Thiết kế và chế tạo được lò điện trở

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, lò điện trở 3 pha đã và đang được sử dụng rộng rãi trong các
ngành công nghiệp như: Ngành công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm;
ngành công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng; ngành công nghiệp luyện kim;
ngành cơ khí …vv. Nhưng phát triển mạnh nhất là trong ngành công nghiệp
chế biến thực phẩm, bởi vì nó tạo ra được các sản phẩm có ích cho con người,
cho xã hội và góp phần đáng kể cho nguồn hàng xuất khẩu của đất nước. Tuy
lò điện trở có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ sửa chữa, dễ sử dụng mà lại làm
việc tin cậy song nó cũng có những hạn chế nhất định như là phải khống chế
được nhiệt độ của lò điện trở nhất là các lò có công suất lớn tới vài chục, vài
trăm kilowat thì việc thiết kế thiết bị khống chế nhiệt độ theo yêu cầu rất
phức tạp và cồng kềnh, giá cả rất đắt. Song ngày nay, với trình độ tiến bộ
khoa học kỹ thuật người ta đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo được các loại lò
điện trở lớn nhỏ với công suất khác nhau, hiệu suất làm việc cao và đáp ứng
được yêu cầu công nghệ của các ngành công nghiệp. Tuỳ theo yêu cầu công
nghệ của từng ngành sản xuất mà lò điện trở có những tính năng, tác dụng của
yêu cầu của người sử dụng. Chính vì những yêu cầu đó đòi hỏi lò điện trở
phải có những tính năng điều chỉnh được nhiệt độ thích hợp với yêu cầu sản
xuất và sử dụng được tối đa hiệu suất của lò mà không làm hư hỏng lò hoặc
nhìn chung khi điều chỉnh nhiệt độ của lò điện trở.
Nhìn chung khi điều chỉnh nhiệt độ của lò điện trở cần tuân thủ các yêu
cầu cơ bản dưới đây:
- Điện áp cấp cho lò ấn định
- Tổn hao nhiệt nhỏ.
- Hiệu suất làm việc cao
- Làm việc an toàn, dễ sử dụng, dễ điều khiển
- 1 -
- Đạt được yêu cầu công nghệ
- Thiết bị sử dụng đơn giản, gọn nhẹ, chắc chắn, rẻ tiền.
- Dễ sửa chữa, thay thế.
Tuy nhiên để thiết kế và chế tạo được lò điện trở với đầy đủ yêu cầu

trên sẽ không rẻ tiền. Vì vậy ta phải căn cứ vào yêu cầu của từng ngành sản
xuất để chọn công suất lò và thiết kế bộ điều chinhr nhiệt độ của lò điện trở
thích hợp.
- 2 -
CHƯƠNG 1
PHƯƠNG ÁN CHỌN MẠCH LỰC
I.1. THYRISTOR – NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG.
Thyristor là phần tử bán dẫn cấu tạo từ bốn lớp bán dẫn p-n-p-n tạo ra
ba tiếp giáp p-n J
1
, J
2
, J
3
. Thyristor có ba cực: anot A, catot K, cực điều khiển
G như được biểu diễn trên hình 1
I.2. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THYRISTOR
Các thông số cơ bản là những thông số dựa vào đó ta có thể lựa chọn
một thyristor cho một ứng dụng cụ thể nào đó.
1. Giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor, I
Vtrb
Đây là giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor với điều kiện
nhiệt độ của cấu trúc tinh thể bán dẫn của thyristor không vượt quá một giá trị
cho phép. Trong thực tế dòng điện cho phép chạy qua thyristor còn phụ thuộc
vào các điều kiện làm mát và nhiệt độ môi trường. Thyristor có thể được gắn
lên các bộ tản nhiệt tiêu chuẩn và làm mát tự nhiên. Ngoài ra thyristor có thể
tản được làm mát cưỡng bức nhờ quạt gió hoặc dùng nước để tải nhiệt lượng
toả ra nhanh hơn. Nói chung có thể lựa chọn dòng điện theo các điều kiện làm
mát như sau:
- Làm mát tự nhiên: Dòng sử dụng cho phép đến 1/3 dòng I

