ĐIỆN tử CÔNG SUẤT CHƯƠNG 6 tổn HAO CÔNG SUẤT và làm mát VAN

Chươngư6.ưBảoưvệưTBĐTCS 6.1ưPhânưloạiưsựưcố 6.2.ưBảoưvệưđiệnưáp 6.3.ưBảoưvệưdòngưđiện 6.4.ưBảoưvệưnhiệt 6.1.ưPhânưloạiưsựưcố Sựưcốưdoưđiệnưáp Sựưcốưdoưdòngưđiện Sựưcốưdoưnhiệt Sựưcốưdoưcácưnguyênưnhânưkhác 1.ưSựưcốưdoưđiệnưáp Vanưbánưdẫnưsẽưgặpưsựưcốư(bịưhưưhỏng)ưkhiưđiệnưápưvượtưquáư trịưsốưchoưphépưđặtưlênưvan.ư Điệnưápưđặtưlênưvanưvượtưquáưtrịưsốưchoưphépưtrongưcácưtrư ờngưhợpưsau: Xungưđiệnưápưtừưlưới Xungưđiệnưápưkhiưchuyểnưmạchưvan Quáưđiệnưápưdàiưhạn Xungưđiệnưápưtừưlưới Trênưđườngưcongưđiệnưápưlướiưxuấtưhiệnưmộtưxungưđiệnư ápưnhưưhìnhưvẽư X Đỉnhưxungưđiệnưápưnày X lớnưhơnưđiệnưápưvan Nguyênưnhânưxuấtưhiệnưxung: Sétưđánhưđườngưdây Trênưđườngưdâyưcóưtảiưđiệnưcảmưcắtưđộtưngột Trênưđườngưdâyưcóưtảiưđiệnưcảmưcắtưđộtưngột Khiưcóưdòngưđiệnưchạyưquaư cuộnưdây,ưtrongưcuộnưdâyưtíchư luỹưmộtưnăngưlượng Wđtư=ư(Li2)/2 Khiưcắtưtảiưđộtưngột,ưnăngưlượngư nàyưđộtưngộtưvềư0ưđểưiư=ư0.ư Nguồnưnăngưlượngưtrênưxảưngượcư lênưđườngưdây.ưNăngưlượngưnàyưđư aưmộtưlượngưđiệnưtíchư(điệnưtử)ư lớnưlênưđườngưdâyưlàmưchoưxuấtư hiệnưxungưđiệnưápưtạiưđúngư điểmưcắtưtải CD L K RN Xungưápưdoưchuyểnưmạch Bảnưchấtưvậtưlíưcủaưhiệnưtượng Khiưdẫn,ưtrongưvanưbánưdẫnưcóưmộtưlượngưđiệnưtíchưlớnư từưnguồnưđưaưtới,ưlàmưtrungưhoàưcácưđiệnưtíchưdưưtheoưbảnư dưưlỗưtrốngưmangưđiệnưtíchư+ chấtưcủaưchấtưbánưdẫn.ư Khiưkhoáưđộtưngột,ưchấtư p n n p bánưdẫnưphảiưtrảưvềưtrạng dưưđiệnưtửưmangưđiệnưtíchưưtháiưnguyênưgốc Điệnưtíchưtừưnguồnưđưaưtớiưđểưtạoưdòngưđiệnưđượcưtrảưvềư nguồn Từưtrongưbánưdẫnưcácưđiệnưtíchư(dươngưvàưâm)ưđượcưđẩyư raưngoài,ưdoưdóưgâyưquáưđiệnưápưcụcưbộưxungưquanhư van 1 2 Quáưápưdàiưhạn Điệnưápưlàmưviệcưcựcưđạiưđặtưlênưvanưlớnư hơnưđiệnưápưchoưphépưcủaưvan Víưdụ:ưvanưcóưthôngưsốưđiệnưápưchoưphépư 300V,ưđượcưmắcưvàoưlướiưđiệnưxoayưchiềuư U R 220Vưnhưưhìnhưvẽ.