Đồ án điện tử công suất: Thiết kế bộ chỉnh lưu hình tia ba pha

LỜI MỞ ĐẦU 1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN 2 MỤC LỤC 3 Chương I: Giới thiệu chung về bộ chỉnh lưu 5 Phần 1: Các vấn đề chung của bộ chỉnh lưu 5 1.1: Cấu trúc 5 1.2: Phân loại 6 1.3: Luật dẫn van 6 1.3.1: Nhóm van đấu catôt chung 7 1.3.2: Nhóm van đấu anôt chung 8 1.4: Ý nghĩa các thông số cơ bản của mạch chỉnh lưu 8 1.4.1: Về phía tải 8 1.4.2: Về phía van 8 1.4.3: Về phía nguồn 8 Phần 2: Giới thiệu các loại van Thyristor 10 1.5: Cấu tạo và ký hiệu 10 1.6: Nguyên lý hoạt động 10 1.6.1: Mở thyristor 10 1.6.2: Khóa Thyristor 11 1.7: Đặc tính Vônampe của Thyristor 12 1.8: Các thông số cơ bản 13 1.8.1: Giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor Iv,tb 13 1.8.2: Điện áp ngược cho phép lớn nhất Ung,max 13 1.8.3: Thời gian phục hồi tính chất khóa của thyristor τ(μs) 14 1.8.4: Tốc độ tăng điện áp cho phép dUdt (Vμs) 14 1.8.5: Tốc độ tăng dòng cho phép dIdt (Aμs) 15 1.9: Đưa ra một số hình ảnh thực tế của van thyristor 15 1.10: Ứng dụng trong thực tế 16 Phần 3: Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha tải Rd, Ld, Ed 16 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC 19 2.1: Thông số chọn van 20 2.1.1: Điện áp ngược của van 20 2.1.2: Dòng điện làm việc của van 20 2.2: Các phần tử bảo vệ mạch động lực 21 2.2.1: Bảo vệ quá nhiệt cho van 21 2.2.2: Bảo vệ quá dòng 21 2.2.3: Bảo vệ quá áp cho Van 23 2.3: Xác định góc αmin, αmax 24 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 25 3.1: Yêu cầu mạch điều khiển chỉnh lưu 25 3.1.1: Lựa chọn xung điều khiển 25 3.1.2: Lựa chọn mạch điều khiển 26 3.2: Thiết kế mạch điều khiển 28 3.2.1: Khâu đồng pha. 28 3.2.2: Khâu tạo điện áp tựa: 30 3.2.3: Khâu so sánh 32 3.2.4: Khâu khuyếch đại và biến áp xung 34 3.3: Sơ đồ nguyên lý một kênh điều khiển 36 3.4: Sơ đồ nguyên lý mạch nhiều kênh điều khiển 36 CH ƯƠNG IV: KẾT LUẬN 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

LỜI MỞ ĐẦU

Điện tử công suất là lĩnh vực kỹ thuật hiện đại, nghiên cứu ứng dụng của cáclinh kiện bán dẫn công suất làm việc ở chố độ chuyển mạch và quá trình biến đổi điệnnăng

Ngày này, không chỉ riêng gì các nước phát triển ngay cả ở nước ta các thiết bịbán dẫn đã và đang thâm nhập vào các ngành công nghiệp và trong lĩnh vự sinh hoạt.Các xí nghiệp, nhà máy như xi măng, thủy điện, giấy, dệt, sợi, đóng tàu…đang sử dụngngày càng nhiều những thành tựu của công nghiệp điện tử nói chung và điện tử côngsuất nói riêng Đó là mình chứng cho sự phát triển của ngành công nghiệp này

Với mục tiêu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngày càng có nhiều xínghiệp mới, dây chuyền mới sử dụng kỹ thuật cao đòi hỏi cán bộ kỹ thuật và kỹ sư điệnnhững kiến thức về điện tử công suất Cũng với lỹ do đó, trong học kỳ này chúng emđược nhận đồ án môn học điện tử công suất với đề tài: “ Thiết kế bộ chỉnh lưu hình tia

ba pha”

