Thiết kế mạch ổn áp Máy phát vừa và nhỏ

Thiết kế mạch ổn áp Máy phát vừa và nhỏ

Mục lục

Mở đầu 2

Chương 1 Tổng quan về các phương pháp ổn định điện áp máy phát điện đồng bộ 3

1 Giới thiệu chung về máy phát điện đồng bộ 4

2 Các đặc tính của Máy phát điện Đồng bộ 8

Chương 3 - Thiết kế và tính toán mạch động lực 32

1 Chỉnh lưu có điều khiển ba pha 32

2 Lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu 39

3 Tính chọn Tiristor 40

4 Tính biến áp động lực 41

5 Tính chọn các thiết bị bảo vệ mạch động lực 50

Chương 4 - Tính toán các thông số của mạch điều khiển 51

1 Nguyên tắc điều khiển Thyristor 51

2 Chọn các khâu trong mạch điều khiển 53

8 Tạo nguồn nuôi 66

9 Tính chọn Diod cho bộ chỉnh lưu nguồn nuôi 67

10 Tính khâu phản hồi điện áp 67

Kết luận 70

Tài liệu tham khảo 72

Mở đầu

Ở bất kỳ Quốc gia nào, năng lượng Điện lực luôn luôn được coi là ngành công nghiệp mang tính chất xương sống cho sự phát triển của nền kinh tế Nó đã và sẽ luôn hỗ trợ thúc đẩy sự phát triển của tất cả các ngành khác Việc sản xuất và sử dụng điện năng một cách hiệu quả nhưng phải phù hợp chi phí luôn được coi trọng đặc biệt Ý nghĩa quan trọng mà cũng chính là mục tiêu cao cả nhất của chiến lược phát triển ngành công nghiệp then chốt này là nhằm nâng cao đời sống của mỗi người dân và kết quả của nó sẽ là một Xã hội Văn minh, Tiến bộ và Thịnh vượng

Máy phát điện đồng bộ nói chung đóng một vai trò trọng yếu trong hệ thống điện, nơi mà tính ổn định luôn được đòi hỏi rất cao Trong hệ thống điện, sự ổn định của mỗi một máy phát điện ở các khía cạnh kỹ thuật đều có tính chất quan trọng nhất định tới sự vận hành an toàn và bền vững của toàn hệ thống và ở các máy phát điện đó thì sự đóng góp của bộ ổn định điện áp máy phát, cùng với các thiết bị ổn định khác là không thể thiếu

Bộ Điều khiển ổn định điện áp máy phát bằng điều khiển dòng/áp kích từ đi (Điều khiển kích từ - ĐKT) vào máy phát đã có một lịch sử phát triển sâu rộng Kể từ ngày đầu việc điều khiển này được tự động hoá, thiết bị chỉ đóng vai trò như một thiết bị cảnh báo cho người vận hành để tác động điều chỉnh trực tiếp vào máy phát Vào những năm 1920, khi con người nhận thấy vai trò quan trọng của việc ổn định quá trình quá độ của hệ thống thông qua các bộ điều khiển đáp ứng nhanh, các thiết kế các hệ thống kích từ và điều khiển điện áp đã tiến hóa và cải tiến công nghệ không ngừng: từ kích từ có vành trượt đến không vành trượt, từ thao tác bằng tay đến tự động hoá hoàn toàn thông qua vai trò không thể thiếu của các thiết bị điện tử công suất

Tuy công suất máy phát được giao thiết kế (125kW) là rất nhỏ và không thực sự đóng vai trò ổn định trong hệ thống điện lớn, nhưng em cho rằng việc thiết kế một thiết bị nhỏ và quan trọng như vậy cũng là nền tảng cơ bản cho mọi thiết kế các bộ ổn áp máy phát khác dù lớn Nội dung Đồ án thiết kế của em bao gồm 4 chương, trong đó:

Chương 1 đưa ra giới thiệu tổng quan về các phương pháp ổn định điện áp máy phát điện đồng bộ

Chương 2 đề cập cụ thể vào các phương pháp ổn định điện áp với các sơ đồ tự động điều chỉnh điện áp máy phát điện, và lựa chọn ra phương án của đồ án thiết kế

Chương 3 là các thiết kế và tính toán cụ thể cho mạch động lực của sơ đồ đã chọn và

Chương 4 bao chùm phần tính toán cho các thông số của mạch điều khiển và tổng hợp sơ đồ

Với sự hướng dẫn và giũp đỡ nhiệt tình của Giáo viên hướng dẫn – Thầy Trần Văn Thịnh, em ước mong rằng đồ án tốt nghiệp này sẽ đưa đến một kết quả tốt nghiệp tốt đẹp, nhưng trên hết nó sẽ tạo và xây dựng cho em một nền tảng kiến thức cơ bản, vững chắc trong cuộc sống lao động kỹ thuật của một kỹ sư sau này

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với Thầy giáo Trần Văn Thịnh về những kiến thức, hướng dẫn, chỉ bảo mà Thầy đã dành cho em trong thời gian học và đặc biệt trong việc hoàn thành đồ án này Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy Cô giáo khác của Bộ môn Thiết bị Điện - Điện tử nói riêng và các Thầy Cô Khoa Điện và Trường ĐH Bách khoa HN nói chung đã 5 năm vất vả nhiệt tình dạy bảo và đã cho em những công cụ bằng các kiến thức để xây dựng tương lai

Chương 1 Tổng quan về các phương pháp ổn định điện áp máy phát điện đồng bộ.

SV: TBĐ Trg 4

Máy phát điện đồng bộ (MFĐ) thường được kéo bởi tuốc-bin hơi hoặc tuốc-bin nước, vì vậy chúng được gọi chung là máy phát tuốc-bin hơi hoặc máy phát tuốc-bin nước Đối với tuốc-bin hơi, do đặc trưng là tốc độ cao cỡ vài nghìn vòng phút nên máy phát thường có kết cấu rô-to cực ẩn, với đường kính nhỏ để giảm thiểu lực ly tâm và ngược lại, đối với tuốc-bin nước, tốc độ thấp nên thường có rô-to cực lồi, đường kính có thể lên tới 15m tuỳ thuộc công suất của máy

MFĐ ba pha (MFĐ3) thường gặp cơ bản là máy phát điện mà dòng điện một chiều được đưa vào quận dây kích từ không thông qua vành đổi chiều Cực từ của MFĐ3 được kích thích bằng dòng điện một chiều được đặt ở phần quay, còn dây quấn phần ứng với 3 điểm đối xứng trên nó được nối ra ngoài tải thì được đặt ở phần tĩnh Cũng có thể đặt cực từ ở phần tĩnh và dây quấn phần ứng ở phần quay giống trong máy điện 1 chiều như ở máy điện đồng bộ công suất nhỏ, vì sự trao đổi vị trí đó không làm thay đổi nguyên lý làm việc cơ bản của máy Nguyên lý làm việc cơ bản như sau:

Stator của máy phát điện đồng bộ có dây quấn 3 pha được đặt cách nhau một góc 120o trong không gian, được gọi là phần ứng, cảm ứng ra các điện áp cung cấp ra tải (Hình 1.1) Còn rotor của máy phát, với cấu tạo dây quấn cực từ (cực lồi đối với máy phát có tuốc bin tốc độ thấp như các máy phát tuốc bin nước, và cực ẩn đối với tuốc bin có tốc độ cao như máy phát Diesel, tuốc bin hơi và khí) làm nhiệm vụ cung cấp từ trường

NA

Hình 1.1 - Cấu tạo của Stator

Khi rotor quay với tốc độ n thì từ trường cực từ sẽ quét và cảm ứng

lên các dây quấn phần ứng các sức điện động (s.đ.đ.) xoay chiều lần lượt lệch pha nhau 120o theo chu kỳ thời gian, với tần số:

60n.pf 

Với p là số đôi cực của máy

Khi MFĐ3 làm việc khép mạch với tải, dòng điện 3 pha chảy trong 3 dây quấn lệch nhau góc 2ð/3 về thời gian sẽ tạo ra từ trường quay với tốc độ:

pfn1 60

So sánh (1.1) và (1.2) ta có n=n1, hay có nghĩa là tốc độ quay của rotor bằng tốc độ của từ trường quay Vì vậy ta có máy phát đồng bộ

Kết cấu MFĐ3

Máy cực ẩn

Rotor được làm bằng thép hợp kim chất lượng cao được rèn thành khối hình trụ, trên đó người ta gia công phay tạo rãnh để đặt dây quấn kích từ Phần không phay rãnh (như hình ??) hình thành mặt cực từ

Các MFĐ3 cực ẩn thường được chế tạo với số cực 2p=2, như vậy tốc độ quay của Rotor là 3000 vòng/phút Để hạn chế lực ly tâm trong phạm vi an toàn đối với thép hợp kim chế tạo thành lõi thép Rotor, đường kính D của Rotor không quá 1,1 – 1,5 m Tăng công suất của

máy bằng cách tăng chiều dài l của Rotor Chiều dài tối đa của Rotor

vào khoảng 6,5 m

Dây dẫn kích từ đặt trong rãnh Rotor được chế tạo từ dây đồng trần, tiết diện chữ nhật quẩn theo chiều mỏng thành các bối dây Các vòng dây của bối dây này được cách điện với nhau bằng một lớp mica mỏng Dây quấn kích từ nằm trong rãnh được cố định và ép chặt bằng các thanh nêm phi từ tính đưa vào miệng rãnh Phần đầu nối ở ngoài rãnh được đai chặt bằng các ống trụ thép phi từ tính nhằm bảo vệ chống lại lực điện động do dòng điện gây ra Hai đầu của dây quấn kích từ đi luồn trong trục và nối với hai vành trượt đặt ở đầu trục thông qua hai chổi điện, nối với dòng kích từ 1 chiều

Dòng điện kích từ 1 chiều thường được cung cấp bởi một máy phát điện 1 chiều, hoặc xoay chiều được chỉnh lưu (có hoặc không có vành trượt), nối chung trục với MFĐ

Stator của MFĐ3 cực ẩn bao gồm lõi thép, trong có đặt dây quấn 3 pha, ngoài là thân và vỏ máy Lõi thép Stator được ghép và ép bằng các tấm tôn Silic có phủ cách điện Các đường thông gió làm mát cho máy được chế tạo cố định trong thân máy để đảm bảo độ bền cách điện của dây quấn và máy

Máy Cực lồi

Máy cực lồi được chế tạo cho các MFĐ có tốc độ quay thấp, nên khác với máy cực ẩn, đường kính D của Rotor có thể lớn tới 15 m

trong khi chiều dài l lại nhỏ với tỷ lệ l/D = 0,15 – 0,2

Hình 1.2 Cực từ của máy đồng bộ cực lồi

Rotor của MFĐ cực lồi công suất nhỏ và trung bình có lõi thép được chế tạo bằng thép đúc và gia công thành khối hình trụ trên mặt có đặt cực từ ở các máy lớn, lõi thép đó được chế tạo từ các tấm thép dày, từ 1-6mm, được dập hoặc đúc định hình sẵn để ghép thành các khối lăng trụ và lõi thép này thường không trực tiếp lồng vào trục của máy mà được đặt trên giá đỡ của Rotor, giá này được lồng vào trục máy Cực từ đặt trên lõi thép Rotor được ghép bằng những lá thép dày 1-1,5 mm (vẽ hình và đánh số) chế tạo có đuôi hình T hoặc bằng các bu-lông xuyên qua mặt cực và vít chặt vào lõi thép Rotor

Dây quấn kích từ được chế tạo từ dây đồng trần tiết diện chữ nhật quấn theo chiều mỏng thành từng cuộn dây Cách điện giữa các vòng dây là các lớp mica hoặc amiang Sau khi gia công, các cuộn dây được lồng vào các thân cực

Dây quấn cản của MFĐ được đặt ở trên các đầu cực có cấu tạo như dây quấn kiểu lồng sóc của máy điện không đồng bộ; nghĩa là làm

bằng các thanh đồng đặt vào rãnh các đầu cực và hai đầu nối với hai vành ngắn mạch

Stator của MFĐ cực lồi có cấu tạo như ở MFĐ cực ẩn

Để đảm bảo vận hành ổn định, ngoài các yêu cầu chặt chẽ đỗi với kết cấu về điện, các kết cấu về cơ học và hệ thống làm mát cũng được thiết kế chế tạo phù hợp và tương thích với từng loại MFĐ, đáp ứng được môi trường và chế độ làm việc MFĐ, làm mát bằng gió – công suất nhỏ, có các khoang thông gió làm mát được thiết kế chế tạo nằm giữa vỏ máy và lõi thép Stator Đầu trục của máy được gắn một cánh quạt gió để khi quay không khí được thổi qua các khoang thông gió này Vỏ máy ngoài ra cũng được chế tạo với các sống gân hoặc cánh toả nhiệt nhằm làm tăng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt cho máy Phổ biến nhất là các MFĐ được làm mát bằng nước hoặc bằng khí và được áp dụng cho các máy có công suất lớn cỡ từ vài chục kW trở lên