ưTrongưtrườngưhợpưnàyư vanưbịưqúaưđiệnưápưdàiưhạn,ưvìưđiệnưápưcựcư đạiưcủaưnguồnưlướiưđượcưtính U = 220V = 308V Vanưtrongưsơưđồưtrênưkhôngưquáưápưkhiư điệnưápưchoưphépưcủaưvanưUCPV>k.Umaxư max V L 2.ưSựưcốưdoưdòngưđiện Baưtrườngưhợpưđiểnưhìnhưsauưgâyưsựưcốưchoưvanưdoưdòngư điện: Ngắnưmạchưvan Ngắnưmạchưtải Quáưdòngưđiệnưdàiưhạnư CC7 T7 CC1 T1 CC8 T8 CC2 T2 CC9 T9 CC3 T3 CC10 T10 CC4 T4 CC11 T11 CC5 T5 CC12 T12 CC6 T6 CC7 T7 CC1 T1 CC8 T8 CC2 T2 CC9 T9 CC3 T3 CC10 T10 CC4 T4 CC11 T11 CC5 T5 CC12 T12 CC6 T6 Qúa dòng điện dài hạn Qúaưdòngưđiệnưdàiưhạnưkhiưdòngưđiệnưlàmưviệcưlớnưhơnư dòngưđiệnưvanưtheoưđiềuưkiiệnưlàmưmát Víưdụ:ưTiristorưcóưthôngưsốưdòngưđiệnưIđmư=ư100A,ưchoư làmưviệcưvớiưdòngưđiệnư30A.ư Tiristorưsẽưbịưquáưdòngưnếuưkhôngưđượcưmắcưcánhưtoảư nhiệtưđểưlàmưmát,ưTiristorưkhôngưbịưqúaưdòngưnếuưcóư cánhưtoảưnhiệtưđủưdiệnưtíchưbềưmặt 3.ưSựưcốưcủaưvanưdoưquáưnhiệtư Nguyênưnhân: Khiưlàmưviệc,ưcóưdòngưđiệnưchạyưqua,ưtrênưvanưcóưtổnư haoưcôngưsuấtưPư=RV.I2ưưU.I,ưtổnưhaoưnàyưsinhưnhiệtư theoưphươngưtrìnhưnhiệt: Pư=ưAư+ưC(dT/dt) Trongưđó:ưPư-ưtổnưhaoưcôngưsuấtưtrênưvan Aư-ưhệưsốưtoảưnhiệtưphụưthuộcưđiềuưkiệnưlàmưmát; Cư-ưnhiệtưdungưcủaưvanưvàưcánhưtoảưnhiệtưphụưthuộcưkíchưthướcưvan; Tư-ưnhiệtưđộưcủaưvan; Nhiệtưđộưxácưlậpưcủaưvan:ưTXLư=ưP/Aư(lớnưhayưbéưphụư thuộcưPưvàưhệưsốưAưkhôngưđượcưvượtưquáưgiáưtrịưchoư phépư II Đặc tính ngắn mạch Sựưcốưngắnưmạchưxảyưraưthườngưlàmưngắnưmạchưnguồnư nhưưvíưdụưhìnhưdưới L UN R i L T R i T UN ~ i itd i t U i = m sin ( t ) + I.e Z t Tdt t i = I bd e t Tdt t + I XL e Tdt ởưmạchưđiệnưxoayưchiều,ưdòngưđiệnưcựưđạiưđạtưsauư1/4ưchuưkìư điệnưáp,ưdoưđóưthiếtưbịưbảoưvệưphảiưcắtưnhanh.ưVìưvậyưcầuưchìư cầnưcóưđặcưđiểm: Chịuưđượcưdòngưđiệnưđịnhưmứcưcủaưthiếtưbị Nhiệtưdungưchịuưđựngưcủaưcàuưchìưcầnưnhỏưhơnưnhiệtưdungưchịuư đựngưcủaưthiếtưbịư[(I2t)CC[...]... tiếpưvớiưcác van các điện trở.