Thiết kế bộ điều áp xoay chiều 3 pha

Đồ Án Điện Tử Công Suất LỜI MỞ ĐẦU - Ngày nay, với việc phát triển mạnh mẽ ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghiệp, đặc biệt cơng nghiệp điện tử thiết bị điện tử có cơng suất lớn chế tạo ngày nhiều Đặc biệt ứng dụng vào ngành kinh tế quốc dân đời sống hàng ngày phát triển mạnh mẽ - Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu ngày nhiều phức tạp cơng nghiệp ngành điện tử cơng suất phải ln nghiên cứu để tìm giải pháp tối ưu Đặc biệt với chủ trương cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nước, nhà máy, xí nghiệp cần phải thay đổi, nâng cao công nghệ cách đưa công nghệ điều khiển tự động vào sản xuất Do địi hỏi phải có thiết bị phương pháp điều khiển an tồn, xác Đó nhiệm vụ mà nghành điện tử công suất cần phải giải - Để giải vấn đề này, nhà nước ta cần có đội ngũ thiết kế đơng đảo đủ lực Sinh viên ngành Tự động hóa tương lai khơng xa đứng đội ngũ này, cần phải tự trang bị cho trình độ tầm hiểu biết sâu rộng Chính vậy, đồ án mơn học Điện tử cơng suất yêu cầu cấp thiết cho sinh viên tự động hóa Đó kiểm tra khảo sát kiến thức tổng hợp sinh viên điều kiện cho sinh viên tự tìm hiểu, nghiên cứu kiến thức điện tử công suất - Mặc dù vậy, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên cần đến giúp đỡ hướng dẫn thầy giáo Qua đây, em xin gởi lời cám ơn đến Nguyễn Thị Điệp tận tình dẫn để em hồn thành đề án Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hoàn Lê Ngọc Hưng Nguyễn Văn Mạnh GVHD: Ths.Nguyễn Thị Điệp Page Đồ Án Điện Tử Công Suất MỤC LỤC GVHD: Ths.Nguyễn Thị Điệp Page Đồ Án Điện Tử Công Suất ĐỀ BÀI Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha với tải trở công suất 20kW; điện áp nguồn ba pha 380/220V, tần số 50Hz CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU 1.1 Bộ điều áp xoay chiều 1.1.1 Định Nghĩa Bộ biến đổi xung áp xoay chiều Bộ biến đổi xung áp xoay chiêu thiết bị dùng để điều chỉnh điện áp xoay chiều tải từ nguồn áp xoay chiều 1.1.2 Phân loại Điều áp xoay chiều phân loại theo số cách sau đây: -Phân loại theo số pha nguồn cấp cho mạch van: +Điều áp xoay chiều pha +Điều áp xoay chiều hai pha +Điều áp xoay chiều ba pha -Phân loại theo van bán dẫn mạch +Mạch dùng thyristor, gọi chỉnh lưu điều khiên +Mạch dùng triac +Mạch dùng thyristor diot, gọi chỉnh lưu bán điều khiển GVHD: Ths.Nguyễn Thị Điệp Page Đồ Án Điện Tử Công Suất 1.1.3 ứng dụng Điều áp xoa chiều ứng dụng tương đối hạn chế thực có nhược điểm tồn giải điều chỉnh có dạng điện áp dịng điện khơng sin Vì chủ yếu sử dụng với tải mang tính trở Chủ yếu sủ dụng để điều khiển công suất tiêu thụ cá tải lò nướng điện trở, bếp điện, điều khiển chiếu sáng cho sân khấu quảng cáo, điều khiển vận tốc động không đồng cơng suất vừa nhỏ ( máy quạt gió, máy bơm, máy xay), điều khiển động vạn (dụng cụ điện cầm tay, máy trộn, máy sấy) biến đổi xoay chiều dùng hệ thông bù nhuyễn công suất phản kháng 1.2 Thyristor 1.2.1 Cấu tạo, ký hiệu Thyristor Hình 1.1.thyristor a:cấu trúc bán dẫn, b:ký hiệu Thyristor có cấu tạo gồm lớp bán dẫn p-n-p-n ghép lại tạo thành, tạo ba lớp tiếp giáp