Tải bản đầy đủ (.docx) (37 trang)

THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNGĐỒNG BỘ BA PHA ROTO LỒNG SÓC

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.35 MB, 37 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG
----------

ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Đề tài: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU
ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG
ĐỒNG BỘ BA PHA ROTO LỒNG SÓC

Giảng viên hướng dẫn : TS. NGUYỄN NGỌC KHOÁT
Sinh viên thực hiện : HÀ VĂN HUY
Lớp
: Đ8-ĐCN3
Khóa
: 2013-2018

Hà nội – 2015
Các số liệu cho trước:


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

Thiết kế bộ điều áp xoay chiều để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3
pha Roto lồng sóc với thông số :
U = 380V ;
f =50Hz ;
P = 75 kW;
n = 1200 v/phút;


ƞ = 0,9;
cosφ = 0,95;
Mkd/Mdm = 1,10 ;
Mmax/Mdm = 2;
Ikd/Idm = 5,5;
J = 1,6kg/m2;
U1 = 220/380V.

MỞ ĐẦU
SVTH: Hà Văn Huy

2


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

Ngày nay, trên tất cả các nước trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng ở đó
các thiết bị bán dẫn đã và đang thâm nhập vào các ngành công nghiệp, nông nghiệp và
cả trong lĩnh vực sinh hoạt. Các nhà máy, xí nghiệp đã ứng dụng ngày càng nhiều
những thành tựu của công nghiệp điện tử công suất .
Ứng dụng Điện tử công suất trong truyền động điện – điều khiển tốc độ động
cơ điện là lĩnh vực quan trọng và ngày càng phát triển. Các nhà sản xuất không ngừng
cho ra đời các sản phẩm và công nghệ mới về các phần tử bán dẫn công suất và các
thiết bị điều khiển đi kèm. Là những sinh viên Tự Động Hoá được thầy giáo giao cho
đồ án với đề tài “Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha điều khiển tốc độ động cơ
không đồng bộ ba pha roto lồng sóc”, chúng em đã cố gắng tìm hiểu kĩ v ề các
phương án công nghệ sao cho bản thiết kế v ừa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật, vừa đảm
bảo yêu cầu kinh tế. Với hy vọng đồ án điện tử công suất này là một bản thiết kế kĩ

thuật có thể hoạt động tốt, đáp ứng các nhu cầu và được áp dụng được trong thực tế.
Mặc dù chúng em đã rất nỗ l ực và cố g ắng làm việc với tinh thần học hỏi
nghiêm túc, tuy nhiên đây là lần đầu tiên chúng em làm đồ án, và đặc biệt do nhận
thức về thực tế của chúng em còn nhiều hạn chế nên chúng em không thể tránh khỏi
những sai sót, chúng em mong nhận được sự phê bình góp ý của các thầy để giúp
chúng em hiểu rõ hơn các vấn đề trong đồ án cũng như những ứng dụng thực tế để đồ
án của chúng em được hoàn thiện hơn .
Trong quá trình làm đồ án chúng em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy
giáo trong bộ môn và đặc biệt là sự chỉ bảo tận tình của thầy Nguyễn Ngọc Khoát đã
giúp chúng em hoàn thành đồ án này. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy và hi
vọng thầy sẽ giúp đỡ trong việc học tập của chúng em sau này !

SVTH: Hà Văn Huy

3


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

NHẬN XÉT CỦA GVHD
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
..................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
..................................................................................................................................

SVTH: Hà Văn Huy

4


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ
1.1.

Máy điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc
1.1.1. Giới thiệu

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên
lý cảm ứng điện từ,có tốc độ quay của rôto n (tốc độ của máy ) khác với tốc độ
quay của từ trường n1
Máy điện không đồng bộ có hai dây quấn :dây quấn stato( dây quấn sơ
cấp) nối với lưới điện có tần số f, dây quấn rôto (thứ cấp) nối tắt lại hoặc khép kín
trên điện trở. Dòng điện trên dây quấn rôto được sinh ra nhờ suất điện động cảm

ứng có tần số f2 phụ thuộc vào tốc độ rôto nghĩa là phụ thuộc vào tải trên trục của
máy. Cũng như các máy điện quay khác, MĐKĐB có tính thuận nghịch, nghĩa là
có thể làm việc ở chế độ động cơ và chế độ máy phát điện. Máy phát điện không
đồng bộ có đặc tính làm việc không tốt lắm so với máy phát điện đồng bộ nên ít
được dùng .
ĐCKĐB so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận hành không phức
tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên được sử dụng nhiều trong sản xuất và sinh
hoạt. ĐCKĐB có các loại: động cơ một pha, hai pha và ba pha. ĐCKĐB có công
suất lớn trên 600W thường là loại ba pha có ba dây quấn làm việc, trục các dây
quấn lệch nhau trong không gian một góc 120 o. Các động cơ có công suất nhỏ hơn
600W thường là loại hai pha hoặc một pha. Động cơ hai pha có hai dây quấn làm
việc ,trục của hai dây quấn đặt lệch nhau trong không gian một góc 90 o. Động cơ
một pha chỉ có một dây quấn làm việc
- Các số liệu định mức của ĐCKĐB :
Công suất cơ có ích trên trục : Pđm
Điện áp dây stato
: U1đm
Dòng điện dây stato
: I1đm
Tần số dòng điện stato
:f
Tốc độ quay rôto
: nđm
Hệ số công suất
: cosfđm
Hiệu suất
: hđm
1.1.2. Cấu tạo