ưViệcưsửưdụng điện trởưchỉưcóưýư nghĩa,khi điện ápưrơiưtrên điện trởưlàưkhôngưđángưkể,ưnếu điện ápưrơiưtrên điện trởưlớn, tổn hao công suất lớn, làm choưhiệuư suất củaưchỉnhưlưuưthấp R1 I1 D1 ILV D2 R2 I2 IV = U R f + R VT Trongưđó:ưIVư-ưdòng điện chạyưqua van Uư- tổn hao điện ápưtrênưhaiưmạchư nhánhưsongưsong Rfư- điện trởưmắcưnốiưtiếpưvới van RVTư- điện trởưthuậnưcủa van khiưdẫn... mộtưmạchưngoài van bánưdẫnưchoư T các điện tíchưquáưđộưchạy Bảoưvệ van trongưtrườngưhợpưnàyưngườiư taưdùngưmạchưRCưmắcưsongưsongưvớiư van nhưưhìnhưvẽ Khiưđóưcác điện tíchưchạyưởưmạchư RCưngoài van bánưdẫn, làm giảmư xung điện ápưtrênưpnưcủa van C C T R Đườngưtrả điện tíchưvềư nguồn R Tínhưtoánưthôngưsốưmạchưbảoưvệ Quá điện ápưcóưthểưđượcưđánhưgiáưquaưhệưsốưquáưáp U N max = k AT U CM Trongưđó:ưUNmaxư- điện ápưngượcưcựcưđại;ưkATư-ưhệưsốưanư... Trongưtrườngưhợpưnày van bánưdẫnưđượcưmắcưnốiưtiếpưđểư giảm điện ápưtrên van, ưkhiưđó điện áp làm việcưbằngư V V V tổng điện ápưtrênưcác van ULVư=ưUV1ư+ưUV2ư+ +UVnư 1 UV1 2 n UVn UV2 ULV Mongưmuốnưkhiưmắcưnốiưtiếpưđặcưtínhưcủaưcác van mắcư nốiưtiếpưcóưđặcưtínhưhoànưtoànưgiốngưnhau Khiưmắcưnốiưtiếp,ưcác van đượcưchọnưcùngưthôngưsố,ưcủaư cùngưmộtưnhàưchếưtạo,ưcùngưthờiưđiểmưxuấtưxưởng 2.ưĐặcưtínhưcủa van khiưmắcưnốiưtiếp... Trongưcácưsơưđồưtrên,ưphânưbố điện ápưbằng điện trởư nhưưhìnhưaưlàưthườngưđượcưsửưdụngưnhất Nguyênưlíưphânưbố điện áp: RR +.RR = RR +.RR = = RR +.RR Tuyưnhiên,ưcácưgiáưtrị điện trở van thayưđổi làm choư cácưđẳngưthứcưtrênưkhôngưgiữưđược,ưdoưđóưngườiưtaưthườngư chọnưcácưgíaưtrị điện trởưbằngưnhau.ưCác điện trởưnàyư thườngưchọnưR>(5ữ10)(UN/Irò) 1 1 V1 V1 2 2 V2 V2 n n Vn Vn 6. 3ưBảoưvệưdòng điện Mắcưsongưsongưcác van bánưdẫnư.. .6. 2 Bảo vệ quá điện áp Bảoưvệ van khiưcóưxung điện ápưtừưlưới Bảoưvệ van khiưcóưxung điện ápưdoưchuyểnưmạch Bảoưvệ van khiưquáưápưdàiưhạn I Bảo vệ van khi có xung điện áp từ lới 1.ưýưtưởngưbảoưvệ:ưlọcưxung điện ápưtừưlưới Nguyênưnhânưxung điện ápưtừưlướiưnhưưđãưgiớiưthiệuưởư trên.ưĐềưbảoưvệ,ưcầnưgiảmưbiênưđộưxungưbằngưcáchưlọcư... Tuyưnhiên,ưtrongưthựcưtếưđặcưtínhưcủaưcác van bánưdẫnư thayưđổi.