Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện

Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
LI NểI U
M in l mt lnh vc cụng ngh b mt quan trng ỏp dng cỏc phng
phỏp in hoỏ v lm thay i v c, lý, hoỏ b mt kim loi.
Cỏc sn phm ca cụng ngh m in cú mt nhiu ngnh trong nn kinh
t, gi vai trũ quan trng trong mt s ngnh cụng nghip khỏc nhau. Cỏc lp b
mt m cú chc nng: Bn hoỏ hc; bn n mũn; bn c hc; tng dn in,
in t; tng cng, do; cho kớch thc cc nh ca k thut vi in t, n
kớch thc rt ln cho cỏc ngnh cụng ngh ch to mỏy, xõy dng, vụ tuyn
vin thụng, thit b y t v dựng sinh hot. Vic chuyờn mụn hoỏ s dng cỏc
qui trỡnh m k thut to mu bng ỳc in ó a ti ch sn xut c nhng
cụng c v sn phm m phng phỏp ch to c truyn nhiu khi khụng lm
c mt cỏch tinh t. Hin nay, sn phm ca cụng ngh m in ó v ang
tho món dn dn cỏc nhu cu phỏt trin ca k thut hin i.
Cỏc sn phm ca cụng ngh m rt khỏc nhau v ngoi hỡnh, nng sut, cht
lng v giỏ thnh bi chỳng hon ton ph thuc vo qui trỡnh ca cụng ngh
m riờng bit.
Mun nõng cao nng sut v cht lng ca sn phm, ngi ta thng tp
trung vo nhng mc tiờu sau:
+ Tng cng mt dũng in ca quỏ trỡnh m.
+ Dựng cht m búng thớch hp.
+ Chn cụng ngh m phự hp.
+ To cỏc lp m c bit.
+ Nõng cao tớnh t ng hoỏ trong dõy truyn.
Ngoi cỏc loi hỡnh m Niken, ng. Crụm, vng, bc, km. Cũn cú cỏc loi
hỡnh m c bit nh: m Cadim, m thic, m Chỡ, m st v c bit hn l m
hp kim ỏp ng cỏc nhu cu ngnh cụng nghip ũi hi: dn ờn cao;
c tớnh t c bit; chu mi mũn cao; cú phn quang hoc hp
th ỏnh sỏng; chng mi mũn cao trong iu kin lm vic khc nghit
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
1

Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
i vi kim loi quớ him nh: Platin, Titan, Vonfram, Molipelen do chỳng
cú tớnh cht c bit nh bn trong mụi trng n mũn, h s phn x ln
(Platin), khú núng chy, chu ma sỏt nhit cao (iridi, tali. Gali),. Cho nờn
cn ch to cỏc chi tit ũi hi yờu cu cao ca ngi ta ch dựng mt lp m
cỏc kim loi cú tớnh cht ỏp ng nhu cu, lm gim giỏ thnh chi tit mt cỏch
ỏng k.
Nh vy, sn phm m ca cụng ngh m in cú giỏ tr ngy cng cao trong
nn kinh t quc dõn nht l trong lnh vc cụng ngh cao hin nay.
Vi cỏc lý do nờu trờn ti ca em Thit k b ngun cho m in ó
phn no gii quyt yờu cu ra ca sn phm m.
ỏn ny gm 4 phn:
+ Phn I: Tng quan v cỏc ngun cho m in.
+ Phn II: Thit k mch ng lc.
Trong phn ny em chn la chn trong cỏc phng phỏp chnh lu cú iu
khin, õy em chn phng phỏp chnh lu cu ba pha iu khin khụng i
xng. Sau ú em i tớnh chn van ng lc, thit k mỏy bin ỏp ng lc v
cỏc thit b bo v.
+ Phn III: Tớnh chn mch iu khin.
Trong phn ny em gii thiu cỏc khõu iu khin Tiristor, la chn s
cỏc khõu sao cho vic kớch m cỏc van bỏn dn mt cỏch chc chn, lm vic tin
cy, tỏc ng nhanh v diu khin mt cỏch d dng.
+ Phn IV: Xõy dng bi ging in t Nguyờn lý hot ng ca
mỏy bin ỏp.
Phn ny em i xõy dng bi ging dựng phng tin hin i ỏp dng vo
trong quỏ trỡnh dy hc.
ỏn ny ó c hon thnh vi s giỳp nhit tỡnh ca cỏc thy cụ
giỏo trong Khoa S Phm K Thut - Trng i hc Bỏch Khoa H Ni, c
bit l thy Nguyn Trung Sn, thy Nguyn Xuõn Lc, thy Lờ Huy Tựng v
thy Bựi Ngc Sn - giỏo viờn trc tip hng dn em thc hin

Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
2
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
ỏn. Em xin chõn thnh gi li cm n ti cỏc thy cụ v s giỳp quớ bỏu ó
giỳp em hon thnh ỏn tt nghip ny.

