Top Banner
CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT Băm áp một chiều là bộ biến đổi điện áp một chiều thành xung điện áp. Điều chỉnh độ rộng xung điện áp, điều chỉnh được trị số trung bình điện áp tải. Các bộ băm áp một chiều có thể thực hiện theo sơ đồ mạch nối tiếp (phần tử đóng cắt mắc nối tiếp với tải) hoặc theo sơ đồ mạch song song (phần tử đóng cắt được mắc song song với tải). 1.1. Băm áp một chiều nối tiếp 1. Nguyên lý băm áp một chiều nối tiếp Các bộ băm áp một chiều thưcmg gặp hiện nay là các bộ băm áp nối tiếp. Trong phần giới thiệu thiết kế này quan tâm nhiều đến các bộ băm áp loại đó. Sơ đồ nguyên lý băm áp một chiều nối tiếp giới thiệu trên hình 2.la. Theo đó phần tử chuyển mạch tạo các xung điện áp mắc nối tiếp với tải. Điện áp một chiều được điều khiển bằng cách điểu khiển thời gian đóng khoá K trong chu kì đóng cắt. Trong khoảng 0 -ỉ- tj (hình 2.1b) khoá K đóng điện áp tải bằng điện áp nguồn (Uj = U]), trong khoảng tj -T Ì 2 khoá K mở điện áp tải bằng 0. K u CK a) b) Hinh 2.1. Băm áp một chiều, a) Sơ đồ nguyên lý ; b) Đường cong điện áp. Trị số trung bình điện áp tải được tính: Ud- 1 X CK 0 u,.dt = i u, ^ck (2 . 1) 128
125

CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Aug 29, 2019

Download

Documents

hoangnhu
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

CHương 2

THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU■ ■

I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Băm áp một chiều là bộ biến đổi điện áp một chiều thành xung điện áp. Điều chỉnh độ rộng xung điện áp, điều chỉnh được trị số trung bình điện áp tải.

Các bộ băm áp một chiều có thể thực hiện theo sơ đồ mạch nối tiếp (phần tử đóng cắt mắc nối tiếp với tải) hoặc theo sơ đồ mạch song song (phần tử đóng cắt được mắc song song với tải).

1.1. Băm áp một chiều nối tiếp

1. Nguyên lý băm áp một chiều nối tiếp

Các bộ băm áp một chiều thưcmg gặp hiện nay là các bộ băm áp nối tiếp. Trong phần giới thiệu thiết kế này quan tâm nhiều đến các bộ băm áp loại đó.

Sơ đồ nguyên lý băm áp một chiều nối tiếp giới thiệu trên hình 2 .la. Theo đó phần tử chuyển mạch tạo các xung điện áp mắc nối tiếp với tải. Điện áp một chiều được điều khiển bằng cách điểu khiển thời gian đóng khoá K trong chu kì đóng cắt. Trong khoảng 0 -ỉ- tj (hình 2.1b) khoá K đóng điện áp tải bằng điện áp nguồn (Uj = U]), trong khoảng tj -T Ì2 khoá K mở điện áp tải bằng 0.

K u

CK

a) b)H inh 2.1. Băm áp một chiều,

a) Sơ đồ nguyên lý ; b) Đường cong điện áp.

Trị số trung bình điện áp tải được tính:

U d -1

XC K 0

u,.dt = i u ,ck

(2 .1)

128

Page 2: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

nếu coi Y = thì :Tck

Ud = y . u ,

Trong đó:

- điện áp tải một chiền;

uI —điện áp nguồn cấp một chiều;

íị - khoảng thời gian đóng khoá K;

T ị. - chu kì đóng cắt khoá K;

Ỵ - đ ộ r ộ n g x u n g đ i ệ n áp .

Từ biểu thức (2.1) thấy rằng, muốn điều khiển điện áp tải U(J cần điều khiển độ rộng xung điện áp y. Độ rộng xung điện áp này có thể được điều chỉnh bằng một trong hai thông số: hoặc là điều chỉnh thời gian đóng khóa K (t|) giữ chu kì đóng cắt Tck không đổi; hoặc là điều chỉnh chu kì đóng cắt T(-J giữ Ihời gian đóng khóa K (tị) không đổi. Tuy nhiên, việc thay đổi chu kì đóng cắt khoá K làm cho chất lượng điều khiển của phương pháp này xấu, người ta ít dùng. Điều này có thể minh hoạ bằng việc hoạt động của bộ bẫm áp với tải điện cảm.

2. H oạt động của sơ đồ với tải điện cảm

Khi tải điện cảm, để xả năng lượng của cuộn dây điện cảm người ta thường mắc song song với tải một điốt xả năng lượng như hình 2 .2 .

a ) b)

H inh 2.2. Băm áp một chiều với tải điện cảm. a) Sơ đổ mạch ; b) Các đường cong.

Dòng điện chạy qua tải được xác định bằng phương trình vi phân;

Khi khoá K đóng:d i

d t(2 .2)

Trong đó: i - dòng điện tải ; - điện trở tải; - điện cảm tải

17. ìlNH TO Á N., c 129

Page 3: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Khi khoá K mở:

di0 = R,.i + L ,5 i (2.3)dt

Giải các phương trình vi phân (2.2), (2.3) ta có nghiệm:

(2.4)

Trong đó:

hđ ” dòng điện ban đầu của chu kì đang xét {mở hay đóng khoá K);

XL - dòng điện xác lập của chu kì đang xét

Khi khoá K đóng IxL = — ; Khi khoá Kmởlỵi^ = 0Rd

Tj = — — hằng số thời gian điện từ của mạchRd

Dạng đưòfng cong dòng điện vẽ theo biểu thức (2.4) biến thiên có dạng như trên hình2 .2 b.

Độ nhấp nhô của dòng điện tải được tính [1].

^Ị^Ọ blM lH iíĩcK (2.5)2L,

Từ biểu thức (2.5) thấy rằng, biên độ dao động dòng điện phụ thuộc vào bốn thông số: điện áp nguồn cấp (Uj); độ rộng xung điện áp (y); điện cảm tải (Ljj) và chu kì chuyển mạch khoá K (Tck)- Các thông số: điện áp nguồn cấp, độ rộng xung điện áp phụ thuộc yêu cầu điều khiển điện áp tải, điện cảm tải là thông số của tải. Do đó để cải thiện chất lượng dòng điện tải (giảm nhỏ AI) có thể tác động vào TcK- Như vậy,

nếu chu kì chuyển mạch càng bé (hay tần số chuyển mạch f = — càng lớn) thì biênCK

độ đập mạch dòng điện càng nhỏ, chất lượng dòng điện một chiều càng cao. Do đó, bộ điều khiển này thường được thiết kế với tần số cao hàng chục kHz.

1.2. Băm áp một chiều song songTrong những trường hợp tải có một nguồn năng lượng nào đó (vỉ dụ động cơ điện

một chiều làm việc ở chế độ máy phát), việc xả năng lượng của tải la cần thiết. Năng lượng này thường được trả về nguồn lưới. Tuy nhiên, khi cần điều chỉnh dồng điện tải thì mắc song song với tải một khoá chuyển mạch như sơ đồ hình 2.3 là hợp lí.

Trong khoảng 0 ^ tj khoá K đóng Dq khoá (cần thiết để tránh ngắn mạch nguồn) ijý[ = 0; U(j = 0; is = id.

130 17. TÍNH TOÁN... c SUẤT.B

Page 4: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Trong khoảng tị T(-Ị khoá K mở Dq dẫn i| ì = i(j; Uj = Up is = 0.

Giá trị trung bình của điện áp tải một chiéu

Ua =1 u,.dtC K t j

= (i-y)ư,

' n Do id1 ^

* s } j R d

Ud' 1 1

^ U

r

0

ÌN

is

CK

t i Tck

a) b)H inh 2.3. Sơ đổ mạch băm áp một chiều song song,

a) Sơ đồ động lực ; b) Các đường cong.

Giá trị trung bình của dòng điện tải trả về nguồn.

I n = ( 1 - Y ) . I d

Giá trị trung bình của dòng điện chạy qua khoá K.

Ig = Ỵ. I(J

Giá trị trung bình của dòng điện tải.

E . - U .R

(2 .6)

t

(2.7)

(2 .8)

(2.9)

Qua các biểu thức (2.6), (2.8) thấy rằng muốn điều chỉnh dòng điện tải cần điều chỉnh độ rộng xung (y) đóng khoá K.

1.3. Băm áp nối tiếp và song song phối hợpKhi tải làm việc ở chế độ nhận năng lượng từ lưới bằng băm áp nối tiếp và trả

năng lượng về lưới bằng băm áp song song có thể dùng sơ đồ băm áp nối tiếp và song song phối hợp như hình 2.4. ở chế độ nhận năng lượng từ lưới điều khiển Kfj, ở chế độ trả năng lượng về lưới điều khiển.Ks (chủ ý hai khóa chuyển mạch này không được cùng đóng một lúc).

131

Page 5: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

D,

Il - THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG Lực

Như đã giới thiệu ở trên, bộ băm áp một chiều là một bộ băm điện áp một chiều thành các xung điện áp. Điện áp trên tải một chiều U(J phụ thuộc tỷ số thời gian đóng khoá bán dẫn trên chu kì đóng cắt. Chúng ta đã chứng minh rằng các bộ băm áp một chiều chỉ có ý nghĩa và có ưu điểm hơn hẳn chỉnh lưu (thực chất chỉnh lưu cũng là băm áp theo đường cong điện áp hình sin) khi tần số băm xung lớn. Tần số này có thể hàng chục kHz. Các van bán dẫn được dùng làm khoá đóng cắt cho các bộ băm áp một chiều là các Tiristor hay Tranzitor. Chúng ta sẽ xem xét việc thiết kế các bộ băm áp một chiểu bằng các linh kiện tương ứng.

11.1.Thiết kế bộ băm áp một chiều vói van động lực là Tiristor

1. Chọn sơ đồ nguyên lí

Do đặc điểm về cấu tạo và hoạt động của các linh kiện bán dẫn công suất, các bộ băm áp một chiều làm việc với dòng điện lớn, van động lực thường chọn là Tiristor. Tiristor trong băm áp một chiều không tự khoá được. Chuyển mạch trong các bộ băm áp một chiều nhiều khi làm phức tạp thêm sơ đồ thiết kế.

Một bộ băm áp một chiều bằng Tiristor được thiết kế có thể cho phép làm việc với chuyển mạch một tầng (mỗi chu kì có một xung điều khiển) hay chuyển mạch hai tầng (mỗi chu kì có hai xung điều khiển).

a) Băm ăp một chiều chuyển mạch một tầng

Mạch băm áp một chiều bằng Tiristor chuyển mạch một tầng giới thiệu trên hình 2.5.

132

Page 6: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

r -W" “II T *

I

u. u,

Hinh 2.5. Sơ đồ băm áp một chiều bằng Tiristor chuyển mạch một tầng

Nguyên lý làm việc của các sơ đồ mạch băm áp một tầng hình 2.5 được giải thích với tải có điện cảm lớn có các giả thiết sau : điện áp vào và dòng điện tải không đập mạch, nghĩa /ờ Uj = const, I(J = const.

Nguyên lý chuyển mạch mộí tầng là dùng thông số của mạch dao động L, c để khoá Tiristor. Thời gian dẫn của Tiristor T| phụ thuộc khoảng thời gian nạp và xả tụ trong mạch L ,c .

Khi Tiristor Tj (hình 2.5a) khoá tụ chuyển mạch c được nạp tới đĩện áp nguồn theo chiều cực tính như hình 2.5a. Khi T| dẫn tại tj (hình 2.6) tụ bắt đầu xả với dòng xả ig qua Tj.

Khi tiristor T] dẫn dòng điện tải chạy qua nó (trước đó dòng điện tải chạy qua Dg). Sau một nửa chu kì dao động cộng

hưởng tụ c đổi chiều điện áp (Uc). Vào chu kì sau của mạch dao động cộng hưởng tụ nạp ngược lại, dòng điện chạy ngược chiều

dẫn của Tiristor Tj. Nếu đảm bảo đủ điều kiện 1 -] = Ij+ic = 0 , thì Tị khoá (thời điểm

Ì2 trên hình 2 .6 ).

Khoảng thời gian dòng điện tải chạy

qua T] được xác định:

tjj = Í2 - tj « Ir/CÙQ = n V l .C

Sau khi khoá Tj, tụ c tiếp tục xả và nạp ngược lại qua tải từ -U co đến Uj.

Thời gian khoá của Tj bằng thời gian xả tụ c (từ điện áp -U^o tới 0).

tk = t3- t 2 = Uco-C/Id - U ,.c /I , (2.10)Hình 2.6. Giản đồ đường cong băm áp

chuyển mạch một tầng

133

Page 7: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Khi tụ nạp lại tới điện áp +Uj điốt Dộ dẫn. Nguyên nhân là do điện cảm chuyển mạch L cản trở việc giảm đột ngột về 0 của ic, dòng điện của tụ c tiếp tục tồn tại do sức điện động tự cảm của cuộn dây L theo mạch L -U i-D g-C , điều này làm dao động điện áp trên tụ c.

Hình dạng dòng điện trên tụ ic, dòng điện trên điốt Dq Ìdo* điện áp trên tụ Uc và trên Tiristor phụ thuộc vào tần số xung điều khiển Tj cũng như dòng điện tải như giới thiệu trên hình 2 . 6 được tính:

Điện áp trung bình trên tải

7r.^/ĨIc2.Ư..C

T\

Dòng điện trung bình của Tiristor

Id(2.11)

T T

Dòng điện trung bình chạy qua điốt Dg

= (213 )

Như đã nói ở trên quá trình phóng nạp của tụ chạy qua tải yà thời gian phóng nạp phụ thuộc dòng điện tải.

b) Bộ băm áp chuyển mạch hai tầng

Trong các sơ đồ chuyển mạch hai tầng, các tụ chuyển mạch được nối bằng mạch Tiristor phụ mắc song song với Tiristor động lực (Tj) hoặc mắc song song với tải như giới thiệu trên hình 2.7, 2.8. Theo các sơ đồ này, sau khi khoá xong Tiristor động lực, tụ chuỵển mạch c nạp lại bằng dòng điện tải (khi tải điện cảm). Việc phóng nạp tụ làm cho đường cong điện áp tải xuất hiện những xung phụ do năng lượng của các linh kiện khâu chuyển mạch gây nên.

Các sơ đồ chuyển mạch song song có thể chia thành hai loại:

1. Chuyển mạch bằng tụ. Khi chuyển mạch tụ được nối song song với Tiristorđộng lực Tj (các sơ đồ hình 2.7 a, b, c, d, e, f, g, h); tụ chuyển mạch mắc song song với tải (hình 2.7 i, k). '

2. Chuyển mạch bằng khung dao động LiC khi chuyển mạch mắc song song với Tiristor động lực Tj (hình 2 . 8 a, b, c, d) hpặc mắc song song với tải (hình 2 .8 e, f)

ở các sơ đồ hình 2.7 a, b, f, g sau khi nạp tụ với cực tính như hình vẽ, các Tiristbr động lực không khoá được. Muốn các Tiristor động lực khoá được cần phải đổi chiểu điện áp tụ c. Việc đổi chiều điện áp tụ ở các sơ đồ hình 2.7 a, f, g được thực hiện theo

134

Page 8: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

mạch qua Tiristor động lực Tj khi Tj dẫn. Ví dụ, ở sơ đồ hình 2.7a mạch đổi chiều điện áp là C -T |-L j-D ]-C , ở sơ đồ hình 2.7 f rnạch đó là C -T 1-T 3- L 1-C , ở sơ đồ hình 2.7 g C -T i-W j-D j-C . Tiristor động lực ìrong các sơ đồ này chịu thêm một dòng điện xả tụ chạy qua.

b) c)

l f \ [| I Í I L|V Do 1“ id

4 I "''' I— S ......... .....I... ---------- ----------u —

D2

d) e)o, L:

Li- 1 +T i T

u

W2 Wi

idl

Zd

9)

Hinh 2.7. Các sơ đồ bám áp một chiều bằng Tiristor với chuyển mạch hai lầng

^2 L2

' T '

t i . ^ t T r iỈ[Ĩ3 ÌÍT2 ị

----rrv->— ] - u

0 - f

k)

135

Page 9: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

ở sơ đồ hình 2.7 b đổi chiều điện áp tụ chuyển mạch thực hiện bằng mạch C - L 1 - T 3 - C .

Trong các sơ đồ 2.7c, i mạch đổi dấu điện áp tụ không có, các Từistor phụ Tj - Tg tïng đôi một sẽ đặt điện áp lên Tiristor động lực theo chiều hợp lí.

Các sơ đồ 2.7 a, b, f, g có dòng điện xả tụ chạy qua tải, do đó ở miền dòng tải nhỏchất lượng điện của các sơ đồ này xấu.

Khi chuẩn bị điện áp cho quá trình khoá Tj, trong các sơ đồ 2.1 á, e tụ c được mắc song song với tải (sơ đồ d - theo mạch C-T3- L 1, sơ đồ e - theo mạch C - T 3 ). Khi chuyển mạch tụ mắc song song với Tiristor Tj, do đó trong quá trình nạp chuẩn bị dòng điện nạp tụ chạy qua Tj.

Trong sơ đồ 2.7h, k tụ c khi chuyển mạch mắc song song với tải. ở sơ đồ k dòng điện xả tụ không chạy qua Tiristor động lực.

Ổ các sơ đồ 2.7 e, f, g, i điện cảm chuyển mạch mắc vào mạch động lực sẽ làmảnh hưởng tới các quá trình làm việc xảy ra trong mạch động lực khi dẫn cũng như chuyển mạch. Trong các sơ đồ này, điện cảm Lj có tác dụng giới hạn tốc độ tăng dòng điện của các tiristor và điốt khi chúng đóng cắt. Khi mở Tiristor chuyển mạch điện cảm L] làm giảm tốc độ biến thiên dòng điện Tị. Trong trường hợp này tụ được nạp tới giá trị âm hơn. Khi tãng dòng điện tải tăng điện áp trên tụ, nghĩa là ở các sơ đồ này có tồn tại hiện tượng tích luỹ năng lượng trong các linh kiện chuyển mạch, làm tàng khả năng quá tải của sơ đồ và giảm được điện dung của tụ. Nhược điểm của các sơ đồ này là tăng điện áp trên các linh kiện khi tăng dòng điện tải.

Các sơ đồ hình 2.8 khác với các sơ đồ hình 2.7 ở chỗ, trong mạch tụ chuyển mạch c có điện cảm Lj mắc nối tiếp, các linh kiện LC này khi chuyển mạch được mắc song song với tiristor động lực, hay song song với tải. Trong các sơ đồ hình 2.8 chế độ làm việc của Tj nhẹ hơn, bởi vì dòng điện anod của Tj giảm về 0 và giảm biên độ dòng điện ngược Tiristor.

Các tụ chuyển mạch trong sơ đồ hình 2.8 a, b nạp điện qua tải, còn ở sơ đồ hình c,d, e, f tụ nạp không qua tải.

Nhược điểm chung của các sơ đồ hình 2.7, 2.8 là hình dạng đường cong điện áp l ệ c h k h ỏ i x u n g v u ô n g là m e h o v ù n g đ iề u k h iể n v à đ ộ c ứ n g đ ặ c t ín h n g o à i th ấ p , tầ n s ố

băm xung bị giới hạn. Để phần nào khắc phục nhược điểm này bằng cách tăng tốc độ nạp xả của tụ theo các cách;

- Ngắn mạch Tiristor T] bằng diođ D2 và điện cảm L2 (như trên hình 2.7 a, b, c, d.e, f vẽ nét đứt).

- Ngắn mạch tiristor Tj bằng điốt D2 (trên hình 2.8 a, b, c, e, f); ngắn mạch T ị

bằng mạch L], Dj (hình 2.7 e, f, 2.8 d)

136

Page 10: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

D. D. D.

,Ti'T 3 T;

uD,

u,D.

u,

a)

D,

b) c)

D2

iị , 1.1

T 2j

Ù,

c p

- + Doi

‘d

1 L

ỉL

**■ ^

Do

'g

1 L

T3j r c r

d) e) f)

H ình 2.8. Băm áp bằng tiristor chuyển mạch bằng L, c

c) Băm àp một chiều chuyển mạch nối tiếp.

Trong các sơ đồ chuyển mạch nối tiếp, xung điện áp khóa tiristoir được thiết lập từ mạch mắc nối tiếp với tiristor động lực Tj, tải và nguồn cấp. Để làm được việc này, sơ đồ hình 2.9 a, b đưa thêm điện cảm vào mạch d ò Ị i g điện động lựC; hìinh 2.9c đưa thêm cuộn dây biến áp.

Ti L, T,

c)

H ỉnh 2,9, Mach băm áp một chiều chuyển mach nối tiếp iI

Xung điện áp khi cần khóa T ị c ó được nhờ phóng đ i ệ n tụ chu|yển mạch. Mạch vòng phóng điện của tụ để khóa T ị trong thời gian chuyển mạch khôiHig ảmh hưởng tới

18. TlNH TOÁN... c SU Ẩ T>137

Page 11: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

dòng điện tải. Dòng điện của mạch này khôrig tham gia vào việc phóng điện của tụ c. Đặc tính ngoài của băm áp một chiều chuyển mạch nối tiếp cứng hơn các sơ đồ chuyển mạch song song đã nêu ở trên.

d) Băm áp có đảo chiều

Hình 2.10 giới thiệu một số sơ đồ băm áp có đảo chiều. Hình 2.10a là sơ đồ bộ băm áp đảo chiều với một cặp van chuyển mạch. Xung điều khiển đồng thời đưa vào hai tiristor T], T2 (hay T3 , T4 tuỳ theo chiều cực tính cần có của tải). Hai tiristor trong một cặp được mắc nối tiếp nhau. Xung điện áp ra được tạo bởi sự chuyển mạch một trong hai tiristor nối tiếp (một chiều điện áp tải chuyển mạch Tj, chiều ngược lại chuyển mạch T3). Khâu chuyển mạch để khoá các liristor Tj, T3 được thiết kế bằng mạch tiristor T5, tụ c, điện cảm L, (điện cảm mắc nối tiếp trong mạch động lực). Tụ chuyển mạch được nạp ban đầu như trên hình 2.10a qua điện cảm L2 và điốt D5 . Điều kiện làm việc bình thường của mạch là điện cảm L2 lớn hơn nhiều so với L ị (có thể coi L 1/L2 « 0,05-0,01).

a)

c)

H ình 2.10. Một số sơ đổ băm áp đảo chiều

138 18. TÍNH TOÁN... c SUẲT.B

Page 12: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Ví dụ ở chiều điện áp tải khi Tj, T 2 clans (ỉiìi) u ể khoá T | , tại thời điểm cấp xung

đicu khiển tiristor T5 tụ c phóng qua điện Lciin ỉ,| (Uq) > U|), làm cho T| khoá. Dòng

điện tải xả năng lượng cuộn dây điện cáni lai khép vòng qua T2, điòì D4, điện áp tải

trong khoảng thời gian này bằng 0 .

K h i cần đảo chiểu điện áp tải, cấp xuiig dici! khiển cho cặp tiristor T3, T4 với

khoảng trễ thời gian tối thiểu cho phép, ihưi eian trỗ này cần thiết đé cuộn dây điện cảm xả hết năng lượng.

Do mạch phóng điện của tụ c có cuộn dây diện cảm L| tích ỉuỹ năng lượng, nên tụ c nạp iại với điện áp lớn hơn giá trị ban đầu. ở lần chuyển mạch tiếp theo, điện áp trên tụ tăng dần lên, nghĩa là mạch vòng chuyến mạch tồn tại chế độ tích iuỹ năng lượng. Do việc tích luỹ năng lượng mà cóno suâì các linh kiện của mạch động lực và chuyển mạch tăng. Để giảm nhỏ chế độ tích luỹ nãng lượng trong mạch vòng chuyển

mạch, có thể thực hiện bằng hai cách: 1) mắc mạch phụ soniĩ song với Tg bằng Dg, Rg xả năng lượng dự trữ, hoăc song song điện cảrĩi chuyển mạch L) bàng Ry, D7 ; 2) dùng biến áp trả năng lượng từ điện cảm L | về nguồn cấp ư | bằns mạch \ \ s , Dg.

Trong sơ đồ hình 2.l0b mạch chuyển mạch có hai khâu: khâu cơ bản (Lj, Cj, T5) và khâu phụ (C2, L4, Tộ hoặc C2, L5, T7). Khâu chuyển mạch phụ chi hoạt động khi cần thực hiện tức thời đảo chiều điện áp tải. Khi đảo chiều điện áp tải, cấp xung điều khiển

rnở T5 và cắt x u n g đ iều kh iển cặp tir istor đang dẫn T | , T , (hay T3, T4). T ir is to r T| (hay

T 3) bị khoá. Xung điều khiển mở cập tiristoi cẩn mờ T3, T4 được cấp chậm sau một

khoảng thời gian tg = 2T (T - chu kì chuyển mach liristor). Trong khoảng tg, cấp xung

điều khiển các tiristor Tộ (hay T7) của mạch vòng chu> ổn mạcli. Trong khoảng thời gian

này tiristor T 2 (hay T4) khoá, dòng điện tải (do dien cảm xá nàng lượmg) khép vòng qua

các điốt D3, D4 (hay D|, D2) và nguồn cấp U|, do đó rnà dòng điện giảm nhanh.

Trên hình 2.10c giới thiệu sơ đồ băm áp đảo chiều theo quy luậi điề u khiển không đối xứng và chuyển mạch bằng biến áp. Trong sơ đỏ có ba biến áp chuvểm mạch. Khoá các

tiristor nhóm anod (Tj hay T4) được thực hiện bàng mạch tụ C |, các rlristor T5, Tg và các

biến áp chuyển mạch BAị, BA2 (các loại biến áp này là biến áp xung). Nguyên lý hoạt động của khâu chuyển mạch này như sau ;

, Khi mở T5 tụ C, được nạp từ nguồn cấp u, qua T5 và CUÔ'II sư cấ|p biến áp BA| (có điện cảm Lị). Trên cuộn dây thứ cấp biến áp BA| cámi ứng rnột xun« điện áp làm khoá Tj. Tiristor T4 khóa khi mở Tg và phóng điện tụ C| lên cuộn dỉây/ s.ơ Cíấp biến áp BAj.

K hoá các tirisor ở nhóm catod (T9, T3) dược thực hiện nlnờ niiạtchi tụ C2, tiristor T7

và biến áp BA3. Nạp điện cho tụ C2 được lấy từ aouổrỉi U3 qiuaỉ dJiÊn Ciảrn L2 và điốt D7,

cho phép xả năng lượng của tụ vẻ nguồn U|.

139

Page 13: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

2. Tính chọn các linh kiện

Các linh kiện cơ bản của băm áp một chiều bằng Tiristor gồm có: Tiristor động lực Tj, tụ chuyển mạch c, điện cảm chuyển mạch L, điốt chuyển mạch Dj, điốt xả năng lượng Dq, Tiristor chuyển mạch T2 .

Mỗi sơ đồ mạch có các thông số khác nhau, dưới đây giới thiệu cách tính chọn linh kiện của sơ đồ kinh điển thường gặp nhất là sơ đổ hình 2.7a:

Dòng điện trung bình chạy qua Tiristor động lực Tj được tính :

" h

I T lm a x

T2

DO

D1

t.Uc

+ IDITB (2.14)

-u .

2t,

Trong đó:

hiTB ~ dòng điện trung bình chạy qua

Tiristor TJ.

- dòng điện tải trung bình.

tỵ- khoảng thời gian có xung điện áp tải.

ÌQ — khoảng trống xung điện áp.

^DITB ~ dòng điện trung bình chạy qua điốt chuyển mạch.T/2

T ch/2

A

Hình 2 J 1 Đường cong điện áp dòng điện của băm áp một chiều bằng tiristor hình 2.7a.

1DITB

Tlmax d

® ( t x + t o )

Với :

(ù - tần số dao động của mạch L ị C, được tính theo biểu tức 2.18

Dòng điện trung bình chạy qua Tiristor chuyển mạch.

2 t„ (2.15)

Trong đó : tf( - thời gian khoá đ ể phục hồi Tirỉstor TJ (thời gian Tiristor chuyển từ trạng thái dẫn về trạng thái ban đầu); Trị s ố này tra từ số liệu kỹ thuật của tiristor.

Dòng điện trung bình chạy qua điốt xả năng lượng Dq

I = I^DOTB ^d- (2.16)

140

Page 14: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Tụ chuyển mạch phải đảm bảo khả năng chuyển mạch của Tiristor T| ngay cả những trường hợp xấu nhất, khi dòng điện tái có giá trị cực dại và điện áp trên tụ chuyển mạch có giá trị cực tiểu. Tụ c được tính:

L .t„c > d-'Ku

(2.17)Imin

Trong đó: u - trị số điện áp nguồn cấp thấp nhất.