ưSựưthayưđổiưđiểnưhìnhưlàưdòng điện ròưtăngư lênưkhôngưgiốngưnhau,ưđườngưđặcưtínhưcóưđộưdốcưkhácư nhau Khiưđặcưtínhưcủa van khácưnhau, điện ápưtrên van phânư bốưkhácưnhau Nhiệmưvụưbâyưgiờưlàưphảiưphânưbốưlại điện ápưchoưcácư van bánưdẫn 3.ưPhânưbốưlại điện ápưtrênưcác van bánưdẫn Ngườiưtaưcóưthểưcóưmộtưsốưcáchưphânưbốưlại điện ápưtrênư van: R V1 C V1 V1 R C D V1 D R V2 R a C V2 b C... = 3 C 3 C Điện trởưxảưnăngưlượngưcủaưtụ: ưưR2ư=5.103/(fC)ưư[k] C R2 ( R1 Tụưđượcưtính: Điện trởưđượcưtính:ư 1,5S BA I 0 10 7 C= 2 f U 2max U d max 4.ưLọcưxung điện ápưbằngưbiếnưápưcáchưli Xétưphảnưứngưcủaưcuộnưdây điện cảm Khiưcóưmộtưxung điện ápưđưaưtớiư U0 cuộnưdâyưcó điện cảmưL,ưdòngư điện củaưcuộnưdâyưbiếnưthiênưnhưư hìnhưvẽ.ưSựưbiếnưthiênưdòng điện nhưưtrênưthấyưrẵngungưdòng điện cóư U0... 2,0 25 max 20 40 60 80 100 Cácưgiáưtrịưthựcưcủa van bánưdẫnưđượcưtínhưtừưcácưbiểuư 2.Q Đ T U CM L CM thức: C=C ;R = R TĐ TĐ -diT/dt 2Q Đ T - điện ápưchuyểnưmạch,ưLU CMư- điện khángưchuyểnư Trongưđó:ưUCMư CM mạch;ưQĐTư- điện tíchưquáưđộ;ưRTĐ,ưCTĐư-ưcácưgiáưtrịưtươngưđốiưtraư từưhìnhưvẽ Sơưđồưvíưdụ A B C III Bảo vệ van khi quá áp dài hạn 1.ưMắcưnốiưtiếpưcác van Van bánưdẫnưbịưquá điện ápưkhiưUCPV ... CC6 T6 CC12 T12 CC6 T6 CCT AT 6. 4 Tổn hao công suất làm mát van Tổn hao ởưchếưđộưtĩnh Tổn hao chuyểnưmạch Bảoưvệưnhiệt I Tổn hao chế độ tĩnh Khi van bánưdẫn làm việc,ưtrênưnóưtồnưtạiưmột tổn hao ... Trongưđó:ưP - tổn hao công suất trên van A - hệưsốưtoảưnhiệtưphụưthuộcưđiềuưkiện làm mát; C - nhiệtưdungưcủa van và cánhưtoảưnhiệtưphụưthuộcưkíchưthước van; T - nhiệtưđộưcủa van; Nhiệtưđộưxácưlậpưcủa van: ưTXLư=ưP/Aư(lớnưhayưbéưphụư... nghĩa,khi điện ápưrơiưtrên điện trởưlàưkhôngưđángưkể,ưnếu điện ápưrơiưtrên điện trởưlớn, tổn hao công suất lớn, làm choưhiệuư suất củaưchỉnhưlưuưthấp R1 I1 D1 ILV D2 R2 I2 IV = U R f + R VT Trongưđó:ưIV - dòng điện chạyưqua van U - tổn hao điện ápưtrênưhaiưmạchư