Nghiên cứu, thiết kế bộ điều áp xoay chiều một pha

Đồ án 3: Điện Tử Cơng Suất ĐỒ ÁN MƠN HỌC Nhóm sinh viên thực : Khố học : 2010-2014 Ngành đào tạo : Tự động hóa Tên đề tài: Thiết kế chế tạo mạch điều áp xoay chiều pha Yêu cầu: - Ur = 0V~220V AC - P = 2500W - Bảo vệ cố: Quá tải, ngắn mạch  Số liệu cho trước: - Các trang thiết bị - Nguồn điện xoay chiều 220v/50Hz - Động xoay chiều: Pđm=2500W, Uđm=220V, Iđm=11,36A, Cosφ=1, fđm=50Hz - Tài liệu chun mơn  Nội dung cần hồn thành: Phân tích, lựa chọn phương án Lý thuyết vấn đề liên quan Phân tích, tính tốn lựa chọn thiết bị Sản phẩm đề tài : Quyển thuyết minh, sản phẩm GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang Đồ án 3: Điện Tử Công Suất MỤC LỤC: CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA VÀ MỘT SỐ VAN BÁN DẪN Khái niệm 1.1 Nguyên lý điều khiển động xoay chiều pha 1.2 Một số mạch điều khiển động pha 2.Một số van bán dẫn 2.1 Giới thiệu phần tử bán dẫn Triac 2.2 Giới thiệu phần tử bán dẫn Thysistor 2.3 Giới thiệu phần tử bán dẫn Transistor 12 CHƯƠNG II: BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU MỘT PHA 16 1.Đặt vấn đề 16 Phân tích lựa chọn sơ đồ 16 2.1 Giới thiệu số sơ đồ mạch động lực 16 2.2 Điều áp xoay chiều pha ứng với tải R-L 19 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH 23 3.1 Sơ đồ khối .23 3.2 Phân tích khối 23 3.2.1.Khối nguồn 23 3.2.2.Mạch lực 24 3.2.3.Mạch điều khiển 26 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH 35 4.1 Tính tốn thiết kế để chế tạo mơ hình 35 4.1.1 Tính chọn van động lực 35 GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang Đồ án 3: Điện Tử Công Suất 4.1.2 Chọn thiết bị bảo vệ 36 4.2 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 43 4.3 Phương hướng phát triển đề tài 45 LỜI KẾT 46 Tài liệu tham khảo: 47 GV hướng dẫn: ĐỖ CƠNG THẮNG Trang Đồ án 3: Điện Tử Cơng Suất LỜI NĨI ĐẦU Điện tử cơng suất môn học hay lý thú, hút nhiều sinh viên theo đuổi Là sinh viên chuyên ngành tự động hóa, chúng em muốn tiếp cận hiểu sâu mơn điện tử cơng suất.Vì vậy, đồ án môn học chế tạo sản phẩm điều kiện tốt giúp chúng em kiểm chứng lý thuyết học Trong đồ án điện tử công suất lần này, chúng em nhận đề tài “Nghiên cứu,thiết kế điều áp xoay chiều pha” Sau thời gian nghiên cứu, chúng em chế tạo thành công điều khiển điện áp xoay chiều pha đáp ứng yêu cầu đề tài Trong suốt thời gian thực đề tài, chúng em gặp số vướng mắc lý thuyết khó khăn việc thi cơng sản phẩm Tuy nhiên, chúng em nhận giải đáp hướng dẫn kịp thời thầy Đỗ Công Thắng, góp ý kiến bạn sinh viên lớp Đựơc chúng em xin chân thành cảm ơn mong muốn nhận nhiều giúp đỡ, bảo cô giáo bạn đồ án sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang Đồ án 3: Điện Tử Công Suất CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA VÀ MỘT SỐ VAN BÁN DẪN Khái niệm Động điện xoay chiều pha (gọi tắt động pha) động điện xoay chiều khơng cổ góp chạy điện pha Loại động điện sử dụng rộng rãi công nghiệp đời sống động bơm nước động quạt động hệ thống tự động Khi sử dụng loại động người ta thường cần điều chỉnh tốc độ ví dụ quạt