Thiết kế bộ khởi động mềm cho động cơ không đồng bộ, rotor lồng sóc phụ tải bơm hoặc quạt gió

đồ án môn - điện tử công suất

Đề tài thiết kế
Thiết kế bộ khởi động mềm cho động cơ không đồng bộ, rotor lồng sóc phụ
tải bơm hoặc quạt gió.
Số liệu:
Công suất động cơ định mức: P = 200 kW
Dòng điện động cơ định mức: I = 380 A
Điện áp định mức:
U = 3x380 V
Tần số:
f = 50 Hz

1


đồ án môn - điện tử công suất

Lời Nói Đầu
Ngày nay động cơ không đồng bộ ba pha đã và đang đợc sử dụng rộng rãi,
trong các máy móc công nghiệp. Nó có u điểm là cấu tạo đơn giản, làm việc tin cậy
xong nó vãn còn có những hạn chế nhất định nh dòng điện khởi động lớn gây sụt
áp trên lới điện làm ảnh hởng tới thiết bị khác, khó điều chỉnh tốc độ, hệ số Cos
thấp. Xong ngày nay với các tiến bộ khoa học kỹ thuật, ngời ta đã nghiên cứu ra
các thiết bị nhằm hạn chế dùng mở máy cũng nh điều chỉnh tốc độ của động cơ
không đồng bộ để phục vụ cho các máy móc công nghiệp có yêu cầu khắt khe về
mặt truyền động.
Do yêu cầu của sản xuất mà động cơ điện không đồng bộ lúc làm việc phải
dừng máy và mở máy nhiều lần do vậy tùy theo tính chất của phụ tải cũng nh tình
hình của lới điện mà yêu cầu mở máy đối với động cơ điện cũng khác nhau. Chính
vì vậy những yêu cầu trên đòi hỏi động cơ phải có tính năng mở máy tơng thích với

yêu cầu của phụ tải. Trong một số trờng hợp do phơng pháp mở máy hay do chọn
động cơ điện có tính năng mở máy không tơng thích nên thờng gây ra các sự cố
làm h hỏng máy móc, làm giảm tuổi thọ của máy sản xuất. Khi mở máy động cơ
điện cần tuân thủ theo những yêu cầu sau:
-Mô men mở máy của động cơ phải đủ lớn thích ứng với đặc tính cơ của phụ
tải.
-Thiết bị phục vụ mở máy phải đơn giản, gọn nhẹ, chắc chắn và rẻ tiền.
-Sử dụng phơng pháp mở máy sao cho dòng điện mở áy càng nhỏ càng tốt.
-Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng nhỏ càng tốt.
Những yêu cầu trên nhìn chung thờng mâu thuẫn với nhau vì khi dòng mở máy
nhỏ thì làm cho mô men mở máy giảm theo hoặc nếu không phải lắp đặt thiết bị đắt
tiền. Do đó ta phải căn cứ vào từng trờng hợp cụ thể để chọn phơng pháp mở máy thích
hợp.

2


đồ án môn - điện tử công suất

Chơng I
Giới thiệu chung về động cơ không đồng bộ
I - Cấu tạo
Máy điện không đồng bộ gồm hai phần chính là stator và roto.
1- Stato: stato gồm lõi sắt và dây quấn toàn bộ, stato đợc bao bọc bởi vỏ máy.
a/ Vỏ máy: thờng đợc làm gang hay thép.
b/ Cực từ: đợc làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dầy 0,5 m đợc phủ sơn cách
điện ép lại với nhau, mặt trong có sẻ rãnh để đặt dây quấn.
c/ Dây quấn : là dây đồng có phủ sơn cách điện đc đặt vào các rãnh của lõi sắt.
2-Rô to: đợc làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, lõi thép gắn trực tiếp trên trục
động cơ 2 đầu đợc gông chặt bằng nhôm đúc.

II- PHơng Trình thay thế .
U1=-1+I1(R1+ jx1)

O = 2 + I2(r2+ jX2)
2 = 1

I1+ I2 = 0
-1= i0am.
Sơ đồ thay thế của động cơ không đồng bộ.

r1

x1

r2 '

I1

I2
I0

rm

U1
xm

3

x2'

đồ án môn - điện tử công suất

III- Đặc tính cơ của ĐCKĐB:
Là quan hệ giữa mô men và tốc độ của rôto hay giữa mô men và hệ số trợt .

