Thiết kế và thi công mô hình mạch kích dùng Thyristor trong thiết bị chỉnh lưu có điều khiển

Thiết kế và thi công mô hình mạch kích dùng Thyristor trong thiết bị chỉnh lưu có điều khiển
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế và thi công mô hình mạch kích dùng Thyristor trong thiết bị chỉnh lưu có điều khiển Luaän vaên toát ngieäp SVTH Nguyeãn Vaên Hieàn PHAÀN B NOÄI DUNG Chöông 1 GIÔÙI THIEÄU SÔ LÖÔÏC VEÀ THYRISTOR I - Caáu taïo – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa Thyristor 1 - Caáu taïo Thyristor coøn goïi laø SCR (Sillcon – Controlled – Rectifier) laø loaïi linhkieän 4 lôùp P – N ñaët xen keõ nhau. Ñeå tieän vieäc phaân tích caùc lôùp baùn daãnnaøy ngöôøi ta ñaët laø P1, N1, P2, N2, giöõa caùc lôùp baùn daãn hình thaønh caùcchuyeån tieáp laàn löôït töø treân xuoáng döôùi laø J1, J2, J3. Sô ñoà caáu truùc, kyù hieäu, sô ñoà töông ñöông vaø caáu taïo cuûa thyristorñöôïc trình baøy H1 H.I.1a. H.I.1b H.I.1c H.I.1d A : Anoát K : catoát G : Cöïc ñieàu khieån J1, J3 : Maët tieáp giaùp phaùt ñieän tích J2 : Maët tieáp giaùp trung gian H.I.1a : Sô ñoà kyù hieäu cuûa SCR H.I.1b : Sô ñoà caáu truùc boán lôùp cuûa SCR H.I.1c : Sô ñoà moâ taû caáu taïo cuûa SCR H.I.1d : Sô ñoà töông ñöông cuûa SCR 2. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa thyristor: Coù theå moâ phoûng moät Thyristor baèng hai transistor Q1, Q2 nhöH.I.1d. Transistor Q1 gheùp kieåu PNP, coøn Q2 kieåu NPN. Goïi α1, α2 laø heä soá truyeàn ñieän tích cuûa Q1vaø Q2. Khi ñaët ñieän aùp Uleân hai ñaàu A &K cuûa Thyristor, caùc maët tieáp giaùp J1 & J3 chuyeån dòchthuaän, coøn maët tieáp giaùp J2 chuyeån dòch ngöôïc ( J2 maët tieáp giaùp chung cuûaQ1 & Q2 ). Do ñoù doøng chaûy qua J2 laø IJ2 GVHD Nguyeãn Xuaân Khai Trang 1 Luaän vaên toát ngieäp SVTH Nguyeãn Vaên Hieàn IJ2 = α1 Ie1 + α2Ie2 + Io. I0 : Laø doøng ñieän roø qua J2 Nhöng vì Q1 & Q2 gheùp thaønh moät toång theå ta coù: Ie1 = Ie2 = IJ2 = I. Do ñoù IJ2 = I = α1 I + α2 I + Io Suy ra => I = Io / [1-( α1 + α2 )] (1) Do J2 chuyeån dòch ngöôïc neân haïn cheá doøng chaûy qua noù, daãn ñeán α1,α2 cuøng ñieàu coù giaù trò nhoû, I ≈ Io, caû hai transistor ôû traïng thaùi ngaét. Töø bieåu thöùc (1) ta thaáy raèng doøng ñieän chaûy qua Thyristor phuï thuoäcvaøo heä soá truyeàn ñieän tích α1 & α2. Moái quan heä giöõa α vaø doøng emiterñöôïc trình baøy ôû H.I.2. Nhö vaäy khi α1 + α2 taêng daàn ñeán 1 thì I taêng raátnhanh. Theo sô ñoà töông ñöông cuûa SCR H.I.1d ta coù theå giaûi thích nhö α sau: - Doøng IC1 chaûy vaøo cöïc B cuûa Q2 laøm cho 1 Q2 daãn vaø IC2 taêng, töùc IB1 cuõng taêng (IC2 = IB1) khieán Q1 daãn maïnh -> IC1 taêng vaø cöù tieáp dieãn nhö theá. Hieän töôïng naøy goïi laø hoài tieáp döông Ie veà doøng, taïo ñieàu kieän laøm taêng tröôûng nhanh 0 doøng ñieän chaûy qua Thyristor. H.I.2 - Doøng Ie1 taêng laøm cho α1 taêng (H.I.2), coøn taêng Ie2 laøm cho α2 taêng. Cuoái cuøng thöcï hieän ñöôïc ñieàu kieän (α1 + α2) -> 1, caû hai transistor chuyeån sang traïng thaùi môû, luùc naøy noäi trôû giöõa A vaø K cuûa SCR raát nhoû. Vaäy muoán laøm cho Q1, Q2 töø traïng thaùi ngaét chuyeån sang traïng thaùibaõo hoaø (hay muoán môû Thyristor) chæ caàn laøm taêng IB2. Ñeå laøm ñöôïc vieäcnaøy ngöôøi ta thöôøng cho moät doøng ñieàu khieån Iñk chaûy vaøo cöïc coång cuûaThyristor, ñuùng theo chieàu IB2 treân H.I.1d. GVHD Nguyeãn Xuaân Khai Trang 2 Luaän vaên toát ngieäp SVTH Nguyeãn Vaên Hieàn II. Ñaëc tuyeán Volt - Ampere cuûa Thyristor: H.I.3 H.I.3 Ñaëc tuyeán Volt - Ampere cuûa Thyristor Ith max : Giaù trò cöïc ñaïi doøng thuaän Uth : Ñieän aùp thuaän Ung : Ñieän aùp ngöôïc Udt : Ñieän aùp ñaùnh thuûng Ing : Doøng ngöôïc. Io : Doøng roø qua Thyristor Idt : Doøng duy trì. Δu: Ñieän aùp rôi treân Thyristor Ñeå giaûi thích ñöôïc yù nghóa vaät lyù cuûa ñöôøng ñaëc tuyeán Volt - AmpereThyristor, ngöôøi ta chia ra laøm boán ñoaïn ñaùnh soá la maõ nhö H.I. 3b - Ñoaïn ( I) öùng vôùi traïng thaùi ngaét cuûa Thyristor. Trong ñoaïn naøy (α1+ α2 ) < 1, coù doøng roø qua Thyristor I ≈ Io, vieäc taêng giaù trò U ít coù aûnhhöôûng ñeán giaù trò doøng I. Khi U taêng ñeán giaù trò Uch (ñieän aùp chuyeån maïch)thì baét daàu quaù trình taêng tröôûng nhanh choùng cuûa doøng ñieän,Thyristorch ...