bàn ,quạt trần Để điều khiển tốc độ động pha người ta sử dụng phương pháp sau: - Thay đổi số vòng dây Stator - Mắc nối tiếp với động điện trở hay cuộn dây điện cảm - Điều khiển điện áp đưa vào động 1.1 Nguyên lý điều khiển động xoay chiều pha Trước điều khiển tốc độ động điều khiển điện áp xoay chiều đưa vào động cơ, người ta thường sử dụng hai cách phổ biến mắc nối tiếp với tải điện trở hay điện kháng mà ta coi Z f điều khiển điện áp biến áp survolter hay ổn áp Hai cách có nhược điểm kích thước lớn khó điều khiển liên tục dòng điện lớn Ngày với việc ứng dụng Tiristor Triac vào điều khiển, người ta điều khiển động pha bán dẫn GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang Đồ án 3: Điện Tử Cơng Suất Hình 1: Ngun lí điều khiển động 1.2 Một số mạch điều khiển động pha Một ứng dụng rộng rãi điều áp xoay chiều điều khiển động điện pha mà điển hình điều khiển tốc độ quay quạt điện Chức linh kiện sơ đồ hình 15 - 4: T - Triac điều khiển điện áp quạt VR - biến trở để điều chỉnh khoảng thời gian dẫn Triac R - điện trở đệm D - diac - định ngưỡng điện áp để Triac dẫn C - Tụ điện tạo điện áp ngưỡng để mở thông diac Điện áp tốc độ quạt điều khiển cách điều chỉnh biến trở VR hình a Tuy nhiên sơ đồ điều khiển khơng triệt để, vùng điện áp nhỏ Triac dẫn khó điều khiển Sơ đồ hình b có chất lượng điều khiển tốt Tốc độ quay quạt điều khiển biến trở VR Khi điều chỉnh trị số VR ta điều chỉnh việc nạp tụ C lúc điều chỉnh thời điểm mở thông diac thời điểm Triac dẫn Như Triac mở thông điện áp tụ đạt điểm dẫn thông diac Kết muốn tăng tốc độ quạt ta cần giảm điện trở VR để tụ nạp nhanh hơn, Triac dẫn sớm điên áp lớn Ngược lại điên trở VR lớn tụ nạp chậm Triac mở chậm lại điện áp tốc độ quạt nhỏ xuống GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang Đồ án 3: Điện Tử Công Suất * Mạch điều khiển có ưu điểm: - Có thể điều khiển liên tục tốc độ quạt - sử dụng cho loại tải khác điều khiển độ sáng đèn sợi đốt, điều khiển bếp điện có hiệu -Kích thước mạch điều khiển nhỏ, gọn * Nhược điểm: Nếu chất lượng Triac, diac không tốt vùng tốc độ thấp quạt xuất tiếng ù thành phần chiều dòng điện Một số van bán dẫn 2.1 Giới thiệu phần tử bán dẫn Triac 2.1.1 Cấu tạo ký hiệu GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang Đồ án 3: Điện Tử Cơng Suất Hình 2: Cấu tạo ký hiệu triac Triac linh kiện bán dẫn tương tự hai Thyristor mắc song song ngược, có cực điều khiển Triac thiết bị bán dẫn ba cực, bốn lớp Có thẻ điều khiển cho mở dẫn dòng xung dương (dòng vào cực điều khiển) lẫn xung dòng âm (dòng khỏi cực điều khiển) Tuy nhiên xung dòng điều khiển âm có độ nhạy hơn, nghĩa mở Triac cần dòng điều khiển âm lớn so với dịng điểu khiển dương Vì thực tế để đảm bảo tính đối xứng dịng điện qua Triac sử dụng dịng điều khiển âm tốt *Nguyên lý hoạt động Có tổ hợp điện mở Triac cho dịng chảy qua: B2 G + + + - - - - + Trường hợp MT2 (+), G(+) Thyristor T mở cho dịng chảy qua Thyristor thơng thường Trường hợp MT2 (-), G(-) Các điện tử từ N phóng vào P2 Phần lớn bị trường nội EE1 hút vào, điện áp đặt lên J khiến choBarie cao đến mức