1 Đặc tính không tải E = U0 = f(it) khi I= 0 và f= fdm2 Đặc tính ngắn mạch U = f(it) khi U = 0 ; f = fdm

3 Đặc tính ngoàiU = f(I) khi it = const ; cos =const ; f = fdm4 Đặc tính điều chỉnh it = f(I) khi U = const ; cos = const ; f =

5 Đặc tính tải U= f(it) khi I = const ; cos = const ; f= fdm

2.1 Đặc tính không tải

E = U0 = f(it) khi I= 0 và f= fđm

Đặc tính không tải là quan hệ giữa sức điện động E cảm ứng ra quận dây stator với dòng điện kích từ khi dòng điện tải bằng không trong hệ đơn vị tương đối với:

E* =

iii 

) như vậy

Iq = cos = 0 Id = Isin = I  E = jIxd Vậy ta có đồ thị véc tơ

Hình 1.4 - Đồ thị véc tơ

Lúc ngắn mạch phản ứng phần ứng là khử từ, mạch từ của máy không bão hoà vì từ thông khe hở không khí  cần thiết để sinh ra E = E – Ixud = Ixư Rất nhỏ Như vậy quan hệ I = f(It) là đường thẳng

ItI = f(It)

Hình 1.5 - Đặc tính ngắn mạch

Tỷ số ngắn mạch: Tỷ số ngắn mạch K là tỷ số dòng điện ngắn mạch Ino ứng với dòng điện kích thích sinh ra suất điện động E = Udm khi không tải với dòng điện định mức

K  (Trong đó:

xUI  )

xd trị số bão hoà của điện kháng đồng bộ dọc trục ứng với E = Udm



xd* thường lớn hơn 1 vậy K < 1  Ino < Iđm

I = f(it)U = f(it)Udm

Hình 1.6 Tỷ số ngắn mạch:

2.3 Đặc tính ngòai và độ thay đổi điện áp Udm của máy phát đồng bộ

U = f(I) khi it = const ; cos =const ; f = fdm

Đặc tính ngoài là quan hệ điện áp đầu ra của máy phát khi dòng điện tải thay đổi với dòng điện kích từ, hệ số công suất và tần số là không đổi Dòng điện it - ứng với Udm ; Idm ; cos =const ; f = fdm - được gọi là dòng điện từ hoá định mức

cos (®iÖn dung)

cos(®iÖn c¶m)

Hình 1.7 - Đặc tính ngoài

Từ hình vẽ ta thấy dạng đặc tính ngoài phụ thuộc vào tính chất tải Nếu tải có tính cảm khi I tăng phản ứng khử từ của phần ứng tăng, điện áp giảm và đường biểu diễn đi xuống Ngược lại nếu tải có tính dung khi I tăng , phản ứng phần ứng là trợ từ, điện áp tăng và đường biểu diễn đi lên

Độ thay đổi điện áp định mức Udm cuả máy phát điện đồng bộ là sự thay đổi điện áp khi tải thay đổi từ định mức với cos = cosdm đến không tải trong điều kiện không thay đổi dòng điện kích thích

Udm = 100U

2.4 Đặc tính điều chỉnh

it = f(I) khi U = const ; cos = const ; f = fdm

Đặc tính điều chỉnh là quan hệ của dòng kích từ với dòng điện tải để luôn giữ cho điện áp không thay đổi Nó cho biết hướng điều chỉnh dòng điện it của máy phát đồng bộ để giữ cho điện áp ra U ở đầu máy phát không đổi

cos(®iÖn dung)cos

cos (®iÖn c¶m)

Hình 1.8 - Đặc tính điều chỉnh

Ta thấy với tải cảm khi I tăng, tác dụng của phản ứng phần ứng tăng làm cho U bị giảm Để giữ cho U không đổi phải tăng dòng điện từ hoá it Ngược lại ở tải dung khi I tăng, muốn giữ U không đổi phải giảm it thông thường cosdm = 0,8 ( thuần cảm) nên từ thông tải (U = Udm ; I = 0) đến tải đinh mức (U = Udm ; I = Idm) phải tăng dòng điện từ hoá

2.5 Đặc tính tải

U= f(it) khi I = const ; cos = const ; f= fđm

Đặc tính tải là quan hệ giữa điện áp đầu ra của MFĐ với dòng kích từ khi tải là không đổi Với các trị số khác nhau của I và cos sẽ có các đặc tính tải khác nhau, trong đó có ý nghĩa nhất là đặc tính tải thuần cảm ứng cos = 0 ( = 900) và I = Iđm Đặc tính tải thuần cảm có thể suy ra được từ đặc tính không tải và tam giác điện kháng

Từ đặc tính ngắn mạch (đường 2) để có trị số In = Idm dòng điện kích thích itn hoặc sức từ động Ftn cần thiết bằng Ftn=itn =

OC Khi máy làm việc ở chế độ ngắn mạch sức từ động của cực từ Ftn = OC gồm hai phần Một phần để khắc phục phản ứng khử từ của phần ứng BC = kưdFưd sinh ra Eưd phần còn lại OB = OC – BC sẽ sinh ra suất điện động tản từ Fư = Idmxư = AB ( A nằm trên đoạn thẳng của đặc tính không tải đường 1 vì lúc đó mạch từ không bão hoà)

Tam giác ABC được hình thành như trên được gọi là tam giác điện kháng các cạnh BC và AB của tam giác tỷ lệ với dòng tải định mức Idm

Đem tịnh tiến tam giác điện kháng ABC sao cho điểm A tựa trên đặc tính không tải thì đỉnh C sẽ vẽ thành đặc tính thuần cảm (đường 3)

I = 0I = Idm

231

động cơ sơ cấp của máy phát dẫn tới thay đổi cả tần số của máy phát Như vậy trong qúa trình điều khiển máy phát bên cạnh việc ổn định điện áp ra của máy phát ta còn phải ổn định cả tần số máy phát khi tải thay đổi Thực chất của điều này là ta phải ổn định tốc độ quay của động cơ khi tải thay đổi

Đối với mỗi loại động cơ/tuốc-bin sơ cấp thì có các bộ điều tốc khác nhau Tuy nhiên, Đồ án Tốt nghiệp của em chỉ mong muốn đề cập đến loại điều tốc của động cơ sơ cấp Diesel, nhằm tương thích với công suất của yêu cầu của Đồ án

