đồ án điện tử công suất: Thiết kế mạch chỉnh lưu điều khiển động cơ nâng hạ điện cực lò hồ quang

Phần I: TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ LÒ ĐIỆN HỒ QUANG 5 I. Lịch sử ra đời lò hồ quang điện 6 II. Công dụng 6 III. Phân loại 7 IV. Công nghệ luyện thép trong lò điện hồ quang 8 V. Đặc điểm cấu tạo chung của lò điện hồ quang 9 VI. Điều chỉnh công suất cho lò hồ quang 12 Phần II: THIẾT KẾ MẠCH LỰC 15 I. Chọn động cơ truyền động 15 II. Lựa chọn phương án sơ đồ bộ biến đổi 16 III. Tính chọn van bán dẫn 27 IV. Tính toán bộ lọc 28 V. Tính toán bộ bảo vệ van 29 VI. Sơ đồ mô phỏng mạch lực 31 Phần III: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 34 I. Nguyên tắc chung của mạch điều khiển 34 II. Yêu cầu mạch điều khiển chỉnh lưu 34 III. Thiết kế mạch điều khiển 35 Kết luận 48 Tài liệu tham khảo 49

Đề tài: Thiết kế mạch chỉnh lưu điều khiển động cơ nâng hạ điện cực lò hồ quang

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn:

MỤC LỤC

Mục lục 2

Lời nói đầu 3

Phần I: TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ LÒ ĐIỆN HỒ QUANG 5

I Lịch sử ra đời lò hồ quang điện 6

II Công dụng 6

III Phân loại 7

IV Công nghệ luyện thép trong lò điện hồ quang 8

V Đặc điểm cấu tạo chung của lò điện hồ quang 9

VI Điều chỉnh công suất cho lò hồ quang 12

Phần II: THIẾT KẾ MẠCH LỰC 15

I Chọn động cơ truyền động 15

II Lựa chọn phương án sơ đồ bộ biến đổi 16

III Tính chọn van bán dẫn 27

IV Tính toán bộ lọc 28

V Tính toán bộ bảo vệ van 29

VI Sơ đồ mô phỏng mạch lực 31

Phần III: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 34

I Nguyên tắc chung của mạch điều khiển 34

II Yêu cầu mạch điều khiển chỉnh lưu 34

III Thiết kế mạch điều khiển 35

Kết luận 48

Tài liệu tham khảo 49

LỜI NÓI ĐẦU

Trong nền công nghiệp hiện nay ngành cơ khí luyện kim đóng một vai trò rất quan

trọng, là ngành công nghiệp không thể thiếu và sản phẩm của ngành luôn có mặt ở tất cả mọi lĩnh vực

Hiện nay trong công nghiệp luyện kim, phương pháp nấu luyện thép bằng lò hồ quang được dùng phổ biến với ưu điểm là đơn giản dễ tạo ra các loại thép có chất lượng mong muốn

Chất lượng thép là đại lượng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố trong đó phụ thuộc phần lớn vào công suất cấp cho lò và sự phân bố nhiệt hay nhiệt đọ trong nồi lò

Điều chỉnh công suất lò hồ quang có thể thực hiện bằng cách thay đổi điện áp ra của biến áp lò hoặc bằng sự dịch chuyển điện cực để thay đổi chiều dài ngọn lửa hồ quang và như vậy sẽ thay được điện áp hồ quang, dòng điện hồ quang và công suất tác dụng của hồ quang

Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp máy tính và thiết bị thông minh các quá trình sản xuất ngày càng có sự tham gia của các thiết bị này để điều khiển một cách chính xác tự động quá trình sản xuất

Qua kỳ học tập vừa qua chúng em được giao đồ án môn học với nội dung “Thiết

kế mạch chỉnh lưu điều khiển động cơ nâng hạ điện cực lò hồ quang”

Nội dung đồ án có những phần chính sau:

Phần I: Tìm hiểu về công nghệ lò điện hồ quang

Phần II: Thiết kế mạch lực

Phần III: Thiết kế mạch điều khiển

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn : Chu Đức Toàn đã giúp đỡnhiệt tình để chúng em hoàn thành đồ án này Song do khả năng và thời gian có hạn nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót

Chúng em rất mong được sự chỉ bảo hướng dẫn của các thầy cô giáo và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án được hoàn thiện tốt hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội ngày … /… /2013

Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Thanh NamTrần Văn Nam

PHẦN I: TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ LÒ ĐIỆN HỒ QUANG

Hình ảnh của lò hồ quang điện luyện thép

Quy trình nấu luyện thép

I Lịch sử ra đời của lò hồ quang điện

Chiếc lò hồ quang đầu tiên được phát triển bởi một người Pháp Sau đó được xây dựng theo qui mô công nghiệp hàng loạt ở Mỹ vào năm 1907 Vào lúc đó thép lò hồ quang vẫn

là một tên loại đặc biệt dùng làm dụng cụ cơ khí và lo xo Lò hồ quang cũng dùng để sản xuất đất đèn dùng cho đèn xì.Vào thế kỉ 19 có một vài người đi tiên phong xây dựng lò

hồ quang để nấu thép Humphry Davy dẫn ra mô hình lò thực nghệm Sau đó công nghệ hàn được Pepys tìm ra năm 1815 Pinchon thử xây lò nhiệt điện vào năm 1853, và vào những năm 1878-79 William Siemens sáng chế ra phần điện của lò hồ quang

II Công dụng

Lò hồ quang là một loại lò điện mà quá trình biến đổi điện năng thành nhiệt năng thông qua ngọn lửa hồ quang giữa các điện cực hoặc giữa điện cực với kim loại để nấu chảy kim loại

Lò điện hồ quang được sử dụng chủ yếu để nấu chảy kim loại, thường được sử dụng

để nấu thép hợp kim chất lượng cao

III Phân loại

1 Theo dòng điện sử dụng

- Lò hồ quang một chiều

- Lò hồ quang xoay chiều

+ Lò hồ quang 1 pha

+ Lò hồ quang 3 pha

2 Theo cách phát sinh và duy trì hồ quang

- Lò nung gián tiếp: Nhiệt của ngọn lửa xảy ra giữa 2 cực grafif và than được dùng để nấu chảy kim loại

- Lò nung trực tiếp: Nhiệt của ngọn lửa xảy ra giữa điện cực và kim loại được dùng để nấu chảy kim loại

3 Theo đặc điểm chất liệu vào lò

- Lò chất liệu bên sườn: Dùng phương pháp thủ công hay máy móc để đưa chất liệu vào cửa lò.

- Lò chất liệu trên đỉnh: Đưa chất liệu xuống nhờ gầu chất liệu, loại lò này có cơ cấu nângvòm lò

4 Dựa vào công suất biến áp và dung tích chứa thép

- Lò điện hồ quang công suất thường: ≤ 400KVA/tấn

- Lò điện hồ quang công suất cao: 600 ÷ 800kVA/tấn

- Lò điện hồ quang siêu công suất: ≥ 800kVA/tấn

IV CÔNG NGHỆ LUYỆN THÉP TRONG LÒ ĐIỆN HỒ QUANG

Lò điện hồ quang sử dụng nguồn nhiệt là ngọn lửa hồ quang sinh ra giữa các điện cực

và kim loại nấu chảy với các giai đoạn:

- Giai đoạn nung nóng vật liệu và nấu chảy kim loại:

Trong giai đoạn này lò cần công suất nhiệt lớn nhất, điện năng tiêu thụ chiếm khoảng 60÷80 % năng lượng toàn mẻ nấu và thời gian của nó chiếm 50 ÷ 60% toàn bộ thời gian chu trình

Để đảm bảo công suất nấu chảy ngọn lửa hồ quang cần phải cháy ổn định khi cháyđiện cực bị ăn mòn dần, khoảng cách điện cực và kim loại tăng lên Để duy trì hồ quang điện cực phải được điều chỉnh vào gần kim loại và gây ra ngắn mạch làm việc Ngắn mạch làm việc cũng có thể xảy ra do sụt lở các thành của hố bao quanh đầu điện cực tạo

ra Rồi sự nóng chảy của các mẫu liệu cũng có thể phá hủy ngọn lửa hồ quang do tăng chiều dài ngọn lửa Lúc đó phải tiến hành mồi lại bằng cách hạ điện cực xuống cho chạm kim loại rồi nâng lên tạo hồ quang Trong giai đoạn này nhiệt tiêu tốn lớn, để nấu chảy nhanh cần phải dùng công suất lò lớn, kết hợp thổi thêm oxy

- Giai đoạn oxy hóa:

Trong giai đoạn này xảy ra các phản ứng oxy hóa các nguyên tố C, Si, Mn, P, S đồng thời tiến hành khử khí và tạp chất phi kim Do các phản ứng oxy hóa tỏa nhiệt nên công suất lò giai đoạn này không cần lớn (chỉ khoảng 50% Wmax) Trong giai đoạn này oxy hóa cần đảm bảo đủ C, P và nhiệt độ đạt yêu cầu