S
TN
STH

0

M

MTH

IV-Các đờng đặc tính của ĐCKĐB.


1

2

3

cđm

4

0

MCD

M cđm

M

- (1) Khi = 0, Mc = Mđm = const, quan hệ bậc nhất.
- (2) Khi = 1: Mô men tỷ lệ bậc nhất với tốc độ
- (3) Khi = 2: Mô men tỷ lệ bậc hai với tốc độ
- (4) Khi = 1: Mô men tỷ lệ nghịch với tốc độ.

4


đồ án môn - điện tử công suất

Chơng II
Các phơng pháp mở máy
Có hai phơng pháp mở máy trực tiếp và hạ điện áp mở máy
I- Mở máy trực tiếp động cơ điện rôto lồng sóc .

- Nguyên lý : Đóng AT trực tiếp nối động cơ điện vào lới điện .
- Ưu điểm : Phơng pháp mở máy trực tiếp đơn giản, gọn nhẹ, nhanh chóng.
- Nhợc điểm : Dòng khởi động lớn gấp năm đến bảy lần dòng định mức, thời gian
mở máy quá dài thì sinh ra phát nhiệt trên động cơ và gây sụt áp cho lới điện .
Chỉ đợc sử dụng cho động cơ có công suất nhỏ (P đm<50kw) hay với động cơ
có quán tính nhỏ .

A

B
C

at

Đ

5


đồ án môn - điện tử công suất

II-Phơng pháp mở máy bằng hạ điện áp:
1. mở máy bằng điện kháng :

A
B
C

a t1

ck

a t2

Đ
- Nguyên lý :Khi đóng AT1 mạch điện của stato đợc nối nối tiếp với cuộn
kháng. Sau khi mở máy xong ta đóng tiếp AT 2 thì điện kháng bị ngắn mạch lúc
này động cơ đợc nối trực tiếp với lới điện .
-Ưu điểm : thiết bị mở máy đơn giản, ít hỏng, dễ sửa chữa .

- Nhợc điểm: Cuộn kháng cồng kềnh, nếu mở máy nhiều lần trong thời gian
ngắn thì dễ bị hỏng. Mở máy bằng phơng pháp này giảm đợc dòng điện nhng đồng thời
lại làm giảm mômen mở máy .
6


đồ án môn - điện tử công suất

2- mở máy bằng dùng biến áp tự ngẫu :

A
B
C

a t1

t

a t2

a t3

Đ

- Nguyên lý hoạt động: Biến áp tự ngẫu T phía cao áp nối vào lới điện phía
hạ áp nối với stato của động cơ. Đóng AT 1 và AT3 để mở máy động cơ, sau khi mở
máy xong ta đóng AT2 và ngắt AT3 ra lúc này động cơ đợc nối trực tiếp với lới điện
.
-Ưu điểm: Dòng điện mở máy giảm nhng mômen động cơ điện giảm không
nhiều lắm .

- Nhợc điểm: Cồng kềnh, giá thành cao.
7


đồ án môn - điện tử công suất

3-Mở máy bằng phơng pháp đổi nối y- :

a

b

c

at1

at2

đ

- Nguyên lý: Khi khởi động động cơ ta đóng AT2 về phía đấu Y và đóng AT1.
Sau khi khởi động động cơ xong ta đóng AT2 về phía đấu . Động cơ làm việc ở
chế độ .
- Ưu điểm : Mở máy nhanh, điện áp khi mở máy giảm đợc 3 lần.
- Nhợc điểm:Phơng pháp này chỉ sử dụng đợc cho những động cơ đặc biệt
660v/380v làm việc ở chế độ .
Ba phơng pháp mở máy bằng cách hạ điện áp mở máy chỉ thích ứng với những
thiết bị yêu cầu có mômen mở máy nhỏ.
8

đồ án môn - điện tử công suất

III - Mở máy động cơ bằng bộ biến đổi dùng Thyristor:
- Mạch động lực của bộ biến đổi dùng thyristor ta sử dụng ba cặp thyristor
đấu song song ngợc. Vì mô men mở máy của động cơ không đồng bộ ba pha tỷ lệ
thuận với bình phơng điện áp, và dòng điện tỷ lệ với điện áp.

