Đồ án học Điện tử công suất

Luận Văn ĐỒ ÁN HỌC: điện tử công suất §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 1 lêi nãi ®Çu Ngµy nay cïng víi viÖc ph¸t triÓn m¹nh mÏ c¸c øng dông cña khoa häc kü thuËt trong c«ng nghiÖp, ®Æc biÖt lµ trong c«ng nghiÖp ®iÖn tö th× c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö cã c«ng suÊt lín còng ®­îc chÕ t¹o ngµy cµng nhiÒu. Vµ ®Æc biÖt c¸c øng dông cña nã vµo c¸c ngµnh kinh tÕ quèc d©n vµ ®êi sèng hµng ngµy ®· vµ ®ang ®­îc ph¸t triÓn hÕt søc m¹nh mÏ. Tuy nhiªn ®Ó ®¸p øng ®­îc nhu cÇu ngµy cµng nhiÒu vµ phøc t¹p cña c«ng nghiÖp th× ngµnh ®iÖn tö c«ng suÊt lu«n ph¶i nghiªn cøu ®Ó t×m ra gi¶i ph¸p tèi ­u nhÊt. §Æc biÖt víi chñ tr­¬ng c«ng nghiÖp ho¸ - hiÖn ®¹i ho¸ cña Nhµ n­íc, c¸c nhµ m¸y, xÝ nghiÖp cÇn ph¶i thay ®æi, n©ng cao ®Ó ®­a c«ng nghÖ tù ®éng ®iÒu khiÓn vµo trong s¶n xuÊt. Do ®ã ®ßi hái ph¶i cã thiÕt bÞ vµ ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn an toµn, chÝnh x¸c. §ã lµ nhiÖm vô cña ngµnh ®iÖn tö c«ng suÊt cÇn ph¶i gi¶i quyÕt. §Ó gi¶i quyÕt ®­îc vÊn ®Ò nµy th× Nhµ n­íc ta cÇn ph¶i cã ®éi ngò thiÕt kÕ ®«ng ®¶o vµ tµi n¨ng. Sinh viªn ngµnh T§H t­¬ng lai kh«ng xa sÏ ®øng trong ®é ngò nµy, do ®ã mµ cÇn ph¶i tù trang bÞ cho m×nh cã mét tr×nh ®é vµ tÇm hiÓu biÕt s©u réng. ChÝnh v× vËy ®å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt lµ mét yªu cÇu cÊp thiÕt cho mçi sinh viªn T§H. Nã lµ bµi kiÓm tra kh¶o s¸t kiÕn thøc tæng hîp cña mçi sinh viªn, vµ còng lµ ®iÒu kiÖn ®Ó cho sinh viªn ngµnh T§H tù t×m hiÓu vµ nghiªn cøu kiÕn thøc vÒ ®iÖn tö c«ng suÊt. MÆc dï vËy, víi sinh viªn n¨m thø ba cßn ®ang ngåi trong ghÕ nhµ tr­êng th× kinh nghiÖm thùc tÕ cßn ch­a cã nhiÒu, do ®ã cÇn ph¶i cã sù h­íng dÉn gióp ®ì cña thÇy gi¸o. Qua ®©y cho em ®­îc göi lêi c¶m ¬n tíi thÇy TrÇn Träng Minh ®· tËn t×nh chØ dÉn, gióp em hoµn thµnh tèt ®å ¸n m«n häc nµy. §å ¸n nµy hoµn thµnh kh«ng nh÷ng gióp em cã ®­îc thªm nhiÒu kiÕn thøc h¬n vÒ m«n häc mµ cßn gióp em d­îc tiÐp xóc víi mét ph­¬ng ph¸p lµm viÖc míi chñ ®éng h¬n,linh ho¹t h¬n vµ ®Æc biÖt lµ sù quan träng cña ph­¬ng ph¸p lµm viÖc theo nhãm.Qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®å ¸n lµ mét thêi gian thùc sù bæ Ých cho b¶n th©n em vÒ nhiÒu mÆt. Hµ néi , ngµy 15 th¸ng 5 n¨m 2004 Sinh viªn Nhãm 6 §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 2 ®å ¸n ®iÖn tö c«ng