục hồi, t r . Trong thời gian phục hồi có một dòng điện ngợc chạy giữa catot và anot. Dòng điện ngợc này di tản các điện tích ra khỏi tiếp giáp J 2 và nạp điện cho tụ điện tơng đơng của hai tiếp giáp J 1 , J 3 lúc này đang bị phân cực ngợc. Kết quả là khả năng cản trở dòng điện của J 1 . J 3 , đợc phục hồi. Thời gian phục hồi phụ thuộc vào lợng điện tích cần đợc di tản ra ngoài cấu trúc bán dẫn của thyristor và nạp điện cho tiếp giáp J 1 , J 3 . Quá trình khoá một thyristor đợc mô tả trên đồ thị hình 3. Theo hình 3 phần điện tích gạch chéo dới đờng dòng điện là lợng điện tích Q cần di tản ra ngoài cấu trúc bán dẫn của thyristor. Hình 3. Quá trình khoá một thyristor, ý nghĩa của thời gian phục hồi, t r Thời gian phục hồi là một trong những thông số quan trọng của thyristor thời gian phục hồi xác định dải tần số làm việc của thyristor, t r , có giá trị cỡ 5 50 às đối với các thyristor tần số cao và cỡ 50 200 às đối với các thyristor tần số thấp. - 8 - I v I vo O i t U Q t di/dt t I.6. Các yếu cầu đối với tín hiệu điều khiển thyristor Quan hệ giữa điện áp trên cực điều khiển và catot với dòng điện đi vào cực điều khiển xác định các yêu cầu đối với tín hiệu điều khiển thyristor . Với cùng một loại thyristor nhà sản xuất sẽ cung cấp một họ đặc tính điều khiển, ví dụ nh trên hình 4, trên đó có thể thấy đợc các đặc tính giới hạn về điện áp và dòng điện nhỏ nhất, ứng với một nhiệt độ môi trờng nhất định mà tín hiệu điều khiển phải đảm bảo để mở đợc chắc chắn một thyristor. Dòng điều khiển đi qua tiếp giáp p-n giữa cực điều khiển và catot cũng làm phát nóng tiếp giáp này. Vì vậy tín hiệu điều khiển cũng phải bị hạn chế về công suất. Công suất giới hạn của tín hiệu điều khiển phụ thuộc thời gian. Nếu tín hiệu điều khiển là một xung có độ rộng càng ngắn thì công suất cho phép có thể càng lớn. Sơ đồ tiêu biểu của một mạch khuếch đại xung điều khiển thyristor đợc cho trên hình 5. Khoá Transistor T đợc điều khiển bởi một xung có độ rộng nhất định, đóng cắt điện áp phía sơ cấp biến áp xung. Xung điều khiển đa đến cực điều khiển của thyristor ở bên phía cuộn thứ cấp. Nh vậy mạch lực đợc cách ly hoàn toàn với mạch điều khiển bởi biến áp xung. Điện trở R hạn chế dòng qua transistor và xác định nội trở của nguồn tín hiệu điều khiển. Điôt D1 ngắn mạch cuộn sơ cấp biến áp cung khi transistor T khoá lại để chống quá áp trên T. Điot D 2 ngăn xung âm và cực điều khiển. Điot D 3 mắc song song với cực điều khiển và có thể song song với tụ C có tác dụng giảm quá áp trên tiếp giáp G K khi thyristor bị phân cực ngợc. - 9 - bax D 2 V D 3 C T D 1 R +Un Hình 5 Hình 4 Yêu cầu đối với tín hiệu điều khiển Giới hạn điện áp nhỏ nhất Giới hạn dòng điện nhỏ nhất Giới hạn công suất với độ rộng xung khác nhau 0,1ms Vùng mở chắc chắn Thynsitor 0,1ms O 0,1ms T = Oc 0 T = -1Oc 0 II. Các bộ biến đổi xung áp II.1. Đặc điểm chung. Các bộ điện áp xoay chiều (ĐAXC) dùng để đóng ngắt hoặc thay đổi đ- ợc điện áp xoay chiều ra tải. Do tải đòi hỏi dòng điện xoay chiều nên phải dùng loại van bán dẫn là TRIAC hoặc ghép hai van dẫn một chiều song song ngợc nhau để mỗi van đảm nhận một chiều của dòng tải: Nh vậy có thể ghép 2 thyistor với nhau (gọi là kiểu đối xứng ) hoặc 1 thyristor với 1 điôt. ĐAXC dùng van bán dẫn có đầy đủ các u điểm của nhng mạch công suất sử dụng kỹ thuật bán dẫn nh: Dễ điều chỉnh và tự động hoá, làm việc ổn định, phản ứng nhanh với các đột biến điều khiển, độ tin cậy và tuổi thọ cao, kích thớc gọn, dễ thay thế. Thích hợp với quá trình hiện đại hoá, tập chung hoá các quá trình công nghệ Nhợc điểm chung và cơ bản của ĐAXC là điện áp ra tải không sin trong toàn dải điều chỉnh. Điện áp trên tải chỉ sin khi đa toàn bộ điện áp nguồn ra tải, do vậy độ méo điện áp trên tải sẽ càng lớn khi điều chỉnh càng sâu, thành phần sóng dài khá cao. Với những tải yêu cầu nghiêm ngặt về độ méo và thành phần