Cũng giống như các máy điện khác máy điện không đồng bộ ba pha gồm

có 3 phần: phần tĩnh (stato), phần quay (rôto) và khe hở.
1.1.2.1.
Phần tĩnh (hay stato): Trên Stato có vỏ, lõi sắt và dây quấn.
- Vỏ máy: Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt và dây quấn, không dùng
để làm mạch dẫn từ. Thường vỏ máy làm bằng gang. Đối với máy có công suất
tương đối lớn (1000kw)thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ. Tuỳ theo cách
làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau.
- Lõi sắt: Lõi sắt là phần dẫn từ. Do từ trường đi qua lõi sắt là từ trường
quay nên để giảm tổn hao, lõi sắt được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện
SVTH: Hà Văn Huy

5


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

dày từ 0.5mm ép lại. Khi đường kính trị số trên thì phải dùng những tấm hình
rẻ quạt, gép lại thành khối tròn. Mỗi lá thép kỹ thuật điện dều có chỉ phủ sơn
cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Nếu lõi sắt
ngắn có thể ghép thành một khối. Nếu lõi sắt quá dài thì thường ghép thành
từng thếp ngắn, mỗi thếp dài 6 đến 8cm chác nhau 1 cm để thông gió cho tốt.
Mặt trong của lá thép có sẻ rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi sắt.
1.1.2.2. Phần quay (hay Rôto): Phần này có hai bộ phận chính là lõi sắt
và dây quấn.
-Lõi sắt: Lõi sắt rôto được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện. Phía
ngoài của lá thép được xẻ rãnh để đặt dây quấn. Lõi sắt được ép trực tiếp lên
trục máy hoặc lên một giá rôto của máy .
-Dây quấn: Rôto có hai loại chính : Rôto kiểu lồng sóc và Rôto kiểu dây

quấn.
+ Loại Rôto kiểu lồng sóc: Kết cấu của loại dây quấn này rất khác
với dây quấn stato. Trong mỗi rãnh của lõi sắt Rôto đặt vào một thanh dẫn bằng
đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và dược nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành
mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà người ta gọi là lồng sóc.
Nhận xét: Rôto lồng sóc chế tạo đơn giản với số lượng lớn trong dây
truyền công nghiệp, giá thành rẻ hơn, bền hơn dễ bảo quản so với rôto dây
quấn, nhưng lại khó mở máy hơn rô to dây quấn dặc biệt những động cơ công
suất lớn. Trong những hệ thống có yêu cầu không cao về điều chỉnh tốc độ (có
thể điều chỉnh theo cấp), điều kiện mở máy không quá khó khăn ta nên sử dụng
động cơ rôto lông sóc.
+ Loại Roto kiểu dây quấn: Rôto có dây quấn giống như dây quấn
stato.Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai
lớp vì bớt được những dây dầy nối,kết cấu dây quấn trên Rôto chặt chẽ.Trong
máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp.Dây quấn ba pha của
rôto thường đấu hình sao, có ba đầu kia được nối vào ba rãnh trượt thường làm
bằng đồng đặt cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với
mạch điện bên ngoài.
Nhận xét: Động cơ điện rôto dây quấn chế tạo phức tạp hơn rôto lồng
sóc nên giá thành dắt hơn mà bảo quản cũng khó khăn hơn(dễ bị chập pha, mát
và dò điện từ các dây ra vỏ máy rất nguy hiểm); hiệu suất của máy cũng thấp
hơn so với rôto lông sóc; khi sử dụng vành trượt dễ phát sinh tia lửa điện gây
cháy nổ, làm nhiễu quá trình điều khiển.
1.1.2.3 . Khe hở: Vì rôto là một khối tròn nên khe hở rất đều. Khe hở trong máy điện
không đồng bộ rất nhỏ để hạn chế dòng điện từ hoá lấy từ lưới vào như vậy
mới có thể làm cho hệ số công suất của máy cao lên.
1.1.3. Nguyên lý làm việc:

Máy điện KĐB là loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm điện
từ . Khi cho dòng điện 3 pha đi vào dây quấn 3 pha đạt trong lõi sắt stato của máy thì

trong máy sinh ra một từ trường quay vói tốc độ đồng bộ:

n1 = 60.

f1
p
(1.1)

SVTH: Hà Văn Huy

6


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

Trong đó : f1 là tần số dòng điện đưa vào
p là số đôi cực của máy .
Từ trường này quét qua dây quấn nhiêu pha tự ngắn mạch dặt trên lõi sắt rôto và cảm
ứng trong dây quấn đó suất điện động và dòng điện. Từ thông do dòng điện này sinh
ra hợp với từ thông của stato tạo thành từ thông khe hở. Dòng điện trong dây quấn rôto
tác dụng với từ thông khe hở này sinh ra momen. Tác dụng đó có quan hệ mât thiết
với tốc độ quay n của rôto. Với những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc
của máy cũng khác nhau. Để chỉ phạm vi tốc độ của máy, người ta dùng hệ số trượt s:

s% =

n1 − n
.100

n1

(1.2)

Có 3 phạm vi tốc độ của máy điện KĐB:
- Trường hợp rôto quay thuận và nhanh hơn tốc độ đồng bộ (n> n 1 hay s< 0).
Dùng một động cơ sơ cấp nào đó quay rôto của máy vượt quá tốc độ đồng bộ. Lúc đó
chiều của từ trường quay quét qua dây dãn sẽ ngược lại, suất điện động và dòng điện
trong dây dẫn rôto cũng đổi chiều nên chiều của momen cũng ngược với chiều quay
của n1 nghĩa là ngược chiều quay của rôto nên đó là momen hãm lúc này máy làm
việc ở chế độ máy phát điện .
- Trường hợp rôto quay ngược chiều quay của từ trường quay (n<0 hay s>1).
Do một nguyên nhân nào đó rôto quay ngược chiều với từ trương quay thì lúc đó chiều
quay của suất điện động, dòng điện và momen vẫn giống như lúc ở chế độ động cơ
điện. Vì momen sinh ra ngược với chiều quay của rôto nên có tác dụng hãm rôto
đứng lại. Máy điện làm việc ở chế độ hãm.
- Trường hợp rôto quay thuận với từ trường quay nhưng tốc độ nhỏ hơn tốc độ
đồng bộ (0Do nchiều suất điện động sinh ra có thể xác định theo quy tắc bàn tay phải. Dòng điện sinh
ra trong dâyquấn rôto cùng chiều với suất điện động và tác dụng với từ trường tổng
trong khe hở sinh ra lực F và momen M mà chiều được xác định theo quy tắc bàn tay
trái. Momen đó kéo rôto quay theo chiều từ trường quay. Điện năng đưa tới rôto đã
biến thanh cơ năng trên trục nghĩa là máy điện làm việc ở chế độ động cơ.
1.2. Phương trình đặc tính cơ