Tần số mạch dao động;

1co =

yỉĩlc(2 .18)

Mặt khác điện cảm được tính từ dòng điện tối đa qua Tiristor Ti trong thòi gian đóng:

(2.19)COL ' ■■■■“ V L

Điện cảm L được tính:

L = c .-----r i m 2X _ _ (2 .2 0 )

T _T , Mim«. _ T , TJ £^ T l m a x ^ ^ ' ^ I m a x - U

Ở biểu thức (2 .2 0 ); điện dung c được tính từ (2.17), dòng điện Iximax được cho bởi khả năng chịu dòng cực đại của tiristor động lực Tj, giá trị này có thể chọn trong khoảng (1 ,5^ 2 ) Ij.

11.2. Thiết kế bộ băm áp một chiều với van động lực là Tranzitor

ưu điểm lớn nhất của tranzitor so với tiristor là có Ihể làm việc ở tần sô' cao và dỗ điều khién, nên Tranzitor được dùng làm van động lực cho ?át bộ băm áp một chiều khá phổ biến [1 1 ].

Các bộ băm áp một chiều có thể là loại băm áp nối tiếp như hình 2.12a, hay băm áp song sọng như giới thiệu trên hình 2 .1 2 b

Trong sơ đồ băm áp nối tiếp hình 2.12a, khi Tranzitor dăn dòng điện chạy qua Tranzitor bằng dòng điện tải, nghĩa là Tranzitor được mắc nối tiếp với tải.

T

MĐK

L

MĐK

a) b)

Hình 2.12. Sơ đổ động lực băm áp một chiều bằng Tranzitor trường ; a) Băm áp nối tiếp ; b) Băm áp song song.

141

Page 15: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Trong sơ đồ băm áp song song hình 2.12b, khi Tranzitor dẫn tải ngắn mạch, ở trường hợp này Tranzitor mắc song song với tải.

Các sơ đồ băm áp một chiều thực tế thường gặp là loại băm áp nối tiếp, Trong phần này đi sâu giới thiệu về loại băm áp nối tiếp.

i . Lựa chọn loại van động lực

Trên thị trường ngày nay có ba loại Tranzitor như giới thiệu trên hình 2.13

TT

MĐK

l i r " ■1

\ /

1 _ MĐK/ uh MĐK f

Z ad

a) b) c)

Hình 2.13. Sơ đồ băm áp nối tiếp, a) Van động lực là Tranzitor lưỡng cực ; b) Van động lực là Tranzitor trường;

c) Van động lực là Tranzitor IGBT.

Về nguyên lí, ba loại Tranzitor trên hình 2.13 hoạt động gần giống nhau. Khác nhau của chúng là tổn hao công suất, tần số làm việc, công suất điều khiển.

2. Lụa chọn sơ đồ thiết k ế

Tranzitor lưỡng cực như trên hình 2.13a là loại linh kiện kinh điển, thông dụng, có ưu điểm là tần số làm việc cao, dòng điện của loại linh kiện này hiện nay đáng kể (dòng điện định mức tới lOOOA). Tuy vậy tổn hao chuyển mạch làm giới hạn dòng điện làm việc. Công suất điều khiển của các loại Tranzitor lưỡng cực đáng kể, điều này làm tâng công suất mạch điều khiển. Ngay cả việc sử dụng sơ đồ darlingtoon nhiều khi cũng chưa được coi là hợp lý (lúc đó darlingtoon nhiều tầng làm tăng sai số).

Khắc phục nhược điểm về công suất điều khiển của Tranzitor lưỡng cực.Tranzitor trường được sử dụng (hình 2.13b). Sử dụng Tranzitor trường trong các bộ chuyển mạch như băm áp là rất hiệu quả. Tuy nhiên loại van này hiện nay được chế tạo với dòng điện không lớn bằng Tranzitor lưỡng cực.

Phối hợp các ưu điểm của hai loại Tranzitor lưỡng cực và trường ở trên, IGBT được sử dụng hình 2.13c. Những năm gần đây, loại linh kiện này được chế tạo có công suất khá lớn. Ví dụ loại IMBI800PN-180 có I = 800A, u = 1800V. Ngoài ra loại linh kiện này còn được chế tạo tích hợp nhiều linh kiện trong một vỏ (xem phụ lục p4).

142

Page 16: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

III - THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN BĂM ÁP MỘT C H IẾU

lil.1. Nguyên lý điều khiểnMạch điều khiển băm áp một chiều có nhiệm vụ xác định thời điểm mở và khoá

van bán dẫn trong một chu kì chuyển mạch. Như đã biết ớ trôn, chu kì đóng cắt van nên Ihiếl kế cố định. Điện áp tải khi điều khicn được tính :

*

Trong đó:

Y td _ td

ĩ ị, T .ị. : Thời gian dẫn, khoá van bán dẫn, chu kì đóng cắt.

u / : điện áp nguồn một chiều.

Mạch điều khiển cần đáp ứng yêu cầu điều khiển Y bằng các lệnh theo một nguyên tắc nào đó.

Để điều khiển y với chu kì đóng cắt (T |J không đổi cần phải điều khiển khoảng thời gian dẫn của van bán dẫn trong chu kì đóng cắi.

Nguyên lý điều khiển thời gian dẫn của các van bán dẫn trong băm áp một chiều có thể thực hiện như sau.

Tạo một điện áp tựa dạng điện áp răng cưa (hay điện áp taiT! giác) với một lần số f xác định khá cao. Dùng một điện áp một chiều (làm điện áp điều khiển) so sánh vói điện áp tựa. Tại thời điểm điện áp tựa bằng điện áp điều khiển thì phát lệnh mở hoặc khoá van bán dẫn.

143

Page 17: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Hình 2.14 trình bày nguyên lý điều khiển bộ băm áp một chiều. Điện áp tựa Ufj. so sánh với điện áp điều khiển u ịj. Tại các thời điểm 0, tị, ... = U(J| sẽ phát lệnhmở hay khoá van bán dẫn. Nếu tại các sườn lên của điện áp tựa Ufg phát lệnh mở van bán dẫn, tại sườn xuống của sẽ phát lệnh khoá van thì cách đó các van bán dẫn sẽ mở tại 0 , Î2, t4 và khoá tại tj, Í3 tj ...

Độ rộng xung điện áp tải được điều khiển khi điều chỉnh điện áp điều khiển Trên hình 2.14 tăng sẽ giảm Y và giảm điện áp.ra. Nghĩa là trong trường hợp này

và Ujàj nghịch biến.

III.2. Sơ đổ khối mạch điều khiển

Hình 2.15. Sơ đồ khối.mạch điểu khiển băm áp một chiêu

Mạch điều khiển băm áp một chiều gồm 3 khâu cơ bản :

Kháu tạo tần số có nhiệm vụ tao điện áp tựa răng cưa ưrc với tần số theo ý muốn người thiết kế. Tần số của các bộ băm áp một chiều thường chọn khá lớn (hàng chục KHz). Tần số này lớn hay bé là do khả năng chịu tần số của van bán dẫn. Nếu van động lực là Tiristor tần số của khâu tạo tần số khoảng 1-5 KHz. Nếu van động lực là Tranzitor lưỡng cực, trường, IGBT tần số có thể hàng chục KHz.

Kháu so sánh có nhiệm vụ xác định thời điểm điện áp tựa bằng điện áp điều khiển. Tại các thời điểm điện áp tựa bằng điện áp điều khiển thì phát lệnh mở hoặc khoá van bán dẫn. Điện áp tựa dạng tam giác có hai sườn lên và xuống, lệnh mở van động lực ở giao điểm sườn lên, thì ở giao điểm sườn xuống sẽ phát lệnh khoá van và ngược lại.

Khâu tạo xung, khuếch đại có nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở van bán dẫn. Một xung được coi là phù hợp để mở van là xung có đủ công suất (đủ dòng điện và điện áp điều khiển), cách ly giữa mạch điều khiển với mạch động lực khi nguồn động lực hàng chục vôn trở lên. Hình dạng xung điều khiển phụ thuộc loại van động lực được sử dụng.

Van động lực là Tiristor, xung điều khiển cần có là xung kim với sườn trước dốc thẳng đứng như đã giới thiệu ở chương 1 . '

Van động lực là Tranzitor, xung điều khiển có dạng xung chữ nhật độ rộng của các xung này bằng độ rộng xung điện áp tải.

144

Page 18: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

ill.3. Các khâu cơ bản

1. Kháu tạo tần số

Có nhiều cách tạo điện áp tựa có tần số theo ý đồ của người thiết kế. Những sơ đồ tạ o đ iệ n á p tự a đ iể n h ìn h c ó th ể tạ o ra ba dạng điện áp n h ư hình 2 .1 6 .

Hình 2.16. Các dạng điện áp tựa của mạch điều khiển băm áp một chiều

Điện áp tựa dạng tam giác cân như hình 2.16a được tạo ra khi tần số f=l/Tck cố định. Độ rộng xung điện áp y có thể được điều chỉnh bằng việc thay đổi cả thời điểm rtiở van bán dẫn ở sườn lên điện áp tựa và cả thời điểm khoá van bán dẫn tại sườn xuống điện áp tựa. Sơ đồ mạch tạo điện áp tam giác cân như thế này được thực hiện tương đối đơn giản. Tuy nhiên, việc tạo điện áp có cả hai cạnh lên và xuống cùng biến thiên như hình 2.16a thường được thực hiện bằng mạch RC, hình dạng các cạnh đó phụ thuộc vào việc nạp và xả tụ. Các đường nạp và xả tụ nhiều khi không hoàn toàn là đường thẳrig tuyến tính. Các đường cong ấy có thể làm cho quan hệ giữa điện áp điều k h iể n v ớ i k h o ả n g d ẫ n Y k h ô n g tu y ế n t ín h . M ặc dù v ậ y , đ iệ n áp tự a d ạ n g ta m g iá c c â n

thường hay được dùng hcfn trong thực tế vì lý do dễ thực hiện.

Điện áp tựa dạng tam giác vuông hình 2.16 b, c cũng được tạo với tần số cố định. Khi thay đổi điện áp điều khiển, có một cạnh của tam giác là cạnh góc vuông, nên thời điểm mở (hay khoá) theo cạnh đó sẽ cô' định trong một chu kì. Van bán dẫn chỉ được mở (hay khoá) theo cạnh huyền của tam giác. Sơ đổ mạch điện tử tạo điện áp vuông như thế này thường khó thực hiện hơn, vì trên thực tế tạo cạnh góc vuông 90° không hoàn toàn chính xác.

Chúng ta xét một số sơ đồ tạo điện áp tựa của khâu tạo tần số.

Tạo điện áp tam giác bằng dao động đa hài

Điện áp tam giác cân có thể được tạo bời một dao động đa hài bằng khuếch đại thuật toán (KĐTT) như hình 2.17 a

Sơ đồ dao động đa hài bằng KĐTT Aị có hai đường hồi tiếp. Hồi tiếp âm về V’ bằng mạch RC, hồi tiếp dương về bằng mạch chia áp R], Rt. Hoạt động của sơ đồ hình 2 .17a có thể giải thích như sau :

19. T ^ H T O Á N ...C S U Ấ T > 145

Page 19: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Giả sử điện áp ra của A| đang dương, nhờ hồi tiếp dương mà điện áp ra bằng u và không đổi, lúc đó điện áp vào cổng "+" có trị số:

R(2 .21)

Điện áp vào cổng là điện áp nạp tụ, điện áp nạp tụ tăng dần đến khi v*" = V , tại tj đầu ra lật trạng thái từ dương xuống âm, điện áp v*" đổi dấu từ dương xuống âm, điện áp trên tụ đổi chiều nạp tụ.

v+ V-

t\

b)

H ình 2.17. Dao động đa hài bằng KĐTT

Chu kì dao động của mạch được xác định:

T = 2.R.C.ln

Tần số xung:

f = l T

(2.22)

(2.23)

Trường hợp đặc biệt Rị = 2 R2 = R ta có:

T = 2.R .C.ln2 = 2.R.C.0,69

Rj = R2 = R -> T = 2.R.C.ln 3 = 2.R.C.1,! = 2,2. R .c

Để phối hợp trở kháng giữa điện áp trên tụ với tải bên ngoài cần dùng thêmkhuếch đại A2 .

Tạo điện áp tam giác bằng tích phàn sóng vuông

Mạch tạo điện áp tam giác cũng có thể nhận được từ bộ tích phân xung vuông nhưhình 2.18. Xung vuông có thể tạo bằng nhiều cách khác nhau. Tích phân Xung này chính là quá trình nạp, xả tụ. Nếu điện áp vào khâu tích phân không đối xứng có thể xuất hiện sai số đáng kể.

146 19. TÍNH TOÀN... c SUẤT.B

Page 20: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

R

b)H inh 2.18. Bô tạo sóng điện áp vuông và tam giác bằng KĐTT

Điện áp tựa trên hình 2.17b mang tính phi tuyến cao. Điện áp tựa có thể nhận được tuyến tính hofn nếu sử dụng sơ đồ hình 2.18a. Khuếch đại A] có hồi tiếp dương bằng điện trở Rj, đầu ra có trị số điện áp nguồn và dấu phụ thuộc hiệu điện áp hai cổng V^, V .

Đầu vào có hai tín hiệu, một tín hiệu không đổi lấy từ đầu ra của Aj, một tín hiộu biến thiên lấy từ đầu ra của A2 . Điện áp chuẩn so sánh để quyết định đổi dấu điện áp ra của Aj là trung tính vào V . Giả sử đầu ra của A| dương (U^Ị > 0), khuếch đại A2 tích phấn đảo dấu cho điện áp có sườn đi xuống của điện áp tựa. Điện áp vào lấy từ Rj và R2, hai địện áp này trái dấu nhau. Điện áp vào qua R2 biến thiên theo đường nạp tụ, còn điện áp vào qua Rj không đổi, tới khi nào Uỵ+ = 0 đầu ra của A| đổi dấu thành âm. Chu kì điện áp ra của Aj cứ luân phiên đổi dấu như vậy cho ta điện áp ra như hình 2.18b.

Tần số của điện áp tựa được tính:

1f =4 .R 3 .C .^

' R,

(2.24)

Bằng cách chọn các trị số của điện trở và tụ điện ta có được điện áp tựa có tần số như mong muốn.

Tạo điện àp tam giác bằng dao động tích thoát

Mạch dao động tích thoát bằng UJT (tranzitor đơn nối) cũng có thể cho chúng ta một điện áp tam giác.

Mạch điện hình 2.19 là một mạch tích thoát cơ bản, trong đó Rj, R2 nhận các tín hiệu xung. Tụ c và điện trở là mạch nạp để tạo điện áp tam giác không tuyến tính trên tụ C.-

Hoạt động của sơ đồ hình 2.19 như sau:

Khi mới đóng điện tụ c đẳng thế, coi Ug = 0, tranzitor ở trạng thái khoá. Tụ c nạp qua điện trở Rj làm Ug tăng đến điện áp đỉnh với trị số;

147

Page 21: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

U p = u , + U,3 =R ĐI U cc+0,6V (2.25)

1ÚC đó tranzitor dặn. Tụ c xả nhanh qua điốt EB - Rg - Rp Khi tụ c xả từ Up đến ngưỡng dưới tranzitor ngưng dẫn, tụ nạp trở lại bắt đầu một chu kì mới.

------ T—

R.

+Ucc R.

B2

Bi

Ri

- 0

R+u» B.

cc

BI

a)

Ri-L o

b)

Hinh 2.19. Mạch tạo dao động tích thoát a) Sơ đồ nguyên lý ; b) Sơ đồ thay t h ế ; c) Các đường cong.

Tần số dao động của mạch:

1f =

RyCln 1 (2.26)

1 -

RBI

Gần đúng coi

RBI « 0 , 5

lúc đó 1 _ 1

RT-Cln2” o,69RT-C

(2.27)

(2.28)

Mạch tạo điện áp tam giác dùng IC566

Mạch v c o (Voltage Control Osilator - mạch dao động điều khiển bằng điện áp) dùng IC 566 có hình dáng cấu trúc trên hình 2.20.

Các chân:

1. GND: Nối đất.

2. NC: Không dùng.

3. Square Ware Output: Đầu ra sóng vuông.

4. Triangle Ware Output; Đầu ra sóng tam giác.

148

Page 22: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

5. Modulation Input: Đầu vào điều chế.

6 . R: Chân vào nối điện trở.

7. C: Chân vào nối tụ.

8 . ; Nguồn nuôi dương.

H ình 2.20. Sơ đồ cấu trúc của IC 566

Mạch nguồn dòng điện (current sources) có tác dụng giữ cho dòng điện nạp tụ c qua điện trở R có trị số ổn định. Dòng điện nạp lụ có thể điều chỉnh bằng điện áp đưa vào chân 5. Điện áp trên tụ khuếch đại đệm đưa ra chân 4 tăng theo hàm bậc nhất.

Mạch Trigger Schmitt cho ra dạng sóng điện áp hình vuông khuếch đai đệm đưa ra chân 3.

Mạch khuếch đại đệm trong IC để khuếch đại sóng vuông và tam giác, đồng thời phối hợp trở kháng để đưa tới các tầng sau.

Thay đổi điện áp đưa vào chân 5 làm tha}' đổi dòng điện nạp tụ c dẫn tới thay đổi tốc độ nạp tụ. Kết quả là thay đổi tần sô' sóng vuông và tam giác ra.

Trong đó:

R - điện trở vào chân 6 ; c - tụ điện nối váo chân 7

Uị - điện áp chân 5 - chân điều chỉnh. Trị số được phép

3/4 .U ,, < Us <

Trị số điện trở R giới hạn: 2 kQ < R < 2G kQ.Trên hình 2.21 vẽ một mạch ứng dụng tạo điện áp tam giác.

Tần số được tính : f _ _ 2 U cc-U s. R.c

(Hz)

149

Page 23: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

+Ucc=12V

100 2l 12 J= 5000 Hz

=10 .10\ 0 ,01.10 -6 12

= 170 Hz

15K

Hình 2.21. Mạch ví dụ tạo sóng tam giác bằng IC566

Sơ đồ tạo điện áp tựa bằng VCO IC 566, IC 4046, dược dùng nhiều khi cần điều chỉnh tần số xung điều khiển bằng điện áp.

Mạch dao động dùng IC 567

IC 567 là loại IC vòng khoá pha có khối dao động c c o (Current Control Oscilator- dao động íạo xung được điều khiển bằng dòng điện). Hình dáng cấu trúc của IC này được mô tả trên hình 2 .2 2 .

R

1MF

H inh 2.22. Sơ đồ cấu trúc IC 567

Chức năng các chân:

1. Output Filter C3 - chân nối lọc tụ đầu ra.

2. Low Rass Filter C2 - chân nối tụ C2 xuống mass để lọc tín hiệu tần số thấp.

3. Input - chân nhận tín hiệu đầu vào.

150

Page 24: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

4. +Uj.j, - chân dương nguồn nuôi 4,75 - 10 V.

5. Timing R - chân nối điện trở giữa chân 5 và 6 để dịnh tần số c c o .6 . Timing R, c - chân nối tụ lọc xuống m ass, như mạch lọc để chạy ổn định

tần số cho mạch c c o . Tần số dao động có trị số thay đổi như sau :

1,1f =R.c

Hz (2.29)

7 - Ground - nối đất (mass) để lấy nguồn nuôi cho IC.8 - Output - đầu ra với colector hở.

u

H ình 2.23. Đường cong điện áp các chân 5,6 IC 567

Nguyên lý tạo xung của IC như sau :

Điện trở R ở chân 5 và tụ c ở chân 6 xác định tần số dao động của mạch.

1,1R .c

Hz (2.30)

Tín hiệu đồng thời đưa vào hai khối so pha và so áp vuông pha, chúng cùng nhận tín hiệu ở đầu vào chân 3 để so với tín hiệu fo do mạch dao động trong IC tạo nên.

Hai tụ điện Cj, C2 ở các. chân 1 và 2 có tác dụng lọc xoay chiều tần số thấp ở đầu ra của mạch so pha và so áp vuông pha. Điện trở Rj, Rj trong IC được xem là điện trở tải cho hai mạch này.

Khi tần số đầu vào và tần số dao động fg khác nhau thì không có dòng điện qua điện trở R2 trong IC. Lúc đó, điện áp vào của OP-AMP so sánh sẽ cao hơn điện áp chuẩnVref ở đầu vào V'. Mạch so sánh sẽ cho ra điện áp cao ở chân 8

Hình 2.24. Sơ đổ tạo điện áp tam giác bằng IC 567

151

Page 25: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Khi tần số đầu vào fy và tần số dao động fo bằng nhau thì có dòng điện qua điện trở R2 trong IC tạo sụt áp trên nó. Lúc đó, điện áp vào của OP-AMP so sánh sẽ thấp hơn điện áp chuẩn ở đầu vào V . Mạch so sánh sẽ cho ra điện áp mức thấp ở chân 8 .

Mạch dao động có dạng xung vuông ở chân 5 và xung tam giác ở chân 6 . Khi chân 5 có điện áp mức cao, tụ c nạp, chân 6 có điện áp tăng. Khi chân 5 có điện áp mức thấp, tụ c xả, chân 6 có điện áp giảm, như mô tả trên hình 2.23.

Một sơ đồ ví dụ tạo xung tam giác giới thiệu trên hình 2.24.

Tạo điện áp tam giác vuông

Mạch tạo điện áp tam giác vuông có thể tạo được từ dao động đa hài không đối xứng hình 2.25

Hằng số thời gian nạp tụ phụ thuộc phần điện trở trên VR. Bằng cách thay đổi vị trí con chạy của biến trở, hai chiều nạp tụ có hai trị số điện trở khác nhau. Từ đó có độ dốc của hai chiều nạp tụ khác nhau. Hai cạnh tam giác có độ nghiêng khác nhau. Khi vị trí con chạy nằm sát mép trên của hình vẽ nạp tụ theo chiều đi lên dài hơn, nạp theo chiều đi xuống nhanh hơn và ngược lại.

/H V-

v+

D

Ri

VR v+

H ình 2.25. Sơ đồ mạch tạo sóng tam giác vuông

Chu kỳ xung : T = C.VR.ln(l + , tần số xung : f = —R, T

Mạch tạo sóng vuông và tam giác bằng IC555 được giới thiệu trong nhiều tài liệu cũng có thể sử dụng tốt trong trường hợp này.

2. Kháu so sánh

Trong ba khâu điều khiển trên, khâu so sánh tương tự như các khâu tương ứng trong chỉnh lưu ở đây không giới thiệu chi tiết.

152

Page 26: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Tương tự như các mạch so sánh thường gặp. Khâu so sánh của băm áp một chiều sẽ xác định thời điểm mở và khoá van bán dẫn. Đầu vào của khâu này gồm có hai tín hiệu, điện áp tựa (điện áp tam giác) và điện áp một chiều làm điện áp điều khiển. Một trong những sơ đồ ví dụ điển hình giới thiệu trên hình 2.26a. và dạng điện áp vào, ra trên hình 2.26b.

Từ hình 2.26b, thấy rằng trong mỗi chu kì điện áp tựa có hai thời điểm điện áp tựa bằng điện áp điều khiển. Tại các thời điểm đó, đầu ra của khâu so sánh đổi dấu điện áp. Tương ứng với các thời điểm đột biến điện áp đầu ra của khâu so sánh cần có lệnh mở hoặc khoá van bán dẫn.

k—cm -

H inh 2.26. Mạch so sánh hai cổng bằng KĐTT

3. Kháu khuếch đại

Mạch động lực như đã giới thiệu ở trên có thể thực hiện bằng haị loại linh kiện khác nhau. Do đó, việc thiết kế mạch điều khiển cho hai loại linh kiện đó có những đặc đ iể m hơi khác. Chúng ta thiết kế mạch khuếch đại cho hai loại l in h kiện đ ó .

a) Mạch khuếch đại cho băm áp một chiều bằng Tiristor

Trong các sơ đồ mạch kinh điển, băm áp một chiều bằng Tiristor cần có hai lệnh mở và khoá van bán dẫn tương ứng với các thời điểm đột biến điện áp ra trên hình 2.26b.

Mạch khuếch đại cho Tiristor trong bộ băm áp một chiều hình 2.27a giới thiệu trên hình 2.27b, c. Các xung điều khiển cho hai thời điểm mở và khoá van bán dẫn động lực cần hai mạch khuếch đại. Nếu sử dụng sơ đồ khuếch đại có hai mạch khuếch đại công suất giống nhau như hình 2.27b, thì cần có bộ đảo dấu A2 sau khâu so sánh, ư u điểm của sơ đồ mạch này là đơn giản trong việc thiết kế nguồn nuôi cho mạch, hai mạch khuếch đại công suất có linh kiện giống nhau nên đơn giản khi chọn linh kiện, do đó mạch này thường hay chọn hơn.

Mạch khuếch đại hình 2.27c có thể giải thích dỗ dàng về nguyên lí, theo hoạt động của hai loại tranzitor NPN, PNP ở sườn lên của điện áp so sánh phát lệnh mở Tị, ở sườn

20. TÍNH TOÁN... CSUẨTA 153

Page 27: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

xuống phát lệnh mở T,. Tuy nhiên việc thiết kế nguồn nuôi đối xứng làm phức tạp thêm mạch nguồn và hai tranzitor khác loại cũng có thể được coi là nhược điểm. Với những lý do đó mà mạch này ít được chọn khi thiết kế.

r - ^2---------- ----------------

Ui • L D 7

a)

+15V

D

Uary - u.r R’

Tr.

R:

Tr.

bR:

Tr,

BAX2

b) +15V

+15V

Di

D4

u<jk-

P T l ■ ► í ” ^

J S ' ‘-CIZ}—Klrg 1

ị* K

-15V

A

c)

H ình 2.27. Một số sơ đồ mạch ví dụ băm áp dùng Tiristor

b) Mạch khuếch đại cho van động lực là Tramitor

Giống như mạch khuếch đại của tiristor, mạch khuếch đại cho van động lực là tiristor có nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở tranzitor. Sự phù hợp ở đây là phù hợp về công suất và cách li giữa mạch điều khiển với mạch động lực (khi mạch động lực có điện áp cao).

Trên hình 2.28 giới thiệu một số mạch khuếch đại ghép nối giữa tầng so sánh với tầng động lực. Hình 2.28a dùng cho những mạch có điện áp nguồn động lực Uj thấp.

154 20. TlNH TOÁN... c SUẢT B

Page 28: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Hình 2.28b dùng cho những mạch động lực có (liên áp niíuồri Uị cao, nhưng mạch điều khiển có điện áp cấp nguồn điều khicn (ljjị;) each li. Hình 2.28c dùng cho những mạch động lực có điện áp nguồn U| cao, nliung ĩiach điẻu khiên không cần điện áp cấp nguồn điều khiển cách li, mà sử dụng trực tièp điện áp nguồn cấp U |, trường hợp này để bảo vệ bộ ghép quang cần có điốt ổn áp ÜZ

u„

D

i, Do

U L r .

lĩ - ^ Ị i ý ~ \ \ ___ T

[1

+u.

' L d

Rd

b) c)H ình 2,28, Sơ đổ tầhg khuếch đại cho băm áp tranzitor

a) Khuếch đại trực tiếp ; b) Cách li bằng ghép quang ; c) Điểu khiển van động lực bằng một nguồn.

Ili.4. Sơ đổ mạch ví dụMột số sơ đồ mạch hoàn chỉnh điều khiển bộ bãm áp một chiều được giới thiệu

trên hình 2.29, 2.30. Trong các sơ đồ này, để có sự đổng nhất về nguyên iý điều khiển nên chỉ sử dụng một mạch tạo điện áp tựa và so sánh giống nhau.

155

Page 29: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

H ỉnh 2,29b, Đ ồ thị dạng điện áp của mạch hình 2.29a

Un

R2K

v+V- D

ÍIILR3 _

A

X

M

M D

1 Do

+u

B R4 nriíi„B "c Rg

Udv Rs

Tri

Tr.

Hình 2.30. Sơ đồ mạch điểu khiển băm áp bằng tranzitor lưỡng cực

156

Page 30: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

IV - v í DỤ THIẾT KẾ Bộ BĂM ÁP MỘT CHIẾU

Thiết kế mạch điều khiển kích từ máy phái điện xoay chiều. Máy phát điện xoay chiều có máy phụ là máy điện một chiều. Thỏng số cơ bản của máy : = 75 kW, tầnsố f = 50 Hz, điện áp ra 220/380 V ; Mạch kích từ có = 100 V, = 6 A.

IV.1. Thiết kế mạch động lực

1. Căn cứ thiết kế

Máy phát điện xoay chiểu với máy phụ là máy một chiều có sơ đồ kết cấu như hình 2 .3L

KT

H inh 2.31. Sơ đồ cấu trúc máy phát xoay chiều có máy phụ là máy phát một chiều

KT

KT

Hinh 2.32. Các phương án cấp nguồn cho cuộn dây kích từ

157

Page 31: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Đối với các loại máy phát điện xoay chiều, nguồn cấp cho cuộn dây kích từ máy phát được lấy từ bản thân máy phát (không có nguồn cấp lấy t ừ bên ngoài vào). Trong trường hợp máy phát có cấu tạo như trên hình 2.31, nguồn cấp cho cuộn dây kích từ (U^-j) có thể được lấy từ hai đầu phần ứng máy phụ (hình 2.32a) hay t ừ đầu ra máy phat chính (hình 2.32b).

