Đề tài Tổng hợp điện cơ hệ truyền động chỉnh lưu-Động cơ một chiều

Mục lục DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN Hình 1.1 Cấu tạo và ký hiệu của Tiristor. 5 Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý động cơ một chiều kích từ độc lập 8 Hình 1.3: Các đặc tính của động cơ một chiều kích từ độc lập 9 Hình 1.4: Các đặc tính của động cơ một chiều kích từ độc lập 9 Hình1.5:Đặc tính cơ điện (a)và đặc tính cơ (b)khi thay đổi từ thông 10 Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống chỉnh lưu – động cơ một chiều 11 Hình 1.7: Họ đặc tính cơ của hệ 12 Hình 2.1: Sơ đồ (a), đồ thị (b) chỉnh lưu Tiristor hình cầu 1 pha 14 Hình 2.2: Sơ đồ (a), đồ thị (b) chỉnh lưu Tiristor hình cầu 3 pha 15 Hình 2.3: Sơ đồ (a), đồ thị (b) chỉnh lưu Tiristor hình tia 3 pha 16 Hình 2.4: Dạng điện áp Ud mạch hình tia 3 pha 17 Hình 2.5 Sơ đồ mạch động lực 25 Hình 2.6 Giản đồ điện áp và dòng điện mạch động lực 28 Hình 3.1: Sơ đồ đấu dây và đồ thị véctơ mạch đồng bộ hóa 31 Hình 3.2: Sơ đồ mạch phát sóng răng cưa 31 Hình 3.3: Sơ đồ mạch và đồ thị điện áp mạch so sánh 33 Hình 3.4: Sơ đồ mạch tạo xung 33 Hình 3.5: Giản đồ tạo xung 34 Hình 3.6: Sơ đồ mạch tạo nguồn nuôi 35 Hình 3.7: Sơ đồ khối tạo điện áp chủ đạo 35 Hình 3.8: Khâu phản hồi tốc độ 36 Hình 3.9: Sơ đồ khối phản hồi âm dòng điện 37 Hình 3.10: Giản đồ điện áp và dòng điện mạch điều khiển 38 Hình 5.1: Sơ cấu trúc hệ thống 45 Hình 5.2: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống khi khâu cải thiện chất lượng 46 Hình 5.3: Đặc tính tĩnh của hệ thống 48 Hình 7.1:Thư viện khối chuẩn của Simulink 63 Hình 7.2 Kết quả mô phỏng bộ biến đổi của hệ thống 69 Hình 7.3 Kết quả mô phỏng hoạt động của động cơ điện một chiều 70 Hình 7.4 Kết quả mô phỏng hoạt động của mạch vòng dòng điện 71 Hình 7.5 Kết quả mô phỏng khâu phản hồi tốc độ của hệ truyền động 71 Hình 7.6 Kết quả mô phỏng đồ thị khâu phản hồi tốc độ 73 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU HỆ TRUYỀN ĐỘNG CHỈNH LƯU – ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Giới thiệu Tiristor Tiristor là linh kiện gồm 4 lớp bán dẫn gồm pnpn liên tiếp nhau tạo nên Anôt, Katôt và cực điều khiển G (hình vẽ). Hình 1.1 Cấu tạo và ký hiệu của Tiristor. Nguyên lý làm việc của Tiristor: Khi đặt Tiristor dưới điện áp một chiều, anôt vào cực dương, katôt vào cực âm của nguồn điện áp, J1 và J3 được phân cực thuận, J2 bị phân cực ngược. Gần như toàn bộ điện áp nguồn đặt lên mặt ghép J2. Điện trường nội tại E1 của J2 có chiều hướng từ N1 về P2. Điện trường ngoài tác động cùng chiều với E1, vùng chuyển tiếp cũng là vùng cách điện càng mở rộng ra, không có dòng điện chảy qua Tiristor mặc dù nó được đặt dưới điện áp thuận. Mở Tiristor: Nếu cho một xung điện áp dương Ug tác động vào cực G (dương so với K), các điện tử từ N2 chạy sang P2. Đến đây một số ít trong chúng chảy vào nguồn Ug và hình thành dòng điều khiển Ig chảy theo mạch G-J3-K-G, còn phần lớn điện tử, chịu sức hút của điện trường tổng hợp của mặt ghép J2, lao vào vùng chuyển tiếp này, chúng được tăng tốc độ, động năng lớn lên , bẻ gãy các liên kết giữa các nguyên tử silic, tạo nên những điện tử tự do mới. Số điện tử mới được giải phóng này lại tham gia bắn phá các nguyên tử Si trong vùng chuyển tiếp. Kết quả của phản