H Ni: 6 - 2005
Sinh viờn: Th Lng
PHN I:
TNG QUAN V CC NGUN CHO M IN
Ngy nay mc dự dũng in xoay chiu c s dng rt rng rói, xong nú
vn khụng th thay th cho dũng in mt chiu trong nn cụng nghip nhiu
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
3
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
ngnh ngh nh: Ngnh luyn kim (in hoỏ, m in, in phõn,), giao thụng
vn ti, hm m,
cung cp cho ti dựng ngun in mt chiu núi chung v ti m in
núi riờng, chỳng ta thng s dng mỏy phỏt in mt chiu hoc s dng b
chnh lu bin i dũng in xoay chiu thnh dũng in mt chiu.
+ i vi mỏy phỏt in mt chiu ta cú:
+ Mỏy phỏt in mt chiu t kớch thớch.
+ Mỏy phỏt in mt chiu kớch thớch c lp.
+ i vi b chnh lu: Nu phõn loi theo c tớnh iu khin ta cú:
+ Chnh lu khụng iu khin.
+ Chnh lu cú iu khin.
Theo dng ngun cp xoay chiu, ta cú th chia chnh lu thnh mt pha
hay ba pha. Theo dng ca s chnh lu, chỳng ta cú th phõn loi chnh lu
thnh; chnh lu mt la chu k; chnh lu 2 na chu k; chnh lu cu mt pha;
chnh lu tia ba pha; chnh lu cu ba pha; chnh lu tia sỏu pha.

I. MY PHT IN MT CHIU.
Hu ht cỏc quỏ trỡnh m u dựng ngun in mt chiu cú cụng sut khỏc
nhau nhng in th ch t 6 -12 V hay 24 V. cp in cho ti mt chiu
ngi ta dựng mỏy phỏt in mt chiu:
S nguyờn lý ca h thng mỏy phỏt cung cp in cho b m:
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
4
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Trong s gm cú cỏc phn t sau:
- MF: l mỏy phỏt in mt chiu kớch t c lp cung cp in ỏp cho quỏ
trỡnh m. Sc in ng ca mỏy phỏt c thay i bng cỏch thay i dũng
in kớch t i
kt
- CK: L ng c khụng ng b (ng c s cp) quay mỏy phỏt MF
v mỏy phỏt kớch t FK.
- FK: L mỏy phỏt in mt chiu t kớch cú cụng sut bộ, nú cung cp
dũng kớch t i
kt
cho mỏy phỏt MF.
Hot ng ca s :
+ Khi úng cu dao CD xung, lỳc ny ta ó cung cp in ỏp xoay chiu
cho ng c s cp (CK). Khi ng c s cp (CK) lm vic nú cung cp
nng lng lm quay phn ng ca mỏy phỏt in mt chiu kớch t c lp
(MF) v may phỏt in t kớch (FK). Lỳc ny mỏy phỏt in t kớch thớch hot
ng sinh ra dũng in mt chiu cung cp dũng in kớch t cho mỏy phỏt in
kớch t c lp, kt qu l mỏy phỏt in kớch t c lp hot ng, sinh ra in
ỏp mt chiu cung cp ngun in cho quỏ trỡnh m.
Qua vic phõn tớch s nguyờn lý h thng mỏy phỏt in mt chiu cung
cp cho b m, ta thy h thng mỏy phỏt cú mt s u, nhc im sau:
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46

a b c
CD
FK
MF
CK
i
kt
KT
+
ant
-
catt
Chuyn
dch ion
B

m
Dung dch m
Lp

m
U
1c
ne
ne
H.1.1- S nguyờn lý mỏy phỏt cung cp in mt chiu
5
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
+ u im:
- Cú th o chiu dũng in bng cỏch i chiu dũng in kớch t i

kt
.
- To ra dũng in v in ỏp liờn tc, lý tng hn so vi chnh lu. Vỡ
trong thnh phn dũng, ỏp khụng cha súng hi bc cao.
- iu chnh in ỏp trong mt phm vi ti nht nh.
+ Nhc im:
- Ch to v bo qun c gúp phc tp.
- C gúp mau hng.
- Thit b cng knh, khi lm vic cú ting n ln.
- Do s tip xỳc gia c gúp v chi than sinh ra tia la in nờn rt
nguy him khi vn hnh.
- Hiu sut thp, tn tht ln.
- Tn din tớch t mỏy, d b n mũn (b ụxy hoỏ) do dung dch m, hi
mui, cht ph gia, cht xỳc tỏc.
- Khú iu chnh in ỏp cho tng b m vỡ loi ng c mỏy phỏt
thng dựng cho nhiu b m cú in th v cng dũng in gn ging
nhau do ú cn trang b mi b mt bng in tr iu chnh dũng v th cho
phự hp vi yờu cu ca b ú.
- ng dõy ti in t mỏy phỏt ti cỏc b m di, tit din ln, dn
n tn hao trờn ng dõy ln, khụng kinh t
II. B CHNH LU Cể IU KHIU
Ngy nay, do s phỏt trin ca k thut bỏn dn cụng sut ln ó a ra
nhiu ng dng ca nú trong m in, ú l ch to ra b ngun chnh lu bin
i nng lng in xoay thnh dũng in mt chiu dựng cho ti m, vi
nhng u im sau: B ngun chnh lu cú kớch thc nh, gn, khụng tn din
tớch lp t, khụng cú phn quay, lm vic vi hiu sut cao, tỏc ng nhanh, d
t ng hoỏ, d iu khin v n nh dũng, ỏp. Thng trang b mt chnh lu
cho riờng mt b m, b trớ gn cỏc b m m khụng s b n mũn nh vy nờn
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
6

Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
dõy dn ngn, iu chnh dũng v th d dng hn cho tng b m m khụng
lm nh hng ti b khỏc.
1. iu khin bng iu chnh bin ỏp t ngu:
- S nguyờn lý:
- Nguyờn lớ lm vic: Dựng mt mỏy bin ỏp t ngu thay i in ỏp li
xoay chiu t tr s cao v tr s thp hn, ri mi qua mỏy bin ỏp chnh lu
cp in ỏp cho b chnh lu. Do ú vic iu chnh in ỏp ra trờn ti c
thc hin thụng qua mỏy bin ỏp t ngu bng cỏch dựng ng c kộo con trt
trt trờn dõy qun th cp mỏy bin ỏp.
- u, nhc im ca s :
Qua phõn tớch nguyờn lý hot ng, ta thy cn phi cú hai bin ỏp (mt bin
ỏp t ngu, mt bin ỏp chnh lu) nờn giỏ thnh t v cng knh.
iu chnh in ỏp bng mỏy bin ỏp t ngu cú h s cụng sut cao, nhng
ta phi dựng h thng chi than - con trt ly in ỏp ra, do ú cú tớnh tr,
khú khn khi mun iu chnh tinh, b chnh lu diode dựng ớt thun tin
2. iu khin bng iu ỏp xoay chiu:
- S nguyờn lý:
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

Z
t
MBA
t ngu
MBA
chnh lu
chnh lu
Diode
7
H1.2 - S nguyờn lý mch iu khin bng iu chnh bin ỏp t ngu
Hỡnh 1.3. iu chnh in ỏp bng b iu chnh in ỏp xoay
chiu.
H1.4.iu chnh in ỏp bng b chnh lu cú iu khin.

Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Dựng mt b iu chnh in ỏp xoay chiu (b iu ỏp xoay chiu) iu
chnh in ỏp phớa s cp bin ỏp, phớa th cp c a vo mt b chnh lu
in ỏp dựng Diode. u im ca s ny l phớa s cp in ỏp ln, dũng
nh, vic chn cỏc van Tiristor d dng, nhng li dựng quỏ nhiu van bỏn dn,
thnh phn hi bc cao ln, iu khin cỏc Tiritor khú khn, cht lng in ỏp
mt chiu khụng cao. Do ú s ny khụng c s dng ph bin.
3. iu khin bng Tiristor:
S nguyờn lý ca b chnh lu:
Cỏc van bỏn dn thng c dựng trong cỏc mch chnh lu l: Diụt v
Tiristor.
+ Diụt ch cho dũng chy qua khi th Ant ln hn th Catt.
+ Tiristor cho dũng chy qua khi tho món hai iu kin:
- Th Ant ln hn th Catt.
- ng thi phi cú tớn hiu iu khin.
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46

Z
t
A
B
C
.
.
.
.
.
.
.
B iu ỏp
xoay chiu
MBA
chnh lu
chnh lu
Diode
Z
t
A
B
C
.
.
.
.
.
.
.

MBA
chnh lu
chnh lu
Diode
8
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Hot ng ca s : Khi t in ỏp xoay chiu u
1
vo mỏy bin ỏp (MBA)
thỡ u ra ca MBA ta thu c mt in ỏp xoay chiu u
2
, in ỏp ny qua b
chnh lu s cho ta in ỏp mt chiu cung cp cho b m.
- Mt s u im ca b chnh lu:
+ D t ng hoỏ.
+ D iu chnh v n nh dũng, ỏp.
+ Cú th thay i in ỏp sau chnh lu.
+ B chnh lu cú th t ngay sỏt b m: khụng tn khụng gian t
thit b; tn tht trờn ng dõy ớt.
+ D bo qun, khụng b n mũn trong mụi trng m.
+ Thit b gn nh: vớ d to ra 1kw in nng mt chiu, nu dựng
mỏy phỏt in mt chiu thỡ phi mt t 10kg ữ 15kg thit b, nhng nu dựng
van bỏn dn thỡ ta ch cn 1kg ữ 2kg thit b.
+ Nhc im ca b chnh lu:
+ Cho dũng in v in ỏp giỏn on, khụng lý tng bng mỏy phỏt
in mt chiu.
+ in ỏp sau chnh lu cũn cha thnh phn súng hi bc cao, nờn
in ỏp chnh lu cú s nhp nhụ, khụng bng phng. iu ny lm nhiu; nh
hng ti cht lng lm vic ca nhiu loi mỏy múc, thit b v cỏc h dựng
in mt chiu.

