đồ án môn học 1 đề tài thiết kế chế tạo mạch điều áp xoay chiều

Ví dụ, nó có thể được sử dụng để điều chỉnh điện áp đầu ra của một động cơ xoay chiều, điều áp cho các thiết bị điện gia dụng, hay trong các hệ thống điện tử công suất.. Lĩnh vực năng lư

-*** -ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU

Giáo viên hướng dẫn : Phan Thị Tươi

Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Nam

Bùi Thanh Tâm

Lớp: 112222.A

Hưng yên,năm 2024

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, điện tử công suất đã và đang đóng 1 vai trò rất quan trọng trong quá trình công nghiệp hoá đất nước Sự ứng dụng của điện tử công suất trong các hệ thống truyền động điện là rất lớn bởi sự nhỏ gọn của các phần tử bán dẫn và việc dễ dàng tự động hoá cho các quá trình sản xuất

Các hệ thống truyền động điều khiển bởi điện tử công suất đem lại hiệu suất cao Kích thước, diện tích lắp đặt giảm đi rất nhiều so với các hệ truyền động thông thường như: khuếch đại từ, máy phát - động cơ

Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó trong nội dung môn học Điện tử công suất chúng

em đã được giao thực hiện đề tài: “Thiết kế và chế tạo bộ Điều áp xoay chiều 1 pha”.

Với sự hướng dẫn của Cô Phan Thị Tươi, chúng em đã tiến hành nghiên cứu, thiết

kế và chế tạo đề tài

Trong quá trình thực hiện đề tài do khả năng và kiến thức thực tế có hạn nên không thể tránh khỏi sai sót, kính mong thầy cô đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện hơn

Chúng em xin trân thành cảm ơn.!

Nhóm sinh viên thực hiện : Vũ Xuân Nam và Bùi Thanh Tâm

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hưng Yên, ngày….tháng….năm 2023

Giáo viên hướng dẫn

Mục lục

Chương I: Tổng quát.

1.1.Lý do chọn đề tài……… 1.2.Tổng quan về đề tài……….1.2.1Khái niệm về điện tử công suất

1.2.2.Nhiệm vụ về điện tử công suất

1.2.3 Ứng dụng về điện tử công suất

1.3.Phương pháp nghiên cứu

1.3.1 Xác định nhiệm vụ nghiên cứu:

1.3.2 Khảo sát lý thuyết:

1.3.3 Thực hiện thực nghiệm

Chương II: Cơ sở lý thuyết

2.1 Một số van bán dẫn.

2.1.1 Giới thiệu về phần tử bán dẫn Triac.

2.1.2 Giới thiệu về phần tử bán dẫn Thysistor.

2.1.3 Giới thiệu về phần tử bán dẫn Transistor.

2.2 Bộ điều áp xoay chiều 1 pha.

2.2.1 Khái niệm điều áp xoay chiều 1 pha.

2.2.2Giới thiệu một số sơ đồ mạch động lực.

CHƯƠNG III: Thiết kế mạch

3.5 Giới thiệu TCA 785

3.6Tính toán thiết kế để chế tạo mạch

3.6.1 Tính chọn van động lực

3.7Chọn thiết bị bảo vệ.

3.8 Tính chọn phần tử cách ly

3.9 Tính toán bộ nguồn cho mạch điều khiển.

3.10 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch và mặt in

3.11 Phương hướng phát triển của đề tài

Chương 1 Tổng quát.

1.1 lý do chọn đề tài

Bởi chương trình dạy học định hướng ứng dụng thực hành do đó những học phần tích hợp cả nội dung lý thuyết và thực hành được xây dựng trong khung chương trình đào tạo kỹ sư ngành Kỹ thuật Điện – Điện tử của trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật Hưng Yên Học phần Điện tử Công Suất là học phần chuyên ngành của sinh viên chuyên ngành Điện tử công nghiệp cũng được xây dựng là học phần tích hợp

-Mạch điều áp xoay chiều được sử dụng trong nhiều thiết bị và ứng dụng khác nhau Ví

dụ, nó có thể được sử dụng để điều chỉnh điện áp đầu ra của một động cơ xoay chiều, điều áp cho các thiết bị điện gia dụng, hay trong các hệ thống điện tử công suất