suÊt ®Ò TµI 6: ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn cho hÖ thèng läc bôi tÜnh ®iÖn. M¹ch ®¶m b¶o yªu cÇu sau: M¹ch tù ®éng t¨ng dÇn ®iÖn ¸p phÝa cao ¸p cho ®Õn khi x¶y ra phãng ®iÖn trong ng¨n t¸ch bôi th× tù ®éng chuyÓn sang chÕ ®é chèng ng¾n m¹ch ,sau ®ã l¹i dÇn phôc håi ®iÖn ¸p cao ¸p . §iÒu chØnh ®­îc tèc ®é t¨ng ®iÖn ¸p C¸c tham sè yªu cÇu : Ph­¬ng ¸n ®iÖn ¸p l­íi (V-AC) Cao ¸p läc (KV-DC) Dßng lµm viÖc (A-DC) 2 400 75 2 Yªu cÇu thiÕt kÕ ®å ¸n : 1. Giíi thiÖu chung vÒ chñng lo¹i thiÕt bÞ ®­îc giao nhiÖm vô thiÕt kÕ 2. §Ò xuÊt c¸c ph­¬ng ¸n tæng thÓ , ph©n tÝch ­u nh­îc ®iÓm cña tõng ph­¬ng ¸n , ®Ó ®i ®Õn ph­¬ng ¸n chän lùa phï hîp ®Ó thiÕt kÕ m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn 3. ThuyÕt minh sù ho¹t ®éng cña s¬ ®å kÌm theo h×nh vÏ minh ho¹ 4. TÝnh to¸n m¹ch lùc 5. TÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓn 6. KÕt luËn 7. Tµi liÖu tham kh¶o §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 3 ch­¬ng I giíi thiÖu chung vÒ c«ng nghÖ läc bôi I. Giíi thiÖu chung vÒ c«ng nghÖ läc bôi. NÒn kinh tÕ ngµy cµng ph¸t triÓn kh«ng ngõng dÇn ®¸p øng ®­îc nhu cÇu cña con ng­êi vÒ vËt chÊt vµ v¨n ho¸ nh­ng mÆt tr¸i cña nã lµ kÐo theo t×nh tr¹ng « nhiÔm m«i tr­êng ngµy cµng trÇm träng.ë ViÖt Nam t¹i nh÷ng vïng tËp trung nhiÒu c«ng nghiÖp t×nh tr¹ng khãi bôi ,khÝ ®éc h¹i th¶i ra m«i tr­êng g©y « nhiÔm lµ rÊt ®¸ng lo ng¹i.Do ®ã viÖc trang bÞ c¸c hÖ thèng xö lÝ bôi cho c¸c nhµ m¸y xÝ nghiÖp lµ thùc sù cÇn thiÕt vµ cã vai trß ngµy cµng quan träng. Khi thiÕt kÕ hÖ thèng läc bôi vÊn ®Ò ®Æt ra ®èi víi c¸c nhµ m¸y lµ chän hÖ thèng läc bôi nµo cho phï hîp víi nhµ m¸y cña m×nh trong sè rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p läc bôi hiÖn nay .C¸c ph­¬ng ph¸p läc bôi th­êng d­îc sö dông hiÖn nay lµ: 1.Läc bôi sö dông buång l¾ng bôi. 2.Läc bôi kiÓu li t©m-xiclon 3.Läc bôi kiÓu qu¸n tÝnh 4. Läc bôi b»ng l­íi läc v¶i,thÐp,giÊy,.. 5. Läc bôi tÜnh ®iÖn Trong ®ã ph­¬ng ph¸p läc tÜnh ®iÖn lµ ph­¬ng ph¸p t­¬ng ®èi hiÖu qu¶ ®èi víi c¸c nhµ m¸y c«ng nghiÖp cã mét l­îng bôi lín nh­ nhµ m¸y xi m¨ng , nhµ m¸y ph©n bãn luyÖn kim,nghiÒn ®¸,c«ng nghiÖp gèm..v..v ..Nã cã c¸c ­u ®iÓm c¬ b¶n nh­ hiÖu suÊt thu bôi cao,chi phÝ n¨ng l­îng thÊp,cã thÓ lµm viÖc víi ¸p suÊt ch©n kh«ng hoÆc ¸p suÊt cao,vµ ®Æc biÖt lµ cã thÓ ®iÒu khiÓn vµ tù ®éng ho¸ hoµn toµn. II. Ph©n