BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
6.2 ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU BA PHA
Để điều chỉnh điện áp ba pha, có thể sử dụng ba sơ đồ:
- Điều áp ba pha với 6 tiristor nối thành nhóm hai tiristor song song ngược liên hệ giữa nguồn và tải
- Nối tam giác ba bộ điều áp một pha. - Nối hỗn hợp ba tiristor và điôt
Bộ điều áp ba pha được tạo nên từ ba nhóm, mỗi nhóm gồm hai tiristor nối song song ngược: TA, T’A , TB, T’B, TC, T’C. Gọi uA, uB, uC là các điện áp pha hình sin
u1 = Um sin θ
u2 = Um sin (θ - 120o) u3 = Um sin (θ + 120o)
Trong các pha của tải có các dòng điện iA, iB, iC và u’A, u’B, u’C là điện áp trên các pha của tải và uThA, uThB, uThC là các điện áp trên các tiristor Các tiristor được mở ở các khoảng thời gian bằng nhau và bằng 1/6 chu kỳ theo thứ tự TA, T’C , TB, T’A, TC, T’B với góc mở α , nghĩa là tiristor TA được điều khiển với θ = α ( hình 6.6) . Để vẽ dạng sóng điện áp ta chỉ cần nghiên cứu một phần sáu chu kỳ. Vì các dòng điện pha đều giống nhau và lệch pha 2π /3 điều áp ba pha, do vậy biết iA có thể suy ra iB và iC.
Cũng vậy, ta có quan hệ giữa các điện áp u’A, u’B, u’C và uThA, uThB, uThC
6.2.1.Trường hợp tải thuần trở
Nếu tải gồm ba điện trở bằng nhau, khi góc mở tăng từ 0 đến 5π / 6, có thể xảy ra ba chế độ hoạt động như ở hình 6.7
Để đơn giản hạn chế vẽ u’A, u’B, u’C với α <θ < α +π/3 cho phép xác định điện áp trên tải của pha A là uA trong cả chu kỳ và uThA khi TA bị khoá.
Chế độ 1: 0 < α < π/3 , ba hay hai tiristor dẫn:
- Khi α <π/3, góc kết thúc dẫn của TC lớn hơn ϕ, khi thì ba tiristor dẫn, khi thì hai tiristor dẫn: u’A= R.iA = uA u’B= R.iB = uB u’C = R.iC = uC uThA= uThB= uThC =0 - Khi π/3 < θ < α +π/3, TA và T’B dẫn, do đó: u’A= - u’B=1/2 (uA-uB) iA= - iB=u’A/R u’C=R.iC=0
uThA= uThB = 0 uThC=3/2 .uC < 0
Khi ϕ đạt tới π/3 chế độ này sẽ ngừng dẫn vì ThC bị khoá trước khi ThA được mở
Chế độ 2: π/3 < α < π/2 luôn có hai tiristor dẫn:
Khi α biến thiên từ π/3 đến π/2 khoảng dẫn của các tiristor không đổi và bằng một phàn ba chu kỳ nhưng dẫn lệch pha
Khi α < θ < π+ α, các tiristor ThA và Th’B dẫn u’A= - u’B=1/2 (uB-uC) iA= - iB=u’A/R u’C = R.iC=0 uThA= uThB = 0 uThC = 3/2 .uC < 0
Khi α =π/2, chế độ này sẽ ngừng dẫn, khi góc cuối của T’B bằng α +π/3 vượt quá 5π/6, khi đó uA- uB và iA=iB=0 mở T’C
Chế độ 3: π/3 < α < π/2, có hai hoặc không có tiristor nào dẫn
Tồn tại khoảng dẫn sau các khoảng tất cả dòng điện triệt tiêy cần mở hai tiristor một lúc. Để làm việc cần phải:
- Điều khiển các tiristor bằng các tín hiệu chiều rộng lớn hơn π/3
- Gửi các xung khẳng định. Khi gửi tín hiệu mở một tiristor để bắt đầu dẫn phải gửi một xung lên cự điều khiển của tiristor vừa bị khoá. Như vậy TA nhận xưng đầu tiên ở θ =α và xung thứ khảng định ở θ = α +π/3
Khi α < θ < 5π/6, các tiristor TA và TB dẫn:
u’A= - u’B=1/2 (uA-uB); iA= - iB=u’A/R; u’C=R.iC=0; uThA= uThB = 0 uThC=3/2 .uC < 0
Khi 5π/6 < θ < α +π/3 không có tiristor nào dẫn:
u’A= u’B = u’C=0; i’A= i’B = i’C=0; uThA - uThB=uA – uC>0
Để phân bố các điện áp trên cực các tiristor khi chúng bị khoá, cần nối các cực của ba khối tiristor các điện trở lớn có trị số bằng nhau, do vậy:
uThA =uA ; uThB = uB; uThC = uC
6.2.2.Trường hợp tải R- L
Tải R-L được đặc trưng bởi tổng trở Z R2+ω2L2 và góc pha tg ϕ = Q R
L =ω ω
. Dòng điện bắt đầu giảm khi góc mở lớn hơn góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện.
Vì điện cảm L các dòng điện iA, iB và iC không còn bị gián đoạn nữa, do đó không xảy ra chế độ 2.
TA đưa vào dẫn khi θ =α không gây khoá TC do dòng iC bị tắt đột ngột, bởi vì dòng điện này không bị gián đoạn.
Nếu θ=α , nhờ TC và T’B dòng iC tồn tại, việc mở TA làm cho TA, T’B và TC mở đồng thời và bắt đầu thời điẻm cả ba tiristor dẫn ở chế độ 1
Nếu iC bằng không, khi mở TA làm cho iC, iA, iB bằng không trước khi θ=α, sơ đồ làm việc ở chế 3
Việc chuyển từ chế độ 1 sang chế độ 3 được thực hiện với giá trị giới hạn góc mở ϕ theo phương trình: sin(α1 – ϕ –4π/3 ) = - sin(α1 – ϕ) QQ e e 3 / 3 / 2 2 1 π π − − − − (6-7) Hình 6.8 cho đặc tính điện áp với góc ϕ =π/4 và góc giới hạn α1=11407
CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Trình bày nguyên lý làm việc của bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều một pha 2. Trình bày nguyên lý làm việc của bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều ba pha
CHƯƠNG VII