ư u điểm của sơ đồ hình 2.32a là điện áp nguồn cấp cuộn dây kích từ không bị suy giảm khi từ thông máy phát chính bị khử từ. Do đó, việc bù từ thông khử từ xảy ra nhanh hơn. Ta chọn sơ đồ này làm sơ đồ thiết kế. Sơ đồ động lực cho mạch thiết kế có dạng như hình 2.33.

H inh 2.33. Sơ đồ mạch động lực điểu khiển kích từ máy phát có máy phụ là máy một chiều

Mô tả chức năng của mạch: Cuộn dây kích từ có nguồn cấp một chiều lấy từ đầu ra máy phụ một chiều. Dòng điện của cuộn kích từ được điều chỉnh bằng mạch băm áp một chiều, nhờ tranzitor T. Do xung điện áp gián đoạn, nên điốt D được đưa vào nhằm xả năng lượng của cuộn dây, để tạo dòng điện liên tục cho dòng kích từ và bảo vệ cuộn dây cũng như tranzitor. Điện trở Rf được dùng cho việc hình thành điện áp (mồi kích từ).

2. Tính chọn các thiết bị mạch động lực

Mạch động lực thiết kế có bốn linh kiện cần chọn: áptomat (AT), tranzitor (T), điốt xả năng lượng (D), điện trở mồi kích từ. Các thiết bị này được chọn căn cứ vào thông sô' Iị j.

Chọn tranzitor: Để thoả mãn điều kiện làm việc của mạch kích từ với thông số định mức = 100 V, = 6 A, chúng ta cần chú ý tới điều kiện làm việc cường kích của máy phát điện. Theo điều kiện đó, mỗi khi cần cường kích dòng điện và điện áp kích từ (trong trucfng hợp từ thông máy phát bị khử từ) có thể tăng tới 1,5 thông số định mức, Do đó tranzitor cần chọn phải đảm bảo làm việc được với thông số Uị t = 150V, lị t = 9A. Chọn điều kiện làm mát bằng cánh toả nhiệt, dòng điện định mức của tranzitor được chọn I j , > kj , I | y = 5.9 = 45A. Chọn hệ số quá điện áp k y = 2,5, từ đó U ( - e o >

2,5.150 = 375V. Từ các thông số này tra bảng p4 chọn tranzitor loại QM50HAH của hãng Mitsubishi chế tạo có các thông số: !(, = 50A, U j ; e o = 600V, I(, = 3A.

158

Page 32: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Chọn đỉốt: Điốt xả năng lượng có (iòĩỉc dic!i iàrn việc lớii nhất chạy qua không thể vượt quá 30% I|y, nghĩa là dòng điện lớn nhiít của điốt khóiia vưcrt quá 0,3-9 = 2,7A. Dòng điện này nhỏ, chọn điều kiện làm mát bần<>, \ ỏ điốt lúc đó dc)ng điện điốt cần chọn

> 10.2,7 =27A, điện áp cũng chọn iưcĩng tư như của tranzilor > 375V. Từ các thông số trên tra bảng pl chọn điốt loại 1N3663R có thông số = 30A, Un = 400V, A ư= 1.4V.

Chọn aptomat : Dòng điện aptomat = 1,1.9 = 9,9A, điện áp U^T > 150V =225V. Từ thông số trên chọn aptomat loại: E408 110/3 do hãng Clipsal chế tạo có = 10 A,Ud^ = 250 V

Chọn diện trở hình thành điện áp Rp

ở chế độ không tải dòng điện kích từ vào khoảng 2 0 % = 0 ,2 . 6 = 1 ,2 A.

Điện áp khi kết thúc quá trình hình thành điện áp chọn 70%Ujj^. do đó dòng điện kích lừ cần có để hình thành 70%u^rn là 0,7.1.2 = 0.84A.

Goi điện áp kích từ bằng điện áp dịnh mức, điện trở mạch kích từ cần có để dòng điện là 0,84A là:

= = — = 119 n“ 1-1 0,84

Điện trở của cuộn dây kích từ:

Kr 6

Điện trở phụ cần mắc thêm để hình thành điộn áp:

R f .= 1 1 9 - 1 6 = 103 Q

IV.2. Thiết kế mạch điểu khiển

1. Thiết k ế sơ đồ nguyên lí

Mạch điều khiển kích từ máy phát thiết kế theo nguyên lý mạch hình 2.30 được vẽ trên hình 2.34.

Trong mạch này có giới thiệu thêm khâu tạo điện áp điều khiển (U(j|ç). Điện áp điều khiển được tạo bằng bộ cộng (A5) Hai tín hiệu đặi (lấy từ VR2) và phản hồi (lấy từ VR3) được cộng đại số với nhau theo biểu thức = -K(ư;jạ( - Uphu). Nhờ có mạch hồi tiếp này mà điện áp máy phát được ổn định trong quá trình làm việc.

2. Tính toán thông số mạch điều khiển

Các khuếch đại thuật toán A |, Aj, A3 , A4, A5 chọn loại TL084. Nguồn cấp cho TL084 chọn nguồn đối xứng ±12V.

159

Page 33: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Chọn tẩn s ố điện áp tựa:

Cuộn dây kích từ máy phát có điện cảm khá lớn, dòng điện kích từ được lọc đáng kể. Do đó, tần số của bộ bàm áp không cần chọn quá cao. Vì vậy chọn tần số khoảng 1kHz (chu kì dao động sóng tam giác Ttg=1/1000 =10'^s).

Chọn thông số mạch tạo điện áp tam giác

Các điện trở Rj, R2 chọn Rj = R2 = 47 kQ.

Trị số c , R3 chọn từ biểu thức:

J _ 4 D p ^TG

Thay các trị số Rj, R2 văo biểu thức trên ta có:

R3 .C = 2,5.10'^

Chọn c = 0,01 n F = lO'^F

Điện trở R3 được chọn:

T 10"R 3 = - ^ = y = 4 0 k f ì

c 2,5.10"^

Chọn theo tiêu chuẩn R3 = 39 k Q .

Điện áp đầu ra của A2 có trị số đỉnh bằng điện áp bão hoà của IC. Với nguồn cấp 12V điện áp bão hoà của IC khoảng (80% -ỉ- 90%).12V. Trị số này vào khoảng 10,5V.

Khuếch đại thuật toán A3 có nhiệm vụ kéo đường đặc tính lên trên trục hoành (để phục vụ cho mục đích dễ đưa phản hồi)

C ác điện trở R4 , R5 chọn R4 = Rg = 6 8 k f ì

Để nâng được đường điện áp tam giác lên trên trục hoành, khi đầu ra của A2 có trị số 10,5V, chọn Rg = 0,5 R4 = 34 kQ. Chọn tiêu chuẩn Rg = 33kQ.

Các điện trở R7 , Rg chọn 33 kQ.

Chọn R9

ư , ; 10,5R „ = - ^ = - ^ ^ = 5,25kQ;chonRg = 5 ,l kQ U 4 2.10- ’ ‘ ^

Bộ ghép quang chọn loại 4N35 có thông số; dòng vào chạy qua điốt cực đại 60 mA, dòng ra trên colector tranzitor quang cực đại 150 mA, điện áp tranzitor 30V, điện áp cách I1 3350V.

160

Page 34: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

OiÕL1

ắ<N D

A Ả

<• +r ì :

q:00£T

(Dc¿

o:

<• +ĩ

o

cc

; a Ii x l

0 “ Í Â V T ^

a:

Cst¿

^ N§ O CO

o

Hinh 2,34. Sơ đồ mạch điều khiển kích từ máy phát với máy phát phụ là máy một chiểu

21. TÍNH TOÁN., c SUẤTA 161

Page 35: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Tính chọn điện trở R | 0

DQ 0,01

Trong đó; dòng điện chạy qua điốt quang có trị số trong khoảng (5-Ỉ-20) mA, đã chọn 10 mA.

Theo thông số của tranzitor QM50HA-H, chỉ cần dòng điện bazơ tranzitor 0,65A là đủ để tranzitor mở thông hoàn toàn. Khi đó điện trở Rjj cần có:

R.. =15

0,65= 2 3 Q

Chọn R] J = 2 2 Q, công suất điện trở này

15Pru= ^ « 1 0 W

Tranzitor đệm cho QM50HA-H chọn loại D613 có thông số Ic = 6 A; U^E = lOOV.

Thiết kế nguồn cấp cho mạch điều khiển

Mạch điều khiển có hai hệ thống nguồn cấp cách li như hình 2.35. Hệ thống nguồn nuôi thứ nhất là nguồn nuôi đối xứng ± 12V, cấp cho mạch IC khuếch đại thuật toán. Hệ thống nguồn nuôi thứ hai là điện áp một chiều 15V cấp cho mạch điều khiển dòng bazơ tranzltor động lực. Tính toán các ngụồn này được thực hiện tương tự như mục 1 .8 .

380- □ —

15V

Hình 2.35. Sơ đồ nguyên lý tạo nguồn nuôi mạch điều khiển

162 21. ĩtNH TOÁN... c SUẮTB

Page 36: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

CHương3

THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU■

I-TRÌNH Tự THIẾT KẾKhi thiết kế một bộ điều áp xoay chiều nên tiến hành theo trình tự sau:

1. Phân tích chế độ làm việc của tải, tìm hiểu các căn cứ thiết kế.

2. Lựa chọn sơ đồ.

3. Tính toán thông số mạch động lực

4. Thiết kế mạch điểu khiểna) Thiết kế mạch nguyên lí.b) Tính chọn linh kiện.

5. Thiết kế tủ điện.

Căn cứ thiết kế

Các yếu tố sau có ảnh hưởng nhiều nhất tới việc thiết kế một bộ điều áp xoay chiều:

- Đặc điểm của tải :

+ Công suất tải.

+ Điện áp và dòng điện tải bằng hay khác điện áp nguồn lưới.+ Chế độ làm việc: dài hạn, ngắn hạn hay ngắn hạn lặp lại.+ Dải điều khiển công suất.

+ Nguồn cấp (số pha, trị số điện áp)

- Điều kiện môi trường làm việc

+ Nhiệt độ

+ Độ ẩm+ Các điều kiện khác

- Khả năng cung cấp linh kiện

- Khả nãng về tài chính

- Trình độ và khả năng người thiết kế, vận hành.

163

Page 37: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Việc thiết kế một bộ điều áp xoay chiều một pha và ba pha có một số đặc điểm, cách làm hơi khác nhau, vì vậy cần phân biệt rõ hai loại điều áp này.

II - THIẾT KẾ Bộ ĐIỀU ÄP MỘT PHA

11.1. Lựa chọn sơ đồ

/ . Chọn sơ đồ mạch động lực

Hình 3.1 giới thiệu một số mạch, điều áp xoay chiều một pha. Hình 3. la là điều áp xoay chiều điều khiển bằng cách mắc nối tiếp với tải một điện kháng hay điện trở phụ (tổng trở phụ) biến thiên. Sơ đồ mạch điều chỉnh này đofụ giản dễ thực hiện. Tuy nhiên, mạch điều chỉnh kinh điển này hiện nay ít được dùng, do hiệu suất thấp (nếu Zf là điên trở) hay cosọ thấp (nếu Zf là điện cảm).

Ui u.u

TBBĐ —

z U2

a) b) c)

Hình 3.1 Các phương án điều áp một pha

Người ta có thể đùng biến áp tự ngẫu để điều chỉnh điện áp xoay chiều Ư2 như trên hình 3.1b. Điều chỉnh bằng biến áp tự ngẫu có ưu điểm là có thể điều chỉnh điện áp Ư2 từ 0 đến trị số bất kì, lớn hay nhỏ hơn điện áp vào. Nếu cần điện áp ra có điều chỉnh, mà vùng điều chỉnh có thể lớn hơn điện áp vào, thì phương án phải dùng biến áp là tất yếu. Tuy nhiên, khi dòng tải lớn, sử dụng biến áp tự ngẫu để điều chỉnh, khó đạt được yêu cầu như mong muốn, đặc biệt ià không điều chỉnh liên tục được, do chổi than khó chế tạo để có thể chỉ tiếp xúc trên một vòng dây của biến áp.

Hai giải pháp điều áp xoay chiều trên hình 3.1 a,b có chung ưu điểm là điện áp hình sin, đơn giản. Có chung nhược điểm là quán tính điều chỉnh chậm và không điều chỉnh liên tục khi dòng tảí lớn. Sử dụng sơ đồ bán dẫn để điều chỉnh xoay chiều, có thể khắc phục được những nhược điểm vừa nêu.

Các sơ đồ điều áp xoay chiều bằng bán dẫn trên hình 3.2 được sử dụng phổ biến. Lựa chọn sơ đồ nào trong các sơ đồ trên tuỳ thuộc dòng điện, điện áp tải và khả năng cung cấp các linh kiên bán dẫn. Có một số gợi ý khi lựa chọn các sơ đồ hình 3.2 như sau :

Sơ đồ kinh điển hình 3.2.a thường được sử dụng nhiều hơn, do có thể điều khiển được với mọi công suất tải. Hiện nay Tiristor được chế tạo có dòng điện đến 7000A, thì việc điều khiển xoay chiều đến hàng chục nghìn ampe theo sơ đồ này là hoàn toàn

164

Page 38: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

đáp ứng được. Sơ đồ kinh điển đã được dùnj', tù lâu (lừ những nãm 60 của thế kỷ trước) nên nó trớ nên quá quen thuộc đối với nliicii chuyèii gia.

T,

u T2

a)

u,

b)

Ui

Ti Di > t n - M

D.

c)Hinh 3.2 Sơ đồ điểu áp xoay chicu một pha bằng bán dần

a) Bầng hai tiristor sono song ngược ; b) Báng triac ; c) Bằng một liristor một diod ; d.) Bảng bốn diod một tiristor

Tuy nhiên, việc điều khiển hai tiristor song song ngược đôi khi có chất lượng điều khiển không tốt lắm, đặc biệt là khi cần điều khiển đ(5i xứng điện áp, nhất là khi cung cấp cho tải đòi hỏi thành phần điện áp đối xứng (chẳng hạn như biến áp hay động cơ xoay chiều). Khả năng mất đối xứng điện áp lái khi điéư khiển là do linh kiện mạch điều khiển tiristor gây nên sai số. Điện áp lải Ihu được gây mất đối xứng, như so sánh trcn hình 3.3b.

Hình 3 3 . Hình dạng đường cong diện áp điểu khiển

a) Mong muốn ;

b) Không mong muốn

b)

165

Page 39: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Điện áp và dòng điện không đối xứng như hình 3.3.b cung cấp cho tải, sẽ làm cho tải có thành phần dòng điện một chiều, các cuộn dây bị bão hoà, phát nóng và bị cháy. Vì vậy việc định kì kiểm tra, hiệu chỉnh lại mạch là việc nên thường xuyên làm đối với sơ đồ mạch này. Tuy vậy, đối với dòng điện tải lớn thì đây là sơ đồ tối ưu hơn cả cho việc lựa chọn.

Để khắc phục nhược điểm vừa nêu về việc ghép hai tiristor song song ngược, triac ra đời và có thể mắc theo sớ đồ hình 3.2.b. Sơ đồ này có ưu điểm là các đường cong điện áp ra gần như mong muốn như hình 3.3.a, nó còn có ưu điểm hơn khi lắp ráp. Sơ đồ mạch này hiện nay được sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp. Tuy nhiên triac hiện nay được chế tạo với dòng điện không lớn (I < 400A), nên với những dòng điện tải lớn cần phải ghép song song các triac, lúc đó sẽ phức tạp hơn về lắp ráp và khó điều khiển song song. Những tải có dòng điện trên 400A thì sơ đồ hình 3.2 b ít dùng.

Một trong những yếu tố làm cho triac chưa áp đảo được tiristor trong điều áp xoay chiều hiện nay (của năm 2005 này) là về chất lượng. Hiện nay chất lượng triac chưa thật cao lắm, do đó việc sử dụng còn làm cho người tà lo ngại. Trong tương lai gần, chắc chắn việc sử dụng Triac sẽ rộng rãi hơn.

Sơ đổ hình 3 . 2 . C có hai tiristor và hai điốt có thể được dùng chỉ để nối các cực điều khiển đơn giản, sơ đồ này có thể được dùng khi điện áp nguồn cấp lớn (cần phân bổ điện áp trên các van, đơn thuần như việc mắc nối tiếp các van).

Sơ đồ hình 3.2.d trước đây thường được dùng, khi cần điều khiển đối xứng điện áp trên tải, vì ở đây chỉ có một tiristor một mạch diều khiển nên việc điều khiển đối xứng điện áp dễ dàng hơn. Số lượng tiristor ít hơn, có thể sẽ có ưu điểm hơn khi van điều khiển còn hiếm. Tuy nhiên, việc điều khiển theo sơ đồ này dẫn đến tổn hao trên các van bán dẫn lớn, làm hiệu suất của hệ thống điểu khiển thấp. Ngoài ra, tổn hao năng lượng nhiệt lớn làm cho hệ thống làm mát khó khăn hơn.

Đa số các trường hợp điều áp xoay chiều, điện áp tải điều khiển trong vùng thấp hơn điện áp nguồn, các van bán dẫn được nối trực tiếp tới nguồn. Trong trường hợp này điện áp tải thường được điều khiển trong dải từ 0 đến điện áp nguồn cấp.

Một số loại tải có điện áp tối đa lớn hơn thông số điện áp nguồn cấp. Trong trường hợp đó biến áp để phối hợp thông số điện áp nguồn cấp với thông số điện áp tối đa của tải theo sơ đồ hình 3.4 cần được đưa vào.

Biến áp được sử dụng trên hình 3.4 có thể là biến áp tự ngẫu hoặc biến áp cách ly. Biến áp cách ly thường nên chọn hơn, bởi vì biến áp cách ly còn có thêm chức năng bảo vệ xung điện áp từ lưới.

Khi tải không có nhu cầu cao về điều khiển đối xứng, nhất là khi điều khiển các điện trở lò sấy hay đèn sợi đốt, người ta có thể sử dụng sơ đồ điều khiển không đối xứng một điốt một tiristor như hình 3.5

u, u

T,

Ĩ2

Hình 3,4. Điểu áp xoay chiều với điện áp tải lớn hơn điện áp nguồn.

1 6 6

Page 40: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Hình 3.5, Điẻu áp xoay chiều không đối xứng a) Sơ đổ ; b) Đường cong điện áp và dòng điện.

Hình 3.5 chỉ điều khiển một nửa chu kì điện áp còn nửa chu kì không điều khiển. Sơ đồ này có thể điều khiển từ 1/4 công suất trở lên. Tuy nhiên nếu công suất tải lớn sẽ gây mất đối xứng nguồn cấp làm xấu đi chất lượng nguồn.

11.2. Tính chọn thông số mạch động ỉực và bảo vệMạch động lực và bảo vệ của sơ đồ điều áp xoay chiều một pha hiện nay thucfng

gặp là hai sơ đồ trên hình 3.6.

T,

Hình 3.6. Các sơ đồ điều áp xoay chiều điển hình bằng linh kiện bán dẫn. a) Bằng Tiristor ; b) Bằng Triac.

Thông số các van bán dẫn Tj, Tj, T và các Aptomat bảo vệ dòng điện AT được lựa chọn thông qua thông số dòng điện và điện áp tải.

1. Tính toán thông số đ ể lựa chọn van

Dòng điện quyết định chế độ làm việc của van bán dẫn cần chọn và dòng điện bảơ vệ của Aptomat là dòng điện cực đại của tải. Dòng điện cực đại của tải được tíirth khi góc mở van nhỏ nhất. Góc mở van nhỏ nhất là chế độ làm việc khi a=0, lúc này tải có dòng điện hình sin chạy qua.

167

Page 41: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Dòng điện tải có thể được tính :

iTàl = T 7 -Í -----U .CO SỌ .Tl

Trong đó:

p - Công suất định mức của tải.

u - Điện áp định mức.

cos<p - Hệ số công suất của tải.

TỊ - Hiệu suất của thiết bị.

Hoặc

Ixài-u

Vr ỉ + x ỉ

Khi thông số đã cho là điện áp u, điện trở tải R j và điện cảm X-p.

Từ các trị số I-p¿i ta túih được dòng điện làm việc hiệu dụng chạy qua các van bán dẫn.

Trong sơ đồ hình 3.6a dòng điện chạy qua các Tiristor Ijj, Ĩ j2 được tính.

_ TãiT1 - T2 -

ở S ơ đồ hình 3.6b dòng điện chạy qua Triac bằng dòng điện tải.

Triac ~ Tải

Điện áp làm việc của các van cần chọn theo biên độ điện áp nguồn xoay chiều.

ƯLV = V 2‘.Ui

Van bán dẫn được chọn cãn cứ vào các thông số dòng điện và điện áp vừa mới tính được từ các biểu thức trên.

2. Cách chọn van bán dẫn

Trưóc tiên chọn chế độ làm mát cho van bán dẫn. Căn cứ chế độ làm mát mà chọn van, tham khảo cách làm mát này trong phần chọn van bán dẫn của chưcmg 1. Sau khi chọn xong chế độ làm mát van, tính trị số định mức của van cần chọn. Tra bảng thông số van chọn được van cần thiết.

Tính chọn Aptomat AT và bảo vệ xung điện áp do chuyển mạch van RC cũng được thực hiện như đã giới thiệu ở chương 1 .

Trường hợp điện áp nguồn cấp nhỏ hơn điện áp tối đa của tải, ta cần có một biến áp để phối hợp điện áp cho hợp lí, công suất biến áp được tính theo công suất tải. Cách tính biến áp như đã giới thiệu ở chương 1.

1 6 8

Page 42: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

11.3. Thiết kê mạch điểu khiến

1. M ạch điều khiển đơn giản

a) Mạch điều khiển tiristor

Mạch điều khịển đơn giản của tiristor giới thiệu trên hình 3.7a,b, d.

Nguyên lý điều khiển của mạch hình 3.7a như sau: Khi điện áp nguồn cấp đổi dấu (dương a.nốt củạ tiristor Tị) tụ C| được nạp qua D2-VR-R3, tới đủ ngưỡng chọc thủng diac DAj có dòng điều khiển cho T|, làm mở tiristor Tj tại t|. Tiristor Tị được mở từ tới cuối bán kì (như đường nét đậpi hình 3.7c). Khi điện áp nguồn cấp đổi dấu ngược lại (dướng anốt của tiristor T2) tụ C2 được nạp qua D 1-V R-R3 tới đủ ngưỡng chọc thủng diac DAj mở tiristor T2 tại tj. Tiristor T2 được mở từ Í2 tới cuối bán kì (như đường nét đậm hìnli 3.7c). Việc điều khiển hai tiristor song song ngược như hình 3.7a đôi khi mất đối xứng. Để điều khiển đối xứng có thể điều khiển bốn diod một tiristor như hình 3.7b. Nguyên lý hoạt động của sơ đồ này tương tự như hình 3.7a.

z

D.

U,

D4

> 1D,

Da> 1-

T

VR

b)

R

u , D,

Ui

D4

D.

D.

L

R-

VR

fĩí D,

c)

Hỉnh 3.7. Điều khiển tiristor bằng sơ đồ đơn giản

d)

22. TlNH TOÁN... c SUẮT-A 169

Page 43: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Một trong những sơ đồ điều khiển hay dùng là sơ đồ điều khiển sử dụng tranzitor đơn nối (UJT) hình 3.7d. Nguyên lý hoạt động sơ đổ hình 3.7d như sau: Khi điện áp nguồn cấp đổi dấu, điện áp anod tiristor T tăng dần, tụ c nạp đến ngưỡng thông transistor đơn nối (UJT), tụ c phóng điện qua UJT. UJT dẫn, có dòng điện chạy vào cực điều khiển tiristor, tiristor được dẫn từ đó tới cuối bán kì. Điểm tị trên sơ đổ hình 3.7c do ngưỡng thống của UJT quyết định, điện áp này ít có khả năng thay đổi hơn so với thông số của tiristor như trên hình 3.7a,b.

b) Mạch điều khiển triac

Một trong những sơ đồ thường dùng để điều khỉển triac giới thiệu trên hình 3.8a. Khi điện áp nguồn cấp Uj đổi dấu, lúc đó triac chưa dẫn, tụ c được nạp. Điện áp trên tụ tăng dần. Việc tăng điện áp tụ làm cho đỉnh đường đặc tính phi tuyến triac giảm xuống. Khi nào đủ điều kiện (điện áp trên hai cực chính triac lớn hofn đỉnh đặc tính phi tuyến) triac được dẫn, từ đó tới cuối bán kì (hình 3.8c). Như vậy việc dãn của triac phụ thuộc sự biến thiên đặc tính triac. Trong quá trình làm việc đặc tính eủa triac có thể có sự thay đổi chút ít làm cho dòng điện, điện áp tải có thể thay đổi.

Để khắc phục nhược điểm trên, đưa thêm diac vào như hình 3.8b. Khi điện áp tụ tăng tới ngưỡng điện áp (Uị3^) thông của diac DA, có dòng điều khiển chạy vào cực điều khiển triac, triac được mở từ thời điểm đó tới khi dòng điện của nó bằng 0 (điộn áp tải là đường nét đậm trên hình 3.8d). Các mạch điều khiển hình 3.8a, b được dùng khá phổ biến hiện nay cho các đèn bàn, đèn chùm, quạt trần...

C i „ C iR

u

R

t t

VR

c

z

A

u. u - G

DaI X

Hzp-VR Ra

u.

a) b)

c) d)

Hinh 3.8. Điều khiển triac bằng một mạch đơn giản

170 22! Tfr4H TOÁN... c SUẨT.B

Page 44: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Các mạch điều khiển ở trên có chất lượnạ điều khiển khòng lốt. Điện áp có thể bị thay đổi, do thông số triac và diac thay đổi. Mặi khác điều khiến theo cách này khó tự động hoá. Khi cần điều khiển điện áp tải có chất lượng cao, đòi hỏi một mạch điều khiển phức tạp hơn.

2. Nguyên lý điều khiển

Về nguyên lí, mạch điều áp xoay chiều có van bán dản được mắc vào lưới điện xoay chiều, nên mạch điều khiển hoàn toàn giống như chỉnh lưu.

Trường hợp mạch động lực được chọn là hai tiristor mắc song song ngược như sơ đồ hình 3.2a, cần có hai xung điều khiển trong mỗi chu kì. Mạch điều khiển có thể sử dụng sơ đồ hoàn toàn giống điều khiển chỉnh lưu một pha cả chu kì (hình 1.49 ; hình 1.50), với mỗi tiristor một mạch điều khiển độc lập. Khi sử dụng sơ đồ mạch điều khiển chỉnh lưu cho điều áp xoay chiều, có thể xuất hiện khả năng xấu là: hai tiristor .điều khiển không đối xứng, do các linh kiện của hai mạch điều khiển không hoàn toàn giống hệt nhau.

Đối với những tải cần điều khiển đối xứng, đòi hỏi hai tiristor mở đối xứng, lúc này cẩn các kênh điều khiển tiristor có góc mở càng ít khác nhau càng tốt. Mong muốn là chúng hoàn toàn giống nhau. Nhưng sự giống nhau này chỉ có thể đạt đến một chừng mực nào đó.

Nguyên lý điều khiển tiristor ở đây như trong điều khiển chỉnh lưu, nghĩa là ở mỗi nửa chu kì điện áp, cần tạo điện áp tựa trùng pha điện áp nguồn cấp như hình 3.9.

171

Page 45: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Trong điều khiển chỉnh lưu mỗi kênh điều khiển một nửa chu kì, điện áp tựa xuất hiện gián đoạn. Mỗi nửa chu kì có một điện áp tựa đồng pha điện áp dương anod của tiristor. Điều áp xoay chiều cần có điện áp tựa liên tiếp cả hai nửa chu kì. Khi so sánh điện áp tựa với điện áp điều khiển, ở mỗi nửa chu kì đều có điện áp tựa bằng điện áp điều khiển trong vùng biến thiên tuyến tính của điện áp tựa ( tại các điểm t|, 13,....). Kết quả là có các xung điều khiển X(jị liên tiếp ở mỗi nửa chu kì.

%Nguyên lý điều khiển như hình 3.9 sẽ hợp lý khi mạch động lựe là triac ở hình 3.2b.

Để thực hiện ý tưởng điều khiển như nguyên lý hình 3.9, cần*các khâu điềư khiển như đã giới thiệu trong chỉnh lưu. Sự khác nhau giữa điều khiển chỉnh lưu với điều áp xoay chiều là trong điều khiển điều áp xoay chiều cần tạo điện áp tựa liên tiếp ở hai nửa chu kì. Để làm được việc này, đưa tới đầu vào đồng pha một điện áp chỉnh lưu ví dụ như hình 3.10.

1 I I I I II I I I I I t

Hình 3.10. Sơ đồ đồng pha tạo điện áp tựa liên tiếp hai nửa chu kì

Nguyên lý hoạt động của sơ đồ hình 3.10 như sau:

Đ iện áp chỉnh lưu được so sánh với Ua

điện áp Uj lấy trên biến trở VRj hình 3.10.Tại thời điểm U^=Ui (hình 3.11) thì đổi dấu điện áp ra của khuếch đại thuật toán Aj. Kết quả là có chuỗi xung chữ nhật không đối xứng Ug. ở đây tổn tại độ rộng xung âm Y của Ug, phần dương ư g tích

phân qua A2 thành điện áp tựa,- phần âm rất hẹp của Ug xả tụ tạo sườn sau điện áp tựa.