tÝch nguyªn lý lµm viÖc vµ yªu cÇu c«ng nghÖ thiÕt bÞ läc bôi tÜnh ®iÖn: KhÝ th¶i cÇn läc bôi ®­îc thæi qua mét hÖ thèng hai ®iÖn cùc.Gi÷a hai ®iÖn cùc nµy ®­îc thiÕt lËp mét ®iÖn thÕ mét chiÒu t­¬ng ®èi cao nªn c­êng ®é ®iÖn tr­êng do chóng g©y ra cã gi¸ trÞ lín dÉn ®Õn c¸c h¹t bôi sÏ bÞ i«n ho¸ m·nh liÖt.D­íi t¸c dông cña lùc ®iÖn tr­êng gi÷a hai b¶n cùc, c¸c ion bÞ hót vÒ phÝa b¶n §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 4 cùc tr¸i dÊu:ion ©m vÒ cùc d­¬ng, ion d­¬ng vÒ cùc ©m. Cùc d­¬ng cña thiÕt bÞ läc bôi th­êng ®­îc nèi ®Êt. C¸c h¹t bôi sau khi dÞch chuyÓn vÒ c¸c ®iÖn cùc sÏ l¾ng l¹i trªn bÒ mÆt ®iÖn cùc. Theo møc ®é tÝch tô bôi trªn bÒ mÆt ®iÖn cùc, ng­êi ta ®Þnh kú rung l¾c ®iÖn cùc, hoÆc xèi n­íc röa ®iÖn cùc ®Ó lo¹i bá bôi. ¸p dông nguyªn lý c¬ b¶n nµy ta sÏ thiÕt kÕ mét m¹ch ®iÒu khiÓn cho hai b¶n cùc ®¸p øng c¸c yªu cÇu ®Æt ra. Víi c«ng nghÖ läc bôi nµy khi thiÕt kÕ ta gÆp ph¶i mét sè vÊn ®Ò sau: - Thø nhÊt lµ ®iÖn ¸p trªn cao ¸p läc rÊt cao, vµo cì 70KV ®Õn 100KV. Víi ®iÖn ¸p cao nµy ta sÏ rÊt khã chän van,cã thÓ ph¶i vµ gi¸ thµnh cña hÖ thèng sÏ cao. - Thø hai lµ trong qu¸ tr×nh läc do l­îng khÝ gi÷a hai b¶n cùc khi ion ho¸ t¹o thµnh dßng ®iÖn nªn hÖ thèng rÊt hay bÞ ng¾n m¹ch.V× vËy ta ph¶i thiÕt kÕ mét hÖ thèng chèng ng¾n m¹ch vµ tù ®éng ®ãng m¹ch vµo ®iÖn ¸p lµm viÖc sau khi kÕt thóc phãng ®iÖn. §iÖn ¸p cña thiÕt bÞ läc bôi ph¶i ®­îc t¨ng dÇn æn ®Þnh ®Ó ®¶m b¶o cho l­îng bôi ®­îc hót æn ®Þnh vµ ®Ó tr¸nh sù phãng ®iÖn kh«ng kiÓm so¸t ®­îc gi­· c¸c b¶n cùc. §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 5 ch­¬ng II Lùa chän Ph­¬ng ¸n I. VÒ s¬ ®å chØnh l­u: Ta ph¶i lùa chän mét trong c¸c bé chØnh l­u cã ®iÒu khiÓn sau :1 pha nöa chu kú,h×nh tia(1 pha vµ 3pha),h×nh cÇu(1 pha vµ 3 pha).Do chØnh l­u cÇu cã ­u ®iÓm h¬n c¸c m¹ch chØnh kh¸c vÒ hÖ sè sö dông m¸y biÕn ¸p vµ ®iÖn ¸p ng­îc ®Æt lªn van - rÊt phï hîp víi ®Æc ®iÓm cña t¶i lµ ®iÖn ¸p cao vµ dßng t¶i nhá nªn chØnh l­u cÇu ®­îc chän.ChØnh l­u cÇu 3 pha cã ­u ®iÓm h¬n vÒ hÖ sè sö dông m¸y biÕn ¸p vµ chÊt l­îng ®iÖn ¸p 1 chiÒu ®Çu ra nh­ng ®Ó ®¬n gi¶n ho¸ vÊn ®Ò ®iÒu khiÓn vµ xÐt ®Õn gi¸ thµnh cña hÖ thèng ta chän s¬ ®å cÇu 1 pha cã ®iÒu khiÓn. Tuy nhiªn v× ®iÖn ¸p ®Çu ra rÊt cao nªn viÖc tho¶ m·n ®­îc ®iÖn ¸p ng­îc ®Æt lªn van lµ mét vÊn ®Ò quan träng cÇn gi¶i quyÕt.Ta xem xÐt ®Õn hai ph­¬ng ¸n m¹ch lùc sau: - Ph­¬ng ¸n 1: Dïng mét bé chØnh l­u cÇu 1 pha kh«ng ®iÒu chØnh ®­îc ®ã lµ bé chØnh l­u dïng c¸c ®i«t sau m¸y biÕn ¸p vµ mét bé ®iÒu ¸p xoay chiÒu tr­íc m¸y biÕn ¸p - Ph­¬ng ¸n 2: Dïng mét bé chØnh l­u cÇu 1 pha cã thÓ ®iÒu chØnh ®­îc gãc më dïng c¸c thyristor ®Æt sau m¸y biÕn ¸p. Ph­¬ng ¸n I : Sö dông m¹ch ®iÒu ¸p b»ng thyristor tr­íc m¸y biÕn ¸p : §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 6  §iÖn ¸p ng­îc ®Æt lªn mçi thyristor lµ: Ungmax =U1=400(V) Nh­ vËy lµ ®iÖn ¸p ®Æt lªn mçi thyristor lµ t­¬ng ®èi nhá chÝnh v× vËy rÊt dÔ cho viÖc chän van vµ ®iÒu khiÓn vµ b¶o vÖ van , kh«ng chØ vËy cßn gi¶m ®­îc vèn ®Çu t­ cho thiÕt kÕ hÖ thèng.  Ta tÝnh dßng ch¶y qua mçi thyrisstor: Ta thiÕt kÕ hÖ thèng víi l­îng dù tr÷ 10% vÒ c«ng suÊt, tøc c«ng suÊt dù tr÷ lµ Pmax=167 KW vµ c«ng suÊt lµm viÖc lµ Pmax=150KW Ta chän ®iÖn ¸p tèi ®a trªn t¶i lµ Ud= 78kV vµ dßng ®iÖn sÏ lµ Id=2,1(A) Ta cã I2 = Id = 2,1(A) Gi¶ sö sôt ¸p trªn ®iÖn trë vµ ®iÖn kh¸ng lµ 5%, trªn ®ièt lµ 120V §iÖn ¸p chØnh l­u kh«ng t¶i lµ: Ud = 78.10 3.(1+5%)+120 = 82020 (V) = 82,02 (KV) §iÖn ¸p pha thø cÊp MBA: U2 = 1,11.82,02=91,04(KV) §iÖn ¸p pha s¬ cÊp MBA: U1= 400(V) TÝnh hÖ sè biÕn ¸p m= 1 2 U U = 400 91040  228 => I1=m.I2=228.2,1 = 478,8(A) Ta thÊy r»ng dßng ®iÖn ch¶y qua thyristor lµ rÊt lín vµ ®©y lµ nh­îc ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy nh­ng kh«ng ph¶i lµ nh­îc ®iÓm lín, cã thÓ vÉn chän ®­îc van phï hîp. §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 7 Ph­¬ng ¸n II: Sö dông m¹ch chØnh l­u b»ng thyristor sau m¸y biÕn ¸p:  Dßng ®iÖn ch¶y qua c¸c thyristor lµ : Itb=Id/2= 2,1/2=1,05(A) dßng ®iÖn nµy lµ rÊt nhá nªn rÊt dÔ chän van theo ®iÒu kiÖn dßng ®iÖn.Vµ so víi ph­¬ng ¸n 1 th× sè l­îng van Ýt h¬n. ¦u ®iÓm thø hai cña ph­¬ng ¸n lµ chØ cã mét bé chØnh l­u mµ kh«ng dïng ®Õn hai bé  §iÖn ¸p ng­îc ®Æt lªn mçi thyristor lµ Ungmax = 1,41.U2 = 1,41.91040 = 128,366 (KV) ®©y lµ ®iÖn ¸p rÊt lín nªn rÊt khã chän van, ®iÒu khiÓn vµ b¶o vÖ van . NÕu m¾c nèi tiÕp c¸c van th× g©y khã kh¨n cho viÖc ®iÒu khiÓn. Tõ nh÷ng ­u nh­îc ®iÓm cña hai ph­¬ng ¸n trªn ta thÊy ph­¬ng ¸n thø nhÊt lµ tèt vµ kh¶ quan h¬n c¶ . Nh­ vËy ta chän ph­¬ng ¸n thø nhÊt ®Ó thiÕt kÕ m¹ch lùc cho hÖ thèng. II. VÒ m¹ch ®iÒu khiÓn: M¹ch ®iÖn thiÕt kÕ ho¹t ®éng ë ®iÖn ¸p cao vµ c«ng suÊt lín nªn c¸c thiÕt bÞ trong m¹ch ®iÒu khiÓn ph¶i ho¹t ®éng tin cËy vµ cã c«ng suÊt tæn hao nhá.Tr­íc yªu cÇu ®ã viÖc sö dông c¸c IC tÝch hîp c¸c chøc n¨ng kh¸c nhau víi kÕt cÊu nhá gän , tiªu hao c«ng suÊt bÐ lµ 1 lùa chon tèi ­u. §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 8 ch­¬ng III ThuyÕt Minh Nguyªn Lý Ho¹t §éng I. M¹ch lùc: Víi s¬ ®å m¹ch lùc ®­îc thiÕt kÕ nh­ h×nh vÏ: Ho¹t ®éng: §iÖn ¸p l­íi cã U=400 V ®­îc ®­a vµo m¹ch ®iÒu ¸p xoay chiÒu mét pha dïng mét cÆp thyristor nèi song song ng­îc. §iÖn ¸p sau khi qua m¹ch ®iÒu ¸p xoay chiÒu m«ét pha th× cã ®iÖn ¸p kh«ng sin nh­ng vÉn ®èi xøng, sau ®ã ®­îc ®­a vµo m¸y biÕn ¸p ®Ó nÇng ®iÖn ¸p lªn hµng chôc kV. Sau MBA ®iÖn ¸p ®­îc ®­a vµo chØnh l­u cÇu ba pha, sau ®ã ®­a ra cao ¸p läc. Cô thÓ sù ho¹t ®éng cña c¸c kh©u nh­ sau: §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 9 1. Bé ®iÒu ¸p xoay chiÒu ba pha : a) S¬ ®å: b) NhiÖm vô: §iÒu khiÓn ®iÖn ¸p hiÖu dông ®Ó ®­a vµo së cÊp m¸y biÕn ¸p. Kho¶ng ®iÖn ¸p ®­a vµo s¬ cÊp cã thÓ ®iÒu chØnh n»m trong kho¶ng tõ 0V->440V. Nhê cã kh©u nµy mµ cã thÓ ®iÒu chØnh tù ®éng ®­îc hÖ thèng. c) Ho¹t ®éng: C¸c thyristor ®­îc ®iÒu khiÓn víi gãc ®iÒu khiÓn lµ α. §Ön ¸p ®­a vµo lµ ®iÖn ¸p h×nh sin cã U = 400(V). Sau khi qua bé XAAC sÏ ®­îc gi¶m xuèng møc cÇn thiÕt ®Ó ®iÒu chØnh æn ®Þnh ®iÖn ¸p lµm viÖc. D¹ng ®iÖn ¸p ra cña bé ®iÒu ¸p phô thuéc vµo t¶i cña nã vµ gãc më thyristor.  XÐt t¶i thuÇn trë: - Khi α < θ < π : T1 më, T2 kho¸ Ut = UXC - Khi π < θ < π + α : T1 ®ãng, T2 ch­a më ®­îc do ch­a nhËn ®­îc xung ®iÒu khiÓn nªn T2 vÉn kho¸. Ut = 0 - Khi π + α < θ < 2π : T1 kho¸, T2 më Ut = UXC §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 10 §iÖn ¸p hiÖu dông trªn t¶i sÏ lµ:    2 2sin)(2 UU1  XÐt t¶i trë c¶m: Khi gãc ®iÒu khiÓn α ≤ φ dßng t¶i s lµ liªn tôc vµ kh«ng phô thuc gãc ®iÒu khiÓn α. §iÒu nµy ®óng nÕu xung ®iÒu khiÓn lµ xung réng. NÕu xung ®iÒu khiÓn lµ xung hÑp dßng ®iÖn trong mét nöa chu kú sÏ kÐo dµi qu¸ thêi ®iÓm π + α. Do ®ã khi V2 nhËn ®­îc tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn t¹i π + α th× V2 ch­a thÓ më ra ®­îc. §iÒu nµy dÉn ®Õn ®iÖn ¸p ra trªn t¶i chØ cã trong mét nöa chu kú vµ dßng cã d¹ng ®¹p m¹ch mét chiÒu. Víi gãc ®iÒu khiÓn α > φ dßng ti sÏ cã d¹ng gi¸n ®o¹n vµ lu«n b¾t ®Çu tõ 0 t¹i θ = α. Dßng t¶i sÏ tu©n theo quy luËt:             )sin(e)sin( Z U i Q m §iÖn ¸p hiÖu dông trªn t¶i:    2 )22sin(2sin2 UUhdt víi λ ®­îc x¸c ®Þnh tõ ph­¬ng tr×nh: 0)sin(e)sin( Q   §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 11 Trong ®ã : R X arctg L R X Q L 2. M¸y biÕn ¸p lùc: a) NhiÖm vô: N©ng ®iÖn ¸p l­íi UP=380V lªn ®iÖn ¸p hµng chôc kV ®Ó ®¸p øng yªu cÇu ®iÖn ¸p cao cña c«ng nghÖ cña läc bôi tÜnh ®iÖn . b) Ho¹t ®éng: Sau khi qua bé ®iÒu ¸p th× ®iÖn ¸p ®­a vµo biÕn ¸p th­êng kh«ng sin, nh­ng theo ph©n tÝch ë trªn th× ®iÖn ¸p lµ ®èi xøng, cã thÓ t¸ch thµnh c¸c thµnh phÇn bËc 1 vµ bËc cao, trong ®ã kh«ng cã thµnh phÇn mét chiÒu. Do vËy c¸c thµnh phÇn xoay chiÒu cña ®iÖn ¸p s¬ cÊp MBA (hay ®iÖn ¸p hiÖu dông s¬ cÊp) vÉn ®­îc khuÕch ®¹i qua MBA: U2=m.U1víi m lµ tØ sè biÕn ®æi cña MBA. 3. Bé chØnh l­u : a) S¬ ®å: b) NhiÖm vô: BiÕn ®iÖn ¸p xoay chiÒu sau MBA lùc thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu cã ®é nhÊp nh« thÊp ®Ó ®­a ra cao ¸p läc. Quan hÖ gi÷a ®iÖn ¸p sau chØnh l­u Ud ,dßng Id vµ ®iÖn ¸p thø cÊp U2 ,dßng thø cÊp I2 cña MBA lµ: §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 12 U2 = 1,11Ud I2 = 0,58Id Do ®iÖn ¸p ®Æt lªn mçi ®ièt D lµ rÊt lín ,theo tÝnh to¸n Unmax= 75 KV.V× vËy cÇn nèi tiÕp c¸c ®i«t ®Ó sao cho ®iÖn ¸p ®Æt lªn c¸c ®ièt kh«ng v­ît qu¸ Unmax cña mçi ®i«t 4. Cao ¸p läc: T¶i nµy mang tÝnh chÊt lµ t¶i ®iÖn trë cã gi¸ trÞ phô thuéc vµo ®iÖn ¸p gi÷a hai cùc cña cao ¸p läc vµ dßng ®iÖn qua t¶i hay phô thuéc vµo l­îng khÝ bôi ch¶y qua cao ¸p läc vµ hiÖu qu¶ lµm viÖc cña hÖ thèng. II. M¹ch ®iÒu khiÓn 1. M¹ch t¹o tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn: a) NhiÖm vô: T¹o ra tÝn hiÖu U®k t¨ng dÇn ®Õn gi¸ trÞ E nµo ®ã (tèc ®é t¨ng cã thÓ thay ®æi ®­îc) ®Ó ®­a vµo ch©n sè 11 cña phÇn tö TCA785 so s¸nh víi xung r¨ng c­a t¹o ra xung ®iÒu khiÓn ë ch©n 14, 15 cña phÇn tö TCA785 víi gãc  thay ®æi nhá dÇn. b) S¬ ®å nguyªn lý: Khi tÝn hiÖu ph¶n håi logic ®­a vµo R11 lµ 0 (kh«ng cã tÝn hiÖu) th× transistor T1 kho¸ ë A cã ®iÖn ¸p UA b»ng ®iÖn ¸p æn ®Þnh ë trªn Zener Dz1. Tô C ®­îc n¹p ®iÖn. §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 13 Ph­¬ng tr×nh n¹p ®iÖn cho tô:     )0(UdtU C)RVR( 1 U CA 2 C Do UA = const nªn tô C ®­îc n¹p tuyÕn tÝnh. Khi ®iÖn ¸p trªn tô ®¹t ®Õn -UA, chän R1 = R3 nªn ®iÖn ¸p ®ã ®­îc duy tr× ë -UA. Thêi gian tô C n¹p ®Õn -UA phô thuéc vµo VR, R2, C nªn cã thÓ ®iÒu khiÓn ®­îc th«ng qua biÕn trë VR. §iÖn ¸p ra ë UB ©m qua A2 ®­îc ®¶o thµnh d­¬ng. VËy ta ph¶i chän R4 = R5 ®Ó gi¸ trÞ UD b»ng gi¸ trÞ UB nh­ng ng­îc chiÒu. 