hút vào điện tích thiểu số(các điện tử P 1) làm động chúng đủ lớn để bẻ gãy liên kết nguyên tử Sillic vùng Kết phản ứng dây chuyền T’ mở cho dịng chảy qua GV hướng dẫn: ĐỖ CƠNG THẮNG Trang Đồ án 3: Điện Tử Công Suất 2.1.2 Đặc tính V-A Hình 3: Đặc tuyến V-A triac Triac có đường đặc tính V-A đối xứng nhận góc mở α hai chiều 2.2 Giới thiệu phần tử bán dẫn Thysistor 2.2.1 Cấu tạo, ký hiệu - Cấu tạo: Thysistor thiết bị gồm lớp bán dẫn P 1,N1,P2,N2 ghép lại tạo ba lớp tiếp xúc J1,J2,J3 - Ký hiệu: A P1 N P2 N K G A K G 2.2.2 Nguyên lý làm việc - Khi đặt thysistor vào điện áp chiều, A nốt nối vào cực dương, Katốt nối vào cực âm nguồn Khi J1, J3 phân cực thuận J2 bị phân cực ngược, gần toàn điện áp nguồn đặt lên mặt ghép J Điện trường Ei J2 có chiều từ N1 sang P2 Điện trường tác dụng chiều với E i, vùng chuyển tiếp vùng cách điện mở rộng ra, khơng có dịng chảy qua thysistor, dược đặt điện áp GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang Đồ án 3: Điện Tử Công Suất - Để mở thysistor ta đặt xung điện áp U g tác động vào cực G (dương so với K) điện tử từ N2 sang P2 số chúng chảy vào nguồn U g hình thành dịng điều khiển ig chảy theo mạch G-J3-K-G, phần điện tử chịu sức hút điện trường tỏng hợp mặt ghép J lao vào vùng chuyển tiếp này, chúng tăng tốc bắn phá J2, vùng chuyển tiếp J2 bị trọc thủng làm xuất ngày nhiều điện tử chảy vào N1 qua P1 đến cực dương nguồn điện gây nên tượng dẫn điện ạt, J2 trở thành mặt ghép dẫn điện điểm xung quanh cực G phát tán toàn mặt ghép nên thysistor mở A P1 N P2 G N K Rt _ + Rt R1 K + _E T R2 E Hình 4: mở thysistor Mở thysistor cách ấn công tắc K đơn giản thysistor mở diện tín hiệu điều khiển ig khơng cịn cần thiết - Khóa Thysistor Có hai cách để khóa thysistor: + Cách 1: Giảm dịng điện A nốt xuống đến giá trị dòng điện trì thysistor phân áp thuận lớp J2 có điện trở lớn làm cho dịng qua Thysistor nhỏ lúc thysistor bị khóa lại GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang 10 Đồ án 3: Điện Tử Công Suất Transistor thuận Transistor ngược 2.3.2 Nguyên lý làm việc - Transistor ngược: Xét mạch cực phát E chung: + E1 phân cực thuận cho J1 + E2 phân cực thuận cho J1, phân cực ngược cho J2 C + E1_ B N P J J N E R _ + E2 Hình 7: Phân cực ngược cho Transistor - Lớp J1 phân cực thuận nên điện trở tiếp giáp nhỏ dòng i B chuyển từ B sang E ( Điện tử tự từ cực E sang cực B qua lớp J lỗ trống từ cực B sang cực E qua J1) Lớp J2 phân cực ngược E2>> E1 nên điện trường E2 tạo khóa mạch làm cho số điện tử tự từ cực E sang cực B phần lớn qua lớp P qua lớp tiếp xúc J2 tới cực góp C để cực dương nguồn tạo dịng điện cực góp ic qua tải R iE = iC+iB Dòng iB dòng điều khiển Khi tăng điện áp UBE dịng iB, iC tăng ngược lại, lượng thay đổi dòng iB nhỏ gây thay đổi lớn lượng dịng iC nên transistor có tác dụng khuếch đại - Hệ số khuếch đại dòng: độ tăng dịng góp với độ tăng dịng gốc cực phát E chung GV hướng dẫn: ĐỖ CƠNG THẮNG Trang 13 Đồ án 3: Điện Tử Cơng Suất - Hệ số khuếch đại điện áp: - Hệ số cơng suất: Kp Nếu đảo cực tính U BE tức B nối vào cực âm nguồn điều khiển, E nối vào cực dương