sóng dài không thể dùng ĐAXC đợc. Do vậy ứng dụng chủ yếu của nó là cho dạng tải có tính thuần trở: - Điều chỉnh ánh sáng đèn sợi đốt và ổn định độ phát quang của hệ chiếu sáng. - Điều chỉnh và ổn định nhiệt độ các lò điện trở bằng cách khống chế công suất đa vào lò. - ĐAXC cùng đợc sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ. Nhng chỉ phù hợp với phụ tải của động cơ dạng quạt gió hoặc máy bơm li tâm với phạm vi điều chỉnh không lớn. ĐAXC thích hợp với các chế độ nh khởi động, đóng ngắt tải cho động cơ điện. - ĐAXC cũng đợc dùng để điều chỉnh điện áp sơ cấp các biến áp lực và thông qua đó điều chỉnh điện áp ra tải, phụ tải có thể dùng dòng điện xoay - 10 - [...]... với điện áp điều khiển Uđk xác định góc điều khiển Tín hiệu điều khiển từ đầu ra của 0A 3 đợc cắt bỏ phần âm nhờ mạch có điện trở hạn chế và điốt D4 đợc đa đến mạch logic AND và đợc băm nhỏ với xung tần số cao tạo nên bởi mạch tạo dao động OA 4 Xung chùm đợc đa đến mạch khuyếch đại xung dùng trandssito T1, T2 và biến áp xung tạo nên tín hiệu điều khiển đa đến của điều khiển của Trristo - 30 - Kết... 9 Dạng điện áp trên tải với góc điều V V5 V1 V 2 khiển =900 - 14 - V4 V 3 V 4 V 5 Chơng ii Tính toán thiết kế chọn mạch lực cho bộ điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở 3 pha Vì tải thuần trở nên để tiện dụng ta sử dụng bộ biến đổi xung áp xoay chiều 3 pha cho mạch lực Với các phần tử bảo vệ mạch lực - Bảo vệ quá trình cho van Sử dụng R1C mắc song song với van - Bảo vệ tốc độ tăng dòng di/dt cho van: Sử dụng... A) 3. 220 Dòng điện tức thời qua van i(v) = 2 I tdm sin ( A) i(v) = 2 45,45 sin = 64 ,3 sin (A) ậy dòng điện trung bình qua van là: - 15 - I tbv 1 64 ,3 = 64 ,3. sin d = 2 ( cos ) 2 0 I tbv = 64 ,3 64 ,3 1 (1) = 20,48 (A) 6,28 6,28 - Tính điện áp ngợc đặt lên van: Điện áp ngợc lớn nhất đặt lên van: U ng max = 6U d = 6 38 0 930 (V ) Chọn cách làm mát bằng cách tản nhiệt và quạt gió Hệ số dự trữ điện. .. trên điện trở Vì vậy chọn Ecs = 12 Từ giá trị ECS và I1 chọn bóng T1 loại ZTX 550 có tham số U CC = 45 V; ICmax = 1A; min = 100 Vậy ta có: R 13 > ECS 12 = = 12 I Cp 1 Chọn R 13 = 15 Công suất điện trở này thờng khoảng (2 ữ 4) W do dòng qua nó lớn và khá thờng xuyên, lớn nhất khi góc điều khiển nhỏ nhất Do đó cần phải có tản nhiệt Kiểm tra độ sụt áp trên điện trở này kho bóng dẫn dòng: UR 13 = I1 R 13 =... xác định lúc nào 3 pha cùng dẫn, lúc nào chỉ có 2 pha dẫn cũng nh khoảng dẫn của các van Ta hãy xét sơ đồ (a) với tải Y thuần trở, Z A= ZB= ZC Đồ thị dạng điện áp trên tải với góc điều khiển =30 0 dợc biểu diễn trên hình 8 ZA 1 Usc 1 Usc U2 2 2 = 90 1 2 3 5 6 5 4 UB UC o v1 v1 v1 v1 v1 v5 v6 v6 v2 v2 v6 v2 v3 Hình 8 Đồ thị dạng điện áp trên tải với góc điều khiển =30 0 sơ đồ (a) Góc điều khiển trong XAAC... giá trị phù hợp với mạch điều khiển thờng là điện áp thấp Cách ly hoàn toàn giữa mạch điều khiển và mạch lực Đảm bảo an toàn cho ngời sử dụng cũng nh cho các linh kiện điều khiển Để tạo điện áp ĐB cho bộ ĐAXC 3 pha, sử dụng biến áp 3 pha Tuy nhiên, vì mạch điều khiển có nhiều khâu cũng cần dùng biến áp nên chỉ dùng chung 1 biến áp có nhiều cuộn thứ cấp Sơ đồ mạch biến áp ĐB 3 pha: A UđpA A UđpA B UđpB... trên điốt D3): UR2 = UB Với R2 . suất của lò mà không làm h hỏng lò hoặc nhìn chung khi điều chỉnh nhiệt độ của lò điện trở. Nhìn chung khi điều chỉnh nhiệt độ của lò điện trở cần tuân thủ các yêu cầu cơ bản dới đây: - Điện áp. V 5 V 1 V 2 V 4 V 3 V 4 V 5 Chơng ii. Tính toán thiết kế chọn mạch lực cho bộ điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở 3 pha. Vì tải thuần trở nên để tiện dụng ta sử dụng bộ biến đổi xung áp xoay chiều 3 pha cho mạch lực. Với. điện áp nguồn qua không. Ta cần lu ý rằng trong hệ thống điện áp 3 pha dòng có thể chảy qua cả 3 pha hoặc chỉ qua 2 pha. Khi dòng chảy qua cả 3 pha thì điện áp trên mỗi ph đúng bằng điện áp pha.