- Ngoài ra khi thực hiện đồ án sinh viên sẽ được hướng dẫn về các biện pháp an toàn, bảo vệ sức khỏe khi làm việc với điện, vì điện áp và dòng điện trong ngành công nghệ

kỹ thuật điện – điện tử rất cao, do đó an toàn luôn là ưu tiên hàng đầu

1.2 Tổng quan về đề tài.

1.2.1Khái niệm về điện tử công suất:

Để có khái niệm tổng quát về điện tử công suất,cần phải nhắc lại ba lĩnh vực cơ bản của ngành Kỹ thuật điện đó là : điện tử,điều khiển và năng lượng điện Lĩnh vực điện tử nghiên cứu các dụng cụ bán dẫn,các mạch tích hợp sử dụng cho việc truyền tải và xử lý thông tin Lĩnh vực điều khiển nghiên cứu các quá trình,phân tích và tổng hợp các bộ điều khiển nhằm ổn định chế độ làm việc của hệ thống Lĩnh vực năng lượng nghiên cứu

và giải quyết vấn đề liên quan đến các hệ thống phát điện,truyền tải,phân phối và sử dụng điện năng

1.2.2.Nhiệm vụ về điện tử công suất

Nhiệm vụ chính của điện tử công suất là biến đổi hệ thống năng lượng điện từ dạng nàysang dạng khác bao gồm các dạng biến đổi dưới đây:

• Xoay chiều (AC-Alternating Current) thành một chiều (DC-Direct

• Một chiều thành một chiều: DC-DC.

• Một chiều thành xoay chiều: DC-AC

• Xoay chiều thành xoay chiều: AC-AC.

1.2.3 Ứng dụng về điện tử công suất

a.Các bộ chỉnh lưu có điều khiển

Là loại biến đổi AC-DC được sử dụng rất rộng rãi trong các hệ thống điều khiển truyền

động điện động cơ điện một chiều, hệ thống cung cấp nguồn điện một chiều, hệ thống mạ và nạp điện

b Điều chỉnh dòng điện và điện áp một chiều

Nguồn cung cấp cho hệ thống là nguồn điện một chiều U o Khi tải hoặc điện áp nguồn thay đổi làm momen và tốc độ quay trên trục động cơ thay đổi Tín hiệu ra của cảm biến tốc độ làm thay đổi tần số đóng cắt của bộ biến đổi DC-DC làm điện áp trung bình đặt trên động cơ thay đổi giữ cho tốc độ quay của động cơ ổn định trong phạm vi làm việc nhất định

c Điều chỉnh dòng điện và điện áp xoay chiều

Các bộ điều chỉnh dòng điện và điện áp xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tạo nhiệt của nung, sấy Các bộ điều chỉnh này còn được sử dụng trong việc điều chỉnh tốc độ quay của động cơ điện xoay chiều Tuy nhiên, việc sử dụng các bộ điều chỉnh trong truyền động điện động cơ điện xoay chiều có chất lượng không cao nên ít được sử dụng cho các loại tải công suất lớn.

d Bộ biến đổi ngược

Các bộ biến đổi ngược DC-AC (nghịch lưu) dùng để biến đổi hệ thống dòng điện và điện áp một chiều cố định thành hệ thống dòng điện và điện áp xoay chiều có tần số ổn định Các bộ biến đổi ngược thường được sử dụng trong các hệ thống năng lượng gió, năng lượng mặt trời dùng để biến đổi hệ thống năng lượng điện một chiều hoặc điện xoay chiều không ổn định thành hệ thống năng lượng điện xoay chiều có tần số và biên độ ổn định

e Biến tần

Là bộ biến đổi AC-AC dùng để biến đổi hệ thống dòng điện và điện áp xoay chiều từ tần số này sang tần số khác Có hai loại biến tần: trực tiếp và gián tiếp được sử dụng trong hệ thống điều khiển truyền động điện động cơ điện xoay chiều.

1.3 Phương pháp nghiên cứu

1.3.1 Xác định nhiệm vụ nghiên cứu:

Nhiệm vụ đặt ra: Thiết kế chế tạo mạch điều áp xoay chiều một pha

1.3.2 Khảo sát lý thuyết:

Nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến học phần điện tử công suất như:

-Giáo trình điện tử cơ bản

-Giáo trình điện tử công suất

Tham khảo các tài liệu có liên quan đến các linh kiện bán dẫn công xuất như Transistor,

Mosfet, IGBT, Diode, Thyristor, GTO, Triac,

Tham khảo một số sơ đồ điều áp xoay chiều trên internet, các anh chị khóa trước đã làm

1.3.3 Thực hiện thực nghiệm

Tiến hành tính toán, lắp ráp và khảo sát mạch điều áp xoay chiều một pha

từ cơ sở lý thuyết đã tìm hiểu trên.

