sang nhau và nó còn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố nh sơ đồ đấu van, góc điều khiển cụ thể, tính chất tải Hình trên là sơ đồ thờng dùng nhất, đó là sơ đồ có sáu thyristor đấu thành ba cặp song song ngợc. II - Quan hệ giữa góc điều khiển và công suất ra tải Khi phân tích hoạt động của sơ đồ ta cần xác định rõ xem trong các giai đoạn sẽ có bao nhiêu van dẫn và nhờ các quy luật dới đây ta có thể có đợc biểu thức điện áp của từng giai đoạn, từ đó mới tiến hành tính toán. Dới đây là các quy luật dẫn dòng của van trong mạch điều áp xoay chiều ba pha: Nếu mỗi pha có một van dẫn thì toàn bộ điện áp ba pha nguồn đều nối ra tải. Nếu chỉ hai pha có van dẫn thì một pha nguồn bị ngắt ra khỏi tải, do đó điện áp đa ra tải là điện áp dây nào có van đang dẫn. Không thể có trờng hợp chỉ có một pha dẫn dòng. Dựa vào quy luật dẫn dòng của van trong từng giai đoạn mà ta có thể xây dựng đợc đồ thị điện áp ra của mạch điều áp xoay chiều ba pha. Tiếp theo, từ những biểu thức điện áp của từng giai đoạn đó ta lại có thể tính toán đợc các đại lợng cần tính nh điện áp, dòng điện, công suất Ta xét hoạt động của mạch điều áp xoay chiều ba pha dùng sáu thyristor đấu song song ngợc, tải thuần trở đấu hình sao ở trên và dựng đồ thị quan hệ giữa công suất tải và góc : Công suất tải là : R . I . 3 P 2 trong đó I là trị số hiệu dụng của dòng điện tải. Dòng điện này biến thiên theo hai trong ba quy luật dẫn dòng của van nh sau : Nếu mỗi pha có một van dẫn ( hay toàn mạch có ba van dẫn) : )sin( R3 U i dm Nếu chỉ có hai van dẫn (hay toàn mạch có hai van dẫn ) : )sin( R 2 U i dm trong đó : dm U là biên độ điện áp dây. là góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện ở giai đoạn đang xét. Tuỳ thuộc vào góc điều khiển mà các giai đoạn có ba van dẫn hoặc hai van dẫn cũng thay đổi theo. Ta thấy có ba khoảng điều khiển chính : 1) Khoảng dẫn của van ứng với = 0 o 60 : Trong phạm vi này sẽ có các giai đoạn ba van và hai van dẫn xen kẽ nhau nh đồ thị dới đây : Dựa vào đồ thị ta có thể xác định đợc biểu thức liên quan giữa công suất ra tải P và góc điều khiển : R . I . 3 P 2 = )d 3 sin d 4 sin d 3 sin d 4 sin d 3 sin ( R U3 3 2 2 3 2 3 2 2 3 2 3 2 3/ 3 3 22 2 dm = ] 8 2sin 4 6 [ R U3 2 dm (1) 2) Khoảng van dẫn ứng với = 60 o 90 : Trong phạm vi này luôn chỉ có các giai đoạn hai van dẫn. Ta có đồ thị điện áp ra ở dới : Dựa vào đồ thị ta có thể xác định đợc biểu thức liên quan giữa công suất ra tải P và góc điều khiển : R . I . 3 P 2 = ]d 4 sin d 4 sin [ R U3 36 5 32 36 5 32 22 2 dm = ]2cos 16 3 2sin 16 3 12 [ R U3 2 dm (2) 3) Khoảng van dẫn ứng với = 90 o 150 : Trong phạm vi này chỉ có các giai đoạn hai van dẫn hoặc không có van nào dẫn xen kẽ nhau. Ta có đồ thị điện áp ra nh ở dới : Dựa vào đồ thị ta có thể xác định đợc biểu thức liên quan giữa công suất ra tải P và góc điều khiển : R . I . 3 P 2 = 32 32 222 dm ]d 3 sin d 4 sin [ R U3 = ]2sin 16 1 2cos 16 3 4 24 5 [ R U3 2 dm (3) Theo ba biểu thức (1), (2), (3) và cho các giá trị khác nhau và lấy P ở = 0 là 100% ta có bảng các giá trị và đồ thị biểu diễn quan hệ giữa công suất ra tải P và góc điều khiển : P% P% 0 100 90 29,3 20 98,6 100 18,1 30 95,6 110 9,7 40 90,2 120 4,3 50 81,8 130 1,3 60 70,6 140 0,1 70 57,16 150 0 80 42,8 Nhận xét : công suất đa ra tải là lớn nhất khi góc điều khiển = 0 nhng với =30 thì công suất ra tải cũng xấp xỉ khi = 0. Trong mạch điều áp xoay chiều ba pha sáu thyristor đấu song song ngợc tải thuần trở đấu tam giác, dạng điện áp từng pha cũng nh vậy. Tuy nhiên, do tải đấu tam giác nên khi mạch có ba van dẫn thì điện áp rơi trên điện trở tải là điện áp dây, khi mạch có hai van dẫn thì điện áp rơi trên điện trở tải giữa hai dây đó là điện áp dây còn điện áp rơi trên hai điện trở còn lại bằng một nửa điện áp dây. Chơng 3 Thiết kế tính toán mạch lực I - Tính chọn van bán dẫn Trong mạch điều áp xoay chiều ba pha dùng cho lò điện dới đây ta sử dụng mạch điều áp xoay chiều ba pha sáu thyristor đấu song song ngợc, tải thuần trở đấu sao. Các biểu thức thể hiện quan hệ giữa công suất ra tải P và góc điều khiển : Với = 0 o 60 : P = ] 8 2sin 4 6 [ R U3 2 dm Với = 60 90 o : P = ]2cos 16 3 2sin 16 3 12 [ R U3 2 dm Với = 90 150 o : P = ]2sin 16 1 2cos 16 3 4 24 5 [ R U3 2 dm Công suất định mức của lò điện là dm P = 40 (kw) Tổn hao của lò điện P = 3 (kw) . )d 3 sin d 4 sin d 3 sin d 4 sin d 3 sin ( R U3 3 2 2 3 2 3 2 2 3 2 3 2 3/ 3 3 22 2 dm = ] 8 2sin 4 6 [ R U3 2 dm (1) 2) Khoảng van dẫn ứng với. rơi trên điện trở tải là điện áp dây, khi mạch có hai van dẫn thì điện áp rơi trên điện trở tải giữa hai dây đó là điện áp dây còn điện áp rơi trên hai điện trở còn lại bằng một nửa điện áp. R . I . 3 P 2 = 32 32 222 dm ]d 3 sin d 4 sin [ R U3 = ]2sin 16 1 2cos 16 3 4 24 5 [ R U3 2 dm (3) Theo ba biểu thức (1), (2), (3) và cho các giá trị khác nhau và