ứng dây chuyền này làm xuất hiện ngày càng nhiều điện tử chảy vào N1, qua P1 và đến cực dương của nguồn điện ngoài, gây nên hiện tượng dẫn điện ào ạt. J2 trở thành mặt ghép dẫn điện, bắt đầu từ một điểm nào đó ở xung quanh cực G rồi phát triển ra toàn bộ mặt ghép với tốc độ khoảng 1 cm/100. Thời gian mở Tiristor kéo dài khoảng 10. Khóa Tiristor: Một khi Tiristor đã mở thì sự hiện diện của tín hiệu điều khiển Ig không còn là cần thiết nữa. Để khóa Tiristor có 2 cách: Giảm dòng điện làm việc I xuống dưới giá trị dòng điện duy trì IH. Đặt một điện áp ngược lên Tiristor (biện pháp thường dùng) Khi đặt điện áp ngược lên Tiristor UAK < 0, hai mặt ghép J1 và J3 bị phân cực ngược, J2 bây giờ được phân cực thuận. Những điện tử, trước thời điểm đảo cực tính UAK, đang có mặt tại P1, N1, P2 bây giờ đảo chiều hành trình, tạo nên dòng điện ngược chảy từ katôt về anôt, về cực âm của nguồn điện áp ngoài. Lúc đầu của quá trình, từ t0 đến t1, dòng điện ngược khá lớn, sau đó J1 rồi J3 trở nên cách điện. Còn lại một ít điện tử bị giữ lại giữa hai mặt ghép J1 và J3, hiện tượng khuếch tán sẽ làm chúng ít dần đi cho đến hết và J2 khôi phục lại tính chất của mặt ghép điều khiển. Trong các sơ đồ chỉnh lưu trên, giá trị điện áp trung bình một chiều ra tải phụ thuộc vào góc điều khiển mở của Tiristor: Ud = Ud0.cos Do đó, khi thay đổi góc điều khiển thì ta sẽ thay đổi được giá trị điện áp trung bình ra tải. Nếu tăng giá trị góc điều khiển thì điện áp trung bình sẽ giảm, ngược lại, giảm thì điện áp trung bình sẽ tăng. Giá trị lớn nhất của điện áp trung bình ra tải là Ud0, ứng với góc =0. Dòng điện trung bình qua tải: với Trường hợp trong mạch tải có thêm suất điện động phản kháng: 1.2 Giới thiệu động cơ một chiều Trong nền sản xuất hiện đại, động cơ một chiều vẫn được coi là một loại máy quan trọng mặc dù ngày nay có rất nhiều loại máy móc hiện đại sử dụng nguồn điện xoay chiều thông dụng. Do động cơ điện một chiều có nhiều ưu điểm như khả năng điều chỉnh tốc độ rất tốt, khả năng mở máy lớn và đặc biệt là khả năng quá tải. Chính vì vậy mà động cơ một chiều được dùng nhiều trong các nghành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải,các nghành công nghiệp hay đòi hỏi dùng nguồn điện một chiều... Bên cạnh đó, động cơ điện một chiều cũng có những nhược điểm nhất định của nó như so với máy điện xoay chiều thì giá thành đắt hơn chế tạo và bảo quản cổ góp điện phức tạp hơn (dễ phát sinh tia lửa điện)... nhưng do những ưu điểm nổi trội của nó nên động cơ điện một chiều vẫn có một tầm quan trọng nhất định trong sản suất. 1.2.1 Cấu tạo của động cơ điện một chiều Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai phần chính: phần tĩnh và phần động. 1.2.1.1. Phần tĩnh Đây là đứng yên của máy, bao gồm các bộ phận chính sau: + Cực từ chính: là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt. Trong động cơ điện nhỏ có thể dùng thép khối. Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông. Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ. Các cuộn dây kích từ được đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau. + Cực từ phụ: Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều. Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu rạo giống như dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông. + Gông từ: Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy. Trong động cơ điện nhỏ và vừa thường dùng thép dày uốn và hàn lại. Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc. Có khi trong động cơ điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy. + Các bộ phận khác: - Náp máy: Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn và an toàn cho người khỏi chạm vào điện. Trong máy điện nhỏ và vừa nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trường hợp này nắp máy thường làm bằng gang. - Cơ cấu chổi than: để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo tì chặy lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá. Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại. 1.2.1.2. Phần quay Bao gồm những bộ phận chính sau : + Lõi sắt: Là phần ứng dùng để dẫn từ. Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì dặt dây quấn vào. Trong những động cơ trung bình trở lên người ta còn dập những lỗ thông gió để khi ép lạ thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc trục. Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành những đoạn nhỏ, giữa những đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở thông gió. Khi máy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt. Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp vào trục. Trong động cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto. Dùng giá rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng rôto. + Dây quấn phần ứng: Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện nhỏ có công suất dưới vài kw thường dùng dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật. Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép. Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc đai chặt dây quấn. Nêm có làm bằng tre, gỗ hay bakelit. + Cổ góp: dùng để đổi chiều dòng điẹn xoay chiều thành một chiều. Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau bằng lớp mica dày từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trục tròn. Hai đầu trục tròn dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và trụ tròn cũng cách điện bằng mica. Đuôi vành góp có cao lên một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn và các phiến góp được dễ dàng. + Các bộ phận khác: - Cánh quạt: dùng để quạt gió làm nguội máy. Máy điện một chiều thường chế tạo theo kiểu bảo vệ. Ở hai đầu nắp máy có lỗ thông gió. Cánh quạt lắp trên trục máy , khi động cơ quay cánh quạt hút gió từ ngoài vào động cơ. Gió đi qua vành góp, cực từ lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt gió ra ngoài làm nguội máy. - Trục máy: trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi. Trục máy thường làm bằng thép cacbon tốt. 1.2.2 Động cơ một chiều kích từ độc lập 1.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý: + + _ Uu Rf ĐC I CKTD RKT IKT UKT _ + Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý động cơ một chiều kích từ độc lập Ta có phương trình đặc tính cơ: Từ phương trình đặc tính cơ ta thấy Có ba thông số ảnh hưởng đến đặc tính cơ đó là: - Từ thông động cơ (F). - Điện áp phần ứng (Uư). - Điện trở phần ứng. Sau đây ta sẽ lần lượt đi xét những ảnh hưởng của từng tham số đó: 1.2.2.2 Ảnh hưởng của điện trở phần ứng : Giả thiết : Uư=Uđm=const F = Fđm=const