Giới thiệu chung về lò điện trở và bộ điều áp xoay chiều

LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, điện tử cơng suất đóng vai trị quan trọng q trình cơng nghiệp hố đất nước Sự ứng dụng điện tử công suất hệ thống truyền động điện lớn nhỏ gọn phần tử bán dẫn việc dễ dàng tự động hố cho q trình sản xuất Các hệ thống truyền động điều khiển điện tử công suất đem lại hiệu suất cao Kích thước, diện tích lắp đặt giảm nhiều so với hệ truyền động thông thường như: khuếch đại từ, máy phát - động Với hướng dẫn cô Nguyễn Thị Điệp, chúng em tiến hành nghiên cứu thiết kế đề tài Trong trình thực đề tài khả kiến thức thực tế có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót, kính mong thầy đóng góp ý kiến để đề tài hồn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ ĐIỆN TRỞ VÀ BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU 1.1 Tổng quan lò điện trở 1.1.1 Giới thiệu chung lò điện a Định nghĩa Lò điện thiết bị điện biến điện thành nhiệt dùng q trình cơng nghệ khác nung nấu luyện vật liệu, kim loại hợp kim khác v.v… - Lò điện sử dụng rộng rãi lĩnh vực kỹ thuật: + Sản xuất thép chất lượng cao + Sản xuất hợp kim phe-rô + Nhiệt luyện hóa nhiệt luyện + Nung vật phẩm trước cán, rèn dập, kéo sợi + Sản xuất đúc kim loại bột - Trong lĩnh vực công nghiệp khác: + Trong công nghiệp nhẹ thực phẩm, lò điện dùng để sất, mạ vật phẩm chuẩn bị thực phẩm + Trong lĩnh vực khác, lò điện dùng để sản xuất vật phẩm thuỷ tinh, gốm sứ, loại vật liệu chịu lửa v.v… Lị điện khơng có mặt ngành công nghiệp mà ngày dùng phổ biến đời sống sinh hoạt hàng ngày người cách phong phú đa dạng: Bếp điện, nồi nấu cơm điện, bình đun nước điện, thiết bị nung rắn, sấy điện v.v… b Ưu điểm lò điện so với lò sử dụng nhiên liệu - Có khả tạo nhiệt độ cao - Đảm bảo tốc độ nung lớn suất cao - Đảm bảo nung xác dễ điều chỉnh chế độ điện nhiệt độ - Kín - Có khả khí hố tự động hố trình chất dỡ nguyên liệu vận chuyển vật phẩm - Đảm bảo điều kiện lao động hợp vệ sinh, điều kiện thao tác tốt, thiết bị gọn nhẹ c Nhược điểm lò điện - Năng lượng điện đắt - u cầu có trình độ cao sử dụng 1.1.2 Giới thiệu chung lò điện trở a Nguyên lý làm việc lò điện trở Lò điện trở làm việc dựa sở có dòng điện chạy qua dây dẫn vật dẫn tỏa lượng nhiệt theo định luật Jun-Lenxơ: Q = RT Trong đó: Q - Lượng nhiệt tính Jun (J) I - Dịng điện tính Ampe (A) R - Điện trở tính Ôm (Ω) T - Thời gian tính giây (s) - Từ công thức ta thấy điện trở R đóng vai trị: + Vật nung: Trường hợp gọi nung trực tiếp + Dây nung: Khi dây nung nung nóng truyền nhiệt cho vật nung xạ, đối lưu, dẫn nhiệt phức hợp Trường hợp gọi nung gián tiếp Trường hợp thứ gặp dùng để nung vật có hình dạng đơn giản (tiết diện chữ nhật, vng trịn) Trường hợp thứ hai thường