a

b

T4

T1

c

T6

T3

T2

T5

a

b

c

R

R

R

-Ưu điểm :
+/ Bộ biến đổi dùng thyristor có u điểm khởi động êm , trơn không gây đánh
lửa do đó ít hỏng hóc, ít phải sửa chữa. áp dụng đợc khoa học kỹ thuật, đa khoa
học kỹ thuật vào thực tiễn sản xuất .
+/ Có thể điều chỉnh đợc dòng điện mở máy do đó động cơ làm việc đợc ổn
định, tăng tuổi thọ của động cơ và làm cho điện áp nguồn ổn định .
- Nhợc điểm: Điện áp ra có dạng rất không sin và phụ thuộc rất nhiều vào
góc điều khiển cũng nh tính chất của tải .
- Nguyên lý hoạt động:
Ta xét các trờng hợp:
9


đồ án môn - điện tử công suất

= 30

a

b

c

t

T1

t

T2

t

T3

t

T4

t

T5

t

T6

t

Đồ thị điện áp pha A của tải

Tuỳ thuộc vào góc điều khiển mà các giai đoạn có ba van dẫn hoặc hai van

dẫn. Ta thấy có ba khoảng điều khiển chính.
a/ Khi 60o
U a = 2U

1


3
sin 2
2 4 2




Nếu ta chọn = 300 thì ta xác định đợc .
P=

2
3U dm

R

sin 2
6 4 + 8



(1)

b/ Khi 600 < < 900

10


®å ¸n m«n - ®iÖn tö c«ng suÊt

Trong ph¹m vi nµy lu«n chØ cã c¸c giai ®o¹n hai van dÉn.
Ud=
P=

U day
2
2
3U dm
πR

= 2U

3π
4

π 3

3
 + sin 2α +

cos
2
α
3 4


4



π

3
3
cos 2α 
 + sin 2α +
16
12 16


α=75°

a

Uac/2

(2)

c

b

Uab/2

θ

60°

60°

T1

t

T2

θ

T3

θ

T4

θ

T5

θ

T6

θ

α = 750 gãc dÉn van kh«ng ®æi vµ b»ng λ − 1200

c/ Khi 900 < α < 1500
ChØ cã giai ®o¹n hai van dÉn hoÆc kh«ng cã van nµo dÉn xen kÏ .
11


®å ¸n m«n - ®iÖn tö c«ng suÊt
 π

π
2
3U dm
sin 2 θ
sin 2 θ


dθ + ∫
dθ 
Ud=
; P=
∫

πR π π
4
3
2
π π
 − +α

− +α
2 3

2 3


3U 2  5π α
3
1
P= dm  − + cos 2α + sin 2α  (3)
πR  24 4 16
16


U day

α =105°

a

c

b

θ

45°

T1

Ud =

2U

2

45°

1 5°

t

T2

θ

T3

θ

T4

θ

T5

θ

T6

θ

1  5π
3 3

3 sin 2α 


−
3
α
+
cos
2
α
+
π  2
4
4 

12


đồ án môn - điện tử công suất

Theo các biểu thức (1),(2),(3) và cho các giá trị khác nhau và lấy P ở =0 là
100% ta có các bảng giá trị và đồ thị .



P%



P%

0
20
30
40
50
60
70
80

100
98,6
95,6
90,2
81,8
70,6
57,16
42,8

90
100
110
120
130
140
150

29,3
18,1
9,7

4,3
1,3
0,1
0

P%
100
80
60
40
20

0

40

80

120

160

13


®å ¸n m«n - ®iÖn tö c«ng suÊt

Ch¬ng iii:
thiÕt kÕ-tÝnh to¸n m¹ch lùc
Qua ph©n tÝch c¸c ph¬ng ph¸p khëi ®éng víi nh÷ng yªu cÇu ®Çu bµi ®ßi hái,