Để thành lập phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ba pha ta sử
dụng sơ đồ thay thế. Khi nghiên cứu ta đưa ra một số giả thiết sau đây:
- Coi 3 pha là đối xứng
- Các thông số của động cơ không đổi nghĩa là không phụ thuộc vào nhiệt

độ, điện trở rôto không phụ thuộc vào tần số dòng điện rôto, mạch từ
không bão hòa nên điện kháng X 1, X 2 không đổi.
- Tổng dẫn mạch từ hóa không thay đổi, dòng điện từ hóa không phụ thuộc tải
mà chỉ phụ thuộc điện áp đặt vào stato của động cơ.
- Bỏ qua các tổn thất ma sát, tổn thất trong lõi thép
- Điện áp lưới hoàn toàn Sin và đối xứng 3 pha
Khi cuộn dây stato được cấp điện với điện áp định mức U1f trên một pha
mà giữ yên rôto(không quay) thì mỗi pha của cuộn dây rôto sẽ xuất hiện sức
điện động E2pha.dm theo nguyên lý máy biến áp. Hệ số quy đổi sức điện động

SVTH: Hà Văn Huy

7


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

KE =

U1 f
E2 pha.dm
(1.3)

Kr =
Từ đó có hệ số quy đổi của dòng điện là:

1
KE


Hình 1.1 Sơ đồ thay thế một pha của động cơ không đồng bộ ba pha
Với các hệ số quy đổi này các đại lượng điện ở mạch rôto có thể quy đổi về
phía mạch stato theo cách sau:
- Dòng điện: I’2 = K1 .I2
- Điện kháng: X’2 = Kx .X2
- Điện trở : R’2 = KR .R2
Dòng điện rôto quy đổi về phía stato có thể tính từ sơ đồ thay thế:

I 2' =

U1 f
2


R2' 
' 2
R
+
+
X
+
X
(
1
2)
 1 S ÷


(1.4)


Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB ba pha
Cho đến nay, người ta đã nghiên cứu nhiều về vấn đề điều chỉnh tốc độ động cơ
KĐB, nhìn chung mỗi phương pháp đều có ưu khuyết điểm của nó và chưa giải quyết
được toàn bộ vấn đề như phạm vi điều chỉnh, năng lượng tiêu thụ, độ bằng phẳng khi
điều chỉnh, thiết bị sử dụng…
Tuy có những khó khăn nhát định trong việc điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB
nhưng trong những trường hợp nào đó thì phương pháp điều chỉnh tốc độ thích hợp
1.3.

SVTH: Hà Văn Huy

8


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

cũng có thể thoả mãn được yêu cầu . Các phương pháp điều chỉnh chủ yếu được thực
hiện :
- Trên stato : thay đổi điện áp đưa vào dây quấn stato , thay đổi số đôi
cực của dây quấn stato , hay thay đổi tần số nguồn điện .
-Trên roto : thay đổi điện trở rôto hoặc nối tiếp trên mạch rôto một hay
nhiều máy điện phụ gọi là nối cấp .
Các phương pháp chủ yếu để điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB là:
1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn cấp
2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch rôto
3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số
4. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực

Ở đồ án này, chúng e sẽ nghiên cứu chuyên sâu về phương pháp thay đổi điện
áp nguồn cấp( băm xung xoay chiều) để điều chỉnh tốc độ động cơ.
1.3.1.

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp

U dk



ÐKB

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý
Bộ Điều áp xoay chiều có thể là:
- Một máy biến áp ( 3 pha) nhiều đầu ra, chuyển mạch đơn giản nhờ các tiếp
điểm cơ khí.
- Một máy biến áp tự ngẫu( khi công suất không lớn)
- Bộ biến đổi ACC (Alternative Current Controller) sử dụng các van bán dẫn
công suất cho phép điều chỉnh điện áp.
Ta nhận thấy khi giữ nguyên điện trở (R 1), điện kháng (X1) cuộn stato thay đổi
điện áp U1ph điện áp dặt vào stato, thì khi U 1ph giảm thì mômen tới hạn sẽ giảm rất
nhanh theo bình phương U1ph :

SVTH: Hà Văn Huy

9


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát


M th =

Đồ án điện tử công suất

3.U12ph
2
2ω0 ( R1 + R12 + X nm

(1.5)

ω0 =

2π f1
p

Tốc độ đồng bộ :

(1.6)
th =

Và tốc độ trượt giới hạn:

R2'
2
R12 + X nm

T

(1.7)


thì không thay đổi.

