2.2.1. Sơ đồ
Các linh kiện điện tử công suất lớn được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị bù của hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh kiện linh hoạt (SVC) ở các nước phát triển trên thế giới.
Kỹ thuật truyền tải điện hiện đại đó sử dụng các thiết bị bù, dịch pha được điều khiển bằng các linh kiện điện tử công suất để cung cấp nguồn năng lượng khi cần thiết để đảm bảo tính ổn định của hệ thống điện. Các thiết bị này kết hợp với các bộ vi điều khiển cho phép điều khiển nguồn năng lượng một cách linh hoạt, khả năng tự động hóa cao đảm bảo độ tin cậy và độ ổn định của hệ thống, trong đó hệ thống điều khiển đóng một vai trị quan trọng.
Hình 2.5: Sơ đồ khối của hệ điều khiển các van SVC
2.2.2. Chức năng hệ điều khiển
Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ đầu của điện áp trên anốt- catốt của Thyristor.
Tạo ra được các xung có đủ điều kiện mở được thyristor. Xung điều khiển thường có biên độ từ 2V đến 10V, độ rộng xung tx = 20 – 100 ms đối với cặp Thyristor đấu song song ngược hoặc .
Độ rộng xung bước xác định theo biểu thức:
𝑡𝑥 = 𝐼𝑑𝑡
𝑑𝑖 𝑑𝑡
⁄ (2.5) Trong đó: Idt là dịng duy trì của Thyristor;
di/dt là tốc độ tăng trưởng của dòng tải.
Cấu trúc của một mạch điều khiển thyristor gồm 3 khâu chính sau đây:
- Khâu tạo xung đồng bộ (ĐB): tạo tín hiệu đồng bộ với điện áp anốt - catốt của thyristor hoặc triắc cần mở. Tín hiệu này là điện áp xoay chiều, thường lấy từ biến áp có sường cấp nối song song với thyristor hoặc triắc cần mở.
- Khâu điều khiển tạo xung (SS - TX): làm nhiệm vụ so sánh giữa điện áp đồng bộ với tín hiệu phản hồi thường được biến thể với tín hiệu điều khiển một chiều để tạo ra xung kích mở thyristor.
- Khâu khuếch đại xung (KĐ): tạo ra xung mở có đủ điều kiện để mở Thyristor hoặc triắc.
- Khâu phản hồi (Uđk): tạo ra tín hiệu điện áp một chiều lây từ điện áp nút trên lưới hệ thống điện.
- Khi thay đổi giá trị điện áp một chiều Uđk thì góc mở α sẽ thay đổi.
2.2.3. Nguyên tắc điều khiển
Sử dụng nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos” như hình 2.6 để thực hiện điều chỉnh vị trí đặt xung trong nửa chu kỳ đầu của điện áp đặt trên thyristor.
Hình 2.6: Đồ thị biên thiên điều chỉnh xung trong nửa chu kỳ đầu trên thyristor
Theo nguyên tắc này, ở khâu so sánh có hai điện áp đặt vào:
- Điện áp đồng bộ sin, sau khi ra khỏi khâu ĐB được tạo thành tín hiệu cos. - Điện áp điều khiển là áp một chiều có thể biến đổi được điện áp Udb= Umsinωt thì: Uc = Um cosωt
Giá trị ở được tính theo phương trình sau: Umcosα = Uđk Do đó: α = arccos(Uđk/Um).
khi Udk = Um thì α = 0 khi Udk = 0 thì α = π/2 khi Udk = -Um thì α = π
Như vậy, khi điều chỉnh Udk từ trị - Um đến +Um, ta có thể điều chỉnh được góc α từ 0 đến π.