Chương II: Cơ sở lý thuyết

2.1.Một số van bán dẫn.

2.1.1.Giới thiệu về phần tử bán dẫn Triac.

2.1.1 Cấu tạo và ký hiệu

P2 N1 P1 N2G

N2 P2 N1 P1

(-) (+) (-)

(+)

N3 E2 T, E1.2

T

J1 J2 J3 (+)

(-)

T1

T2 G

Hình 1: Cấu tạo và ký hiệu của triac

Triac là linh kiện bán dẫn tương tự như hai Thyristor mắc song song ngược, nhưngchỉ có một cực điều khiển Triac là thiết bị bán dẫn ba cực, bốn lớp Có thẻ điều khiểncho mở dẫn dòng bằng cả xung dương (dòng đi vào cực điều khiển) lẫn xung dòng âm(dòng đi ra khỏi cực điều khiển) Tuy nhiên xung dòng điều khiển âm có độ nhạy kémhơn, nghĩa là mở Triac sẽ cần một dòng điều khiển âm lớn hơn so với dòng điểu khiểndương Vì vậy trong thực tế để đảm bảo tính đối xứng của dòng điện qua Triac thì sửdụng dòng điều khiển âm là tốt hơn cả

*Nguyên lý hoạt động

Có 4 tổ hợp điện thế có thể mở Triac cho dòng chảy qua:

2.1.3Giới thiệu về phần tử bán dẫn Thysistor.

Cấu tạo, ký hiệu.

- Cấu tạo: Thysistor là thiết bị gồm 4 lớp bán dẫn P1,N1,P2,N2 ghép lại tạo ra ba lớp tiếpxúc J1,J2,J3.

- Khi đặt thysistor vào điện áp một chiều, A nốt nối vào cực dương, Katốt nối vào

cực âm của nguồn Khi đó J1, J3 được phân cực thuận J2 bị phân cực ngược, gần như toàn

bộ điện áp nguồn đặt lên mặt ghép J2 Điện trường Ei của J2 có chiều từ N1 sang P2 Điệntrường ngoài tác dụng cùng chiều với Ei, vùng chuyển tiếp cũng là vùng cách điện càng

mở rộng ra, không có dòng chảy qua thysistor, mặc dù nó dược đặt điện áp

- Để mở thysistor ta đặt một xung điện áp Ug tác động vào cực G (dương so với K)các điện tử từ N2 sang P2 và một số ít chúng chảy vào nguồn Ug và hình thành dòng điềukhiển ig chảy theo mạch G-J3-K-G, còn phần điện tử chịu sức hút của điện trường tỏnghợp của mặt ghép J2 lao vào vùng chuyển tiếp này, chúng được tăng tốc bắn phá J2, vùngchuyển tiếp J2 bị trọc thủng làm xuất hiện ngày càng nhiều điện tử chảy vào N1 qua P1 vàđến cực dương của nguồn điện ngoài gây nên hiện tượng dẫn điện ồ ạt, J2 trở thành mặtghép dẫn điện bắt đầu từ một điểm nào đó ở xung quanh cực G rồi phát tán ra toàn bộmặt ghép nên thysistor được mở

A

G

K

P1

N1

P2

N2

G

Hình 4: kích mở thysistor

Mở thysistor bằng cách ấn công tắc K là đơn giản nhất một thysistor đã mở thì

sự hiện diện của tín hiệu điều khiển ig là không còn cần thiết nữa

- Khóa Thysistor

Có hai cách để khóa thysistor:

+ Cách 1: Giảm dòng điện ở A nốt xuống đến giá trị của dòng điện duy trì khithysistor được phân áp thuận thì lớp J2 có điện trở lớn làm cho dòng qua Thysistor rấtnhỏ lúc đó thysistor sẽ bị khóa lại