Động cơ Diezel dùng để kéo máy phát điện trong khi hoạt động luôn thường xuyên phải thay đổi chế độ làm việc một cách đột ngột, nghĩa là các chế độ làm việc ổn định của động cơ luôn bị phá vỡ Khi phụ tải thay đổi thì tốc độ của động cơ cũng thay đổi Khối lượng bánh đà có thể bù trừ phần nào mức độ chênh lệch giữa công suất động cơ và công suất cần thiết của máy công tác, nhưng nó chỉ mang tính chất tạm thời hơn nữa nếu kích thước bánh đà càng nhỏ thì tác dụng bù trừ ấy càng ít

Muốn giữ cho số vòng quay của động cơ nằm trong một giới hạn cần thiết phải luôn thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho động cơ để loại trừ tình trạng mất cân bằng năng lượng giữa động cơ và máy công tác Nhưng trên thực tế trong điều kiện phụ tải luôn thay đổi đột ngột không thể dùng tay để điều chỉnh lượng nhiên liệu, vì vậy các loại đông cơ Diezel dùng để chạy máy phát điện luôn cần có một cơ cấu đặc biệt điều chỉnh tự động lượng nhiên liệu cấp cho động cơ trong mỗi chu trình công tác để đảm bảo công suất động cơ luôn cân bằng với công suất của máy công tác qua đó giữ cho số vòng quay của động cơ không thay đổi

Hiện nay có rất nhiều loại điều tốc trên mỗi động cơ sở dụng bộ điều tốc nào là tuỳ thuộc vào loại động cơ, đặc điểm của máy công tác và toàn bộ thiết bị

Đối với động cơ Diezel dùng để chạy máy phát luôn phải hoạt động trong điều kiện giữ tốc độ quay không đổi khi tải thường xuyên thay đổi một cách đột ngột, nên động cơ rất dễ vượt quá số vòng quay cho phép giới hạn của động cơ một mặt có thể gây ra ứng suất cơ giới hạn vượt quá giá trị cho phép, mặt khác còn phá hoại nghiêm trọng các quá trình làm việc của động cơ Vì những lý do trên mà đối với động cơ Diezel dùng để chạy máy phát điện bắt buộc phải lắp bộ điều tốc

Động cơ Diezel thường rất nhạy cảm với các chế độ tốc độ Nếu tốc độ động cơ vượt quá số vòng quay thiết kế, thường làm giảm nhanh chất lượng của các quá trình công tác vì lúc ấy hệ số dư lượng không khí và chất lượng hình thành khí hỗn hợp đều giảm nhanh lúc ấy một mặt thời gian cháy bị rút ngắn mặt khác chất lượng của quá trình cháy cũng giảm Nhiên liệu không cháy hết và quá trình cháy còn phải kéo dài thêm trên đường giãn nở, làm động cơ rất nóng (đặc biệt là cơ cấu thải và nhóm pittông) Tốn nhiều nhiên liệu, có thêm muội than trong khí thải của đông cơ dẫn đến động cơ chóng hỏng

Phân loại các loại điều tốc:

Nguyên tắc làm việc của phần tử cảm ứng (phần tử gây cảm ứng trực tiếp với độ biến thiên của tốc độ) gồm các bộ điều tốc: Cơ giới, thuỷ lực, chân không và điện

Theo công dụng gồm loại một chế độ (trong đó có loại chính xác, loại giới hạn và loại bảo hiểm) hai chế độ (đảm bảo cho động cơ làm việc ổn định ở số vòng quay cực tiểu và hạn chế số vòng quay cực đại) và nhiều chế độ (qua cơ cấu điều khiển, có thể đảm bảo cho động cơ làm việc ở bất kỳ số vòng quay nào trong phạm vi số vòng quay công tác của động cơ)

Ngoài sự phõn loại như trờn trong thực tế người ta con phõn ra làm rất nhiều loại tuỳ thuộc vào cơ cấu tỏc động, …

Theo nguyờn tắc hoạt động của mỏy phỏt điện thỡ để đảm bảo tần số của dũng điện là khụng đổi khi tải thay đổi thỡ tốc độ quay của roto phải khụng đổi như vậy động cơ sơ cấp kộo roto phải khụng thay đổi Như vậy đối với động cơ Diezel chạy mỏy phỏt điện thỡ cơ cấu để đảm bảo tốc độ quay của roto khụng đổi người ta thường dựng bộ điều tốc một chế độ

1 Lò xo2 Quả văng3 Khớp trượt

Hỡnh 1.10 - Bộ điều tốc một chế độ của mỏy phỏt điờn Diezel

Lũ xo của bộ điều tốc cú lực ộp ban đầu khụng đổi do đú quả văng của bộ điều tốc dưới tỏc dụng cuả lực ly tõm chỉ cú thể vận động khi chế độ tốc độ của động cơ đạt tới một giỏ trị nhất định Nếu cắt phụ tải bờn ngoài động cơ cú khuynh hướng làm tăng số vũng quay, lỳc ấy dưới tỏc dụng của lực ly tõm, cỏc quả văng của bộ điều tốc sẽ văng ra ngoài làm di động khớp trượt và thanh răng bơm cao ỏp Qua đú làm lượng nhiờn liệu cung cấp cho mỗi chu trỡnh giảm tới một giỏ trị cần thiết Nếu tăng tải bờn ngoài số vũng quay của động cơ xẽ giảm một quỏ trỡnh sẽ sảy ra ngược lại, lỳc ấy tỏc dụng của lực ly tõm nhỏ đi do tốc độ của động cơ giảm, cỏc quả văng của bộ điều tốc sẽ văng ớt đi làm di động khớp trượt và thanh răng bơm cao ỏp Qua đú làm lượng nhiờn liệu cung cấp

cho mỗi chu trỡnh tăng tới một giỏ trị cần thiết đảm bảo tốc độ động cơ sẽ được giữ khụng đổi Tất cả cỏc chế độ làm việc của động cơ lỳc này sẽ nằm trờn đặc tớnh điều tốc ab là những chế độ chớnh qui của động cơ cú lắp thờm bộ điều tốc này Tất nhiờn là động cơ cú thể làm việc ở cỏc chế độ ngoài đường đặc tớnh điều tốc ab nhưng đú chỉ là cỏc chế độ chuyển tiếp

Như vậy bộ điều tốc giữ cho số vũng quay của động cơ hầu như khụng đổi và khụng phụ thuộc vào tải

1,2,3: đặc tính ngoàiab: đặc tính điều chỉnh

Hỡnh 1.11 - Đặc tớnh của bộ điều tốc một chế độ :

Bờn cạnh cỏc bộ ổn định tốc độ cơ khớ như trờn thỡ trờn thực tế hiện nay người ta thường dựng những bộ ổn định tốc độ bằng điện