Kt lun: Qua phõn tớch u nhc im ca cỏc thit b cung cp mt chiu cho
ti l m in thỡ: Nu chn mỏy phỏt in mt chiu, ỏp ng yờu cu ũi
hi ca cụng ngh m ta phi s dng mỏy phỏt in mt chiu cú nhiu phn
t, nghiu phin gúp, mỏy phỏt phi cú cụng sut ln bự tn hao, dn n mt
s vn l c gúp mau hng, cng knh, khụng kinh t, d chỏy n, khụng an
ton cho ngi s dng v thit b, nờn trong thc t ớt dựng cho ti m in.
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
9
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Nh vy chnh lu cú iu khin vi cỏc u im: Thit b gn nh, tỏc ng
nhanh, t ng hoỏ, d iu chnh v n nh dũng ỏp, ỏp ng yờu cu ca
m in nờn c chn lm ngun cp in ch yu cho cụng ngh m.
III. TNG QUAN V MCH CHNH LU Cể IU KHIN.
Theo dng ngun cp xoay chiu, chỳng ta cú th chia chnh lu thnh mt
pha hay ba pha.
Trong ú chnh lu mt pha cú 3 loi sau:
+ Chnh lu mt na chu kỡ.
+ Chnh lu c chu kỡ vi bin ỏp cú trung tớnh.
+ Chnh lu cu mt pha:
- Chnh lu cu mt pha iu khin i xng.
- Chnh lu cu mt pha iu khin khụng i xng.
Ngy nay, thng ớt dựng chnh mt na chu kỡ v chnh lu c chu kỡ vi
bin ỏp cú trung tớnh, mc dự hai loi ny cú s nguyờn lớ mch n gin
nhng cht lng in ỏp mt chiu quỏ xu, hiu sut s dng mỏy bin ỏp
thp, cụng sut chnh lu nh ch dựng np ỏc quy, do ú khụng c dựng
trong nhng mch cn cụng sut ln nh m in. Ta khụng xột n trong ỏn
ny.
i vi mch chnh lu cú iu khin thng cú hiu sut cao, ớt ph thuc
vo ti v gn súng in ỏp ra nh.
Sau õy chỳng ta i phõn tớch mt s mch chnh lu:

+ Chnh lu cu mt pha cú iu khin.
+ Chnh lu tia ba pha cú iu khin.
+ Chnh lu tia sỏu pha cú cun khỏng.
+ Chnh lu cu ba pha iu khin i xng.
+ Chnh lu cu ba pha iu khin khụng i xng.
Cỏc thụng s quan trng ca cỏc s chnh lu l: Dũng in v in ỏp ti,
dũng in chy trong cun dõy th cp mỏy bin ỏp; s ln p mch trong mt
chu k, quan h ca tn s súng hi thp nht ca in ỏp chnh lu vi tn s
in ỏp xoay chiu
1. Chnh lu cu mt pha cú iu khin:
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
10
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Hot ng ca s :
- Trong na chu k u th ti im A mang du +, cũn th im B mang
du - . Nu ng thi cú tớn hiu iu khin cho c hai van bỏn dn T
1
v T
3
,
thỡ hai van m cho dũng chy qua (i vi ti thun tr hoc i vi ti cú tớnh
cht in cm). Cũn i vi ti cú cha sc in ng E thỡ phi ng thi cú
hai iu kin trờn v phi cú th ti A cú gớa tr ln hn sc in ng E thỡ hai
van bỏn dn T
1
v T
3
mi cho dũng qua.
- n na chu k sau, in ỏp ti A v B i du, th ti A cú du - , cũn
th ti b cú du + . Nu cú xung iu khin cho c hai van T

2
v T
4
thỡ cỏc
van ny s m thụng (i vi ti thun tr hoc i vi ti cú tớnh cht in
cm). Nu trong ti cú thnh phn sc in ng E thỡ phi cú thờm iu kin V
B
E thỡ hai van bỏn dn T
2
v T
4
mi cho dũng i qua, t in ỏp li lờn ti.
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
11
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Vi in ỏp mt chiu trờn ti cú chiu trựng vi na bỏn k tr
Minh ho ng cong dũng v ỏp ti khi ti cú tớnh cht in cm (R + L),
i vi ti cm ln, dũng liờn tc, giỏ tr trung bỡnh ca in ỏp ra ti c tớnh
theo cụng thc:



cos
2
22
U
d
U
=
Khi ti thun tr dũng in gión on nờn giỏ tr trung bỡnh ca in ỏp c

tớnh theo cụng thc:
2
)cos1(9,0
2

+
=
U
U
d
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
.
.
.
.
T
1
T
3
T
4
T
2
u
~
Ti
u
d
0
I

d
I
T1,3
I
T2,4
I
2

1,3

2,4
0
0
0
0
12
H.1.5 - S mch in v gin ng cong dũng, ỏp ti khi ti l R + L
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
in ỏp ngc mi van phi chu l:
2
2UU
nv
=
- Chnh lu cu mt pha cho cht lng in ỏp tng i tt, dũng in qua
van khụng quỏ ln, tng in ỏp ri trờn van nh. Vic iu khin ng thi hai
van bỏn dn gp khụng ớt khú khn, nht l xung iu khin khụng ln.
khc phc nhc im ny m cht lng in ỏp vn ỏp ng c, ngi ta
dựng chnh lu cu mt pha iu khin khụng i xng. Dựng chnh lu cu
mt pha iu khin khụng i xng, cú th thc hin bng hai phng ỏn khỏc
nhau H.1.6 v H.1.7.

Hai phng ỏn ny ging nhau ch: iu cú hai Tiristor v hai Diụt,
mi ln phỏt xung iu khin ch cn mt xung, in ỏp mt chiu trờn ti v tr
s trung bỡnh ging nhau, ng cong in ỏp ch cú phn in ỏp dng nờn s
khụng lm vic vi ti cú nghch lu hon tr nng lng v li. S khỏc
nhau gia hai s ny c th hin rừ rt khi lm vic vi ti cm ln, lỳc
ny dũng in qua van iu khin v khụng iu khin cú s khỏc nhau..
C th minh ho bng ng cong in ỏp vi ti cú tớnh cht in cm:
+) Phng ỏn th nht (H.1.6a) tng ng vi ng cong in ỏp hỡnh
(H.1.6b). Khi in ỏp thi im
1
xung iu khin m T
1
trong khong thi
gian t
1
, lỳc ny in ỏp Anod T
1
dng, in ỏp Catt ca D
1
õm nờn
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
Ti
.
.
T
1
D
1
T
2

D
2
u
~
H.1.7a
Ti
T
1
D
1
D
2
T
2
u
~
H.1.6a
.
.
13
. .. .
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
ta cú dũng chy qua ti, qua T
1
v D
1
. n khi in ỏp u
2
i du (in ỏp
Anod T

2
dng) m cha cú tớn hiu iu khin m T
2
, nng lng ca cun
cm c x ra qua D
2
v T
1
. n khi in ỏp i du thỡ D
1
b khoỏ. Tirisitor T
1
s b khoỏ khi cú xung m Tiristor T
2
, kt qu l vic chuyn mch cỏc van iu
khin c thc hin bng cỏch m van k tip.
V tr s, thỡ dũng in trung bỡnh chy qua van:
dtb
II
2
1
=
.
Dũng in hiu dng ca van: I
hd
= 0,71.I
d
.
in ỏp qua ti:
( )

cos1
2
+=
dod
UU

Trong ú:
U
do
: in ỏp chnh lu khi khụmg iu khin; U
do
= 0,9.U
2f
: Gúc m ca Tiristor.
U
2f
: in ỏp pha th cp ca mỏy bin ỏp.
+) Vi phng ỏn th hai (H.1.7a) cú ng cong minh ho bng hỡnh
H.1.7b. Khi gúc =
1
cho xung iu khin m T
1
, trong khong thi gian (
1

) Tiristor T
1
v Diụt D

1
cho dũng chy qua ti. Ki in ỏp vo u
2
bt u i
du, D
2
m ngay, T
1
t nhiờn b khoỏ li, dũng i
d
= I
d
chuyn t T
1
sang D
2
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
14
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Khi in ỏp u
2
i du, nng lng cun cm qua cỏc Dit D
1
, D
2
lm cho
cỏc van ny úng vai trũ nh l Dit ngc. Chớnh vỡ th m cỏc Tiristor s t
ng khoỏ li khi in ỏp ngun u
2
i du. T ng cong dũng in cú th núi

rng dũng qua Tiristor nh hn dũng qua Dit.
Nhn xột:
- Nhỡn chung cỏc loi s cu mt pha cú cht lng in ỏp tng ng
nh chnh lu c chu k vi bin ỏp trung tớnh, cht lng in ỏp mt chiu
nh nhau, nờn ng dng ca chỳng cng tng ng nhau. Mc dự vy chnh
lu cu mt pha cú u im hn th hin ch:
in ỏp ngc trờn van bộ: U
nv
=
2
U
2
Bin ỏp d ch to v cú hiu sut s dng cao: S
ba
= 1,23.P
d
.
Nhng chnh lu cu mt pha li cú s van nhiu gp hai ln, nờn giỏ thnh
cao hn, st ỏp trờn van ln gp hai ln, chnh lu cu i xng thỡ s
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
t
0
I
d
H.1.7b - Gin ng cong
dũng, ỏp ti ca s H.1.7a
I
T1
I
T2