Hình 1.3: Các đường đặc tính cơ
Nhận xét: Trên thực tế hầu hết các động cơ KĐB có độ trượt tới hạn (ứng với
đặc tính cơ tự nhiên) nhỏ nên khi dùng để điều chỉnh tốc độ sẽ bị hạn chế vì dải điều
chỉnh rất hẹp. Ngoài ra khi giảm điện áp,mômen còn bị giảm rất nhanh theo bình
phương điện áp.
Vì lý do trên, phương pháp này ít được sử dụng cho động cơ KĐB roto lồng
xóc mà thường được dùng kết hợp với điều chỉnh điện trở mạch roto đối với động cơ
không đồng bộ rôto dây quấn nhằm mở rộng dải điều chỉnh. Hơn nữa, khi thay đổi
điện áp chỉ thực hiện được về phía giảm dưới giá trị định mức nên kéo theo momen tới
hạn giảm nhanh theo bình phương điện áp và khi điện áp đặt vào động cơ giảm,
moomen tới hạn giảm khi tốc độ không tải lý tưởng (tốc độ đồng bộ ω o ) giữ nguyên
nên khi giảm tốc độ thì độ cứng đặc tính cơ giảm, độ ổn định tốc độ kém đi.
1.3.2.

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực

ĐCĐKĐB trong điều kiện làm việc bình thường có hệ số trượt nhỏ, do đó
tốc độ ĐC gần bằng tốc độ đồng bộ n1=60f/p . Khi tần số không đổi thì tốc độ của ĐC
SVTH: Hà Văn Huy

10


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

tỷ lệ nghịch với số đôi cực. Do đó khi thay đổi số đôi cực của stato có thể thay đổi

được tốc độ.

Hình 1.4: Sơ đồ điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực
Cùng hai cuộn dây , tuỳ theo cách đấu mà được bước cực khác nhau nghĩa là số
cực khác nhau (theo tỷ lệ 2:1 ) .
Dây quấn stato có thể nối thành bao nhiêu số đôi cực khác nhau thì có bấy
nhiêu cấp . Vì vậy thay đổi tốc độ chỉ có thể thay đổi từng cấp một , không bằng
phẳng .Thường có hai cấp tốc độ gọi là động cơ điện hai tốc độ , cũng có loại ba, bốn
tốc độ.
Phương pháp này không dùng cho loại động cơ rôto dây quấn vì dây quấn rôto
trong loại động cơ này có số đôi cực bằng số đôi cực của dây quấn stato , do đó khi
đấu lại dây quấn stato để có số đôi cực khác nhau thì dây quấn rôto cũng phải đấu lại
nên không tiện lợi . Nhưng rôto lồng sóc có thể thích ứng với bất cứ số đôi cực nào
của dây quấn stato , do đó thích hợp cho động cơ điện thay đổi số đôi cực để điều
chỉnh tốc độ .
1.3.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch rôto

Hình a: Sơ đồ nguyên lý
Hình b : Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện trở phụ
SVTH: Hà Văn Huy

11


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

1.3.4. Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi tần số nguồn


cung cấp ( biến tần )
BBT(Bộ biến tần) : là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành
dòng điện xoay chiều ở tần số khác.Với các BBT dùng trong điều chỉnh tốc độ động
cơ xoay chiều ngoài việc thay đổi tần số, chúng còn có thể thay đổi cả điện áp lưới
cấp.
Tần số nguồn điện cung cấp cho động cơ KĐB quyết định giá trị tốc đọ từ

no =

60 f1
p

trường quay cũng la tốc dộ không tải lý tưởng
(vòng/phút). Do vậy bằng
cách thay đổi tần số nguồn cung cấp cho phần cảm ta có thể điều chỉnh được tốc độ
động cơ.
Khi thay đổi tần số f1 thì tốc độ đồng bộ ωo sẽ thay đổi đồng thời điện kháng
X1,X2 cũng thay đổi (vì X= 2πfl) kéo theo sự thay đổi cả độ trượt tới hạn S th và momen
tới hạn Mth .
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU 3 PHA
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
2.1. Bộ điều áp xoay chiều ba pha
2.1.1. Định Nghĩa
Bộ biến đổi xung áp là bộ biến đổi mà điện áp nguồn được đóng, cắt vào phụ
tải một cách có chu kỳ. Do đó điện áp trên tải là những xung áp một chiều hoặc xoay
chiều tùy thuộc vào điện áp nguồn là điện áp một chiều hoặc điện áp xoay chiều.
2.1.2. Phân loại
Thông thường người ta chia bộ biến đổi xung áp thành hai loại chính là:
Loại có dây trung tính và loại không có dây trung tính
+ Khi bộ biến đổi điện áp ba pha được ghép từ ba bộ biến đổi điện áp một pha


Hình 2.1: Bộ biến đổi xung áp có dây trung tính
Khi tăng góc điều khiển sẽ làm giảm thời gian dẫn dòng qua thyristor. Ứng với một
giá trị nào đó, dòng trong một pha sẽ giảm về không trước khi mở thyristor của pha
SVTH: Hà Văn Huy

12


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

sau. Như vậy sẽ xuất hiện những khoảng thời gian không có dòng và khoảng dẫn của
tiristor sẽ bị giảm đến giới hạn nhỏ hơn 60
+ Khi bộ biến đổi xung áp được đấu sao, không có dây trung tính, quá trình
điện từ trong mạch hoàn toàn khác so với sơ đồ trên, vì quá trình dẫn dòng trong một
pha phải tương thích với quá trình dẫn dòng trong pha khác

Hình 2.2: Bộ biến đổi xung áp không có dây trung tính
2.1.3. Các van được dùng trong mạch
Thyritor (SCR – silicon controlled rectifier)
Cấu tạo và đặc trưng:

Hình 2.3: Cấu tạo của Thyristor
Thyristor có cấu tạo gồm 4 lớp bán dẫn ghép lại tạo thành hai Transistor mắc
nối tiếp, một Transistor thuận và một Transistor ngược (như sơ đồ tương đương ở
trên).Thyristor có 3 cực là Anot, Katot và Gate gọi là A-K-G, Thyristor là Diode có
điều khiển , bình thường khi được phân cực thuận, Thyristor chưa dẫn điện, khi có một
điện áp kích vào chân G => Thyristor dẫn cho đến khi điện áp đảo chiều hoặc cắt điện

áp nguồn Thyristor mới ngưng dẫn..