Khi ta đổi điện trở mạch phần ứng ta có tốc độ không tải lý tưởng: w0 = Độ cứng đặc tính cơ: b = Khi Rf càng lớn, càng nhỏ nghĩa là đặc tính cơ càng dốc. Ứng với Rf = 0 Ta có đặc tính cơ tự nhiên: btn = - btn có giá trị lớn nhất nên đặc tính cơ tự nhiên có độ cứng hơn tất cả các đường đặc tính có điện trở phụ. Như vậy khi thay đổi điện trở phụ Rf ta được một họ đặc tính biến trở có dạng như hình 1.4. Ứng với một phụ tải Mc nào đó, nếu Rf càng lớn thì tốc độ động cơ càng giảm, đồng thời dòng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch cũng giảm. Cho nên người ta thường sử dụng phương pháp này để hạn chế dòng điện và điều chỉnh tốc độ động cơ phía dưới tốc độ cơ bản. Hình 1.3: Các đặc tính của động cơ một chiều kích từ độc lập khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng 1.2.2.3 Ảnh hưởng của điện áp phần ứng: Giả thiết : F = Fdm = const Rư = const Khi thay đổi điện áp phần ứng : Uư<Uđm ta có: Tốc độ không tải lý tưởng : Độ cứng đặc tính cơ : box = Như vậy khi ta thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một họ đặc tính cơ song song đặc tính cơ tự nhiên (hình 1.5). Ta thấy khi thay đổi điện áp (giảm áp) thì mô men ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch của động cơ giảm ứng với phụ tải nhất định. Do đó phương pháp này cũng có thể sử dụng để điều chỉnh tốc độ và hạn chế dòng điện khởi động. Hình 1.4: Các đặc tính của động cơ một chiều kích từ độc lập khi giảm áp đặt vào phần ứng động cơ 1.2.2.4 Ảnh hưởng của từ thông: Giả thiết : Uư = Uđm = const Rư = const Khi ta thay đổi từ thông tức là ta thay đổi dòng kích từ (Ikt) động cơ. Tốc độ không tải lý tưởng: Độ cứng đặc tính cơ: Do cấu tạo của động cơ điện, thực tế thường điều chỉnh giảm từ thông. Nên khi từ thông giảm thì tăng, còn sẽ giảm. Ta có một họ đặc tính cơ với tăng dần và độ cứng của đặc tính giảm dần khi giảm từ thông. Hình1.5:Đặc tính cơ điện (a)và đặc tính cơ (b)khi thay đổi từ thông Ta nhận thấy rằng khi thay đổi từ thông: Dòng điện ngắn mạch: Mô men ngắn mạch: Mnm = KFxInm = var Các đặc tính cơ điện và đặc tính cơ của động cơ khi giảm từ thông được biểu diễn trên hình 1.6. Với dạng mômen phụ tải Mc thích hợp với chế độ làm việc của động cơ thì khi giảm từ thông tốc độ động cơ tăng lên (Hình 1.6 b) 1.3 Hệ truyền động chỉnh lưu – động cơ một chiều 1.3.1 Khái niệm chung về hệ truyền động chỉnh lưu – động cơ một chiều Là bộ chỉnh lưu liên hệ nguồn xoay chiều với tải một chiều, nghĩa là đổi điện áp xoay chiều của nguồn thành điện áp một chiều trên phụ tải. Điện áp một chiều trên tải không được lý tưởng như điện áp của ắc quy mà có chứa các thành phần xoay chiều cùng với một chiều. Đầu ra của các sơ đồ chỉnh lưu được coi là một chiều nhưng thực sự là điện áp đập mạch. Trị số điện áp một chiều, hiệu áp suất ảnh hưởng của chúng do nguồn xoay chiều rất khác nhau. Bộ biến đổi Thyristor với chuyển mạch tự nhiên có điện áp (dòng điện) ra là 1 chiều là các thiết bị biến nguồn điện xoay chiều 3 pha thành điện áp 1 chiều điều khiển ngược. Hoạt động của mạch do nguồn điện xoay chiều quyết định vì nhờ đó mà có thể thực hiện được các chuyện mạch dòng điện giữa các phần tử lực. Việc phân loại chỉnh lưu phụ thuộc nhiều yếu tố: - Theo số pha có: Chỉnh lưu 1 pha, chỉnh lưu 3 pha... - Theo sơ đồ nối có: Chỉnh lưu nửa chu kỳ, chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ, chỉnh lưu hình cầu, chỉnh lưu hình tia... - Theo sự điều khiển có: Chỉnh lưu không điều khiển, chỉnh lưu có điều khiển, chỉnh lưu bán điều khiển. 