c. Nguyên lí làm việc sơ đồ cầu 3 pha điều khiển đối xứng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.1 MB, 99 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
T1
T5
T3
θ
T6
T2
T4
T6
IG1
θ
θ
θ
θ
θ
IG2
IG3
IG4
IG5
IG6
α1
α2
α3
α4
α5
α6
α1
Ud
θ
Hình 18: Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu ba pha
Từ kết cấu của sơ đồ chỉnh lưu cầu ta có nhận xét: Để có dòng qua phụ
tải thì trong sơ đồ phải có ít nhất 2 van cùng thông, một ở nhóm anôt chung, một
ở nhóm katôt chung. Vậy với giả thiết là sơ đồ làm việc ở chế độ dòng liên tục
và bỏ qua quá trình chuyển mạch thì khi bộ chỉnh lưu cầu m pha làm việc, ở một
thời điểm bất kỳ trong sơ đồ luôn có 2 van có thể dẫn dòng khi có xung điều
khiển: Van ở nhóm katôt chung nối với pha có điện áp dương nhất và van ở
nhóm anôt chung nối với pha có điện áp âm nhất. Thời điểm mở tự nhiên của sơ
đồ cầu cũng được xác định như đối với sơ đồ tia có số pha tương ứng.
Để điều khiển điện áp chỉnh lưu trên phụ tải một chiều ta thay đổi thời
điểm đưa xung điều khiển đến các cực điều khiển của các van, làm thay đổi
khoảng dẫn dòng của van làm điện áp trung bình của chỉnh lưu thay đổi.
Đặc điểm của các sơ đồ hình tia là ngoài các thời gian chuyển mạch các
van ứng với γ (là khoảng thời gian khi một van nào đó đang ngừng làm việc và
van tiếp sau đang bắt đầu làm việc) dòng điện phụ tải i d bằng dòng điện trong
van đang mở. Do đó dòng điện trong mạch phụ tải được xác định bởi sức điện
động pha làm việc của máy biến áp, còn độ sụt áp trong bộ biến đổi thì được xác
định bởi độ sụt áp trên pha đó.
23
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
Ở sơ đồ cầu, bên ngoài chu kỳ chuyển mạch vẫn có hai van làm việc đồng
thời. Dòng điện phụ tải chạy liên tiếp qua hai van và hai pha của máy biến áp
dưới tác dụng của hiệu số sức điện động của các van tương ứng, nghĩa là dưới
tác dụng của sức điện động dây. Sau một chu kỳ biến thiên của điện áp xoay
chiều cả sáu van của bộ biến đổi đều tham gia làm việc.
Trị số trung bình của sức điện động chỉnh lưu Ud ở trạng thái dòng điện
liên tục được xác định như sau: Ud = Uđmcos α
Trong đó: Uđm là trị số cực đại của sức điện động chỉnh lưu ứng với
trường hợp α = 0 .
Với sơ đồ 3 pha hình cầu trị số cực đại của sức điện động chỉnh lưu là:
Uđm1 =2,34.U2f .
Trong đó U2f là trị số hiệu dụng của s.đ.đ pha thứ cấp máy biến áp
Nhận xét:
Chỉnh lưu cầu ba pha hiện nay được sử dụng rất rộng rãi. Đây là sơ đồ
chỉnh lưu có chất lượng điện áp ra tốt nhất và có hiệu suất sử dụng biến áp tốt
nhất. Tuy vậy, đây cũng là sơ đồ phức tạp nhất do phải mở đồng thời 2 Tiristor
theo đóng thứ tự pha do đó gây không ít khó khăn trong quá trình chế tạo, vận
hành, sửa chữa. Giá thành cao và mạch điều khiển cũng phức tạp hơn.
3. Kết luận.
Có nhiều sơ đồ chỉnh lưu đáp ứng được yêu cầu công nghệ. Tuy nhiên ở
mỗi sơ đồ có các chỉ tiêu về chất lượng khác nhau, giá thành khác nhau. Vấn đề
đặt ra là lựa chọn cho phù hợp..
Sơ đồ cầu ba pha điều khiển toàn phần có giá thành cao và mạch điều
khiển cũng phức tạp hơn song nó có chất lượng điện áp ra tốt hơn. Mặt khác với
động cơ một chiều kích từ độc lập có công suất trung bình (P = 1kw) nên sơ đồ
chỉnh lưu hình cầu ba pha điều khiển toàn phần hoàn toàn đáp ứng được các
yêu cầu công nghệ.