- Giai đoạn hoàn nguyên:

Giai đoạn hoàn nguyên chỉ duy nhất luyện trong lò điện hồ quang mới có còn trong các

lò khác không có Mục đích của giai đoạn này là khử S nến cần, sau đó khử O và hợp kimhóa, đồng thời nâng nhiệt độ thép lỏng cuối giai đoạn hoàn nguyên cho Si và Mn vào để đạt hàm lượng yêu cầu của mác thép Sau khi ra thép chờ lắng 3 ÷ 5 phút, đồng thời để tạp chất nổi lên và tăng sự đồng đều thành phần mới tiến hành rót khuôn

V ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CHUNG CỦA LÒ ĐIỆN HỒ QUANG

+ Buồng lò: buồng lò gồm ba phần: đáy lò, thân lò, nóc lò.

Đáy lò: làm nhiệm vụ chứa kim loại và xỉ phần trên đáy lò có dạng hình côn, góc nghiêng 45 độ, phần dưới có dạng chỏm cầu; chiều dày để xây đáy lò thường từ 650 ÷

đó có thể tính được khối lượng của mẻ kim loại nấu, thể tích của kim loại và xỉ Trên cơ

sở đó, xác định dung tích nồi lò và các kích thước cơ bản của buồng lò

+ Thiết bị nghiêng lò:

Đối với lò điện hồ quang ra thép bên máng hoặc bên hông, khi ra thép phải

nghiêng lò, để nghiêng lò ta có thể dùng cơ cấu khí hoặc thủy lực

+ Thiết bị nâng hạ điện cực:

Trong quá trình nấu luyện, mức kim loại dưới điện cực thay đổi, điện cực bị mòn dần…để duy trì hồ quang cháy ổn định, ba điện cực của lò phải chuyển động lên xuống phù hợp Thiết bị nâng hạ điện cực làm nhiệm vụ điều chỉnh điện cực trong suốt quá trìnhnấu luyện, đảm bảo khoảng cách giữa điện cực và kim loại hoặc xỉ duy trì đúng theo yêu cầu

Thiết bị nâng hạ điện cựcThiết bị nâng hạ điện cực gồm:

+ Thiết bị điện:

Để đảm bảo an toàn cho mạch điện của lò và người sử dụng người ta phải dùng hệ thống cầu dao, đồng hồ đo, và rơle bảo vệ Cuộn cảm của máy biến thế có khả năng tạo rasức điện động cảm ứng để biến hồ quang gián đoạn thành hồ quang liên tục, do đó hồ quang và dòng điện ổn định

Biến áp chủ yếu để đổi dòng điện hạ thế phù hợp với từng giai đoạn nấu luyện Yêu cầu của biến áp lò hồ quang là cách điện rất tốt, có khả năng quá tải lớn để chịu được đoản mạch và quá tải thường xuyên

Tùy theo từng giai đoạn nấu, ta sử dụng biện pháp thích hợp, thông thường:

Giai đoạn nấu chảy: 240 ÷ 380 V

Giai đoạn oxy hóa: 160 ÷ 200 V

Giai đoạn hoàn nguyên: 140 ÷ 115 V

Sơ đồ thiết bị điện của lò điện hồ quang.

1 Đường dây cao thế

2 Cầu dao không khí

3 Cầu dao dầu chính

4 Bộ phận đo lường

5 Bộ phận đo áp máy biến áp

6 Đồng hồ đo và rơle bảo vệ

7 Cuộn cảm

8 Máy biến áp

9 Máy biến áp

10 Cầu dao đổi điện áp

11 Đồng hồ đo, thiết bị bảo vệ và tự động điều chỉnh điện cực

VI ĐIỀU CHỈNH CÔNG SUẤT CHO LÒ HỒ QUANG

- Trong một chu trình nấu luyện của lò hồ quang, trong mỗi giai đoạn, công suất tiêu thụ khác nhau Bởi vậy, điều chỉnh công suất lò hồ quang là một vấn đề quan trọng đối với công nghệ nấu luyện kim loại trong lò hồ quang Ngoài ra, điều chỉnh công suất lò trong toàn chu trình nấu luyện hợp lý cho phép:

+ Giảm thời gian nấu thép

+ Nâng cao công suất của lò

+ Giảm chi phí điện năng

+ Nâng cao chất lượng thép

Điều chỉnh công suất lò bằng cách thay đổi điện áp ra của BAL hoặc sự dịch

chuyển điện cực để thay đổi chiều dài ngọn lửa hồ quang và như vậy sẽ thay đổi được điện áp hồ quang và công suất tác dụng của hồ quang

Có thể duy trì công suất lò theo dòng I hq, điện áp U hq hoặc Z hq = U hq / I hq.