Với hướng dẫn của Cô giáo: Nguyễn Thị Điệp, chúng em đã tiến hành nghiên

cứu và thiết kế đồ án 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 đồ áncủa chúng em hoàn thiện hơn

Chúng em xin trân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Khắc Việt

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà Nội, tháng 6 năm 2015

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN 2

MỤC LỤC 3

Chương I: Giới thiệu chung về bộ chỉnh lưu 5

Phần 1: Các vấn đề chung của bộ chỉnh lưu 5

1.1: Cấu trúc 5

1.2: Phân loại 6

1.3: Luật dẫn van 6

1.3.1: Nhóm van đấu catôt chung 7

1.3.2: Nhóm van đấu anôt chung 8

1.4: Ý nghĩa các thông số cơ bản của mạch chỉnh lưu 8

1.4.1: Về phía tải 8

1.4.2: Về phía van 8

1.4.3: Về phía nguồn 8

Phần 2: Giới thiệu các loại van Thyristor 10

1.5: Cấu tạo và ký hiệu 10

1.6: Nguyên lý hoạt động 10

1.6.1: Mở thyristor 10

1.6.2: Khóa Thyristor 11

1.7: Đặc tính Vôn-ampe của Thyristor 12

1.8: Các thông số cơ bản 13

1.8.1: Giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor I v,tb 13

1.8.2: Điện áp ngược cho phép lớn nhất U ng,max 13

1.8.3: Thời gian phục hồi tính chất khóa của thyristor τ(μs)s) 14

1.8.4: Tốc độ tăng điện áp cho phép dU/dt (V/μs)s) 14

1.8.5: Tốc độ tăng dòng cho phép dI/dt (A/μs)s) 15

1.9: Đưa ra một số hình ảnh thực tế của van thyristor 15

1.10: Ứng dụng trong thực tế 16

Phần 3: Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha tải R d , L d , E d 16

2.1: Thông số chọn van 20

2.1.1: Điện áp ngược của van 20

2.1.2: Dòng điện làm việc của van 20

2.2: Các phần tử bảo vệ mạch động lực 21

2.2.1: Bảo vệ quá nhiệt cho van 21

2.2.2: Bảo vệ quá dòng 21

2.2.3: Bảo vệ quá áp cho Van 23

2.3: Xác định góc αminmin, αminmax 24

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 25

3.1: Yêu cầu mạch điều khiển chỉnh lưu 25

3.1.1: Lựa chọn xung điều khiển 25

3.1.2: Lựa chọn mạch điều khiển 26

3.2: Thiết kế mạch điều khiển 28

3.2.1: Khâu đồng pha 28

3.2.2: Khâu tạo điện áp tựa: 30

3.2.3: Khâu so sánh 32

3.2.4: Khâu khuyếch đại và biến áp xung 34

3.3: Sơ đồ nguyên lý một kênh điều khiển 36

3.4: Sơ đồ nguyên lý mạch nhiều kênh điều khiển 36

CH ƯƠNG IV: KẾT LUẬN 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

Đề tài: Thiết kế bộ chỉnh lưu hình tia ba pha mắc trực tiếp vào lưới điện 3x380(V), 50Hz Mạch cấp cho phụ tải thuần trở; yêu cầu Ud = (100 - 200)V;

Id = 210 A; kđm = 0,1.

Chương I: Giới thiệu chung về bộ chỉnh lưu

Phần 1: Các vấn đề chung của bộ chỉnh lưu

1.1: Cấu trúc

a) Định nghĩa:

Chỉnh lưu là quá trình biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều thành nănglượng dòng điện một chiều Chỉnh lưu là thiết bị điện tử công suất được sử dụng rộngrãi nhất trong thực tế.Sơ đồ cấu trúc thường gặp được của mạch chỉnh lưu như hình 1.1

Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc mạch chỉnh lưuTrong sơ đồ máy biến áp làm 2 nhiệm vụ chính là:

- Chuyển từ điện áp của lưới điện xoay chiều U1 sang điện áp U2 thích hợp với yêu cầucủa tải Tùy theo tải mà máy biến áp có thể tăng áp hoặc giảm áp