Vtrb
- 3 -
p
J3
n
J2
cùc ®iÒu khiÓn
J1
p
n
anot
canot
- Làm mát cưỡng bức bằng quạt gió: Dòng sử dụng bằng 2/3 I
Vtrb
- Làm mát cưỡng bức bằng nước: Có thể sử dụng đến 100% dòng I
Vtrb
2. Điện áp ngược cho phép lớn nhất, U
ngmax
Đây là giá trị điện áp ngược lớn nhất cho phép đặt lên thyristor. Trong
các ứng dụng phải đảm bảo rằng tại bất kỳ thời điểm nào điện áp giữa anot –
catot U
AK
luôn nhỏ hơn hoặc bằng U
ngmax
. Ngoài ra phải đảm bảo một độ dự
trữ nhất định về điện áp, nghĩa là U
ngmax
phải được chọn ít nhất là bằng 1,2 –
1,5 lần giá trị biên độ lớn nhất của điện áp trên sơ đồ.
3. Thời gian phục hồi tính chất khoá của thyristor , t

r
( µ s)
Đây là thời gian tối thiểu phải đặt điện áp âm lên giữa anot – catot của
thyristor sau khi dòng anot – catot đã về bằng không trước khi lại có thể có
điện áp U
AK
dương mà thyristor vẫn khoá. t
r
là một thông số rất quan trọng
của thyristor nhất là trong các bộ nghịch lưu phụ thuộc hoặc nghịch lưu độc
lập, trong đó phải luôn đảm bảo rằng thời gian dành cho quá trình khoá phải
bằng 1,5 – 2 lần t
r
.
4. Tốc độ tăng điện áp cho phép
)/( sV
dt
dU
µ
Thyristor được sử dụng như một phần từ có điều khiển, nghĩa là mặc dù
khi được phân cực thuận (U
AK
> 0) nhưng vẫn phải có tín hiệu điều khiển thì
nó mới cho phép dòng điện chạy qua. Khi thyristor được phân cực thuận phần
lớn điện áp rơi trên lớp tiếp giáp J
2
như được chỉ ra trên hình 6
- 4 -
p
n

p
n
J1
J2
J3
anot
G
C12
i = C12(dU/dt)
H×nh 6
Lớp tiếp giáp J
2
bị phân cực ngược lên độ dày của nó nở ra tạo ra vùng
không gian nghèo điện tích, cản trở dòng điện chạy qua. Vùng không gian này
có thể coi như một tụ điện có điện dụng C
J2
. Khi có điện áp biến thiên với tốc
độ lớn dòng điện của tụ có thể có giá trị đáng kể, đóng vai trò như dòng điều
khiển. Kết quả là thyristor có thể mở ra khi chưa có tín hiệu điều khiển vào
cực điều khiển G
Tốc độ tăng điện áp là một thông số phân biệt thyristor tần số thấp với
các thyristor tần số cao. ở thyristor tần số thấp
dt
dU
vào khoảng 50 – 200
V/µs, với các thyristor tần số cao
dt
dU
có thể đạt đến 500 – 2000 V/µs.
5. Tốc độ tăng dòng cho phép

dt
dI
(A/µs)
Khi thyristor bắt đầu mở không phải mọi điểm trên tiết diện tinh thể
bán dẫn của nó đều dẫn dòng điện đồng đều. Dòng điện sẽ chạy qua bắt đầu ở
một số điểm, gần với cực điều khiển nhất, sau đó sẽ lan toả dần sang các điểm
khác trên toàn bộ tiết diện. Nếu tốc độ tăng dòng quá lớn có thể dẫn đến mật
độ dòng điện ở các điểm dẫn ban đầu quá lớn, sự phát nhiệt cục bộ quá mãnh
liệt có thể sẽ dẫn đến hỏng cục bộ, từ đó dẫn đến hỏng toàn bộ tiết diện tinh
thể bán dẫn.
Tốc độ tăng dòng cho phép cũng phân biệt ở thyristor tần số thấp có
dt
dI
khoảng 50 – 100 A/µs với các thyristor có tần số cao
dt
dI
khoảng 500 –
2000 A/µs. Trong các bộ biến đổi phải luôn luôn có biện pháp đảm bảo tốc độ
tăng dòng ở dưới giá trị cho phép. Điều này đạt được nhờ mắc nối tiếp với các
phần tử bán dẫn những điện kháng nhỏ, lõi không khí hoặc đơn giản hơn là
các xuyến ferit lồng lên nhau. Các xuyến ferit được dùng rất phổ biến vì cấu
tạo đơn giản, dễ thay đổi điện cảm bằng cách thay đổi số xuyến lồng lên thanh
dẫn. Xuyến ferit còn có tính chất của cuộn cảm bão hoà, khi dòng qua thanh
- 5 -
dẫn còn nhỏ điện kháng sẽ lớn để hạn chế tốc độ tăng dòng. Khi dòng đã lớn
ferit bị bão hoà từ, điện cảm giảm gần như bằng không. Vì vậy cuộn kháng
kiểu này không gây sụt áp trong chế độ dòng định mức chạy qua dây dẫn.
I.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHẦN TỬ NỐI SONG SONG VỚI CỰC ĐIỀU
KHIỂN.
1. ảnh hưởng của điện trở nối song song với cuặc điều khiển. Điện trở này ảnh