24
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
PHẦN III: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
1. Giới thiệu chung
Để cho các van của hai bộ biến đổi mở tại những thời điểm mong muốn
thì ngoài điều kiện tại thời điểm đó trên van phải có điện áp thuận thì trên cực
điều khiển phải có một điện áp điều khiển (còn gọi là tín hiệu điều khiển hay
xung điều khiển) .Để có hệ thống các xung điều khiển xuất hiện đóng theo yêu
cầu mở van thì ta cần phải có một mạch điện để tạo ra xung điều khiển đó.
Mạch điện tạo ra hệ thống xung điều khiển đó gọi là mạch điều khiển.
Hệ thống tạo xung điều khiển có nhiệm vụ tạo ra
- 3 kênh điều khiển
- Góc điều khiển thay đổi rộng
-Thông số xung các kênh phải như nhau
Xung điều khiển phải thoả mản các yêu cầu cơ bản như công suất ,biên độ
cũng như thời gian tồn tại xung để mở chắc chắn các van đối với mọi loại phụ
tải .Thông thường độ dài xung nằm trong khoảng (200÷600)µs là đảm bảo mở
chắc chắn các van .
Hiện nay thường sử dụng 3 hệ thống tạo xung cơ bản sau
- Hệ thống điều khiển pha đứng
- Hệ thống điều khiển pha ngang
- Hệ thống điều khiển dùng điôt 2 cực gốc
1.1 Hệ thống điều khiển pha đứng
a.Sơ đồ khối hệ thống điều khiển theo pha đứng.
1
u1
ĐBH
2
Điện áp tựa
(Sóng răng cưa)
3
4
So sánh
Tạo
xung
5
Phân chia
xung
UGT
Uđk
Hình 19. Sơ đồ khối điều khiển theo pha đứng
25
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
- Khối 1 là khối đồng bộ hoá (ĐBH): Tín hiệu điện áp đưa vào khối này
cũng chính là tín hiệu cấp cho mạch động lực của bộ chỉnh lưu (u1). Khối này ta
thường sử dụng biến áp đồng bộ hoá để điện áp ra sau khối này có dạng sin với
tần số bằng tần số điện áp nguồn cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu và trùng pha
hoặc lệch pha 1 góc xác định so với điện áp nguồn
- Khối 2 là khối tạo sóng răng cưa (điện áp tựa): Sau khối 1, điện áp đồng
bộ (uđb) được đưa vào khối 2 để tạo ra điện áp dạng xung răng cưa (urc). Điện áp
răng cưa urc là điện áp chuẩn để so sánh với Uđk của khối 3.
- Khối 3 là khối so sánh: Qua khối này urc và Uđkđược so sánh với nhau.
Uđk là điện áp 1 chiều. Giao điểm của điện áp này với urc quyết định góc điều
khiển α.
- Khối 4 là khối tạo xung: Tín hiệu ra sau khối so sánh có dạng số (có tín
hiệu “1” và không có tín hiệu “0”). Tuy nhiên xung này hầu như chưa đáp ứng
được yêu cầu về biên độ xung, độ rộng xung, độ dốc xung,... Vì vậy cần phải có
khối tạo xung để điều chỉnh các thông số này cho phù hợp.
- Khối 5 là khối phân chia xung: Khối này để dẫn xung và phân chia xung
cho Thyristor. Ta thường dùng biến áp xung (BAX) để thực hiện việc này.
Trên thực tế lắp ráp mạch điều khiển theo pha đứng này người ta thường
ghép khối 1 với khối 2 và khối 4 với khối 5. Vậy sơ đồ lắp ráp thực tế như
khối1
u1
khối3
khối 2
ĐBH &
PSRC
So sánh
Tạo xung &
phân chia xung
UGT
Uđk
Hình 20. Sơ đồ khối điều khiển theo pha đứng thực tế
ul
: điện áp lưới (nguồn) xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu
uđk : điện áp điều khiển đây là điện áp một chiều lấy từ đầu ra của khối(THKĐTG) dùng để điều khiển giá trị góc α .
26
