[UA741] MẠCH KÍCH THYRISTOR CHỈNH LƯU TIA 1 PHA

I. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ THYRISTOR

Trong thế giới công nghiệp và điện tử, thyristor là một thành phần quan trọng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điều khiển và chỉnh lưu. Thyristor là một loại biến áp mạch bán dẫn có khả năng điều khiển dòng điện với hiệu suất cao và độ tin cậy.

II. ĐẶC TUYẾN VOLT-AMPE CỦA THYRISTOR

Đặc tính volt-ampe của thyristor là một khía cạnh quan trọng không thể bỏ qua khi nghiên cứu về thiết kế và áp dụng của loại linh kiện này trong các mạch điều khiển và chỉnh lưu. Trong chương này, chúng ta sẽ đi sâu vào hiểu biết về các đặc tính này và cách chúng ảnh hưởng đến hoạt động của thyristor trong các ứng dụng thực tế.

2.1. VÙNG KÍCH HOẠT

Vùng kích hoạt là phần của đặc tính volt-ampe của thyristor mà khi áp dụng một điện áp cực dương vượt qua ngưỡng, thyristor bắt đầu dẫn điện một cách chủ động. Trong vùng này, thiết bị thường có hệ số gia tăng dòng điện lớn, tức là một biến đổi nhỏ trong điện áp điều khiển có thể dẫn đến sự tăng đột ngột trong dòng điện qua thyristor.

2.2. VÙNG DUY TRÌ

Sau khi kích hoạt, khi dòng điện đi qua thyristor, nó tiếp tục dẫn điện mà không cần điện áp điều khiển. Phần của đặc tính volt-ampe mà thyristor duy trì việc dẫn điện này được gọi là vùng duy trì. Trong vùng này, dòng điện qua thiết bị có thể được kiểm soát bằng cách thay đổi điện áp cấp hoặc thay đổi điện áp điều khiển.

2.3. ỨNG DỤNG VÀ PHÂN TÍCH

Hiểu rõ về vùng kích hoạt và vùng duy trì của thyristor là cực kỳ quan trọng trong việc thiết kế mạch điều khiển và chỉnh lưu. Điều này giúp chúng ta tối ưu hóa hiệu suất của mạch, đảm bảo rằng thyristor hoạt động ổn định và đáng tin cậy trong mọi tình huống.

Trên cơ sở các kiến thức về đặc tính volt-ampe của thyristor, chúng ta có thể áp dụng chúng vào các ứng dụng cụ thể, từ điều khiển tốc độ động cơ đến biến tần và các mạch chỉnh lưu công suất lớn.

Như vậy, hiểu biết sâu sắc về đặc tính volt-ampe của thyristor không chỉ là một phần quan trọng của lý thuyết, mà còn là một bước quan trọng trong việc áp dụng chúng vào các ứng dụng thực tế, đem lại hiệu suất và độ ổn định cao.

III. NGUYÊN TẮC ĐIỀU KHIỂN THYRISTOR

Điều khiển thyristor là một khía cạnh quan trọng trong việc sử dụng chúng trong các mạch điều khiển và chỉnh lưu. Chương này sẽ giới thiệu và thảo luận về các nguyên tắc cơ bản và phương pháp điều khiển thyristor, bao gồm cả điều khiển bằng xung kích và điều khiển bằng cách thay đổi điện áp cấp.

3.1. ĐIỀU KHIỂN BẰNG XUNG KÍCH

Một trong những phương pháp phổ biến để điều khiển thyristor là sử dụng xung kích. Trong phương pháp này, thyristor được kích hoạt bằng cách áp dụng một xung điều khiển ngắn qua cổng của nó. Xung này có thể được tạo ra từ các nguồn khác nhau như vi điều khiển, biến tần, hay các mạch tạo xung khác. Bằng cách điều chỉnh thời gian và độ rộng của xung kích, chúng ta có thể kiểm soát dòng điện điều khiển và do đó điều khiển hoạt động của thyristor.

3.2. ĐIỀU KHIỂN BẰNG THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP CẤP

Một phương pháp khác để điều khiển thyristor là thông qua việc thay đổi điện áp cấp. Bằng cách điều chỉnh mức điện áp áp dụng lên cực cấp của thyristor, chúng ta có thể kiểm soát khi nào thiết bị bắt đầu dẫn điện và khi nào nó ngưng dẫn điện. Phương pháp này thường được sử dụng trong các mạch điều khiển và chỉnh lưu có độ ổn định cao, nơi mà yêu cầu về việc điều chỉnh dòng điện chính xác và linh hoạt là quan trọng.

