4.2. ĐỀ XUẤT, PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN
4.2.1. Phân tích ph-ơng án 1
Ta có sơ đồ khối của ph-ơng án:
Hình 4.3: Sơ đồ khối của phương án 1.
* Lựa chọn bộ điều áp xoay chiều ba pha.
Thông th-ờng ta hay dùng các bộ điều áp xoay chiều ba pha sau:
Hình 4.4: Sơ đồ các phương án bộ điều áp xoay chiều 3 pha.
- Phân tích các sơ đồ.
Sơ đồ b: là sơ đồ có tải đấu sao có trung tính. Ưu điểm của sơ đồ này là nó giống hệt ba mạch điều áp một pha điều khiển dịch pha theo điện áp l-ới. Do đó
điện áp trên các van bán dẫn nhỏ hơn do điện áp đặt lên nó là điện áp pha. Nh-ợc
điểm của sơ đồ này là trên dây trung tính có tồn tại các dòng điều hòa bậc cao.
Khi góc mở các van khác không có dòng tải gián đoạn và loại sơ đồ này chỉ thích hợp với tải ba pha có 4 đầu dây ra. Nh- phân tích trên thì đầu ra của bộ điều áp xoay chiều đ-ợc nối với sơ cấp của máy biến áp ba pha, nên sơ đồ này không phù hợp.
Sơ đồ c: Sơ đồ này có tải nối tam giác không thích hợp cho thiết bị cần dùng, vì tải của bộ điều áp xoay chiều là máy biến áp ba pha.
Sơ đồ a: Đây là sơ đồ thông dụng nhất gồm 6 Tiristo đấu song song ng-ợc từng đôi một. Mặc dù nhiều Tiristo, cồng kềnh và điều khiển hơi phức tạp vì
cùng một lúc phải cấp xung điều khiển cho hai Tiristo ở hai pha khác nhau. Tuy nhiên nó đảm bảo điện áp ra và thích hợp cho thiết bị sau bộ điều áp là máy biến
áp ba pha.
Do đó ta sẽ chọn sơ đồ mạch điều áp xoay chiều ba pha ở hình a. Và ta có sơ đồ tổng thể của ph-ơng án này nh- sau:
Hình 4.5: Sơ đồ mạch điện của phương án 1.
* Phân tích tổng thể:
Do sau bộ điều áp xoay chiều thì điện áp không phải là hình sin mà là từng mảnh của hình sin ghép lại. Tuy nhiên dạng điện áp vẫn đối xứng qua trục tung nên có thể cho qua máy biến áp. Đem dạng điện áp đó phân tích theo khai triển chuỗi Furiê ta đ-ợc một sóng điều hòa cơ bản và các thành phần điều hòa bậc cao: 3, 5, 7…. Tuy nhiên do các sóng điều hòa bậc cao: 5, 7, … có biên độ rất nhỏ nên có thể bỏ qua. Do đó ta chỉ cần quan tâm đến thành phần sóng điều hòa bậc ba mà thôi.
Do tính chất của máy biến áp là dù máy biến áp có mắc theo bất cứ tổ nối dây nào ( Y/Y, Y/ , /Y, / ) thì sau khi qua máy biến áp thì từ thông tạo bởi thành phần điều hòa bậc cao là không bị ảnh h-ởng. Chính vì vậy mà ta chỉ cần quan tâm đến thành phần điều hòa cơ bản ( sóng bậc một ) khi qua máy biến áp.
Với giả thiết là góc điều khiển các Tiristo là = 300 và điện áp làm việc của hệ thống là ổn định nên ta xem là không đổi. Mỗi khi l-ợng khí qua thiết bị thay đổi thì tải lọc thay đổi và khi đó dòng điện thay đổi tuyến tính.
Bây giờ ta vẽ dạng điện áp, dòng điện qua từng khâu của ph-ơng án:
Trong đó:
Ul-ới – điện áp cung cấp cho hệ thống từ l-ới điện ba pha.
UA – điện áp pha A khi qua khâu điều áp xoay chiều.
Ub1 – điện áp bậc 1 của cả ba pha sau phân tích theo khai triển chuỗi FURIÊ.
UMBA – điện áp bên thứ cấp máy biến áp.
U – điện áp một chiều sau khi qua bộ chỉnh l-u.
Hình 4.6: Dạng điện áp và dòng điện qua từng khâu của phương án 1.
* Phân tích -u nh-ợc điểm.
- ¦u ®iÓm:
Do điện áp vào bộ điều áp nhỏ 660V nên điên áp ng-ợc đặt lên Tiristo cũng nhỏ nên dễ chọn van.
Do yêu cầu dòng tải nhỏ nên dòng qua điốt cũng nhỏ rất thuận tiện và dễ dàng chọn điốt.
Tuy sau khâu điều áp thì điện áp là không sin nh-ng nhờ máy biến áp có tính chất lọc các điều hòa bậc cao. Do vậy mà sau khi qua khâu điều áp và máy biến áp thì điện áp làm việc ổn định tốt cho hệ thống cực lọc.
Do bên sơ cấp máy biến áp có điện áp cao nên số l-ợng điốt trong bộ chỉnh l-u là nhiều. Rõ ràng so với ph-ơng án 2 dùng chỉnh l-u điều khiển dùng Tiristo thì rất lợi về mặt kinh tế do giá thành Tiristo đắt hơn so với
§ièt.
- Nh-ợc điểm:
Do dùng cả hai khâu điều áp và chỉnh l-u nên cần dùng nhiều van.
Vấn đề điều khiển Tiristo trong khâu điều áp là phức tạp vì cùng một lúc phải kích mở hai Tiristo ở hai pha khác nhau.