Tài liệu đồ án chỉnh lưu tia 3 fa dung tca 785

LỜI NÓI ĐẦU Sinh viên thực hiện Bùi Hữu Nghĩa Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 1 Trang MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan về động cơ điện một chiều và các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp…………………………………………………Trang 3 Chương 2: Tổng quan về bộ chỉnh lưu Tiristor hình tia ba pha. Thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống chỉnh lưu - động cơ điện một chiều (hệ T - Đ) có đảo chiều..……………..Trang 13 Chương 3: Tính chọn các phần tử mạch động lực... …………………………………………………..Trang 21 Chương 4: Tính chọn các phần tử mạch điều khiển………………………………………………….Trang 36 Chương 5: Mạch bảo vệ và kết luận…………….Trang 44 Tài liệu tham khảo…………………………..…..Trang 48 Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 2 Trang CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG CÁCH THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP. Trong nãön saín xuáút hiãûn âaûi, maïy âiãûn mäüt chiãöu váùn âæåüc coi laì mäüt loaûi maïy quan troüng. Noï coï thãø duìng laìm âäüng cå âiãûn, maïy phaït âiãûn hay duìng nhæîng âiãöu kiãûn laìm viãûc khaïc. Âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu coï âàûc tênh âiãöu chènh täúc âäü ráút täút , vç váûy maïy âæåüc duìng nhiãöu trong nhæîng ngaình cäng nghiãûp coï yãu cáöu cao vãö âiãöu chènh täúc âäü nhæ caïn theïp, háöm moí hay giao thäng váûn taíi... I- Đặc tính cơ của máy điện một chiều : Quan hãû giữa täúc âäü vaì mämen âäüng cå goüi laì âàûc tênh cå cuía âäüng cå.  = f(M) hoàûc n = f(M). Quan hãû giæía täúc âäü vaì mämen cuía maïy saín xuáút goüi laì âàûc tênh cå cuía maïy saín xuáút. c= f(Mc) hoàûc nc= f(Mc). Ngoaìi âàûc tênh cå, âäúi våïi âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu ngæåìi ta coìn sæí duûng âàûc tênh cå âiãûn. âàûc tênh cå âiãûn biãøu diãùn quan hãû giæía täúc âäü vaì doìng âiãûn trong maûch âäüng cå:  = f(I) hoàûc n = f(I). 1. Phæång trçnh âàûc tênh cå: Theo så âäö hçnh (1-1) ta coï thãø viãút phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía maûch pháön æïng Uæ nhæ sau: Rf Uæ = Eæ + (Ræ +Ræ)Iæ Trong âoï: Uæ - âiãûn aïp pháön æïng, (V) E Eæ - sæïc âiãûn âäüng pháön æïng,(V) RKT Ræ - âiãûn tråí cuía maûch pháön æïng CKT Rf - âiãûn tråí phuû trong cuía maûch pháön æïng IKT Våïi: Ræ = ræ + rcf + rb + rct UKT Trong âoï: ræ - âiãûn tråí cuäün dáy pháön æïng. Hçnh 1-1 rcf - âiãûn tråí cuäün cæûc tæì phuû. Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 3 Trang rb- âiãûn tråí cuäün buì. rct- âiãûn tråí tiãúp xuïc chäøi than. Sæïc âiãûn âäüng Eæ cuía pháön æïng âäüng cå âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc: pN Eæ = 2a  k Trong âoï: p-säú âäi cæûc tæì chênh. N- säú thanh dáùn taïc duûng cuía cuäün dáy pháön æïng. a- säú âäi maûch nhaïnh song song cuía cuäün dáy pháön æïng. -tæì thäng kêch tæì dæåïi mäüt cæûc tæì. -täúc âäü goïc,rad/s. pN k = 2a - hãû säú cáúu taûo cuía âäüng cå. Nãúu biãøu diãùn sæïc âiãûn âäüng theo täúc âäü quay n (voìng/phuït) thç: Eæ = Ke.n Våïi: Vç váûy: Ke = 2n n  60 9.55 pN Eæ= 60a n pN laì hãû säú 60a = sæïc âiãûn âäüng cuía âäüng cå . Ke = K 9.55  0.105K Tæì các biểu thức trên, ta coï:  U æ Ræ  R f  Iæ K K Laì phæång trçnh âàûc tênh cå âiãûn cuía âộng cå. Màût khaïc, mämen âiãûn tæì Mât cuía âäüng cå âæåüc xaïc âënh båíi: Mât= K Iæ Suy ra: Iæ = M ât K Thay giaï trë Iæ vaìo phương trình đặc tính của động cơ ta âæåüc:  U æ Ræ  R f  .M ât K ( K ) 2 Nãúu boí qua caïc täøn tháút cå vaì täøn tháút theïp thç mämen cå trãn truûc âäüng cå bàòng mämen âiãûn tæì, ta kyï hiãûu laì M. Nghéa laì M ât= Me= M. Khi âoï ta âæåüc: Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 4 Trang  U æ Ræ  R f  .M K ( K ) 2 Âáy laì phæång trçnh âàûc tênh cå cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì âäüc láûp. Giaí thiãút phaín æïng pháön æïng âæåüc buì âuí, tæì thäng  = Const, thç caïc phæång trçnh âàûc tênh cå âiãûn vaì phæång tçnh âàûc tênh cå laì tuyãún tênh. Âäö thë cuía chuïng âæåüc biãøu âiãøn trãn hçnh (1-2) laì nhæîng âæåìng thàóng. Theo caïc âäö thë trãn, khi Iæ= 0 hoàûc M = 0 ta coï:  Uæ  0 K 0: goüi laì täúc âäü khäng taíi lyï tæåíng cuía âäüng cå. Coìn khi  = 0 ta coï: Iæ  U  I nm Ræ  R f Vaì M = KInm = Mnm Inm, 0 âm  I Iâm 0  âm I Inm Mâm M nm a. Âàûc tênh cå âiãûn b. Âàûc tênh cå cuía cuía âäüng cå âiãûn âäüng cå âiãûn mäüt mäüt chiãöu kêch tæì chiãöu kêch tæì âäüc Hçnh 1-2 âäüc láûp láûp M âæåüc goüi laì doìng âiãûn ngàõn maûch vaì nm mämen ngàõn maûch. Màût khaïc tæì phæång trçnh âàûc tênh điện và phương trình đặc tính cơ cũng coï thãø âæåüc viãút dæåïi daûng:  U æ RI   0   K K  Uæ R  .M K ( K ) 2 Uæ K RI   æ K 0  RM =  K  goüi laì âäü suût täcú âäü æïng våïi giaï trë cuía M. 2. Xeït caïc aính hæåíng caïc tham säú âãún âàûc tênh cå: Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 5 Trang Tæì phæång trçnh âàûc tênh cå ta tháúy coï ba tham säú aính hæåíng âãún âàûc tênh cå: Tæì thäng âäüng cå , âiãûn aïp pháön æïng Uæ, vaì âiãûn tråí pháön æïng âäüng cå.Ta láön læåüt xeït aính hæåíng cuía tæìng tham säú âoï: a) Aính hæåíng cuía âiãûn tråí pháön æïng: Giaí thiãút ràòng Uæ=Uâm= Const 0 và  = âm= Const. TN(Rn) Rf1 Rf2 Rf3 Muäún thay âäíi âiãûn tråí maûch pháön æïng Rf4 Mcpháön ta näúi thãm âiãûn tråí phuû R f vaìo maûch Hçnh 1-3 æïng. Trong træåìng håüp naìy täúc âäü khäng taíi lyï tæåíng: 0  U âm Const K âm Âäü cæïng âàûc tênh cå: 2  M  K âm    var  Ræ  R f Khi Rf caìng låïn  caìng nhåí nghéa laì âàûc tênh cå caìng däúc. Æïng våïi R f=0 ta coï âàûc tênh cå tæû nhiãn:  TN   K âm  2 Ræ TN coï giaï trë låïn nháút nãn âàûc tênh cå tæû nhiãn coï âäü cæïng hån táút caí caï âæåìng âàûc tênh coï âiãûn tråí phuû. Nhæ váûy khi thay âäøi âiãûn tråí Rf ta âæåüc mäüt hoü âàûc tênh biãún tråí nhæ hçnh (1-5) æïng våïi mäøi phuû taíi Mc naìo âoï, nãúu Rf caìng låïn thç täúc âäü cå caìng giaím, âäöng thåìi doìng âiãûn ngàõn maûch vaì mämen ngàõn maûch cuíng giaím. Cho nãn ngæåìi ta thæåìng sæí duûng phæång phaïp naìy âãø haûn chãú doìng âiãûn vaì âiãöu chènh täúc âäü âäüng cå phêa dæåïi täúc âäü cå baín. Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 6 Trang b) Aính hæåíng cuía âiãûn aïp pháön æïng: Giaí thiãút tæì thäng  = âm= const, âiãûn tråí pháön æïng R æ = const. Khi thay âäøi âiãûn aïp theo hæåïng giaím so våïi U âm, ta coï: Täúc âäü khäng taíi:  0 x Var 01   0x K âm 02 Âäü cæïng âàûc tênh cå: 03 2   K  04 U   Ræ Uâm Const Mc Hçnh 1-4 U1 U2 U3 U4 M(I) Nhæ váûy khi thay âäøi âiãûn aïp âàût vaìo pháön æïng âäüng cå ta âæåüc mäüt hoü âàûc tênh cå song song nhæ trãn (Hçnh 1-4). Ta tháúy ràòng khi thay âäøi âiãûn aïp (giaím aïp) thç mämen ngàõn maûch, doìng âiãûn ngàõn maûch cuía âäüng cå giaím vaì täúc âäü âäüng cå cuíng giaím æïng våïi mäüt phuû taíi nháút âënh. Do âoï phæång phaïp naìy cuíng âæåüc sæí duûng âãø âiãöu chènh täúc âäü âäüng cå vaì haûn chãú doìng âiãûn khi khåíi âäüng. c) Aính hæåíng cuía tæì thäng: Giaí thiãút âiãûn aïp pháön æïng U æ= Uâm= Const. Âiãûn tråí pháön æïng R æ = Const. Muäún thay âäøi tæì thäng ta thay âäøi doìng âiãûn kêch tæì Ikt âäüng cå. Trong træåìng håüp naìy: Täúc âäü khäng taíi: U  Âäü cæïng âàûc tênh cå: Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 7 0x    x Var K x K x 2 Var R æ Trang Do cáúu taûo cuía âäüng cå âiãûn, thæûc tãú thæåìng âiãöu chènh giaím tæì thäng. Nãn khi tæì thäng giaím thç0x tàng, coìn  giaím ta coï mäüt hoü âàûc tênh cå våïi 0x tàng dáön vaì âäü cæïng cuía âàûc tênh giaím dáön khi giaím tæì thäng. Ta nháûn tháúy ràòng khi thay âäøi tæì  02  01 1 2 0 âm Mc 0 02 01 2 1 âm 0 M Inm a. Âàûc tênh cå âiãûn cuía âäüng cå b. Âàûc tênh cå cuía âäüng cå âiãn mäüt chiãöu kêch tæì âäüc láûp âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì khi giaím tæì thäng Hçnhâäüc 1-5 láûp khi giaím tæìthäng thäng: U Doìng âiãn ngàõn maûch: âm Inm = R Const æ Mämen ngàõn maûch: Mnm=KxInm=Var Caïc âàûc tênh cå âiãûn vaì âàûc tênh cuía âäüng cå khi giaím tæì thäng âæåüc biãøu diãùn åí hçnh (1-5)a. Våïi daûng mämen phuû taíi M c thêch håüp våïi chãú âäü laìm viãûc cuía âäüng cå khi giaím tæì thäng täúc âäü âäüng cå tàng lãn, nhæ åí hçnh (1-5)b. II- Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Truyền động điện được dùng để dẫn động các bộ phận làm việc của các máy sản xuất khác. Thường phải điều chỉnh tốc độ chuyển động của các bộ phận làm việc. Vì vậy điều chỉnh tốc độ động cơ điện là biến đổi tốc độ một cách chủ động, theo yêu cầu đặt ra cho các qui luật chuyển động của bộ phận làm việc mà không phụ thuộc mômen phụ tải trên trục động cơ. Xét riêng về phương diện tốc độ của động cơ điện