Trong vùng y làm mất xung điều khiển, do không có điện áp tựa. Theo nguyên tắc này càng giảm nhỏ góc y càng tốt, mà góc y do Uj quyết định. Vì vậy có th ể , g iả m U ị đ ể c ó g ó c Y m ộ t v à i đ ộ , s a i s ố

một vài độ là hoàn toàn cho phép.

Hình 3.11. Nguyên lý tạo điện áp tựa trong điều áp xoay chiều

172

Page 46: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

3. Mạch điều khiển Trìac

Mạch điều khiển điều áp xoay chiều mộí pha với mạch diéu khiển là triac có thể được thiết kế như hình 3.12 với nguyên lý hoại dộng hình 3.15.

4. Mạch điều khiển cặp Tirìstor mắc song song ngược

Khi mạch động lực là hai tiristor mắc song song ngược, có thể thực hiện việc điều khiển bằng một số giải pháp như trên hình 3.13

Như đã giới thiệu ở trên, nếu điều khiển hai tiristor bằng hai mạch điều khiển độc lập như hình 3.13.a, khả năng điều khiển không đối xứng điện áp tương đối cao.

Khi cần điều khiển đối xứng, người ta dùng một mạch điều khiển phát xung liên tiếp ở cả hai nửa chu kì, để mở hai tiristor người ta sử dụng biến áp xung hai cuộn dây thứ cấp như trên hình 3.13b. Giải pháp này có ưu điểm là đơn giản trong việc thi công mạch điều khiển, nhưng khi sử dụng một biến áp xung, việc phân phối công suất cho hai tiristor không đều nhau, do đó khả năng một tiristor không đủ công suất để mở là tương đối cao. Các sơ đồ mạch thực tế thường lì chọn sơ đổ này.

Mạch điều khiển tối ưu (hình 3.13c) nên chọn là hai tiristor chung nhau phần điện áp tựa và điện áp so sánh, tới tầng khuếch đại mới tách riêng từng tiristor một, như vậy lệnh mở Tiristor chung nhau, nhưng khuếch đại tín hiệu để mở các tiristor riêng rẽ, không bị ảnh hưởng công suất giữa hai tirisior với nhau.

Sơ đồ điều khiển cặp tiristor mắc song song ngược giới Ihiệu trên hình 3.14.

Nguyên lý điều khiển hình 3.14 giống như hình 3.12 từ tín hiệu vào đến hết khâu so sánh, điều đó chứng tỏ lệnh mở tiristor là đối xứng. Sau khi có lệnh mở tiristor tại các thời điểm aj, a 2 -.. phân xung điều khiển theo mỗi nửa chu kì. Việc phân xung điều khiển được thực hiện thông qua hai mạch khuếch đại, hai biến áp xung. Lệnh điều khiển cho hai mạch khuếch đại này dược lấy từ hai cổng VÀ V i.V ị. Hai cổng

VÀ này chung nhau một tín hiệu lấy từ đầu ra của Aj đó là lệnh mở các tiristor tại mỗi nửa chu kì. cổng vào còn lại của Vị,V 2 được nhận hai tín hiệu đồng pha với điện áp anốt của Tiristor, đó là các tín hiệu đảo pha từ A4 , A5 . Nhò' có hai tín hiệu đảo pha này mà có xung điều khiển hai tiristor dịch pha nhau 180' . Các dạng điện áp của các khâu cơ bản mô tả trên hình 3.15.

Ỉ73

Page 47: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Hình 3,12. Sơ đồ mạch điều khiển ưiac

R

a)b)

Hình 3J3 , Các phưcmg án điều khiển cặp tiristor mắc song song ngược, a) Hai mạch điều khiển độc lập ; b) Một biêh áp xung hai cuộn dây thứ cấp ;

c) Chung lệnh mở van, khác nhau khuếch đại.

c)

Page 48: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Hinh 3,14, Sơ đồ nguyên lý điều khiển điều áp xoay chiều với hai tiristor song song ngược

>1

Page 49: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

H inh 5.25. Đường cong các khâu cơ bản của sơ đồ hình 3.14

176

Page 50: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

5. Điều khiển điều áp xoay chiều cho tải có điện cảm

a) Đặc điểm hoạt động của tải điện cảm.

Một trong những loại tải rất điển hình của lưới điện xoay chiều là tải điện cảiĩỊ. Ví dụ máy biến áp một pha hay động cơ một pha ... lúc này nếu sử dụng các mạch điều khiển hình 3.12, 3.14 có thể có một vùng van không dẫn, nếu điện cảm lớn van có thể không dẫn hoàn toàn.

Nguyên nhân của các hiện tượng này như sau :

- Nguyên nhân t h ứ nhất là do khi có điện cẫm, dòng điện chậm pha sau điện áp như hình 2A6h.

Khi điện áp nguồn Uị đã đổi dấu mà cuộn dây điện cảm chưa xả hết nâng lượng làm cho Tj vẫn dẫn từ 71 cho đến Ọj. Nếu Tj đang dẫn thì chứng tỏ Tj đang phân cực

thuận và điện áp U;; 1A2 > 0. Khi đó Tj phân cực thuận phân cực ngược. Do đó, trong vùng từ n cho đến cpi, nếu có phát xung điều khiển T2 , thì T2 không dẫn. Như vậy, khi có tải là điện cảm góc mở nhỏ nhất của các tiristor phải lớn hơn hoặc bằng góc trễ (p lớn nhất (a^i„ >

Với tải điện cảm, như biến áp hay động cơ thì góc (p thay đổi theo tải, làm cho việc giới hạn góc a^ jn là không th ích hợp, vì nó liên tục thay đổi theo tải. K ế t quả là, muốn điều khiển tăng điện áp xoay chiều, bằng cách giảm góc mở tiristor, đến vùng góc mở đủ nhỏ nào đó có thể chỉ mở một tiristor. Dòng điện trên tải lúc này là dòng chỉnh lưu nửa chu kì.

Hình 3.16. Sơ đồ đường cong dòng điện và điện áp xoay chiều khi tải điện cảm. a) Sơ đồ động lực ; b) Đường cong điện áp và dòng điện.

Nguyên nhân thứ hai là do khi có điện cảm, dòng điện không biến thiên đột ngột tại thời điểm mở tiristor, điện cảm càng lớn dòng điện biến thiên càng chậm, nếu như độ rộng xung điều khiển hẹp, khi có xung điều khiển dòng điện không đủ lớn hơn dòng điện tự giữ ( I x g ) , do đó van bán dẫn không tự giữ dòng điện. Kết quả là không có dòng điện, hay tiristor không mở. Hiện tượng này thường thấy khi ở đầu và cuối chu kì điện

73. TlNH TOÂN... c SUÃTA 177

Page 51: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

áp hình 3.17 a, c lúc đó điện áp tức thời đặt vào van bán dẫn nhỏ. Khi kết thúc xung điều khiển, dòng điện còn nhỏ hơn dòng điện tự giữ nên van bán dẫn khoá luôn. Chỉ khi nào điện áp tại thời điểm mở van đủ lớn, dòng điện cuối chu kì xung điều khiển đủ lớn hơn dòng điện tự giữ, thì dòng điện mới tồn tại trong mạch (hình 3.17b).

a) b) . c)

Hình 3.17. Sự xuất hiện dòng điên tại các góc ưiở khác nhau khi tải điện cảm.

Hai nguyên nhân này làm cho một số người thiết kế ngại không muốn điều khiển tải điện cảm bằng thiết bị bán dẫn. Khi biết được nguyên nhân của việc không điều khiển như trên, thì việc xử lý trở nên không có gì khó khăn.

b) Mạch điều khiển

Để giải quyết bài toán về sự thay đổi góc ọ của tải làm mất điều khiển, cần có xung liên tục từ thời điểm mở tiristor cho đến khi điện áp đổi dấu, như hình 3.18 a. Khi phát lệnh mà van còn đang phân cực ngược, thì lệnh điều khiển chờ tới khi nào đủ điều kiện phân cực thuận van sẽ dẫn.

Hinh 3,18. Phương án cấp xung khi điều áp xoay chiều với tải điện cảm lớn a) Cấp xung liên tục b) Cấp xung gián đoạn.

178 23/riNHTOÁN...CSUẤT.B

Page 52: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Việc phát xung điều khiển với độ rộng lớn g á n như cả nứa chu kì như hình 3.18 a có hai nhược điểm; thứ nhất là dòng điều khiùn eán như dài hạn (về nguyên lý điều khiển tiristor và Iriac, xung điều khiển vcýi chức nang mồi nên chỉ cần ngắn hạn), thứ hai là việc thiết kế cấp xung điều khiển như ticn khá phức tạp, nhất là đối với những mạch có nhiều van bán dẫn. Cấp xung rộng thế nào? Bằng mội nguồn phụ, hay bằng biến áp xung có điện cảm cuộn dây lớn? Điều này íhực hiện tương đối phức tạp.

Một trong những giải pháp nên dùng, là tạo xung gián đoạn bằng chùm xung liên tiếp, từ thời điểm rnở van cho tới cuối bán kì như hình 3.18b. về nguyên lí, đây là cấp xung liên tục như hình 3.18a. Trong kỹ thuật, cấp xung eián đoạn như hình 3.18 b dễ thực hiện hơn. Nguyên lý ở đây là băm xung liên tục thành chùm xuiig gián đoạn với tần số cao.

Một cổng logic AND với hai đầu vào (hình 3.19a) là thực hiện được ý tưởng trên. Khi đưa tới đầu vào cổng AND tín hiệu xung điều khiển và tín hiệu chùm xung Ucxỉ lúc đó đầu ra cổng AND có xung X(J1 bằng tán số chùm xùng trong vùng có điện áp Ux như mô tả trên hình 3.19b

u

U cx

— 1

n n n - 2

a)

Hình 3.19. Nguyên íý tạo chum xung điều khiển a) Sơ đồ ; b) Các đường cong.

b)

u cx

X đK

u,

D_nj]

uI

u,s*

u cx

•đk

ia) b)

Hình 3.20. Sai số có thể gặp khi điều khiến bằng chùm xunga) Lệnh mở và chùm xung đúng thời diểmt b) Lệnh mớ và chùiTi xung không cùng thời điểm

179

Page 53: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Nhược điểm của sơ đồ điều khiển bằng xung gián đoạn là sai số khi điều khiển. Sai số ở đây xuất hiện khi thời điểm phát lệnh mở van với thời điểm van được mở không trùng với nhau. Khi phát xung điều khiển gián đoạn, xung điều khiển tại đầu ra biến áp xung có được là do có hai tín hiệu vào cổng AND đồng thời (tín hiệu vào Ux để quyết định góc mở a và tín hiệu từ chùm xung u^x)- Hai tín hiệu này nếu không đồng pha, thì khi có lệnh Ux mà = 0 , xung điều khiển phải chờ khi nào Uqx lên mức,cao như mô tả trên hình 3.20 b mới có xung điều khiển.

Sơ đồ mạch điều khiển điều áp xoay chiều với tải có điện cảm được thiết kế trên cơ sở hình 3.12 cho mạch động lực là triac, hay hình 3.14 cho mạch động lực là cặp tiristor song song ngược, với việc nối thêm mạch tạo xung chùm được giới thiệu trên hình 3.21. Các đầu vào của hình 3.21 Uq, Ue, ưp được lấy từ các đầu tương ứng trên hình 3.12, 3.14. Chùm xung được tạo bởi một dao động đa hài hoặc một mạch tạo xung chữ nhật nào đó (đã giới thiệu trong chương 2 )

Hình 3.21. Điều khiển điều áp xoay chiểu khi tải điện cảm bằng chùm xung, a) Van động lực là triac ; b) Van động lực là Tiristor

180

Page 54: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Trường hợp điện cảm lớn mà liristor không mở được, nguvcn nhân là do độ rộng xung thiết kế là không đủ lớn. Vì vậy chọn ciú rộnu xung ở đáy phải hợp lí.

11.4. Ví dụ thiết kế điều áp xoay chiếu một phaVí dụ :Thiết kế mạch điều khiển và ổn định nhiệt độ cho lủ sấy bằng điện trở vối

nhiệt độ điều chỉnh trong dải 150°c công suất sợi đốt 4 kW, điện áp nguồn cấp1 pha 220 V ; 50 Hz.

1. Lựa chọn sơ đồ thiết kế

Đây là nguồn có công sụất không lớn (xét về phía tải). Vì đây là tải trở, không đòi hỏi quá cao về tính đối xứng của nguồn điều khiển. Có thể chọn bất kì sơ đồ nào trong các sơ đồ đã giới thiệu ở trên . Tuy nhiên, vói trường hợp này sơ đồ dùng triac điều khiển là hợp lý hcm cả với các lý do sau:

- Công suất không lớn triac thừa đủ công suất để cung cấp.

- Mạch điều khiển triac đơn giản hơn mạch hai Tiristor.

- Dù là công suất nhỏ, nhưng nếu điều khiến không đối xứng bằng một điốt, mộttiristor cũng không nên, đo làm xấu đi châì lượng điện áp nguồn và cụ thể trongtrường hợp này không điểu khiển được từ nhiệt độ môi trường.

- Các sơ đồ không dùng thiết bị bán dẫn khó đáp ứng cho việc ổn định nhiệt độ, do việc tự động thay đổi điện áp và dòng điện tải khó khăn hơn.

2. Tính chọn các thiết bị động lực

- Dòng điộn tối đa chạy qua tải và qua Triac

' , 4 = Ì M = , 8 , , 8 Au 220

Khi điều chỉnh nhiệt độ, coi nhịêt độ tối đa 15 { f c đạt được tương ứng với dòng điện tối đa 18,18 A. Các yếu tố khác ảnh hưởng đến nhiệt độ của lò như thể tích vật liệu, thông gió....ở đây không xét.

Dòng điện 1=18,18 A được coi là đòng điện lớn nhất để chọn triac. Với dòng điện không quá lớn như thế này, tổn hao khi van dẫn không quá lớn, nên ta chọn điều kiện làm việc có cánh toả nhiệt đủ diện tích làm mát, không cần quạt đối lưu không khí, để

an toàn cho phép triac làm việc với 20%lý^

Dòng điện định mức của triac cần chọn

^ ¡ 8 . 8 = 90,9A

Điện áp làm việc cực đại của triac

72.220 = 308V

181

Page 55: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

R

A

Uđn, =800V

Idm=100 A

I x m a x = l > 2 k A

I<jk=0,2 A

Udk=3 V

u R u.

Giả sử cho phép van dự trữ điện áp Kjt=2. Điện áp của triac cần chọn

Udn,T= 2.308 = 616 V

Từ hai thông sô' dòng điện và điện áp cần có ở trên ta chọn loại triac: SSG100C80 có các thông số.

I r ò = 1 0 m A

I-PQ—70 mA

AU=1,5A

T,^=1 0 ^SHình 3.22. Sơ đồ động lực thiết kế.

Triac khi làm việc với 18,18 A chịu một tổn hao tối đa trên van :

AP = AƯ.I|y= 1,5.18,18 = 27,27 w

Với tổn hao này, chúng ta cần một cánh toả nhiệt có diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí :

AP 27,27 27,27,^3 „ 2 ^S = = -- - ' ■3 — = —lO cm = SSOcnT"K . x 8 . 1 0 ^ . 4 0 3 2

Aptomat được chọn có dòng điện

lAT=(l,l-l,3)I,vmax=20^23,63 A

Chọn aptomat E408 110/3 do hãng Clipsal chế tạo có thông số = 25 A = 220 V có bảo vệ ngắn mạch không cần bảo vệ quá tải.

3. Thiết k ế mạch điều khiển

Như đã biết, lò điện trở có hệ số cosọ= l. Do đó việc cung cấp xung điều khiển bằng xung chùm như hình 3.21 a là không cần thiết. Mạch điều khiển góc mở triac sử dụng sơ đồ hình 3.12 hoàn chỉnh thành sơ đồ 3.23 là hợp lí. Tính toán thông số các linh kiện mạch điều khiển này được sử dụng các cách tính như đã giới thiệu ở chương 1 .

182

Page 56: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

H inh 3.23. Sư ciổ inạcli điểu khiển lihiệt dộ cho tù sảy

00

Page 57: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Ill - THIẾT KẾ Bộ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU BA PHA

III.1. Lựa chọn sơ đồ động lựcMạch xoay chiều ba pha hiện nay trong thực tế thường gặp gồm 3 sơ đồ như hình

3.24a, b, c.

Hình 3.24. Sơ đồ điều áp xoay chiêu ba pha bằng cặp tiristor mắc song song ngược.

Các loại sơ đồ này bao gồm, tải đấu sao có trung tính (hình 3.24a), tải đấu sao không trung tính (hình 3.24b), tải đấu tam giác (hình 3.24c). Tải đấu sao có trung tính, có ưu điểm là sơ đồ giống hệt ba mạch điều áp một pha điều khiển dịch pha theo điện áp lưới. Do đó điện áp trên các van bán dẫn nhỏ hcfn, vì điện áp đặt vào van bán dẫn là điện áp pha. Nhược điểm của sơ đồ là trên dây trung tính có tồn tại dòng điện điều hoà bậc cao, khi góc mở các van khác 0 có dòng tải gián đoạn và loại sơ đồ nối này chỉ thích hợp với loại tải ba pha có bốn đầu dây ra.

Các sơ đồ không trung tính hình 3.24b, c có nhiều điểm khác so với sơ đồ có trung tính. Dòng điện chạy giữa các pha với nhau, nên đồng thời phải cấp xung điều khiển cho hai tiristor của hai pha một lúc. Việc cấp xung điều khiển như thế, đôi khi gặp khó khăn trong mạch điều khiển (sẽ giới thiệu sau), ngay cả việc đổi thứ tự pha nguồn lưới cũng có thể làm ảnh hưởng tới hoạt động của sơ đồ.

Hiện nay, với những tải có công suất trung bình, các sơ đồ điều áp ba pha bằng các cặp tiristor như hình 3.24 được thay thế bằng các sơ đồ triac như hình 3.25,

Như đã giới thiệu ở trên, triac về nguyên lý điều khiển giống hệt các cặp tiristor mắc song song ngược. Vì vậy, sử dụng các sơ đồ hình 3.24 hay hình 3.25 tuỳ thuộc vào khả năng linh kiện có loại nào. Ngoài ra, hình 3.25 có ưu điểm hơn về mặt điều khiển đối xứng và đơn giản về cách ghép.

Đối với những tải không có yêu cầu về điều khiển đối xứng người ta có thể sử dụng sơ đồ cặp tiristor - điốt. Mặc dù vậy, sơ đồ này ứng dụng thực tế không nhiều. Bởi vì khi không có xung điều khiển vẫn có dòng điện chạy qua tải.

184

Page 58: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

^ ^ ) A ^

a) b) c)

Ộ ©

Hinh 3.25^ Điều áp ba pha bằng Triac

Trong trường hợp cho phép điều khiển không đối xứng chúng ta có thể sử dụng sơ đồ điều khiển hai pha như hình 3.26.

ư u điểm của sơ đồ hình 3.26 là số lượng van bán dẫn ít hơn và mạch điều khiển cũng đơn giản hơn. Nhược điểm của sơ đồ là điều khiển không đối xứng, nên đường cong d ò n g đ iệ n v à đ iệ n á p c á c p h a k h ô n g g iố n g n h au , v ì v ậ y g iá

trị hiệu dụng của điện áp và dòng điện khác nhau rõ rệt.Loại sơ đồ này chỉ phát huy tác dụng khi tải và nguồn được phép làm việc không đối xứng và có số lượng van bán dẫn bị hạn chế.

Khi sử dụng điều áp xoay chiều cho động cơ không đồng bộ, ngoài chế độ đóng cắt, điều khiển tốc độ, còn cần Hình 3.26. Sơ đồ điểu áp bacả đảo chiều quay. không đối xứng.

Động cơ điện không đồng bộ khi đảo chiều quay cần đổi thứ tự pha. Sơ đồ điều khiển có đảo chiều quay động cơ không đồng bộ như giới thiệu trên hình 3.27.

Khi chiều quay thuận cấp xung điều khiổn cho T|,T2 ,T7,Tg,T9 ,Tio; Các pha lưới Aj, Bj, Cj được nối tương ứng với các cuộn A, lỉ, c của động cơ. Khi ở chiều quayngược ta cấp xung điều khiển choT3,T4 ,T5 ,T6 ,Tq,Tio. Các pha lưới Aj, B|, C| được nối tương ứng B, A, c của động cơ.

Khi thiết kế sơ đồ mạch động lực của bộ điều áp xoay chiều ba pha, phải thực hiện hàng loạt các bài toán tổng hợp. Ngay cả ở chế độ xác lập thì dòng điện và điện áp trên các van bán dẫn cũng chỉ là chế độ gần với xác íập. Trong phần thiết kế nàychúng ta chỉ xét bộ điều áp làm việc ở chế độ xác lập.

Van bán-dẫn cho sơ đồ điều áp ba pha được lựa chọn theo dòng điện và điện áp, tổn hao công suất AP như đã xét. Lúc này AP phụ thuộc các giá trị dòng điện trung bình, hiệu dụng của van và theo đường cong đặc tính Vôn - Ampe của van. Tuy nhiên, đường'đặc tính Vôn - Ampe không phải của van nào cũng có cho nên gần đúng chúng ta chọn :

AP = Ihd .a u

24. TlNH TOÁN... c SUẤT> 185

Page 59: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Thông số AP này có ảnh hưởng rấl lớn tới diện tích cánh toả nhiệt mà chúng ta sẽ thiết kế sau này.

10

H ình 3.27. Sơ đồ điều áp ba pha có đổi thứ tự pha

Sau khi lựa chọn xong sơ đồ động lực (như phần giới thiệu và hướng dẫn tóm tắt ở trên) ta có được sơ đồ cần chọn. Các sơ đồ thông dụng hiện nay trong thực tế thường gặp là các sơ đồ hình 3.24 b, c hav hình 3.25 b, c. Trong phần này, chúng ta dựa vào các sơ đổ trên làm cơ sở cho các ví dụ.

III.2. Tính chọn van bán dẫn

1. Tính chọn van theo dòng điện

Trong điều áp xoay chiều, dòng điện chạy qua tải thường xác định là dòng hiệu dụng. Thông số dòng điện để chọn van bán dẫn được tính là dòng điện lớn nhất trong quá trình làm việc. Trong điều khiển xung pha, dòng điện lớn nhất khi góc mở van bán dẫn nhỏ nhất. Góc mở nhỏ nhất của van bán dẫn thường nhận trị số a = 0 khi dòng điện tải là dòng điện hình sin.

Đối với các tải ba pha, thông số cho trước thường là: công suất định mức điện áp định mức hệ số công suất cosọ, hiệu suất T|.

Dòng điện hiệu dụng chạy qua van bán dẫn khi tải đấu Y (hình 3.24 b, 3.25 b)

dm

3Uf COSỌT)

Trong đó : Uj- là điện áp pha.

1 8 6 24 TÌNH TOÁN.. c SUÁ r.B

Page 60: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Khi tải đấu tam giác:

•í —V3U,d C O S C p ĩ l

Trong đó: là điện áp ílỠỸ cíia lưới.

Dòng điện tính được là dòng điện để chọn triac. Nếu sư đồ chọn là các sơ đồ triac thì Nếu sơ đồ chọn là các sơ đồ ghép Tu istor sone song ngược thì dòng điệnđể chọn tiristor

I = - ỉviv 2

Trong đó: — dòng điện làm việc của van.

— Lựa chọn điều kiện toả nhiệt van bán dẫn (Nliư hưchvị dãn chương ỉ ) lúc đó dòng điện van cần chọn: :

Ỉ đ m v = í ^ l - I v l v

Trong đó kj là hệ số xét tới điều kiện toả nhiệt van; trị số k| tham khảo chương 1.

Khi chọn theo dòng điện, ngoài việc tính chọn theo dòng điện làm việc dài hạn như đã tính ở trên, dòng điện này còn được tính chọn theo điều kiện phát nhiệt của van bán dẫn.

Một sô' loại tải, bản thân chế độ làm việc của chúng có dòng điện quá độ khá lớn, chẳng hạn như động cơ điện không đồng bộ. Klii mở máy động cơ không đồng bộ dòng điện lớn (5 4- 7) lần dòng định mức. Dòng dién quá độ này xảy ra trong khoảng thời gian ngắn, cỡ vài giây, quán tính nhiệt chưa dù quá nhiệt cho van lúc đó chúng ta

chỉ cẩn kiểm tra Iqq < Ix (dòng điện xung của van l)án dẫn).

Được phép bỏ qua quán tính nhiệt của van bán dẫn là vì: Khi chọn van, chúng ta có một hệ số kj đủ lớn, bản thân kj này nói lên ráng chúng ta đã chọn dòng điện của van bán dẫn lớn hơn dòng điện làm việc thực của chiing. Với điều kiện toả nhiệt nào đó, thời gian quá tải ngẳn hạn chưa đủ để quá nhiột, liic đó chỉ cần đảm bảo dòng điện xung chạy qua van không vượt quá dòng điện đinh là được.

K hi dòng điện quá độ xẩy ra trong khoảng ihời gian dài hơn, lúc đó cần x é t tới

dòng điện quá độ, bằng cách tăng hệ số k[ lớn hơn. Việc xét ảnh hưởng của dòng quá độ cần phải khảo sát một bài toán nhiệt khá pỉiức lạp, như tính ra công suất lúc quá độ, tính được thời gian quá độ, có diện tích bề mậi toả nhiệt, điều kiện làm m át nghĩa là phải giải phương trình:

A P = At + C — dt

Trong đó : AP - tổn hao trên van hằng í hiểri ìhiên

187

Page 61: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

A -H ệ số to ả nhiệt đặc trưng cho điều kiện làm mát

c — Nhiệt dung của van và cánh toả nhiệt

X - đ ộ chênh nhiệt với môi trường

Trong trường hợp này nếu thời gian quá độ đến hàng nhiều phút, thì dòng điện van có thể phải chọn theo dòng điện quá độ, nếu thÒFi gian quá độ nhỏ không đến hàng phút thì dòng điện được lựa chọn bằng cách thay đổi kj ở một mức độ nhất định nào đó là đủ.

2. Tính chọn van theo điện áp

Với các sơ đồ điều áp ba pha không trung tính, điện áp của van bán dẫn nên chọn theo điện áp dây của lưới. Do đó điện áp làm việc cực đại U|y của van bán dẫn được tính :

ư ,, = V2 U , = VóUf

Trong đó: - điện áp dây của lưới ba pha.

Uf - điện áp pha

Điện áp của van bán dẫn Uy đựơc chọn:

ưv=kdt.Uw

Trong đó hệ số dự trữ điện áp thường chọn k(jj>1.6

Tuỳ theo khả năng thiết bị mà ta có hệ số k(jt có thể càng lớn càng tố t .

Sau khi tính được dòng điện và điện áp, tra các sổ tra cứu hoặc bảng các bảng phụ lục p2, p3 của tài liệu này, chọn được linh kiện cần thiết, kiểm tra lại linh kiện này theo dòng điện quá độ.

- Bảo vệ các linh kiện bán dẫn

Cũng như các thiết bị* bán dẫn khác, ở đây bảo vệ van bán dẫn cũng cần có các loại bảo vệ như hình 3.28. Các loại bảo vệ thông dụng, bao gồm bảo vệ ngắn mạch bằng Aptomat AT, dòng điện định mức của Aptomat được chọn bằng (1,1 - 1,3) lần dòng điện định mức của tải, dòng điện ngắn ¿ mạch của Aptomát được chỉnh lớn hơn dòng điện quá độ của tải I q ị j nhưng nhỏ hơn dòng điện xung của van bán dẫn Ijçv

I q đ < I a t n m < I x v

- Bảo vệ xung điện áp từ lưới bằng mạch R]Cj được chọn như chương 1.

B

■CT

C i

R

R

AT

A

H inh 3,28, Mạch động lực và các thiết bị bảo vệ của điện áp xoay chiều 3 pha.

188

Page 62: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

- Bảo vệ xung điện áp do chuyển van RìC; cũng có thể được chọn gần đúng :

■ R2 = (5 - 30) Q, Q = (0,5 4)|iF.

Ví dụ : Thiết k ế m ạ c h động lực cho khởi dộng mềm dộng cơ không đồng bộ rotọ lồng sóc có các thông số sau:

Động cơ A02.92.1 , p=100kw, n=1470v/phiít, r|=0,935,

cosọ = 0,92; 1,1; =2; = 6 ; J = l.ókg/m^

U j = 2 2 0 / 3 8 0 V

Thời gian mở máy của động cơ vào khoảng 3s. Mặt khác dòng điện khá lớn,nên việc chọn triac để điều khiển sẽ phải lăng cấp làm mát. Vì vậy ở đây chúng tachọn sơ đồ với các cặp tiristor nối song song ngược như hình 3.29.

