bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều 5.1 Bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều một pha
5.1.3. Điều áp xoay chiều một pha tải R-L
Khi tải R-L, góc lệch pha của tải ϕ =arctg R
L ω
làm giảm sự biến thiên của ϕ a) Khi ϕ < α < π (hình 6.3)
Tiristor T đợc mở ở thời điểm θ =α . Phơng trình của mạch là :
. R.i Umsinθ
dt di
L + = (6-3)Nghiệm dòng điện i có biểu thức: Nghiệm dòng điện i có biểu thức:
)( ( ) sin( ) sin(θ ϕ ϕ Lt ωa R m m l f a e Z U Z U i i i= + = − − − − − (6-4) 2 2 2 Lω R Z = + và tgϕ = R Lω (6-5) Thành phần il âm bởi vì α > ϕ, dòng điện triệt tiêu do tiristor bị khoá khi t=t1
ở thời điểm t=T/2 +t0, tiristor T’ có điện áp âm và nhận một xung điều khiển làm cho T’ trở nên dẫn và dòng điện chạy qua tơng tự nh đối với nửa chu kỳ d- ơng của điện áp. Trên hình 6.3 đồng thời cũng vẽ đờng cong dòng điện và điện áp ngợc dặt trên tiristor.
Khi α ≥π, các tiristor luôn bị khoá bởi vì điện áp uAK luôn âm. Khi α =ϕ, thành phần hàm mũ của i bằng không, dòng điện hình sin và nối trực tiếp nguồn với tải. Nh vậy khi thay đổi góc điều khiển α giữa ϕ và π, dòng điện hiệu dụng thay đổi từ 0 đến cực đại bằng U/Z
b) Khi α < ϕ
Khi α <ϕ, sự hoạt động của bộ điều áp phụ thuộc vào tín hiệu đa vào cực điều khiển.
Nếu xung điều khiển rất ngắn (hình 6.4),tiristor T nhận đợc đợc xung điều khiển đầu tiên và đợc mở, dòng điện i cho bởi biểu thức:
)( ( ) sin( ) sin(θ ϕ ϕ Lt ωa R m m l f a e Z U Z U i i i= + = − − − − − (6-6) 42
Bây giờ thành phần dòng cỡng bức if và il cùng dấu. Dòng điện triệt tiêu khi ωt1>π+ϕ, do đó lớn hơn π+α . Xung đến cực điều khiển của tiristor T’ ở thời điểm ωt = π+α khi tiristor này có điện áp uAK âm, do điện áp rơi trong T đang dẫn đã đổi dấu và do vậy T’ không đợc đợc mở. Khi điện áp uT’ trở nên dơng, tại t=t1 không còn xung điều khiển trên cực điều khiển của T’ nữa. Vì lý do đó sơ đồ làm việc không bình thờng nh chỉnh lu một nửa chu kỳ, một nửa chu kỳ dòng điện biến mất một cách đột ngột. Dòng điện I chuyển từ U/Z sang U/Z 2(hình 6.4)
- Nếu xung điều khiển có độ rộng đủ lớn(hình 6.5), giả thiết T dãn đầu tiên và còn dẫn ở thời điểm t=t1 nh trớc.
Khi t=t1, điện áp uAK của T’ trở thành dơng và trên cực điều khiển của nó vẫn có xung điều khiển từ thời điểm t=(π+ α )/ω, do vậy T’ dẫn. Thành phần il trong
44
Hình 5.4. Điều áp một pha, tải R-L hoạt động không bình thờng
biểu thức của i vẫn nh trong trờng hợp T dẫn. Cũng vậy, khi t=t2, T sẽ dẫn trở lại. Sau một vài chu kỳ thành thành phần il mất đi và dòng điện i trùng với dòng cỡng bức hình sin if. Việc chuyển từ góc α <ϕ không tạo nên hoạt động không bình thờng nữa, trị số hiệu dụng I vẫn bằng U/Z, bộ điều áp làm việc nh một khóa chuyển mạch đóng thờng xuyên nh khi α = ϕ
Nh vậy khi tải là đông cơ muốn đảm bảo mạch không đột gnột làm việc nh mạch chỉnh lu thì cần phải cấp xung điều khiển cho T có độ rộng đủ lớn