hưởng rất lớn đến Tiristo:
a. Làm tăng giá trị dòng qua van I
a
cần thiết để mở được và duy trì cho
van dẫn vì điện trở này rẽ nhánh dòng qua va qua nó.
b. hạn chế ảnh hưởng của tốc độ tăng áp du/dt, nó sẽ dẫn bớt dòng ký
sinh có hại này qua nó, giảm bớt tác động này đến cực điều khiển.
c. Tiristo có độ nhạy cao thường bắt buộc phải có điện trở này để dẫn
dòng nhiệt (dòng diện rò ) qua nó để tránh Tiristo bị mở vì dòng này.
d. Làm giảm hệ số khuếch đại vùng n
1
-p
2
-n
2
dẫn đến làm tăng điện áp
chuyển mạch của van.
e. Làm giảm được thời gian hồi phục tính chất khoá cho Tiristo vì nó
tạo thành mạch thoát cho các điện tích dư tích tụ trong vùng p
2
và n
2.
Nhìn chung để đánh giá chi tiết hơn cần biết giá trị của R
G
, R
S
. Tuy
nhiên quy luật chung của các điện trở này là: Tiristo càng nhỏ thì trị số R
S
càng lớn ( đôi khi coi rằng R

S
=
∞
)
Giá trị R
G
phụ thuộc vào kích thước tinh thể bán dẫn, tinh thể càng lớn
giá trị R
G
càng nhỏ.
2. ảnh hưởng của tụ điện nối song song với cực điều khiển.
a. Làm giảm ảnh hưởng của tốc độ tăng hợp du/dt gần như của điện trở,
tuy nhiên chỉ có tác dụng ở tần số cao đó do đó, khác với điện trở, tụ điện rất
có ích để chống nhiễm cao tần ảnh hưởng từ mạng điện lực tới mà không gây
hậu quả ở khu vực tần số thấp, nhất là với dòng ổn định một chiều.
- 6 -
b. Làm giảm độ dốc cả xung điều khiển mở van, dẫn đến ké dài hơn
thời gian mở van cũng như thời gian thời gian tăng dòng I
a
, do đó không có
lợi trong những mạch cần có tốc độ tăng dòng lớn.
c. Khi van đã dẫn điện áp trên trên tụ điện này có trị số xấp xỉ sụt áp trên
van (cỡ 1÷ 2V ). Điện áp này nói chung lớn hơn điện áp tối thiểu để mở van.
Khi van khoá lại sau đó lại có điện áp dương đặt trở lại thì dòng điện phóng ra
từ tụ điện này có thể làm van mở ra không cần có dòng điều khiển thực hiện
nữa ( ví dụ van làm việc ở tần số 50 Hz, nếu tụ đủ lớn để kéo dài dòng phóng
quá 10ms sẽ làm van mở ngay ở nửa chu kỳ điện áp trên van dương trở lại.)
3. ảnh hưởng của điện áp âm đặt lên cực điều khiển. Điện áp trên cực
điều khiển không được âm quá trị số cho phép của từng loại van ( thường giới
hạn ở mức 5V ). Vì vậy khi van làm việc có khả năng xuất hiện điện áp âm

quá mức trên cực điều khiển cần có biện áp hạn chế trước mà thông dụng nhất
là đấu thêm điốt nối tiếp song song với cực điều khiển như trên hình
4. ảnh hưởng của điện áp dương trên cực điều khiển khi điện áp trên
van lại âm, điều này có thể dẫn đến sự phát nhiệt quá mức ở cực điều khiển
làm hỏng van.
Nhìn chung nên hạn chế các tình trạng: U
GK
>0 trong khi U
Ak
<0; cũng
như U
GK
<0 trong khi U
AK
>0. Trong sổ tra cứu thường hai trị số âm và dương
của U
GK
lấy là -1 và vào khoảng 0,5V đến 1V.
]I.4. ĐẶC TÍNH VÔN – AMPE CỦA THYRISTOR
Đặc tính vôn – ampe của một Thyristor gồm hai phần (hình 2). Phần
thứ nhất nằm trong góc phần tư thé I là đặc tính thuận tương ứng với trường
hợp điện áp U
AK
> 0, phần thứ hai nằm trong góc phần tư thứ III gọi là đặc
tính ngược, tương ứng với trường hợp U
AK
< 0.
a. Trường hợp dòng điện vào cực điều khiển bằng không (I
G
= 0)

Khi dòng vào cực điều khiển của Thyristor bằng 0 hay khi hở mạch cực
điều khiển Thyristor sẽ cản trở dòng điện ứng với cả hai trường hợp phân cực
điện áp giữa anot – catot. Khi điện áp U
AK
< 0 theo cấu tạo bán dẫn của
Thyristor hai tiếp giáp J
1
, J
3
đều phân cực ngược, lớp J
2
phân cực thuận, như
- 7 -
vậy Thyristor sẽ sẽ giống như hai đi ốt mắc nối tiếp bị phân cực ngược. Qua
Thyristor sẽ chỉ có một dòng điện rất nhỏ chạy qua, gọi là dòng rò. Khi U
AK
tăng đạt đến một giá trị điện áp lớn nhất U
ngmax
sẽ xảy ra hiện tượng Thyristor
bị đánh thủng, dòng điện có thể tăng lên rất lớn. Giống như ở đoạn đặc tính
ngược của đi ốt quá trình bị đánh thủng là quá trình không thể đảo ngược
được, nghĩa là nếu có giảm điện áp U
AK
xuống dưới mức U
ngmax
thì dòng điện
cũng không giảm được về mức dòng rò. Thyristor đã bị hỏng.
Khi tăng điện áp anot – catot theo chiều thuận U
AK
> 0 lúc đầu cũng chỉ

có một dòng điện rất nhỏ chạy qua, gọi là dòng rò. Điện trở tương đương
mạch anot – catot vẫn có giá trị rất lớn. Khi đó tiếp giáp J
1
, J
3
phân cực thuận,
J
2
phân cực ngược. Cho đến khi U
AK
tăng đạt đến giá trị điện áp thuận lớn
nhất U
thmax
sẽ xảy ra hiện tượng điện trở tương đương mạch anot – catot đột
ngột giảm, dòng điện có thể chạy qua Thyristor và giá trị sẽ chỉ bị giới hạn
bởi
điện trở tải ở mạch ngoài. Nếu khi đó dòng qua Thyristor có giá trị lớn hơn
một mực dòng tối thiểu, gọi là dòng duy trì I
dt
thì khi đó thyristor sẽ dẫn dòng
trên đường đặc tính thuận, giống như đường đặc tính thuận ở đi ốt. Đoạn đặc
tính thuận được đặc trưng bởi tính chất dòng có thể có giá trị lớn nhưng điện
- 8 -
H×nh 2 §Æc tÝnh von-ampe cña thyristor
Dßng rß
Dßng rß
O
i
u
U

nmax
I
o=O
I
G2
> I
G1
> I
GO
I
v
I
dt
U
vmax
U
ngmax
áp rơi trên anot – catot thì nhỏ và hầu như không phụ thuộc vào giá trị của
dòng điện.
b. Trường hợp có dòng điện vào cực điều khiển (I
G
> 0)
Nếu có dòng điều khiển đưa vào giữa cực điều khiển và catot thì quá
trình chuyển điểm làm việc trên đường đặc tính thuận sẽ xảy ra sớm hơn,
trước khi điện áp thuận đạt đến giá trị lớn nhất, U
thmax
. Điều này được mô tả
trên hình 1.7 bằng những đường nét đứt, ứng với các giá trị dòng điều khiển
khác nhau I
G1

, I
G2
, I
G3
.. Nói chung nếu dòng điều khiển lớn hơn thì điểm
chuyển đặc tính làm việc sẽ xảy ra với U
AK
nhỏ hơn.
I.5. MỞ VÀ KHOÁ THYRISTOR
Thyristor có đặc tính giống như điôt, nghĩa là chỉ cho phép dòng chạy
qua theo một chiều, từ anot đến catot và cản trở dòng chạy theo chiều ngược
lại. Tuy nhiên khác với điôt, để thyristor có thể dẫn dòng ngoài điều kiện phải
có điện áp U
AK
> 0 còn cần thêm một số điều khiển khác. Do đó thyristor
được coi là phần tử bán dẫn có điều khiển để phân biệt với điôt là phần tử
không điều khiển được.
1. Mở thyristor
Khi được phân cực thuận U
AK
> 0 thyristor có thể mở bằng hai cách.
Thứ nhất có thể tăng điện áp anot- catot cho đến khi đạt đến giá trị điện áp
thuận lớn nhất , U
thmax
khi đó điện trở tương đương trong mạch anot – catot sẽ
giảm đột ngột và dòng qua thyristor sẽ hoàn toàn do mạch ngoài xác định.
Phương pháp mở này trong thực tế không được áp dụng và còn nguyên nhân
mở không mong muốn vì không phải lúc nào cũng có thể tăng được điện áp
đến giá trị U
thmax

. Vả lại như vậy sẽ xảy ra trường hợp thyristor tự mở ra dưới
tác dụng của các xung điện áp nhiễu tại một thời điểm ngẫu nhiên, không định
trước.
Phương pháp thứ hai là phương pháp được áp dụng thực tế là đưa một
xung dòng điện có giá trị nhất định vào giữa cực điều khiển và catot. Xung
dòng điện điều khiển sẽ chuyển trạng thái của thyristor từ trở kháng cao sang
trở kháng thấp ở mức điện áp anot – catot nhỏ. Khi đó nếu dòng qua anot –
- 9 -
catot lớn hơn một giá trị nhất định, gọi là dòng duy trì (I
dt
) thì thyristor sẽ tiếp
tục cho trạng thái mở dẫn dòng mà không cần đến sự tồn tại của xung dòng
điều khiển nữa. Điều này nghĩa là có thể điều khiển mở các thyristor bằng các
xung dòng có độ rộng xung nhất định, do đó công suất của mạch điều khiển
có thể là rất nhỏ, so với công suất của mạch lực mà thyristor là một phần tử
đóng cắt, khống chế dòng điện.
2. Khoá thyristor
Một thyristor đang dẫn dòng sẽ trở về trạng thái khoá (điện trở tương
đương mạch anot – catot tăng cao) nếu dòng điện giảm xuống, nhỏ hơn giá trị
dòng duy trì I
dt
. Tuy nhiên để thyristor vẫn ở trạng thái khoá, với trở kháng
cao, khi điện áp anot – catot lại dương (U
AK
> 0) cần phải có một thời gian
nhất định để các lớp tiếp giáp phục hồi hoàn toàn tính chất cản trở dòng điện
của mình. Khi thyristor dẫn dòng theo chiều thuận U
AK
> 0, hai lớp tiếp giáp
J

1
, J
3
phân cực thuận, các điện tích đi qua hai lớp này dễ dàng và lấp đầy tiếp
giáp J
2
đang bị phân cực ngược. Vì vậy mà dòng điện có thể chảy qua ba lớp
tiếp giáp J
1
, J
2
, J
3
. Để khoá thyristor lại cần giảm dòng anot – catot về dưới
mức dòng duy trì (I
dt
) và đặt một điện áp ngược lên anot – catot (U
AK
< 0)
trong một khoảng thời gian tối thiểu, gọi là thời gian phục hồi, t
r
. Trong thời
gian phục hồi có một dòng điện ngược chạy giữa catot và anot. Dòng điện
ngược này di tản các điện tích ra khỏi tiếp giáp J
2
và nạp điện cho tụ điện
tương đương của hai tiếp giáp J
1
, J
3