3.3. ỨNG DỤNG VÀ PHÂN TÍCH

Việc hiểu và áp dụng các nguyên tắc điều khiển thyristor là rất quan trọng trong việc thiết kế và vận hành các mạch điều khiển và chỉnh lưu. Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng, chúng ta có thể lựa chọn phương pháp điều khiển phù hợp để đạt được hiệu suất và độ ổn định tốt nhất.

Bằng cách sử dụng các nguyên tắc và phương pháp điều khiển này một cách hiệu quả, chúng ta có thể tối ưu hóa hoạt động của thyristor trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ điều khiển tốc độ động cơ đến các hệ thống điện tử phức tạp. Điều này giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của các hệ thống điện tử và công nghiệp.

IV. THIẾT KẾ MẠCH CHỈNH LƯU TIA 1 PHA KÍCH THYRISTOR

Mạch chỉnh lưu sử dụng thyristor là một phần không thể thiếu trong nhiều ứng dụng điện. Chương này sẽ trình bày các khía cạnh thiết kế cần thiết để xây dựng một mạch chỉnh lưu tia 1 pha sử dụng thyristor, bao gồm cả lựa chọn thành phần và cách kết nối chúng để đảm bảo hiệu suất và độ ổn định của mạch.

4.1. MỘT SỐ YÊU CẦU ĐỐI VỚI MẠCH ĐIỀU KHIỂN

1. Yêu cầu về độ lớn điện áp và dòng điều khiển:

Giá trị lớn nhất không vượt quá trị số cho phép ở sổ tay tra cứu. Giá trị nhỏ nhất phải đảm bảo mở được Thyristor cùng loại ở mọi điều kiện làm việc. Tổn hao công suất trung bình trên cực khiển phải nhỏ hơn giá trị cho phép.

2. Yêu cầu về độ rộng xung điều khiển:

Dựa vào đặc tính Volt – Ampere của Thyristor ta thấy thời gian tồn tại xung điều khiển phải đảm bảo cho dòng qua Thyristor tăng từ 0 đến Ithmax. Thông thường độ rộng xung điều khiển không nhỏ hơn 5Ms. Nếu tăng độ rộng xung điều khiển sẽ cho phép giảm nhỏ biên độ xung điều khiển.

3. Yêu cầu về độ dốc sườn trước của xung:

Độ dốc sườn trước của xung càng cao thì việc mở Thyristor càng tốt và độ nóng cục bộ của Thyristor càng giảm, mà đặc biệt là trong mạch có nhiều Thyristor mắc nối tiếp hoặc song song. Thông thường yêu cầu độ dốc sườn trước của dãy xung điều khiển là : diđk/dt >= 0.1 (A/Ms)

4. Yêu cầu về độ tin cậy:

Mạch điều khiển phải đảm bảo làm việc tin cậy trong mọi hoàn cảnh như: nhiệt độ, nguồn tín hiệu nhiễu tăng v.v… Do đó yêu cầu:

Điện trở ra của kênh điều khiển phải nhỏ để Thyristor không tự mở khi dòng rò tăng. Xung điều khiển ít phụ thuộc vào dao động nhiệt độ, dao động điện áp nguồn, nhiễu … Cần khử được nhiễu cảm ứng (ở các khâu so sánh, khối cách ly ngõ ra ) để tránh mở nhầm.

5. Yêu cầu về lắp ráp vận hành:

Thiết bị dễ thay thế, dễ lắp ráp và điều chỉnh. Các khối trong mạch có khả năng làm việc độc lập.

4.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

1. Sơ đồ nguyên lý

2. Giải thích sơ đồ nguyên lý

Sơ đồ nguyên lý mạch kích thyristor trong chỉnh lưu hình tia 1 pha. Do chỉnh lưu hình tia một pha nên ta phải dùng máy biến áp có điểm giữaTrong sơ đồ trên, để điều khiển góc kích cho hai nửa bán kì âm và dương thì ta sẽ làm hai phần đối xứng nhau ( khối điều khiển góc kích cho pha dương giống pha âm )

TẢI XUỐNG