Bộ điều chỉnh duy trì dòng điện I hq = const sẽ không mồi hồ quang tự động được Ngoài ra, khi dòng điện trong một pha nào đó thay đổi sẽ làm cho dòng 2 pha còn lại thay đổi

Bộ điều chỉnh duy trì điện áp U hq = const có khó khăn trong việc đo thông số này Thực tế, cuộn dây đo được nối giữa thân kim loại của lò và thanh cái thứ cấp BAL dovậy điện áp đo được phụ thuộc vào dòng tải và sự thay đổi dòng của một pha sẽ ảnh hưởng tới 2 pha còn lại như đã trình bày

Bộ điều chỉnh duy trì Z hq= const là tối ưu thông qua hiệu số các tín hiệu dòng và áp:

aI hq- bU hq= bI hq(Z ohq- Z hq)

=> 1/bI hq(a I hq-bU hq) = ¿- Z hq) = ∆ Z hq

Trong đó: a, b là các hệ số phụ thuộc biến áp, biến dòng…

Z ohq, Z hq là giá trị đặt và giá trị thực của tổng trở hồ quang

Như vậy việc điều chỉnh thực hiện theo độ lệch của tổng trở hồ quang so với giá trị đặt Phương pháp này dễ mồi hồ quang, duy trì được công suất lò, ít chịu ảnh hưởng của dao động điện áp nguồn cũng như ảnh hưởng lẫn nhau giữa các pha Mỗi giai đoạn làm việc của lò hồ quang đòi hỏi một công suất nhất định, mà công suất này lại phụ thuộc chiều dài ngọn lửa hồ quang Như vậy, điều chỉnh dịch điện cực tức là điều chỉnh chiều dài ngọn lửa hồ quang, do đó điều chỉnh được công suất lò hồ quang

Đó là nhiệm vụ cơ bản của các bộ điều chỉnh tự động các lò hồ quang

- Các yêu cầu chính để ra cho một bộ điều chỉnh công suất lò hồ quang là:

1) Đủ nhạy để đảm bảo chế độ làm việc đã cho của lò, duy trì dòng điện hồ quangkhông tụt quá 4 ÷ 5% trị số dòng điện làm việc Vùng không nhạy của bộ điều chỉnh không quá ± (3 ÷ 6)% trong khi nấu chảy và ± (2 ÷ 4)% trong các giai đoạn khác

2) Tác động nhanh: đảm bảo khử ngắn mạch hay đứt hồ quang trong thời gian 1.5 ÷ 3 s Điều đó sẽ làm giảm số lần ngắt máy cắt chính, giảm sự thấm cacboncủa kim loại… các lò hồ quang hiện đại không cho phép ngắt máy cắt chính quá 2 lần trong giai đoạn nấu chảy, đảm bảo yêu cầu này nhờ tốc độ dịch cực nhanh tới (2.5 ÷ 3)m/ph trong giai đoạn nấu chảy (khi dùng truyền động điện

cơ) và (5 ÷ 6) m/ph (khi truyền động thủy lực) Dòng điện hồ quang càng lệch

xa vị trí đặt thì tốc độ dịch cực càng nhanh

3) Thời gian điều chỉnh ngắn: hạn chế tối thiểu sự dịch cực không cần thiết như khi chế độ làm việc bị phá vỡ trong thời gian rất ngắn hay trong chế độ thay đổi tính đối xứng Yêu cầu này càng gần đối với lò 3 pha không có dây trung tính Chế độ hồ quang của một pha nào đó bị phá hủy sẽ dẫn đến phá hủy chế

độ hồ quang của pha còn lại Điện cực các pha còn lại đang ở vị trí chuẩn cũng

có thể bị dịch chuyển Do vậy mỗi pha cần có hệ điều chỉnh độc lập để sự làm việc của nó không ảnh hưởng tới chế độ làm việc của các pha khác

4) Thay đổi công suất lò trơn trong giai đoạn 20 ÷ 125% trị số định mức với sai sốkhông quá 5% Có thể di chuyển nhanh từ chế độ điều khiển tự động sang chế

độ điều khiển bằng tay do phải thực hiện thao tác phụ nào đó (chẳng hạn như nâng điện cực trước khi chất liệu vào lò) và ngược lại, chuyển nhanh về chế độ điều khiển tự động

5) Tự động châm lửa hồ quang khi bắt đầu làm việc và sau khi đứt hồ quang Khi ngắn mạch thì việc nâng điện cực lên không làm đứt hồ quang

6) Dùng mọi điện cực khi mất điện lưới

Như vậy với nguồn cấp 3 pha 380V xoay chiều ta có thể thiết kế bộ biến đổi công suất bằng:

1 Điều áp xoay chiều 3 pha, cũng có thể dùng điều áp xoay chiều 1 pha để đấu nối tiếp với từng pha của phụ tải

2 Mạch chỉnh lưu: cầu 3 pha điều khiển, bán điều khiển với các sơ đồ đấu nối khác nhau

3 Mạch nghịch lưu: Nghịch lưu độc lập

ta xét 2 loại động cơ: động cơ một chiều và động cơ xoay chiều.

1 Động cơ xoay chiều

Trong các loại động cơ xoay chiều thì động cơ đồng bộ có cấu tạo phức tạp và

mở máy rất khó nên không dùng loại động cơ này

Động cơ không dồng bộ rô to dây quấn có mô men mở máy khá lớn, có thể điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng, thay đổi từ thông, thay đổi tần số nguồn và điện trở rô to Động cơ không đồng bộ khi điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp trên làm cho độ cứng đặc tính cơ giảm, chỉ có phương pháp điều chỉnh tần số là giữ nguyên độ cứng đặc tính nhưng lại rất đắt tiền Động cơ không đồng bộ

có thể hãm và đảo chiều một cách khá dễ dàng Tuy nhiên động cơ không đồng bộ phải lấy công suất kích thích từ lưới lên hệ số cos φ thấp Động cơ không đồng bộ rô

to lồng sóc có cấu tạo đơn giản nhưng mở máy khá phức tạp, hãm, đảo chiều khó khăn

2 Động cơ một chiều

Động cơ một chiều có cấu tạo phức tạp hơn động cơ không đồng bộ nhưng có

mô men mở máy lớn, mở máy dễ dàng, có thể điều chỉnh tốc độ bằng nhiều phương pháp: Thay đổi điện áp phần ứng, thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng, thay đổi từ thông Có điều chỉnh vô cấp giải điều chỉnh rộng, hãm và đảo chiều dễ dàng Trong động cơ một chiều thì động cơ một chiều kích từ độc lập có thể thay đổi dòng kích từ

để điều chỉnh tốc độ lên trên tốc độ định mức, không phụ thuộc vào điến áp phần ứng

3 Nhận xét:

Qua việc phân tích trên ta thấy rằng với yêu cầu động cơ dịch điện cực thì động cơ một chiều hoàn toàn đáp ứng được và có nhiều ưu điểm hơn sơ với động cơ xoay chiều do có:

- Mô men mở máy lớn hơn

- Mở máy dễ dàng

- Dải điều chỉnh rộng và có thể vô cấp dễ tự động hóa

Do đó ta chọn động cơ một chiều kích từ độc lập để truyền động cho điện cực

là hợp yêu cầu

II Lựa chọn phương án sơ đồ bộ biến đổi

Từ yêu cầu ta suy ra mạch chỉnh lưu phải là chỉnh lưu có điều khiển Công suất của lò

hồ quang lớn, nguồn điện sử dụng là nguồn 3 pha nên chúng ta dùng chỉnh lưu điều khiển

3 pha (nếu dùng chỉnh lưu điều khiển 1 pha công suất tải lớn sẽ làm giảm chất lượng lưới điện)

Ta có các phương án sau:

1 Chỉnh lưu hình tia 3 pha

2 Chỉnh lưu cầu 3 pha

3 Các mạch điều áp xoay chiều 3 pha: thường sử dụng điều áp xoay chiều dùng 6 Thyristor đấu song song ngược

Chúng ta sẽ tìm hiểu từng phương án, rút ra nhận xét rồi đưa ra kết luận

1 Tìm hiểu về sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha

Sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha có điều khiển

Dạng điện áp ra của sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha

 Nếu góc α ≥ 30° U d có đoạn bằng không Vì vậy, khi tải thuần trở dòng điệnI d sẽ gián đoạn (có đoạn bằng không) ta có điện áp chỉnh lưu:

 Nếu góc α ¿ 30° U d luôn lớn hơn 0 Như vậy với tải thuần trở dòng điện sẽ luôn tồn tại chảy liên tục qua tải Vì vậy dạng dòng điện này gọi là dòng liên tục.Mỗi van sẽ thay nhau dẫn trong một chu kỳ (2π/3) do đó ta có:

+ Kết cấu mạch sơ đồ hình tia đơn giản

+ Có số Van ít hơn 2 lần hình cầu

+ Có sụt áp và tổn thất công suất chỉ trên một Van trong một pha

+ Chỉ cần 3 kênh điều khiển và không cần mạch gửi xung

+ Sụt áp trong mạch Van nhỏ nên chỉ thích hợp với điện áp thấp

2 Tìm hiểu về sơ đồ chỉnh lưu hình cầu 3 pha.

Sơ đồ nguyên lý:

Sơ đồ nguyên lý của chỉnh lưu hình cầu 3 pha

Dạng điện áp tải, điện áp chỉnh lưu và dòng điện trên Van

Góc điều khiển α = α1 = α2 = α3 = α4 = α5 = α6 với α= 30°

+ Thích hợp với điện áp lớn hơn

+ Có khả năng chịu quá tải tốt

 Nhược điểm

+ Số lượng Van cần nhiều hơn

+ Điều khiển mở các Van cũng phức tạp hơn và cần đến 6 kênh điều khiển và cần

có mạch gửi xung

2.1 Chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển

 Sơ đồ nguyên lý:

 Dạng điện áp và dòng điện:

Ta có thể coi sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển tương đương 2 mạch chỉnh lưu hình tia:

+ Chỉnh lưu hình tia 3 pha điều khiển gồm T1, T3, T5 (chung katot) có:

U K=U do Tiacos α =1.17U2cos α

+ Chỉnh lưu hình tia 3 pha không điều khiển gồm D2, D4, D6 (chung anot) có:

Chức năng: ổn định điện áp và dòng ra tải bằng cách thay đổi α

 Thông số chọn Van:

+ Điện áp ngược lớn nhất đặt lên Van: U nθgmax=¿√6 U2=2.45U2

+ Dòng trung bình qua Van: Itbv = Id/3

 Ưu, nhược điểm của sơ đồ:

- Ưu điểm: + Mạch điều khiển đơn giản

+ Hệ số cosα lớn

- Nhược điểm: + Không hoàn trả năng lượng về nguồn được khi 2 van thẳng hàng cùng dẫn điện.

+ Chất lượng điện áp thấp, hệ số đập mạch nhỏ (m= 3) nên yêu cầu về bộ lọc

+ Làm lệch pha lưới điện khi thay đổi góc điều khiển

2.2 Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển hoàn toàn

 Sơ đồ nguyên lý:

 Dạng điện áp và dòng điện

U a=2 U2sin θ

U b=2 U2sin ¿ - 2π/3)

U c=2 U2sin( θ – 4π/3)

 Hoạt động của sơ đồ:

Giả thiết T5, T6 đang cho dòng chảy qua V K = U C; V A= U B

- Khi θ= π6 + α cho xung điều khiển mở T1 Thyristor này mở vì U a > 0 Sự mở của T1 làm cho T5 bị khóa lại một cách tự nhiên vì U a> U c Lúc này T6 và T1 chodòng đi qua Lúc này điện áp ra trên tải U d= U ab= U a - U b

- Khi θ= 3 π6 + α cho xung điều khiển mở T2 Thyristor này mở vì T6 dẫn dòng, nóđặt U b lên katot T2 mà U b > U c Sự mở của T2 làm cho T6 khóa lại một cách tự nhiên vì U b > U c Lúc này T2 và T1 cho dòng đi qua Điện áp ra trên tải là

U d= U ac= U a - U c

Các xung điều khiển lệch pha nhau π3 được lần lượt đưa đến các cực điều khiển của các thyristor theo thứ tự 1,2,3,4,5,6,1….Trong mỗi nhóm, khi một thyristor mở thì nó sẽ khóa ngay thyristor trước đó, như trong bảng sau:

- Chế độ chỉnh lưu với α= 0 ÷ π/2 , U d= 0 ÷ U dmax

- Chế độ nghịch lưu phụ thuộc với α= π/2÷ π , U d= -U dmax ÷ 0

Chức năng: Ổn định điện áp và dòng ra tải bằng cách thay đổi α

 Thông số chọn Van:

Điện áp ngược lớn nhất đặt lên Van: U nθgmax=¿√6 U2=2,45U2

Dòng trung bình qua Van: Itbv = Id/3