lúc này đang bị phân cực ngược. Kết quả
là khả năng cản trở dòng điện của J
1
. J
3
, được phục hồi. Thời gian phục hồi
phụ thuộc vào lượng điện tích cần được di tản ra ngoài cấu trúc bán dẫn của
thyristor và nạp điện cho tiếp giáp J
1
, J
3
.
Quá trình khoá một thyristor được mô tả trên đồ thị hình 3.
Theo hình 3 phần điện tích gạch chéo dưới đường dòng điện là lượng
điện tích Q cần di tản ra ngoài cấu trúc bán dẫn của thyristor.
- 10 -
I
v
I
vo
O
i
t
U
Q
t
di/dt
t
Hỡnh 3. Quỏ trỡnh khoỏ mt thyristor, ý ngha ca thi gian phc hi, t
r

Thi gian phc hi l mt trong nhng thụng s quan trng ca
thyristor thi gian phc hi xỏc nh di tn s lm vic ca thyristor, t
r
, cú
giỏ tr c 5 50 às i vi cỏc thyristor tn s cao v c 50 200 às i vi
cỏc thyristor tn s thp.
I.6. CC YU CU I VI TN HIU IU KHIN THYRISTOR
Quan h gia in ỏp trờn cc iu khin v catot vi dũng in i vo
cc iu khin xỏc nh cỏc yờu cu i vi tớn hiu iu khin thyristor . Vi
cựng mt loi thyristor nh sn xut s cung cp mt h c tớnh iu khin,
vớ d nh trờn hỡnh 4, trờn ú cú th thy c cỏc c tớnh gii hn v in
ỏp v dũng in nh nht, ng vi mt nhit mụi trng nht nh m tớn
hiu iu khin phi m bo m c chc chn mt thyristor. Dũng iu
khin i qua tip giỏp p-n gia cc iu khin v catot cng lm phỏt núng
tip giỏp ny. Vỡ vy tớn hiu iu khin cng phi b hn ch v cụng sut.
Cụng sut gii hn ca tớn hiu iu khin ph thuc thi gian. Nu tớn hiu
iu khin l mt xung cú rng cng ngn thỡ cụng sut cho phộp cú th
cng ln.
- 11 -
Hình 4 Yêu cầu đối với tín hiệu điều khiển
Giới hạn điện áp nhỏ nhất
Giới hạn dòng điện nhỏ nhất
Giới hạn công suất với độ rộng
xung khác nhau
0,1ms
Vùng mở chắc chắn
Thynsitor
0,1ms
O
0,1ms

T = Oc
0
T = -1Oc
0
Sơ đồ tiêu biểu của một mạch khuếch đại xung điều khiển thyristor
được cho trên hình 5. Khoá Transistor T được điều khiển bởi một xung có độ
rộng nhất định, đóng cắt điện áp phía sơ cấp biến áp xung. Xung điều khiển
đưa đến cực điều khiển của thyristor ở bên phía cuộn thứ cấp. Như vậy mạch
lực được cách ly hoàn toàn với mạch điều khiển bởi biến áp xung. Điện trở R
hạn chế dòng qua transistor và xác định nội trở của nguồn tín hiệu điều
khiển. Điôt D1 ngắn mạch cuộn sơ cấp biến áp cung khi transistor T khoá lại
để chống quá áp trên T. Điot D
2
ngăn xung âm và cực điều khiển. Điot D
3
mắc song song với cực điều khiển và có thể song song với tụ C có tác dụng
giảm quá áp trên tiếp giáp G – K khi thyristor bị phân cực ngược.
- 12 -
bax
D
2
V
D
3
C
T
D
1
R
+Un