I
D1

1

2
I
D2
U
d
0
0
0
0
0
t
t
t
t
t
t
15
H.1.6b - Gin ng cong dũng, ỏp
ti ca s H.1.6a
0
I
d
I
T1
I

T2
I
D1

1

2
I
D2
U
d
0
0
0
0
0
t
t
t
t
t
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
iu khin phc tp => Nh vy khụng kinh t.
- Cỏc s cu mt pha cho in ỏp vi cht lng cha cao, biờn p
mch quỏ ln, thnh phn a hi bc cao ln, iu ny khụng ỏp ng c cho
nhiu loi ti. Mun cú cht lng in ỏp tt hn chỳng ta phi s dng s
nhiu pha hn.
2. Chnh lu tia ba pha cú iu khin:
Khi cú bin ỏp ni Y trờn mi pha a,b,c ta ni mt van nh hỡnh H.1.8a, cỏc
van cú th u Catt chung (hoc Anụd chung), nu ba van u Catt chung cho

ta in ỏp dng qua ti, cũn trung tớnh bin ỏp s l in ỏp õm. Ba pha a,b,c
dch nhau mt gúc 120
0
theo cỏc ng cong in ỏp pha, chỳng ta cú in ỏp
ca pha dng hn in ỏp ca hai pha kia trong khong thi gian 1/3 chu k.
Nh vy ti mi thi im ang xột bt k luụn cú mt pha cú in ỏp dng
hn in ỏp hai pha cũn li.
Nguyờn tc m thụng van v iu khin cỏc Tiristor l khi Anụd ca van no
dng hn thỡ van ú c kớch m. Ti thi im in ỏp ca hai pha giao
nhau c gi l gúc thụng t nhiờn ca hai van bỏn dn (thi gian giao nhau
ti: =
6

(1 +2k)).
Cỏc Tiristor ch c m thụng vi gúc m nh nht ti thi im gúc thụng
t nhiờn (nh vy tromg chnh lu ba pha, gúc m nh nht s dch pha so vi
in ỏp pha mt gúc l 30
0
)
Theo hỡnh H.1.8b,c ti mi thi im no ú ch cú mt van dn, vy mi
van dn thụng trong 1/3 chu k. Qua c hai gin ng cong dũng ỏp, ta thy
khi gúc m 30
0
cho in ỏp v dũng liờn tc (H.1.8b), khi gúc m > 30
0
ng cong in ỏp b giỏn on (H.1.8c).
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
16
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46

T
1
a
u
T1
U
d
a b c
I
d
I
1
I
2
I
3
a b c
I
1
I
2
I
3
u
T1
17
0
U
d
I

d
H.1.8b - Gin cỏc ng cong
dũng, ỏp khi gúc m

= 30
0
, ti thun tr
H.1.8c - Gin cỏc ng cong
dũng, ỏp khi gúc m

= 60
0
, ti thun tr
Ti
T
3
T
2
b
c
H.1.8a - S mch ng lcchnh lu tia ba pha
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Tuy nhiờn trong c hai trng hp dũng trung bỡnh ca cỏc van u bng
1/3I
d
. trong khong thi gian van dn dũng in ca van bng dũng in ca ti,
trong khong thi gian van khoỏ dũng in qua van bng khụng. in ỏp ca
van phi chu bng in ỏp dõy gia pha cú van khoỏ vi pha cú van ang dn.
Cựng gúc m nhng vi ti khỏc nhau s cho cỏc ng cong dũng, ỏp
cng khỏc nhau, mụ t nh hỡnh H.1.9 so sỏnh gia ti thun tr v ti cm.

H.1.9
a) - Ti thun tr b) - Ti thun cm
+ Khi ti thun tr dũng in v in ỏp ti liờn tc hay giỏn on ph thuc
vo gúc m ca cỏc Tiristor. Nu gúc m ca cỏc Tiristor 30
0
thỡ cỏc ng
cong U
d
, I
d
liờn tc, khi gúc m > 30
0
in ỏp v dũng in ti s b giỏn on
+ Khi ti cú tớnh cht in cm (nht l ti cm ln) dũng in v in ỏp l
cỏc ng cong liờn tc do phn t in cm tớch lu nng lng, vic tớch lu
nng lng ln duy trỡ dũng in khi in ỏp i du. ng cong nột
m trờn hỡnh H.1.9b mụ t in ỏp chnh lu ca ti cm.
Tr s trung bỡnh ca ti:
- Nu in ỏp ti liờn tc: U
d
= U
do
cos.
- Nu in ỏp ti gión on:

+=


3
sin1
3
do
d
U
U
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
a b c
o
u
d
a)
a b c
o
b)
18
u
d
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Trong ú:

U
do
= 1,17.U
2f
in ỏp chnh lu tia ba pha khi van l Diụt.
U
2f
: in ỏp pha th cp ca mỏy bin ỏp.
So vi chnh lu mt pha thỡ chnh lu tia ba pha cú cht lng in ỏp mt
chiu tt hn, biờn in ỏp p mch tt hn, vic iu khin cỏc Tiristor
tng i n gin. Nh cú bin ỏp ba pha ba tr m t thụng lừi thộp l t
thụng xoay chiu khụng i xng lm cho cụng sut ca bin ỏp phi ln, nu
õy bin ỏp c ch to t ba bin ỏp mt pha thỡ cụng sut cỏc bin ỏp con ln
hn nhiu. Khi ch to bin ỏp ng lc cỏc cun dõy th cp phi c u Y
vi dõy trung tớnh phi ln dõy pha vỡ dõy trung tớnh phi chu mt dũng in
bng dũng in qua ti.
3. Chnh lu tia sỏu pha cú cun khỏng:
S chnh lu ba pha cú cht lng in ỏp cha tht tt lm. Khi cn cht
lng in ỏp tt hn, chỳng ta phi s dng s nhiu pha hn, mt trong s
ú l chnh lu tia sỏu pha.
S tia sỏu pha gm: mt mỏy bin ỏp ba pha, 6 Tiristor, 6 cun khỏmg th
cp. S mch c b trớ nh hỡnh H.1.10a
Trờn mừi tr ca mỏy bin ỏp ba pha t ba cun dõy(mt cun s cp, hai
cun th cp ging nhau v ngc pha), cỏc cun dõy th cp ging nhau to ra
hai h thng in ỏp ba pha lch nhau 180
0
: u
A
, u
B

, u
C
, u
A
, u
B,
u
C
, in ỏp cỏc
pha dch nhau mt gúc 60
0
.
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
19
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
H.1.10 - Chnh lu tia sỏu pha
a - S mch in; b - Gin ng cong in ỏp ra
Cỏc Tirisitor c m tun t theo th t T1,6,2,4,3,5: sỏu Tiristor c chia
thnh hai nhúm K chung, nhúm mt gm cỏc Tiristor T
1
,T
2
,T
3
to ra in ỏp ti
U
d1
; nhúm hai gm T
4
,T

5
,T
6
to ra in ỏp ti U
d2
. Cun khỏng cõn bng s hp
th hiu in ỏp (U
d1
- U
d2
). in ỏp t lờn ti cú tr s l: U
d
= (U
d1
+ U
d2
)/2.
Ti mi thi im luụn cú hai Tiristor cựng dn, mt ca nhúm th nht, mt
ca nhúm th hai. Dng súng in ỏp ti c mụ t nh hỡnh H.1.10b, theo
dng súng ca ti thỡ ta thy rng mi van dn thụng trong thi gian 1/6 chu k.
in ỏp ti trung bỡnh: U
d
= (U
d1
+ U
d2
)/2 =


cos

2
63
2
U
.
Dũng qua mi van: I
T
= I
d
/6.
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
La
T6
T
1
*
A
T
3
T
2
B
C
*
*
a
.
Ti
b
T

4
*
A
T
5
B
C
*
*
t
A B C
A*
B*
C*
b)
20
a)
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Cụng sut ca mỏy bin ỏp s dng: S = 1,26P
d
Vi dng súng in ỏp nh trờn, ta thy cht lng in ỏp chnh lu coi nh
l tt nht, dũng bng phng hn, cú ý ngha vi ti cm ln. Trong trng hp
ú ta cú th dựng van mh nhng vn cú th to ra b ngun vi dũng ti ln.
Nhng nu dựng s ny thỡ cú mt vn khú khn l: vic ch to mỏy
bin ỏp vi sỏu pha th cp ngc nhau 180
0
l ht sc khú khn, cng thờm
vic ch to cun khỏng cõn bng lờn cng tng thờm tớnh phc tp cho cụng
vic ch to v bo qun.
4. Chnh lu cu ba pha iu khin i xng:

H.1.11a - S ng lc mch chnh lu cu ba pha
S cu chnh lu ba pha gm 6 Tiristor chia lm hai nhúm:
- Nhúm Catt chung gm ba Tiristor T
1
,T
3
, T
5
to thnh mt chnh lu tia ba
pha cho in ỏp dng.
- Nhúm And chung gm ba Tiristor T
2
,T
4
, T
6
to thnh mt chnh lu tia ba
pha cho in ỏp õm.
- Gúc dn dũng ca mi tiristor l: = 2/3.
- Giỏ tr cc i ca u
d1
v u
d2
lch nhau gúc /3
Nh vy s cu ba pha cú th coi nh l hai s chnh lu tia ba pha
mc ngc nhau.
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
.
.
T

