I. Giới thiệu chung
1. 2 Sơ đồ chỉnh lu cầu 3 pha.
Trong sơ đồ này : T1-T6 tạo thành 1bộ chỉnh lu cầu 3 pha cho dòng qua tải theo chiều thuận gọi là bộ chỉnh lu thuận . Các van còn lại từ T7- T12 tạo thành một sơ đồ chỉnh lu cho dòng qua tải theo chiều ngợc gọi là bộ chỉnh lu ngợc. Điện áp đầu ra của bộ chỉnh lu thuận là Ud1 còn điện áp ra của bộ chỉnh lu ngợc là Ud2 .
Nguyên lý làm việc của 2 bộ chỉnh lu là nh nhau vì vậy ta giới thiệu nguyên lý của một bộ mà thôi.
ba a m t1 t4 t2 t5 t3 t6 Sơ đồ nguyên lý *Nguyên lý làm việc:
Giả thiết Ld=∞ , cho sơ đồ làm việc với góc điều khiển α . Tại ωt= ν1 thì có tín hiệu điều khiển (Giả thiết lúc nàynhóm Anôt có T6 dẫn dòng còn nhóm Katôt có T5 dẫn dòng) và T1 đợc đặt điện áp thuận dẫn đến T1 mở ta có : uT1=0 , uT5=uc-ua=uca tại ν1 thì uT3<0 và uT5<0 lúc này T5 bị đặt điện áp ngợc nên khóa lại Nh vậy trong sơ đồ từ thời điểm này có 2 van T1 và T6 dẫn dòng. Điện áp đặt lên bộ chỉnh lu lúc này là hiệu điện áp giữa pha A và pha B.
ud= ua-ub , uT2= ubc , uT4= uba , uT6= 0 iT1=iT6=id=Id , iT2=iT3=iT4=iT5=0
Tại ωt= ν2 thì T2 có tín hiệu điều khiển và đợc đạt điện áp thuận nên T2 mở và uT2 giảm về không , ta có : uT6=uc-ub=ucb và tại ν2 nhỏ hơn 0 nên T6 bị khóa .Tại thời điểm này trên sơ đồ chỉ có T1 và T2 dẫn dòng
ud= ua-uc , uT1= uT2=0 , uT3= uba , uT5= uca , uT4= uca
Giản đồ điện áp và dòng điện nh hình vẽ U Ud 0 iT1 iT2 iT3 iT4 iT5 iT6 iA iB iC a π 2π V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V0 UA UB UC ωt ωt ωt ωt ωt ωt ωt ωt ωt ωt ωt ωt
Tại ωt= ν3 thì T3 có tín hiệu điều khiển và đợc đặt điện áp thuận nên T3 mở và uT3 giảm về không . Do đó T1 bị đặt điện áp ngợc nên khoá lại nh vậy từ thời điểm này trên sơ đồ có 2 van dẫn dòng là T2 và T3
ud= ucb , uT1= uba , uT2= uT3=0 , uT5= ucb , uT4= uca
iT2=iT3=id=Id, iT1=iT4=iT5=iT6=0
Tại ωt= ν4 thì T4 có tín hiệu điều khiển và đợc đặt áp thuận nên T4 mở . T2 bị đặt điện áp ngợc nên khóa lại nh vậy tại thời điểm này co 2 van T3 và T4 dẫn dòng
ud= uba , uT1= uab , uT3= uT4=0 , uT5= ucb , uT2= uca , uT6= uab
iT3=iT4=id=Id , iT1=iT2=iT5=iT6=0
Tại ωt= ν5 thì T5 có tín hiệu điều khiển và do đang có áp thuận nên T5 mở . T3 bị đặt áp ngợc nên khóa lại . Nh vậy tại thời điểm này trên sơ đồ có 2 van dẫn dòng là T4và T5.
ud= uca , uT1= uac , uT4= uT5=0 , uT5= ucb , uT2= uac , uT3= ubc
iT4=iT5=id=Id , iT1=iT2=iT3=iT6=0
Tại ωt= ν6 thì T6 có tín hiệu điều khiển và đợc đặt điện áp thuận nên T6 mở . T4 bị đặt áp ngợc nên khóa lại . Tại thời điểm này trên sơ đồ có 2 van T5 và T6 dẫn dòng
ud= ucb, uT1= uac , uT5= uT6=0 , uT2= ubc , uT3= ubc , uT4= uba
iT5=iT6=id=Id , iT1=iT2=iT3=iT4=0
Tại ωt= ν7 thì T1 có tín hiệu điều khiển và do đợc đặt áp thuận nên T1 mở. T5 bị đặt điện áp ngợc nên khóa lại . Trên sơ đồ tại thời điểm này có 2 van T1,T6 dẫn dòng. Sơ đồ làm việc tơng tự nh bắt đầu từ ωt= ν1
1. 3 . Kết luận
So sánh sơ đồ hình tia và sơ đồ hình cầu ta thấy nếu các giá trị điện áp chỉnh lu và công suất chỉnh lu nh nhau thì:
- Kết cấu mạch sơ đồ hình tia đơn giản hơn, có số van ít hơn 2 lần so với sơ đồ hình cầu.
- Sơ đồ hình tia có sụt áp và tổn thất công suất chỉ trên một van trong một pha nên ít hơn so với sơ đồ hình cầu (trên 2 van).
Tổn thất do chuyển mạch giữa các van cũng tơng tự nh nhau ở cả 2 sơ đồ
- Chỉnh lu cầu 3 pha phải có 6 kênh điều khiển và việc điều khiển mở các van là khá phức tạp do phải duy trì độ dài xung điều khiển lớn hơn 600 điện (hoặc phải phát xung hai lần cách nhau 600 trong một chu kỳ nguồn cung cấp cho mỗi Tirristor) để đảm rằng ở bất kỳ thời điểm nào cũng có 2 van cùng dẫn dòng. Còn chỉnh lu hình tia 3 pha chỉ cần 3 kênh điều khiển và không cần mạch gửi xung.
- Sơ đồ cầu có điện áp ngợc đặt lên van nhỏ hơn 2 lần so với sơ đồ hình tia, do đó điện áp yêu cầu đối với van thấp hơn.
- Sơ đồ cầu có dòng chỉnh lu bằng phẳng hơn sơ đồ hình tia.
- Xét về yêu cầu kinh tế thì do sơ đồ hình cầu có 6 van trong khi sơ đồ hình tia chỉ cần 3 van. Do vậy giá thành của sơ đồ cầu sẽ đắt hơn.
Qua những so sánh ở trên ta có kết luận sau: Tuy sơ đồ cầu có những u điểm hơn so với sơ đồ hình tia, song nhợc điểm của sơ đồ cầu cũng khá nhiều. Vì vậy khi xét đến yêu cầu cụ thể của hệ thống truyền động dịch cực lò điện hồ quang về kỹ thuật là sơ đồ hình tia 3 pha có khả năng đáp ứng đầy đủ. Về yêu cầu kinh tế, kỹ thuật cũng phù hợp với thực tế nơi sản xuất. Do đáp ứng đợc yêu cầu chất lợng của hệ thống cần thiết kế nên ta chọn sơ đồ chỉnh lu hình tia 3 pha .