IV- TÍNH TỐN MẠCH ĐIỀU KHIỂN: 1 Xác định tần số xung ra của IC555 và các Trigơ:
SỰ CỐ VAÌ PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ I.Đặt vấn đề :
I.Đặt vấn đề :
Các thiết bị và linh kiện bán dẫn ngày nay sử dụng rất nhiều lĩnh trong tất cả các lĩnh vực. Tuy vậy chúng cĩ nhược điểm là rất nhạy cảm với chế độ làm việc bất thường cĩ thể dẫn đến hư hỏng một phần hay tồn bộ thiết bị.
*Với bộ biến tần ta cĩ thể phan chia làm hai loại sự cố :
+Sự cố diễn ra bên ngồi thiết bị như ngắn mạch đầu ra, ngắn mạch phụ tải,ngắn mạch sau nghịch lưu, đột nhiên mất điện, sấm sét...
+Sụ cố xảy ra bên trong như :một linh kiện nào đĩ của mạch bị hư hỏng do đĩ mạch khơng làm việc được, các linh kiện mất tác dụng hoặc hư hỏng theo.
Nếu các loại sự cố khơng được khắc phục kịp thời thì sẽ dẫn đến hư hại động cơ,thiết bị điều khiển và các thiệt hại đáng kể khác. Vì vậy việc bảo vệ cho các thiết bị làm việc an tồn là điều khơng thể thiếu được.
Việc lựa chọn các thiết bị cũng như phương pháp bảo vệ phải được tiến hành trên cơ sở chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Bởi vì cùng một mục đích bảo vệ cĩ thể dùng các phương pháp khác nhau, thiết bị bảo vệ khác nhau. Các thiết bị cĩ giá trị quan trọng về mặt kinh tế cũng như an tồn cần phải được bảo vệ bằng phương pháp bảo vệ cĩ độ tin cậy cao. Các phần cịn lại cĩ thể sử dụng phương pháp và thiết bị bảo vệ đơn giản và rẽ tiền hơn.
Khi tiến hành chọn và thực hiện bảo vệ cho các thiết bị bán dẫn, ta cần chú ý đến các thơng số giới hạn sử dụng của chúng.
+Điện áp ngược lớn nhất.
+Giá trị trung bình cho phép đối với dịng điện.
+Tốc độ tăng trưởng lớn nhất của dịng điện và điện áp :
dt di và dt du . +Thời gian mở và khố của linh kiện bán dẫn ton , toff việc lựa chọn các thơng số của mạch bảo vệ,tuỳ thuộc vào các loại sự cố và dựa trên các loại sự cố.
II.Bảo vệ chống quá áp và tộc độ tăng áp.
Khi chọn giá trị điện áp cho các thiết bị bán dẫn ở mạch động lực ta thường chọn hệ số dự trữ KU = 1,5. Nhưng điện áp của các thiết bị phải chịu trong quá trình làm việc cĩ thể lên đến hàng nghìn vơn (do quá trình quá độ hoặc sự cố) người ta gọi là hiện tượng quá áp.
*Hiện tượng quá áp xảy ra do các nguyên nhân sau.
-nguyên nhân nội tại : Đấy là sự tích tụ điện tích trong các lớp bán dẫn trong quá trình chuyển mạch. Khi khố các linh kiện bán dẫn bằng điện áp ngược thì các điện tích này đổi ngược hành trình tạo dịng điện ngược chảy trong khoảng thời gian rất ngắn. Sự biến thiên nhanh chĩng của dịng điện ngược chiều này gây nên sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm (luơn luơn cĩ) trong mạch. Vì vậy giữa catốt và anốt của diod của tisitor hay các cực C và E của transistor xuất hiện điện áp.
Sinh viín thực NGUYỄN VĂN PHƢƠNG Trang
*nguyên nhân bên ngồi :
Những nguyên nhân này thơng thường xảy ra ngẫu nhiên như : khi sấm sét, khi đĩng ngắt các thiết bị khơng dứt khốc, cảm kháng bản thân của MBA và của điện dung của cuộn thứ cấp vào thời điểm đĩ cĩ thể gay ra hiện tượng dao dộng điện áp với biên độ vược quá biên độ điện áp nguồn nhiều lần.