em x©y dùng m¹ch ®éng lùc sau:
i: s¬ ®å m¹ch ®éng lùc:
A

~ 380V/220V
B
C

A1

AT1
C1

B1

AT4
C2
B2
A2

cK
BD2 BOX

BD1
A4

A3 B3 C3

B4

C4

BOX
BBD

R
C

A5

B5

BD3

AT3

C5

C6
B6
A6

D TEST

A
Ri

AT2

d

§

m
k

14

kd


đồ án môn - điện tử công suất

1-Giới thiệu sơ đồ :
để đảm bảo cho động cơ khi khởi động đợc trơn,êm khi làm việc đợc ổn
định, tăng tuổi thọ thì trong sơ đồ mạch động lực em sử dụng những phần tử sau:
+ Ap tô mát AT1 có tác dụng đóng, ngắt điện của toàn bộ mạch động lực với lới
điện và bảo vệ quá dòng, quá áp cho toàn bộ mạch điện.
+ Ap tô mát AT4 có tác dụng đóng, ngắt điện cho khối điều khiển BOX và có tác
dụng điều khiển quá dòng,quá áp cho khối điều khiển.
+ Cuộn kháng không khí CK có tác dụng điều chỉnh điện áp cho mạch điện.
+ Cuộn biến dòng BD1, BD2 có tác dụng biến dòng điện và nhận tín hiệu phản hồi.
+ Ba cặp thyristor có tác dụng điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ.
+ RC có tác dụng bảo vệ quá áp cho thyristor.
+ Ap tô mát AT3 có tác dụng đóng ngắt điện từ mạch điện tới các bóng đèn
D1,D2,D3 và bảo vệ quá dòng, quá áp cho chúng.
+ Biến dòng BD3 có tác dụng biến dòng, để đa dòng điện vào ampemet.
+ RI bảo vệ quá dòng cho ampemet.
+ Ampemet có tác dụng đo dòng của 1pha.
+ Ap tô mát AT2 có tác dụng đóng, ngắt điện từ mạch điện cho động cơ và bảo vệ

quá dòng, quá áp cho động cơ.
2- Nguyên lý hoạt động:
Để đảm bảo độ an toàn cho động cơ ta thiết kế mạch hoạt động ở hai chế độ
a- Chế độ chạy TET:
Ta đóng AT1 nối mạch động lực với nguồn đồng thời đóng AT4 và đóng nút
thờng mở M để cấp các tín hiện xung kích mở ba cặp thyristor sau đó ta đóng AT3
nối mạch với ba bóng đèn D1,D2,D3, lúc này các bóng đèn sẽ từ từ sáng lên,nếu cả
ba bóng cùng sáng lên đều nhau cho đến lúc chúng cùng sáng hẳn đó là khi cả ba
pha đều có điện chế độ chạy tet đã hoàn thành.Còn nếu các bóng sáng không đều
nhau hoặc ít nhất một bóng không sáng là điện ở các pha lệch pha nhau ta cần điều
chỉnh lại dòng điện các pha bằng cách điều chỉnh lại góc mở để cấp xung cho các
thyristor điều chỉnh dòng ở ba pha đều nhau.
b-Chế độ chạy có tải :
15


đồ án môn - điện tử công suất

Khi đèn ở các pha đã bừng sáng và sáng đều nhau ta theo dõi ampemet khi nào
chỉ đúng dòng điện ta cần sử dụng là lúc dòng điện ở các pha ổn định, thì ta đóng
AT2 để cấp điện từ mạch điện cho động cơ, lúc này động cơ bắt đàu hoạt động.
II- Tính chọn van và bảo vệ van :
1-Tính chọn van :
Có rất nhiều điều kiện để dựa vào đó ta chọn van, nhng do dữ liệu của đầu
bài cũng nh thời gian có hạn nên em chỉ dựa vào những điều kiện sau để chọn van.
- Điện áp ngợc cực đại.
- Dòng điện định mức.
- Điều kiện làm mát cho van và hiệu suất sử dụng van.
- Hệ số dự trữ dòng điện, hệ số dự trữ điện áp .
a/ Các phơng pháp làm mát cho van:

Vì các van bán dẫn rất nhậy cảm với nhiệt độ trong quá trình làm việc do đó ta
phải quan tâm tới vấn đề làm mát cho van.
Sau đây là những phơng pháp tiêu biểu trong rất nhiều phơng pháp làm mát cho
van.
- Làm mát tự nhiên: Đây là phơng pháp làm mát phổ biến vì chi phí ít, đơn giản,
nhng nhợc điểm của nó là chịu dòng điện qua van chỉ còn 25%.
b/ Tính toán:
- Điện áp ngợc cực đại đặt lên van khi làm việc
Ungmax = 2U d = 2 .380 = 537,4 (V)
Hệ số dự trữ điện áp của van ta chọn Ku = 1,5
Điện áp van cần có: Uv = Ungmax. KU = 537,4 * 1,5 = 806,1 ( V )
-Dòng điện trung bình qua van
Iv =

I tai 380
=
= 190 (A)
2
2

Hệ số dự trữ điện áp của van ta chọn K i = 1.5 và ở đây ta sử dụng phơng pháp
làm mát tự nhiên với hiệu suất s dụng là 25 %. Vậy dòng điện van cần có: I cv =I V
.Ki.

100
25

16

®å ¸n m«n - ®iÖn tö c«ng suÊt

Ic = 190. 1,5 .

100
= 1140 ( A )
25

c/ Chän van:
Víi

Ucv = 806 ( V )
Icv = 1140( A )

Tõ ®ã ta chän van lo¹i

TΛ1200 - 10

Th«ng sè cña van :
§iÖn ¸p

Ucv= 1000 V

Dßng ®iÖn

Icv = 1200A

§iÖn ¸p ®iÒu khiÓn

UG= 7V

Dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn

IG = 350mA

Tèc ®é t¨ng trëng ®iÖn ¸p:

du
= 100 (v/µs)
dt

Tèc ®é t¨ng trëng dßng ®iÖn :
Thêi gian khãa

di
= 50 (A/µs)
dt

t0ff= 120 µs

17


đồ án môn - điện tử công suất

2/ Tính bảo vệ van:
- Thyristor là các linh kiện bán dẫn công suất do đó cần đợc bảo vệ chống
những hịên tợng nguy hiểm nh ngắn mạch tải, quá điện áp hoặc quá dòng điện. Vì
thế mà ta có những bịên pháp bảo vệ khi các phần tử bán dẫn làm việc. Có nhiều
cách bảo vệ van bán dẫn nh làm mát, bảo vệ ngắn mạch đầu ra, bảo vệ quá điện áp.

- Ngời ta chia ra làm hai loại nguyên nhân gây nên quá điện áp .
a/ Nguyên nhân nội tại :
Khi khoá Thyristor bằng điện áp ngợc, các điện tích tích tụ trong các lớp bán
dẫn đổi ngợc lại hành trình, tạo ra dòng điện ngợc tronh khoảng thời gian rất ngắn.
Sự bíên thiên nhanh chóng của dòng điện ngợc gây ra sức điện động cảm ứng rất
lớn trong các điện cảm luôn luôn có của dây nguồn dẫn đến các thyristor. Vì vậy,
giữa Anốt và Catốt của Thyristor xuất hiện quá điện áp.
b/Nguyên nhân bên ngoài :
Những nguyên nhân này thờng xảy ra ngẫu nhiên nh khi cắt không tải một
máy biến áp trên đờng dây, khi cầu chì bảo vệ nhẩy khi có sấm sét vv..
- Mạch R C đấu song song với các thyristor nhằm bảo vệ quá điện áp cho tích tụ
điện tích khi chuyển mạch gây lên.

R

C

Thông số RC phụ thuộc vào mức độ quá điện áp, tốc độ biến t hiên của dòng
điện chuyển mạch, điện cảm trên đờng dây.v .v
Tài liệu này chỉ giới thiệu phơng pháp xác định thông số RC bằng cách đồ thj giải
thích, sử dụng những đờng cong đã chuẩn bị sẵn.
- R,C bảo vệ quá điện áp do tích tụ điện tích gây lên.
Ta sử dụng các chữ viết sau đây:
Ud m p, Ui m p

-

giá trị cực đại cho phép của điện áp thuận và ngợc đặt lên

thyristor một cách chu kỳ, cho trong sổ tay tra cứu.

18


đồ án môn - điện tử công suất

Ud m, n p, Ui m , n p giá trị cực đại cho phép của điện áp thuận và ngợc đặt lên
thyristor một cách không chu kỳ, cho trong sổ tay tra cứu.
Ui m- giá trị cực đại của điện áp ngợc thực tế đặt trên thyristor.
b Hệ số dự trữ về điện áp.
k - Hệ số quá điện áp.
Các bớc tính toán.
Hệ số quá điện áp : K=

U imp
b.U im

*Xác định các thông số trung gian : C*min(k), R*max(k),R*min(k)
*Tính

di
max khi chuyển mạch .
dt

*Xác định điện lợng tích tụ Q=f(di/dt), sử dụng các đờng cong cho trang sổ tay tra
cứu .
*Tính các thông số trung gian .
2Q

C=C *min . U

im

*
; Rmin

L.U im
L.U im
*
R Rmax
2.Q
2Q

Trong đó : L là điện cảm của mạch RLC.
Kết luận :
Căn cứ vào điều kiện thực tế của đầu bài và các dữ liệu của thyristor thì ta
chọn áptômát để bảo vệ quá tải và ngắn mạch với thông số Idm=150A.
Chọn mạch R- C mắc song song với các cặp thyristor để bảo vệ quá áp và bảo vệ
tốc độ tăng trởng điện áp với các thông số.
R=100 và C =0,5F.

19


®å ¸n m«n - ®iÖn tö c«ng suÊt

40
30

C* R*

20
10
5

C*min R*max

3
2

R*min

1∗
∗5
∗3
∗2
0 ,1

1

1 ,5

2 ,0

20

2 ,5

κ

đồ án môn - điện tử công suất

Chơng IV
Mạch điều khiển
I- sơ đồ khối :
- Trong bộ khởi động mềm các thyristor chỉ mở cho dòng điện chạy qua khi
có điện áp dơng đặt trên Anốt và có xụng áp dơng đặt vào cực điều khiển G. Sau
khi thyristor đã mở thì xung điều khiển không còn tác dụng gì nữa, dòng điện chẩy
qua thyristor do thông số của mạch động lực quyết định .
Mạch điều khiển có các chức năng sau.
- Điều chỉnh đợc vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ dơng của
điên áp đặt trên anốt - ca tốt của thyristor.
- Tạo ra đợc các xung điều khiển mở đợc các thyristor (Xung điều khiển thờng cóbiên độ từ 2 ữ 10 v, độ rộng của xung
tx=20 ữ 100 s đối với thiết bị chỉnh lu
tx 10 s đối với thiết bị biến đổi tần số cao.
Độ rộng xung đợc xác định bằng biểu thức.
t x=

I dt
di / dt

Trong đó : Idt - Dòng duy trì của thyristor.
Di/dt- Tốc độ tăng trởng của dòng tải .
- Cấu trúc của mạch điều khiển một thyristor đợc thể hiện nh sau:
Ur
Uc

1

2

ss

>1

3

4

Với :Uc- Là điện áp điều khiển , điện áp một chiều.
Ur - Là điện áp đồng bộ, điện áp xoay chiều
Hiệu điện áp Uc - Ur đợc đa vào khâu so sánh (1) làm việc nh một triger. Khi Uc Ur=0 thì triger lật trạng thái ở đầu ra lúc này là một chuỗi xung dạng Sinus chữ
nhật .

21


đồ án môn - điện tử công suất

Khâu (2) là đa hài một trạng thái ổn định.
Khâu (3) là khâu khuyếch đại xung.
Khâu (4) là biến áp xung.
Bằng cách tác động vào Uc , ta có thể điều chỉnh đợc vị trí xung điều khiển, cũng
tức là điều chỉnh góc .
II- Nguyên tắc điều khiển :
1-Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính
Theo nguyên tắc này ngời ta dùng hai điện áp:
-Điện áp đồng bộ, ký hiệu là Ur , có dạng răng ca, đồng bộ với điện áp đặt trên anôt
và catôt của thyristor.
-Điện áp điều khiển ký hiệu là U c là điện áp một chiều có thể điều chỉnh đợc biên