Dòng điện hiệu dụng động cơ:

pVsư^rỊcoscp

100.000= 1 7 6 , 8 A

V 3 . 3 8 0 . 0 , 9 2 . 0 , 9 3 5

Dòng điện hiệu dụng chạy qua mỗi tiristor :

Dòng điện làm việc của tiristor 8 8 ,4 A là

đáng kể, tổn hao trên tiristor khá lớn, nên chọn điều kiện làm mát cho tiristor là cố cánh toả nhiệt, có quạt đối lưu không khí. Với điều kiện này tiristor cho làm việc với dòng điện đến 50% dòng điện định mức. Dòng điện của tiristor cần chọn :

I ■ I t i v I O O T.dm

_ 8 8 , 4 J 0 0

5 0

Hỉnh 329. Sơ đồ động lực điều khiển khởi động động cơ không đồng bộ.

= 1 7 6 , 8 A

Điện áp của tiristor khi ở trạng thái khoá

U ^ .= V 2 U,

= 7 2 . 3 8 0 = 5 3 7 V

189

Page 63: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Điện áp định mức của tiristor cần chọn:

= 1,8.537 = 966V

Tiristor mắc vào lưới xoay chiều 50Hz nên thời gian chuyển mạch của tiristor ảnh hưởng không lớn đến việc chọn tiristor.

Từ các thông số trên ta chọn tiristor loại SH200N.21D có các thông số:

U „ ,= 1 0 0 0 V U ,,= 3 V t , , = 80As

Idn. = 2 0 0 A

Ix = 4 K A

I , k = 0 . 1 5 A

IjQ = 200 mA

Idò = 20 mA

AU = 1,7 A

T , p = 1 2 5 X

III.3. Thiết kế mạch điều khiếnMạch điều khiển điều áp ba pha giống mạch điều khiển của điều áp một pha khi

tải đấu sao có trung tính. Vì lúc đó dòng điện tải được chạy giữa pha với trung tính. Giả sử có một van hay một pha không có dòng điện cũng không làm ảnh hưởng tới hoạt động của các van bán dẫn còn lại.

ở mạch ba pha không trung tính dòng điện chạy qua tải là dòng điện chạy giữa các pha với nhau. Tại mỗi thời điểm phải có hai pha hoặc ba pha có van bán dẫn (không khi nào chỉ một pha có van bán dẫn dẫn cả).

Mạch điều khiển điều áp ba pha tải nối Y không dâý trung tính có thể coi như mạch điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng. Bởi vì, mạch điều áp ba pha thường gặp có van bán dẫn nối ở phía nguồn như hình 3.30a có thể nối lại thành van bán dẫn nối ở phía trung tính như hình 3.30b. Vẽ lại sơ đồ hình 3.30b thành sơ đồ nhìn hình 3.30c, ta thấy rằng hình 3.30c là sơ đồ cầu ba pha điều khiển đối xứng với phía một chiều ngắn mạch, còn tải nối ở phía xoay chiều.

,

"

T, '

1 ' í i 1 1

í ' ’ị] Tr 1

a) b) c)

Hình 3.30. Các cách nối dây của điều áp xoay chiều ba pha tải nối Y không dây trung tính.

190

Page 64: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Từ sự đồníỊ nhất điểu khiển của chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng và diều áp xoay chiều ba pha ở trên thấy rằng: Cấp xung điều khiển cho điều áp xoay diiều ba pha có thể cấp bằng xung đơn hoặc xung chùm. Cấp xung điểu khiển loại nàc tuỳ thuộc chế độ làm việc và lính chất của tải. Thường gặp hiện nay trong điểu áp ba pha có hai cách điều khiển :

- Xung điều khiển cấp đơn nhưng phải đệm xung điều khiển.

- Xung điểu khiển cấp bằng chùm xung.

1. Điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính

a ) Đ iề u k h iể n b ộ đ iề u á p b a p h a v ớ i x u n g đ ơ n

* Khi van động lực là Tĩristor

Khi góc điều khiển a của các van bán dẫn lớn, đồng Ihời có hai tirisstor cùng dẫn, xung điểu khiển phải được cấp đồng thời cho cả hai tiristor. Hơn nữa, hai van được dẫn phải cấp xung theo kiểu một xung chính cần mở với một xung đệm, nguyên tắc đệm xung phải theo đúng thứ tự pha.

Trên hình 3.31 vẽ đường cong điên áp lải với góc mở van bán dẫn a lớn ( a = — )■6

Để có đường cong điện áp pha A như hình vẽ, cần cấp xung điều khiển theo thứ tựpha. Mỗi tiristor trong một chu kì được cấp hai xung điều khiển, trong đó xung trước

X| là xung chính quyết định góc mở của nó, còn xung thứ hai X5-J là xung đệm được nhận lừ liỉistor cần mở của pha khác tới. Điện áp và dòng điện gián đoạn, vì vậy tại

thời điểm cấp xung Xị khòng có xung đệm X | _4 lirislor Tj không thể mở để cho ciòng điện chạy lừ pha A về pha B.

Chúng la hãy lý giải điều này qua mạch động lực hình 3.29 và dạng xung điều khiển và điện áp tải hlnh 3.31.

4ti . V VTại Í2 góc a = — của T ị(ư ^ > 0 ) phát xưng Xj điều khiển T ị, đồng thời đ ệm xung

6T4 - X|_4 (xung thứ hai của T4) lúc này với điện áp pha A dươĩig hơn pha B

( U ^ » U ß ) . T| và T4 cùng dẫn, chừng nào U ạ còn dương hơn Uß. Điện áp trên lải pha

A nếu coi tải đối xứng thì Uy(^=l/2UAß. Đến t'2 do điện áp Uß dương hơn (bỏ qua ảnh hưởng điện cảm, coi góc (p không đáng kể) nên Tj và T4 bị khoá tại t'9.

*4 71Đến là góc a = — của T(ị (Uc<0), phát xung Xg điều khiển T5 dồng thời theo6

đúng thứ tự pha đệm xung Xg-ị cho Tị, lúc này do điện áp c âm hơn A (U (-«U a) nén

T ị và Tg cùng dẫn. Tươiig tự như Irên, hai tiristor này sẽ cùng dẫn chừng nào ư c còn

191

Page 65: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

âm hơn U^. Như vậy, đến tg' khi điện áp trở nên âm hoín ƯQ, Tg, Tj phân cực ngược sẽ tợ khoá, tạ có điện áp trên tải U a j = 1 / 2 U; c-

Tương tự như Tị, T2 được mở bởi xung chính tại t5 cùng với T3 và được mở với xung đệm của T5 tại tg

Từ những khảo sằt ở trêit thầy rằng: tại thời điểm phát lệnh mở tiristor mà không có xung đệm cho tỉristor ở pha kế tiếp theo thứ tự pha và ở nhóm ngược lại, thì các Tiristof không thể dẫn được! ,

Khi gÓG mở van nhỏ' dòhg điện tải ít gián đoạn hơn, lúc đó xung đệm chỉ có ý nghĩa tại thời điểm khởi động ban đầụ thôi. Do dòng điện liên tục đến cuối chu kì, nên xung đệm của các van lă không có ý nghĩa khi đã khởi động xong. Điều này có ,thể giải thích cho một vàỉ trường hợp thiết kế không đúng, mạch điềụ khiển không đệm xung điều khiển, nhưng đôi khi tiristor vẫn dẫn được trpng một số lần đóng điện hào đó.' Hiện tượng ’dẫn không bình thường của tiristor là do nhiễu.

192

Page 66: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

H inh 3.32. Hình dạng đường cong điện áp tải và các xung điều khiển khi a = —6

71Trên hình 3.32, nếu như tai a = — phát xung mơ Tj, mà T4 ,Tg chưa dẫn, lúc này6

điện áp dương hơn và ưg âm hơn, dòng điện sẽ phải chạy từ A qua T] - tải - T4 về

B, nhưng T4 chưa dằn, nếu không có xung điều khiển X ]_4 cả Tj và T4 đều khoá. Yêu

cầu bắt buộc tại đây phải có xung đệm X ị_4 cho T4 . Khi T| đã dẫn rổi thì xung đệm

thứ hai cho tiristor Tj bằng Xg_j khi mở Tg sẽ không còn ý nghĩa nữa. Ta có thể nhìn

thấy điều này khi tai — là góc a = — của Tg, lúc này cấp xung điểu khiển Xộ cho2 6

Tg có đệm xung Xg_] cho Tj, nhưng vì Tj dẫn rồi nên xung đệm x^_] tại đây không còn ý nghĩa nữa. Tóm lại trong điều áp 3 pha, khi góc mở nhỏ, xưng đệm chỉ có ý nghĩa ở chu kì đầu, ngay sau khi đóng điều khiển, Khi góc mở lớn, điện-áp gián đoạn nhiều, thì bắt buộc phải có xung đệm mới hoạt động được.

Việc tạo xung đệm bằng một biến áp xung hai cuộn dây thứ Ciấp như hình 3.33 cũng có thể được thực hiện.

25. TINH t o á n .. C SUẨTA 193

Page 67: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Te Ti- w

T4- w

ì ĩ

tới T.

iHinh3.33. Đệm xung bằng biến áp.

Khi có lệnh điều khiển Tiristor T] từ mạch điều khiển (MĐK) của Tj, thì đồng thời có xung điều khiển đưa tới hai Tiristor Tị và T4 bằng hai cuộn dây thứ cấp biến áp xung. Tuy nhiên, việc điều khiển như thế này cũng gặp nhược điểm như đã nêu ở trên. Khi một biến áp xung cung cấp cho hai Tiristor, công suất cấp có thể không như nhau. Ngoài ra như trên hình 3.33, tới cực điều khiển của mỗi Tiristor có hai cuộn dây thứ cấp của hai biến áp xung lấy từ hai kênh điều khiển khác nhau. Điều này sẽ làm phức tạp trong chế tạo biến áp, lắp đặt , hiệu chỉnh mạch điều khiển. Vì lý do đó mà việc đệm xung bằng biến áp ít có ứng dụng trong thực tế.

Phương pháp đệm xung phổ biến là đưa tới trước tầng khuếch đại, như hình 3.34.

Hình 3.34. Đệm xung trước tầng khuếch đại.

Để giải quyết bài toán cấp xung điều khiển đồng thời cho hai tiristor, trước khi đưa tới tầng khuếch đại cần có thêm cổng hoặc H. Tín hiệu từ khâu so sánh của kênh điều khiển T] được đưa tới cổng hoặc của chính tầng khuếch đại Tj, ngoài ra tín hiệu này còn được đưa tới cổng hoặc của T4 để đệm xung mở T4. Tới cổng vào của H| ngoài tín hiệu từ mạch điều khiển Tj còn thêm tín hiệu đệm được nhận từ T5 (Xem giản đồ xung hình 3.31). Lúc này để điều khiển Tj trong một chu kì sẽ có hai xung điều khiển: một xung thứ nhất do chính mạch điều khiển kênh T| phát lệnh, xung thứ hai do kênh điều khiển Tg phát lệnh.

194 25.11NHTOÁN...CSUẤT.B

Page 68: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Một mạch điều khiển cho bộ điều áp xoay chiều ba pha với 6 tiristor được giới thiệu trên hình 3.35 cho mạch động lực hình 3.28.

Nguyên lý tạo xung điều khiển của một tiristor T] như mô tả trên hình 3.36. Điện áp đồng pha của pha A chỉnh lưu cả chu kì đưa vào khuếch đại thuật toán A| và Aj, tạo nên điện áp tựa u^. Điện áp tựa này được kéo lên trên trục hoành nhờ VRj thành điện áp răng cưa lùi. Điện áp răng cưa so sánh với điện áp điều khiển Ujjij. Tại các thời điểm tj, tj, Í3 , Í4 , tg, khuếch đại A3 lật dấu, có điện áp Khi cả

và Ug dương, đầu ra của cổng và V] có xung ra trong khoảng t | - Ì2 tín hiệu này được đưa tới H| và đầu ra của Hj có xung trong khoảng tj - tj. H| nhận tín hiệu đồng

thời của cả Vj lẫn V5 . Tương tự như Vị có tín hiệu của Vg dịch pha một góc — (việc

tạo xung điều khiển Tg tương tự như T| không giới thiệu ở đây). Kết quả là H| có hai

xung liên tiếp và cách nhau —, đầu ra biến áp xung cũng liên tiếp tương ứng với đầu6

raH,.

Trên sơ đồ hình 3.35, hai xung điều khiển cho một Tiristor trong mỗi chu kì như2

hình 3.36 chỉ xuất hiện khi góc điểu khiển a > — . Nếu a < — xung đệm thứ hai chỉ

xuất hiện ở mỗi thời điểm mồi ban đầu, còn các chu kì kế tiếp khi van đã mở liên tục rồi, xung đệm này có thể không xuất hiện nữa.

195

Page 69: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

OS

Hinh 3J5. Sơ đồ mạch điều khiển bộ điều áp ba pha hình 3.28

Page 70: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Hình 3.36. Nguyên ỉý tạõ xung điều khiển cúa một tiristor.

197

Page 71: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

* Khi van động lực là triac

Mạch điều khiển bộ điều áp ba pha khi van động lực là triac gần như hoàn toàn giống mạch điều khiển của bộ điều áp bằng 6 Tiristor trên hình 3.35. Bởi vì, triac chính là hai tiristor mắc song song ngược. Phần khác nhau của chúng nằm ở tầng khuếch đại. Khi van động lực là triac thì chỉ cần một tầng khuếch đại cho một triac mỗi pha. Do đó mạch điều khiển hình 3.35 lúc này thành mạch điều khiển hình 3.38.

H inh 3.37. Mạch động lực điều khiển động cơ KĐB bằng triac.

Ba mạch điều khiển Triac hình 3.38 giống như điều khiển một triac trên hình 3.12. Các xung điều khiển đệm giữa các pha với nhau cũng gửi theo đúng thứ tự pha.

Từ đầu ra của khâu so sánh pha A (DA) được đưa tới cổng hoặc HA để tới khuếch đại mở Triac Tj đồng thời tín hiệu DA được gửi tới cổng hoặc HB để tới khuếch đại mở T2 . Điều này có nghĩa, khi phát lệnh mở Triac Tj (khi u^>0 ) thì đồng thời phát lệnh cho T2 mở theo chiều Ug<0 và ngược lại khi phát lệnh mở Tj khi u^<0 thì đồng thời phát lệnh cho T2 mở theo chiều U3 >0 (xem việc cấp xung và hoạt động của các van này như trên hình 3.31)

198

Page 72: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

tài

tải

vo Hinh 3,38. Mạch điều khiển điều áp ba pha hình 3.36.

Page 73: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

b) Điều khiển điều áp ba pha bằng xung chùm

Như đã giớỉ thiệu ở trên, mạch điều khiển điều áp xoay chiều với xung đcm (một xung tại thời điểm phát lệnh mở van ) có ưu điểm là đơn giản, và thích hợp với những tải thuần trở như: Sợi đốt các lò điện, chiếu sáng ...Với những tải có thành phần điện cảm như động cơ không đồng bộ, biến áp... (đặc trưng của những loại tải này là có góc trễ ọ giữa điện áp với dòng điện). Muốn đảm bảo các van bán dẫn mở cả hai chiều điện áp, khi góc mở a nhỏ hơn góc trễ (p giữa dòng điện và điện áp tải (a< cp), sẽ phải tăng độ rộng xung điều khiển bằng cách tạo xung chùm như đã giới thiệu ở trên.

ở mạch điều áp ba pha, điều khiển van bán dẫn bằng chùm xung ngoài vịêc giải quyết dẫn đều các van khi góc ọ lớn còn có thể giải quyết luôn bài toán về đệm xung điều khiển. Chúng ta sẽ giải thích trường hợp này theo đường cong hình 3.39.

Trên hình 3.32, để có điện áp tải pha A, tại'thời điểm đóng điện chúng ta phải

đệm xung mở Tj cho T4 bằng . Nếu điều khiển bằng chùm xung thì việc đệmn

xung như hình 3.32 là không cần thiết. Từ hình 3.39 thấy rằng, tại a = — phát xung

200

Page 74: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

điều khiển Tj, lúc này xung chùm của T4 đani> phát chờ sắn, hơn nữa T4 còn đang được mở chờ sẵn do T5 và T4 đã có chùm xunỉí (tiều khiổn íừ 0. Do đó khi có xung điều khiển T j thì T| được mở cho đòng điện chạy (jua pha A ngay, mà không cần phải gửi xung đệm như trên hình 3.32.

Chùm xung điều khiển chỉ thay cho xung đệm trong một dải điều khiển từ 0 đến 120®. Đối với những tải không cần điều khiển trong khoảng 120° đếnl80° thì giải quyết bằng chùm xung thay thế cho đệm xung là hoàn toàn hợp .lí. (V í dụ như với tải là động cơ).

Hình 3.40 giới thiệu một mạch điều khiển điểu áp ba pha với bộ tạo xung chùm để đệm xung điều khiển giữa các pha.

Ví dụ : Thiết k ế mạch điều khiển cho khỏi cỉộng mềm động cơ không đồng bộ roto lồng sóc A02 92.4 từ ví dụ trên hình 3.29

* Chọn sơ đồ mạch điều khiển.

Khi khởi động động cơ không đồng bộ. hệ sô công suất cos(p luôn thay đổi, góc trỗ giữa điện áp và dòng điện động cơ thay đổi. Do đó, sơ đồ mạch điều khiển hợp lý sẽ là sơ đồ không bị ảnh,hưởng của góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp. Với sơ đồ đã chọn có 6 Tiristor trên hình 3.29, sơ đổ mạch điều khiển chọn bằng chùm xung điều khiển không cần gửi xung điều khiển như trên hình 3.40 (khâu tạo điện áp cho khởi động mềm ở đây không vẽ). Vì động cơ không đồng bộ khi mở máy góc mở

Tiristor ban đầu đảm bảo cho Uj„^=65%U(j^ thì góc mở Tiristor không lớn hơn — do

đó việc đệm xung là không cần thiết.

Tính toán các thông số linh kiện trên mạch hình 3.40 đã được giới thiệu ở chuofng 1.

Nguyên lý điều khiển một mạch điều khiển diểu áp xoay chiều một pha trên hình 3.40 có thể được giải thích theo các đường cong t r ẽ n hình 3.41 như sau:

Điện áp đồng pha với điện áp xoay chiều hình sin Uy được chỉnh lưu cả chu kì đưa vào Aj qua R) dịch đi một trị số lấy qua VR|, Hai điện áp này đưa qua khuếch đại A |, điện áp ra của Aj là U ß . Phần dương của Uß tích phân qua khuếch đại A j cho ta điện áp tựa U(-. Điện áp tựa Uq được kéo lên trên trục hoành bằng điện áp lấy từ VR2-Việc kéo điện áp tựa lên trên trục hoành nhầm mục đích để điện áp điều khiển U(3|ç đồng biến với điện áp ra, nếu không cần làm điều này thì chúng ta có thể bỏ qua điện áp lấy từ VRj.

26.T(NHT0ÁN...CSUẨTJV 201

Page 75: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

í E > ^

+15V

V Ti

p

+15V

Hình 3.40: Mạch điều khiển ỉdiởi động mềm động cơ hình 3.29.

Page 76: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Hình 3.41. Các đường cong cơ bản của mạch điẻu khiển hình 3.40.

203

Page 77: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Điện áp điều khiển so sánh với điện áp tựa Urc tìm thời điểm Urc=Ujj|(.. Tại các thời điểm Urc=U(jị khuếch đại A3 lật dấu điện áp ra ta có Uq như hình vẽ.

Điện áp Uj3 đưa tới cổng và cùng với tín hiệu xung chùm liên tục lấy từ Afị, đầu ra của sẽ có chùm xung khi Uo>0

Cổng và V ị sẽ có tín hiệu ra khi đồng thời có xung và U p > 0. Lúc đó biến áp xung BAị c ó xung điều khiển Tị. cổng và V2 có tín hiệu ra khi đồng thời có xung và ưg > 0. Lúc đó biến áp xung BA2 có xung điềụ khiển T2 Kết quả là T| được cấp chùm xung điều khiển khi U p > 0 trùng với U y > ọ và T2 được cấp chùm xung điều khiển khi ưg > 0 trùng với Uy < 0 .

Nếu các xung điều khiển Tị và T2 bị dịch pha 180°, có thể đảo đầu điện áp vào của biến áp đồng pha hoặc đổi đầu cấp vào của khuếch đại A4

Khi cần khởi động mềm động cơ, điện áp điều khiển phải tăng dần trong quá trình khởi động. Do đó, cần có một khâu giới hạn dống khởi động hoặc mạch tạo hàm tăng theo thời gian khởi động. Mạch tạo hàm thời gian khởi động đơn giản có thể mắc theo sơ đồ hình 3.42

H ình 3.42. Mạch tạo hàm điện áp tăng theo thời gian.

204

Page 78: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Bảng p .l THÔNG s ố DIOD CÔNG SUẤT

Ý nghĩa các cột1. Ký hiệu của Diod.2. Imax- Dòng điện chỉnh lưu cực đại.3. Un - Điện áp ngược của Diod.4. Ipik - Đỉnh xung dòng điện.5. AU - Tổn hao điện áp ở trạng thái mở của Diod6 . Ith - Dòng điện thử cực đại.7. Ir- Dòng điện rò ở nhiệt độ 25°c.8. Tcp- Nhiệt độ cho phép.

Ký hiệu ImaxA

UnV

ipikA

'AUV

IthA

1 r A

Tcp“C

1 2 3 4 5 6 7 8KYZ70 20 50 300 1.1 20 100 nA 150MR2000 20 50 400 1,1 63 100 1751N1192A 20 100 350 1.5 70 2001N2448R 20 150 1.1 20 2001N1159 . 20 200 200 1,2 20 1mA 100KY740/200 20 200 300 1.1 20 10 nA 155KY718 20 270 140 - 1.1 20 100 uA1N2282 20 300 400 1.5 50 5 mA 150KY719 20 360 140 1.1 20 10 uA 150SKN20/04 20 400 375 1,55 60 300 uA 1801N2284 20 500 400 1.5 50 5 mA 1501n2455r 20 600 1.1 20 5 mA 1501N2456R 20 700 . 1.1 20 5mA 15020ETS08FP 20 800 250 1 . 1 20 100 uA 150SKN20/08 20 800 375 1,55 60 300 uA 180CR20-100 20 1000 350 1 , 1 20 10 nA 2001N2287 20 1000 400 1,5 50 5mA 150SKR20/12 20 120 0 375 1,55 60 4mA 180

topUỉ

Page 79: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

bO Kýhiêu Imax Un Ipik AU ith Ir TcpA V A V A A ° c

SKN20/13 20 1300 375 1,55 60 150SKN20/16 20 1600 375 1,55 60 4mA 180D20PM18C 20 1800 320 1,55 60 1801N2155 25 100 400 0.6 25 4,5mA 200HD25/02-4 25 200 300 1.4 55 2mA 1801N1195 25 300 125 1,4 30 10nA 1901N2158 25 ■ 400 400 0,6 25 200BYY53/500 25 500 425 1 , 1 25 1,5mA 200VTA600/T 25 600 250 1.5 25 150BYY54/700 25 700 425 1 . 1 25 100uA 200DS17-08A 25 800 300 1,36 55 10nA 180BYY54/900 25 900 425 1,15 25 1,5mA 200ARS257 25 1000 400 1 ,0 25 5uA 175SR2512 25 1200 1 .8 380BYY54/1400 25 1400 425 1,15 25 1,5mA 200H25-1600 25 1600 300 0.9 76DA25AF18C 25 1800 375 1,5 7525FXF12 25 3000 500 1,7 807721 30 10 0 200 1,3 80 1mA 175HER3004N 30 300 400 1 .0 15 10nA 1751N3663R 30 400 400 1,4 78 175S6460P-G 30 500 400 1 ,2 30 100uA 170SW08PCR030 30 800 350 1,64 130 175SW12PCR020 30 120 0 245 1.77 120 175GD16N14 30 1400 282 1,09 175RM15TC3H 30 2400 500 1 .2 30 12540HFR10 40 100 595 1,3 40 190C40-020R 40 200 800 1 , 1 40 lOOụA 200S30430 40 300 800 1 ,2 100 190NTE5990 40 400 500 1 ,2 4040HF50 40 500 500 1,4 40 180RP6040 40 600 700 1,5 120 150CR40-080 40 800 800 1 . 1 40 100uA 200

Page 80: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Ký hiệu ImaxA

UnV

IpikA

AUV

IthA

IrA

Tcp' c

BYX52-900 40 900 800 1,8 150 175ECG6003 40 1000 500 1.2 40 175SR30D24R 40 1200 800 1,4 120 13040EPS16S 40 1600 400 1.1 40 100nA 150H40-1850 40 1850 480 1.3 126D44U08U 44 800kV 850S5020PF 50 200 800 1,0 50 2mA 200HT5006S 50 500 500 1.0 250uA 175R5080PF 50 800 800 1.0 50 40nA 2001N1691 50 1000 700 1.2 1651N2135 60 400 700 1.4 60 1751N2137R 60 500 700 1.4 60 1756QJC15 60 600 550 1.5 150 10mA 175CR60-080 60 800 900 1,1 60 1 0 0 m A 20060NC15 60 1000 850 1.5 180 10mA 17560EFS16 60 1600 950 1.07 60 100uA 150IRKE61-20 60 2000 1500 1,35 186CR80-010 80 100 1500 1,2 80 100nA 200SKKE81/04 80 400 2000 1,55 200 125D100U06B 80 800 1900CR80-120 80 1200 1500 1,2 80 lOOụA 200SKKE81/16 80 1600 2000 1,55 300 125SKKE81/22 80 2200 2000 1,6 300 1251N2427 100 100 950 1,1 50 175MDR100A30 100 300 1600 1,2 310 1501N3291RA 100 400 2000 1,25 100 130100HF60 100 600 1500 1,7 500 180H100-100 100 1000 1500 1,2 314SKN100/16 100 1600 1700 1,55 400 1mA 180100EXD21 100 2500 20Ơ 1.5 320 150G5B3 120 100 1800 1,2 200 150G5G3 125 400 1800 1,2 200 150R4280 125 800 200 1,2 200 200nA 150

Page 81: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

o00

Ký hiệu , Imax A

UnV

ipikA

AUV

IthA

IrA

Tcp°c

S42110 125 1100 1800 1.2 200 150SKN100/18 125 1800 1800 1,6 400 1mA 180D126A45B 126 4500 23Q0 16045LF10 150 100 3100 1,33 4711N1476 150 300 1,5 150 60mA 1901N3089 150 500 3000 1.2 150 200CR150-060 150 600 3000 1,1 150 1mA 200150KSR80 150 800 3100 1,33 471 175R43100TS 150 1000 2500 1,1 200 200uA 200D150N32B 150 3200 3300 2.2 700 150200HFR20M 200 200 3700 1,45 628 180200HFR40MBV 200 400 4400 1,5 628 180S200-06 200 600 4000 1.1 200 20mA 150T23 200 800 3800 1,3 200 150S200-10 200 1000 ' 4000 1,1 200 20mA 150SD200R16PSV 200 1600 4 7 0 0 1.4 630 180R6012620XXYA 200 2600 5500 1.7 800 190CR250-010 250 100 5000 1.1 250 2mA 2001N3976 250 200 4 0 0 0 0.6 250 150A197D 250 4 0 0 5000 1.6 740 1251N2063 250 500 4500 1,25 250 135ST9-60 250 600 5000 1,2 250 125H 250-800 250 800 3900 1,2 785 150IRKE250-18 250 1800 6180 1,29 785 150D291S45T 290 4500HD310/04-6 300 400 3400 1.6 945 15mA 180300U60A 300 600 5700 1.4 942 175H300-800 300 800 4800 1.4 942 190H300-1000 300 1000 4800 1.4 942 190300FXD11 300 3000 7000 2,15 1500400R40 400 400 7800 1,62 400 200A390M 400 600 7000 1,4 1200 200R6200840 400 800 6000 1,5 800 - 190FD400DL200 400 1000 10000 1,55 1200 150

Page 82: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Q'O

Ký hiệu ImaxA

UnV

IpikA

AUV

IthA

IrA

Tcp‘>C

SKN400/30- 400 3000 9000 1,45 1200 3mA 160DSF11060SG80 400 6000 4200 3,8 135SH04C500 500 400 5500 0,85 50mA 180HD500/07-6 . 500 700 6000 1,5 1600 25mA 180500R90 500 900 8000 1,45 500 200SH14C500 500 1400 5500 0,85 50mA 160FD500DV80 500 4000 8000 2.0 1600 30mA 150A437D 600 400 10000 1,8 1800 50mA 125SD600N08PC 600 800 9400 1,36 1500 35mA 180FD500E24 600 1200 . 10000 1,85 1900 30mA 150FD500E32 600 1600 10000 1,85 1900 30mA 150SD600N20PTC 600 2000 13000 1,3 1500 35mA 180SH04C700 700 400 8000 0,85 50mA 170SH10C700 700 1000 8000 0.85 50mA 170SD700C30L 700 3000 7500 u 1000 50mA 150SH04C800 800 400 9000 0,8 40mA 150

,FD900-8 800 800 6000 1.1 500 40mA 190 rHD75/16-4 800 1400 1000 1.4 180800YD26 800 2000 1300 1,55 2500 30mA 150800FXD25 800 3000 1300 1,55 2500 30mA 150R7200101X00 900 100 8500 1.6 1500 50mAA620CC 900 400 9500 1,6 1000 150R7200809 900 800 1500 1,6 1500 50mA 200R7201409 900 1400 1500 1,6 1500 50mANLA430A 1000 100 10000 1,42 3100 50mA 200SW04CXC300 1000 400 6000 0,95 15mA 200DS804SE07 1000 700 9000 1,3 1200 50mA 175A430P 1000 1000 10000 1,42 3000 50mA ■ 200SW16CXC380 1000 1600 6000 1.0 15mA 180FD100FH50(A) 1000 2500 25000 1.9 2500 80mA 125DS2012SF55 1000 5500 13500 2,1 3400 75mA 150R7200112XXOO 1200 100 12500 1,2 1500 50mAA330E 1200 500 11000 1.7 4000 50 mA 200SD1100C08L 1200 800 13000 1,3 1500 15mA 180

Page 83: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

JOo

Ký hiệu ImaxA

UnV

IpìkA

AUV

IthA

1 r A

Tcp°c

R7201012 1200 1000 12500 1.2 1500 50mA 2006RT109TS 1200 1800 18000 2.7 3000 150SD800C30L 1200 3000 14000 1,7 2000 50mA 150A570B 1500 200 18000 0,96 50mA 200A570M 1500 600 18000 0,96 50mA 200A440S 1500 700 21000 1.4 4000 75mA 200A440PD 1500 1400 21000 1.4 4000 75mA 200A780DB 1500 4200 20000 1,15 170A621A 2000 100 25000 1,1 2000 175A621PB 2000 1200 25000 1,1 2000 175SKN200/16 2000 1600 25000 1.3 1800 50mA 175RA205420XX 2000 5400 24000 1,45 3000 200mA 150DS2004PD10 2500 1000 25000 1.3 3400 175RA203825XX 2500 3800 28000 1.25 3000 200rnA 150JD4000-2 3000 200 50000 1.1 5000 200mA 150JD4000-25 3000 2500 50000 1.1 5000 200mA 150SKN4000/01 4000 100 60000 1,35 1400 100mA 180SKN4000/06 4000 600 60000 1,35 1400 100mA 180SW02CXC22C 5440 200 52000 1,11 6800 60mA 190SW14CXC22C 5440 1400 52000 1,1 6800 60mA 190SKN6000/02 6000 100 60000 1,3 1400 100mA 180AR609LTX6 6000 600 50000RBS80270XX 7000 200 60000 0,9 100mA 180SKWD7000/06 7000 600 120000 1,75 450Q0 180SD8500C02R 9570 200 84100 0,97 10000 2Q0mA 200SD8500C06R 9570 600 84100 0,97 10000 200mA ^ 200SW30CX635 16000 3000 1,87 160FD500GV90 500000 4500 3,0 125

Page 84: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Bảng p.2 THÔNG s ố TIRISTOR

Ý nghĩa các cột Ký hiệuVn - Điện áp ngược cực đại Iđm - Dòng điện làm việc cực đại.Ipik - Dòng điện đỉnh cực đại.Ig - Dòng điện xung điều khiển.Ug - Điện áp xung điều idiiển.Ih - Dòng điện tự giữ.Ir - Dòng điện rò.AU - Sụt áp trên Tiristor ở trạng thái dẫn.