một chiều là có nhiều ưu điểm hơn với các loại động cơ khác, không những có thể điều chỉnh tốc độ dễ dàng, đa dạng các phương pháp điều chỉnh, cấu trúc mạch động lực, mạch điều Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 8 Trang khiển đơn giản hơn. Đồng thời đạt chất lượng điều chỉnh cao, dải điều chỉnh rộng. Thực tế có 2 phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều: +Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động cơ +Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ Vì vậy cần phải có những bộ biến đổi phù hợp để cung cấp mạch điện phần ứng hoặc mạch kích từ của động cơ. Cho đến nay thường sử dụng những bộ biến đổi dựa trên các nguyên tắc truyền động sau đây : +Hệ truyền động máy phát – động cơ (F – Đ) +Hệ truyền động chỉnh lưu tiristor – động cơ (T – Đ) 1/ Hệ truyền động máy phát – động cơ (F – Đ) Phần ứng của động cơ điện một chiều được cung cấp từ 1 máy phát điện. Máy phát có 1 động cơ sơ cấp không đồng bộ 3 pha quay. Khi ta thay đổi IktF thì Uu thay đổi và làm thay đổi tốc độ động cơ điện một chiều. Khi đảo chiều ItkF thì động cơ điện một chiều cũng sẽ đảo chiều quay. +Ưu điểm của hệ này là điều chỉnh tốc độ rất linh hoạt. Động cơ có thể chuyển đổi qua các chế độ làm việc khi ta thay đổi tốc độ hoặc đảo chiều, khả năng điều chỉnh vận tốc tương đối rộng, khả năng chịu quá tải khá tốt. +Nhược điểm của hệ này là sử dụng nhiều máy điện quay, trong đó ít nhất phải có 2 máy điện một chiều nên gây ra tiếng ồn lớn, công suất lắp máy lớn so với động cơ chấp hành. Ngoài ra do máy điện một chiều có từ dư, đặc tính từ hoá trở nên khó điều chỉnh tốc độ. 2/ Hệ truyền động chỉnh lưu – động cơ (T-Đ) Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 9 Trang Thường sử dụng bộ chỉnh lưu có điều khiển thyristor. Tốc độ động cơ thay đổi bằng cách thay đổi điện áp chỉnh lưu cấp cho phần ứng động cơ, để thay đổi điện áp chỉnh lưu ta chỉ cần sử dụng mạch điều khiển, thay đổi thời điểm thông van thyristor. CKT Â T1 T2 T3 KH ÂK +Ưu điểm của hệ này là tác động nhanh, không gây ồn và dễ tự động hoá. Do các van bán dẫn có hệ số khuếch đại công suất rất cao, điều đó thuận lợi cho việc thiết lập hệ thống điều chỉnh nhiều vòng, để nâng cao chất lượng đặc tính tĩnh và các đặc tính của hệ thống. +Nhược điểm của hệ là do các van bán dẫn có tính phi tuyến, dạng chỉnh lưu của điện áp có biên độ đập mạch gây tổn hao phụ trong máy điện. Hệ số công suất cos  của hệ thống nói chung là thấp. Tính dẫn điện 1 chiều của van buộc ta phải sử dụng 2 bộ biến đổi để cấp điện cho động cơ có đảo chiều quay. 3/ Cơ sở lý thuyết của phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng cách thay đổi điện áp phần ứng. a) Sơ đồ thay thế tính toán: Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 10 Trang Từ phương trình đặc tính động cơ tổng quát:  Uu Ru  .M    0   K ( K ) 2 Ta thấy sự thay đổi