nguồn Transistor khơng thể làm việc lớp J bị phân cực ngược - Nguyên lý hoạt động Transistor thuận tương tự 2.3.3 Đặc tính Vơn-ampe - Đặc tính ra: iC = f(UCE) iB = const - Đặc tính truyền đạt: iC = f(iB) UCE = const - Đặc tính vào iB = f(UBE) UCE = const - Đặc tính điện áp phản hồi: UBE = f(UCE) iB = const Trong đặc tính transistor đặc tính lưu ý đặc biệt, phân biệt ba vùng làm việc: - Vùng tuyến tính (c): ic tăng tỷ lệ với UB UCE = const GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang 14 Đồ án 3: Điện Tử Cơng Suất - Vùng bão hịa (b): iB tăng nhiều iC tăng Vùng bão hịa (a): iB tăng iC = const Đường thẳng ∆ phân giới hạn vùng (a) (b) Đường thẳng ∆’ phân giới hạn vùng (b) (c) Từ đặc tính tính trở kháng ra: Zra = - Hệ số khuếch đại dịng: - Cũng tính hệ số khuếch đại dịng điện từ họ đặc tính truyền đạt Từ đặc tính vào tính trở kháng vào: Zvào = - Đặc tính phản hồi cho phép tính hệ số khuếch đại điện áp: β=  Các chế độ làm việc Transistor với hai chế độ: Chế độ khuếch đại chế độ xung GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang 15 Đồ án 3: Điện Tử Công Suất CHƯƠNG II: BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU MỘT PHA Đặt vấn đề Các biến đổi điện áp xoay chiều dùng để biến đổi điện áp hiệu dụng đặt lên tải Nguyên lý biến đổi dùng phần tử van bán dẫn nối tải với nguồn khoảng thời gian t1 lại cắt khoảng thời gian t theo chu kỳ lặp lại T Bằng cách thay đổi độ rộng t hay t0 khoảng T ta thay đổi giá trị điện áp trung bình tải Nguyên lý có ưu điểm điều chỉnh điện áp phạm vi rộng vô cấp, hiệu suất cao tổn thất phân tử điện tử cơng suất nhỏ Điều áp xoay chiều thường sử dụng điều khiển chiếu sáng, đốt nóng, khởi động mềm điều chỉnh tốc độ quạt gió máy bơm - Phân loại: Dựa vào số pha nguồn cấp mà ta có điều chỉnh điện áp khác Điều áp xoay chiều pha, Điều áp xoay chiều ba pha Phân tích lựa chọn sơ đồ 2.1 Giới thiệu số sơ đồ mạch động lực Zf U1 TBB§ U2 i Z a U1 i b Z U2 i U1 Z U2 C Hình 8: Các phương án điều áp pha - Hình 1a điều áp xoay chiều điều khiển cách mắc nối tiếp với tải mộtđiện kháng hay điện trở phụ (tổng trở phụ ) biến thiên Sơ đồ mạch điều chỉnh đơn giản dễ thực Tuy nhiên, mạch điều chỉnh kinh điển dùng, hiệu suất thấp (nếu Zf điện trở ) hay cosϕ thấp(nếu Zf điện cảm ) GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang 16 Đồ án 3: Điện Tử Cơng Suất - Hình 1b người ta dùng biến áp tự ngẫu để điều chỉnh điện áp xoay chiều U2 Điều chỉnh biến áp tự ngẫu có ưu điểm điều chỉnh điện áp U2 từ đến trị số bất kì, lớn hay nhỏ điện áp vào Nếu cần điện áp có điều chỉnh, mà vùng điều chỉnh lớn điện áp vào, phương án phải dùng biến áp tất yếu Tuy nhiên, dòng tải lớn, sử dụng biến áp tự ngẫu để điều chỉnh, khó đạt yêu cầu mong muốn, đặc biệt không điều chỉnh liên tục được, chổi than khó chế tạo để tiếp xúc vòng dây biến áp Hai giải pháp điều áp xoay chiều hình 1a,b có chung ưu điểm điện áp hình sin, đơn giản Có chung nhược điểm qn tính điều chỉnh chậm khơng điều chỉnh liên tục dòng tải lớn Sử dụng sơ đồ bán dẫn để điều chỉnh xoay chiều, khắc phục nhược điểm vừa nêu - Các