2. M¹ch t¹o xung ®iÒu khiÓn thyristor: a) NhiÖm vô: T¹o ra xung ®iÌu khiÓn më thyristor víi gãc më  gi¶m dÇn ®Ó t¨ng dÇn ®iÖn ¸p t¶i ®Õn ®iÖn ¸p phãng ®iÖn. b) S¬ ®å nguyªn lý: Sö dông vi m¹ch chuyªn dông TCA785: S¬ ®å ch©n: §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 14 ChÊn sè Ký hiÖu Chøc n¨ng 1 OS Ch©n nèi ®Êt 2 Q2 §Çu ra 2 ®¶o 3 QU §Çu ra U 4 Q1 §Çu ra 1 ®¶o 5 VSYNC §iÖn ¸p ®ång bé 6 I TÝn hiÖu cÊm 7 QZ §Çu ra Z 8 VREF §iÖn ¸p chuÈn 9 RP §iÖn trë m¹ch r¨ng c­a 10 C10 Tô t¹o m¹ch r¨ng c­a 11 V11 §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn 12 C12 Tô t¹o ®é réng xung 13 L TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn xung ng¾n xung réng 14 Q1 §Çu ra 1 15 Q2 §Çu ra 2 16 VS §iÖn ¸p nguån nu«i §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 15 S¬ ®å cÊu t¹o D¹ng ®å thÞ ®iÖn ¸p t¹i c¸c ch©n: §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 16 §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 17 Th«ng sè kü thuËt: Th«ng sè Gi¸ trÞ nhá nhÊt Gi¸ trÞ tiªu biÓu f=50HZ, Vs=15V Gi¸ trÞ lín nhÊt §¬n vÞ Dßng tiªu thô IS 4,5 6,5 10 mA §iÖn ¸p vµo ®iÒu khiÓn ch©n 11 Kho¶ng ®iÖn ¸p V11 Trë kh¸ng vµo 0,2 15 V10max V k M¹ch t¹o r¨ng c­a Dßng n¹p tô I10 Biªn ®é cña r¨ng c­a V10 §iÖn trë m¹ch n¹p R9 Thêi gian s­ên ng¾n cña xung r¨ng c­a tp 10 3 80 1000 Vs-2 300 A V k S TÝn hiÖu cÊm vµo ch©n 6 CÊm V6L Cho phÐp V6H 4 3,3 3,3 2,5 §é réng xung ra, ch©n 13 Xung hÑp V13H Xung réng V13L 3,5 2,5 2,5 2 §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 18 Xung ra, ch©n 14, 15 §iÖn ¸p ra møc cao V14/15H -IQ = 250 mA §iÖn ¸p ra møc thÊp V14/15 IQ = 2mA §é réng xung hÑp tp §é r«ng xung réng tp Vs - 3 0,3 20 530 Vs - 2,5 0,8 30 620 Vs - 1,0 2 40 760 V V S S/nF §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn §iÖn ¸p chuÈn Vref Gãc ®iÒu khiÓn øng víi ®iÖn ¸p chuÈn ref 2,8 3,1 2 x 10-4 3,4 5 x 10-4 V 1/K TÝnh to¸n c¸c phÇn tö bªn ngoµi Min Max Tô r¨ng c­a C10 500pF 1F Thêi ®iÒm ph¸t xung K.V C.V.V t REF 10911 tr  Dßng n¹p tô 9 REF 10 R K.R I  §iÖn ¸p trªn tô 109 REF 10 C.R K.V V  Nguyªn lý ho¹t ®éng cña TCA 785: TCA785 lµ mét vi m¹ch phøc hîp thùc hiÖn 4 chøc n¨ng cña mét m¹ch ®iÒu khiÓn: “tÒ ®Çu” ®iÖn ¸p ®ång bé, t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c­a ®ång bé, so s¸nh vµ t¹o xung ra. Nguån nu«i qua ch©n 16. TÝn hiÖu ®ång bé ®­îc lÊy vµo qua ch©n sè 5 vµ sè 1. TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®­a vµo ch©n 11. Mét bé nhËn biÕt ®iÖn ¸p 0 sÏ kiÓm tra ®iÖn ¸p lÊy vµo chuyÓn tr¹ng th¸i vµ sÏ chuyÓn tÝn hiÖu nµy ®Õn bé phËn ®ång bé. Bé phËn ®ång bé nµy sÏ ®iÒu khiÓn tô C10; tô C10 sÏ ®­îc n¹p ®Õn ®iÖn ¸p kh«ng ®æi §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 19 (quyÕt ®Þnh bëi R9). Khi ®iÖn ¸p V10 ®¹t ®Õn ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn V11 th× 1 tÝn hiÖ sÏ ®­îc ®­a ®Õn kh©u logic. Tuú thuéc vµo biªn ®é ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn V11, gãc më  cã thÓ thay ®æi tõ 0 ®Õn 180o. Víi mçi nöa chu kú sãng 1 xung d­¬ng sÏ xuÊt hiÖn ë Q1 vµ Q2. §é réng kho¶ng 30s  80s. §é réng xung cã thÓ kÐo dµi ®Õn 180o th«ng qua tô C12. NÕu ch©n 12 nèi ®Êt th× sÏ cã xung trong kho¶ng  ®Õn 180o. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña kh©u t¹o xung ®iÒu khiÓn thyristor: §iÖn ¸p l­íi sau khi qua m¸y biÕn ¸p ®­îc h¹ xuèng 12VAC ®­a vµo ch©n sè 5 vµ ch©n sè 1 qua ®iÖn trë R. TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn V®k ®­îc ®­a vµ ch©n 11 so s¸nh víi ®iÖn ¸ r¨ng c­a t¹o bëi tô C10 cho ta xung ®iÒu khiÓn thyristor cã gãc më α t¨ng dÇn ë ®Çu ra t¹i ch©n 14 vµ ch©n 15. Khi x¶y ra ng¾n m¹ch, ë ch©n 6 nhËn ®­îc tÝn hiÖu cÊm, t¹i ch©n 14 vµ ch©n 15 kh«ng cßn tÝn hiÖu ®Çu ra. §å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt GVHD : TrÇn Träng Minh Sinh viªn thùc hiÖn : Nhãm 6 Tù ®éng hãa 3 - K46 20 3. BiÕn ¸p xung: a) NhiÖm vô: KhuyÕch ®¹i xung ®iÒu khiÓn ë c¸c ®Çu ra cña vi m¹ch TCA785 ®­a vµo cùc G cña thyristor ®Ó ®iÒu khiÓn gãc më T vµ gãc më α. b) S¬ ®å nguyªn lý: TÝn hiÖu vµo R6 lµ tÝn hiÖu logic (®Çu ra Q14 vµ Q15). Khi Q ë møc logic 1 th× T4 më. §iÖn c¶m L ng¨n kh«ng cho dßng colector chuyÓn ngay lªn møc b·o hoµ mµ t¨ng dÇn theo quy luËt. )e1( R E ii t 8 LC    trong ®ã 8R L  Sau vµi chu kú th× dßng colect¬ ®¹t tíi b·o hoµ 8 CC R E Ii  Bªn thø cÊp biÕn ¸p xung cã ®iÖn ¸p c¶m øng lµm më D4 ®­a dßng ®iÒu khiÓn vµo gi÷a cùc G vµ K cña thyristor. §ièt D5 cã t¸c dông lµm gi¶m ®iÖn ¸o ng­îc ®Æt lªn gi÷a catèt vµ cùc ®iÒu khiÓn cña thyristor khi ®iÖn ¸p catot d­¬ng h¬n so víi anot, ®¶m b¶o an toµn cho tiÕp gi¸p GK khi thyristor ë chÕ ®é kho¸. Khi Q ë møc logic 0 th× T4 kho¸ l¹i.