1
T
4
T
2
T
3
T
6
T
5
.
Ti
21
a b c
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
in ỏp cỏc pha th cp ca mỏy bin ỏp l u
a
, u
b
, u
c
; gúc m c tớnh t
lỳc giao im ca cỏc na hỡnh sin.
Hot ng ca s :
- Gi s ti thi im ang xột cú hai Tiristor T
4
v T
5
amg dn dũng, khi

in ỏp Anụd ca Tiristor T
5
l in ỏp pha c, cũn in ỏp t lờn Catt ca
Tiristor T
4
s l in ỏp pha b (th pha c ln hn th pha b: V
c
> V
b
). Ti
thi im



+=
6
1
cho xung iu khin m Tiristor T
1
, lỳc ny in ỏp pha a
ln hn in ỏp pha c lm Tiristor T
5
b khoỏ li; hai Tiristor T
4
v T
1
m
thụng cho dũng qua. Tng t khi tỏc ng xung iu khin lch nhau mt gúc
3

ln lt vo cỏc cc iu khin ca cỏc Tiristor tip theo, theo th t quay
vũng T
1
, T
6
, T
3
, T
2
,T
5
,T
4
.
- C th chỳng ta xột ng cong in ỏp hỡnh H.1.11b, vi gúc m v ti cú
tớnh cht in cm.
Theo nguyờn tc hot ng ca s chnh lu cu; Ti mi thi im cn
phi m van bỏn dn cho dũng chy qua ti, chỳng ta phi cp hai xung iu
khin ng thi (mt xung nhúm Anụd, mt xung nhúm Catt). Cn chỳ ý
rng th t cp xung iu khin cng cn tuõn th ỳng theo th t pha. T
1
, T
4
m thụng.
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
X
c
T
1
T

2
T
3
T
4
T
5
T
6
X
d
T
4
T
6
T
2
T
3
T
5
T
1

0

1

3

5

2

6

4
22
Th t m van
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
U
d
a
b
c
0

1

3

5

7

I
T1
X
1

X
6
X
3
X
2
X
5
X
4
X
6
X
2
I
T3
I
T5
I
T4
I
T6
I
T2
U
T1

2

4

6

8

u
f
t
t
t
t
t
t
t
t
t
b)
23
H1.11c - Th t m van
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
H.1.11b - Gin ng cong dũng ỏp ca chnh lu cu i xng.
Khi chỳng ta cp ỳng xung iu khin, dũng in s c chy t pha cú
in ỏp dng hn v pha cú in ỏp õm hn. Trong khong thi gian
1

2
ta
cú V
a
> V

b
nờn
Khi gúc m van nh hoc in cm ln trong mi khong dn ca mt van
thuc mt nhúm ny thỡ s cú hai van ca nhúm kia i ch cho nhau. iu ny
cú th thy rừ trong khong
1

3
,Tiristor T
1
ca nhúm K chung dn, nhng
trong khong
1

2
Tiristor T
4
ca nhúm A chung dn v trong khong
2

3
Tiristor T
6
dn tip. Trong mi nhúm, khi mt van m nú s khoỏ ngay van dn
dũng trc nú.
in ỏp ngc mi van phi chu s bng khụng khi van dn v bng in ỏp
dõy khi van khoỏ. C th ta xột vi in ỏp van Tiristor T
1
, trong khong thi
gian

1

3
van dn nờn in ỏp ngc ca van U
nv
= 0, trong khong thi gian

3

5
van b khoỏ nờn U
nv
= U
ab
t lờn T
1

Khi in ỏp trờn ti liờn tc, tr s in ỏp trung bỡnh s l:
U
d
= U
d1
- U
d2
=

63
U
2
cos

Khi gúc m 60
0
v khi > 60
0

ta cú gin :
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
o
a b c a b c
u
d
u
d
24
H.1.11d - Gúc m

= 90
0
H.1.11e - Gúc m

= 60
0
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Qua hai gin trờn ta thy khi gúc m > 60
0
thỡ in ỏp ti b gión on.
Trong nhng trng hp ny khi dũng chy t pha ny sang pha kia l do cỏc
van bỏn dn cú phõn cc thun theo in ỏp dõy t lờn chỳng cho ti khi in
ỏp i du, cỏc van bỏn cú phõn cc ngc nờn chỳng t khoỏ.
S phc tp ca chnh lu cu i xng l cn phi m

ng thi hai van bỏn
dn theo ỳng th t pha, do ú gõy khụng ớt khú khn khi vn hnh, ch to,
iu khin v sa cha. Mc dự vy s ny cho ra cht lng in ỏp tt
nht.
5. Chnh lu cu ba pha iu khin khụng i xng:
S mch in:

Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
X
T
X
D
t
i
T
1
D
2
t
1
T
1
D
3
t
2
T
2
D

3
t
3
T
2
D
1
t
4
T
3
D
1
t
5
T
3
D
2
t
6
25
.
.
T
1
D
2
D
1

T
2
D
3
T
3
.
Ti
a b c
H.1.12a - S mch in
.
.