10. dU/dt - Đạo hàm điện áp.11. tcm - Thời gian chuyển mạch (mở và khoá).12.Tmax - Nhiệt độ làm việc cực đại.

Ký hiệuUn

Max(V)

IđmMax(A)

IpikMax(A)

igMax(A)

UgMax(V)

IhMax(A)

IrMax(A)

ầUMax(V)

dU/dt

(V/s)

tern

(s)

TmaxMaxoC

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12ED102YG 30 1.0m 10 200n 0,8 5,0m 50u 1.7 20 10n 125EQ102AG 100 1,0m 10 200ji 0,8 5,0m 50u 1.7 20 10 1 125SFQR1B42 100 100m 4.4 200n 0,8 3m lOOn 2,5 50 100DRA01C 200 100n 4.0 20m 0.8 3m 2,5 90SFQR1G42 400 100m 4,4 200u 0,8 3m lOOu 2,5 50 1002N5719 80 200m 5 20u 0,6 2m 100n 1.4 100 30ji 1502N5721 200 200m 5 200u 0,6 2m 100u 1,4 100 30u 1502N886 60 350m 20 020u 0.6 1n 20u 1.5 1002N2681A 100 350m 2 20u 0,7 500u 100u 1,2 200 10u 1552N2688A 200 350m 2 20^ 0.7 500n 100 1 1.2 200 10^ 155GA100 30 400m 8 3,5m 0,7 10m lOn 1.5 40 1,5n 150GB200A 60 400m 200 200u 0,75 5m 10m 1,5 40 300n 150GA201 100 400m 200 200n 0,75 5m 10m 1.5 40 300n 150

to

Page 85: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

toNi Un Iđm Ipik Ig Ug ih Ir AU dU/dt tcm Tmax

Ký hiệu Max Max Max Max Max Max Max Max Max(V) (A) (A) (A) (V) (A) (A) (V) (V/s) (s) oC

CR04AM8 400 400m 10 100u 0,8 3m 500|i 1.2 125E0100YD 30 500m 10 200u 0,8 5m 50u 1,7 20 10u 125AA114 60 500m 5 200u 600m 2m 100N 1,5 50 20 n 150PQ109AN 100 500m 8 0,8 5m 1u 1,95 25 200n 125ECG5404 200 500m 6 200n 0.8 5m 1.7 30 125C103Q 15 0,8 8 200n 0,8 5m 50 |i 1.5 20 125EC103Y1 30 0,8 20 50u 0,8 5m lOOu 1.7 25 60u 110BRY55-100 100 0.8 8 500n 0,8 5m 100^ 1,7 20 30u 125N203C 300 0,8 8 200n 0,8 5m 50u 2.5 40 25u 125EC103D 400 0.8 20 200u 0,8 5m 50u 1.7 40 60u 100C206Y 30 1,2 10 200u 0.8 5m 200u 1.6 20 15^ 100C205A 100 1.2 10 200u 0,8 5m 200u 1.6 20 15 100S1D 400 1,2 20 200n 0,8 5m 100u 1.6 50 110TCR22-2 50 1.5 20 200u 0.8 5m 200n 1,7 75 50u 125MCR22-4 200 1,5 15 200u 0.8 5m 200n 1,7 25 40 |i 125TCR22-6 400 1,5 160 200u 0,8 5m 200n 1.7 25 40v 125TCR22-8 600 1,5 160 200u 0,8 5m 200n 1,7 30 50u 110SH2B4 100 2 22 1,5m 0.8 12m 200n 2,2 30 15u 110M23C 200 2 20 1m 0.8 2m 100u 2,2 40 15u 1252P4M 400 2 20 200u 0,8 3m 100n 2,2 10 30u 125TL6006 600 2 73 15m 3 20m 2m 2.2 100 80n 110NMB140 60 4 20 200u 0,8 3m 100u 2,2 8 40u 110C l 06 A 100 4 20 200n 0,8 3m 100u 2,2 8 40^ 110T107B1 200 4 15 500n 0,8 6m 10n 2,5 8 40n 110TC106C2 300 4 20 200n 0,8 3m 100u 2,2 100 100|i 125TLS106-6 600 4 35 200n 1 5m 300u 1,9 10 40u 110TXN804 800 4 60 15m 1,5 30m 2m 1.6 50 50u 110NS005 50 5 50 25m 1,5 40m 500u 1,8 200 110BT258X200R 200 5 75 200v 1,5 6m 500v 1,5 50 100n 1252N4201 500 5 100 100m 2 3m 2m 2,6 250 20ịx 100TIC108S 700 5 20 1m 0,7 10m 400n 1,7 80 13u 150

Page 86: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Ký hiệuUn

Max(V)

idmMax(A)

IpikMax(A)

IgMax(A)

UgMax(V)

IhMax(A)

IrMax(A)

AUMax(V)

dU/dt

(V/s)

tern

(s)

TmaxMaxoC

TXN 1006(A) 1000 5 84 15m 1,5 30m 2m 1,6. 200 70u 1102N4441 50 8 80 ■60m 2,5 70m 2m 2,0 50 15v 100TXS80M (A) 100 8 80 5m 2 * 6m 2m 1.6 5 50u 100C122D 400 8 90 25m 1.5 30m 500n 1,8 50 50u 100S6008FS21 600 8 100 200u 0,8 6m 100n 1,6 5 50u 1102N1843 50 10 125 100m 3 7m 1m 2,5 30 100C127A 100 10 160 60m 1.5 40m 2m 1,7 200 35n 12510RIA20 200 10 200 60m 2 100m 10m 1,6 300 110n 125BTW42-600RC 600 10 150 50m 1.5 75m 3m 2 1000 35u 125SKT10/100 1000 10 250 100m 3 150m 4m 1,6 500 80u 125S1015L 100 15 150 20m 1,5 35m 1m 1,6 100 35ụ 110T12N400COE 400 15 220 40m 2 100m 5m 2,8 200 50u 125S8015L 800 15 150 30m 2 40m 4m 1,7 100 35u 110T15.1N1200UOB 1200 15 250 50m 2 10m 5m 1,95 60 60u 1252N682A 50 18 250 40m 3 50m 1m 2,1 200 125T15.1N400UOB 400 18 270 40m 2 100m ộm 1,95 50 60n 125T15.1N900UOB 900 18 270 40m 2 100m 5m 1,95 50 60u 125S0320L 30 20 225 25m 2 40m 1m 1.6 150 35m, 110MCR3918-3 100 20 240 40m 1.5 50m 5m 1.5 50 20^ 100CR20F12 600 20 300 50m 3 4m 1,8 50 125C139N20M 800 20 200 180m 3 150m 4m 4 200 10u 125BTW92-1000R 1000 20 400 10m 3.5 200m 5m 2,3 300 125SC20C120 1200 20 360 50m 3 30m 5m 1,8 200 125T40000161800 50 25 250 40m 3 10Qm 6,5m 2.3 50 75n 125C231A3 100 25 250 9m 1,5 50m 1m 1,9 50 25n 125TYN685(A) 200 25 200 25m 1,5 40m 3m 1,4 50 50u 125HT25/040G2 400 25 400 50m 2,5 100m 10m 1.8 200 130m 125S7412M 600 25 180 180m 3 150m 4m 2 200 10n 125T25N900COC 900 25 640 120m 1,4 200m 15m 1.9 400 100n 125BTW69-1000N 1000 25 525 80m 3 150m 6m 2 500 100u 12525RIA120M 1200 25 370 60m 2 100m 1,8 300 110n 125

to

Page 87: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

to Un Iđm Ipik Ig Ug Ih Ir AU dU/dt tcm TmaxKý hiêu Max Max Max Max Max Max Max Max Max

(V) (A) (A) (A) (V) (A) (A) (V) (V/s) (s) oCHT25/140J1 1400 25 400 50m 2.5 100m 3m 1,8 1000 6Qn 125H30TL02LOO 200 30 680 150m 2,5 1000 125HT30/060J1 600 30 700 100m 1,2 150m 8m 1,65 1000 150u 125N029RH10 1000 30 500 100m 3 160m 5m 1,93 200 125C228B 200 35 300 40m 2,5 75m 3m 1.9 50 20u 12516RCF30A 300 35 250 40m 2 20m 1m 2,3 25 12n 125TS435 400 35 250 80 m 3 20m 6m 2.2 50 100u 125T35N500BOF 500 35 1100 120 m 1,4 200m 20m 2 1000 120u 125C35P 1000 35 225 40m 2.5 10m 4m 2 25 30n 125T35N1800BOF 1800 35 1100 120m 1.4 200m 20m 2 1000 120u 12540RIF40W15 400 40 733 150m 2,5 200m 15m 2,4 500 5ịx 125S4012MH 600 40 415 50m 2,5 75m 3m 1,9 500 50ịi 125HT40/080J4 800 40 900 110m 3 200m 6m 1,65 1000 150u 125SKT40/14C 1400 40 700 100m 3 200m 1,0 200 100n 125ACR44U08LE 800 44 550 200m 3 25m 10m 2,7 600 6n 125ACR44U16LE 800 44 550 200m 3 25m 10m 2,7 600 6u 125HT48/02G4 200 45 460 60m 3 100m 10m 2,22 200 110u 125T46N200COC 200 46 1000 150m 2,5 200m 10m 1.9 400 60ti 125T46N600COC 600 46 1000 150m 2.5 200m 10m 1.9 400 60|i 12550RIA5MS90 50 50 1250 100m 2.5 200m 15m 1.6 200 110u 125S1050J 100 50 650 40m 1,5 50m 1m 1.8 425 35u 125BTW48-200M 200 50 500 60m 3,0 30m 5m 1,8 200 50 |i 125S4050J 400 50 , 650 40m 1.5 50m 1m 1,8 425 35ịx 12550RIF60W20 600 50 1000 150m 2,5 200m 15m 2.0 500 15u 125XT2116-801 800 50 800 100m 3,0 35m 10m 2,0 300 120|i 125SC50C100 1000 50 900 70m 3.0 30m 5m 1,9 200 125TF600M4EJ 400 60 1100 150m 5 50m 3,65 500 100n 125T60N 600B O C 600 60 1400 150m 1,4 200m 25m 1,8 400 180n 125CS35-08104 800 60 1200 110m 3,0 200m 6m 1,6 1000 150n 125T60N1000VOF 1000 60 1400 150m 1.4 200m 25m 1.8 1000 180n 12536RC2A 20 80 850 700m 2,5 20m 6,5m 2,2 125

Page 88: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

N)

Un Iđm Ipik Ig Ug Ih Ir AU dU/dt tcm TmaxKý hiệu Max Max Max Max Max Max Max Max Max

(V) (A) (A) (A) (V) (A) (A) (V) (V/s) (s) oC050AAGOF 50 80 1200 100m 3,0 200m 5,0m 2.5 200 100n 12581RM10 100 80 1600 150m 2.5 500m 17m 2,5 200 2Cu 12550RCS20 200 80 1200 110m 3,0 200m 6,5m 1,8 25 125C48C300 300 80 800 75m 3,0 100m 4m 3.1 100 80n 125C45D 400 80 800 75m 3,0 100m 4m 3,1 100 80|a 12536RA50 500 80 1200 200m 2,5 500m 15m 2,5 200 60|i 125HTS80/06UG1 600 80 1300«' 150m 3.0 100m 15m 2,13 200 20u 12536REH80 800 80 1000 200m 2,5 500m 15m 2.4 30 90n 12536RC100A 1000 80 1000 70m 2.5 20m 2m 2.3 500 30n 125T80F10BEM 1000 80 2500 150m 2.0 250m 30m 2.4 1000 20n 12591RC5 50 90 1800 100m 2,0 500m 5m 1,5 200 190u 12591RC60 600 90 1800 100m 2,0 500m 5m 1,5 200 190n 125G A300 60 100 100 200ự 750m 5m 10m 1,5 15 800n 150C152AX8 100 100 2000 150m 2,5 2,2 200 125P027RH02EHO 200 100 350 100m 3.0 400m 10m 2,57 100 30u 125SH100F21A 300 100 2000 150m 2.5 200m 30m 1.9 200 15u 125P027RH04EMO 400 100 350 100m 3,0 400m 10m 2,57 100 12h 125FT100DY10 500 100 2000 100m 2.0 15m 2,0 100 15u 125P027RH06CGO 600 100 350 100m 3,0 400m 10m 2,57 100 125N044RH08JOO 800 100 750 100m 3,0 160m 10m 2,22 400 125P027RH10CGO 1000 100 350 100m 3,0 400m 10m 2,57 20 35u 125T507018044AB 100 125 1400 150m 3,0 150m 15m 3,2 200 40u 12508002GOD 200 125 1800 100m 3,0 200m 10m 1.4 200 100n 125C149D 400 125 1000 150m 3,0 12m 3,0 500 10n 125T125QU4DU 400 125 2500 150m 3,0 250m 30m 1,5 200 1302N3422 600 125 3000 300m 3,0 100m 7,5m 1.8 25u 125T507088054AB 800 125 1400 150m 3,0 150m 15m 3,2 200 30u 125T507108074AB 1000 125 1400 150m 3.0 150m 15m 3.2 200 15u 1252N2503 50 150 3500 150m 3.0 50m 10m 1,4 125151RC10 100 150 4000 150m 2.5 50m 22m 1,7 200 60u 125H150TB02LOO 200 150 3000 150m 1,4 1000 125

Page 89: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

toH—ơ\

Un Iđm Ipỉk lg Ug Ih Ir AU dU/dt tern TmaxKý hiệu Max Max Max Max Max Max Max Max Max

(V) (A) (A) (A) (V) (A) (A) (V) (V/s) (s) oCC180C 300 150 3500 150m 2,5 500m 10m 2,8 200 125151RC40 400 150 4000 150m 2.5 50m 8m 1.7 200 80n 125HTS150/06VG1 600 150 2450 250m 1,5 250m 25m 2,0 200 25n 125SC150C80 800 150 2800 100m 3,0 100m 15m 1,6 200 125151RB100 1000 150 3300 200m 2.5 500m 15m 2,2 200 40u 125T6300120 100 200 4000 150m 3.0 25m 2,1 300 100u 125SH200D21A 200 200 4000 150m 3,0 200m 30m 1,8 200 15u 125ST180S04P1V 400 200 5000 150m 3,0 600m 30m 1,8 500 100n 125NLC176M 600 200 2500 300m 2,5 500m 12m 3,5 200 150n 125NLC178S 700 200 2500 300m 2,5 500m 12m 3,5 200 150u 125ST180S08P2V 800 200 5000 150m 3,0 600m 30m 1.8 500 100m 125SH200N21D 1000 200 4000 150m 3,0 200m 20m 1,7 200 80n 1252N353 50 250 5000 400m 4.0 200m 15m 2,0 125250PA10 100 250 4200 150m 2,5 500m 20m 2.3 250 60 |i 125C355B 200 250 1800 150m 3,0 200m 17m 3.0 100 20u 125TF225-04Q 400 250 1600 150m 3,0 60m 15m 2,3 200 125250PAC50 500 250 4000 150m 2.5 500m 6m 2.1 20 125DK2506FB 600 250 5000 200m 3,0 100m 25m 2,0 200 7ịi 125SKT250/08C 800 250 7000 200m 3.0 250m 50m 1,65 200 50n 1252N3362 900 250 5000 400m 4,0 200m 15m 2,0 125300PAC10 100 300 5000 150m 2,5 500m 10m 1.8 200 125C184C 300 300 3500 300m 3,0 500m 20m 2.8 200 10u 125ST303S04MFK3 400 300 8000 200m 3,0 600m 50m 2,2 500 20u 125304RA60 600 300 8500 150m 3,0 500m 30m 1,6 200 75n 125SKT130/80D 800 300 3500 200m 3,0 250m 50m 2.3 500 120n 130303RB100 1000 300 8000 150m 3.0 500m 30m 1,6 200 75u 125ST180C04C1L 400 350 5000 150m 3,0 600m 30m 2,0 1000 100(i 125N350MH06 600 350 11500 300m 3,0 1 60m 1,51 200 125HT360/09QH1 900 350 9900 250m 1,5 250m 40m 1.72 500 200u 125SKT351F10DT 1000 350 6500 250m 4,0 400m 80m 2,4 500 20ụ 125T727012524DN 100 400 6000 150m 3,0 15m 1,9 200 60n 125

Page 90: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Un Iđm Ipik Ig Ug Ih Ir AU . dU/dt tern TmaxKý hiệu Max Max Max Max Max Max Max Max ■ Max

(V) (A) (A) (A) (V) (A) (A) (V) (V/s) (s) oCSH400F21A 300 400 7000 260m 3,5 200m 30m 1.8 200 15n •125SF400G26 400 400 7000 260m 3,5 300m 30m 1.8 200 125TF440-06X 600 400 4000 200m 3,0 70m 25m 2.0 200 15n 125HT400/080J6 800 400 7500 200m 2.5 200m 40m 1,55 1000 150u 125TA449-10W 1000 400 4000 400m 5.0 80m 40m 2,2 10Ở0 10’n 125T7SH014554DN 100 450 8500 150m 3.0 35m 3.1 200 30n 125DCR654PR44DS 400 450 7800 150m 3,0 35m 2,0 300 50u 125C397E 500 450 7500 300m 3,0 500m 45m 3,0 200 60n 125ECG5386 600 450 8000 150m 3,0 2.6 300 25u 125C398N 800 450 7500 300m 3,0 500m 45m 3,0 200 40u 125HTS450/10PH6 1000 450 4466 250m 2,5 150m 40m 2,37 500 15u 125N490CH10 1000 495 180Ö0 300m 3,0 1 100m 1,69 200 125C385A 100 500 3500 300m 3.0 500m 20m 2,8 200 20n 125C392C 300 500 5500 300m 3.0 1 45m 4.2 200 8n 125ST280CH04C0 400' 500 7200 150m 3,0 600m 75m 1,4 500 •100^ 150CR500AL10 500 500 10000 100m 2.5 30m 1.3 300 125SC500C60 600 500 10000 100m 3,0 50m 25m 1,4 50 125C385N 800 500 3500 300m 3.0 500m 20m 2.8 200 20ịi 125DCR707SR1010 1000 500 5600 200m 3,5 250m 50m 2,0 300 125C501A 100 550 8000 150m 3,5 250m 1,5 200 200 n 125N260KH02GOO 200 550 5700 300m 3,0 1,0 60m 2,26 300P370KH02CL0 200 550 12000 300m 3.0 1.0 75m 1,51 20 125540PB30 300 550 8500 . 150m 3,0 500m 30m 1,7 200 80n 125C501D 400 550 ■ 8000 150m 3.5 250m 1,5 200 200m 125NLC510E 500 550 7000 150m 6.5 250m 1,5 100 200u 125T727063544DN 600 550 7000 150m 3,0 30m 2.9 300 40n 125NCL501S 700 550 7000 150m 6,5 250m 1,5 100 200u 125SKT551/08E 800 550 9000 250m 3,0 '500m 50m 1,65 1000 125550PB100 1000 550 10000 150m 3,0 500m 30m 1,7 200 120n 125HTS560/04PQ6 400 560 7000 250M 2.5 250m 40m 2,1 200 15u 125DCR604SR0404 400 580 7500 150m 3,0 250m 30m 1,62 200 125

Page 91: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

K) )—* oo Un Iđm Ipik Ig Ug Ih Ir AU du/dt tcm TmaxKý hiệu Max Max Max Max Max Max Max Max Max

(V) (A) (A) (A) (V) (A) (A) (V) (V/s) (s) oCT7S7016054DN 100 600 9000 150m 3.0 30m 2,6 300 30u 125N600CH02 200 600 26900 300m 3,0 1.0 100m 1,41 . 200 125HT601/03QG6 300 600 7750 250m 1,5 150m 25m 1,82 200 250u 140T N 433-04 400 600 5500 200m 3,0 50m 25m 1.3 200 tOOu 125C431E1 500 600 8000 150m 5,0 45m 2,6 200 200(i 125N 600C H 06 600 600 26900 300m 3,0 1,0 100m 1,41 200 125TN 631-08 800 600 7000 200m 3.0 70m 30m 2,6 300 125n 125T 600F10T G M 1000 600 10000 250m 2.2 250m 100m 2,4 1000 30n 125NL1580A 100 625 5500 150m 6.5 250m 35m 2,0 100 200n 125T72H 084064D N 800 625 7000 150m 3.0 35m 2.4 300 20u 125P 215C H 02C L0 200 650 5000 200m 3.0 600m 30m 1,68 150S T300C 04C 0 400 650 8000 200m 3.0 600m 30m 1,66 200 10u 125T 7S 7056584D N 500 650 9500 150m 3,0 30m 2.3 300 • 10n 125P215CH06CJ0 600 650 5000 200m 3,0 epom 30m 1,68 20 25u 125C378S 700 650 7000 250m 5,0 45m 2,6 200 20u 125ST300C08C3L 800 650 8000 200m 3,0 600m 50m 2.2 1000 100u 125PS1E600-10 1000 65G 5500 150m 3.0 200m 20m 1.2 100 200n 125NLF395A 100 700 8000 200m 2.5 1.0 20m 2,5 200 15u 125C395B 200 700 8000 300m 3,0 1,0 45m 2,5 200 12n 125T72H044534DN 400 700 7500 150m 3.0 35m 3,1 300 50u 125650PBQ50 500 700 10000 200m 2.5 500m 45m 2,5 400 20u 125TA649-08A 800 700 8000 400m 5,0 100m 60m 2,3 1000 15n 125Y150103P10D 1000 700 5000 250m 2,4 70m 50m 1,4 500 150u 125C430ã550 100 800 9000 100 m 5,0 50m 1,9 100 125u 155FT800DL6 300 800 14000 250m 2,5 30m 1,5 200 125700PK50 500 800 15000 150m 2,5 500m 60m 2.3 200 250u 125T9G0080803DH 800 800 13000 200m 3,0 500m 60m 3.0 300 400n 125C411P 1000 800 11000 300m 5.0 35m 2,0 200 125ti 125NLF390A 100 850 8000 150m 2,5 500m 20m 2,4 200 125n 125C440D 400 85Õ 13000 300m 5,0 35m 1.6 200 125u 125CA398PA 1000 850 8000 400m 3,0 60m 2,5 400 20u 125

Page 92: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Ký hiệuUn

Max(V)

IđmMax(A)

IpikMax(A)

lgMax(A)

UgMax(V)

IhMax(A)

IrMax(A)

AUMax(V)

dU/dt

(V/s)

tern

(s)

TmaxMaxoC

C435A 100 900 800 200m 3,0 40m 45m 2.5 200 20n 125R180CH02CK0 200 900 8000 300m 3,0 1,0 70m 2,52 20 15u 125DCR804PM0404 400 900 11200 200m 3,5 250m 50m 1,62 300 125N350MH06GOO 600 900 11500 300m 3,0 1.0 60m 1,51 300C440S 700 900 13000 150m 5.0 35m 1,7 200 125^ 125TF709-08Z 800 900 1200 200m 3.0 100m 40m 2,0 300 30n 125R190CH02CG0 200 950 8500 300m 3.0 • 1,0 70m 2,4 20 35m 125C448E 500 950 10000 300m 3.0 45m 2.9 400 25n 125R190CH08EJ0 800 950 8500 300m 3,0 1.0 70m 2,4 100 25n 125DCR1053SD11 1000 950 16000 350m 3,5 150m 1.9 1000 150u 125P230CH02CG0 200 1000 5200 200m 3.0 600m 50m 2,12 20 35u 125SKT1000/040G6 400 1000 19000 250m 5.0 500m 100m 2,0 500 100u 125P230CH08DG0 800 1000 5200 200m 3,0 600m 50m 2,12 50 35jx 125HT1001/100G6 1000 1000 23600 300m 3,0 250m 100m 1,68 200 150m 125TF915-01Z 100 1500 17000 200m 3.0 100m 60m 1,7 300 30ụ 125C451E1 500 1500 23000 200m 5,0 45m 1,7 400 150u 125FT1500EX16 800 1500 30000 350m 3,0 1.0 120m 2,1 200 30n 125C458S 700 2000 16000 200m 5,0 50m 2.6 400 25n 125N520CH04GOO 400 2200 15500 300m 3,0 1.0 60m 1.3 300 125TBK706300HHE 600 3000 48000 250m 4.0 150m 1,0 300 400u 125N760FH08JOO 800 3850 33800 300m 3,0 1.0 150m 1,43 500 125N990CH10KOO 1000 5000 37000 300m 3,0 1.0 150m 1,28 750N1600DH10LOO 1000 6840 64000 300m 3,0 1,0 200m 1,06 1000 125

t o

s

Page 93: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

K)b?o

Bảng p.3 THÔNG s ố TRIÃC

Ý nghĩa các cột.1.2.3.4.5.6.7.8.9.

Ký hiệu.Uđm - Điện áp đinh mức (điện áp đánh thủng). Iđm - Dòng điện định mức.Ipik - Đỉnh xung dòng điện.Ig- Dòng điện điều iđiiển.U g- Điện áp điều khiển.I r - Dòng điện rò.Ih - Dòng điện tự giữ.AU - Sụt áp trên van khi mở.

10. tx - Thời gian giữ xung điều khiển.11. dU/dt- Tốc độ tăng điện áp.12.T - Nhiêt đô làmViêc cưc đai.