Hình 5
II. CÁC BỘ BIẾN ĐỔI XUNG ÁP
II.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG.
Các bộ điện áp xoay chiều (ĐAXC) dùng để đóng ngắt hoặc thay đổi
được điện áp xoay chiều ra tải. Do tải đòi hỏi dòng điện xoay chiều nên phải
dùng loại van bán dẫn là TRIAC hoặc ghép hai van dẫn một chiều song song
ngược nhau để mỗi van đảm nhận một chiều của dòng tải: Như vậy có thể
ghép 2 thyistor với nhau (gọi là kiểu đối xứng ) hoặc 1 thyristor với 1 điôt.
ĐAXC dùng van bán dẫn có đầy đủ các ưu điểm của nhưng mạch công
suất sử dụng kỹ thuật bán dẫn như: Dễ điều chỉnh và tự động hoá, làm việc ổn
định, phản ứng nhanh với các đột biến điều khiển, độ tin cậy và tuổi thọ cao,
kích thước gọn, dễ thay thế. Thích hợp với quá trình hiện đại hoá, tập chung
hoá các quá trình công nghệ...Nhược điểm chung và cơ bản của ĐAXC là
điện áp ra tải không sin trong toàn dải điều chỉnh. Điện áp trên tải chỉ sin khi
đưa toàn bộ điện áp nguồn ra tải, do vậy độ méo điện áp trên tải sẽ càng lớn
khi điều chỉnh càng sâu, thành phần sóng dài khá cao. Với những tải yêu cầu
nghiêm ngặt về độ méo và thành phần sóng dài không thể dùng ĐAXC được.
Do vậy ứng dụng chủ yếu của nó là cho dạng tải có tính thuần trở:
- Điều chỉnh ánh sáng đèn sợi đốt và ổn định độ phát quang của hệ
chiếu sáng.
- Điều chỉnh và ổn định nhiệt độ các lò điện trở bằng cách khống chế
công suất đưa vào lò.
- ĐAXC cùng được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ điện không
đồng bộ. Nhưng chỉ phù hợp với phụ tải của động cơ dạng quạt gió hoặc máy
bơm li tâm với phạm vi điều chỉnh không lớn. ĐAXC thích hợp với các chế
độ như khởi động, đóng ngắt tải cho động cơ điện.
- ĐAXC cũng được dùng để điều chỉnh điện áp sơ cấp các biến áp lực
và thông qua đó điều chỉnh điện áp ra tải, phụ tải có thể dùng dòng điện xoay
chiều hoặc một chiều ( chỉnh lưu điôt phía thứ cấp ) khi rơi vào hai trường
- 13 -

hợp sau : a/. điện áp thứ cấp thấp hơn điện áp sơ cấp như dòng điện thứ cấp
rất lớn. b/. điện áp thứ cấp mà tải yêu càu cao hơn nhiều lần điện áp nguồn.
Nguyên tắc điều chỉnh của ĐAXC là điều chỉnh góc mở của van bán
dẫn. Các van làm việc với điện áp xoay chiều nên được khoá tự nhiên bằng
điện áp nguồn và cũng chịu các ảnh hưởng của lưới điện đến van, kiểu điều
khiển van cũng là dịch pha điểm phát xung so với pha nguồn xoay chiều.đặc
trưng khác biệt và các cơ sở do tính toán.
- 14 -
II.2 XUNG ÁP XOAY CHIỀU 3 PHA
1. Các ơ đồ ứng dụng.
Hình 7. Sơ đồ XAAC 3 pha
a, tải có thể dấu Y hoặc **:
b, thyristor V
1
, V
2
, V
3
, sẽ tạo thành điểm chung tính giả cho tải Z
A
, Z
b
, Z
c
,.
XAAC 3 pha có thể thực hiện theo các phương án như trên hình 7. Sơ đồ (a)
có thể áp dụng bán điều khiển, ví dụ thay V
4
, V
6

, V
2
bằng 3 điôt.
2. Ưu nhược điểm của sơ đồ
- Các sơ đồ XAAC nói chung đều đơn giản, do đó cho hiệu quả cao
trong quá trình điều chỉnh điện áp xoay chiều.
- Tuy nhiên dạng điện áp ra phụ thuộc rất nhiều vào góc độ điều khiển và
tính chất của tải. Dạng điện áp ra cũng rất không sin.
- Phù hợp với các ưng dụng yêu cầu công suất vừa và nhỏ, nhất là với
tải thuần trở vì khi đó dạng điện áp trên tải không yêu cầu khắt khe.
- Với công suất lớn có thể áp dụng trong những trường hợp dải điều
chỉnh điện áp yêu cầu hẹp hoặc quá trình điều chỉnh chỉ diễn ra trong một thời
gian ngắn, ví dụ trong các bộ khởi động cơ.
- 15 -
A
v
1
v
4
v
6
v
3
B
v
2
v
5
C
Z

A
A B C
Hình 7
Z
B
Z
C
Z
AB
Z
BC
Z
CA
Z
C
Z
B
Z
A
v
1
v
2
v
3