2.1. B Ộ BIẾN ĐỔI CHỈNH LƯU HÌNH CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN
2.1.2. Nguyên lý làm việc
Ở đây ta chỉ xét một trường hợp là khi giả thiết Ld = , cho sơ đồ làm việc với một góc điều khiển bằng và cũng giả thiết là sơ đồ đã làm việc xác lập trước thời điểm bắt đầu xét ( t=0):
36
Ta tạm giả thiết rằng : trước thời điểm t= 1= thì trong sơ đồ van T3 đang dẫn dòng và các van khác còn ở trạng thái khoá , khi đó trên van T1 sẽ có điện áp thuận (vì uT1=ua-uc=uac , và tại t= 1= thì uac>0 nên uT1>0). Tại t= 1= thì T1có tín hiệu điều khiển, T1 có đủ hai điều kiện để mở nên T1 mở và uT1 giảm về bằng không. Do uT1= 0 nên ud =ua , và từ sơ đồ ta xác định được điện áp trên T3 là uT3= ucua=uac , tại
1 thì uca < 0 tức là T3 bị đặt điện áp ngược nên khoá lại, van T2 thì vẫn khoá , do vậy trong khoảng tiếp sau 1 trong sơ đồ chỉ có van T1 dẫn dòng, khi T1 dẫn dòng: ud=ua ; iT1=id=Id ; iT2=0 ; iT3=0 ; uT1=0 ; uT2=uba ; uT3=uca
Đến t=5/6 thì ua = ub , đây là thời điểm mở tự nhiên đối với T2 nhưng T2 chưa mở vì chưa có tín hiệu điều khiển, do ua vẫn dương kết hợp với tác dụng cùng chiều của s.đ.đ. tự cảm trong Ld mà T1 vẫn tiếp tục dẫn dòng. Đến t= thì ua=0 và sau đó chuyển sang âm nhưng T2 còn chưa mở nên T1 vẫn tiếp tục làm việc nhờ s.đ.đ. tự cảm của Ld (ở đây >300 ).
Hình 2.1.2. Đồ thị dòng, áp pha a của bộ chỉnh lưu tia ba pha.
Tại t= 2=5 /6 + thì T2 có tín hiệu điều khiển và do đang có điện áp thuận nên T2 mở, T2 mở thì uT2 giảm về bằng không nên ud = ub và uT1 = ua-ub=uab mà tại 2 thì uab < 0 tức là T1 bị đặt điện áp ngược nên khoá lại. Do vậy từ 2 trong sơ đồ chỉ có van T2 dẫn dòng, khi T2 mở:
* Khi máy biến áp nối Y/Y0 : Ta có sơ đồ nối của máy biến áp trong trường hợp này như hình 2.12. Để tìm các dòng sơ cấp iA , iB , iC theo dòng thứ
38
cấp ia , ib , ic ta viết các phương trình kiếc hốp 1 cho mạch điện đối với điểm trung tính cuộn dây sơ cấp và các phương trình kiếc hốp 2 cho 2 vòng mạch từ
(2.13)
Từ sơ đồ hình 2.13 ta có: ia=iT1 ; ib=iT2 ; ic=iT3.
+ Khi van T2 dẫn dòng : ia=0; ib=0 ; ic= id và cũng viết các phương trình tương tự ta tìm được:
Ở đây : kba=w1/w2 là tỉ số máy biến áp. Trong cả 3 khoảng tương ứng với 3 van làm việc ta đều có sức từ động (s.t.đ.) tổng hợp trong lõi thép các pha máy biến áp là:
Các s.t.đ. này hướng cùng một chiều nên không khép vòng trong mạch từ của máy biến áp mà khép vòng qua môi trường chung quanh máy biến áp. Nếu dòng tải không được san phẳng (Ld) thì sẽ gây nên các tổn thất phụ trong phần vỏ kim loại bao quanh máy biến áp. Mặt khác các s.t.đ. một chiều này sẽ gây nên hiện tượng bão hoà từ , ảnh hưởng đến sự làm việc của máy biến áp. Do vậy, để tránh bão hoà thì lõi thép của máy biến áp phải có kích thước lớn hơn so với tính toán.
* Trường hợp máy biến áp nối /Y0:
(2.14)
Sơ đồ nối dây máy biến áp trong trường hợp này như hình 2.14. Do cuộn dây máy biến áp nối nên dòng điện trong từng pha cuộn sơ cấp độc lập nhau. Trong trường hợp này ta dựa vào nguyên lý hoạt động của máy biến áp ta có:
Trong đó ia , ib , ic là dòng điện tổng trong các cuộn dâythứ cấp máy biến áp; iAB , iBC , iCA là dòng điện trong các cuộn dây sơ cấp máy biến áp; Id/3 là thành phần một chiều của dòng điện trong mỗi cuộn thứ cấp. Các dòng điện dây iA , iB , iC (dòng điện lưới) được xác định như sau:
40
Sức từ động tổng hợp trong lõi thép máy biến áp:
FOA= FOB= FOC=(1/3)w2.Id
Như vậy trong lõi thép máy biến áp ở trường hợp này cũng xuất hiện thành phần s.t.đ. từ hoá cưỡng bức (s.t.đ. một chiều), điều này cũng gây khó khăn cho sự làm việc của mạch từ, dễ gây nên bão hoà từ. Để tránh sự bão hoà từ khi bộ chỉnh lưu làm việc ta phải tăng kích thước lõi thép so với tính toán. Đối với trường hợp cuộn dây sơ cấp BA nối thì do s.t.đ. từ hoá cưỡng bức không đập mạch theo dòng tải nên không gây nên các tổn thất phụ (do dòng xoáy) khi dòng tải không được san phẳng như ở trường hợp cuộn dây sơ cấp nối hình Y.
c. Các biểu thức tính toán cơ bản
Dòng hiệu dụng cuộn dây sơ và thứ cấp máy biến khi tổ nối dâyY/Y0:
Xác định công suất tính toán máy biến áp khi tổ nối dây là Y/Y0 và /Y0:
2.2 Tính toán mạch động lực
Trong đó:
- ATM: áp tô mát có nhiệm vụ cắt mạch điện. Đồng thời bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
- BAL: máy biến áp 3 pha dùng để cung cấp điện áp phù hợp cho sơ đồ chỉnh lưu, đồng thời cách ly mạch động lực với lưới điện.
- T1, T2, T3: các thysitor để biến đổi điện áp xoay chiều thành 1 chiều cung cấp cho động cơ 1 chiều.
- Đ: động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập - (R-C): mạch bảo vệ quá ra tốc áp cho van - Rh: điện trở hãm động năng.
Công suất định mức của động cơ truyền động chính là: PĐ = 3,2 (KW)
42