sơ đồ điều áp xoay chiều bán dẫn hình 1c sử dụng phổ biến Lựa chọn sơ đồ sơ đồ tuỳ thuộc dòng điện, điện áp tải khả cung cấp linh kiện bán dẫn Có số gợi ý lựa chọn sơ đồ hình 1c sau: T1 U1 T T2 T1 a D D2 T2 U1 b D2 D1 Z c Z U1 Z U1 T D4 D3 Z d Hình 9: Sơ đồ điều áp xoay chiều pha bán dẫn a hai tiristor song song ngược b triac GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang 17 Đồ án 3: Điện Tử Công Suất c tiristor diode d bốn diod tiristor - Hình 2A thường sử dụng nhiều hơn, điều khiển với công suất tải Hiện Tiristor chế tạo có dịng điện đến 7000A, việc điều khiển xoay chiều đến hàng chục nghìn ampe theo sơ đồ hoàn toàn đáp ứng Tuy nhiên, việc điều khiển hai tiristor song song ngược đơi có chất lượng điều khiển không tốt lắm, đặc biệt cần điều khiển đối xứng điện áp, cung cấp cho tải đòi hỏi thành phần điện áp đối xứng (chẳng hạn biến áp hay động xoay chiều) Khả đối xứng điện áp tải điều khiển linh kiện mạch điều khiển tiristor gây nên sai số Điện áp tải thu gây đối xứng so sánh hình 3b Điện áp dịng điện khơng đối xứng hình 3.b cung cấp cho tải, làm cho tải có thành phần dịng điện chiều, cuộn dây bị bão hồ, phát nóng bị cháy Vì việc định kì kiểm tra, hiệu chỉnh lại mạch việc nên thường xuyên làm sơ đồ mạch Tuy vậy, dịng điện tải lớn sơ đồ tối ưu cho việc lựa chọn U α U Tả α i t a U α1 UTả i α2 t b Hình 10: Hình dạng đường cong điện áp điều khiển a- Mong muốn b- Không mong muốn - Để khắc phục nhược điểm vừa nêu việc ghép hai tiristor song song ngược, triac đời mắc theo sơ đồ hình 2.B Sơ đồ có ưu điểm đường cong điện áp gần mong muốn hình 3.A, cịn có ưu điểm lắp ráp Sơ đồ mạch sử dụng phổ biến công nghiệp Tuy GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang 18 Đồ án 3: Điện Tử Công Suất nhiên triac chế tạo với dịng điện khơng lớn (I < 400A), nên với dòng điện tải lớn cần phải ghép song song triac, lúc phức tạp lắp ráp khó điều khiển song song Những tải có dịng điện 400A sơ đồ hình 2.B dùng - Sơ đồ hình 2C có hai tiristor hai điốt dùng để nối cực điều khiển đơn giản, sơ đồ dùng điện áp nguồn cấp lớn (cần phân bổ điện áp van, đơn việc mắc nối tiếp van) - Sơ đồ hình 2D trước thường dùng, cần điều khiển đối xứng điện áp tải, có tiristor mạch điều khiển nên việc điều khiển đối xứng điện áp dễ dàng Số lượng tiristor hơn, có ưu điểm van điều khiển Tuy nhiên, việc điều khiển theo sơ đồ dẫn đến tổn hao van bán dẫn lớn, làm hiệu suất hệ thống điều khiển thấp Ngoài ra, tổn hao lượng nhiệt lớn làm cho hệ thống làm mát khó khăn Sau phân tích số sơ đồ chúng em lựa chọn phương án điều áp xoay chiều sử dụng van bán dẫn triac để điều khiển có ưu điểm: - Đường cong điện áp gần mong muốn - Công suất tái không lớn nên triac đáp ứng - Mạch điều khiển đơn giản - Giá thành rẻ, vận hành đơn giản 2.2 Điều áp xoay chiều pha ứng với tải R-L GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang 19 Đồ án 3: Điện Tử Cơng Suất Hình 11: Hình dáng dịng điện điện áp tải R-L Khi tiristor T1 mở có phương trình: L di + Ri = dt sin ω t R θ θ − ψ ωL 2 sin( ) + Ae R + (ωL) V i= Hằng dạng số tích phân A xác định : Khi θ = α i = Biểu thức dịng tải i có dạng: i= V θ −α [ sin( θ − ψ ) - sin( α − ψ )e tgψ ] R + (ωL) 2 Biểu thức khoảng θ = α đến θ = β Góc β thay đổi cách thay θ = β đặt i= Sin( β −ψ Trong biểu thức trên: tgψ = )- sin( α −ψ β −α ).e- tgψ = ωL R Tiristor T1 phải khoá lại trước cho xung mở T 2, khơng khơng thể mở T2, tức β ≤ π + α Để thoả mãn điều kiện ta phải có: α ≥ ψ GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang 20 Đồ án 3: Điện Tử Cơng Suất Hình 12: Hình dáng dịng điện điện áp tải trở cảm Điều nói lên rằng, trường hợp tải trở, lưới điện xoay chiều phải cung cấp lượng công suất phản kháng Giá trị hiệu dụng điện áp tải: π Ut= 2π − 2α + sin 2α ( 2V sin θ )2.dθ = U ∫ πα 2π Giá trị hiệu dụng dòng tải: It = U 2π − 2α + sin 2α ( ) R 2π Công suất tác dụng cung cấp cho mạch tải: 2π − 2α + sin 2α U2 P = UtIt = ( ).( ) 2π R Như cách làm biến đổi góc α từ đến π , người ta điều chỉnh công suất tác dụng từ giá trị cực đại P =( U2 ) đến R Dưới bảng góc mở α ứng với loại tải : GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang 21 Đồ án 3: Điện Tử Công Suất GV hướng dẫn: ĐỖ CƠNG THẮNG Trang 22 Đồ án 3: Điện Tử Cơng Suất CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH 3.1 Sơ đồ khối 3.2 Phân tích khối 3.2.1 Khối nguồn a.Sơ đồ b.Chức Biến đổi dòng xoay chiều điện áp 15V thành dòng chiều cấp cho chân vào TCA785 c.Nguyên lý hoạt động Dòng điện 15V xoay chiều qua cầu chỉnh lưu 1A làm biến đổi từ dòng xoay chiều thành dòng chiều.Khi qua IC ổn áp 7815 cho dịng điện có điện áp 15V ổn định.Sau khối chỉnh lưu cầu điện áp 15v cho qua tụ 2200µF để san GV hướng dẫn: ĐỖ CƠNG THẮNG Trang 23 Đồ án 3: Điện Tử Công Suất phẳng điện áp tạo điện áp ổn định cho IC ổn áp 7815 mắc song với tụ gốm để loại bỏ thành phần sóng hài điện áp xoay chiều sau IC 7815 ta mắc song song với led để báo mạch điều khiển có nguồn 3.2.2 Mạch lực Với yêu cầu đề tài thiết kế điều áp xoay chiều cho động (tải R+L) nên chúng em chọn sơ đồ dùng TRIAC để điều khiển sơ đồ dùng Triac có ưu điểm sau: - Công suất tải không lớn nên Triac đáp ứng đầy đủ công suất đáp ứng - Mạch điều khiển Triac đơn giản - Giá thành rẻ, vận hành đơn giản a Sơ đồ mạch b.Nguyên lý làm việc Tải FULL (File Word 48 trang): bit.ly/3kSkF7z Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net GV hướng dẫn: ĐỖ CƠNG THẮNG Trang 24 Đồ án 3: Điện Tử Cơng Suất Tín hiệu đưa vào chân điều khiển G Triac Triac có nhiệm vụ điều khiển mở dẫn dịng từ ta nhận giá trị điện áp tải tương ứng với góc mở triac ta điều chỉnh biến trở V11 để điều chỉnh độ rộng xung vuông tương ứng tải sơ đồ đặt trước sau van : Dưới sơ đồ dạng sóng đầu van điều chỉnh góc mở: Nhìn từ hình ta thấy tải có tính cảm khám nên tắt có phần điện áp trả lại động Nên xuất vùng khơng hoạt động diện cảm lớn mạch khơng hoạt động hoàn toàn Nguyên nhân tượng sau : Em xin trình bày với tiristor mắc song song ngược (tương tự triac) Khi điện áp nguồn U1 đổi dấu mà cuộn dây điện cảm chưa xả hết lượng, làm cho T1 dẫn từ π φ1 T1 dẫn chứng tỏ T1 phân cực thuận điện áp Ua1a2>0.Khi T1 phân cực thuận chứng tỏ T2 phân cực