+ Cách 2: Đặt một điện áp ngược lên thysistor ( biện pháp thường dùng) khi đặtđiện áp ngược lên T có UAk< 0 hai mặt ghép J1 và J3 bị phân cực ngược J2 phân cựcthuận Những điện tử trước thời điểm đảo cực tính Uak đang có mặt tại P1,N1, P2 bây giờđảo chiều hình thành nên dòng điện ngược chảy từ Katốt về A nốt và về cực âm củanguồn điện ngoài Lúc đầu của quá trình từ t0 đến t1 dòng điện ngược khá lớn sau đó J1,J2

trở nên cách điện, còn lại một ít điện tử ở giữa hai mặt ghép J1 và J3 hiện tượng khuếchtán sẽ làm chúng ít dần đi cho đến hết và J2 khôi phục lại tính chất của mặt điều khiển

P

1

N1

P2

N2

G

Rt

_+

E

R1

Rt

TK

R2

+_ E

Thời gian khóa toff tính từ khi bắt đầu có điện áp ngược cho tới dòng điện ngược bằng 0(t2) Đó là khoảng thời gian mà ngay sau đó nếu đặt điện áp thuận lên T thì T cũngkhong mở Trong bất kì trường hợp nào cũng không được đặt T dưới điện áp thuận khi Tchưa bị khóa, nếu không có thể gây ra ngắn mạch nguồn Việc khóa Thysistor bằng cáchđặt điện áp ngược được thực hiện bằng cách ấn nút K.

Hình 5: Khóa Thysistor

Đặc tính vôn-ampe của Thysistor.

Hình 6: Đặc tính vôn-ampe của Thysistor

- Đoạn 1: Trạng thái khóa của T Khi U tăng đến Uch bắt đầu quá trình tăng dòngđiện T chuyển sang trạng thái mở

P1

N1

P2

N2

G

Rt

_+E

- Đoạn 2: Giai đoạn ứng với phân cực thuận J2, mỗi một lượng tăng nhỏ củadòng điện ứng với một lượng giảm lớn của điện áp đặt lên Thysistor.

- Đoạn 3: Trạng thái mở của thysistor J1,J2,J3 trở thành mặt ghép dẫn điện

- Đoạn 4: Thysistor bị đặt điện áp ngược => Thysistor bị đánh thủng (do U tănglên ing cũng tăng lên)

1.1 Giới thiệu về phần tử bán dẫn Transistor

1.1.1 Cấu tạo, ký hiệu

- Cấu tạo:

Hình 7: cấu tạo và ký hiệu của Transistor + Vì có hai loại lớp bán dẫn P và N nên ghi ghép 3 lớp bán dẫn liên tiếp với nhau, có hai khả năng : P-N-P (phân cực thuận) và N-P-N (phân cực ngược)

- Ký hiệu:

Transistor thuận Transistor ngược

Hình 7 ký hiệu của transistor

Nguyên lý làm việc

- Transistor ngược: Xét mạch cực phát E chung:

+ E1 phân cực thuận cho J1.

+ E2 phân cực thuận cho J1, phân cực ngược cho J2.

Hình 8: Phân cực ngược cho Transistor

- Lớp J1 phân cực thuận nên điện trở tiếp giáp nhỏ và dòng iB chuyển từ B sang E( Điện tử tự do từ cực E sang cực B qua lớp J1 và lỗ trống từ cực B sang cực E qua J1).Lớp J2 phân cực ngược vì E2>> E1 nên điện trường do E2 tạo ra khóa mạch làm cho một

số điện tử tự do từ cực E sang cực B còn phần lớn qua lớp P qua lớp tiếp xúc J2 tới cựcgóp C để về cực dương của nguồn vì vậy tạo ra dòng điện cực góp ic qua tải R là iE =

iC+iB Dòng iB còn là dòng điều khiển Khi tăng điện áp UBE thì dòng iB, iC tăng và ngượclại, lượng thay đổi dòng iB nhỏ cũng gây ra một sự thay đổi lớn một lượng dòng iC nêntransistor có tác dụng khuếch đại

- Hệ số khuếch đại dòng: là độ tăng của dòng góp với độ tăng của dòng gốc khicực phát E chung

α=¿ ∆ I c

∆ I B

NPN

C

BE1

_

- Hệ số khuếch đại điện áp:

- Đặc tính ra: iC = f(UCE) khi iB = const

- Đặc tính truyền đạt: iC = f(iB) khi UCE = const

- Đặc tính vào iB = f(UBE) khi UCE = const

- Đặc tính điện áp phản hồi: UBE = f(UCE) khi iB = const

Trong đặc tính của transistor đặc tính ra được lưu ý đặc biệt, nó phân biệt bởi bavùng làm việc:

- Vùng tuyến tính (c): ic tăng tỷ lệ với UB khi UCE = const

- Vùng bão hòa (b): iB tăng nhiều iC tăng ít

- Vùng bão hòa (a): iB tăng nhưng iC = const

- Đường thẳng ∆ phân giới hạn vùng (a) và (b)

- Đường thẳng ∆’ phân giới hạn vùng (b) và (c)

- Từ đặc tính ra có thể tính được trở kháng ra:

Z = ∆ U CE

2.2BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU MỘT PHA

2.2.1 Khái niệm về điều áp xoay chiều 1 pha:

Các bộ biến đổi điện áp xoay chiều dùng để biến đổi điện áp hiệu dụng đặt lên tải.Nguyên lý của bộ biến đổi này là dùng các phần tử van bán dẫn nối tải với nguồn trongmột khoảng thời gian t1 rồi lại cắt đi trong một khoảng thời gian t0 theo một chu kỳ lặplại T Bằng cách thay đổi độ rộng của t1 hay t0 trong khoảng T ta thay đổi được giá trịđiện áp trung bình ra trên tải Nguyên lý này có ưu điểm là điều chỉnh điện áp ra trongmột phạm vi rộng và vô cấp, hiệu suất cao vì tổn thất trên các phân tử điện tử công suấtrất nhỏ Điều áp xoay chiều thường được sử dụng trong điều khiển chiếu sáng, đốt nóng,trong khởi động mềm và điều chỉnh tốc độ quạt gió hoặc máy bơm

- Phân loại: Dựa vào số pha nguồn cấp mà ta có các bộ điều chỉnh điện áp khác nhau làĐiều áp xoay chiều một pha, Điều áp xoay chiều ba pha

Phân tích và lựa chọn sơ đồ

2.2.2Giới thiệu một số sơ đồ mạch động lực.

Hình 2.2.1: Các phương án điều áp một pha

- Hình 1a là điều áp xoay chiều điều khiển bằng cách mắc nối tiếp với tải mộtđiệnkháng hay điện trở phụ (tổng trở phụ ) biến thiên Sơ đồ mạch điều chỉnh này đơn giản

dễ thực hiện Tuy nhiên, mạch điều chỉnh kinh điển này hiện nay ít được dùng, do hiệu

- Hình 1b người ta có thể dùng biến áp tự ngẫu để điều chỉnh điện áp xoay chiều

U2 Điều chỉnh bằng biến áp tự ngẫu có ưu điểm là có thể điều chỉnh điện áp U2 từ 0 đếntrị số bất kì, lớn hay nhỏ hơn điện áp vào Nếu cần điện áp ra có điều chỉnh, mà vùngđiều chỉnh có thể lớn hơn điện áp vào, thì phương án phải dùng biến áp là tất yếu Tuynhiên, khi dòng tải lớn, sử dụng biến áp tự ngẫu để điều chỉnh, khó đạt được yêu cầunhư mong muốn, đặc biệt là không điều chỉnh liên tục được, do chổi than khó chế tạo để

có thể chỉ tiếp xúc trên một vòng dây của biến áp

Hai giải pháp điều áp xoay chiều trên hình 1a,b có chung ưu điểm là điện áp hìnhsin, đơn giản Có chung nhược điểm là quán tính điều chỉnh chậm và không điều chỉnhliên tục khi dòng tải lớn Sử dụng sơ đồ bán dẫn để điều chỉnh xoay chiều, có thể khắcphục được những nhược điểm vừa nêu

- Các sơ đồ điều áp xoay chiều bằng bán dẫn trên hình 1c được sử dụng phổ biến.