Một hệ thống ổn định tốc độ của động cơ bằng điện thụng thường gồm cú hai phần: phần bảo vệ quỏ tốc độ động cơ và phần khống chế điều chỉnh tốc độ động cơ

Phần bảo vệ quỏ tốc độ động cơ:

Khi động cơ mất điều khiển tốc độ động cơ cú thể tăng lờn rất cao điều này làm cho cỏc cơ cấu cơ khớ khụng thể chịu được cỏc lực ly tõm lớn xuất hiện do đú cỏc cơ cấu cơ khớ cú thể bị phỏ hỏng đồng thời cú thể gõy nguy hiểm cho người vận hành mỏy Khi đú bộ phận bảo vệ quỏ tốc độ cú nhiệm vụ phỏt hiện ra sự cố đồng thời khống chế tốc độ động cơ sơ cấp ở một tốc độ an toàn do đú đảm bảo an toàn cho mỏy và người vận hành

- Khối điều khiển

- Bộ cảm biến tốc độ động cơ - Cơ cấu chấp hành

- Bộ bảo vệ quỏ tốc độ động cơ

So Sánh khuếchđại

Hoạt động của sơ đồ được mô tả như sau:

Tốc độ động cơ được đo bằng một cảm biến, tín hiệu điện này sẽ được gửi tới bộ so sánh ở đây bộ so sánh sẽ so sánh giữa tốc tộ thực tế của động cơ và tốc độ đặt trước Sau đó tín hiệu so sánh được khuếch đại và chuyển tới một cơ cấu chấp hành (là một nam châm điện từ) nó sẽ điều chỉnh cần điều khiển của bơm nhiên liệu làm tăng hoặc giảm khối lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ làm tốc độ động cơ không thay đổi

4 Hệ thống tự động điều khiển kích từ

Thiết bị tự động điều chỉnh kích từ bao gồm một loạt các kênh liên hệ ngược điều khiển điện áp kích từ của máy phát kích thích (gián tiếp điều khiển điện áp kích từ của máy phát chính ) Trường hợp hệ thống kích từ dùng Thyristor (chỉnh lưu có điều khiển) tín hiệu từ thiết bị tự động điều chỉnh kích từ điều khiển trực tiếp dòng kích từ Lúc đầu thiết bị tự động điều chỉnh kích từ được thiết kế chỉ với mục đích điều chỉnh điện áp (giữ điện áp đầu cực trong quá trình máy phát làm việc) Cấu tạo đơn giản bởi các kênh phản hồi âm theo độ lệch điện áp và phản hồi dương theo độ lệch dòng điện Hiện nay thiết bị tự động điều chỉnh kích từ có cấu trúc phức tạp hơn nhiều, thực hiện các nhiệm vụ ổn định hệ thống giảm dao động công suất

Các phần chính trong cấu trúc của thiết bị tự động điều chỉnh kích từ gồm:

Các kênh điều chỉnh theo độ lệch các tham số chế độ (điện áp đầu cực máy phát , dòng stato ) Các kênh này có ảnh hưởng chung nhưng chủ yếu đến các đặc tính tĩnh và chế độ xác lập

Các kênh điều chỉnh theo tín hiệu đạo hàm của các tham số chế độ Các kênh này chỉ ảnh hưởng đến các đặc tính động của hệ thống như điều kiện ổn định (chủ yếu ổn định tĩnh), đến

chất lượng của quỏ trỡnh quỏ độ, nhưng khụng cú tỏc dụng đối với cỏc đặc tớnh tĩnh

Bộ phận kớch thớch cường hành tỏc động lờn quỏ trỡnh quỏ độ khi cú những kớch động lớn, cú ý nghĩa nõng cao tớnh ổn định tĩnh cho hệ thống

Theo đặc tớnh làm việc người ta chia thiết bị tự động điều chỉnh kớch từ ra làm hai loại chớnh thiết bị tự động điều chỉnh kớch từ tỏc động tỉ lệ và thiết bị tự động điều chỉnh kớch từ tỏc động mạnh

dây rotoUf

đến cuộn dây rotochỉnh lưu thyristor

Hỡnh 1.14 - thiết bị tự động điều chỉnh kớch từ tỏc động mạnh- Khõu Đo lường - ĐL

- Biến đổi - BĐ - So sỏnh - SS

- Các cuộn dây kích từ - C1, C2 và C3 - Kênh phản hồi – PHM

- Kích thích cường hành – CH - Bộ ổn định công suất – VP - Bộ chỉnh lưu Thyristor - TCL

Các thiết bị tự động điều chỉnh kích từ tác động tỉ lệ chỉ gồm các kênh điều chỉnh theo độ lệch thông số, do đó tác động điều chỉnh tương đối chậm (tương thích với hệ thống kích từ bằng máy phát một chiều hoặc máy phát xoay chiều tần số cao) Do bị giới hạn bởi hệ số khuếch đại chất lượng điều chỉnh điện áp cũng không cao Hiện nay sử dụng chủ yếu loại này ở những nhà máy không có yêu cầu cao về chất lượng điều chỉnh điện áp, không có yêu cầu đặc biệt về ổn định hệ thống, các nước Tây âu coi thiết bị tự động điều chỉnh kích từ có cấu trúc này là chuẩn cho các máy phát điện thông thường

Các thiết bị tự động điều chỉnh kích từ tác động nhanh có cấu tạo đặc biệt , thêm các kênh điều chỉnh theo đạo hàm thông số Lý thuyết thiết bị tự động điều chỉnh kích từ hiện nay chưa thống nhất Các nước thuộc Liên Xô cũ xây dựng cơ sở lý thuyết về thiết bị tự động điều chỉnh kích từ tác động mạnh trên cơ sở ổn định hệ thống nói chung, nhằm tạo ra các thiết bị tự động điều chỉnh kích từ chất lượng điều chỉnh điện áp rất cao, trong khi vẫn đảm bảo được ổn định cho bản thân thiết bị điều chỉnh (và do đó nâng cao đáng kể tính ổn định của hệ thống nói chung) Trong khi các nước Tây âu đặt thêm bộ phận điều chỉnh phụ ghép với thiết bị tự động điều chỉnh kích từ nhằm giảm dao động công suất (gọi là bộ phận ổn định công suất – Power System Stabilyzer)

Thiết bị tự động điều chỉnh kích từ tác động tỉ lệ thực hiện điều chỉnh kích từ theo độ lệch điện áp đầu cực máy phát thông qua các phần tử đo lường (máy biến điện áp), thiết bị biến đổi (chỉnh lưu và lọc) được đưa vào bộ phận so sánh Hiệu số độ lệch nhận