Uđm iđm Ipik Ig Ug Ir Ih AU tx dU/dt TKý hiệu Max Max Max Max Max Max Max Max Max

(V) (A) (A) (A) (V) (A) (A) (V) (s) (V/s) °c1 2 3 4 5 6 7 8 ô 10 11 12

DTA05C 200 0.5 6 15m 2.3 100u 25m 2.0 110MAC92-1 60 0.6 8 5m 2.5 10m 10m 1,9 2n 5 110MAC97B6 400 0,6 8 3m 2.0 100n 10m 1,9 2u 25 110MAC97A8 600 0,6 8 5m 2,0 100n 10m 1,9 2n 25 110BTA204VV500E 500 1.0 10 10m 1.5 500u 12m 1.5 2n 30 125BT13-VV600E 600 1.0 10 5m 1,5 500u lOm 1,7 30 120Z0103SN 700 1.0 8,5 3m 1.5 10u 7m 1,8 2u 1252N6068B 25 2,0 30 15m 2.5 2m 30m 2.0 110DTA2B 100 2,0 12 15m 2.3 100n 25m 2,6 110SM2D41 200 2,0 13 15m ■ 2,3 100 i 25m 2.6 110CQ89NS 800 2,0 10 5m 2.0 5m 1.75 « 125T106C 2S H 300 3,0 30 . 25m 2,2 750n 15m 1,9 10 100HI43SD 400 3,0 30 5m 2.2 750u 15m 2,2 2.2u 4 110

Page 94: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

N>bO

Uđm Iđm !pik Ig Ug Ir Ih AU tx dU/dt TKý hiệu Max Max Max Max Max Max Max Max Max

(V) (A) (A) (A) (V) (A) (A) (V) (s) (V/s) °cQ5003L4 500 3,0 30 25m 2.5 2m 25m 1,6 3n 35 125TLC388B 700 3,0 31 25m 3,0 750u 8m 1.8 3(1 20 1102N6068 25 4,0 30 60m 2.5 2m 70m 2,0 110BT04HA 50 4,0 40 25m 2,2 1m 80m 1.7 100SK3664 100 4,0 30 30m 1.4 30m 2,0 110L4004F61 400 4.0 33 10m 2.0 10n 10m 1,6 2,5u 20 110Q6004R4 600 4,0 33 25m 2.5 2m 30m 1,6 3n 35 125Z0402SE 700 4,0 22 3m 1.5 5n 3m 2,0 2n 125AVS08TB 500 5,0 70 10u 1,7 105T0505MH 600 5.0 50 5m 2,5 2m 15m 1.4 10 125T0512SH 700 . 5,0 50 50m 2,5 2m 100m 1.4 200 125SIPT06 50 6,0 80 50m 2.5 2m 50m 2.2 30 100TIC216A 100 6.0 60 5m 2,2 2m 30m 1.7 50 110BTA6-200D 200 6,0 60 5m 2,5 5m 750n 1,6 2u 110HT46 400 6,0 80 50m 2,5 1m 50m 2,2 2,5u 5 110L6006L5V 600 6,0 50 5m 2.0 20u 10m 1,6 1.7 i 110SIPT18 100 8.0 100 50m 2,5 2m 50m 2,2 2,5n 5 100SC142B 200 8,0 80 50m 2,5 500n 50m 1.7 50 100IT38 300 8,0 100 50m 2.5 2m 50m 2,2 2,5n 5 100Q4008L5 400 8,0 100 50m 2.5 500u 50 m 1.6 3n 60 110BT137X500D 500 8,0 55 10m 1,5 500u 10m 1,65 2u 5 125DTN8G 600 8,0 27 50m 2,0 1m 25m 1,5 110MAC 137-700 700 8.0 60 35m 1,5 2m 20m 1.6 200 125T0812NJ 800 8,0 50m 2,5 100m 1.7SK3631 100 10 100 75m 0.9 50m 1,3 1.5uS M 10D 14 200 10 70 75m 3,0 1,5m 50m 1,6 100NTE5834 300 10 100 50m 2,5 50m 1,6AC10DGM 400 10 88 30m 1.5 2m 30m 1.4 100 125BCR10CM12L 600 10 100 30m 1,5 2m 1,5 125Q7010LH5 700 10 110 50m 1.5 10u 50m 1.6 4u 775 125T1013NH 800 10 100 50m 2.5 . 2m 150m 1.7 500 125BT138F500E 500 12 90 10m 1,5 500u 30m 1,6 50 120

Page 95: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

K) Ký hiệuUđmMax(V)

IđmMax(A)

IpíkMax(A)

lgMax(A)

UgMax(V)

IrMax(A)

IhMax(A)

AUMax(V)

tx

(s)

dU/dt

(V/s)

TMax°c

TXDV612 600 12 95 100m 2,5 2m 100M 1.9 2,5n 200 110BTW43-1000H 1000 12 120 100m 2,5 5m 100m 2,2 200 125IT015 50 15 150 50m 2.5 2m 50m 2.2 2.5n 5 100SPT115 100 15 150 50m 2,5 2m 60m 2.2 3n 40 1002N5571 200 15 100 80m 2,5 2m 75m 1,8 1u 30 100CT15-5 500 15 150 50m 2,0 2m 40m 1.6 1,5u 100 125SC251D 400 15 100 50m 2.5 500u 50m 1,6 100 110Q 6015L9 600 15 150 125m 2,5 50n 70m 1,6 6n 300MAC 15-1 OFT 800 15 150 50m 2,0 2m 40m 1,6 1.5u 125TIC246A 100 16 125 50m 2,5 2m 50m 1.7 400 110SM 16G 16 400 16 140 50m 3,0 3m 50m 1,5 30 125BTA16-600B 600 16 180 50m 2,5 500u 50m 1,6 2u 125SSG16C80 800 16 160 50m 3,0 3m 30m 17 10n 50 125SSG16C120 1200 16 160 50m 3.0 3m 30m 1.7 10n 50 125TW18N400CX 400 18 160 80m 3.0 5m 100m 2.0 7.5 125TW18N10CX 1000 18 130 80m 3.0MAC320-4 200 20 150 50m 2,0 2m 40m 1.7 1.5u 125BCR20B6L 300 20 220 30m 1.5 3m 1.5 125MAC320A6 400 20 150 50m 2,0 2m 40m 1,7 1.5u 125Q 2025 200 25 225 50m 2.5 2m 80m 1,6 4m 75 110SIPT325300 300 25 250 100m 2,5 4m 60m 2,5 3|i 40 100MAC223-6FP 400 25 225 75m 3,0 2m 75m 1,9 100 110TRAL3325DM 600 25 240 100m 3,0 3m 50m 2,0 3|i 100 100Q 7025R 9 700 ; 25 250 125m 2,5 50n 80m 1,8 6n 300BTA225B800C 800 25 190 . 35m 1.5 500u 15m 1.5 2n 1000 125SSG35C20Y 200 35 330 50m 3,0 5m 30m 1,4 10n 20 125TRA3335D 600 35 330 100m 3.0 4m 60m 2.0 3ịi 100 110SSG35C120 1200 35 400 . 70m 3.0 6m 30m 1,6 10u 100 125SIP T040 50 40 400 100m 2.5 4m 60m 2,0 3 l 100P T140 100 40 400 100m 2,5 4m 60m 2.0 3u 250 100Q 2040C 200 40 300 100m 2.5 2m 100m 1.6 5Ü 100 110

Page 96: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

N>toU)

Udm Idm Ipik ig Ug Ir Ih AU tx dU/dt ,Thieu Max Max Max Max Max Max Max Max Max

(V) (A) (A) (A) (V) (A) (A) (V) (s) (Vis) “CMAC224-5 300 40 350 50m 2.0 2m 75m 1.8 1.5n 50 125SK3662 400 40 300 40m 1,4 25m 1.7 1,7uSPT640 600 40 400 100m 2,5 1m 60m 1.0 3n 200 110BTA41-700B 700 40 420 50m 2,5 4m 80m 1,6 2,5u 150 110T4013NKS 800 40 330 75m 1,5 lOn 75m 1.7 2n 500 125TPDV1240 1200 40 350 200m 2,5 5m 50m 1,8 2.5n 200 110SSG45C40 400 45 550 70m 3,0 6m 50m 1,6 lOn 100 125BTB41-800B 800 45 315 100m 1.5 80m 1,8 2.5u 250 125SSG45C120 1200 45 550 70m 3.0 6m 50m 1,6 10 i 100 125BCR50A4 200 50 800 100m 2,5 10m 1.5 50 125SSG50C40 400 50 800 150m 3.0 8m 50m 1,5 lOu 50 12550AC60A 600 50 550 200m 2.5 10m 90m 2,0 200 125BCR50A16 800 50 800 100m 2.5 10m 1.5 50 125SSG50C120 1200 50 800 150m 3,0 8m 50m 1.5 10m 50 125PT260 200 60 600 100m 3,0 10m 100m 2.0 3|.i 100 125 iTGAL604 400 60 500 1 100m 3.0 10m 60m 2,0 100 „,..125^ iSPT660 600 60 600 100m 3,0 10m 100m 2,0 3|.i 100 125 'TGDV608 800 60 500 150m 2,5 5m 30m 2,1 3n 200 125 iTGAL610 1000 60 500 100m 3,0 10m 60m 2,0 3p. 100 125PT1060 1000 60 600 100m 3,0 10m 100m 2.0 3u 100BCR70B4 200 70 1100 200m 3,0 15m 2,1 100 125BCR70B6 300 70 1100 200m 3,0 15m 2,1 100 125SSG70D40 400 70 1000 200m 3,0 10m 70m 1,5 lOu 50 125TG70AA60 600 70 1200 50m 3,0 10m 100m 1.35 50 125BCR70B16 800 70 1100 200m 3,0 15m 2.1 100 125SSG70C120 1200 70 1000 200m 3,0 10m 70m 1,5 10n 50 125SM80G13 400 80 880 200m 4.0 10m 200m 2.1 100 125SM80J13 600 80 880 200m 4.0 10m 200m 2,1 100 125SM80Q13 1200 80 880 200m 4.0 10m 200m 2.1 100 125F100D4 200 100 1100 200m 3.0 15m 2.3 100 125F100D6 300 100 1100 200m 3,0 15m 2,3 100 125F100D8 400 100 1100 200m 3,0 15m 2.3 100 125

Page 97: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Uđm Iđm Ipik Ig Ug Ir Ih AU tx du/dt TKý hiệu Max Max Max Max Max Max Max Max Max

(V) (A) (A) (A) (V) (A) (A) (V) (s) (V/s) °cSSG100C40 400 100 1200 200m 3.0 100m 70m 1.5 10n 50 125F100D12 600 100 1100 200m 3.0 15m 2,3 100 125SSG100C60 600 100 1200 200m 3,0 100m 70m 1.5 1ƠU 50 125F100D16 800 100 1100 200m 3,0 15m 2,3 100 125SSG100C80 800 100 1200 200m 3,0 100m 70m 1,5 lOu 50 125F100D20 1000 100 1100 200m 3,0 15m 2,3 100 125SSG100C100 1000 100 1200 200m 3.0 100m 70m 1.5 10n 50 125SSG100C120 1200 100 1200 200m 3,0 100m 70m 1,5 10u 50 125BCR150B4 200 150 2000 300m 3.0 15m 1,6 100 125FB150D4 200 150 2000 300m • 3,0 15m 1.6 100 125BCR150B6 300 150 2000 300m 3,0 15m 1.6 100 125FB150D8 400 150 2000 300m 3,0 15m 1.6 100 125BCR150B12 600 150 2000 300m 3,0 15m 1.6 100 125FB150D16 800 150 2000 300m 3.0 15m 1.6 100 125BCR150B24 1200 150 2000 300m 3.0 15m 1.6 100 125FB150D24 1200 150 2000 300m 3.0 15m 1,6 100 1252N5257 400 200 1300 800m 3,0 15m 850m 2.1 1252N5258 600 200 1300 800m 3,0 15m 850m 2,1 1252N5259 800 200 1300 800m 3,0 15m 850m 2,1 1252N5260 1000 200 1300 800m 3,0 15m 850m 2.1 1252N5261 1200 200 1300 800m 3,0 15m 850m 2,1 125BCR300B4 200 300 3000 300m 3,0 30m 1,5 100 125FB300D6 300 300 3000 400m 3,0 30m 1,5 100 125SSG300C40 400 300 3300 400m 3,0 25m 150m 1.5 10u 100 125BCR300B12 600 300 3000 300m 3,0 30m 1.5 100 125FB300D16 800 300 3000 400m ,3,0 30m 1,5 100 125SSG300C100 1000 300 3300 400m 3,0 25m 150m 1,5 10ự 100 125

Page 98: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Bảng p.4 THÔNG s ố TRANZITOR

Xếp theo dòng điện

l/ì

Kí hiêu Hang chế tao Ic(A)ƯCEO

(V)Ib

(A)Cấutrúc

P2H4M440H 4 110 MQM5HG-24 MITSUBISHI 5 1200 3PD7M440H NATIONAL 7 440 MMG8G4GM1 TOSHIBA 8 450 4*MMG8G6EM1 TOSHIBA 8 450 6*MPD10M440H 10 440 MQM10HA-HB MITSUBISHI 10 600 1MG10G6EL2 TOSHIBA 10 600 6‘ DAQM10HG-2H MITSUBISHI 10 1000 27MBR10SC120 FUJI 10 1200 7*1GBT7MBR10SC120 FUJI 10 1200 7*iGBTFM15BF-6 15 300 MEVF33T-040 15 400 6*DAMG15G6EM1 TOSHIBA 15 450 6*MQM15TG-9 MITSUBISHI 15 450 6*DAQM15HA-H MITSUBISHI 15 600 0,9MG15N6EK1 TOSHIBA 15 1100 6*DA7MBR15SA120 FUJI 15 1200 7*IGBT6DI20D-Ũ40 FUJI 20 400 6‘ DAQM20TD-9B MITSUBISHI 20 450 DAQM20TD-9 MITSUBISHI 20 500 6*DA7MBR20SA060 FUJI 20 600 7‘ IGBTRM20C1A-12S MITSUBISHI 20 600 2*DIRM20eA“12S MITSUBISHI 20 600 2*DIMG25H2YS1 TOSHIBA 25 500 IGBT

Page 99: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Xếp theo điện áp

Kí hiêu Hảng chế tao Ic(A)UcEO(V)

Ib(A)

Cấutrúc

PC80QL03N 80 30 2*DIP2H4M440H 4 110 MFM15BF-6 15 300 MFM30DY-10 MITSUBISHI 30 300 MID500A-030A 500 300 DA+DIEVF31H-035 ■ 30 350 DAQM100HC-M MITSUBISHI 100 350 3QM200HC-M MITSUBISHI 200 350 6QM300HC-M MITSUBISHI 300 350 10QM600HC-M MITSUBISHI 600 350 15 !EVF33T-040 15 400 6*DA6DI20D-040 FUJI 20 400 6*DA30L6P41 TOSHIBA 30 400 6*DITM55DZ-M MITSUBISHI 55 400 2*TRITM200DZ-H MITSUBISHI 200 400 DAPD7M440H NATIONAL 7 440PD10M440H 10 440 M ỉMG8G4GM1 TOSHIBA 8 450 4*MMG8G6EM1 . TOSHIBA 8 450 6*MMG15G6EM1 TOSHIBA 15 450 6*M-QM15TG-9 MITSUBISHI 15 450 6*DAQM20TD-9B MITSUBISHI 20 450 DAPM453022F HITACHI 30 450 2*MFM50DY-9 MITSUBISHI 50 450 MPM45502C HITACHI 50 450 M

Page 100: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

N>Os

I

TM25DZ-H MITSUBISHI 25 600 j 2*TRIAK25GB80 25 800 2*TR(DD25F-80 25 800 DlMG25M1BK1 TOSHIBA 25 1000 DA2MBI25F-120 FUJI 25 1200 21GBT7MBR25NS120 FUJI 25 1200 7*IGBTFM30DY-10 MITSUBISHI 30 300 MEVF31H-035 30 350 DA30L6P41 TOSHIBA 30 400 6*DIPM453022F HITACHI 30 450 2*MEVF31-050A 30 500 2*DAEVF33-050 30 500 DAQM30HA-H MITSUBISHI 30 600 1.87MBR30SA0^0 FUJI 30 600 7*IGBT7MBR30SC060 FUJI 30 600 7*1GBTEVK31-050 30 600 2*DAMG30G2CL3 TOSHIBA 30 600 2‘ DAQM30DY-H MITSUBISHI 30 600 2*DARM30DZ-H MITSUBISHI 30 600 2‘ DI6RI30A-080 FUJI 30 800 6‘ DIPAH 308 30 800 TRIPAT308 30 800 2*TRIRM30TA-H MITSUBISHI 30 800 6*DIQM30HY-2H MITSUBISHI 30 1000 2RM30DZ-M MITSUBISHI 30 1000 2*DIQM30HQ-24 MITSUBISHI 30 1200 6ST30Y2 SANREX 30 1200 DAST30X6 SANREX 30 1600 DA7MBR35SD120 FUJI 35 1200 7‘ IGBT7MBR35SB140 FUJI 35 1400 7*IGBTDF40BA80 SANREX 40 800 6*DIFM50DY-9 MITSUBISHI 50 450 M

Page 101: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

QM20TD-9 MITSUBISHI 20 500 6*DAMG25H2YS1 TOSHIBA 2S 000 lOEsrEVF31-050A 30 500 2*DAEVF33-050 30 500 D A .2MBI50F-050 FUJI 50 500 2*M2MBI50S-050 TOSHIBA 50 500 2*MFBA50AA50 SANREX 50 500 2*IGBTFBA50BA50 SANREX 50 500 MFCA50CC50 SANREX 50 500 2*MFM50DZ-10S MITSUBISHI 50 500 M2DI75S-050 FUJI 75 500 DAEVK71-050 75 500 DAMG75H2YS1 TOSHIBA 75 500 2*IGBT2MBI00F-050A FUJI 100 500 2*M7D100A-050EHR FUJI 100 500 7*IGBTFM100HY-10 100 500 MMG100H2YS1 TOSHIBA 100 500 2*IGBT2DI150D FUJI 150 500 DAEVM31-050A 150 500 2*DAMG150H2YS1 TOSHIBA 150 500 2*IGBTMG200H2YS1 TOSHIBA 200 500 2*IGBTMG200J1ZS50 TOSHIBA 200 500 IGBTQM10HA-HB MITSUBISHI 10 600 1MG10G6EL2 TOSHIBA 10 600 6*DAQM15HA-H MITSUBISHI 15 600 0,97MBR20SA060 FUJI 20 600 7*IGBTRM20C1A-12S MITSUBISHI 20 600 2*DIRM20CA-12S MITSUBISHI 20 600 2*DITM25DZ-H MITSUBISHI 25 600 2*TRIQM30HA-H MITSUBISHI 30 600 1,87MBR30SA060 FUJI 30 600 7*IGBT7MBR30SC060 FUJI 30 600 7*IGBT

Page 102: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

PM45502C HITACHI 50 450 M2MBI50F-050 FUJI 50 500 2*M2MBI50S-050 TOSHIBA 50 500 2‘MFBA50AA50 SANREX 50 500 2*IGBTFBA50BA50 SANREX 50 500 MFCA50CC50 SANREX 50 500 2*MFM50DZ-10S MITSUBISHI 50 500 MQM50HA-H MITSUBISHI 50 600 3QM50HA-HB MITSUBISHI 50 600 36MBP50RH060-01 FUJI 50 600 6*IGBT7MBR50SC060 FUJI 50 600 7*IGBTMG50G1BL3 TOSHIBA 50 600 • DAMG50G6EL1 TOSHIBA 50 600 6*DAMG50H2YS1 TOSHIBA 50 600 IGBTMG50J6ES1 TOSHIBA 50 600 6*IGBTQM50DZ-H MITSUBISHI 50 600 2*DAPD508 50 800 2*DIQM50HY-2H MITSUBISHI 50 1000 36MBP50RA-120 FUJI 50 1200 6*IGBT6MBP50RS-120 FUJI 50 1200 6*1GBT7MBR50SD120 FUJI 50 1200 7*IGBTTM55DZ-M MITSUBISHI 55 400 2*TRITM55CZ-H MITSUBISHI 55 800 2*TRIPD55F-120 SANREX 55 1200 TRITM55DZ-2H MITSUBISHI 55 1600 2*TRIDF60BA-80 SANREX 60 800 6*DIDD60HB160 SANREX 60 1600 2*DI2DI75S-050 FUJI 75 500 DAEVK71-050 75 500 DAMG75H2YS1 TOSHIBA 75 500 2*iGBTQM75HA-H JVILTSUBISHL J3^ ....600 4.5

Page 103: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

EVK31-050 30 600 2*DAMG30G2CL3 TOSHIBA 30 600 2*DAQM30DY-H MITSUBISHI 30 600 2*DARM30DZ-H MITSUBISHI 30 600 2*DIQM50HA-H MITSUBISHI 50 600 3QM50HA-HB MITSUBISHI 50 600 36MBP50RH060-01 FUJI 50 600 6*IGBT7MBR50SC060 FUJI 50 600 7*IGBTMG50G1BL3 TOSHIBA 50 600 DA

MG50G6EL1 TOSHIBA 50 600 6*DAMG50H2YS1 TOSHIBA 50 600 IGBTMG50J6ES1 TOSHIBA 50 600 6*IGBTQM50DZ-H MITSUBISHI 50 600 2*DAQM75HA-H MITSUBISHI 75 600 4.52MBI75J-060 FUJI 75 600 2*IGBT6MBI75-060 FUJI 75 600 6*IGBT6MBP75RH060-01 FUJI 75 600 6*IGBT7MBP75JB060 FUJI 75 600 7*IGBT7MBR75GE060 FUJI 75 600 7*IGBT7MBR7SB060B FUJI 75 600 7*IGBTMG75H2CL1 TOSHIBA 75 600 2*DAMG75J2YS1 TOSHIBA 75 600 2*IGBTQM75DX-H MITSUBISHI 75 600 2*DADD90F-060 SANREX 90 600 DlQM100HY-H MITSUBISHI 100 600 62MB1100-060 FUJI 100 600 2*IGBT2MBI100N-060 FUJI 100 600 2*IGBT2MB1100N-060S FUJI 100 600 2*IGBT6MB1100FA-120 FUJI 100 600 6*IGBT7WIBP100KB050 FUJI 100 000 7 "1 0 D T

7MBP100RA060 FUJI 100 1 600 7*IGBT

Page 104: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

toN>00

2MBI75J-060 FUJI 75 600 2*IGBT6MBI75-060 FUJI 75 600 6*IGBT6MBP75RH060-01 FUJI 75 600 6‘ IGBT7MBP75JB060 FUJI 75 600 7*IGBT7MBR75GE060 FUJI 75 600 7*IGBT7MBR7SB060B FUJI 75 600 7*IGBTMG75H2CL1 TOSHIBA 75 600 2‘ DAMG75J2YS1 TOSHIBA 75 600 2*IGBTQM75DX-H MITSUBISHI 75 600 2*DA2DI75A-120 FUJI 75 1200 2*DA2DI75Z-120 FUJI 75 1200 2*DA2MBI75N-120 FUJI 75 1200 2‘ IGBTPC80QL03N 80 30 2*DIDD90F-060 SANREX 90 600 DlPD90HB120 90 1200TM90DZ-24 MITSUBISHI 90 1200 2*TRITM90DZ-2H MITSUBISHI 90 1600 2*TRIQM100HC-M MITSUBISHI 100 350 32MBI00F-050A FUJI ' 100 500 2*M7D100A-050EHR FUJI 100 500 7*IGBTFM100HY-10 100 500 MMG100H2YS1 TOSHIBA 100 500 2*IGBTQM100HY-H MITSUBISHI 100 600 62MB1100-060 FUJI 100 600 2*IGBT2MBI100N-060 FUJI 100 600 2*IGBT2MBI100N-060S FUJI 100 600 2‘ IGBT6MBI100FA-120 FUJI 100 600 6*IGBT7MBP100KB060 FUJI 100 600 7‘ IGBT7MBP100RA060 FUJI 100 600 7*IGBT7D150A- FUJI 100 600 7*IGBT

Page 105: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

7D150A-050EHR FUJI 100 600 7*IGBT7MBR100SD060 FUJI 100 600 7*IGBT

CM100DY-12E 100 600 2*IGBTMG100G2CL1 TOSHIBA 100 600 2*DAQM150HY-H MITSUBISHI 150 600 92MBI150NC-060 FUJI 150 600 2*IGBT2MBI150SD-60 FUJI 150 600 21GBT6MBP150JA060 FUJI 150 600 61GBT6MBP150RA060 FUJI 150 600 6*IGBTMG150J2YS1 TOSHIBA 150 600 2*IGBTQM200HA-HK MITSUBISHI 200 600 122MBIX200SK-060 FUJI 200 600 2‘ IGBT2MBI200-060 FUJI 200 600 2*IGBTQM300HA-HB MITSUBISHI 300 600 182MBI300J-060 FUJI 300 600 2*IGBT2MBI300LB-060 FUJI 300 600 2*IGBT

.2MBI300SK-060 ' FUJI 300 600 2*IGBTMG300J2YS1 TOSHIBA 300 600 2*IGBTQM400HA-H MITSUBISHI 400 600 10

2MBI40ONK-O6O FUJI 400 600 2*IGBTIDI480AP-055 480 600 DA+DIQM500HA-H MITSUBISHI 500 600 10IMBI600LN-060-01 600 600 IGBTIMBI600NP-060 600 600 IGBTAK25GB80 25 800 2*TRIDD25F-80 25 800 Dl6RI30A-080 FUJI 30 800 6*DIPAH308 30 800 TRIPAT308 30 800 2*TRIRM30TA-H MITSUBISHI 30 800 6*DI

Page 106: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

to

050EHR7MBR100SD060 FUJI 100 600 7‘ IGBTCM100DY-12E . 100 600 2‘ IGBTMG100G2CL1 TOSHIBA 100 600 2‘ DAPAH1008 100 800 Di+TRIPDH1008 100 800 DI+TRIQM100DZ-H MITSUBISHI 100 800 2‘ DAQM100HY-2H MITSUBISHI 100 1000 5MG100N2y1 TOSHIBA 100 1000 IGBT6MBI100S-120 FUJI 100 1200 6‘ IGBTPC100F2 100 1200 Dl2MBI100PC-140 FUJI 100 1400 2*IGBTMG100H2GL1 TOSHIBA too 2*DA2DI150D FUJI 150 500 DAEVM31-050A 150 500 • 2*DAMG150H2YS1 TOSHIBA 150 500 2‘ IGBTQM150HY-H MITSUBISHI 150 600 92MBI150NC-060 FUJI 150 600 2‘ IGBT2MBI150SD-60 FUJI 150 600 2‘ IGBT6MBP150JA060 FUJI 150 600 6‘ IGBT6MBP150RA060 FUJI 150 600 6‘ IGBTMG150J2YS1 TOSHIBA 150 600 2‘ IGBTPDH1508 NATIONAL 150 800 TRIQM150HY-2H MITSUBISHI 150 1000 82MBI150PC-140 FUJI 150 1400 2‘ IGBTQM200HC-M MITSUBISHI 200 350 6TM200DZ-H MITSUBISHI 200 400 DAMG200H2YS1 TOSHIBA 200 500 2‘ IGBTMG200J1ZS50 TOSHIBA 200 500 IGBTQM200HA-HK MITSUBISHI 200 600 122MBIX200SK-060 FUJI i 200 600 2‘ IGBT

Page 107: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

DF40BA80 SANREX 40 800 5*DIPD508 50 800 2*DITM55CZ-H MITSUBISHI 55 800 2*TR1DF60BA-80 SANREX 50 800 6*DIPAH1008 100 800 DI+TRIPDH1008 100 800 DI+TRIQM100DZ-H MITSUBISHI 100 800 2*DAPDH1508 NATIONAL 150 800 TRIPDH2008 NATIONAL 200 800 TRIPDH2008A NATIONAL 200 800 TRIMG300J1US11 TOSHIBA 300 800 IGBTMG300J1US21 TOSHIBA 300 800 IGBTTM90DZ-H MITSUBISHI 900 800 2*TRIQM10HG-2H MITSUBISHI 10 1000 2MG25M1BK1 TOSHIBA 25 1000 DAQM30HY-2H MITSUBISHI 30 1000 2RM30DZ-M MITSUBISHI 30 1000 2*DIQM50HY-2H MITSUBISHI 50 1000 3QM100HY-2H MITSUBISHI 100 1000 5MG100N2y1 TOSHIBA 100 1000 IGBTQM150HY-2H MITSUBISHI 150 1000 8QM200HA-2H MITSUBISHI 200 1000 10MG200N1US1 TOSHIBA 200 1000 IGBTMG200N1US41 TOSHIBA 200 1000 IGBTQM300HA-2H MITSUBISHI 300 1000 16MG300N1US1 TOSHIBA 300 1000 IGBTQM400HA-2H MITSUBISHI 400 1000 20QM600HA-2H MITSUBISHI 600 1000 30QM800HA-2HB MITSUBISHI 800 1000 40

QM1000HA-2H MITSUBISHI 1000 1000 50'