Lựa chọn sơ đồ nào trong các sơ đồ trên tuỳ thuộc dòng điện, điện áp tải và khả năngcung cấp các linh kiện bán dẫn Có một số gợi ý khi lựa chọn các sơ đồ hình 1c như sau:

Hình a bằng hai tiristor song song ngược

Hình b bằng triacHình c bằng một tiristor một diodeHình d bằng bốn diode một thyristor

- Hình 2A thường được sử dụng nhiều hơn, do có thể điều khiển được với mọi công

suất tải Hiện nay Thyristor được chế tạo có dòng điện đến 7000A, thì việc điều khiểnxoay chiều đến hàng chục nghìn ampe theo sơ đồ này là hoàn toàn đáp ứng được Tuynhiên, việc điều khiển hai thyristor song song ngược đôi khi có chất lượng điều khiểnkhông tốt lắm, đặc biệt là khi cần điều khiển đối xứng điện áp, nhất là khi cung cấp chotải đòi hỏi thành phần điện áp đối xứng (chẳng hạn như biến áp hay động cơ xoaychiều) Khả năng mất đối xứng điện áp tải khi điều khiển là do linh kiện mạch điều

d

b

Hình 2.2.2: Sơ đồ điều áp xoay chiều một pha bằng bán dẫn

ZU1

c

D1T1

T2D2

khiển thyristor gây nên sai số Điện áp tải thu được gây mất đối xứng như so sánh trênhình 3b.

Điện áp và dòng điện không đối xứng như hình 3.b cung cấp cho tải, sẽ làm cho tải

có thành phần dòng điện một chiều, các cuộn dây bị bão hoà, phát nóng và bị cháy Vìvậy việc định kì kiểm tra, hiệu chỉnh lại mạch là việc nên thường xuyên làm đối với sơ

đồ mạch này Tuy vậy, đối với dòng điện tải lớn thì đây là sơ đồ tối ưu hơn cả cho việclựa chọn

Hình 2.2.3: Hình dạng đường cong điện áp điều khiển

a- Mong muốn b- Không mong muốn

- Để khắc phục nhược điểm vừa nêu về việc ghép hai tiristor song song ngược, triac

ra đời và có thể mắc theo sơ đồ hình 2.B Sơ đồ này có ưu điểm là các đường cong điện

áp ra gần như mong muốn như hình 3.A, nó còn có ưu điểm hơn khi lắp ráp Sơ đồ mạchnày hiện nay được sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp Tuy nhiên triac hiện nay đư

ợc chế tạo với dòng điện không lớn (I < 400A), nên với những dòng điện tải lớn cần phả

i ghép song song các triac, lúc đó sẽ phức tạp hơn về lắp ráp và khó điều khiển song son

g Những tải có dòng điện trên 400A thì sơ đồ hình 2.B ít dùng

- Sơ đồ hình 2C có hai tiristor và hai điốt có thể được dùng chỉ để nối các cực điều

khiển đơn giản, sơ đồ này có thể được dùng khi điện áp nguồn cấp lớn (cần phân bổ điện

áp trên các van, đơn thuần như việc mắc nối tiếp các van)

tb

ta

- Sơ đồ hình 2D trước đây thường được dùng, khi cần điều khiển đối xứng điện áp

trên tải, vì ở đây chỉ có một tiristor một mạch điều khiển nên việc điều khiển đối xứngđiện áp dễ dàng hơn Số lượng tiristor ít hơn, có thể sẽ có ưu điểm hơn khi van điềukhiển còn hiếm Tuy nhiên, việc điều khiển theo sơ đồ này dẫn đến tổn hao trên các vanbán dẫn lớn, làm hiệu suất của hệ thống điều khiển thấp Ngoài ra, tổn hao năng lượngnhiệt lớn làm cho hệ thống làm mát khó khăn hơn

Sau khi phân tích một số sơ đồ trên chúng em đã lựa chọn phương án điều áp xoaychiều sử dụng van bán dẫn thyristor để điều khiển có ưu điểm:

- Đáp ứng được dòng tải lớn

- Mạch điều khiển đơn giản

- Giá thành rẻ, vận hành đơn giản

Điều áp xoay chiều một pha ứng với tải R-L

Hình 2.2.4: Hình dáng dòng điện và điện áp đối với tải R-L

Khi thyristor T1 mở có phương trình:

L

di

dt + Ri = √2 sin ω t

Biểu thức này đúng trong khoảng θ=α đến θ= β

Góc β được thay đổi bằng cách thay θ= β và đặt i= 0

Sin( β−ψ )- sin( α−ψ ).e

-β−α

tg ψ = 0

Trong biểu thức trên: tg ψ =

ωL R

Thyristor T1 phải được khoá lại trước khi cho xung mở T2, nếu không thì không thể

mở được T2, tức β≤π +α Để thoả mãn điều kiện này ta phải có: α≥ψ

Hình 2.2.5: Hình dáng dòng điện và điện áp đối với tải thuần trở và thuần

cảm