được U = U0 – UF được khuếch đại bởi bộ phận khuếch đại rồi đưa đến cuộn dây kích từ của máy phát kích thích Trị số điện áp so sánh U0 được lấy sao cho khi điện áp đầu cực máy phát bằng trị số đặt thì U = 0 Khi đó máy phát kích thích làm việc chỉ với dòng kích từ trong cuộn C1 Do U = U0 – UF nên thiết bị làm việc theo nguyên lý phản hồi âm Để đảm bảo tính ổn định của bộ phận điều chỉnh trong chế độ quá độ, thiết bị tự động điều chỉnh kích từ tác động tỉ lệ có thêm kênh phản hồi tốc độ PHM tác động theo tín hiệu đạo hàm cấp 1 của điện áp kích từ (của máy kích thích)

Bộ phận kích thích cường hành thực chất là một rơle điện áp thấp nối với khâu khuếch đại điện áp đầu cực máy phát giảm tới 20% so với trị số định mức rơle tác động đưa điện áp tối đa vào cuộn C3 Nhờ đó điện áp đầu ra của máy kích thích đạt trị số cực đại Tác động này làm tăng momen điện từ máy phát nhờ đó nâng cao tính ổn định

Về cấu trúc, khác với thiết bị tự động điều chỉnh kích từ tác động tỉ lệ, thiết bị tự động điều chỉnh kích từ tác động mạnh có thêm một loạt kênh tín hiệu là đạo hàm thông số chế độ, cùng đưa vào bộ khuếch đại Phần tác động điều chỉnh điện áp theo độ lệch và kích thích cường hành không thay đổi Các kênh mới này rõ ràng không có tác động nào ở chế độ xác lập (vì tín hiệu bằng 0) Tuy nhiên lại có hiệu quả cao đối với chất lượng điều chỉnh điện áp và ổn định tĩnh hệ thống điện Vấn đề là ở chỗ, nhờ có các kênh này có thể nâng cao hệ số khuếch đại tín hiệu độ lệch điện áp lên rất lớn do kênh điều chỉnh, trong khi vẫn giữ được ổn định cho bộ phận điều chỉnh Khi đó một cách gián tiếp đem lại hiệu quả cao về phương diện chất lượng điều chỉnh điện áp và tính ổn định chung của hệ thống Vấn đề là phải chọn được cấu trúc thích hợp và hiệu chỉnh đúng các hệ số đặt ứng với hệ thống điện cụ thể

Chương 2: Sơ đồ tự động điều chỉnh điện áp máy phát điện

Chức năng điều khiển bao gồm điều khiển điện áp và công suất phản kháng phát vào lưới và tăng cường tính ổn định của hệ thống điện Trong khi đó chức năng bảo vệ sẽ đảm bảo rằng các thông số giới hạn của máy đồng bộ, hệ thống kích thích và các bộ phận khác của máy không bị vượt quá

1.2 Yêu cầu chung đối với một hệ thống kích từ

Yêu cầu đối với một hệ thống kích từ được đưa ra dưới hai tiêu chí đó là yêu cầu theo tiêu chí máy phát và yêu cầu theo tiêu chí hệ thống điện

1.2.1 Theo tiêu chí máy phát

Yêu cầu cơ bản theo tiêu chí này là hệ thống kích từ phải cung cấp và tự động điều chỉnh dòng điện đi vào dây quấn kích từ của máy phát đồng bộ để đảm bảo duy trì điện áp đầu ra của máy phát khi tải thay đổi trong khả năng cung cấp liên tục của máy phát Các giới hạn về thay đổi nhiệt độ, điều kiện làm việc của thiết bị, điều kiện quá tải v.v phải được tính toán khi chế độ ổn định được xác định

Thêm vào đó, hệ thống kích từ phải đáp ứng được các biến động quá độ của tải bằng áp đặt từ trường phù hợp với khả năng đáp ứng đồng thời và ngắn hạn của máy phát Khả năng của máy phát ở đây là các giới hạn của một số yếu tố như: cách điện dây quấn rô-to khi điện áp tăng cao, độ tăng nhiệt độ rô-to do dòng điện từ trường tăng cao, độ tăng nhiệt độ của stator do dòng tải tăng ở dây quấn phần ứng; độ tăng nhiệt các đầu búi dây ở chế độ thiếu kích thích và quá điện áp hoặc quá tần số Các giới hạn về nhiệt có hằng số thời gian quán tính nhất định và khả năng quá tải ngắn hạn của máy phát có thể ở trong khoảng từ 15 đến 60 giây Để đảm bảo sử dụng tối ưu hệ thống kích từ, hệ thống kích từ phải có khả năng đáp ứng các yêu cầu của hệ thống bằng cách tận dụng triệt để các khả năng ngắn hạn của máy phát sao cho không vượt quá các giới hạn

1.2.2 Theo tiêu chí hệ thống điện

Theo tiêu chí này, hệ thống kích từ phải đóng vai trò điều khiển hiệu quả điện áp và nâng cao tính ổn định của hệ thống điện Nó phải có khả năng đáp ứng nhanh đối với những biến động của hệ thống để nâng cao độ ổn định quá độ và tác động nhanh đối với từ trường nhằm tăng cường tính ổn định tín hiệu nhỏ (ổn định tĩnh) của hệ thống

Theo lịch sử, vai trò của hệ thống kích từ trong việc tăng cường vận hành hệ thống điện ngày càng tăng cao Các hệ thống kích từ thời kỳ đầu được điều khiển bằng tay để duy trì điện áp đầu cực và công suất phản kháng của máy phát Khi việc điều khiển điện áp đầu cực của máy phát lần đầu tiên được tự động hoá, quá trình điều khiển đó diển ra rất chậm, chủ yếu là đóng vai trò cảnh báo Trong những năm 1920 khi vai trò của các bộ ổn áp tác động nhanh đối với độ ổn định quá độ và độ ổn định tĩnh của hệ thống điện được phát hiện, người ta càng quan tâm hơn nhiều đến khả năng của hệ thống kích từ và các máy kích từ (excitor) cùng với các bộ ổn định điện áp (voltage

regulator) đáp ứng nhanh đã sớm được đưa vào ứng dụng cho các hệ thống điện Hệ thống kích từ theo đó đã có các bước tiến hoá liên tục Trong những năm 1960 hệ thống kích từ đã được mở rộng bằng việc sử dụng các tín hiệu ổn định phụ, ngoài các tín hiệu về sai lệch điện áp đầu ra, để điều khiển điện áp từ trường nhằm loại bỏ các dao động của hệ thống Người ta coi việc điều khiển kích từ này như là bộ ổn định hệ thống điện Trên thực tế ngày nay các hệ thống kích từ hiện đại có khả năng đáp ứng đồng thời đối với các điện áp ngưỡng cao Việc phối hợp về năng lực áp đặt từ trường cao cùng với việc sử dụng các tín hiệu ổn định phụ sẽ đóng góp lớn cho việc nâng cao ổn định động trong vận hành hệ hệ thống điện

