THUYẾT MINH HƯỚNG dẫn SỬDỤNG MODULE CHỈNH lưu cầu 3 PHA DÙNG TIRISTOR

THUYẾT MINH HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MODULE
CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA DÙNG TIRISTOR
Model: PWR.VJ_03

1
I. GIỚI THIỆU
Module được thiết kế cho hệ thống bài thí nghiệm điện tử công suất với dải
công suất từ 0.75 – 3KW, có khả năng làm việc với tải RLC hay động cơ điện một
chiều kích từ độc lập.
1. Các thiết bị chính
- Máy biến áp nguồn động lực 3 pha có cách ly
- Bộ biến đổi (BBĐ) xoay chiều - một chiều xây dựng trên mạch chỉnh lưu cầu
3 pha có đảo chiều dùng Tiristor. Thực chất là hai bộ cầu 3 pha mắc song song ngược
thông qua kháng cân bằng, có kháng san phẳng trước khi đưa ra tải.
- Mạch điều khiển: phần phát xung xây dựng trên nguyên lý khống chế phụ
thuộc với góc mở cấp cho hai bộ cầu thoả mãn: α
1
+ α
2
= 180
0
. Phần điều khiển là hệ
kín với phản hồi âm tốc độ, có khâu ngắt dòng, bảo vệ mất pha, ngược thứ tự pha,
quá dòng, mất kích từ động cơ.
- Hệ thống đèn báo trạng thái, đồng hồ giám sát các tín hiệu dòng áp vào ra
trên module.
- Các mạch phụ trợ: cấp nguồn kích từ, nguồn đồng bộ, đóng ngắt …
2. Đặc điểm
- Có thể quan sát dạng xung trên các khâu trong mạch phát xung mở các
Tiristor động lực.
- Lựa chọn bộ điều chỉnh là khâu P, I, D hoặc kết hợp PI, PD, PID, hiệu chỉnh
thông số của bộ điều chỉnh.
- Với tải là động cơ điện một chiều kích từ độc lập, module có khả năng ổn
định tốc độ, điều chỉnh động cơ làm việc với phụ tải trên 4 góc phần tư, thực hiện

hãm động năng.
- Hiển thị và báo lỗi thông qua hệ thống đèn tín hiệu và còi sự cố


II. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ BỐ TRÍ THIẾT BỊ
1. Sơ đồ nguyên lý



2

3

4

5

2. Bố trí thiết bị trên Module



6

Các thiết
bị đo
lường
Các thiết bị đóng
ngắt mạch thao tác
Mạch điều khiển
Cầu chỉnh lưu 2
Cầu chỉnh lưu 1
Biến áp đồng bộ và

biến dòng
Mạch tạo nguồn nuôi
kích từ
Giắc lấy tín
hiệu vào/ ra


Mạch RC bảo
ệ quá gia tốc
dòng: di/dt
Thiết bị
đóng ngắt
động lực
Sơ đồ bố trí thiết bị trên mặt trước
Điểm đo điện áp tải
v

7
3. Chức năng thiết bị trên module

Tên Chức năng Chú giải
V1 Đồng hồ đo điện áp xoay chiều đầu vào
V2 Đồng hồ đo điện áp một chiều đầu ra
A1
A2
A3
Đồng hồ đo dòng điện xoay chiều đầu vào
Đo trực tiếp, dải đo: 0 ÷ 10A
A4 Đồng hồ đo dòng điện một chiều đầu ra
Đo trực tiếp, dải đo:

10A ÷ 0 ÷ 10A
Q1 Aptomat cấp nguồn cho toàn bộ module
A
B
C
Đèn báo nguồn 3 pha cấp cho module Được lắp ngay sau Q1
S1 Chuyển mạch đo điện áp vào
Đèn ON Báo nguồn cấp cho máy biến áp động lực
Đèn Fault Báo sự cố quá dòng
Forward
Báo cầu chỉnh lưu 1 đang ở chế độ chỉnh lưu, cầu
chỉnh lưu 2 ở chế độ chờ nghịch lưu
Reverse
Báo cầu chỉnh lưu 2 đang ở chế độ chỉnh lưu, cầu
chỉnh lưu 1 ở chế độ chờ nghịch lưu
Trạng thái đèn được chuyển
mạch F/R điều khiển
Local
Báo module được điều khiển tại chỗ bằng biến
trở Speed Control