ngược Do vùng từ φ1 π có phát xung điều khiển T2 T2 khơng dẫn Phần em trình bày Thứ có điện cảm, dịng điện không biến thiên đột ngột thời điểm mở tiristor,điện cảm lớn dòng điện biến thiên chậm Nếu độ rộng xung điều khiển hẹp, dòng điện có xung điều khiển khơng đủ lớn dịng điện trì,do van bán dẫn khơng tự giữ dịng điện Kết khơng có GV hướng dẫn: ĐỖ CƠNG THẮNG Trang 25 Đồ án 3: Điện Tử Công Suất dịng điện, van khơng mở Hiện tượng thấy cuối đầu chu kỳ điện áp, lúc điện áp tức thời đặt vào van bán dẫn nhỏ Khi kết thúc xung điều khiển, dòng điện nhỏ dịng trì nên van bán dẫn khố Chỉ điện áp mở van đủ lớn dịng dịng điện trì, dịng điện tồn mạch Để khắc phục tường tạo xung gián đoạn chùm xung liên tiếp hình vẽ Từ thời điểm mở van cuối bán kỳ: Dưới sơ đồ: Tuỳ theo tải có điện cảm lớn cỡ mà ta thiết kế chọn độ rộng xung cho hợp lý 3.2.3 Mạch điều khiểnTải FULL (File Word 48 trang): bit.ly/3kSkF7z Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net 3.2.3.1.Phân tích Điều khiển Triac sơ đồ chỉnh lưu có nhiều phương pháp khác thường gặp điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính Theo nguyên tắc để điều khiển góc mở α Triac ta tạo điện áp tựa dạng GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang 26 Đồ án 3: Điện Tử Công Suất tam giác (điện áp tựa cưa Urc) Dùng điện áp chiều Uđk để so sánh với điện áp tựa Tại thời điểm hai điện áp nhau(Uđk= Urc) Trong vùng điện áp dương anot phát xung điều khiển cuối bán kỳ (hoặc tới dòng điện 0) Để thực ý đồ mạch điều khiển bao gồm khâu bản: Khâu đồng Khâu  so sánh Tạo xung  khuếch đại Van  động lực Hình 13: Sơ đồ khối khâu mạch điều khiển * Nhiệm vụ khâu sơ đồ khối sau: Khâu đồng bộ: Có nhiệm vụ tạo điện áp tựa U rc tuyến tính trùng pha với điện áp Anot (cực G) Thyristor (triac) Khâu so sánh: Nhận tín hiệu điện áp tựa điện áp điều khiển Có nhiệm vụ so sánh điện áp tựa với điện áp điều khiển U đk Tìm thời điểm hai điện áp nhau(Uđk= Urc) Tại thời điểm hai điện áp phát xung điều khiển đầu để gửi sang tầng tạo xung khuếch đại xung Khâu tạo xung khuếch đại xung: Có nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở Triac Xung để mở Triac cần có yêu cầu: Sườn trước dốc thẳng đứng để đảm bảo mở Triac tức thời có xung điều khiển (Thường gặp xung kim xung chữ nhật) đủ độ rộng (với độ rộng xung lớn thời gian mở củacTriac) Cách ly mạch điều khiển mạch động lực (nếu điện áp động lực lớn) đủ công suất 3.2.3.2 Nguyên lý hoạt động 3475036 GV hướng dẫn: ĐỖ CÔNG THẮNG Trang 27 ... nóng, khởi động mềm điều chỉnh tốc độ quạt gió máy bơm - Phân loại: Dựa vào số pha nguồn cấp mà ta có điều chỉnh điện áp khác Điều áp xoay chiều pha, Điều áp xoay chiều ba pha Phân tích lựa chọn... ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA VÀ MỘT SỐ VAN BÁN DẪN Khái niệm 1.1 Nguyên lý điều khiển động xoay chiều pha 1.2 Một số mạch điều khiển động pha 2 .Một số van... sản phẩm điều kiện tốt giúp chúng em kiểm chứng lý thuyết học Trong đồ án điện tử công suất lần này, chúng em nhận đề tài ? ?Nghiên cứu ,thiết kế điều áp xoay chiều pha? ?? Sau thời gian nghiên cứu, chúng