1.3 Các phương pháp Tự động Điều chỉnh Kích từ

Như ta đã biết để điều chỉnh điện áp phát ra của máy phát người ta thường điều chỉnh dòng kích từ nhờ một bộ điều chỉnh bằng tay hoặc tự động hệ thống kích từ Trong chế độ làm việc bình thường điều chỉnh dòng kích từ sẽ điều chỉnh được điện áp đầu cực máy phát thay đổi được lượng công suất phản kháng phát vào lưới Thiết bị điều chỉnh kích từ làm việc nhằm giữ điện áp không thay đổi (với độ chính xác nào đó) khi phụ tải biến động Ngoài ra thiết bị tự động điều chỉnh kích từ còn nhằm mục đích nâng cao giới hạn công suất truyền tải từ máy phát điện vào hệ thống, đảm bảo sự ổn định tĩnh, nâng cao sự ổn định động

Để cung cấp một cách tin cậy dòng một chiều cho cuộn dây kích từ của máy phát điện đồng bộ, cần phải có một hệ thống kích từ thích hợp với công suất định mức đủ lớn Thông thường đòi hỏi công suất định mức của hệ thống kích từ bằng (0,2 – 0,6%) công suất định mức máy phát điện

Dòng điện kích từ chạy trong các cuộn dây rôto của máy phát điện đồng bộ là dòng điện một chiều vì vậy cần có hệ thống nguồn cung cấp riêng Hệ thống kích từ, điều chỉnh dòng kích từ trong quá trình

làm việc là thiết bị tự động điều chỉnh kích từ Đặc tính của hệ thống kích từ và cấu trúc thiết bị điều chỉnh kích từ có ý nghĩa quyết định không những đối với chất lượng điều chỉnh điện áp mà còn đến tính ổn định hệ thống Ta xét đặc tính một số loại kích từ chính

Trong thực tế người ta có 4 phương pháp để điều chỉnh dòng kích từ một cách tự động đó là các phương pháp sau:

Hệ thống kích từ dùng máy phát điện một chiều

Hệ thống kích từ dùng các máy phát điện xoay chiều có vành góp Hệ thống kích từ dùng các máy phát điện xoay chiều không vành

góp

Hệ thống kích từ xoay chiều dùng nguồn chỉnh lưu có điều khiển

1) Hệ thống kích từ dùng máy phát điện một chiều

Ở các máy phát điện công suất nhỏ hệ thống kích từ là các máy phát điện một chiều

Máy phát điện một chiều làm nhiệm vụ kích thích này (còn gọi là máy phát điện kích thích) có thể được kích thích độc lập hoặc song song cuộn dây kích thích của nó có thể chia làm nhiều cuộn dây cùng làm việc Cuộn chính C1 tác động điều chỉnh bằng tay

cuộn C2 làm việc thông qua tác động của thiết bị điều chỉnh kích từ trong các chế độ làm việc bình thường Cuộn C3 chỉ tác động khi có tín hiệu sự cố (chế độ kính thích cường hành) Tín hiệu đầu vào cho thiết bị điều chỉnh kích từ lấy từ các máy biến dòng và máy biến áp đặt tại đầu cực máy phát Nhược điểm chủ yếu của hệ thống kích từ dùng máy phát điện một chiều là bị giới hạn bởi công suất nhỏ (hạn chế làm việc bởi tia lửa phát sinh trên vành đổi chiều) và có hằng số quán tính điều chỉnh lớn (Te = 0,3 – 0,5s)

2) Hệ thống kích từ dùng máy phát điện xoay chiều tần số cao chỉnh lưu

Do không có vành đổi chiều công suất có thể tăng lên đáng kể áp dụng được cho các máy phát ba pha công suất từ 200 – 300 MW Tuy nhiên nhựơc điểm của loại này là công suất chế tạo vẫn bị giới hạn, do tia lửa vành trượt suất hiện khi có công suất lớn (cần có vành trượt đưa điện vào stato) Ngoài ra hằng số quán tính có trị số khoảng ( 0,3- 0,4s)

3) Hệ thống kích từ dùng máy phát kích từ xoay chiều không vành trượt:

Trong hệ thống kích từ này người ta dùng một máy phát điện xoay chiều 3 pha quay cùng trục với máy phát điện chính làm nguồn cung cấp Máy phát xoay chiều kích từ có kết cấu đặc biệt: Cuộn kích từ đặt ở stato, còn cuộn dây 3 pha lại đặt ở rôto Dòng điện xoay chiều 3 pha tạo ra ở máy phát kích thích được chỉnh lưu thành dòng một chiều nhờ một bộ chỉnh lưu công suất lớn cùng gắn ngay trên trục rôto của máy phát Nhờ vậy mà cuộn dây kích từ của máy phát điện chính có thể nhận được ngay dòng điện chỉnh lưu không qua vành trượt và chổi than Để cung cấp dòng điện một chiều của máy phát kích thích (đặt ở stato) mà nguồn cung cấp của nó có thể là nguồn một chiều bằng Ac-qui hoặc một nguồn xoay chiều khác bất kỳ thông qua chỉnh lưu có hoặc không có điều khiển

Tác động của hệ thống tự động điều chỉnh kích từ được đặt trực tiếp vào cửa điều khiển của bộ chỉnh lưu, làm thay đổi dòng kích từ của máy phát điện kích thích, tương ứng với mục đích điều

chỉnh điện áp phát ra của máy phát Như vậy hoàn toàn không có vành trượt đưa điện vào roto công xuất chế tạo không bị hạn chế, ngoài ra do nối trực tiếp hằng số thời gian cũng giảm đi đáng kể (0,1 – 0,15s)

4) Hệ thống kích từ xoay chiều dùng nguồn chỉnh lưu có điều khiển

Hình 2.4 - Hệ thống kích từ chỉnh lưu có điều khiển

Hệ thống này cho phép tạo ra hằng số có quán tính rất nhỏ 0,02 – 0,04s nhờ khả năng điều chỉnh trực tiếp dòng kích từ (chạy qua các Thyristor) đi vào cuộn dây roto máy phát điện đồng bộ Hiện nay tại các nhà máy phát điện chủ yếu sử dụng loại hệ thống kích từ này Hằng số quán tính nhỏ là điều kiện quan trọng cho phép nâng cao chất lượng điều chỉnh điện áp và tính ổn định