Uu thì  0 sẽ thay đổi, còn  const Vậy ta sẽ được các đường đặc tính điều chỉnh song song với nhau. Như vậy muốn thay đổi điện áp phần ứng Uu ta phải có bộ nguồn cung cấp điện một chiều thay đổi được điện áp ra. b) Bộ biến đổi F-Đ: Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 11 Trang Là bộ biến đổi máy điện mà nguyên lý vận hành được giới thiệu ở phần trước. Phương trình đặc tính cơ khi điều chỉnh tốc độ dùng máy phát. EF R  .M K D ( K D ) 2 K .U R   F KF  .M K D ( K D ) 2  Như vậy khi thay đổi UKF (hoặc iKF) ta sẽ được 1 họ đường đặc tính cơ song song nhau ở cả 4 góc phần tư. c) Bộ biến đổi T-Đ: Là phương pháp biến đổi điện tử, bán dẫn Ta xét hệ T-Đ không đảo chiều: Chế độ dòng liên tục: Ed = Ed0 . cos  Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 12 Trang E d 0 . cos   K dm E . cos    d0  K dm  Ru  RCL ( K dm ) 2 Ru  RCL ( K dm ) 2 .I .M    0   Vậy khi ta thay đổi góc điều khiển  (0   ) thì Ed thay đổi từ Ed0 đến –Ed0 và ta sẽ được 1 hệ đặc tính cơ song song nằm ở mức bên phải của mặt phẳng toạ độ. CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ BỘ CHỈNH LƯU TIRISTOR HÌNH TIA BA PHA. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG CHỈNH LƯU - ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU (HỆ T – Đ) CÓ ĐẢO CHIỀU. I/ Chỉnh lưu hình tia 3 pha: Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 13 Trang a) Sơ đồ và dạng sóng: Gồm 1 máy biến áp 3 pha có thứ cấp nối Y 0, 3 pha tiristor nối với tải như hình vẽ. Điều kiện khi cấp xung điều khiển chỉnh lưu: +Thời điểm cấp xung điện áp pha tương ứng phải dương hơn so với trung tính. +Nếu có các tiristor khác đang dẫn thì điện áp pha tương ứng phải dương hơn pha kia. Vì thế phải xét đến thời gian cấp xung đầu tiên. Góc mở tự nhiên: +Góc mở  được xác định từ lúc điện áp đặt lên van tương ứng chuyển từ âm đến 0 (từ đóng sang khoá) cho đến khi bắt đầu đặt xung điều khiển vào. +Điện áp gây nên quá trình chuyển mạch: điện áp dây.  : góc dẫn + 0         : góc chuyển mạch Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 14 Trang b) Nguyên lý hoạt động: Giả thiết tải : R, Eu , chuyển mạch tức thời. Điện áp pha thứ cấp của máy biến áp: u1 U m sin  2 ) 3 4 u 3 U m sin(  ) 3 u 2 U m sin(  *Nhịp V1: khoảng thời gian từ  1    2 . Tại  1 điện áp đặt lên u1 > 0, có xung kích khởi: T1 mở, khi đó: u  u u  v1 v 2 v3 0 u u 2 3   u1 u1 0   0 T1 mở, T2, T3 đóng, lúc này: +Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u1 : ud = u1 +Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện qua van 1: id = Id = i1 +Dòng điện qua T2, T3 bằng 0: i2 = i3 = 0 Trong nhịp V1: uV2 từ âm chuyển lên 0, khi uV2 = 0 thì T2 mở, lúc này uV1 = u1 – u2 = 0 và bắt đầu âm nên T1 đóng, kết thúc nhịp V1, bắt đầu nhịp V2. *Nhịp V2: từ  2    3 Lúc này: T2 mở, T1, T3 đóng. +Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u2: ud = u2 +Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện dòng điện qua van 2: id = I d = i 2 +Dòng điện qua T1, T3 bằng 0: i1 = i3 = 0 Trong nhịp V2: uV3 từ âm chuyển lên 0, khi uV3 = 0 thì T3 mở, lúc này uV2 = u2 – u3 = 0 và bắt đầu âm nên T2 đóng, kết thúc nhịp V2, bắt đầu nhịp V3. *Nhịp V3: từ  3    4 Lúc này: T3 mở, T1, T2 đóng. +Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u3: ud = u3 +Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện dòng điện qua van 3: id = I d = i 3 +Dòng điện qua T1, T2 bằng 0: i1 = i2 = 0 Trong nhịp V3: uV1 từ âm chuyển lên 0, khi uV1 = 0 thì T1 mở, lúc này uV3 = u3 – u1 = 0 và bắt đầu âm nên T3 đóng, kết thúc nhịp V3, bắt đầu nhịp V1. Trong mạch tải có điện cảm L nên id thực tế là dòng liên tục, id = Id Góc mở  được tính từ giao điểm của 2 điện áp pha. Trị trung bình của điện áp tải: u  u u  v 2 v1 v3 u v 3  u v1  u v 2 0 u 1 u 3   u 2 u 2 0 u1  u3 u 2  u3 Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 15 Trang Ud  2 3 5  6   6 2 .U 2 . sin  .d   3 6U 2 . cos  2 Trùng dẫn: e a  2 .U 2 . sin  2 ) 3 4 e c  2 .U 2 . sin(  ) 3 eb  2 .U 2 . sin(  Giả sử T1 đang cho dòng chảy qua, iT1 = Id. Khi   2 cho xung điều khiển mở T2. Cả 2 tiristor T1 và T2 đều cho dòng chảy qua làm ngắn mạch 2 nguồn ea và eb. Nếu chuyển gốc toạ độ từ  sang  2 ta có: 5 ) 6  eb  2 .U 2 . sin(    ) 6 e a  2 .U 2 . sin(  Điện áp ngắn mạch: U c eb  e a  2 .U 2 . sin(   ) Dòng điện ngắn mạch được xác định bởi phương trình: 6 .U 2 . sin(   ) 2. X c . dic dt Do đó: ic  6 .U 2 . cos   cos(   ) 2. X c II- Tổng quan về Tiristor : 1/ Cáúu taûo: Laì duûng cuû baïn dáùn gäöm 4 låïp baïn âáùn loaûi P vaìN gheïp xen keî nhau vaì coï 3 cæûc anäút, catäút vaì cæûc âiãöu khiãøn riãng G + + + A K P1 + N + P2 + N2 + + + 1 J3 J1 E J2 Kí hiệu: i Hçnh 21 G 2/ Nguyãn lyï hoaût âäüng : Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 16 Trang R1 Khi tiristor âæåüc näúi våïi nguäön mäüt chiãöu E > 0 tæc cæûc dæång âàût vaìo anäút cæûc ám âàût vaìo catäút, thç tiãp giaïp J 1, J3 âæåüc phán cæûc thuáûn coìn miãön J2 phán cæûc ngæåüc, gáön nhæ toaìn bäü âiãûn aïp âæåüc âàût lãn màût gheïp J 2, âiãûn træåìng näüi taûi E 1 cuía J2 coï chiãöu tæì N1 hæåïng tåïi P2. Âiãûn træåìng ngoaìi taïc âäüng cuìng chiãöu våïi E1, vuìng chuyãøn tiãúp laì vuìng caïch âiãûn caìng âæåüc måí räüng ra, khäng coï doìng âiãûn chaûy qua tiristor màûc duì noï âæåüc âàût dæåïi 1 âiãûn aïp. a) Måí tiristor : Nãúu cho mäüt xung âiãûn aïp dæång Ug taïc âäüng vaìo cæûc G (dæång so våïi K ) thç caïc electron tæ N2 chaûy sang P2. Âãún âáy mäüt säú êt trong chuïng chaíy vãö nguäön U g vaì hçnh thaình doìng âiãöu khiãøn Ig chaíy theo maûch G1 - J3 - K - G , coìn pháön låïn âiãûn tæí dæåïi sæïc huït cuaí âiãûn træåìng täøng håüp cuía màût J2 lao vaìo vuìng chuyãøn tiãúp naìy chuïng âæåüc tàng täúc do âoï coï âäüng nàng ráút låïn seî beí gaíy caïc liãn kãút giæîa caïc nguyãn tæí Si, taûo nãn caïc âiãûn tæí tæû do måïi. Säú âiãûn tæí naìy laûi tham gia bàõn phaï caïc nguyãn tæí Si khaïc trong vuìng chuyãøn tiãúp. Kãút quaí cuía caïc phaín æïng dáy chuyãön naìy laìm xuáút hiãûn caìng nhiãöu âiãûn twr chaûy vaìo vung N 1 qua P1 vaì âãún cæûc dæång cuía nguäön âiãûn ngoaìi, gáy nãn hiãûn tæåüng âáùn âiãûn aìo aût laìm cho J2 tråí thaình màût gheïp dáùn âiãûn bàõt âáöu tæì mäüt diãøm naìo âoï åí sung quanh cæûc räöi phaït triãøn ra toaìn bäü màût gheïp våïi täúc âäü lan truyãön khoaíng 1m/100s +E - Mäüt trong nhæîng biãûn phaïp âån giaín nháút âãø måí Tiristor Rt âæåüc trçnh baìy trãn hçnh veî. . Khi âäúng måí K, nãúu Ig > Igst thç T K T måí ( Ig  (1,1 1,2 ). Igst ) G R2 E (1,1  1,2) I gst Ig : Giaï trë doìng âiãöu khiãøn ghi -E trong säø tay tra cæïu tiristor Hçnh 2- hçnh dung Coï thãø nhæ sau1000() : Khi dàût tiristor åí R2 = 100 2a> 0 thç tiristor åí tçnh traûng sàôn saìn måí cho UAK doìng chaíy qua, nhæng noï coìn âåüi tên hiãûu I g åí cæûc âiãöu khiãøn, nãúu Ig > Igst thç tiristor måí. b) Khoaï Tiristos: Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 17 Trang Mäüt khi tiristor âaî måí thç tên hiãûu thç tên hiãûu Ig khäng coìn taïc duûng næîa. Âãø khoaï tiristor coï 2 caïch : . Giaím doìng âiãûn laìm viãûc I xuäúng giaï trë doìng duy trç Idt . Âàût mäüt âiãûn aïp ngæåüc lãn tiristor UAK < 0, hai màût J1, J3 phán cæûc ngæåüc, J2 phán cæûc thuáûn. Nhæîng âiãûn tæí træåïc thåìu âiãøn âaío cæûc tênh UAK < 0 âang coï màût taûi P1, N1, P2, báy giåì âaío chiãöu haình trçnh, taûo nãn doìng âiãûn ngæåüc chaíy tæì Catäút vãö Anäút vaì vãö cæûc ám cuía nguäön âiãûn aïp ngoaìi. +E +E R C T Rt1 A K Hçnh 22b T1 C Rt2 B T2 Hçnh 22c - Luïc âáöu quaï trçnh tæì t0 t1, doìng âiãûn ngæåüc khaï låïn, sau âoï J 1, J3 tråí nãn caïch âiãûn. Coìn mäüt êt âiãûn tæí âæåüc giuí laûi giæîa hai màût gheïp, hiãûn tæåüng khuãúch taïn seî laìm chuïng êt dáön âi cho âãún hãút vaì J2 khäi phuûc laûi tênh cháút cuía màût gheïp âiãöu khiãøn. - Thåìi gian khoaï tof âæåüc tênh tæì khi bàõt âáöu xuáút hiãn dong âiãûn ngæåüc bàòng 0 (t 2) âáy laì thåìi gian maì sau âoï nãúu âàût âiãûn aïp thuáûn lãn tiristor thç tiristor váùn khäng måí, tof keïo daìi khoaíng vaìi chuûc s. Trong báút kyì træåìng håüp naìo cuîng khäng âæåüc âàût tiristor dæåïi âiãûn aïp thuáûn khi tiristor chæa bë khoaï nãúu khäng seî coï nguy cå gáy ngàõn maûch nguäön. Trãn så âäö hçnh (b), viãûc khoaï tiristor bàòng âiãûn aïp ngæåüc âæåüc thæûc hiãûn bàòng caïch âoúng khoaï K. coìn så âäö (c) cho pheïp khoïa tiristor mäüt caïch tæû âäüng. Trong maûch hçnh (c) khi måí tiristor naìy thç tiristor kia seî khoaï laûi. Giaí thuyãút cho mäüt xung âiãûn aïp dæång âàût vaìo G1T1 måí dáùn âãún Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 18 Trang xuáút hiãûn 2 doìng âiãûn : Doìng thæï nháút chaíy