độ.
Ur
Uc
Ur
2

0
(U c + U r)

t

Uc



Tổng đại số của Ur + Uc đợc đa đến đầu vào của một khâu so sánh.
Nh vậy, bằng cách biến đổi Uc ngời ta có thể điều chỉnh đợc thời điểm xuất
hiện xung ra, tức là điều chỉnh đợc góc mở .
Khi Uc =0 ta có =0.
Khi Uc < 0 ta có >0.
Giữa và Uc có quan hệ nh sau .
Uc

= . U

r max

ngời ta lấy Uc max = Ur max
22

đồ án môn - điện tử công suất

2-Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos.
Theo nguyên tắc này , ngời ta cũng dùng hai điện áp.
-Điện áp đồng bộ Ur vợt trớc điện áp UA K qua thyristor một góc /2.
-Điện áp điều khiển Uc là điện áp một chiều có thể điều chỉnh đợc .

Ur

Uak

Uc


Uc



(Ur+Uc)

Tổng đại số Ur + Uc đợc đa đến đầu vào của khâu so sánh.
Khi Ur + Uc = 0 ta nhận đợc một xung ở đầu ra của khâu so sánh.
Uc +B cos =0 => = arccos (- Uc /B )
Lấy B = Uc max thì khi Uc biến thiên từ - Uc max ữ + Uc max
thì biến thiên từ 0 ữ .
+/ Tạo hàm Coswt: cho phép từ hàm Uc = Um Sinwt tạo ra hàm US = Um Coswt nh
sơ đồ, nếu ta chọn R1= R2 ; R3 = Xc
+/ Tạo hai hàm Coswt trong một chu kỳ
Ta có:

R1= R2
R3 =

1
c

R6 = 2R8
Rg = 2R7
Uc =UmSinwt.
3-Các yếu tố cơ bản đối với hệ thống điều khiển.
-Đảm bảo phát xung với đủ các yêu cầu để mở van.
-Đủ biên độ Ux.
-Đủ độ rộng tx
23


đồ án môn - điện tử công suất

-Sờn xung ngắn ( t3 =0,5 ữ 1s).
Ux

U
tx

Ts

-Đảm bảo tính đối xứng đối với các kênh điều khiển.
-Đảm bảo cách ly giữa mạch điều khiển và mạch lực.
-Đảm bảo đúng quy luật thay đổi về pha của xung điều khiển.
Đây là yêu cầu để đảm bảo phạm vi điều chỉnh của góc điều khiển . Thông

thờng đối với chỉnh lu điều khiển góc điều khiển phải thay đổi đợc trong phạm vi
100 ữ 1700.
-Có thể hạn chế đợc phạm vi điều chỉnh góc ,không phụ thuộc sự thay đổi của
điện áp lới.
-Không gây nhiễu đối với hệ thống điều khiển điện tử khác ở xung quanh.
-Có khả năngbảo vệ quá áp, quá dòng, mất pha và báo hiệu khi có sự cố.
Uđk

U đkm ax
Uđk
U đ k m in
0

t

- giới hạn góc điều khiển
4-Khuyếch đại thuật toán :
a/ Cấu tạo :
- Khuyếch đại thuật toán OA có hai cổng vào.
* (+) là cổng vào không đảo dấu.
* (-)là cổng vào đảo dấu
( S là cổng ra.

24


đồ án môn - điện tử công suất

(M là điểm mối đất của sơ đồ, đây là điểm chuẩn của zêrô để đo điện thế của các
điểm khác trong sơ đồ .

(Up+ , U-p là nguồn nuôi OA.
Up+

EE+

Ud

s

OA

E-

OA

E+

U1-

Up-

U2

U1+
M

M

U2
U sat

0

Ud

U sat

b/ Chế độ làm việc:
- Chễ độ tuyến tính: U2= A.Ud.
Với A=104 ữ 105 là hệ số khyếch đại điện áp.
Điều kiện để khuyếch đại thuật toán làm việc ở chế độ này phải có:
Ud

U sat
A

- Chế độ bão hoà:
Ud >

Usat
, U2=Usat
A

Ud > -

U sat
, U2 = - Usat
A

5- Khâu so sánh:

Khuyếch đại thuật toán có rất nhiều ứng dụng nh tạo hàm số, tạo bộ điều
chỉnh P,PI, PID, tạo các đa hài, tri gơ, các khâu so sánh v.v.
a/So sánh hai tín hiệu cùng dấu:
25