TĐK

F

U

2 Lựa chọn phương án

Theo yêu cầu của đồ án với cấu hình là MFĐ3, công suất P = 125kW, U = 380/220 (V), sử dụng máy phát phụ xoay chiều 3 pha, Ukt = 100V, Ikt = 6(A), em tính chọn sử dụng Hệ thống máy phát kích từ xoay chiều, dùng điều chỉnh kích từ chỉnh lưu có điều khiển Theo đó hệ thống sẽ sử tự động điều khiển đưa dòng điện một chiều đưa vào cuộn dây kích từ của máy phát kích thích Phương pháp điều khiển kích từ náy có những ưu điểm chính sau:

Thiết bị đơn giản, rẻ tiền, Điều khiển dễ dàng, Đặc tính điều chỉnh tốt,

Hằng số thời gian quán tính và điều chỉnh nhỏ, Thiết bị không cần sử dụng vành góp

điện xoay chiều theo phương án lựa chọn

Hình 2.5 – Sơ đồ điều khiển kích từ dùng chỉnh lưu điều khiển tia 3 pha dùng hệ thống Máy phát kích từ xoay chiều không vành

ĐK A

B C

Ikt

Ikt

Chương 3 - Thiết kế và tính toán mạch động lực

1 Chỉnh lưu có điều khiển ba pha

I Chỉnh lưu ba pha hình tia có điều khiển :

ia ib icTcTbTa

)

ec = 2E2sin(  - 43

)

- Trường hợp tải cảm kháng (không xét dòng gián đoạn)

Do năng lượng tích luỹ trong phần cảm nên khi một Thyristor nào đó thông thì quá trình khoá Thyristor đó bị kéo dài Điện cảm càng lớn thì quá trình khoá Thyristor càng dài Trong sơ đồ chỉnh lưu ba pha hình tia, khi một Thyristor kết thúc quá trình khoá kéo dài mà Thyristor kế tiếp chưa có xung mở thì dòng điện phụ tải bị gián đoạn Trường hợp ngược lại, khi một Thyristor chưa kết thúc quá trình khoá kéo dài mà Thyristor kế tiếp đã có xung mở thì dòng điện phụ tải sẽ liên tục

Vậy, chế độ làm việc và đặc điểm chuyển mạch của sơ đồ chỉnh lưu có điều khiển hình tia khi góc mở   0 không những phụ thuộc vào tính chất của phụ tải, điện cảm của nguồn mà còn phụ thuộc cả vào góc mở 

Với tải cảm kháng có hai chế độ dòng điện :

- Gián đoạn : khi trị số độ tự cảm L nhỏ và góc mở   6

đủ lớn

- Liên tục : khi góc mở   6

không phụ thuộc vào trị số điện

cảm hoặc khi góc mở   6

với trị số điện cảm lớn Với L =  thì dòng điện tải sẽ liên tục không phụ thuộc vào trị số góc mở 

Khi độ tự cảm của nguồn được bỏ qua (Hình b) Lng = 0 thì đó là chuyển mạch tức thời Điện áp trung bình trên phụ tải được tính :

U0 = 32

 = 1,17E2

Khi độ tự cảm nguồn Lng  0 thì đó là chuyển mạch có quá trình (Hình c) với góc trùng dẫn  = t Điện áp chỉnh lưu tức thời như đã phân tích là một đường cong phức tạp hơn do có sự giảm điện áp lúc trùng dẫn và điện áp trung bình trên phụ tải được tính :

U0 = 2

baee 

23 LngIO

Khi xảy ra hiện tượng trùng dẫn có hai Thyristor thông, hai nguồn tương ứng bị ngắn và điện áp chỉnh lưu nhỏ hơn so với trường hợp lý tưởng Lng = 0

U’O =   E2cosU2

II Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng

Uf0

Chỉnh lưu cầu ba pha có sơ đồ nguyên lý như hình Sáu Thyristor chia làm hai nhóm: nhóm Cathode chung (T1, T3, T5) và nhóm Anode chung (T2, T4, T6)

Xét sự làm việc của sơ đồ ở một số khoảng thời gian : Khoảng

 3

Trong khoảng này các suất điện động nguồn có quan hệ ea > ec > eb Với nhóm Cathode chung, T1 có thế Anode dương cao nhất nên nếu có xung mở (góc mở ) thì T1 sẽ thông, dẫn tới thế Cathode của T3 và T5 cao hơn thế Anode của chúng và các Thyristor T3 và T5 bị khoá do phân áp ngược

Với nhóm Cathode chung, T6 có thế âm thấp nhất nên nếu có xung mở (góc mở ) thì T6 sẽ thông, dẫn tới thế Anode của T2 và T4 cao hơn thế Cathode của chúng và các Thyristor T2 và T4 bị khoá do phân áp ngược Vậy trong khoảng này T1 và T6 dẫn dòng từ nguồn tới tải

Khoảng 63 

Trong khoảng này ea > eb > ec Với nhóm Cathode chung, T1 vẫn có thế Anode dương cao nhất nên vẫn thông, còn các T3 và T5 bị phân áp ngược nên bị khoá (dù cho có xung mở)

Với nhóm Anode chung, T2 bây giờ có thế Cathode âm thấp nhất nên nếu có xung mở thì T2 sẽ thông và khi T2 thông sẽ đặt điện thế Vc âm thấp nhất vào Anode chung, dẫn đến T6 đang thông trước đó bị phân áp ngược và khoá lại Dòng điện phụ tải được dẫn từ nguồn qua T1 , T2

Khoảng 65 

Trong khoảng này eb > ea > ec Với nhóm Cathode chung, T3 vẫn có thế Anode dương cao nhất nên nếu có xung mở thì sẽ thông và khi thông sẽ đặt điện thế Vb dương cao nhất vào Cathode chung, dẫn đến T1 đang thông trước đó bị phân áp ngược và bị khoá lại ngay (T5 vẫn khoá)

Với nhóm Anode chung, T2 vẫn có thế Cathode âm thấp nhất nên vẫn thông, còn các T4 , T6 bị phân áp ngược nên vẫn khoá (dù có xung mở) Dòng điện phụ tải được dẫn từ nguồn qua T3 và T2 Lập luận tương tự cho các khoảng tiếp theo :

 69

, 69

 611

,

611 

13, Ta có bảng kết quả :