CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Với phương pháp điều khiển pha thông thường, xung kích đóng được đưa vào cổng điều khiển tại vị trí trễ đi một góc ? so với vị trí xuất hiện áp khóa trên linh kiện. Điện áp nguồn xoay chiều đóng vai trò điện áp chuyển mạch, tác dụng giảm dòng điện qua linh kiện và ngắt nó. Điện áp ngõ ra chứa thành phần hài cơ bản có tần số bằng tần số áp nguồn và các thành phần bậc cao khác. Độ lớn của các sóng hài phụ thuộc vào góc điều khiển và cấu hình mạch...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Ñieän töû coâng suaát 1 3.4 - CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU KHIEÅN BOÄ BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP XOAY CHIEÀU 3.4.1. ÑIEÀU KHIEÅN PHA (xem hình H3.2) Vôùi phöông phaùp ñieàu khieån pha thoâng thöôøng, xung kích ñoùng ñöôïc ñöa vaøo coång ñieàu khieån taïi vò trí treã ñi moät goùc α so vôùi vò trí xuaát hieän aùp khoùa treân linh kieän. Ñieän aùp nguoàn xoay chieàu ñoùng vai troø ñieän aùp chuyeån maïch, taùc duïng giaûm doøng ñieän qua linh kieän vaø ngaét noù. Ñieän aùp ngoõ ra chöùa thaønh phaàn haøi cô baûn coù taàn soá baèng taàn soá aùp nguoàn vaø caùc thaønh phaàn baäc cao khaùc. Ñoä lôùn cuûa caùc soùng haøi phuï thuoäc vaøo goùc ñieàu khieån vaø caáu hình maïch coâng suaát. Tröôøng hôïp ñieàu khieån pha vôùi quaù trình chuyeån maïch cöôõng böùc: ñieàu khieån vò trí kích ñoùng doøng ñieän vaø ñoàng thôøi ñieàu khieån caû vò trí ngaét doøng ñieän taûi. Caáu hình maïch phaûi chöùa boä chuyeån maïch hoaëc linh kieän töï chuyeån maïch. Vôùi phöông phaùp naøy, ñieän aùp ngoõ ra coù theå coù daïng ñoái xöùng. Neáu trong moãi nöûa chu kyø aùp nguoàn, ta thöïc hieän ñieàu roäng xung, heä soá bieán daïng vaø phoå caùc haøi baäc cao seõ ñöôïc haïn cheá raát nhieàu. 3.4.2. ÑIEÀU KHIEÅN TÆ LEÄ THÔØI GIAN (Time duty ratio Control; Cycle Control) Xem hình H3.14- thöïc hieän baèng caùch cho xung kích ñoùng caùc linh kieän lieân tuïc trong thôøi gian baèng soá nguyeân laàn chu kyø (m) ñieän aùp nguoàn vaø sau ñoù ngaét (khoaù) xung kích lieân tuïc trong moät soá nguyeân laàn chu kyø (n). Phöông phaùp naøy khoâng söû duïng khi taûi coù haèng soá thôøi gian ñaùp öùng töông ñöông vôùi chu kyø aùp nguoàn xoay chieàu, ví duï khoâng theå duøng ñeå ñieàu khieån ñoä saùng boùng ñeøn daây toùc, khoâng duøng ñeå ñieàu khieån vaän toác ñoäng cô coù moment quaùn tính nhoû. Phöông phaùp ñieàu khieån tæ leä thôøi gian vôùi thôøøi ñieåm kích ñoùng taïi ñieåm 0 cuûa aùp nguoàn (zero voltage switching ) ñöôïc öùng duïng ñeå ñieàu khieån loø ñieän trôû, loø hoà quang ñieän, loø nöôùng gia ñình.... vì ít aûnh höôûng leân löôùi ñieän, ñoàng thôøi haïn cheá toån hao phaùt sinh do cheá ñoä ñoùng ngaét linh kieän taïo neân. Boä bieán ñoåi laøm vieäc nhö moät coâng taéc xoay chieàu ñoùng môû tuaàn hoaøn. Hình H3.14a veõ ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi khi ta aùp duïng phöông phaùp ñieàu khieån ôû treân vôùi taûi chæ chöùa tt ñieän trôû R. Töø hình veõ H3.14a, ta suy ra trò hieäu duïng cuûa ñieän aùp taûi laø: U t = U . . Treân T hình H3.14b veõ quaù trình caùc ñaïi löôïng cho tröôøng hôïp taûi RL. Phöông phaùp ñieàu khieån neâu treân phuø hôïp cho caùc nguoàn cung caáp naêng löôïng cho caùc thieát bò tieâu thuï nhieät ñieän. Ta khoâng neân duøng chuùng laøm nguoàn naêng löôïng cho caùc ñeøn chieáu saùng cuõng nhö trong caùc ñoäng cô ñieän. 5-11 Ñieän töû coâng suaát 1 Ví duï 3.1: Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha caáp nguoàn cho taûi thuaàn trôû R=10Ω. π Nguoàn xoay chieàu coù trò hieäu duïng baèng 220V, 50Hz. Goùc ñieàu khieån α = [ rad ] 2 a. Tính trò hieäu duïng aùp taûi b. Tính coâng suaát tieâu thuï cuûa taûi c. Tính heä soá coâng suaát d. Ñeå ñaït ñöôïc coâng suaát taûi baèng 4 kW, tính ñoä lôùn goùc kích α e. Ñònh möùc linh kieän söû duïng Giaûi: a. Trò hieäu duïng cuûa aùp taûi 5-12 Ñieän töû coâng suaát 1 1 ⎛ α sin 2 α ⎞ 2 U t = ⎜1 − + ⎟ .U ⎝ π 2π ⎠ 1 ⎛ π sin ⎛ 2. π ⎞ ⎞ 2 ⎜ ⎜ ⎟⎟ ⎜ 2 + ⎝ 2 ⎠⎟ = ⎜1 − ⎟ .220 = 155 ,56 [V ] π 2.π ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ b. Coâng suaát tieâu thuï cuûa taûi 1 2π 1 2π u t2 1 Pt = 2π ∫ 0 u t .i t .dX = 2π ∫ 0 R .dX = .U t2 R 2 155 ,56 Pt = = 2420 [W ] 10 c. Heä soá coâng suaát nguoàn ( boû qua toån hao treân SCR ) Pt P P Pt λ = PF = = t = t = S U .I U .It U . Ut R 2420 λ= = 0 ,707 155 ,56 220. 10 d. Khi Pt = 4 kW, ta coù: U t = Pt .R = 4000 .10 = 200 [V ] . Treân ñaëc tính Ut(α), Ta xaùc ñònh goùc α töông öùng vôùi Ut = 200V laø α = 0,99979[rad] hay α=57,280 e. AÙùp laøm vieäc lôùn nhaát cuûa SCR: U DWM = U RWM = 220. 2 = 311[V ] Choïn heä soá an toaøn aùp: Ku = 2,5 ta coù tham soá SCR caàn choïn thoûa ma ...