EXT
Báo module được điều khiển từ xa thông qua
cổng ghép nối trên mạch điều khiển

Run Nút nhấn cấp nguồn cho biến áp động lực
Stop Nút nhấn cắt nguồn biến áp động lực
F/R Chuyển mạch đảo chiều điện áp ra của module
Mode
Chuyển mạch chọn chế độ điều khiển tại chỗ hay

từ xa

Speed
Control
Triết áp thay đổi điện áp ra của module
TU1
TU2
TU3
Biến áp lấy nguồn đồng bộ cho mạch phát xung
điều khiển
Biến áp cách ly tỷ số: 220/12

8
TI1
TI2
TI3
Biến dòng lấy tín hiệu dòng sơ cấp biến áp động
lực, từ đó suy ra dòng tải để cấp cho mạch điều
khiển

K1
Khởi động từ đóng ngắt nguồn cho biến áp động
lực

K2 Rơ le báo trạng thái sự cố quá dòng
F11
F21
F31
Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cầu chỉnh lưu1 và 2
Được mắc đầu ra máy biến áp

động lực
F32
Cầu chì bảo vệ ngắn mạch nguồn nuôi mạch điều
khiển

F33 Cầu chì bảo vệ ngắn mạch phần mạch thao tác
TR
Máy biến áp động lực cấp nguồn cho cầu chỉnh
lưu 1 và 2

CRM1 Cầu chỉnh lưu 1
CRM2 Cầu chỉnh lưu 2
Cầu chỉnh lưu có điều khiển
dùng Tiristor
LD11
LD12
LD21
LD22
Cuộn kháng cân bằng, hạn chế dòng tức thời
khép mạch giữa hai cầu chỉnh lưu
Cả 4 cuộn đều có cùng một
thông số, mạch từ kín
LD3 Cuộn kháng san phẳng dòng điện tải Mạch từ hở

4. Chức năng các đèn báo, công tắc trên mạch điều khiển
Tên Chức năng
X1 Đèn báo nguồn +12V cấp cho mạch điều khiển
X2 Đèn báo nguồn -12V cấp cho mạch điều khiển
X3 Đèn báo có xung điều khiển T11
X4 Đèn báo có xung điều khiển T14

X5 Đèn báo có xung điều khiển T13
X6 Đèn báo có xung điều khiển T16
X7 Đèn báo có xung điều khiển T15
X8 Đèn báo có xung điều khiển T12
X9 Đèn báo có xung điều khiển T21
X10 Đèn báo có xung điều khiển T24

9
X11 Đèn báo có xung điều khiển T23
X12 Đèn báo có xung điều khiển T26
X13 Đèn báo có xung điều khiển T25
X14 Đèn báo có xung điều khiển T22
X15 Đèn báo dòng vượt giới hạn khâu ngắt dòng
X16 Đèn báo có lệnh cắt xung điều khiển Tiristor
X17 Đèn báo sự cố quá dòng
X18 Đèn báo sai thứ tự pha hoặc mất pha
Proportion Switch Công tắc đóng ngắt khâu tỉ lệ mạch điều chỉnh
Integral Switch Công tắc đóng ngắt khâu tích phân mạch điều chỉnh
Derivation Switch Công tắc đóng ngắt khâu vi phân mạch điều chỉnh
Proportion Biến trở điều chỉnh hệ số tỉ lệ P
Integral Biến trở điều chỉnh hệ số tích phân I
Derivative Biến trở điều chỉnh hệ số vi phân D