- Biến đổi số pha của nguồn lưới sang số pha theo yêu cầu của mạch van Thôngthường số pha của lưới lớn nhất là 3 Song mạch van có thể cần số pha là 6, 12…Trường hợp tải yêu cầu mức điện áp phù hợp với lưới điện và mạch van đòi hỏi số phanhư lưới điện thì có thể bỏ máy biến áp

- Mạch van ở đây là các van bán dẫn được mắc với nhau theo cách nào đó để có thểtiến hành quá trình chỉnh lưu

- Mạch lọc nhằm đảm bảo biến áp (hoặc dòng điện) một chiều cấp cho tải bằng phẳngtheo yêu cầu

1.2: Phân loại

Chỉnh lưu được phân loại theo một số cách sau đây:

a) Phân loại theo số pha nguồn cấp cho mạch van: Một pha, hai pha, ba pha, sáu pha,

…

b) Phân loại theo loại van bán dẫn trong mạch

Hiện nay chủ yếu dùng hai loại van là điôt và thyristor, vì thế có ba loại mạch sau:

- Mạch van dùng toàn điôt được gọi là chỉnh lưu không điều khiển

- Mạch van dùng toàn thyristor được gọi là chỉnh lưu điều khiển

- Mạch chỉnh lưu dùng cả hai loại điôt và thyristor gọi là chỉnh lưu bán điều khiển c) Phân loại theo sơ đồ mắc các van với nhau

Có hai kiểu mắc van:

- Sơ đồ hình tia: Ở sơ đồ này số lượng van sẽ bằng số pha nguồn cấp cho mạch van.Tất cả các van đều đấu chung một đầu nào đó với nhau hoặc catôt chung hoặc anôtchung

- Sơ đồ cầu: Ở sơ đồ này số lượng van nhiều gấp đôi số pha nguồn cấp cho mạch van.Trong đó một nửa số van mắc chung nhau catôt, nửa kia lại mắc chung nhau anôt Nhưvậy, khi gọi tên một mạch chỉnh lưu, người ta dùng ba dấu hiệu trên để chỉ cụ thểmạch đó

1.3: Luật dẫn van

Mạch van để thực hiện quá trình chỉnh lưu có khá nhiều, tuy nhiên chúng đềtuân theo hai kiểu mắc với nhau là mắc catôt chung và mắc anôt chung Vì thế chỉ cầnnhận biết hai quy luật dẫn này, ta có thể phân tích toàn bộ các mạch van chỉnh lưu cótrong thực tế

1.3.1: Nhóm van đấu catôt chung

Và đồng thời φ A 1> φ KC thì van θ1 sẽ dẫn Nếu coi sụt áp trên van bằng 0 thì khi

D1 đã dẫn ta thấy φ KC = φ A 1 Điều nãy dẫn đến điện áp trên các van còn lại sẽ âm:

φ AK 2 = φ A 2 - φ KC = φ A 2 - φ A 1< 0

………

φ AKn = φ An - φ KC = φ An - φ A 1< 0Như vậy các van còn lại sẽ phải khóa, không dẫn được

1.3.2: Nhóm van đấu anôt chung

Hình 1.3: Sơ đồ van đấu anôt chung

Ở nhóm van đấu anôt chung có luật dẫn van: Van có khả năng dẫn là van cóđiện thế catôt âm nhất trong nhóm, nhưng nó chỉ dẫn được nếu điện thế này âm hơnđiện thế điểm anôt chung φ AC

1.4: Ý nghĩa các thông số cơ bản của mạch chỉnh lưu

Các tham số dùng để đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật trong phân tích hoặc thiết kếmạch chỉnh lưu, gồm có ba nhóm tham số chính như dưới đây:

Itbv – Giá trị trung bình của dòng điện chảy qua một van của mạch van

Ở đây các giá trị U1, I1, U2i, I2i là trị số hiệu dụng của biến áp và dòng điện pha

sơ cấp và thứ cấp máy biến áp Do phía thứ cấp có thế có nhiều cuộn dây, nên phảitổng công suất của tất cả m cuộn dây