Để bảo vệ người ta thường dùng áptơmát hay hay mạch RC mắc song song với thiết bị cần bảo vệ. Các đạo hàm
dt du
cao ở các cực của diod ,tiristor hay transistor tạo nên dịng điện i = C.
dt du
trong tụ mắc trên các cực của linh kiện đĩ. Điện cảm của mạch hạn chế biên độ dịng điện qua tụ điện. Người ta sử dụng mạch RC làm mạch trợ giúp lúc chuyển mạch.
Khi diod mở trên hình : tụ C phĩng điện qua diod. Người ta cĩ thể hạn chế đạo hàm
dt du
bằng điện trở R. Để cải thiện bảo vệ chống lại
dt du
người ta mắc thêm diod D song song với R. Tham số của mạch R,C được chọn vào khoảng ) 0,01 1 F từ
10 100 .
III.Bảo vệ quá dịng và tốc độ tăng dịng .
Dịng điện là nguyên nhân trực tiếp gây nên các hư hỏng cho các thiết bị bán dẫn do tác dụng nhiệt của nĩ. Mọi mặt ghép của bán dẫn đều tồn tại giá trị điện trở R nào đĩ, khi dịng điện lớn,hiệu ứng nhiệt lớn, Q = I2.R sẽ tác động lên mặt ghép bán dẫn làm nĩng chảy và phá huỷ mặt ghép
Nguyên nhân quá dịng điện cĩ thể là do tác động từ bên ngồi như điện áp tăng cao tồn tại trong khoảng thời gian dài hoặc cĩ thể là do nguyên nhân nội tại như ngắn mạch, quá tải khởi động động cơ ...
Tác hại của quá trình tăng dịng điện cũng cĩ nguyên nhân tương tự như thiết bị chịu dịng quá cao. Khi cĩ sự tăng nhanh dịng điện các hạt đa số được tăng tốc lên và đạt đến tốc độ cĩ thể va chạm với các hạt khác gây nên một hiệu ứng rất lớn phá huỷ mặt ghép.
R C D D R C D Hình V- 1
Sinh viín thực NGUYỄN VĂN PHƢƠNG Tốc độ tăng trưởng dịng điện cho phép của Transistor cĩ trong bộ nghịch lưu là: on CMax t I dt di = (A/m.s) =7/6 = 1,16(A/m.s).
Tuy nhiên đối với các Transistor thường ton rất lớn. Giả sử đối với hai Transistor trong cùng một pha theo cơng thức kinh nghiệm thì điện kháng L dược tính gần đúng như sau :
. . 2 . 1 max dt di I f L U L 6 10 . 16 , 1 125 , 1 . 50 2 . 7 , 468 1 L L L = 0,42 (mH). . dt di
rất lớn nên trị số L là quá nhỏ do đĩ cĩ thể bỏ qua khơng cần thiết. Để bảo vệ cho thiết bị quá dịng điện và quá tải người ta thường dùng thiết bị là cầu chì, rơ le nhiệt aptomat.
1.Cầu chì.
Cầu chì làm việc dụa trên nguyên tắc dịng điện lớn chảy qua dây dẫn cĩ nhiệt độ nĩng chảy thấp dây chảy này chịu được một giá trị dịng điện nào đĩ, khi vược quá giá trị dịng điện này thì dây chảy đứt ra làm hở mạch và bảo vệ thiết bị nằm phía sau nĩ.
*. Ưu điểm :
- Giá thành rẽ, đơn giản, dể thực hiện.
- Khơng nhạy cảm với dịng điện khởi động của động cơ. *. Nhược điểm :
- Khi bị đứt cần phải cách ly mạch điện để phục hồi. *. Khi chọn dây chảy cần chú ý đến các đặt điểm sau :
- Uđm của dây chảy Uđm cuả mạch bảo vệ.
- Dịng điện làm việc ở trạng thái bình thường khơng làm chảy dây chảy trong suốt quá trình làm việc.
- Dịng điện định mức cuả dây chảy > dịng khởi động của dộng cơ.