theo maûch : +E - R1-T1 - -E,coìn doìng thæï 2 chaíy theo maûch +E - R2 -T1- -E. - Tuû C âæåüc naûp âiãûn âãún giaï trë E, baín cæûc dæång åí B, baín cæûc ám åí A. Báy giåì nãúu cho mäüt xung âiãûn aïp dæång taïc âäüng vaìo G2T2 måí noï seî âàût âiãûn thãú âiãøm B vaìo catäút cuía T1. Nhæ váûy laì T1 bë âàût dæåïi âiãûn aïp Uc = -E vaì T1 bë khoaï laûi. -T2 måí laûi xuáút hiãûn 2 doìng âiãûn : Doìng thæï nháút chaíy theo maûch : + E - R1-C - T2 - -E. Coìn doìng thæï hai chaíy theo maûch : +E - R 2 - T2 -E. - Tuû C âæåüc naûp ngæåüc laûi cho âãún giaï trë E, chuáøn bë khoaï T2 khi ta cho xung måí T1 c) Âiãûn dung cuíatuû âiãûn chuyãøn maûch : - Trong så âäö hçnh (b), (c) mäüt cáu hoíi âæåüc âàût ra laì : Tuû âiãûn C phaíi coï giaï trë bàòng bao nhiãu thç coï thãø khoaï âæåüc tiristor   Nhæ âaî noïi åí trãn khi T 1 måí cho doìng chaíy qua thç C âæåüc naûp âiãûn âãún giaï trë E. baín cæûc “+” åí phêa âiãøm B. taûi thåìi âiãøm cho xung måí T2 (caí 2 tiristor âiãöu måí), ta coï phæång trçnh maûch âiãûn. våïi i C E i.R1  U c Nãn E C.R1 du c dt du c Uc dt Viãút dæåïi daûng toaïn tæí Laplace : P C.R1  P.U c  p   U c  0     U c  p  E 1 Q.E Vç U c  0   E nãn U c  p   p p  a  våïi a  R .C 1 Tæì âoï ta coï : U c  t   E 1  2.e  U T 1 . Thåìi gian tof laì khoaíng thåìi gian kãø tæì khi måí T 2 cho âãún khi UT1 bàõt âáöu tråí thaình dæång, váûy ta coï :  at   E 1  2.e  a .toff 0  t off 0,693.R1C hoàûc C  R1  t off 0,693.R1 1,44.I .t off E seî nháûn âæåüc C  I E tof : ; I : Ampe ; E : Volt ; C : F Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 19 Trang 4/ Âàût tênh Volt - Ampe cuía tiristor : Ia III IH Ung I0 IV Ing II I U Uth Uch Hçnh 23 Âoaûn 1 : ÆÏng våïi traûng thaïi khoaï cuía tiristor, chè coï doìng âiãûn roì chaíy qua tiristor khi tàng U lãn âãún Uch (âiãûn aïp chuyãøn traûng thaïi ), bàõt âáöu quaï trçnh tàng nhanh chäúng cuía doìng âiãûn. Tiristor chuyãøn sang traûng thaïi måí. Âoaûn 2 : ÆÏng våïi giai âoaûn phán cæûc thuáûn cuía J2. Trong giai âoaûn naìy mäùi læåüng tàng nhoí cuía doìng âiãûn æïng våïi moüt læåüng giaím låïn cuía âiãûn aïp âàût lãn tiristor, âoaûn naìy goüi laì âoaûn âiãûn tråí ám. Âoaûn 3 : ÆÏng våïi traûng thaïi måí cuía tiristor. Khi naìy caí 3 màût gheïp âaî tråí thaìng âáùn âiãûn. Doìng chaíy qua tiristor chè coìn bë haûn chãú båíi âiãûn tråí maûch ngoaìi. Âiãûn aïp raîi trãn tiristor ráút låïn khoaíng 1V. tiristor âæåüc giæí åí traûng thaïi måí chæìng naìo I coìn låïn hån doìng duy trç I H. Âoaûn 4 : ÆÏ ng våïi traûng thaïi tiristor bë âàût dæåïi âiãûn aïp ngæåüc. Doìng âiãûn ráút låïn, khoaíng vaìi chuûc mA. Nãúu tàng U âãn U ng thç doìng âiãûn ngæåüc tàng lãn nhanh chäúng, màût gheïp bë choüc thuíng, tiristor bë hoíng. Bàòng caïch cho I g låïn hån 0 seî nháûn âæåüc âàût tênh Volt - Ampe våïi caïc Uch nhoí dáön âi. Sinh viên thực hiện: Bùi Hữu Nghĩa - Lớp 03Đ2 20 Trang