SVTH: Hà Văn Huy

13


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

Hình 2.4: Nguyên lý dẫn dòng
Khi có một dòng điện nhỏ IG kích vào cực nền của Transistor NPN T1 tức
cổng G của SCR. Dòng điện IG sẽ tạo ra dòng cực thu IC1lớn hơn, mà IC1 lại chính là
dòng nền IB2 của transistor PNP T2 nên tạo ra dòng thu IC2 lại lớn hơn trước… Hiện
tượng này cứ tiếp tục nên cả hai transistor nhanh chóng trở nên bảo hòa. Dòng bảo hòa
qua hai transistor chính là dòng anod của SCR. Dòng điện này tùy thuộc vào VAA và
điện trở tải RA.
Cơ chế hoạt động như trên của SCR cho thấy dòng IG không cần lớn và chỉ cần
tồn tại trong thời gian ngắn. Khi SCR đã dẫn điện, nếu ta ngắt bỏ IG thì SCR vẫn tiếp
tục dẫn điện, nghĩa là ta không thể ngắt SCR bằng cực cổng, đây cũng là một nhược
điểm của SCR so với transistor.
Người ta chỉ có thể ngắt SCR bằng cách cắt nguồn VAA hoặc giảm VAA sao
cho dòng điện qua SCR nhỏ hơn một trị số nào đó (tùy thuộc vào từng SCR) gọi là
dòng điện duy trì IH (hodding current).
Đặc tuyến Volt-Ampere của SCR:
Đặc tuyến này trình bày sự biến thiên của dòng điện anod IA theo điện thế
anod-catod VAK với dòng cổng IG coi như thông số.
- Khi SCR được phân cực nghịch (điện thế anod âm hơn điện thế catod), chỉ có một
dòng điện rỉ rất nhỏ chạy qua SCR.

- Khi SCR được phân cực thuận (điện thế anod dương hơn điện thế catod), nếu ta nối
tắt (hoặc để hở) nguồn VGG (IG=0), khi VAK còn nhỏ, chỉ có một dòng điện rất nhỏ
chạy qua SCR (trong thực tế người ta xem như SCR không dẫn điện), nhưng khi VAK
đạt đền một trị số nào đó (tùy thuộc vào từng SCR) gọi là điện thế quay về VBO thì
điện thế VAK tự động sụt xuống khoảng 0,7V như diode thường. Dòng điện tương
ứng bây giờ chính là dòng điện duy trì IH. Từ bây giờ, SCR chuyển sang trạng thái
dẫn điện và có đặc tuyến gần giống như diode thường.
Nếu ta tăng nguồn VGG để tạo dòng kích IG, ta thấy điện thế quay về nhỏ hơn và khi
dòng kích IG càng lớn, điện thế quay về VBO càng nhỏ.

SVTH: Hà Văn Huy

14


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

Hình 2.5: Đồ thị đặc tuyến Volt-Ampe
Sau đây là các thông số kỹ thuật chính của SCR :
- Dòng thuận tối đa:
Là dòng điện anod IA trung bình lớn nhất mà SCR có thể chịu đựng được liên
tục. Trong trường hợp dòng lớn, SCR phải được giải nhiệt đầy đủ. Dòng thuận tối đa
tùy thuộc vào mỗi SCR, có thể từ vài trăm mA đến hàng trăm Ampere.
- Điện thế ngược tối đa:
Đây là điện thế phân cực nghịch tối đa mà chưa xảy ra sự hủy thác
(breakdown). Đây là trị số VBR ở hình trên. SCR được chế tạo với điện thế nghịch từ
vài chục volt đến hàng ngàn volt.
- Dòng chốt (latching current):

Là dòng thuận tối thiểu để giữ SCR ở trạng thái dẫn điện sau khi SCR từ trạng
thái ngưng sang trạng thái dẫn. Dòng chốt thường lớn hơn dòng duy trì chút ít ở SCR
công suất nhỏ và lớn hơn dòng duy trì khá nhiều ở SCR có công suất lớn.
- Dòng cổng tối thiểu (Minimun gate current):
Như đã thấy, khi điện thế VAK lớn hơn VBO thì SCR sẽ chuyển sang trạng thái dẫn
điện mà không cần dòng kích IG. Tuy nhiên trong ứng dụng, thường người ta phải tạo
ra một dòng cổng để SCR dẫn điện ngay. Tùy theo mỗi SCR, dòng cổng tối thiểu từ
dưới 1mA đến vài chục mA. Nói chung, SCR có công suất càng lớn thì cần dòng kích
lớn. Tuy nhiên, nên chú ý là dòng cổng không được quá lớn, có thể làm hỏng nối
cổng-catod của SCR
- Thời gian mở (turn – on time): Là thời gian từ lúc bắt đầu có xung kích đến
lúc SCR dẫn gần bảo hòa (thường là 0,9 lần dòng định mức). Thởi gian mở khoảng vài
μS. Như vậy, thời gian hiện diện của xung kích phải lâu hơn thời gian mở.
- Thời gian tắt (turn – off time)
Để tắt SCR, người ta giảm điện thế VAK xuống 0Volt, tức dòng anod cũng
bằng 0. Thế nhưng nếu ta hạ điện thế anod xuống 0 rồi tăng lên ngay thì SCR vẫn dẫn
điện mặc dù không có dòng kích. Thời gian tắt SCR là thời gian từ lúc điện thế VAK
xuống 0 đến lúc lên cao trở lại mà SCR không dẫn điện trở lại. Thời gian này lớn hơn
thời gian mở, thường khoảng vài chục μS. Như vậy, SCR là linh kiện chậm, hoạt động
ở tần số thấp, tối đa khoảng vài chục KHz.
- Tốc độ tăng điện thế dv/dt:
SVTH: Hà Văn Huy

15


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất


Ta có thể làm SCR dẫn điện bằng cách tăng điện thế anod lên đến điện thế quay
về VBO hoặc bằng cách dùng dòng kích cực cổng. Một cách khác là tăng điện thế
anod nhanh tức dv/dt lớn mà bản thân điện thế V anod không cần lớn. Thông số dv/dt
là tốc độ tăng thế lớn nhất mà SCR chưa dẫn, vượt trên vị trí này SCR sẽ dẫn điện. Lý
do là có một điện dung nội Cb giữa hai cực nền của transistor trong mô hình tương
đương của SCR. dòng điện qua tụ là: icb=CbdV/dt. Dòng điện này chạy vào cực nền
của T1. Khi dV/dt đủ lớn thì icb lớn đủ sức kích SCR. Người ta thường tránh hiện
tượng này bằng cách mắc một tụ C và điện trở R song song với SCR để chia bớt dòng
icb.

- Tốc độ tăng dòng thuận tối đa di/dt:
Đây là trị số tối đa của tốc độ tăng dòng anod. Trên trị số này SCR có thể bị hư.
Lý do là khi SCR chuyển từ trạng thái ngưng sang trạng thái dẫn, hiệu thế giữa anod
và catod còn lớn trong lúc dòng điện anod tăng nhanh khiến công suất tiêu tán tức thời
có thể quá lớn. Khi SCR bắt đầu dẫn, công suất tiêu tán tập trung ở gần vùng cổng nên
vùng này dễ bị hư hỏng. Khả năng chịu đựng của di/dt tùy thuộc vào mỗi SCR.
Khi SCR hoạt động ở điện thế xoay chiều tần số thấp (thí dụ 50Hz hoặc 60Hz)
thì vấn đề tắt SCR được giải quyết dễ dàng. Khi không có xung kích thì mạng điện
xuống gần 0V, SCR sẽ ngưng. Dĩ nhiên ở bán kỳ âm SCR không hoạt động mặc dù có
xung kích.
• Một số hình ảnh thực tế:

Hình 2.6: Thyristor thực tế
2.2. Phân tích mạch điều áp xoay chiều ba pha tải thuần trở
Để đảm bảo lượng sóng hài là tối thiểu, các góc mở của tiristor phải bằng
nhau( ), do đó mỗi van lần lượt được mở cách nhau 60
Khi mỗi pha có một tiristor dẫn điện, lúc này tải của ba pha(,) đều được đấu vào nguồn
và tạo thành hệ ba pha đối xứng( trường hợp tải thuần trở ()

SVTH: Hà Văn Huy


16


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

Hình 2.7: Đồ thị điện áp trên tải ứng với pha a()
Đường cong điện áp trên tải () được xây dựng theo quy tắc:
Khi cả ba tiristor của ba pha đều dẫn điện hì điện áp trên tải sẽ trùng với điện áp pha
của nó(().
Khi chỉ có hai tiristor dẫn điện thì điện áp trên tải sẽ bằng một nửa điện pá dây
của hai pha mà có hai tiristor dẫn điện ( trong khoảng =).
Giá trị hiệu dụng của điện áp trên tải được tính theo biểu thức sau :
(2.1)
U_za : giá trị hiệu dụng
: giá trị tức thời
Do giá trị dòng trong căn là bình phương nên :
=

(2.2)
Trong đó:
SVTH: Hà Văn Huy

17


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát


Đồ án điện tử công suất

: giá trị tức thời của điện áp pha
: giá trị tức thời của điện áp dây
Thay các giá trị ta tính được giá trị hiệu dụng của điện áp pha:
(2.3)
với 60

(2.4)

với 90

(2.5)

Khi , bất kỳ thời điểm nào cũng chỉ có hai van dẫn, nên điện áp trên tải sẽ được tạo ra
bởi các đường cong

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH LỰC
3.1. Giới thiệu và thiết kế mạch lực
3.1.1. Giới thiệu mạch lực
Các bộ điều áp xoay chiều (ĐAXC) dùng để đóng ngắt hay thay đổi điện áp
xoay chiều ra tải từ một nguồn xoay chiều cố định, trong đó tần số điện áp ra bằng tần
số điện áp nguồn.
ĐAXC dùng van bán dẫn có đầy đủ ưu điểm của những mạch công suất sử
dụng kỹ thuật bán dẫn như: dễ điều chỉnh và tự động hóa, làm việc ổn định, phản ứng
nhanh với các đột biến điều khiển, độ tin cậy và tuổi thọ cao, kích thước gọn và dễ
thay thế, thích hợp vớ quá trình hiện đại hóa, tập trung hóa các quá trình công nghệ….

SVTH: Hà Văn Huy


18


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

Nhược điểm chung và cơ bản nhất của ĐAXC là điện áp ra tải không sin trong
toàn dải điều chỉnh, điều chỉnh càng sâu – càng giảm điện áp ra thì độ méo càng lớn,
tức là thành phần sóng hài bậc cao cũng càng lớn. Nhưng vì phạm vi của đề án này là
khởi động động cơ, thời gian khởi động chỉ trong khoảng 3 ÷ 30s và tải là động cơ
bơm nên ta có thể chấp nhận được phương án này.
Do tải yêu cầu là dòng điện xoay chiều nên van bán dẫn ở đây có thể dùng là:
-Triac, đây là van bán dẫn duy nhất cho phép dòng điện chảy theo cả hai chiều.
Tuy nhiên loại van này thường có công suất nhỏ và giá thành tương đối cao.
- Ghép hai van chỉ cho phép dẫn một chiều bằng cách đấu song song ngược nhau,
lúc đó mỗi valve đảm nhận một chiều của dòng tải. Bằng cách này có thể ghép
hai thyristor với nhau hay một thyristor với một diode. Trong đề án này, ta chọn
theo phương pháp là ghép 6 Thyristor theo kiểu song song ngược và đây cũng là
phương pháp thông dụng nhất hiện nay.
Nguyên tắc điều chỉnh của ĐAXC là điều chỉnh góc mở của valve bán dẫn. Các
valve làm việc với điện áp xoay chiều nên được khóa tự nhiên bằng điện áp nguồn và
cũng chịu ảnh hưởng của lưới điện đến valve, kiểu điều khiển valve là dịch pha điểm
phát xung so với pha nguồn xoay chiều, tức là sử dụng mạch điều khiển xung - pha.
*Trong đồ án này em sẽ sử dụng 6 Thyristor theo kiểu song song ngược
3.1.2. Tính toán mạch lực

Hình 3.1: Mạch động lực và các thiết bị bảo vệ của điện áp xoay chiều ba pha
3.1.2.1. Tính toán thông số van
Dòng điện mỗi pha của phụ tải:

SVTH: Hà Văn Huy

19


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

Điện trở pha của tải :
Chọn van
Chọn chỉ tiêu dòng van dựa vào trị số trung bình (theo bảng 2.2–sách Hướng
dẫn thiết kế điện tử công suất-Trang 188) , chọn Itbvan/It = 0,45 ta có:
(A)
Vậy cần chọn thyristor với trị số dòng điện cỡ:
(A)
Chỉ tiêu điện áp theo bảng 2.2, chọn ta có :
(V)
Vậy cần chọn thyristor chịu được khoảng điện áp:
(V)
Tra bảng 2.1.1 PHỤ LỤC 2. (Trang 433) chọn loại thyristor T14-125 cấp điện
áp 12 với và V, và tham số điều khiển =3,5V; =200 mA, nên điện trở tương đương
của cực điều khiển là:
Bảng 3.1: Các thông số van
Un

I tb

Ig


Ug

Ir

du dt

di dt

t ph

2500
(V)

125
(A)

0,2
(A)

3,5
(V)

25
(mA)

200
(V/ µs

100
µs

(A/ )

70
µs
( )

)
3.1.2.2. Mạch bảo vệ van

Mạch bảo vệ van gồm các phần tử , R, C tham số của Thyristor T14-125 có , V,
du/dt là cấp 4: du/dt = 200 V/; di/dt = 100 A/.
Chọn độ dự trữ điện áp , điện áp tối đa cho phép đặt lên van khi hoạt động là:


Bảo vệ quá dòng:
Vì van được mắc trực tiếp vào lưới điện mà không qua biến áp do đó cần phải
có cuộn cảm để bảo vệ cho van trong trường hợp quá dòng. Tốc độ di/dt sẽ lớn
nhất khi dòng qua van là cao nhất. Giả sử điện áp lưới không ổn định mà dao
động trong khoảng ±10%, vậy lúc này sẽ tương đương:

SVTH: Hà Văn Huy

20


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

Hình 3.2: Mạch bảo vệ quá dòng thyristor

Vì tải thuần trở nên cần có điện cảm L a bảo vệ tốc độ tăng dòng qua thyristor.
Tốc độ tăng dòng cho phép phụ thuộc vào điện áp đặt lên van và chỉ đúng với trị
số tra cứu nếu điện áp trên van khi làm việc nhỏ hơn 67% điện áp lớn nhất cho
phép.

-

Trường hợp này điện áp lớn nhất khi làm việc
= 342,2 V, điện áp tối đa cho phép đặt lên van 2500 V, vậy có quan hệ:
Vậy tốc độ tăng dòng cho phép được lấy bằng trị số tra cứu trong bảng (Trang 432)
di/dt = 100 A/.
Từ đây có trị số điện cảm La để bảo vệ bằng:
Chọn điện cảm bảo vệ = 3


Bảo vệ quá áp:

Hình 3.3: Mạch RC bảo vệ quá điện áp của Thyristor
Hệ số quá áp khi làm việc:
Tra đồ thị 1.21 (Trang 49) với k = 4,87, ta chọn giá trị lớn nhất K trong đồ thị là :
k=2,6 , khi đó ta có C* = 0,13; ;
Dòng qua tải, cũng chính là dòng qua van, có giá trị tức thời lớn nhất bằng:
Suy ra tốc độ giảm dòng nhanh nhất khi van khóa lại:
SVTH: Hà Văn Huy

21


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát


Đồ án điện tử công suất

Dùng đồ thị hình 1.28 ( Trang 59),ứng với di/dt=100 , Itb=100 A ta có điện tích
tích lũy trong van là: Q=130A, vậy:
-

Tụ C có

Chọn C =1 nF
-

Điện trở R

Vì =+R, ( với Rt=1,93) cần chọn điện trở bảo vệ trong phạm vi 2,27R=5
Bảng thông số:
Cuộn cảm

L = 3 (H)