Page 108: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

K)O 2MBI200-060. FUJI 200 600 2*IGBT

PDH2008 NATIONAL 200 800 TRIPDH2008A NATIONAL 200 800 TRIQM200HA-2H MITSUBISHI 200 1000 10MG200N1US1 TOSHIBA 200 1000 IGBTMG200N1US41 TOSHIBA 200 1000 IGBTQM200HA-24 MITSUBISHI 200 1200 102MBI200NB-120 FUJI 200 1200 2*IGBT2MBI200PB-140 FUJI 200 1400 2*IGBTQM300HC-M MITSUBISHI 300 350 10QM300HA-HB MITSUBISHI 300 600 182MBI300J-060 FUJI 300 600. 2*IGBT2MBI300LB-060 FUJI 300 600 2*IGBT2MBI300SK-060 FUJI 300 600 2*IGBTMG300J2YS1 TOSHIBA 300 600 2*IGBTMG3Q0J1US11 TOSHIBA 300 800 IGBTMG300J1US21 TOSHIBA ‘ 300 800 IGBTQM300HA-2H MITSUBISHI 300 1000 16MG300N1US1 TOSHIBA 300 1000 IGBTQM300HA-24 MITSUBISHI 300 1200 162MB1300NT-120 FUJI 300 1200 2‘ IGBTMG300Q1US1 TOSHIBA 300 1200 IGBTQM400HA-H MITSUBISHI 400 600 102MBI400NK-060 FUJI 400 600 2*IGBTQM400HA-2H MITSUBISHI 400 1000 20QM400HA-24 MITSUBISHI 400 1200 20IMBI400N-120 400 1200 IGBTIMBI400P-140 400 1400IDI480AP-055 480 600 DA+DIID500A-030A 500 300 DA+DIQM500HA-H MITSUBISHI 500 600 10MG500Q1US11 TOSHIBA 500 1200 IGBT

Page 109: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

MG15N6EK1 TOSHIBA 15 1100 6*DAQM5HG-24 MITSUBISHI 5 1200 37MBR10SC120 FUJI 10 1200 7‘ IGBT7MBR10SC120 FUJI 10 1200 7*IGBT7MBR15SA120 FUJI 15 1200 7*IGBT2MBI25F-120 FUJI 25 1200 2*IGBT7MBR25NS120 FUJI 25 1200 7*IGBTQM30HQ-24 MITSUBISHI 30 1200 6ST30Y2 SANREX 30 1200 DA7MBR35SD120 FUJI 35 1200 71GBT6MBP50RA-120 FUJI 50 1200 6*IGBT6MBP50RS-120 FUJI 50 1200 6*IGBT7MBR50SD120 FUJI 50 1200 7*IGBTPD55F-120 SANREX 55 1200 TRI2DI75A-120 FUJI 75 1200 2*DA2DI75Z-120 FUJI 75 1200 2‘DA2MBI75N-120 FUJI 75 1200 2*IGBTPD90HB120 90 1200TM90DZ-24 MITSUBISHI 90 1200 2‘TRI6MBI100S-120 FUJI 100 1200 6‘ IGBTPC100F2 100 1200 DlQM200HA-24 MITSUBISHI 200 1200 102MBI200NB-120 FUJI 200 1200 2*1GBTQM300HA-24 MITSUBISHI 300 1200 162MBI300NT-120 FUJI 300 1200 2‘ IGBTMG300Q1US1 TOSHIBA 300 1200 IGBTQM400HA-24 MITSUBISHI 400 1200 20IMBI400N-120 400 1200 IGBTMG500Q1US11 TOSHIBA 500 1200 IGBTMG500Q1US2 TOSHIBA 500 1200 IGBTMG500Q1US21 TOSHIBA 500 1200 IGBTQM600HA-24 MITSUBISHI 600 1200 30

Page 110: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

MG500Q1US2 TOSHIBA 500 1200 1 IGBTMG500Q1US21 TOSHIBA 500 1200 IGBTQM600HC-M MITSUBISHI 600 350 15IMBI600LN-060-01 600 600 IGBTIMB1600NP-060 600 600 IGBTQM600HA-2H MITSUBISHI 600 1000 30QM600HA-24 MITSUBISHI 600 1200 30IMBI600PX-120 600 1200 IGBTIMBI600PY-140 600 1400 IGBTQM800HA-2HB MITSUBISHI 800 1000 40QM800HA-24B MITSUBISHI 800 1200 40IMBI800PN-180 800 1800 IGBTTM90DZ-H MITSUBISHI 900 800 2*TRIQM1000HA-2H MITSUBISHI 1000 1000 50QM1000HA-4H MITSUBISHI 1000 1200 50

toU)

Page 111: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

IMBI600PX-120 600 1200 IGBTQM800HA-24B MITSUBISHI 800 1200 40QM1000HA-4H MITSUBISHI 1000 1200 50

7MBR35SB140 FUJI 35 1400 7*IGBT2MBI100PC-140 FUJI 100 ,1400 2*IGBT2MBI150PC-140 FUJI 150 1400 2*IGBT2MBI200PB-140 FUJI 200 1400 21GBTIMBI400P-140 400 1400IMBI600PY-140 600 1400 IGBTST30X6 SANREX 30 1600 DATM55DZ-2H MITSUBISHI 55 1600 2*TRIDD60HB160 SANREX 60 1600 2*DITM90DZ-2H MITSUBISHI 90 1600 2*TRIIMBIBOOPN-180 800 1800 IGBTMG100H2CL1 TOSHIBA 100 2*DA

Page 112: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Bảng p.5 THÔNG s ố CỦA DÂY ĐổNG TIÊU CHUẨN\

Thông sô một sô dây đồng tròn

Ý nghĩa các cột:

d- đường kính thực của lõi đồng;

Sc,, - tiết diện tính toán của lõi đồng;

rricu- trọng lượng riêng một mét;

R/m- điện trở một mét;

D„- đường kính ngoài kể cả cách điện trong khoảng

dmm

S c .mm

IT»CUgam/m

R/mQ/m

Dnmm

0,10 0,00785 0,0698 2,291 0,12^0,130,11 0,095 0,0845 1,895 0,13 0,140,12 0,01131 0,101 '1,59 0,14^0,150,13 0,01327 0,118 1,256 0,15^0,160,14 0,01539 0,137 1,169 0,16-^0,170,15 0,01767 0,157 1,018 0,17-0,180,16 0,02011 0,179 0,895 0,18 V 0,20,17 0,0227 0,202 0,793 0,19-f-0,210,18 0,02545 0,226 0,707 0,2 ^0,220,19 0,02835 0,252 0,635 0,21 fO,230,2 0,03142 0,279 0,572 0,225+0,240,21 0,03464 0,308 0,52 0,235^0,250,23 0,04155 0,369 0,433 0,255^ 0,280,25 0,04909 0,436 0,366 0 , 27 5 0 , 30,27 0,05726 0,509 0,315 0,31 0,320,29 0,06605 0,587 0,296 0,33 -H 0,340,31 0,07548 0,671 0,238 0,35 4-0,360,33 0,08553 0,76 0,21 0,35 4-0,380,35 0,09621 0,855 0,187 0,39-r 0,410,38 0,1134 1,01 0,152 0,42 0,440,41 0,132 1,11 0,13 0,45 + 0,470,44 0,1521 1,35 0,113 0,49 0,500,47 0,1735 1,54 0,0993 0 , 5 2 0 , 530,49 0,1886 1 , 6 8 0,0914 0,54 - 0,550,51 0,2043 1,82 0,084 0,56 0,580,53 0,2206 1,96 0,0781 0,58 0.600,55 0,2376 2,11 0,0725 0,60 V 0,620,57 0,2552 2,27 0,0675 0,62 0,640,59 0,2734 2,43 0,063 0,64 - 0,66

232

Page 113: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

dmm

Scumm^

rricugam/m

R/ma/m

D„mm

0,62 0,3019 2,68 0,0571 0,67 - 0 ,6 9

0,64 0,3217 2,86 0,0538 0,69-- 0 ,7 2

0,67 0,3526 3,13 0,0488 0,72-- 0 ,7 5

0,69 0,3729 3,32 0,0461 0,74--0 ,7 7

0,72 0,4072 3,6 0,0423 0,78 0,8

0,74 0,4301 3,82 0,04 0,8 - 0,83

0,77 0,4657 4,14 0,037 0,83-- 0 ,8 6

0,8 0,5027 4,47 0,0342 0,86-- 0 ,8 9

0,86 0,5809 5,16 0,0297 0,92-- 0,95

0,9 0,6362 5,66 0,027 0,96-- 0 ,9 9

0,93 0,6793 6,04 0,0253 0,99-- 1,02

0,96 0,7238 6,44 0,0238 1,02-- 1,05

1,00 0,7854 6,98 0,0219 1,08--1 ,11

1,04 0,8495 7,55 0.0202 1,12-- 1 ,1 5

1,08 0,9161 8,14 0,0188 1,16-- 1,19

1,12 0,9852 8,76 0,0175 1,20-- 1,23

1,16 1,0568 9,40 0,0163 1,24-- 1,27

1,20 1,131 10,10 0,0152 1,28--1 ,31

1,25 1,2272 10,90 0,014 1,33- 1,36

1,30 ■ 1,327 11,8 0,0132 1,38-- 1,41

1,35 1,4314 12,7 0,0123 1,43-- 1,46

1,40 1,5394 13,7 0,0113 1,48--1 ,51

1,45 1,6513 14,7 0,0106 1,53-- 1,56

1,5 1,7672 15,7 0,00993 1,58- 1,61

1,56 1,9113 17 0,00917 1,64- 1,67

1,62 2,0612 18,3 0,0085 1,71 -- 1.73

1,68 2,217 19,7 0,00791 1,77-- 1,791,74 2,378 21,1 0,00737 1,83-- 1,85

1,81 2,573 22,9 0,00681 1,90- 1,93

1,88 2,776 24,7 0,00631 1,97- 2,00

1,95 2,987 26,5 0,00587 2,04- 2,07

2,02 3,205 28,5 0,00547 2,12--2 ,1 4

2,10 3,464 30,8 0,00506 2,20v2,232,26 4,012 35,7 0,00437 2,36-- 2,39

2,44 4,676 41,6 0,00375 2 ,54-- 2,572,83 6,29 55,9 0,002783,05 7,306 65, 0,00243,28 8,45 75,1 0,002074,1 13,2 11,7 0,001234,5 15,9 14,2 0,00114,8 18,1 16,1 0,00096

5,2 21,24 18,9 0,00081

30. TÍNH TOÁN... c SUẤT 233

Page 114: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Thông sò dây chữ nhật Kích thước (mm) và tiết diện (mm v.

ab

0,8 1,0 1,08 1,16 1,23 1,35 1,45 1,56 1,68 1,81

2,1D 1,72 1,89 2,06 2,23 2,42 2,63 2,84 3,07 3,32 3,592,26 1,68 2,05 2;23 2,41 262 2,84 3,07 3,23 3,59 3,832,44 2,03 2,23 2,43 2,62 2,84 3,08 3,35 3,60 3 89 4,212,63 2,20 2,42 2,56 2,84 3,08 •3,31 3,56 3,80 4,21 4,552,83 2,38 2,62 2,85 3,07 3,33 3,61 3,89 4,20 4,54 4,913,05 2,84 3,08 3.33 3,60 3 91 4,21 4,55 4,91 5,313,28 3,07 3,33 3,60 3,89 4,22 4,55 4,91 5,30 5,733,53 - 3,32 3,60 3,89 4,20 4,55 4,91 5,30 5,72 6183,80 3,25 3,59 3,89' 4,20 4,54 4,92 5,30 5,70 6,17 6,674,10 - 3,89 4,22 4,55 4,92 5 33 5,74 6,75 6,58 7,214,40 - 4 19 4,54 4,89 &,29 5,73 6,17 6,65 7.18 7,754.70 - 4,49 4,87 5,24 5,67 6,14 6,61 7,12 7,79 8,905,10 - 4,89 ■ 5.30 5,71 6,17 6,68 7,19 7,76 8,36 9,025,50 - 5,29 5,73 6,17 6,67 7,22 7,77 8,37 9,03 9,355,90 - 5,69 6,16 ' 6,63 7,17 7,76 8,35 8,99 9,70 10,506,40 - 6,19 6,707 7,21 7,49 8,43 9,07 9,77 10.60 11,406,90 6,69 7,24 7,79 8,27 9,11 9,79 10,66 11,40 12,307,40 7,19 TJ8 8,37 9,04 9,87 10.50 11,30 12 60 13 308,00 7,79 8,43 9,07 9,79 1,60 11,10 12,30 14,20 14,408,60 8,39 9,08 9,77 10,60 11,40 12,30 13,20 15,50 15,509,30 - - - - 12,40 13,30 14,30 16,60 16,5010,00 - - 11,40 - - - 15,40 17,90 17,9010.80 - - - - - - - 19,3011,50 - - - - - - - -

12,50 - - - - - - - -

13,50 - ' - - - - - - - -

14,50 - - - - - - - - -

15,60 - - - - - - - -

16,90 - - - - - - - - -

18,00 - ■ - - - - - - -

ab

1.95 2 ,1o' 2,24 2,26 2,63 2,83 3,05 3,28 3,35 3,80

2,10 - 3,92 - ■' - - - - - - -

2,26 - - 4,63- '■ - - - - - - -2,44 4,55 4,64 '4,59 5,37 . - - - - -2,63 4,92 5,04 5,46 . 5,94 6,44 - - - - -2,83 531 5,46 5,92 6,13 6,98 7,53 - - ■ - -3,05 5,74 5,93 6,41;' 6,96 7,54 8,15 8,72 9,51 - -3,28 6,19 6,54 6,93 7,52 8,35 8,80 9,51 10,30 - -3,53 6,67 6,93 7;50 . 8,13 8,80 9,51 10,30 11,10 12,06 -3,80 7,20 7,50 8,11 , 8,79 9,51 10,30 11,10 12,10 12,90 13,904,10 7,59 8J3 8,79- 9,52 10,30 11,10 . 12 00 13,00 14,00 15,104,40 8,37 8,76 9,ie 10,20 11,30 12,00 12 70 13,90 ■15,00 16,204,70 896 9,39 10,10 11,00 11,80 12,80 13,80 14,90 16,10 • 17,405,10 9,76 10,20 11,10 11,90 1298 13,95 15,10 16,20 17,50 18,905,50 10,50 11,10 11,90 12,90 . 14,00 15,10 ■ 1630 17,50 18,90 20,40

234

Page 115: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

5,90 10,30 11,90 12,80 14,10 15,00 16,20 17,50 18,90 20,30 21,906,40 12,30 1290 14,00 15,30 16,40 17,60 19,00 20,50 22 10 23,806,90 13,20 1400 15,10 17,60 17,60 19,00 20,60 22,10 23,90 25,707,40 14,40 15,00 16,20 19,00 19,00 20,40 22,10 23 60 25,60 27,608,00 15,20 1630 17,60 20,50 20,50 22,10 23,90 2 5 7 0 27,70 29,908,60 16,40 17 60 18,90 22,20 22,10 23,80 25,70 27 70 29,90 32,209,30 17,70 19 0 0 20,50 22,30 24,00 25,80 27,90 30,00 32,30 34,8010,00 19,10 20,50 22 10 24,00 25,80 27,80 30,00 32,30 34,80 37,5010,80 - 22,20 23,90 27,80 27,90 30,10 32,40 34,90 37,60 40 5011,50 - 24,00 25,70 30,00 30,00 32,30 34,90 37,50 40,50 43 6012,50 - 2 5 8 0 27,80 32,27 32,40 34,90 37,60 40 50 43,60 47,0013,50 - - - - 35,00 37,70 40,70 43,80 47,20 50,8014,50 - - - - 37,60 40,50 43,70 47,10 50,60 54,6015,60 - - - - - 43 70 47,10 50,70 54,60 58,8016,90 - - - - - 47 00 50,70 54 60 58,80 63,301 800 - - - - - - 54,40 58 50 63,00 67,90

ab

4,10 4,40 4,70 5,10 5,50 6,00 6,50 7,00

2,10 - - - - - - - -

2,26 - - - - - - - -2,44 - - - - - - - -2,63 - - - - — - - -

2,83 - - - - - - - -

3,05 - - - - - - - -

3,28 - - - - - - - -

3,53 - - - - - - - -

3,80 - - - - - - - -

4,10 15,90 - - - - - - -

4,40 17 10 18,50 - - - - - —

4 70 18,40 1970 21,10 - - - - -

5,10 20,00 21,50 23,10 25,10 - - - -

5 50 21,70 2330 25,00 27,25 - - - -

5,90 23,30 25 10 26,80 29,20 - - - -

6,40 25,30 27,90 29,30 31,70 34,30 37,50 - -

6 90 27,40 29 50 31,50 33,40 37.10 40,50 - -

740 29,40 31,70 33,90 36,80 39,80 43,50 47,20 50,908,00 31,90 34,30 36,70 39,90 43,10 47,10 51,10 55,208,60 34 40 36,90 39,50 43,00 46,40 50,70 5500 59,309 30 37,20 40,00 42,80 46,50 50,30 54 90 59,60 64,2010,00 40,10 43,10 46,10 50,10 54,10 59,10 64,10 69,1010,80 43,40 46,60 49,90 54,20 58,50 63 90 69,30 74,7011,50 46,70 50,10 53,60 58,30 62,90 68,70 75,50 80,4012 50 50,40 54,10 53,90 62,90 67,90 74,10 80,40 86 6013,50 54,40 58,50 62,60 68,00 73,40 80,10 86,90 93,6014,50 58,60 62,90 67 30 74,10 78,90 86,10 93,40 100,6015,60 63 10 67 J0 72 40 78,70 84,90 92,70 100,50 108,3016,90 68,00 73,00 78 10 84,80 91,50 99,90 108,30 116 7018,00 72,90 78,30 83,70 90,90 98,10 107,10 116,10 125,10

Ghi chú: Các kích thước dây chữ thước trên cộng thêm 0,05 1 mm

nhật ở trên chưa kể lớp cách điện. Nếu kể cả cách điên các kích

235

Page 116: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Phụ lục P6 : MỘT s ố IC CHUYÊN DỪNG ĐIỂU KHlỂN CÁC BỘ NGUỔN ĐTCS

P6.1 ỈC TCA785 : IC TCA785 được dùng điều khiển chỉnh lưu và điều áp xoay chiều

Pin Definitions and Functions

Pin Symbol Function

1 GND Groijnd

2 02 Output 2 inverted3 Q U Output U4 02 Output 1 inverted5 Fstnc Synchronous voltage

6 1 Inhibit7 Q Z Output Z

8 V na= Stabilized votlage

9 Ramp resistance .10 Cl9 Ramp capadtarKe

11 Fii Control voltage

12 Cl2 Pulse extension

13 L Long putse

14 Q 1 Output 115 Q 2 Output 2

16 P's Supply voltage

P6,lb, Chức năng các chân

J \ 1 i n! 1 1 1 1 1 !

"T"' 1 ! "T1

1 1 1--------1 1-J-------- u L.I

r r

1-------- u1 1

1 i 1 Í

-1-------- M

Ì1 . 4......i-

1

j — r-------- Ị_

11

Ù

Synchronization voltage

IQ S a n p p « d k v o K a g e

;Q R a n p voHoge

1 Cortrỡl voHage Q Min. rom p voltage = k'jgi

t'-S 0 2

y-:A 01

0 ^ 180’

V Ĩ . Pin U fo G N D

lĩSO G ỈTỈ

P6.Ic, Giản đồ đường cong tín hiệu các chân

P6Jd. ứng dụng TCA điều khiển triac

236

Page 117: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Pó.ỉe. úhg dụng TCA điều khiến tiristor song song ngược

0< Ỗ

- ...i------ - 2_______

- -Sa

oTÌDÌD T r" ■ ^¿2ĩĩS <N

l imị

:s k-------"-T-ằ

aỈ6tí

a ___ _____f Of• .f M® s?------------

1 -

P6.Ỉ/. Úng dụng TCA diều khiển chinh lưu cầu một pha

Pố.2 IC UAA 145, Loại IC này dùng để điều khiển chỉnh lưu và điều áp xoay chiều

16

10

14

Hình P6.2a Sơ đồ chức năng ƯAA 145

31. TtNH TOẢN... c SưẨTA 237

Page 118: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

♦1V

Ptí!« o

•1 F

ỉ ỉ ình P6.2Ị). Giản dỏ xung ứ các chân UAA145

ỉỉinh P6.2v Sa đổ ứnu dụng IJAA145

P6,3 TIÂ94, !C TL494.1’hường dùnịỊ để điéu khiên biến tần độc lập, bàm áp một chieiiPIN C O N N E C TIO N S

D S U f ' P I X

P^AS'-tC PACKA:.-E■:;AÍE 7Í:1B

Ị * > j - í ':- [

N S U F F I X

p:_AS’ IC PAC:KA::^E OASF ¿ 8

ỉ^63a. Sơ dổ chân IC

238 3 ' rỊh^H ĨOAN c S jAT

Page 119: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Oưtpư Gữnfrụi Vgc

P6Jb. Sơ đổ cấu iriìc

tVp =1QVl04ffV

Í.(V

P6.3c. Giản dổ dường cong lín hiệu các chân

1ữinH@2Aĩ»p3ỈA --- rrrn----- ị . õ

1 i »0 - 1 OA

h)k

u MR6Í.0 iw'

...á ỊỊ i

50T ' w

1 T"...

PổJ(L\}n^ cho òn áp bảng đieu chếclộ rộng xung

239

Page 120: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

P6.4 IC 1842, 2842, 3842.

N c t ẽ 1 1 A'8| ^ = C IL -a =’in Nuribe^ B = S C -M and Cr!=>- '4 p r Hun-be^r Nots : "ogg-e p floo jsed on V in IS^- arc '64S.

P6.4a. Sơ đổ cấu trúc và chân ĨC

COMP [ VpB [

ĩ

T7V,:

] OƯTPƯT ] GPOUNO

C' w CLz o z z

COM P1 1n -----------1 ị -i ! !V^=p

NC 1 I ■ì1 1 ■ •> --Ĩ-]

NC ĨZI1 1 • - r n Vc13E-..E L.X- ■0 ! .) í3ƯĨPiJT

NỖ 1 1 9 “ n SR0UNDr - 'C t r v ' í ■■"ri PV.T? GND

NCỊ v.e NC ì

'sENSi (NC [

1 :: Ij4 ts N/.

ir6 lí NC7 If. OUTPU

u NC

o .»7 •-> Q oz •- z z 2i ọ 5 ^t > / r .

/^ố.4A. Sơ đồ chân IC

Zis.?5ịjt

240P6ÂC. úhg dụng điều khiển băm áp

Page 121: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Bính, Điện tử công suất ; NXB khoa học và kỹ thuật; Hà nội 1996

2. Guy SEGƯIR; Les convertisseuers de l^éctctronique de piiissance; Volume ]; Lavoisier-tec & doc, 1992.

3. Christian ROMBAUT Guy SEGUIR; Les' convertisseuers de 1'^éctctronique de puissance; Volume 2; Lavoisier-tec & doc, 1991.

4 CnPABOHHHK n o nP03THP0BAHHK) 3JIEKTPOnPM BOM , CHJIBbIX H OCBETHTEJlbHblX yCTAHOBOK "3HEPrHiI" M0CKB3 1974.

5. Phạm Văn Bình, Thiết kế máy biến áp; NXB KHKT; Hà Nội 1999.

6. Phan Tử Thụ; Thiết kê' biến áp điện lực; NXB KHKT; Hà Nội 2001

7. D.A.T.A. DIGEST Power Semiconductors 1998

8. D.A.T.A. DIGEST Thyristors 1999

9. Muhammad H. Rashid. Power electronics handbook. Academmic press 2001

10. Cyril w. Lander; Điện tử công suất & điều khiển động cơ điện; NXB Khoa học và kỹ thuật; Hà nội 1993.

11. Abraham I. Pressman; Switching Power Supply Design; International Editions 1992.

12. Tong Văn On; Vi mạch và mạch tạo sóng; NXB Giáo dục; 2000.

13. Đỗ Xuân Thụ - Kĩ thuật điện tử; NXB Giáo dục; 2003.

14. M.G TSILIKIN, M.M. XOCOLOV, V.M. TEREKHOV, A .v. SINIANXKI; Cơ sở truyền động điện tự động; NXB KHKT; Hà Nội 1977.

15. Lê Vãn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh; Điện tử công Suất; NXB KHKT; Hà Nội 2004.

241

Page 122: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

MỤC LỤC

Trang

L ời n ó i d ầ u 3

C H ư ơ n g 1

THIẾT KẾCHỈNH LƯU 5

I - TÓM TẮT Lí THUYẾT

1.1. Các sơ đồ chỉnh lưu 5

1.2. Mạch điều khiển 28

II - TRỈNH Tự THiỂT KẾ BỘ NGUỔN CHỈNH Lưu 35

II. 1. M ỏ tả khái quát yêu Cầu cúa tải 35

11.2. Lựa chọn sơ đổ thiết kế 35

11.3. Mội số gợi ý về cách lựa chọn sơ dổ như sau 36

11.4. Tính chọn các ihòng số cơ bản của mạch động lực 38

11.5. Thiết kế mạch điều khiến 38

I I I -TH IẾ T KẾ MẠCH ĐỘNG Lực 38

III.1. Tính chọn van dộng lực 38

IIỉ.2 Tính toán máy biến áp 41

IV -T ÍN H CHỌN CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ 49

■ IV. 1. Bảo vệ quá dòng diện 49

IV.2. Bảo vệ quá điện áp cho ihiết bị hán 32

V - TÍNH TOÄN CUỘN KHÁNG LỌC DÒNG ĐIỆN 55

v . l Tính toán cuộn kháng lọc dòng điện đập mạch 55

V.2. Tính loán cuộn kháng hạn chế dòng điện gián doạn 59

VI-THIÉT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 70VI. 1 Trình tự thiết kế 70

V I.2. V í dụ xây dựng mạch điéu khiến 72

V I.3. Một số đặc điếm thiết kế mạch điẻu khiến các sơ dổ chính lưu 73

VI.4 Tính loán các thống số của sơ dổ mạch điểu khiến 85

V II-T H IẾ T KẾ TỦ ĐiỆN 95

VIII - Ví DỤ TÍNH TOÁN BỘ NGUỔN CHỈNH Lưu 96

VIII. 1. l.ựa chọn sơ đồ thiết kế 96

V1II.2. Tính chọn Tiristor 97

VIĨI.3. Tính toán máy biến áp chỉnh lưu 98

VIII.4. Thiết kế cuộn kháng lọc 108

VIII.5 Tính chọn các Ihiếl bị bảo vệ mạch động lực 114

VI11.6. Tính toán các thông số của mạch điều khiển 117

242

Page 123: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT

c íĩư ơ ìig 2

THIẾT K Ế BỘ BÀM Á P MỘT CHIỂU 128

I -T Ó M TẮT LÍ THUYẾT 128

1.1. Barn í\p mot ch ica nối tiôp 128

I..2. l iam áp tììột chicu soniỉ sone 130

I.3. Bain áp noi t iếp \'à s o n g so n g phối hơỊ) 131

I I -T H IẾ T KẾ MẠCH ĐỘNG Lực 1-^2

II. I .Thicl kế bộ bam áp một chieii với \ an dộng lực là Tiristor 132

11.2. ' rh iú t kẽ' hộ băni á p m ộ l c h i c u VÓI \ 'an d ộ n g lực là ' Ĩ r a n / i ĩ o r 141

III - THIẾT KẾ MẠCH eiẾU KHỉỂN BĂM ÁP MỘT CHIẾU 143

111.1. Nguyên lí dicu khiến 143

111.2. Sơ cỉổ khối mạch điều khiốn 144

111.3. Cae khâu cơ ban 145

111.4. Sơ tk) mạch \ í dụ 155

IV - v í DỤ THIỂT KẾ Bộ BAM á p MỒT c h iểu

IV. 1. Thiêt ké mạch động lực 157

IV.2. 'lliiẽì kế mạch diều khicn 159

cíiương 3

TH IẾ T K Ế B ộ Đ IỂU ÁP X O A Y C H IỀ U 163

I -T R ỈN H TỰTHIẾTKẾ 163

I I -T H IẾ T KẾ Bộ ĐIẾU ÁP MỘT PHA 164

II. ỉ . Lựa chọn sơ dổ 164

11.2. 'l ính chọn thỏni! sỏ mạch dộnu lực và hao vệ 167

11.3. rhiêì kô mạch cỉiổu khiến )69

11.4. V í du Ihiòì kê'diều áp Koay LÌìiéu Iiiô l phii í 81

III - THIẾT KẾ Bộ ĐIẾU ÁP XOAY CHIÉU BA PHA 1

111.1. Lựa chọn sơ (16 dộng lực 184

IIỈ.2. ' ĩ í nh chọn van bán dản 186

III ,3. ' rhiẽt ke mạch dicu khiển 190

Btĩng p. ỉ . ' r i iỏng s6 cliod cổng suấL 2 0 5

Bảng p.2. 'ĩhỏno số 'riristor 21 1

Bàng p.3. I hóna số Triac 220

Bàng p.4. ' r h õ i i ” s ố 'r ranzi tor 2 2 5

Bãng p.5 . 'rhỏng so cúa dây dổn^ liêu chuíin 232

Phụ lục 6. Mội số IC chuvên dù ng diéu khiên các bộ ng uổn ÍTI'CS 2 3 6

Muc luc

243

Page 124: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Page 125: CHương 2 - daotao.ute.udn.vndaotao.ute.udn.vn/Resource/News/tinh_toan_thiet_ke_thiet_bi_dien_tu... · CHương 2 THIẾT KẾ BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU I - TÓM TẮT LÝ THUYẾT