IV. DẠNG SÓNG TRÊN CÁC ĐIỂM ĐO
Điểm
đo
Điện
áp
Chỉ dẫn Dạng sóng
Com Gnd
Điểm chung của các đầu đo, dùng để kẹp
dây mát thiết bị đo

TP_1A
u
đba
Điện áp này đồng pha với điện áp đặt nên
các Tiristor mắc vào pha A
TP_1B
u
đbb
Điện áp này đồng pha với điện áp đặt nên
các Tiristor mắc vào pha B

TP_1C
u
đbc
Điện áp này đồng pha với điện áp đặt nên
các Tiristor mắc vào pha C

TP_2A
u
đb1
Điện áp này đồng bộ xung đến T1
TP_2B
u
đb3
Điện áp này đồng bộ xung đến T3
TP_2C
u
đ5
Điện áp này đồng bộ xung đến T5






TP_3A
u
đb4
Điện áp này đồng bộ xung đến T4
TP_3B
u

đb6
Điện áp này đồng bộ xung đến T6
TP_3C
u
đb2
Điện áp này đồng bộ xung đến T2

TP_4A
u
đbA0
Điện áp kích hoạt khâu phát sóng răng cưa
pha A
TP_4B
u
đbB0
Điện áp kích hoạt khâu phát sóng răng cưa
pha B
TP_4C
u
đbC0
Điện áp kích hoạt khâu phát sóng răng cưa
pha C

TP_5A
u
rcA
Điện áp răng cưa pha A
TP_5B
u
rcB

Điện áp răng cưa pha B
TP_5C
u
rcB
Điện áp răng cưa pha C

TP_6A
u
ss1A
Sườn xuống của điện áp thể hiện thời điểm
mở T
11
hoặc T
14
TP_6B
u
ss1B
Sườn xuống của điện áp thể hiện thời điểm
mở T
13
hoặc T
16
TP_6C
u
ss1C
Sườn xuống của điện áp thể hiện thời điểm
mở T
15
hoặc T
12

10

11
TP_7A
u
ss2A
Sườn xuống của điện áp thể hiện thời điểm
mở T
21
hoặc T
24
a điện áp thể hiện thời điểm
mở T
21
hoặc T
24
TP_7B
u
ss2B
Sườn xuống của điện áp thể hiện thời điểm
mở T
23
hoặc T
26
TP_7C
u
ss2C
Sườn xuống của điện áp thể hiện thời điểm

mở T
25
hoặc T
22

TP_8A
u
sx1A
TP_8B
u
sx1B
TP_8C
u
sx1C

TP_9A
u
sx2A
TP_9B
u
sx2B
TP_9C
u
sx2C


Độ rộng xung thể hiện thời gian tồn tại
xung kích mở Tiristor

TP_10A
u
sx11
Xung điều khiển chính của T
11
TP_10B
u
sx13
Xung điều khiển chính của T
13
TP_10C
u
sx15
Xung điều khiển chính của T
15

TP_12A
u
sx14
Xung điều khiển chính của T
14
TP_12B
u
sx16
Xung điều khiển chính của T
16
TP_12C
u
sx12
Xung điều khiển chính của T

12

TP_14A
u
sx21
Xung điều khiển chính của T
21
TP_14B
u
sx23
Xung điều khiển chính của T
23
TP_14C
u
sx25
Xung điều khiển chính của T
25

TP_16A
u
sx24
Xung điều khiển chính của T
24
TP_16B
u
sx26
Xung điều khiển chính của T
26
TP_16C
u

sx22
Xung điều khiển chính của T
22


12
TP_11A
u
đkT11
TP_11B
u
đkT13
TP_11C
u
đkT15

TP_13A
u
đkT16
TP_13B
u
đkT14
TP_13C
u
đkT12
Xung chính và xung gửi của các Tiristor
cầu chỉnh lưu 1. Luật gửi :
- Xung điều khiển T
11
gửi cho T

16
- Xung điều khiển T
12
gửi cho T
11
- Xung điều khiển T
13
gửi cho T
12
- Xung điều khiển T
14
gửi cho T
13
- Xung điều khiển T
15
gửi cho T
14
- Xung điều khiển T
16
gửi cho T
15

TP_15A
u
đkT21
TP_15B
u
đkT23
TP_15C
u

đkT25

TP_17A
u
đkT26
TP_17B
u
đkT24
TP_17C
u
đkT22
Xung chính và xung gửi của các Tiristor
cầu chỉnh lưu 2. Luật gửi:
- Xung điều khiển T
21
gửi cho T
26
- Xung điều khiển T
22
gửi cho T
21
- Xung điều khiển T
23
gửi cho T
22
- Xung điều khiển T
24
gửi cho T
23
- Xung điều khiển T

25
gửi cho T
24
- Xung điều khiển T
26
gửi cho T
25

TP_18
u
đk1
Điện áp điều khiển góc mở cầu chỉnh lưu 1

TP_19
u
đk2
Điện áp điều khiển góc mở cầu chỉnh lưu 2





TP_20
U
dcrc
Điện áp chuyển dịch đại lượng răng cưa n dịch đại lượng răng cưa

TP_21
Uc.Ex
Lượng chủ đạo

TP_22
βI
Phản hồi dòng điện



















13

V. HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH
1. Đấu nối nguồn và tín hiệu

L2
L1

L3
N
AC Input
Input: ~3p 380V/10A
DC Output
+Ukt
+ Ud
-Ud
-Ukt
Ud: Điện áp ra của cầu chỉnh lưu 0
÷
200VDC/10A
Ukt: Điện áp kích từ 200VDC/1A
+ Usp
-Usp
Usp Input
Usp: Điện áp phát tốc 0
÷
12VDC
7 6
1 2
5 4 3

14

15
2. Điều kiện vận hành
Sau khi bật aptomat Q1 cấp nguồn cho module ta thực hiện kiểm tra các đồng
hồ đo và trạng thái các đèn báo thoả mãn các điều kiện sau thì mới đưa vào làm việc:
- Đèn A, B, C sáng, báo có nguồn ba pha cấp cho module .
- Điện áp dây báo trên V1 nằm trong dải: 350V ÷ 420V.
- Đèn led X1, X2 sáng, báo có nguồn trên mạch điều khiển.

- Đèn led mầu vàng trên mạch cấp nguồn kích từ sáng.
Nếu các điều kiện trên không thoả mãn thì xem mục “Sự cố, nguyên nhân và
biện pháp xử lý” để có thông tin chính xác trước khi có những quyết định khắc phục
xử lý.
3. Trình tự thao tác chạy
1. Cắm cáp nguồn, cáp ra tải, cáp phản hồi vào module theo đúng bản vẽ
nguyên lý.
2. Bật aptomat cấp nguồn Q1.
3. Kiểm tra điều kiện vận hành.
4. Đặt chế độ điều khiển trên chuyển mạch F/R
5. Giảm lượng chủ đạo về min: trong chế độ LOCAL ta đưa SPEED
CONTROL về hết bên trái.
6. Chọn khâu điều chỉnh thông qua các SWITCH trên mạch điều khiển.
7. Nhấn nút RUN cấp nguồn cho máy biến áp động lực.
8. Điều chỉnh điện áp ra thông qua biến trở SPEED CONTROL, đảo chiều
thông qua chuyển mạch F/R.
4. Trình tự thao tác dừng
1. Giảm lượng chủ đạo về min: trong chế độ LOCAL ta đưa SPEED
CONTROL về hết bên trái.
2. Nhấn nút STOP cắt nguồn máy biến áp động lực.
3. Cắt aptomat Q1
5. Thao tác đo tín hiệu trên mạch điều khiển
1. Chọn thiết bị đo là máy hiện sóng, chuyển về thang đo phù hợp
2. Kẹp dây mát của que đo vào chân COM trên mạch điều khiển
3. Đưa đầu đo đến các điểm đo TP_x tiến hành kiểm tra dạng sóng.