1.3.2 Giới thiệu sơ đồ Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống chỉnh lưu – động cơ một chiều Trong đó: + Đ: động cơ một chiều kích từ độc lập, thực hiện chức năng biến năng lượng điện một chiều thành cơ năng truyền động cho cơ cấu sản xuất + BBĐ: là bộ biến đổi van có điều khiển, thực hiện chức năng biến năng lượng điện xoay chiều thành năng lượng điện một chiều cung cấp cho động cơ + Uđ tín hiệu điện áp đặt + FT máy phát tốc thực hiện chức năng khâu phản hồi âm tốc độ +TH & KĐ là khối tổng hợp và khuyếch đại tín hiệu + FX là mạch phát xung 1.3.2.1 Hoạt động của hệ thống Giả sử ban đầu hệ thống đã được đóng vào lưới với điện áp thích hợp, lúc này động cơ vẫn chưa làm việc. Khi ta đặt vào hệ thống một điện áp đặt Uđ ứng với một tốc độ nào đó của động cơ. Thông qua khâu TH & KH và mạch FX sẽ suất hiện các xung đưa tới các chân điều khiển của các van của bộ biến đổi, nếu lúc này nhóm van nào đó đang được đặt điện áp thuận, van sẽ mở với góc mở a. Đầu ra của BBĐ có điện áp Ud đặt nên phần ứng động cơ®động cơ quay với tốc độ ứng với Uđ ban đầu. Trong quá trình làm việc, nếu vì một nguyên nhân nào đó làm cho tốc độ động cơ giảm thì qua biểu thức : UĐK = Uđ - ¡n. khi n giảm ®UĐK tăng ®a giảm ®Ud tăng ® n tăng về điểm làm việc yêu cầu. Khi n tăng quá mức cho phép thì quá trình diễn ra ngược lại. Đây là nguyên lý ổn định tốc độ. * Đặc tính cơ của hệ thống truyền động: Chế độ dòng điện liên tục: Dòng điện chỉnh lưu Id chính là dòng phần ứng. Dựa vào sơ đồ thay thế (hình 2.2) viết được sơ đồ đặc tính. Đặc tính cơ có độ cứng Xk : Đặc trưng cho sụt áp do chuyển mạch giữa các van. Thay đổi góc điều khiển: + Khi " sđđ chỉnh lưu biến thiên từ Edo đến - Edo và ta được một họ đặc tính song song nhau nằm ở nửa bên phải mặt phẳng toạ độ do các van không cho dòng điện phần ứng đổi chiều. Các đặc tính cơ của hệ T - Đ mềm hơn các đặc tính cơ của hệ F - Đ bởi thành phần sụt áp do hiện tượng chuyển mạch giữa các van bán dẫn gây nên. Hình 1.7: Họ đặc tính cơ của hệ + Khi : Bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lưu, động cơ có thể làm việc ở chế độ động cơ nếu sđđ E > 0 và ở chế độ hãm ngược nếu sđđ E đổi chiều. + Khi : Bộ biến đổi làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc, biến cơ năng của tải thành điện năng xoay chiều cùng tần số lưới và trả về lưới điện. Động cơ làm việc ở chế độ hãm tái sinh khi tải có tính thế năng. Dòng điện trung bình của mạch phần ứng: Phương trình đặc tính: - Chế độ dòng điện gián đoạn: Trong thực tế tính toán hệ T - Đ chỉ cần xác định biên giới vùng dòng điện gián đoạn, là đường phân cách giữa vùng dòng điện liên tục và dòng điện gián đoạn. Trạng thái biên liên tục là trạng thái mà góc dẫn = /p và góc chuyển mạch . Đường biên liên tục gần là đường elip. Để giảm độ lớn của trục nhỏ elip, tăng số pha của chỉnh lưu. Tuy nhiên khi tăng số pha chỉnh lưu sơ đồ sẽ phức tạp. 1.3.2.2 Đánh giá chất lượng của hệ thống - Ưu điểm: + Tốc độ nhanh, không gây tiếng ồn và dễ tự động hoá do các van bán dẫn có hệ số khuếch đại công suất