p-n: J1, J2,J3 Thyristor có cực anot A, katot K cực điều khiển G gọi A-K-G Thyristor Diode có điều khiển , bình thường phân cực thuận, Thyristor chưa dẫn điện, có điện áp kích vào chân G => Thyristor dẫn điện áp đảo chiều cắt điện áp nguồn Thyristor ngưng dẫn 1.2.2 Đặc tuyến Volt-Ampere Thyritor Đặc tính vơn –ampe Thyristor gịm hai phần( hình1 2) Phần thứ nằm góc phần tư thứ I gọi đặc tính thuận tương ứng với trường hợp điện áp >0; GVHD: Ths.Nguyễn Thị Điệp Page Đồ Án Điện Tử Cơng Suất phần thứ hai nắm góc phần tư thứ III, gọi đặc tính ngược, tương tứng với trường hợp 0) Nếu có dịng điện đưa vào cực điều khiển catot, trình chuyển điểm cà làm việc đường đặc tính thuận sx xảy sớm hơn, trước điện áp thuận đạt đến giá trị lớn Điều mơ tả hình đường nét đứt, ứng với giá trị dòng điều khiển khác nhau, IG1, IG2,IG3…nói chung, dịng điều khiển lớn điểm chuyển đặc tính làm việc xảy với nhỏ Quá trình xảy đường đặc tính ngược xẽ khơng có khác so với trường hợp dịng điều khiển 1.2.3 Mở, khóa Thyristor Thyristor có đặc tính giống diot, nghĩa cho phép dòng chạy qua theo chiều, từ anot đến catot, va cản trở dòng chayjq ua theoc hiều ngược lại nhiên khác với diot, để Thyristor dẫn dịng, ngồi điều kiện phải có điện áp >0 cần thêm số điều kiện khác Do Thyristor coi phần tử bán dẫn có điều khiển để phân biệt với diot phần tử khơng điều khiển a.Mở khóa Thyristor Khi phân cực thuận, >0, Thyristor mở hai cách Thứ nhất, tăng áp anot-catot đạt đến giá trị điện áp thuận lớn , điện trở tương đương mạch anot-catot giảm đột ngột dong qua Thyristor hoàn toàn mạch xác định Phương pháp thực tế không áp dụng so nguyên nhân mở không mong muốn khơng phải lúc tăng điên áp đến giá trị, xảy trường hợp Thyristor tự mở tác dụng xung điện áp thời điểm ngẫu nhiên, không định trước GVHD: Ths.Nguyễn Thị Điệp Page Đồ Án Điện Tử Công Suất Phương pháp thứ hai, phương pháp áp dụng thực tế, đưa xung dịng điện có giá trị định vào cực điều khiển ca catot Xung dòng điện điều khiển chuyển trạng thái Thyristor từ trỏ kháng cao sang trở kháng thấp mức điện áp anotcatot nhỏ Khi dòng qua anot-catot lớn giá trị định, gọi dịng trì( Thyristor tiếp tục trạng thái mở dẫn dịng mà khơng cần đến tồn xung điều khiển Điều nghĩa điều khiển mở Thyristor xung dịng có độ rộng xung định, cơng suất mạch điều khiển nhỏ, so với công suất mạch lực mà Thyristor phần tử đóng cắt, khống chế dong điện b Khóa Thyristor Một Thyristor dẫn dịng trở trạng thái khóa( điện trở tương đương mạch anot-catot tăng cao) dòng điện giảm xuống, nhỏ giá trị dịng trì Tuy nhiên để Thyristor trạng thái khóa, với trở kháng cao, điện áp anot-catot lại dương(), cần phải có thời gian định để lớp tiếp giáp phục hồi hoàn tồn tính chất cản trở dịng điện Khi Thyristor dẫn dòng theo chiều thuận, >0, hai lớp tieps giáp J1, J3 phân cực thuận, điện tích qua hai lớp dễ dàng lấp đầy tiếp giáp J2 bị phân cực ngược mà dịng điện chạy qua ba lớp tiếp giáp J1,J2,J3 Để khóa Thyristor lại cần giảm dịng anot-catot mức dịng trì() cách đổi chiều dòng điện áp điện áp nguợc lến nanot va catot Thyristor Sau dòng đặt điện áp ngược lên anot-catot(