2. Tính, chọn Thyristor và các thiết bị bảo vệ 1 Tính chọn Thyristor.
PHẦN 4: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN
I. Mục đích:
Khi thiết kế ta cần quan tâm đến các yếu tố sau:
Ø Thyristo chỉ mở cho dòng chảy qua khi có điện áp dương đặt lên anôt và có tín hiệu dương (xung dương) đặt vào cực điều khiển của Thyristor. Tín hiệu này có điện áp từ 2÷10V, và dòng điều khiển khoảng 10µA, thời gian mở của Thyristor tm hay độ rộng xung tx = 20 ÷ 100 µs đối với thiết bị chỉnh lưu; tx ≤ 10 µs đối với các thiết bị biển đổi tần số cao. Độ dốc sườn trước khoảng 150÷200V/độ.
Ø Trong trường hợp mạch có tính điện cảm lớn độ rộng xung cần phải lớn hơn khoảng 50µs thì mới đảm bảo thời gian dòng tải kịp tăng lên đến giá trị dòng duy trì của Thyristor .
II. Yêu cầu:
Ø Mỗi Thyristo đều có một đặc tính đầu vào, đó là quan hệ giữa điện áp trên cực điều khiển và dòng điện chạy qua cực điều khiển: Uđk=f(iđk).
Ø Do sai lệch về thông số chế tạo và điều khiển làm cho ngay cả Thyristor cùng loại cũng có đặc tính đầu vào khác nhau. Với mỗi loại Thyristor các đặc tính này dao động giữa hai đặc tính giới hạn.
Ø Về yêu cầu độ lớn của điện áp và dòng điện điều khiển có 3 yêu cầu chủ yếu sau:
ü Giá trị lớn nhất không vượt qua giá trị ở sổ tay tra cứu.
ü Giá trị nhỏ nhất cũng phải đảm bảo mở được tất cả các Thyristor cùng loại ở mọi điều kiện làm việc.
ü Tổn hao công suất trung bình ở cực điều khiển phải nhỏ hơn giá trị cho phép.
* Yêu cầu về độ rộng của xung điều khiển:
Ø Thông thường độ rộng của xung điều khiển không nhỏ hơn 5s và tăng độ rộng của xung điều khiến sẽ cho phép giảm nhỏ xung điều khiển.
Ø Khi mạch tải có điện cảm lớn thì dòng điện (Itải) tăng chậm nên phải tăng độ rộng của xung điều khiển.
*Yêu cầu về độ sườn dốc trước của xung:
Ø Độ dốc sườn trước của xung càng cao thì việc mở Thyristor càng dễ dàng, đặc biệt trong mạch có nhiều Thyristor mắc nối tiếp hoặc song song với nhau. Thông thường yêu cầu độ dốc sườn trước của xung điều khiển là:
sA A dt didk µ / 1 , 0 >
Ø Độ dốc sườn trước của xung càng tăng thì đốt nóng cục bộ Thyristor càng giảm.
*Yêu cầu sự đối xứng của kênh điều khiển:
Ø Trong các bộ biến đổi nhiều pha, nhiều van, bộ đối xứng của kênh điều khiển giữa các kênh sẽ quyết định đặc tính ra của hệ. Nếu xung điều khiển mất đối xứng thì dòng anot ở các pha sẽ quyết định đặc tính ra của hệ. Nếu xung điều khiển mất đối xứng thì dòng anot ở các pha sẽ có hình dáng và giá trị khác nhau, làm mất cân bằng sức từ động của máy biến áp, do đó tăng công suất của máy biến áp.
*Yêu cầu về độ tin cậy của mạch điều khiển:
Ø Mạch điều khiển phải làm việc tin cậy trong mọi hoàn cảnh như: khi nhiệt độ thay đổi, nguồn tín hiệu nhiễu tăng lên…
Ø Điện trở ra của xung điều khiển phải nhỏ để Thyristor không tự mở khi dòng dò tăng (Irò) .
Ø Xung điều khiển phải ít phụ thuộc vào dao động nhiệt độ, dao động điện áp nguồn.
Ø Cần khử được nhiễu cảm ứng (ở khâu so sánh, ở biến áp xungtầng ra) để tránh mở nhầm Thyristor.
*Yêu cầu về lắp ráp vận hành:
Ø Sử dụng thiết bị dễ thay thế, dễ lắp ráp và điều chỉnh. Dễ thay thế thiết bị giữa các khối cho nhau, nhưng mỗi khối phải có khả năng làm việc độc lập.
Ø ổn định điện áp ra tải và bảo vệ hệ thống khi xảy ra sự cố quá dòng ngắn mạch hay mất pha.