Để đánh giá khả năng biến đổi công suất xoay chiều thành một chiều, công suấtlấy từ lưới điện Sba được so sánh với công suất một chiều Pd mà tải nhận được qua hệ số

sơ đồ ksd Hệ số này càng gần 1 càng chứng tỏ mạch có hiệu suất biến đổi tốt hơn

Ngoài nhóm ba tham số trên còn có một tham số dùng để đánh giá sự bằngphẳng của điện áp một chiều nhận được, gọi là hệ só đập mạch kđm, được xác định theobiểu thức:

kđm = U U 1 m

0Trong đó U1m là biên độ sóng hài bậc 1 theo khai triển Fourier của điện áp chỉnhlưu và U0 là thành phần cơ bản cũng theo khai triển này U0 cũng chính là giá trị trungbình của điện áp chỉnh lưu, tức là U0 = Ud

Phần 2: Giới thiệu các loại van Thyristor

1.5: Cấu tạo và ký hiệu

Thyristor là phần tử bán dẫn cấu tạo từ bốn lớp bán dẫn p-n-p-n, tạo ra ba lớptiếp giáp p-n: J1, J2, J3 Thyristor có ba cực: Anôt A, catôt K, cực điều khiển G nhưđược biểu diễn trên hình

Hình 1.4: Cấu tạo và ký hiệu của Thyristor

1.6: Nguyên lý hoạt động

Khi Thyristor được nối với nguồn một chiều E > 0 tức cực dương đặt vào anốt cực âm đặt vào catốt thì tiếp giáp J1, J3 được phân cực thuận còn miền J2 phân cực ngược, gần như toàn bộ điện áp được đặt lên mặt ghép J2, điện trường nội tại E1 của J2

có chiều từ N1 hướng tới P2 Điện trường ngoài tác động cùng chiều với E1, vùng chuyển tiếp là vùng cách điện càng được mở rộng ra, không có dòng điện chạy qua thyristor mặc dù nó được đặt dưới 1 điện áp dương

1.6.1: Mở thyristor

Nếu cho một xung điện áp dương Ug tác động vào cực G (dương so với K) thì các electron từ N2 chạy sang P2 Đến đây một số ít trong chúng chạy về nguồn Ug và hình thành dòng điều khiển Ig chảy theo mạch G1 – J3 – K – G, còn phần lớn điện tử dưới sức hút của điện trường tổng hợp có mặt J2 lao vào vùng chuyển tiếp này chúng được tăng tốc do đó có động năng rất lớn sẽ bẻ gãy các liên kết giữa các nguyên tử Si, tạo nên các điện tử tự do mới Kết quả của các phản ứng dây chuyền này làm xuất hiện

càng nhiều điện tử chạy vào vùng N1 qua P1 và đến cực dương của nguồn điện ngoài, gây nên hiện tượng dẫn điện ào ạt làm cho J2 trở thành mặt ghép dẫn điện bắt đầu từ một điểm nào đó ở xung quanh cực rồi phát triển ra toàn bộ mặt ghép với tốc độ lan truyền khoảng 1m/100μss.

1.6.2: Khóa Thyristor

Để khóa thyristor có 2 cách:

- Giảm dòng điện làm việc I xuống giá trị dòng duy trì Idt Đặt một điện áp ngược lênthyristor UAK < 0, hai mặt J1, J3 phân cực ngược; J2 phân cực thuận Những điện tửtrước thời điểm đảo cực tính UAK < 0 đang có mặt tại P1, N1, P2 bây giờ đảo chiều hànhtrình, tạo nên dòng điện ngược chạy từ catốt về anốt và về cực âm của nguồn điện ápngoài

- Lúc đầu quá trình từ t0→ t1, dòng điện ngước khá lớn, sau đó J1, J3 trở nên cách điện.Còn một ít điện tử được giữ lại giữa hai mặt ghép, hiện tượng khuếch tán sẽ làm chúng

ít dần đi cho đến hết và J2 khôi phục lại tính chất của mặt ghép điều khiển

- Thời gian khóa toff được tính từ khi bắt đầu xuất hiện dòng điện ngược bằng 0 (t2) đây

là thời gian mà sau đó nếu đặt điện áp thuận lên thyristor thì thyristor vẫn không mở,

toff kéo dài khoảng vài chục μss Trong bất kỳ trường hợp nào cũng không được đặtthyristor dưới điện áp thuận khi thyristor chưa bị khóa nếu không sẽ có nguy cơ ngắnmạch nguồn Theo hình sơ đồ ( hình 1.5a), việc khóa thyristor bằng điện áp ngượcđược thực hiện bằng cách đóng khóa K còn sơ đồ (hình 1.5b) cho phéo thyristor một

cách tự động Trong mạch hình 1.5b khi mở thyristor này thì thyristor kia sẽ khóa lại.Giả thiết cho một xung điện áp dương đặt vào G1 → T1 mở dẫn đến xuất hiện 2 dòngđiện: Dòng thứ nhất chảy theo mạch: +E – R1 – T1 – -E, còn dóng thứ 2 chảy theo mạch+E – R2 – T1 – -E.

- Tụ C được nạp điện đến giá trị E, bản cực dương ở B, bản cực âm ở A Bây giờ nếucho một xung điện áp dương tác động vào G2 → T2 mở nó sẽ đặt điện thế điểm B vàocatot của T1 Như vậy là T1 bị đặt dưới điện áp Uc = - E và khi T1 bị khóa lại

- T2 mở lại xuất hiện 2 dòng điện: dòng thứ nhất chảy theo mạch: +E – R1 – T1 – -E.Còn dòng thức hai chày theo mạch +E – R2 – T1 – -E

- Tụ C được nạp ngược lại cho đến giá trị E, chuẩn bị khóa T2 khi ta cho xung mở T1

1.7: Đặc tính Vôn-ampe của Thyristor

Hình 1.6: Đặc tính Vôn-ampe của Thyristor

Đoạn 1 : Ứng với trạng thái khoá của Thyristor, chỉ có dòng điện rò chảy qua

Thyristor khi tăng U lên đến Uch (điện áp chuyển trạng thái), bắt đầu quá trình tăngnhanh chống của dòng điện Thyristor chuyển sang trạng thái mở

Đoạn 2 : Ứng với giai đoạn phân cực thuận của J2 Trong giai đoạn này mỗilượng tăng nhỏ của dòng điện ứng với mọt lượng giảm lớn của điện áp đặt lênThyristor, đoạn này gọi là đoạn điện trở âm

Đoạn 3 : Ứng với trạng thái mở của Thyristor Khi này cả 3 mặt ghép đã trở

thàng đẫn điện Dòng chảy qua Thyristor chỉ còn bị hạn chế bởi điện trở mạch ngoài.Điện áp rãi trên Thyristor rất lớn khoảng 1V Thyristor được giử ở trạng thái mở chừngnào I còn lớn hơn dòng duy trì IH

Đoạn 4 : Ứng với trạng thái Thyristor bị đặt dưới điện áp ngược Dòng điện rất

lớn, khoảng vài chục mA Nếu tăng U đến Ung thì dòng điện ngược tăng lên nhanhchống, mặt ghép bị chọc thủng, Thyristor bị hỏng Bằng cách cho Ig lớn hơn 0 sẽ nhậnđược đặt tính Vôn-ampe với các Uch nhỏ dần đi

1.8: Các thông số cơ bản

1.8.1: Giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor I v,tb

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 vượt quá một giá trị nhiệt độ chophép Trong thực tế, dòng điện cho phép chạy qua thyristor còn phụ thuộc vào điềukiện làm mát và môi trường Có thể làm mát tự nhiên nhưng hiệu suất không cao, vìthế với yêu cầu cao hơn người ta làm mát cưỡng bức thyristor bằng quạt gió hoặc bằngnước, tuy nhiên điều này có thể khiến kích thước thiết bị tăng đáng kể, dùng cho cácthiết bị có công suất lớn Nói chung có thể lựa chọn dòng điện theo các điều kiện làmmát như sau:

 Làm mát tự nhiên: Dòng sử dụng cho phép tới một phần ba dòng cho phép Iv,tb

 Làm mát cưỡng bức bằng quạt gió: Dòng sử dụng cho phép bằng hai phần ba dòngcho phép Iv,tb.

 Làm mát cưỡng bức bằng nước: Có thể sử dụng đến 100% dòng Iv,tb

1.8.2: Điện áp ngược cho phép lớn nhất U ng,max

Đây là giá trị điện áp ngược lớn nhất cho phép đặt lên thyristor Trong các ứng dụng phải đảm bảo rằng tại bất kỳ thời điểm nào điện áp giữa anôt-catôt UAK luôn nhỏ hơn hoặc bằng Ung max Ngoài ra phải đảm bảo một độ dự trữ nhất định về điện áp,

nghĩa là Ung max phải được chọn ít nhất là bằng 1,2 - 1,5 lần giá trị biên độ lớn nhất của điện áp trên sơ đồ đó.

1.8.3: Thời gian phục hồi tính chất khóa của thyristor τ(μs)s)

Đây là thời gian tối thiểu phải đặt điện áp âm lên giữa anôt-catôt của thyristor sau khi dòng anôt-catôt đã về bằng không trước khi lại có thể có điện áp UAK dương

mà thyristor vẫn khóa τ là một thông số quan trọng của thyristor Thông thường phải đảm bảo thời gian dành cho quá trình khóa phải bằng 1,5 - 2 lần τ

1.8.4: Tốc độ tăng điện áp cho phép dU/dt (V/μs)s)

Thyristor là một phần tử bán dẫn có điều khiển, có nghĩa là dù được phân cựcthuận (UAK > 0) nhưng vẫn phải có tín hiệu điều khiển thì nó mới cho phép dòng chạyqua Khi thyristor phân cực thuận, phần lớn điện áp rơi trên lớp tiếp giáp J2 như hìnhvẽ

Hình 1.7: Hiệu ứng dU/dt tác dụng như dòng điều khiểnLớp tiếp giáp J2 bị phân cực ngược nên độ dày của nó mở ra, tạo ra vùng khônggian nghèo điện tích, cản trở dòng điện chạy qua Vùng không gian này có thể coi nhưmột tụ diện có điện dung Cj2 Khi có điện áp biến thiên với tốc độ lớn, dòng điện của tụ

có thể có giá trị đáng kể, đóng vai trò như dòng điều khiển Kết quả là thyristor có thể

mở ra khi chưa có tín hiệu điều khiển vào cực điều khiển G

Tốc độ tăng điện áp là một thông số phân biệt thyristor tần số thấp với thyristortần số cao Ở thyristor tần số thấp, dU/dt vào khoảng 50 đến 200 V/μs còn với cács còn với cácthyristor tần số cao dU/dt có thể lên tới 500 đến 2000 V/μs còn với cács.

1.8.5: Tốc độ tăng dòng cho phép dI/dt (A/μs)s)

Khi thyristor bắt đầu mở không phải mọi điểm trên tiết diện tinh thể bán dẫncủa nó đều dẫn dòng đồng đều Dòng điện sẽ chạy qua bắt đầu ở một vài điểm, gần vớicực điều khiển nhất, sau đó sẽ lan tỏa dần sang các điểm khác trên toàn bộ tiết diện.Nếu tốc độ tăng dòng điện quá lớn có thể dẫn tới mật độ dòng điện ở các điểm dẫn banđầu quá lớn, sự phát nhiệt cục bộ quá nhanh dẫn đến hỏng cục bộ, từ đó dẫn đến hỏngtoàn bộ tiết diện tinh thể bán dẫn

Tốc độ tăng dòng cho phép ở các thyristor tần số thấp vào khoảng 50 ÷100A/μs còn với cács, với các thyristor tần số cao dI/dt vào khoảng 500 ÷ 2000A/μs còn với cács Trong các bộbiến đổi phải luôn có các biện pháp đảm bảo tốc độ tăng dòng dưới giá trị cho phép.Điều này đạt được nhờ mắc nối tiếp các phần tử bán dẫn với các điện kháng nhỏ, lõikhông khí hoặc đơn giản hơn là các xuyến ferit lồng lên nhau Các xuyến ferit rất phổbiến vì cấu tạo đơn giản, dễ thay đổi điện cảm bằng cách thay đổi số xuyến lồng lênthanh dẫn Xuyến ferit còn có tính chất của cuộn cảm bão hòa, khi dòng qua thanh dẫncòn nhỏ điện kháng sẽ lớn để hạn chế tốc độ tăng dòng Khi dòng đã lớn ferit bị bãohòa từ, điện cảm giảm gần như bằng không

1.9: Đưa ra một số hình ảnh thực tế của van thyristor

Hình 1.8: Hình dạng vài loại Thyristor thông dụng

1.10: Ứng dụng trong thực tế

 Truyền động động cơ điện một chiều có điều khiển (công suất hàng MW)

 Nguồn cho mạch kích từ máy phát điện

 Các hệ thống giao thông dùng điện một chiều

 Công nghệ luyện kim màu, công nghệ hóa học

 Thiết bị hàn điện một chiều, mạ kim loại, nạp điện acquy

Phần 3: Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha tải Rd, Ld, Ed

A

i d

E d

Hình 1.9: Mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha tải Rd, Ld, Ed

Hình 1.10: Đồ thị điện áp dòng điện mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha tải Rd, Ld, Ed

Giả thiết tải : Rd, Ld, Ed chuyển mạch tức thời.

Điện áp pha thứ cấp của máy biến áp:

{ u v1 =0 ¿ { u v2 = u 2 − u 1 <0 ¿¿¿¿

T1 mở, T2, T3 đóng, lúc này:

+ Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u1 : ud = u1

+ Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện qua van 1: id = Id = i1

+ Dòng điện qua T2, T3 bằng 0: i2 = i3 = 0

Trong nhịp V1: uV2 từ âm chuyển lên 0, khi uV2 = 0 thì T2 mở, lúc này uV1 = u1 –

u2 = 0 và bắt đầu âm nên T1 đóng, kết thúc nhịp V1, bắt đầu nhịp V2

Nhịp V2: từ θ2−¿θ3

Lúc này: { u v2 =0 ¿ { u v1 = u 1 − u 2 ¿¿¿¿

T2 mở, T1, T3 đóng

+ Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u2: ud = u2

+ Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện dòng điện qua van 2: id = Id = i2

+ Dòng điện qua T1, T3 bằng 0: i1 = i3 = 0

Trong nhịp V2: uV3 từ âm chuyển lên 0, khi uV3 = 0 thì T3 mở, lúc này uV2 = u2 –

u3 = 0 và bắt đầu âm nên T2 đóng, kết thúc nhịp V2, bắt đầu nhịp V3

Nhịp V : từ θ −¿θ

{ u v3 =0 ¿ { u v1 = u 1 − u 3 ¿¿¿¿

T3 mở, T1, T2 đóng

+ Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u3: ud = u3

+ Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện dòng điện qua van 3: id = Id = i3

+ Dòng điện qua T1, T2 bằng 0: i1 = i2 = 0

Trong nhịp V3: uV1 từ âm chuyển lên 0, khi uV1 = 0 thì T1 mở, lúc này uV3 = u3 –

u1 = 0 và bắt đầu âm nên T3 đóng, kết thúc nhịp V3, bắt đầu nhịp V1

Trong mạch ,dạng sóng của dòng điện phụ thuộc vào tải, tải thuần trở dòng điện

id cùng dạng sóng ud ,khi điện kháng tải tăng lên ,dòng điện càng trở nên bằng phẳnghơn ,khi Ld tiến tới vô cùng dòng điện id sẽ không đổi, id = Id

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC

Vì vậy, việc tính toán thiết bị phải đáp ứng được yêu cầu sau đây:

+ Về mặt kỹ thuật phải đảm bảo yêu cầu công nghệ và các thong số phù hợp với thiết bị

+Về mặt kinh tế, thiết bị được chọn trong khi thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật phải đảm bảo có chi phí mua sắm hợp lý