Tụ điện

C=1(

Điện trở

SVTH: Hà Văn Huy

R =5


22


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát

Đồ án điện tử công suất

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG
4.1. Yêu cầu chung của mạch điều khiển
- Phát xung điều khiển đến các van lực theo đúng thứ tự pha và theo đúng góc điều
khiển α cần thiết.
- Đảm bảo phạm vi điều khiển α min ÷ αmax tương ứng với phạm vi thay đổi điện áp ra
tải của mạch lực.
- Cho phép bộ điều áp làm việc bình thường với các chế độ khác nhau do tải yêu
cầu.
- Góc điều khiển mọi van không được lệch quá (1 ÷ 3)o điện.
- Đảm bảo mạch hoạt động ổn định và tin cậy khi lưới điện xoay chiều dao động cả
về giá trị điện áp và tần số.
- Có khả năng chống nhiễu công nghiệp tốt.
- Độ tác động của mạch điều khiển nhanh, dưới 1ms.
- Đảm bảo xung điều khiển phát tới các van phù hợp để mở chắc chắn van.
4.2. Mạch điều khiển
► Sơ đồ khối mạch điều khiển

Đồng Pha

Răng cưa

So sánh


Tạo dạng xung

Phát xung

dk

Hình 4.1.Sơ đồ mạch điều khiển
Tín hiệu điện áp cung cấp cho mạch động lực chỉnh lưu được đưa đến mạch
đồng pha. Đầu ra của mạch đồng pha có các điện áp thường là dạng hình sin, cùng tần
số và có thể lệch pha một góc xác định so với điện áp nguồn, gọi là điện áp đồng pha.
Các điện áp đồng pha được đưa vào mạch phát điện áp răng cưa. Đầu ra của điện áp
răng cưa được đưa vào đầu vào của khâu so sánh. Tại đó còn có một tín hiệu khác là
điện áp phản hồi tương đương với nhiệt độ của lò. Tín hiệu đầu ra khối so sánh là các
rc

xung xuất hiện với chu kỳ bằng chu kỳ U . Xung răng cưa có hai sườn trong đó có
rc

dk

một sườn tại đó |U |=|U | thì đầu ra khối xuất hiện một xung điện áp, sườn đó là
sườn sử dụng. Vậy có thể thay đổi thời điểm xuất hiện xung đầu ra khối so sánh bằng

SVTH: Hà Văn Huy

23


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát


Đồ án điện tử công suất

dk

rc

cách thay đổi U khi giữ nguyên dạng của U . Nhưng trong đa số các trường hợp tín
hiệu ra từ khối so sánh chưa đủ yêu cầu cần thiết, người ta cần thực hiện việc khuếch
đại, sửa xung…Các nhiệm vụ này được thực hiện gọi là mạch tạo xung. Đầu ra khối
tạo xung ta sẽ được chuỗi xung điều khiển Thyristor có đủ yêu cầu về công suất, độ
dốc, độ dài…Thời điểm bắt đầu xuất hiện các xung hoàn toàn trùng với thời điểm xuất
α
hiện xung trên đầu ra khối so sánh. Khối so sánh xác định góc điều khiển . Thay đổi
α
có thể điều chỉnh được vị trí xung điều khiển tức là điều chỉnh được góc .
- Hoạt động:
 Khâu đồng pha: Thường tạo ra điện áp hình sin có góc lệch pha cố định so
với điện áp lực.
 Khâu răng cưa: Tạo ra điện áp tựa có dạng cố định (thường có dạng răng
cưa, đôi khi có dạng hình sin) theo chu kỳ do nhịp đồng bộ của Uđb.
 Khâu so sánh (SS): xác định điểm cân bằng của hai điện áp U tựa và Uđk để
phát động khâu tạo xung DX. Như vậy trong nguyên tắc này thời điểm phát
xung mở valve hay góc điều khiển thay đổi do sự thay đổi trị số của Uđk.

dk

U

4.2.1. Khâu đồng pha


Hình 4.2. Sơ đồ khâu đồng pha
Điện áp xoay chiều U= 380V từ mạch lực qua biến áp BA có số hệ số K ba = 30.
1

1

Điện trở R để hạn chế dòng điện đi vào khuyếch đại thuật toán A , thường chọn R
v

sao cho dòng vào khuyếch đại thuật toán I < 1 mA.
U1 =

Có :

Do đó : R


U1
Iv
1 ≥

U
380
=
= 12, 67
K ba
30

=


12,67
1.10 −3



(k

= 12,67 (k



)
1

). Chọn R = 15 (k



).

Đồ thị điện áp đồng pha.

SVTH: Hà Văn Huy

24

1


GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát


Đồ án điện tử công suất

Udongpha
15
10
5
0
-5
-10
-15
Vp
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0

0.01

0.02
Time (s)

0.03

0.04


Hình 4.3 Đồ thị điện áp đồng pha
4.2.2. Khâu tạo điện áp răng cưa

Hình 4.4. Sơ đồ khâu tạo điện áp răng cưa
- Nguyên lý làm việc:
Điện áp V có dạng hình sin qua khuếch đại thuật toán 1 cho ta chuỗi xung chữ
nhật đối xứng Udb . Phần áp dương của điện áp chữ nhật U db qua điốt D1 tới khuếch
đại thuật toán 2 tích phân thành điện áp tựa U rc .điện áp âm của điện áp Udb làm mở
thông diode zener kết quả là 2 bị ngắn mạch ( với Urc=0) trong vùng Udb âm.
1

Điện áp răng cưa được hình thành do sự nạp của tụ C . Mặt khác để bảo đảm
điện áp tựa có trong nửa chu kỳ điện áp lưới là tuyến tính thì hằng số thời gian tụ nạp
được
- Thời gian tụ C1 phóng điện chính là thời gian tương ứng phạm vi điều chỉnh góc
điều khiển α.
- Chọn diode ổn áp Dz1 là loại: BZX79A10 ( trong sách Hướng dẫn thiết kế điện
tử công suất) có UDz = 10V.
- Chọn tụ C1 = 4,7 nF.
Chọn R3 = 3,3 K
4,7
10V
SVTH: Hà Văn Huy

25


×