16
4. Khi khảo sát dạng điện áp tải trên mạch đo lường áp tải cần chú ý không
đồng thời kẹp mát vào COM mạch điều khiển với COM mạch đo lường
áp tải

VI. HIỆN TƯỢNG, NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ

HIỆN TƯỢNG NGUYÊN NHÂN BIỆN PHÁP XỬ LÝ
Đèn báo A, B, C không sáng Chưa có nguồn
Kiểm tra cáp nguồn hoặc Q1 chưa
đóng
Không đo được điện áp pha
trên V1
Chưa có trung tính vào
Module
Kiểm tra dây trung tính hoặc chuyển
mạch đo áp S1
Q1 đóng nhưng X1, X2 trên
mạch điều khiển không sáng
Chưa có nguồn cấp cho
mạch điều khiển
- Kiểm tra cầu chì F32
- Đóng ngắt lại Q1 để reset trạng thái
lỗi ở nguồn
Không đóng được K1
Điều kiện chạy chưa thoả
mãn
- Kiểm tra cầu chì F33
- Kiểm tra các tín hiệu đèn để xác định
nguyên nhân
K1 đã đóng, đèn CP, FB
trên mạch điều khiển sáng,
không điều khiển được
Mất pha hoặc ngược thứ

tự pha
- Kiểm tra các cầu chì F11, F21, F31
- Đảo thứ tự 2 trong ba pha nguồn cấp
vào, chú ý: ta đảo bên ngoài module
K1 đã đóng, đèn CP trên
mạch điều khiển sáng,
không điều khiển được
Chưa có dòng kích từ
(Đèn vàng trên mạch
kích từ không sáng)
- Kiểm tra cầu chì F33
- Kiểm tra cáp kích từ cấp cho động cơ
điện một chiều
Điều khiển được điện áp ta
nhưng dễ bị tăng vọt
Chưa có phản hồi tốc độ
hoặc ngược cực tính
- Kiểm tra cáp phản hồi tốc độ
- Đảo hai dây tín hiệu phản hồi
Khi điều khiển đèn báo
xung không sáng
Không có xung điều
khiển tới Tiristor
- Kiểm tra dây tín hiệu nối tới các cực
điều khiển
- Kiểm tra Tiristor tương ứng với đèn
báo
Đèn Fault sáng
Khâu bảo vệ quá dòng
tác động

- Kiểm tra công suất tải quá lớn, hoặc
ngắn mạch đầu ra.
- Nhấn Stop để phục hồi trạng thái
trước khi đưa module vào làm vịcc
bình thường

17
X15 trên mạch điều khiển
sáng
Dòng tải đạt giá trị vượt
ngưỡng, khâu ngắt dòng
làm việc
Trạng thái này báo để quan sát, chưa
có gì đáng lo ngại
Tất cả làm việc bình thường
nhưng không điều khiển
được điện áp ra
Không có điện áp chủ
đạo, hoặc điện áp điều
khiển
- Kiểm tra các công tắc lựa chọn khâu
điều chỉnh, cần ít nhất 1 trong 3 công
tắc phải đóng
- Kiểm tra chuyển mạch lựa chọn chế
độ điều khiển MODE
- Kiểm tra triết áp SPEED CONTROL
Điện áp ra trên tải không về
không khi ở chế độ điều áp
Điện áp hai cầu chỉnh lưu
không cân bằng, hoặc

Tiristor bị rò
- Kiểm tra điện áp điều khiển U
đkT
,
U
đkN
- Kiểm tra cách điện của các Tiristor
trong bộ biến đổi
Dòng cân bằng lớn
Điều chỉnh Góc mở hai
cầu chỉnh lưu chưa hợp
lý, hoặc một trong các
Tisristor bị rò
- Điều chỉnh lại Góc mở hai cầu chỉnh
lưu
- Kiểm tra các Tiristor

18