gặp nhiều thực tế công nghiệp Cho nên nói đến lị điện trở khơng thể khơng đề cập đến vật liều để làm dây nung, phận phát nhiệt lò b Những vật liệu dùng làm dây nung * Yêu cầu vật liệu dùng làm dây nung Dây nung phận phát nhiệt lò, làm việc điều kiện khắc nghiệt địi hỏi phải đảm bảo u cầu sau: - Chịu nóng tốt, bị oxy hóa nhiệt độ cao - Phải có độ bền học cao, không bị biến dạng nhiệt độ cao - Điện trở suất phải lớn - Hệ số nhiệt điện trở phải nhỏ - Các tính chất điện phải cố định thay đổi - Các kích thước phải khơng thay đổi sử dụng - Dễ gia công, dễ hàn dễ ép khuôn *Dây nung kim loại Để đảm bảo yêu cầu dây nung, hầu hết lị điện trở cơng nghiệp, dây nung kim loại chế tạo hợp kim Crôm-Nhôm Crơm-Niken hợp kim có điện trở lớn Cịn kim loại nguyên chất dùng để chế tạo dây nung kim loại nguyên chất thường có tính chất khơng có lợi cho việc chế tạo dây nung như: - Điện trở suất nhỏ - Hệ số nhiệt điện trở lớn - Bị oxy hóa mạnh mơi trường khí bình thường Dây nung kim loại thường chế tạo dạng tròn dạng băng *Dây nung phi kim loại Dây nung phi kim loại dung phổ biến SiC, Grafit than 1.1.3 Cấu tạo lò điện trở a Những yêu cầu cấu tạo lò điện * Hợp lý công nghệ Hợp lý công nghệ có nghĩa cấu tạo lị khơng phù hợp với q trình cơng nghệ u cầu mà cịn tính đến khả sử dụng q trình cơng nghệ khác khơng làm phức tạp q trình gia cơng làm tăng giá thành cách rõ rệt Cấu trúc lò đảm bảo điều kiện coi hợp lý Điều đặc biệt quan trọng nhu cầu lò điện vượt xa khả sản xuất * Hiệu kỹ thuật Hiệu kỹ thuật khả biểu thị hiệu suất cực đại kết cấu thơng số xác định (kích thước ngồi, cơng suất, trọng lượng, giá thành, …) Đối với thiết bị vật phẩm sản xuất ra, suất đơn vị công suất định mức, suất tiêu hao điện để nung… tiêu hiệu kỹ thuật Còn phần riêng biệt kết cấu chi tiết, hiệu kỹ thuật đánh giá công suất dẫn động, mô men xoắn, lực… ứng với trọng lượng, kích thước giá thành kết cấu * Chắc chắn làm việc Chắc chắn làm việc tiêu quan trọng chất lượng kết cấu lò điện Thường lò điện làm việc liên tục ca, hai ca ba ca ngày Nếu làm việc, phận khơng hồn hảo ảnh hưởng đến q trình sản xuất chung Điều đặc biệt quan trọng lò điện làm việc liên tục dây chyền sản xuất tự động Ngay lò điện làm việc chu kỳ, lò ngừng làm thiệt hại rõ rệt cho sản xuất lị ngừng đột ngột (nghĩa phá hủy chế độ làm việc bình thường nó) dẫn đến làm hư hỏng sản phẩm, lãng phí nguyên liệu làm tăng giá thành sản phẩm Một tiêu phụ chắn làm việc phận lò điện khả thay nhanh khả dự trữ lớn lị làm việc bình thường Theo quan điểm chắn, thiết bị cần ý đến phận quan trọng nhất, định làm việc liên tục lị Thí dụ: dây nung, băng tải… * Tiện lợi sử dụng Tiện lợi sử dụng nghĩa yêu cầu: - Số nhân viên phục vụ tối thiểu - Không yêu cầu trình độ chun mơn cao, khơng u cầu sức lực dẻo dai nhân viên phục vụ - Số lượng thiết bị quí bị hao mòn nhanh yêu cầu tối thiểu - Bảo quản dễ dàng Kiểm tra sửa chữa tất phận thiết bị thuận lợi - Theo quan điểm an toàn lao động, điều kiện làm việc phải hợp vệ sinh tuyệt đối an toàn * Rẻ đơn giản chế tạo Về mặt yêu cầu: - Tiêu hao vật liệu ít, đặc biệt vật liệu quí (các kim loại màu, hợp kim có hàm lượng niken cao…) - Cơng nghệ chế tạo đơn giản nghĩa khả chế tạo phải cho ngày cơng tận dụng thiết bị, dụng cụ thơng thường có sẵn nhà máy chế tạo để gia công - Các loại vật liệu thiết bị yêu cầu để chế tạo phải - Sử dụng đến mức tối đa kết cấu giống loại để dễ dàng đổi lẫn thuận tiện lắp ráp - Chọn hợp lý dạng gia công để phù hợp với điều kiện chế tạo (đúc, hàn, dập) Bỏ chi tiết khâu gia công khí khơng hợp lý * Hình dáng bề ngồi đẹp Mỗi kết cấu thiết bị, vật phẩm, khâu chi tiết phải có hình dáng tỷ lệ cạnh phù hợp, dễ nhìn Tuy nhiên cần ý rằng, độ bền kết cấu trọng lượng nhỏ hình dáng bề ngồi đẹp có quan hệ khăng khít với Việc gia cơng lần chót sơn có vai trị đặc biệt quan trọng hình dáng bên ngồi lị điện Song cần tránh trang trí khơng cần thiết b Cấu tạo lị điện trở Hình 1.1 Hình ảnh lị điện trở dạng lị giếng Hình 1.1 thể hình ảnh kết cấu lị điện trở dạng lị giếng Lị điện trở thơng thường gồm ba phần chính: vỏ lị, lớp lót dây nung * Vỏ lị Vỏ lò điện trở khung cứng vững, chủ yếu để chịu tải trọng trình làm việc lò Mặt khác vỏ lò dùng để giữ lớp cách nhiệt rời đảm bảo kín hồn tồn tương đối lị Đối với lị làm việc với khí bảo vệ, cấn thiết vỏ lị phải hồn tồn kín, cịn lị điện trở bình thường, kín vỏ lị cần giảm tổng thất nhiệt tránh lùa khơng khí lạnh vào lị, đặc biệt theo chiều cao lị Trong trường hợp riêng, lị điện trở làm vỏ lị khơng bọc kín Khung vỏ lị cần cứng vững đủ để chị tải trọng lớp lót, phụ tải lị (vật nung) cấu khí gắn vỏ lị - Vỏ lị chữ nhật thường dùng lò buồng, lò liên tục, lò đáy rung v.v… - Vỏ lò tròn dùng lò giếng vài lò chụp v.v… - Vỏ lò tròn chịu lực tác dụng bên tốt vỏ lò chữ nhật lượng kim loại để chế tạo vỏ lò Khi kết cấu vỏ lò tròn, người ta thường dùng thép dày – mm đường kính vỏ lị 1000 – 2000 mm – 12 mm đường kính vỏ lị 2500 – 4000 mm 14 – 20 mm đường kính vỏ lị khoảng 4500 – 6500 mm Khi cần thiết tăng độ cứng vững cho vỏ lò tròn, người ta dùng vòng đệm tăng cường loại thép hình Vỏ lị chữ nhật dựng lên nhờ thép hình U, L thép cắt theo hình dáng thích hợp Vỏ lị bọc kín, khơng tuỳ theo u cầu kín lị Phương pháp gia cơng vỏ lò loại chủ yếu hàn tán * Lớp lót Lớp lót lị điện trở thường gồm hai phần: vật liệu chịu lửa cách nhiệt Phần vật liệu chịu lửa xây gạch tiêu chuẩn, gạch hình gạch hình đặc biệt tuỳ theo hình dáng kích thước cho buồng lị Cũng có người ta đầm loại bột chịu lửa chất dính kết gọi khối đầm Khối đầm tiến hành lị tiến hành ngồi nhờ khuôn - Phần vật liệu chịu lửa cần đảm bảo yêu cầu sau: + Chịu nhiệt độ làm việc cực đại lị + Có độ bền nhiệt đủ lớn làm việc + Có đủ độ bền học xếp vật nung đặt thiết bị vận chuyển điều kiện làm việc + Đảm bảo khả gắn dây nung bền chắn + Có đủ độ bền hố học làm việc, chịu tác dụng khí lị ảnh hưởng vật nung + Đảm bảo khả tích nhiệt cực tiểu Điều đặc biệt quan trọng lò làm việc chu kỳ Phần cách nhiệt thường nằm vỏ lò phần vật liệu chịu lửa Mục đích chủ yếu phần để giảm tổn thất nhiệt Riêng đáy, phần cách nhiệt địi hỏi phải có độ bền học định cịn phần khác nói chung khơng u cầu - Yêu cầu phần cách nhiệt là: + Hệ số dẫn nhiệt cực tiểu + Khả tích nhiệt cực tiểu + Ổn định tính chất lý, nhiệt điều kiện làm việc xác định Phần cách nhiệt xây gạch cách nhiệt, điền đầy bột cách nhiệt * Dây nung Dây nung thực tế không áp dụng nguyên nhân mở không mong muốn lúc tăng điện áp đến giá trị Uth.max Vả lại xảy trường hợp thyristor tự mở tác dụng xung điện áp thời điểm ngẫu nhiên, không định trước Phương pháp thứ hai, phương pháp áp dụng thực tế, đưa xung dịng điện có giá trị định vào cực điều khiển cathode Xung dòng điện điều khiển chuyển trạng thái thyristor từ trở kháng cao sang trở kháng thấp mức điện áp anode - cathode nhỏ Khi dòng qua anode - cathode lớn giá trị định, gọi dịng trì (Idt) thyristor tiếp tục trạng thái mở dẫn dòng mà khơng cần đến tồn xung dịng điều khiển Điều nghĩa điều khiển mở thyristor xung dịng có độ rộng xung định, cơng suất mạch điều khiển nhỏ, so với cơng suất mạch lực mà thyristor phần tử đóng cắt, khống chế dịng điện * Khóa thyristor Một thyristor dẫn dịng trở trạng thái khóa (điện trở tương đương mạch anode - cathode tăng cao) dòng điện giảm xuống, nhỏ giá trị dòng trì, Idt Tuy nhiên để thyristor trạng thái khóa, với trở kháng cao, điện áp anode - cathode lại dương (UAK > 0), cần phải có thời gian định để lớp tiếp giáp phục hồi hồn tồn tính chất cản trở dịng điện Khi thyristor dẫn dịng theo chiều thuận, UAK > 0, hai lớp tiếp giáp J1, J3, phân cực thuận, điện tích qua hai lớp dễ dàng lấp đầy tiếp giáp J2 bị phân cực ngược Vì mà dịng điện chảy qua ba lớp tiếp giáp J1, J2, J3 Để khóa thyristor lại cần giảm dòng anode - cathode mức dịng trì (Idt) cách đối chiếu dòng điện áp điện áp ngược lên anode cathode thyristor Sau dòng đặt điện áp ngược lên anode - cathode (UAK < 0) khoảng thời gian tối thiểu, gọi thời gian phục hồi, tr , sau thyristor cản trở dịng điện theo hai chiều Trong thời gian phục hồi có dòng điện ngược chạy anode cathode Dòng điện ngược di chuyển điện tích khỏi tiếp giáp J2 nạp điện cho tụ điện tương đương hai tiếp giáp J1, J3 phục hồi Thời gian phục hồi phụ thuộc vào lượng điện tích cần di chuyển cấu trúc bán dẫn thyristor nạp điện cho tiếp giáp J1, J3 đến điện áp ngược thời điểm Q trình khóa thyristor có dạng gần giống khóa diode Thời gian phục hồi thông số quan trọng thyristor Thời gian phục hồi xác định dải tần số làm việc thyristor Thời gian phục hồi tr có giá trị cỡ 550 µs thyristor tần số cao cỡ 50200 µs thyristor tần số thấp d Các thông số thyristor Các thông số thơng số dựa vào ta lựa chọn thyristor cho ứng dụng cụ thể * Giá trị dịng trung bình cho phép chạy qua thyristor, Iv Đây giá trị trung bình cho phép chạy qua thyristor với điều kiện nhiệt độ cấu trúc tinh thể bán dẫn thyristor không vượt giá trị cho phép Trong thực tế dòng điện cho phép chạy qua thyristor phụ thuộc vào điều kiện làm mát nhiệt độ mơi trường Thyristor gắn lên tản nhiệt tiêu chuẩn làm mát tự nhiên Ngoài thyristor phải làm mát cưỡng nhờ quạt gió dùng nước để tải nhiệt lượng tỏa nhanh Có thể lựa chọn dịng điện theo điều kiện làm mát theo kinh nghiệm sau: - Làm mát tự nhiên: dòng sử dụng cho phép đến phần ba dòng Iv - Làm mát cưỡng quạt gió: dịng sử dụng hai phần ba dòng Iv - Làm cưỡng nước: sử dụng 100% dịng Iv * Điện áp ngược cho phép lớn nhất, Ung.max Đây giá trị điện áp ngược lớn cho phép đặt lên thyristor Trong ứng dụng phải đảm bảo rằng, thời điểm điện áp anode - cathode UAK ln nhỏ Ung.max Ngồi phải đảm bảo độ dự trữ định điện áp, nghĩa phải chọn 1,2 đến 1,5 lần giá trị biên độ lớn điện áp sơ đồ * Thời gian phục hồi tính chất khóa thyristor, tr (µs) Đây thời gian tối thiểu phải đặt điện áp âm lên anode - cathode thyristor sau dòng anode - cathode không trước lại có điện áp dương mà thyristor khóa Thời gian phục hồi tr thông số quan trọng thyristor, nghịch lưu phụ thuộc nghịch lưu độc lập, phải đảm bảo thời gian dành cho trình khóa phải 1,5 đến lần tr * Tốc độ tăng điện áp cho phép, dU/dt (V/µs) Thyristor sử dụng phần tử có điều khiển, nghĩa phân cực thuận (UAK > 0) phải có tín hiệu điều khiển cho phép dịng điện chạy qua Khi thyristor phân cực thuận, phần lớn điện áp rơi lớp tiếp giáp J2 hình 1.4 Hình 1.4 Hiệu ứng dU/dt tác dụng dịng điều khiển Lớp tiếp giáp J2 bị phân cực ngược nên độ dày nở ra, tạo vùng khơng gian nghèo diện tích, cản trở dịng điện chạy qua Vùng khơng gian coi tụ điện có điện dung CJ2 Khi có điện áp biến thiên với tốc độ lớn, dòng điện tụ có giá trị đáng kể, đóng vai trị dịng điều khiển Kết thyristor mở chưa có tín hiệu điều khiển vào cực điều khiển G Tốc độ tăng điện áp thông số phân biệt thyristor tần số thấp với thyristor tần số cao Ở thyristor tần số thấp, dU/dt vào khoảng 50 đến 200 (V/µs) với thyristor tần số cao dU/dt đạt 500 đến 2000 (V/µs) * Tốc độ tăng dịng cho phép, dI/dt (A/µs) Khi thyristor bắt đầu mở, điểm tiết diện tinh thể bán dẫn dẫn dòng đồng dòng điện chạy qua bắt đầu số điểm, gắn với cực điều khiển nhất, sau lan tỏa dần sang điểm khác tồn tiết diện Nếu tốc độ tăng dịng q lớn dẫn đến mật độ dịng điện điểm dẫn ban đầu lớn, phát nhiệt cục mãnh liệt dẫn đến hỏng cục bộ, từ dẫn đến hỏng tồn tiết diện tinh thể bán dẫn Tốc độ tăng dòng phân biệt thyristor tần số thấp, có dI/dt cỡ 50 – 100 (A/µs), với thyristor tần số cao với dI/dt cỡ 500 – 2000 (A/µs) Trong ứng dụng phải ln đảm bảo tốc độ tăng dịng mức cho phép Điều đạt nhờ mắc nối tiếp van bán dẫn với cuộn kháng trị số nhỏ Cuộn kháng lõi khơng khí lõi ferit Có thể dùng xuyến ferit lồng lên dẫn để tạo điện kháng giá trị khác tùy theo số lượng xuyến sử dụng xuyến ferit tạo nên điện kháng có tính chất cuộn kháng bão hòa Khi dòng qua dẫn nhỏ, điện kháng có giá trị lớn để hạn chế tốc độ tăng dòng; dòng điện lớn, cuộn kháng bị bão hịa, điện cảm giảm gần khơng Như cuộn kháng kiểu không gây sụt áp chế độ dòng định mức qua dẫn 1.3 Phân tích chọn sơ đồ điều áp xoay chiều ba pha 1.3.1 Các sơ đồ điều áp xoay chiều ba pha thường gặp Các điều chỉnh điện áp xoay chiều dùng để điều chỉnh giá trị điện áp xoay chiều với hiệu suất cao Để điều chỉnh điện áp pha sử dụng ba sơ đồ Bộ điều áp xoay chiều chủ yếu sử dụng thyristor mắc ngược Triac để thay đổi giá trị điện áp nửa chu kỳ điện áp lưới theo góc mở α, từ đổi giá trị hiệu dụng điện áp tải - Nối tam giác ba điều áp pha - Nối hỗn hợp ba thyristor ba diode Dưới trình bày điều chỉnh điện áp dòng xoay chiều hay sử dụng * Sơ đồ đấu có trung tính Thơng thường thực tế người ta hay sử dụng điều chỉnh xung áp ba pha (điều khiển động không đồng ba pha) điều khiển nhiệt độ lò điện trở Nếu biến đổi xung áp ba pha ghép từ ba biến đổi pha có dây trung tính (hình 1.5) dịng qua pha khơng phụ thuộc vào dịng pha khác Hình 1.5 Sơ đồ đấu có trung tính Khi tăng góc điều chỉnh α làm giảm thời gian dẫn dòng qua thyristor Ứng với giá trị α đó, dịng pha giảm không trước mở thyristor pha sau Như xuất khoảng thời gian khơng có dịng tải khoảng dẫn thyristor bị giảm đến giới hạn nhỏ 60˚ - Ưu, nhược điểm sơ đồ: Ưu điểm: + Điện áp ngược van dẫn nhỏ điện áp đặt vào van bán dẫn điện áp pha + Hoạt động tương tự điều áp pha, pha hoạt động độc lập với nhau, việc tính tốn hồn tồn tương tự điều áp xoay chiều pha nên đơn giản Nhược điểm: + Các van đấu điện trung tính có tồn dịng điện điều hịa bậc cao + Khi góc mở van khác có dịng tải gián đoạn Kết luận: thực tế loại sơ đồ sử dụng loại sơ đồ nối thích hợp loại tải pha có đầu dây * Sơ đồ tải đấu tam giác Hình 1.6 Sơ đồ tải đấu tam giác Sơ đồ hình 1.6 sơ đồ tải đấu tam giác, có nhiều điều khác so với sơ đồ có dây trung tính Ở dịng điện chạy pha với nên đồng thời phải cấp xung điều khiển cho thyristor pha lúc Nhược điểm: Việc cấp xung điều khiển đơi gặp khó khăn mạch điều khiển, việc đổi thứ tự pha nguồn làm cho sơ đồ không hoạt động * Sơ đồ đấu không trung tính Hình Sơ đồ 1.7 đấu khơng trung tính Hoạt động điều chỉnh điện áp xoay chiều pha nối khơng dây trung tính (hình 1.7) hoạt động tổng hợp pha Việc điều chỉnh điện áp điều áp pha khơng dây trung tính phụ thuộc vào góc α Trường hợp tổng quát có đoạn điều khiển đoạn điều khiển không đối xứng, đối xứng Thyristor dẫn, không đối xứng Thyristor dẫn Việc xác định điện áp phải vaod chương trình làm việc Thyristor Giả thiết tải đối xứng sơ đồ điều khiển đảm bảo tạo xung mở góc mở lệch 120˚ Khi đóng mở Thyristor pha làm thay đổi dịng pha lại, ta lưu ý hệ thống điện áp pha qua pha Khơng có trường hợp có pha dẫn dịng Khi dịng chảy qua pha điện áp tải điện áp pha Khi dòng chảy qua pha điện áp tải 1/2 điện áp dây hai pha mà có hai thyristor dẫn điện - Ưu, nhược điểm sơ đồ: Ưu điểm: + Điện áp ngược van dẫn lớn điện áp đặt vào van bán dẫn điện áp dây + Hoạt động điều chỉnh điện áp xoay chiều pha nối không dây trung tính hoạt động tổng hợp pha Việc điều chỉnh điện áp điều áp pha khơng dây trung tính phụ thuộc vào góc α Nên dễ dàng việc điều khiển Nhược điểm: + Việc tính tốn van phức tạp + Dạng dịng điện điện áp tải khơng sin, với tải điện trở lò điện trở việc điện áp tải khơng sin khơng ảnh hưởng đến chế độ làm việc lị Kết luận: thực tế loại sơ đồ sử dụng phổ biến b Lựa chọn phân tích sơ đồ điều áp xoay chiều ba pha * Lựa chọn sơ đồ  Lựa chọn sơ đồ Từ việc giới thiệu ưu điểm nhược điểm sơ đồ trên, đến lựa chọn sơ đồ để thiết kế mạch lực mạch điều khiển điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở là: Bộ điều áp xoay chiều ba pha sáu thyristor đấu song song ngược tải trở khơng dây trung tính * Phân tích sơ đồ Phân tích sơ đồ Sau phân tích hoạt động sơ đồ với tải trở R: - Mạch hoạt động theo quy luật chung: + Trường hợp van dẫn: Mỗi pha có van dẫn => Utải = Unguồn + Trường hợp van dẫn: Có pha có van dẫn pha không van dẫn => điện áp pha tải = 1/2 điện áp dây nguồn có pha khơng có điện áp + Trường hợp khơng có van dẫn: Tồn tải bị ngắt khỏi nguồn (Utải = 0) Các trường hợp dẫn van phụ thuộc vào góc điều khiển α Gồm vùng điều khiển:  * Với < α < 60˚ Hình 1.8 Đồ thị điện áp tải, với trường hợp < α < 60˚ Trong vùng (hình 1.8) có khoảng van dẫn van dẫn xen kẽ * Các khoảng van dẫn chu kỳ:  Các khoảng van dẫn chu kỳ: - Khoảng ÷ 30˚: Khoảng có hai van T5, T6 dẫn + UZa = + UZb = UBC/2 + UZc = UCB/2 - Khoảng 30˚ ÷ 60˚: Khoảng có hai van T1, T5, T6 dẫn + UZa = UA + UZb = UB + UZc = UC - Khoảng 60˚ ÷ 90˚: Khoảng có hai van T1, T6 dẫn + UZa = UAB/2 + UZb = UBA/2 + UZc = - Khoảng 90˚ ÷ 120˚: Khoảng có hai van T1, T2, T6 dẫn + UZa = UA + UZb = UB + UZc = UC - Khoảng 120˚ ÷ 150˚: Khoảng có hai van T1, T2 dẫn + UZa = UAC/2 + UZb = + UZc = UCA/2 - Khoảng 150˚ ÷ 180˚: Khoảng có hai van T1, T2, T3 dẫn + UZa = UA + UZb = UB + UZc = UC - Khoảng 180˚ ÷ 210˚: Khoảng có hai van T2, T3 dẫn + UZa = + UZb = UBC/2 + UZc = UCB/2 - Khoảng 210˚ ÷ 240˚: Khoảng có hai van T2, T3, T4 dẫn + UZa = UA + UZb = UB + UZc = UC - Khoảng 240˚ ÷ 270˚: Khoảng có hai van T3, T4 dẫn + UZa = UAB/2 + UZb = UBA/2 + UZc = - Khoảng 270˚ ÷ 300˚: Khoảng có hai van T3, T4, T5 dẫn + UZa = UA + UZb = UB + UZc = UC - Khoảng 300˚ ÷ 330˚: Khoảng có hai van T4, T5 dẫn + UZa = UAC/2 + UZb = + UZc = UCA/2 - Khoảng 330˚ ÷ 360˚: Khoảng có hai van T4, T5, T6 dẫn + UZa = UA + UZb = UB + UZc = UC Góc dẫn van λ = (180˚ - α) Van ngắt điện áp nguồn khơng Giá trị hiệu dụng dịng điện áp tải: Uhd = Um * Với 60˚ < α < 90˚ Hình 1.9 Đồ thị điện áp tải, với trường hợp 60˚ < α < 90˚ Vùng điều khiển (hình 1.9) ln có khoảng van dẫn khơng phụ thuộc vào góc điều khiển α * Các khoảng van dẫn:  Các khoảng van dẫn: - T1, T2 dẫn & T4, T5 dẫn: + UZa = UAC/2 + UZb = + UZc = UCA/2 - T2, T3 dẫn & T5, T6 dẫn: + UZa = + UZb = UBC/2 + UZc = UCB/2 - T3, T4 dẫn & T6, T1 dẫn: + UZa = UAB/2 + UZb = UBA/2 + UZc = Van nhóm (chẵn lẻ) thay dẫn, van sau mở van trước khóa lại lúc góc dẫn van λ = 120˚ Điện áp tải khơng cịn đoạn điện áp nguồn mà 1/2 điện dây Giá trị hiệu dụng điện áp tải: Uhd = Um * Với 90˚ < α < 150˚ Hình 1.10 Đồ thị điện áp tải, với trường hợp 90˚ < α < 150˚ Trong vùng điều khiển (hình 1.10), chu kỳ có trạng thái thay khoảng van dẫn khoảng không van dẫn  * Các khoảng van dẫn chu kỳ: Các khoảng van dẫn chu kỳ: - Khoảng ÷ 30˚: Khoảng có hai van T4, T5 dẫn + UZa = UAC/2 + UZb = + UZc = UCA/2 - Khoảng 30˚ ÷ 60˚: Khoảng khơng có van dẫn + UZa = + UZb = + UZc = - Khoảng 60˚ ÷ 90˚: Khoảng có hai van T5, T6 dẫn + UZa = + UZb = UBC/2 + UZc = UCB/2 - Khoảng 90˚ ÷ 120˚: Khoảng khơng có van dẫn + UZa = + UZb = + UZc = - Khoảng 120˚ ÷ 150˚: Khoảng có hai van T1, T6 dẫn + UZa = UAB/2 + UZb = UBA/2 + UZc = - Khoảng 150˚ ÷ 180˚: Khoảng khơng có van dẫn + UZa = + UZb = + UZc = - Khoảng 180˚ ÷ 210˚: Khoảng có hai van T1, T2 dẫn + UZa = UAC/2 + UZb = + UZc = UCA/2 - Khoảng 210˚ ÷ 240˚: Khoảng khơng có van dẫn + UZa = + UZb = + UZc = - Khoảng 240˚ ÷ 270˚: Khoảng có hai van T2, T3 dẫn + UZa = + UZb = UBC/2 + UZc = UCB/2 - Khoảng 270˚ ÷ 300˚: Khoảng khơng có van dẫn + UZa = + UZb = + UZc = - Khoảng 300˚ ÷ 330˚: Khoảng có hai van T3, T4 dẫn + UZa = UAB/2 + UZb = UBA/2 + UZc = - Khoảng 330˚ ÷ 360˚: Khoảng khơng có van dẫn + UZa = + UZb = + UZc =  Van không dẫn liên lục mà dẫn thành giai đoạn xen khoảng nghỉ Van ngắt dòng điện áp dây nguồn 0V Giá trị hiệu dụng điện áp tải: Uhd = Um