cao. + Công suất tổn hâo nhỏ, kích thước và trọng lượng nhỏ + Giá thành rẻ, dễ bảo dưỡng sửa chữa. - Nhược điểm: + Mạch điều khiển phức tạp, điện áp chỉnh lưu có biểu đồ đập mạch cao, gây đến tổn thất phụ đáng kể trong động cơ và hệ thống. + Chuyển mạch làm việc khó khăn do đường đặc tính nằm trong mặt phẳng toạ độ. + Trong thành phần của hệ biến đổi có MBA nên hệ số cos thấp. + Do vai trò chỉ dẫn dòng một chiều nên việc chuyển đổi chế độ làm việc khó khăn với các hệ thống đảo chiều. + Do có vùng làm việc gián đoạn của đặc tính nên không phù hợp truyền động có tải nhỏ. CHƯƠNG II THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG 2.1 Lựa chọn thiết bị mạch động lực Mạch động lực bao gồm các phần tử: sơ đồ chỉnh lưu, cuộn kháng, máy biến áp động lực, các phần tử R-C. Theo đề ra thì động cơ là động cơ một chiều kích từ độc lập có: Công suất truyền động: 20kw Tốc độ cực đại và phạm vi điều chỉnh 1500 v/p. D = 20/1 Như vậy, việc thiết kế sơ đồ mạch động lực chỉ còn là lựa chọn các phần tử khác cho phù hợp. 2.1.1 Chọn sơ đồ chỉnh lưu Để lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu ta đưa ra 3 phương án sau: Phương án 1: Sơ đồ chỉnh lưu Tiristor hình cầu 1 pha b) Hình 2.1: Sơ đồ (a), đồ thị (b) chỉnh lưu Tiristor hình cầu 1 pha Theo đồ thị ta nhận được: = Với U=0,9U2 Với tải thuần trở dạng dòng điện id tương tự dạng điện áp Ud, và ta thấy dòng điện sẽ có đoạn bằng 0 trong toàn dải điều chỉnh . Do vậy dòng điện này được gọi là dòng điện gián đoạn. Phương án 2: Sơ đồ chỉnh lưu Tiristor hình cầu 3 pha b) Hình 2.2: Sơ đồ (a), đồ thị (b) chỉnh lưu Tiristor hình cầu 3 pha Khi phát xung mở van cho mạch hoạt động cũng phải đồng thời cho hai tiristor cần dẫn. Trên đồ thị ở hình 1.2b thể hiện điều này ở chỗ mỗi tiristor được phát hai xung: xung đầu tiên xác định góc , xung thứ 2 đảm bảo thông mạch tải. Ở đây vẫn phải đảm bảo góc điều khiển các van phải bằng nhau: . Theo đồ thị Ud () ta thấy góc giới hạn giữa dòng liên tục và dòng gián đoạn bằng 600. Vậy: Nếu ta sẽ có qui luật dễ nhớ là: Nếu >600 thì dòng điện sẽ gián đoạn. Điện áp chỉnh lưu nhận được (xem đồ thị Ud với giai đoạn T1T6 dẫn khi Ud = Uab) là: Phương án 3: Sơ đồ chỉnh lưu Tiristor hình tia 3 pha b) Hình 2.3: Sơ đồ (a), đồ thị (b) chỉnh lưu Tiristor hình tia 3 pha Đồ thị điện áp Ud của mạch chỉnh lưu này thể hiện trên hình 2.3b với góc điều khiển =300. Đây là góc đặc biệt. + Nếu , điện áp Ud sẽ có đoạn bằng 0, vì vậy khi tải thuần trở, dòng điện tải Id sẽ gián đoạn, tức là có những đoạn id = 0, và dòng điện qua van luôn kết thúc khi điện áp pha về 0. Đồ thị Ud có dạng ở trên hình 2.4b , theo đó có: (2.1) Hình 2.4: Dạng điện áp Ud mạch hình tia 3 pha + Nếu <300, dạng điện áp Ud ở hình 2.4b. Ta thấy rằng điện áp Ud luôn lớn hơn 0. Như vậy với tải thuần trở, dòng điện id sẽ luôn tồn tại và chạy liên tục qua tải, vì vậy dạng dòng này gọi là dòng liên tục. Ở đây qui luật điện áp Ud khác đi, không tuân theo biểu thức (2.1) vừa có. Với lưu ý rằng 3 van sẽ thay nhau dẫn trong một chu kỳ, nên mỗi van dẫn một khoảng , do đó: (2.2) Như vậy, với mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia, qui luật điện áp U phụ thuộc vào chế độ dòng: Nếu dòng gián đoạn tuân theo qui luật (2.1); nếu dòng liên tục lại theo (2.2). d, Lựa chọn phương án: