Đề tài Mô hình mạch kích sử dụng Thyristor

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

MO HINH MACH KICH SU DUNG THURITOR

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 linh kieän 4 lôùp P –

N ñaët xen keõ nhau. Ñeå tieän vieäc phaân tích caùc lôùp baùn daãn naøy ngöôøi ta ñaët laø P₁, N₁,

P₂, N_2,giöõa caùc lôùp baùn daãn hình thaønh caùc chuyeån 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 thyristor ñöôïc 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, Q₂nhö H.I.1d.

Transistor Q₁gheùp kieåu PNP, coøn Q₂kieåu NPN.

Goïi α₁, α₂laø heä soá truyeàn ñieän tích cuûa Q₁vaø Q_2.Khi ñaët ñieän aùp U leân hai ñaàu

A &K cuûa Thyristor, caùc maët tieáp giaùp J₁& J₃chuyeån dòch thuaän, coøn maët tieáp giaùp J₂

chuyeån dòch ngöôïc ( J₂maët tieáp giaùp chung cuûa Q₁& Q₂). Do ñoù doøng chaûy qua J₂laø

I_J2

I_J2= α₁Ie₁+ α₂Ie₂+ I_o.

I₀: Laø doøng ñieän roø qua J₂

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

Nhöng vì Q₁& Q₂gheùp thaønh moät toång theå ta coù:

Ie₁= Ie₂= I_J2= I.

Do ñoù I_J2= I = α₁I + α₂I + I_o

Suy ra => I = I_o/ [1-( α₁+ α₂)]

(1)

Do J₂chuyeån dòch ngöôïc neân haïn cheá doøng chaûy qua noù, daãn ñeán α₁, α₂cuøng

ñieàu coù giaù trò nhoû, I ≈ I_o, caû hai transistor ôû traïng thaùi ngaét.

Töø bieåu thöùc (1) ta thaáy raèng doøng ñieän chaûy qua Thyristor phuï thuoäc vaøo heä soá

truyeàn ñieän tích α₁& α₂. Moái quan heä giöõa α vaø doøng emiter ñöôïc trình baøy ôû H.I.2.

Nhö vaäy khi α₁+ α₂taêng daàn ñeán 1 thì I taêng raát nhanh. Theo sô ñoà töông ñöông

cuûa SCR H.I.1d ta coù theå giaûi thích nhö sau:

- Doøng I_C1chaûy vaøo cöïc B cuûa Q₂laøm cho Q₂

daãn vaø I_C2taêng, töùc I_B1cuõng taêng (I_C2= I_B1) khieán Q₁

α

daãn maïnh -> I_C1taêng vaø cöù tieáp dieãn nhö theá. Hieän

töôïng naøy goïi laø hoài tieáp döông veà doøng, taïo ñieàu kieän

1

laøm taêng tröôûng nhanh doøng ñieän chaûy qua Thyristor.

Ie

- Doøng Ie₁taêng laøm cho α₁taêng (H.I.

0

2), coøn taêng Ie₂laøm cho α₂taêng.

Cuoái cuøng thöcï hieän ñöôïc ñieàu kieän

H.I.2

(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, Q₂töø traïng thaùi ngaét chuyeån sang traïng thaùi baõo hoaø

(hay muoán môû Thyristor) chæ caàn laøm taêng I_B2. Ñeå laøm ñöôïc vieäc naøy ngöôøi ta thöôøng

cho moät doøng ñieàu khieån I_ñkchaûy vaøo cöïc coång cuûa Thyristor, ñuùng theo chieàu I_B2treân

H.I.1d.

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

II. Ñaëc tuyeán Volt - Ampere cuûa Thyristor:

H.I.3

H.I.3 Ñaëc tuyeán Volt - Ampere cuûa Thyristor

I_{th max}: Giaù trò cöïc ñaïi doøng thuaän

U_th

U_ng

U_dt

I_ng

I_o

: Ñieän aùp thuaän

: Ñieän aùp ngöôïc

: Ñieän aùp ñaùnh thuûng

: Doøng ngöôïc.

: Doøng roø qua Thyristor

: Doøng duy trì.

I_dt

∆u: Ñieän aùp rôi treân Thyristor

Ñeå giaûi thích ñöôïc yù nghóa vaät lyù cuûa ñöôøng ñaëc tuyeán Volt - Ampere Thyristor,

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 ≈ I_o, vieäc taêng giaù trò U ít coù aûnh höôûng ñeán giaù trò doøng

I. Khi U taêng ñeán giaù trò U_ch(ñieän aùp chuyeån maïch) thì baét daàu quaù trình taêng tröôûng

nhanh choùng cuûa doøng ñieän,Thyristor chuyeån sang trang thaùi môû.

-Ñoaïn (II) öùng vôùi giai ñoaïn chuyeån dòch thuaän cuûa maët tieáp giaùp J₂(Q₁, Q₂

chuyeån sang traïng thaùi baõo hoaø). ÔÛ giai ñoaïn naøy, moãi moät löôïng taêng nhoû doøng ñieän

öùng vôùi moät löôïng giaûm lôùn cuûa ñieän aùp. Ñoaïn naøy ñöôïc goïi laø ñoaïn ñieän trôû aâm.

-Ñoaïn (III) öùng vôùi traïng thaùi môû cuûa Thyristor. Trong ñoaïn naøy caû 3 maët tieáp

giaùp J₁, J₂, J₃ñieàu ñaõ chuyeån dòch thuaän, moät giaù trò ñieän aùp nhoû coù theå taïo ra moät

doøng ñieän lôùn. Luùc naøy doøng ñieän thuaän chæ coøn bò haïn cheá bôûi ñieän trôû maïch ngoaøi,

ñieän aùp rôi treân Thyristor raát nhoû. Thyristor ñöôïc giöõ ôû traïng thaùi môû chöøng naøo doøng

I_thcoøn lôùn hôn doøng duy trì I_dt_.

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

- Ñoaïn (IV) öùng vôùi traïng thaùi cuûa Thyristor khi ta ñaët moät ñieän aùp ngöôïc leân noù

(cöïc döông leân catoát, cöïc aâm leân Anod). Luùc naøy J₁, J₃chuyeån dòch ngöôïc, coøn J₂

chuyeån dòch thuaän, vì khaû naêng khoaù cuûa J₃raát yeáu neân nhaùnh ngöôïc cuûa ñaëc tính

Volt-Ampere chuû yeáu ñöôïc quyeát ñònh baèng khaû naêng khoaù cuûa maët tieáp giaùp J_1,do ñoù

coù daïng nhaùmh ngöôïc cuûa ñaëc tính diod thöôøng. Doøng ñieän I_ngcoù giaù trò raát nhoû I_ng≈

I_o. Khi taêng U_ngñeán giaù trò U_ñt(ñieän aùp ñaùnh thuûng) thì J₁bò choïc thuûng vaø Thyristor bò

phaù hoûng. Vì vaäy ñeå traùnh hö hoûng cho Thyristor ta khoâng neân ñaët ñieän aùp ngöôïc coù

giaù trò gaàn baèng U_ñtleân Thyristor.

Neáu cho nhöõng giaù trò khaùc nhau cuûa doøng ñieàu khieån I_ñkthì seõ nhaän ñöôïc moät

hoï ñöôøng ñaëc tính Volt-Ampere cuûa Thyristor (H.I.4). Ñoaïn (I) cuûa ñöôøng ñaëc tính Volt-

Ampere seõ bò ruùt ngaén laïi vaø ñieän aùp U_chcuõng nhoû ñi neáu taêng daàn giaù trò U_ñk. Khi

doøng ñieàu khieån töông ñoái lôùn I_ñk3(H.I.4) thì ñöôøng ñaëc tính ñöôïc naén gaàn nhö thaúng

gioáng nhö nhaùnh thuaän cuûa ñaëc tính Diod, coù theå noùi vôùi giaù trò cuûa I_ñknhö theá (α₁+

α₂) vaø maët tieáp giaùp J₂chuyeån dòch thuaän nhanh choùng.

III. Caùc thoâng soá chuû yeáu cuûa Thyristor.

1. Ñieän aùp thuaän cöïc ñaïi (U_th.max):

Laø giaù trò ñieän aùp lôùn nhaát coù theå ñaët leân Thyristor theo chieàu thuaän maø

Thyristor vaãn ôû traïng thaùi môû. Neáu vöôït quaù giaù trò naøy coù theå laøm hoûng Thyristor.

2. Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi (U_{ng max}):

Laø ñieän aùp lôùn nhaát coù theå daët leân Thyristor theo chieàu ngöôïc maø Thyristor

vaãn khoâng hoûng. Döôùi taùc ñoäng cuûa ñieän aùp naøy, doøng ñieän ngöôïc coù giaù trò Ing = (10

- 20)mmA. Khi ñieän aùp ngöôïc ñaët leân Thyristor löu yù phaûi giaûm doøng ñieàu khieån (H. I.

5)

U_ngU_ng.max

(10-20)mA

I_ñk=0

I_ñk1=100mA

I_ñk2=1A I_ng

I_ñk< I_ñk1< I_ñk2

H.I.5

3. Ñieän aùp ñònh möùc (U_ñm):

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

laø giaù trò ñieän aùp cho pheùp ñaëc leân treân Thyristor theo chieàu thuaän vaø ngöôïc.

Thoâng thöôøng U _ñm= 2/3 U_{th max}

4. Ñieän aùp rôi treân Thyristor:

Laø giaù trò ñieän aùp treân Thyristor khi Thyristor ñang ôû traïng thaùi môû.

5. Ñieän aùp chuyeån traïng thaùi (U_ch):

ÔÛ giaù trò ñieän aùp naøy, khoâng caàn coù I_ñk, Thyristor cuõng chuyeån sang traïng thaùi

môû.

6. Doøng ñieän ñònh möùc (I_ñm):

Laø doøng ñieän coù giaù trò trung bình lôùn nhaát ñöôïc pheùp chaûy qua Thyristor.

7. Ñieän aùp vaø doøng ñieän ñieàu khieån (U_ñkmin, I_ñkmin):

Laø giaù trò nhoû nhaát cuûa ñieän aùp ñieàu khieån ñaët vaøo G - K vaø doøng ñieän ñieàu khieån

ñaûm baûo môû ñöôïc Thyristor.

8. Thôøi gian môû Thyristor (T_on):

Laø khoaûng thôøi gian tính töø söôøn tröôùc xung ñieàu khieån ñeán thôøi ñieåm doøng ñieän

taêng ñeán 0,9 I_ñm.

9. Thôøi gian khoaù Thyristor (T_off):

Laø khoaûng thôøi gian tính töø thôøi ñieåm I = 0 ñeán thôøi ñieåm laïi xuaát hieän ñieän aùp

thuaän treân Anod maø Thyristor khoâng chuyeån sang traïng thaùi môû.

10. Toác ñoä taêng ñieän aùp thuaän cho pheùp (du/ dt):

Laø giaù trò lôùn nhaát cuûa toác ñoä taêng aùp treân Anod maø Thyristor khoâng chuyeån töø

traïng thaùi khoaù sang traïng thaùi môû.

11. Toác ñoä taêng doøng thuaän cho pheùp (di/ dt):

laø iaù trò lôùn nhaát cuûa toác ñoä taêng doøng trong quaù trình môû Thyristor.

IV. Môû Thyristor:

+ Caùc bieän phaùp môû Thyristor:

a) Nhieät ñoä:

Neáu nhieät ñoä Thyristor taêng cao, soá löôïng ñieän töû töï do seõ taêng leân, daãn ñeán

doøng ñieän roø Io taêng leân. Söï taêng doøng naøy laøm cho heä soá truyeàn ñieän tích α₁, α₂taêng

vaø Thyristor ñöôïc môû. Môû Thyristor baèng phöông phaùp naøy khoâng ñieàu khieån ñöôïc söï

chaïy hoãn loaïn cuûa doøng nhieät neân thöôøng ñöôïc loaïi boû.

b ) Ñieän theá cao:

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

Neáu phaân cöïc Thyristor baèng moät ñieän theá lôùn hôn ñieän aùp ñaùnh thuûng U_ñtthì

Thyristor môû. Tuy nhieân phöông phaùp naøy seõ laøm cho Thyristor bò hoûng neân khoâng

ñöôïc aùp duïng.

c ) Toác ñoä taêng ñieän aùp (du/dt):

Neáu toác ñoä taêng ñieän aùp thuaän ñaët leân Anod vaø Catot thì doøng ñieän tích cuûa tuï

ñieän tieáp giaùp coù khaû naêng môû Thyristor. Tuy nhieân doøng ñieän tích lôùn naøy coù theå phaù

hoûng Thyristor vaø caùc thieát bò baûo veä. Thoâng thöôøng toác ñoä taêng ñieän aùp du/dt thì do

nhaø saûn xuaát qui ñònh.

d) Doøng ñieàu khieån cöïc G

Khi Thyristor ñaõ phaân cöïc thuaän ta ñöa doøng ñieàu khieån döông ñaët vaøo hai cöïc G

& K thì Thyristor daãn, doøng I_Gcaøng taêng thì Uñt caøng giaûm.

V.

Khoaù Thyristor:

Khoaù Thyristor töùc laø traû noù veà traïng thaùi ban ñaàu tröôùc khi môû vôùi ñaày ñuû caùc

tính chaát coù theå ñieàu khieån ñöôïc noù. Coù hai phuông phaùp khoaù Thyristor :

- Giaûm doøng ñieän thuaän hoaëc caét nguoàn cung caáp.

- Ñaët ñieän aùp ngöôïc leân Thyristor.

+ Quaù trình khoaù Thyristor:

Khi ñaët ñieän aùp ngöôïc leân Thyristor (H.I.7a ) tieáp giaùp J₁, J₃chuyeån dòch ngöôïc,

coøn J₂chuyeån dòch thuaän. Do taùc duïng cuûa ñieän tröôøng ngoaøi, caùc loã troáng trong lôùp

P₂chaïy qua J₃veà Catot vaø trong lôùp N₁loå troáng chaïy qua J₁veà Anod taïo neân doøng

ñieän ngöôïc chaïy qua taûi, giai ñoaïn naøy töø t_o-t₁( H.I.7b ). Khi caùc loã troáng bò tieâu taùn

heát thì J₁& J₃(chuû yeáu J₁) ngaên caûn khoâng cho ñieän tích tieáp tuïc chaûy qua, doøng

ngöôïc baét ñaàu giaûm xuoáng, töø t₁- t₂goïi laø thôøi gian khoaù Thyristor.

Thôøi gian khoaù naøy thöôøng daøi gaáp 8 - 10 laàn thôøi gian môû.

P₁J₁N₁

J₂P₂J₃N₂

I_th

A

I_p

I_n

K

t_m

t

_

+

U

R

t₀

t₁

t₂

H.I.7a

H.I.7b

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

VI.

Moät soá sô ñoà cô baûn cuûa Thyristor:

1. Sô ñoà chuû yeáu duøng Thyristor trong maïch moät chieàu.

Sau khi ñaõ hieåu bieát caùc ñaëc tính cô baûn cuûa Thyristor ta nghieân cöuù moät soá sô

ñoà chuû yeáu ñeå kieåm chöùng laïi caùc ñaëc tính ñoù veà phöông dieän thöïc haønh.

H.I.9

H. I.9 giôùi thieäu moät coâng taéc tô moät chieàu ñôn giaûn duøng ñeå ñieàu khieån boùng

ñeøn 12 Volt,100mmA. Neáu caàn thieát ta coù theå thay taûi khaùc vaøo vò trí cuûa boùng ñeøn,

nhöng trong tröôøng hôïp taûi caûm khaùng thì caàn phaûi noái song song moät Diod D₁ñeå

traùnh cho maïch khoûi söï coá do söùc ñieän ñoäng caûm öùng gaây ra. Khi ñoùng hoaëc caét maïch

Thyristor duøng trong maïch naøy coù theå chòu ñöôïc doøng ñieän Anod ñeán 2A vaø coù theå

ñöôïc ñoùng (thoâng maïch) bôûi doøng ñieän ñieàu khieån beù côõ vaøi traêm miliAmpere. Doøng

ñieän ñieàu khieån ñöôïc caáp qua ñieän trôû baûo veä R₁vaø nuùt aán S₁. Ñieän trôû R₂ñöôïc noái

giöõa cöïc khieån vaø Catot duøng ñeå naâng cao ñoä oån ñònh cuûa maïch ñieän.

Khi nhaán S₁thì maïch seõ ñoùng ñieän, moät khi Thyristor ñaõ môû thì duø cho nuùt S₁hôû

maïch thì noù vaãn duy trì traïng thaùi môû ñoù. Muoán cho Thyristor ngöng daãn ta nhanh

choùng ñöa doøng ñieän Anod trôû veà khoâng baèng caùch nhaán nuùt S₂.

H.I.10 giôùi thieäu moät phöông phaùp ngaét Thyristor. Thöïc vaäy, khi T ñang ôû trang

thaùi môû, tuï C₁ñöôïc naïp töø nguoàn qua ñieän trôû R₃.

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

Khi ta aán S₂laïi, baûn cöïc döông cuûa tuï noái mass vaø aùp treân tuï laøm cho Anod cuûa

T trôû thaønh aâm, ñieàu naøy gaây ñaûo ngöôïc phaân cöïc treân T vaø laøm cho noù ngaét. Tuï C₁

phoùng raát nhanh nhöng ñuû ñeå giöõ cho anod aâm trong vaøi phaàn trieäu giaây, vaø do ñoù

ñaûm baûo cho T ngöng daãn. Caàn chuù yù raèng neáu S₂vaãn giöõ traïng thaùi ñoùng sau khi

doøng taûi ñaõ ñöôïc ngaét, thì tuï seõ ñöôïc naïp ngöôïc thoâng qua taûi, do ñoù caàn choïn tuï

khoâng phaân cöïc nhö tuï Mylar hoaëc tuï Polyester.

H.I.11

Moät phöông phaùp khaùc khoaù T baèng tuï nhö H.I.11. ÔÛ ñaây, ngöôøi ta duøng T₂phuï

ñeå thay theá cho nuùt aán trong H.I.10. Thyristor T₁ñöôïc ngaét baèng caùch môû T₂trong

khoaûng thôøi gian raát ngaén nhôø moät xung ñieän ñieàu khieån raát nhoû chaûy qua nuùt aán S₂vì

doøng Anod cuûa noù ñöôïc caáp qua R₃coù giaù trò nhoû hôn doøng duy trì.

H.I.12 giôùi thieäu moät sô ñoà Thyristor noái theo maïch dao ñoäng duøng ñeå ñieàu khieån

hai boùng ñeøn rieâng bieät LP₁& LP₂. Giaû söû T₁môû trong khi T₂ngaét tuï C₁(loaïi khoâng coù

cöïc tính) ñöôïc naïp vôùi cöïc tính döông phía LP₂.

Khi aán S₂, maïch seõ chuyeån traïng thaùi, T₂môû do taùc duïng cuûa cöïc ñieàu khieån vaø

T₁seõ bò chính T₂khoaù laïi döôùi taùc duïng cuûa tuï C₁. Ñoàng thôøi tuï naøy ñöôïc naïp theo

chieàu ngöôïc laïi. Khi tuï ñöôïc naïp ñaày, traïng thaùi cuûa maïch coù theå thay ñoåi neáu ta aán

nuùt S₁. khi ñoù T₂ngaét nhôø tuï C₁. Traïng thaùi dao ñoâäng naøy coù theå laëp ñi laëp laïi maõi.

H.I.12

Caùc maïch H.I.9,H.I.10, H.I.11,H.I.12 ñeàu duøng cho taûi coá ñònh ñôn giaûn thuoäc

loaïi maïch töï duy trì .

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

H.I.13a

H.I.13b

H.I.13 giôùi thieäu moät heä thoáng baùo ñoäng ñôn giaûn duøng ñieän moät chieàu, vôùi loaïi

taûi khoâng lieân tuïc nhö chuoâng ñieän, boä rung hoaëc coøi. Khi ñoùng nguoàn, moät doøng ñieän

seõ chaûy qua cuoän daây phaàn öùng boá trí trong maïch coù hai tieáp ñieåm, doøng ñieän ñoù caûm

öùng ra töø tröôøng trong cuoän daây neân laøm cho caùc tieáp ñieåm môû ra. Khi tieáp ñieåm môû

doøng ñieän bò ngaét vaø töø tröôøng cuõng bò maát theo. Keát quaû laø caùc tieáp ñieåm laïi ñoùng laïi

doøng ñieän chaûy qua cuoän daây, hieän töôïng nhö treân cöù theá laëp ñi laëp laïi.

Moät taûi nhö vaäy ñöôïc xem nhö moät coâng taét tô ñoùng môû theo chu kyø vôùi toác ñoä

raát nhanh. Khi taûi treân ñöôïc noái vaøo maïch H.I.13a tín hieäu baùo ñoäng chæ ñöôïc phaùt ra

neáu S₁ñoùng. Do taûi coù ñieän caûm neân khi söû duïng vôùi maïch Thyristor ta caàn noái song

song vôùi moät diod D₁caûn dòu.

Khi caàn thieát ta coù theå laép sô ñoà treân theo kieåu maïch duy trì baèng caùch noái song

song vôùi duïng cuï caûnh baùo moät ñieän trôû R₃= 470 ( H.I.13b ). Trong tröôøng hôïp naøy,

khi heä thoáng baùo ñoäng töï ngaét do rung doøng Anod cuûa Thyristor khoâng bò trieät tieâu,

maø chæ giaûm ñeán moät giaù trò qui ñònh bôûi ñieän trôû R₃vaø söùc ñieän ñoäng cuûa nguoàn. Neáu

giaù trò naøy lôùn hôn doøng duy trì cuûa Thyristor thì T seõ töï duy trì. Nhaân ñieàu kieän ñoù

doøng Anod seõ khoâng giaûm veà khoâng khi tín hieäu baùo ñoäng chuyeån vaøo khoaûng khe hôû

doøng ñieän giöõa hai laàn rung, vaø do ñoù T seõ bò ngaét.

Maïch tín hieäu baùo ñoäng H.I.13 ñöôïc duøng nhieàu trong caùc duïng cuï coù ñieän aùp

thaáp (3 ñeán 12 volt) nhö chuoâng ñieän, boä rung coøi. Ñoù laø nhöõng duïng cuï ñieän tieâu thuï

doøng döôùi 2A. Boä nguoàn phaûi ñaûm baûo caáp ñuû moät ñieän aùp treân 1.5V so vôùi ñieän aùp

caàn thieát ñeå duïng cuï caûnh baùo hoaït ñoäng bình thöôøng. Phaàn ñieän aùp duøng ñeå buø vaøo

ñieän aùp baõo hoaø cuûa Thyristor khi ñaõ thoâng.

2. Sô ñoà cô baûn duøng Thyristor trong maïch xoay chieàu:

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

H.I.14

H.I.14 trình baøy moät maïch ñieän töông ñöông nhö duøng khoaù ñoùng caét theo

nöûa chu kyø ñeå ñieàu khieån boùng ñeøn 100W noái vôi nguoàn ñieän xoay chieàu 120V hoaëc

240V. Khi khoaù S₁môû cöïc ñieàu khieån cuûa Thyristor T ngaét vaø ñeøn taét. Ngöôïc laïi, neáu

S₁ñoùng ôû thôøi ñieåm khôûi ñaàu cuûa moãi nöõa chu kyø döông T ñang ngaét, do ñoù toaøn boä

ñieän aùp ñaët leân cöïc ñieàu khieån qua ñeøn, Diod D₁& R₁, khi ñieän aùp ñuû ñeå moài thoâng T

thì ñeøn saùng leân. Keå töø luùc T môû, ñieän aùp treân noù giaûm xuoáng giaù trò xaáp xæ khoâng, do

ñoù doøng ñieàu khieån khoâng coøn nöõa. Luùc naøy doøng Anod coù giaù trò ñuû lôùn neân T thöïc teá

ñöôïc duy trì ôû traïng thaùi môû trong suoát nöõa chu kyø döông. Noù seõ töï ñoäng ngaét vaøo

cuoái nöõa chu kyø naøy khi giaù trò doøng Anod giaûm xuoáng khoâng.

Quaù trình neâu treân seõ ñöôïc laëp ñi laëp laïi theo caùc nöõa chu kyø neáu ta giöõ S₁ôû

traïng thaùi ñoùng. Khi môû S₁,T seõ ngaét vaø ñeøn taét, vì nhö ñaõ trình baøy,T khoaù vaøo moãi

chu kyø döông.

Diod D₁trong maïch naøy coù taùc duïng ngaên khoâng cho ñieän aùp aâm ñaët leân cöïc

khieån. Ñieän trôû R₁coù giaù trò ñuû nhoû ñeå cho pheùp moài thoâng T vaøo ñaàu nöõa chu kyø

döông, nhöng noù cuõng phaûi coù giaù trò ñuû lôùn ñeå haïn cheá doøng ñieän ñænh nhoïn trong cöïc

ñieàu khieån ôû moät giaù trò thích öùng. Khi ta ñoùng S₁vaøo thôøi ñieåm coù ñieän aùp cöïc ñaïi

treân ñöôøng daây, caàn chuù yù raèng ñænh nhoïn cuûa aùp vaø doøng chæ ñaët leân ñieän trôû R₁

trong vaøi phaàn trieäu giaây ñeå moài thoâng T, neân coâng suaát tieâu taùn treân R₁raát beù.

H.I.15

Coù nhieàu caùch duøng Thyristor ñeå ñieàu khieån caû hai nöõa chu kyø trong maïch xoay

chieàu. Trong H.I.15 vaø H.I.16 ñieän aùp xoay chieàu ñöôïc bieán ñoåi thaønh ñieän aùp chænh

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

löu ( khoâng loïc ) nhôø caàu boán Diod D₁, D₂, D₃, D₄. Ñieän aùp chænh löu ñoù ñöôïc ñaët leân

Thyristor T. Khi khoaù S₁môû, T ngaét neân khoâng coù doøng ñieän chaïy qua caàu vaø taûi. Khi

S₁ñoùng, T ñöôïc noái thoâng ngay töø ñaàu moãi nöûa chu kyø, neân toaøn boä coâng suaát ñöôïc

ñaët leân taûi. Trong khi T daãn, cöïc ñieàu khieån maát taùc duïng moät caùch töï ñoäng, nhöng T

vaãn giöõ ôû traïng thaùi môû trong suoát caû nöaõ chu kyø nhö giaûi thích treân. T seõ töï ñoäng

ngaét vaøo cuoái moãi nöûa chu kyø khi doøng Anod giaûm xuoáng khoâng, do ñoù sô ñoà naøy

duøng ñeå caáp ñieän cho taûi moät chieàu. ÔÛ phía xoay chieàu cuûa caàu chænh löu ngöôøi ta ñaët

caàu chì baûo veä khi coù söï coá.

H.I.16

Trong H.I.16 taûi ñöôïc noái ôû phía xoay chieàu cuûa caàu, do ñoù maïch naøy ñöôïc duøng

ñeå ñieàu khieån taûi xoay chieàu. Tröôøng hôïp naøy khoâng caàn caàu chì baûo veä, vì chính taûi ñaõ

coù taùc duïng haïn cheá doøng ñieän giaù trò cho pheùp khi coù söï coá trong caùc phaàn töû.

Cuoái cuøng H.I.17 maéc hai Thyristor T₁& T₂song song ngöôïc nhau ñeå taïo ra moät

soùng hoaøn chænh caáp cho taûi. Khi S₁môû, cöïc khieån cuûa T₁& T₂khoâng ñöôïc caáp ñieän,

taûi khoâng tieâu thuï naêng löôïng. Khi S₁ñöôïc ñoùng, cöïc khieån T₁ñöôïc caáp ñieän trong caùc

nöõa chu kyø döông thoâng qua diod D₂, ñieän trôû R₂vaø T₁môû. Ngöôïc laïi trong caùc nöõa

chu kyø aâm, T₂ñöôïc môû thoâng qua D₁vaø R₂. Nhö vaäy ta thöïc hieän ñöôïc ñieàu khieån

toaøn soùng.

H.I.17

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

ChöôngII

CHÆNH LÖU COÙ ÑIEÀU KHIEÅN DUØNG THYRISTOR

Thyristor thöôøng ñöôïc duøng ñeå ñieàu khieån caùc thieát bò duøng ñieän moät chieàu nhö

caùc ñoäng cô ñieän moät chieàu, loø ñieän, caùc maùy haøn ñieän vaø ñeøn chieáu saùng vôùi hieäu suaát

cao. Ñeå môû ñöôïc Thyristor caàn phaûi thoûa maõn hai ñieàu kieän:

- U_AK> 0 vaø coù tín hieäu döông U_GK

- Coù doøng I_Gtaùc ñoäng vaøo cöïc ñieàu khieån G cuûa Thyristor

Do ñoù Thyristor thöôøng môû chaäm hôn Diod moät goùc töông öùng α. Goùc α naøy laø

goùc môû chaäm (goùc kích) cuûa Thyristor.

Tacoù α = ωτ

ω : Taàn soá goùc doøng ñieän xoay chieàu.

τ : Thôøi gian tính töø thôøi ñieåm môû Diod töông öùng (U_AKbaét ñaàu döông) ñeán

thôøi ñieåm môû Thyristor (coù tín hieäu ñieàu khieån I_G)

Trong caùc maïch chænh löu duøng Thyristor, caùc Thyristor ñöôïc cung caáp töø nguoàn

ñieän xoay chieàu moät pha hoaëc ba pha. Ñieàu naøy coù nghóa laø Thyristor seõ khoaù laïi khi

doøng ñieän qua noù ñi qua trò soá khoâng, hoaëc noù bò phaân cöïc ngòch moät caùch töï nhieân

theo qui luaät cuûa nguoàn ñieän xoay chieàu vaø tính chaát chaát cuûa phuï taûi.

I. Caùc cheá ñoä cung caáp ñieän cho moät phuï taûi qua maïch chænh löu duøng Thyristor:

1. Cheá ñoä cung caáp giaùn ñoaïn: Cheá ñoä naøy doøng cung caáp cho phuï taûi khoâng

lieân tuïc.

Ñeå minh hoaï cho cheá ñoä naøy ta xeùt maïch chænh löu moät pha moät nöûa chu kyø,

coù sô ñoà nguyeân lyù (H.II.1a)

H.II.1a

Sô ñoà H.II.1a, Thyristorñöôïc ñieàu khieån baèng caùc xung doøng ñieän I_Gxuaát hieän

chaäm sau ñieän aùp U moät goùc α naøo ñoù nhö H.II.1b

Khi coù tín hieäu I_G,Thyristor seõ môû, neân goùc α ñöôïc goïi laø goùc môû chaäm cuûa

Thyristor. Khi Thyristor aùp treân hai ñaàu phuï taûi laø:

U_d= U = U_msinωt

Doøng I qua phuï taûi ñöôïc xaùc ñònh bôûi phöông trình:

L(di/dt) + Rid = U = U_msinωt

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

Nghieäm phöông trình:

R

A_ω

t

L^ω

Um

Z

id

=

*Sinω t

^{− ϕ +}e

(ω

L)²

R²

Vôùi :

Z

=

+

L

ϕ = arctg ^ω

R

A : laø haèng soá tích phaân ñöôïc xaùc ñònh töø ñieàu kieän ban ñaàu. Döïa vaøo bieåu thöùc

id ta coù ñöôøng cong id giaûm ñeán khoâng vaø Thyristor töï ñoäng taét. Do ñoù goùc λ goïi laø

goùc taét cuûa Thyristor, Thyristor tieáp tuïc ngaét cho ñeán thôøi ñieåm xuaát hieän xung I_Gtieáp

theo ôû chu kyø sau cuûa ñieän aùp U.

Nhö vaäy trong moãi chu kyø cuûa U doøng ñieän qua phuï taûi id chæ toàn taïi trong

khoaûng töø α ñeán λ, coøn töø λ ñeán 2π doøng i_d= 0, toùm laïi doøng qua phuï taûi laø doøng

giaùn ñoaïn.

2. Cheá ñoä cung caáp lieân tuïc

ÔÛ cheá ñoä naøy doøng ñieän qua phuï taûi laø moät doøng ñieän lieân tuïc (luoân luoân lôùn hôn

khoâng). Ñeå minh hoaï cheá ñoä naøy ta xeùt maïch chænh löu moät pha hai nöûa chu kyø.

H.II.2a

Trong sô ñoà H.II.2a caùc Thyristor T₁& T₂ñöôïc ñieàu khieån baèng caùc xung doøng

ñieän I_G1vaø I_G2, ôû moãi chu kyø xung ñieàu khieån I_G1ñöôïc cho treân cöïc ñieàu khieån cuûa T₁

chaäm sau ñieän aùp u₁moät goùc α, coøn I_G2ñöôïc cho treân cöïc ñieàu khieån T₂chaäm sau I_G1

moät goùc π nhö H.II.2b

- Taïi goùc α coù I_G1vaø U₁> 0 neân T₁môû vaø giaù trò doøng ñieän taûi trung bình laø:

R

Um

Z

ω

t

ω

t

id

=

Sin(ω t − ϕ

⁼i_T1

^)Ae

vaø coù daïng ñöôøng cong I_T1ôû H.II.2b

- Taïi goùc α + π, coù i_G2vaø U₂> 0 neân T₂môû, khi T₂môû U_k= U_{A 2}=

U₂. Ñieän aùp treân T₁luùc ñoù laø U_A1k= U_{A 1}- U_k= U₁- U₂< 0

neân T₁khoaù laïi. Nhö vaäy khi T₁daãn thì T₂khoaù hay ngöôïc laïi khi T₂

môû thì i_d=i_T2vaø coù daïng gioáng i_T1ôû nöõa chu kyø tröôùc. Baây giôø ta haõy

xem ñieàu kieän naøo thì doøng i_dqua phuï taûi laø lieân tuïc, ta thaáy ñeå id lieân

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

tuïc thì ngay tröôùc khi môû T₂, doøng i_d= i_T1chöa giaûm ñeán 0. Noùi caùch

khaùc doøng I_dôû goùc α vaø α + π lôùn hôn khoâng. Ta coù:

R

Um

Z

−

ω

L^α

=

Sin(ω t − ϕ ) +

id_α

^Ae

R

(α + π

t

)

₌u

^mSin(α + π − ϕ

)

+

ω

id_{α + π}

^Ae

Z

R

Um

−

α

−

π

ω

ϖ

^Ae e

= −

Sin(

α

− ϕ

)

+

*

Z

Vì i_d_α= i_d(_α

=i_do, neân:

+

)

π

R

Um

α

t

ω

Sin(

α

− ϕ

)

+

^Ae

Z

R

ω

_{= −}Um

−

(α +π )

t

Sin(α − ϕ

)

+

^Ae

Z

Töø ñaây ruùt ra:

R

2

Um

−

ω

L

ω

L^π

A

= −

Sin

(α − ϕ )/(1

)

^*e

⁻e

Z

Ta coù:

R

2

Um

Z

Um

ω

L^π

ido

=

Sin(α − ϕ )

−

Sin

(α − ϕ )/(1

)

⁻e

Z

Um

Z

2

=

Sin(α − ϕ )[1

−

]

R

−

π

L

ω

1

⁻e

R

−

ω

L ^π

Um

Z

1+ e

=

Sin(α − ϕ )[

−

(

)]

R

−

π

L

ω

⁻e

1

R

−

π

L

ω

1

(

1

⁺e

⁻e

>

0

Vì :

R

−

L

ω

Um

Z

Sin(α − ϕ ) < 0

Neân ñeå ido > 0 caàn coùù:

suy ra ñieàu kieän ñeå i_dlieân tuïc ( i_do> 0) laø Sin(α- ϕ) < 0 hoaëc α<ϕ

trong ñoù ϕ = arctg ωL/R.

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

Nhö vaäy ñieàu kieän ñeå chænh löu moät pha hai nöûa chu kyø laøm vieäc ôû cheá ñoä cung

caáp lieân tuïc laø goùc môû chaäm Thyristor α < ϕ.

II.

Sô ñoà chænh löu caàu moät pha duøng Thyristor:

1. Chænh löu caàu moät pha duøng Thyristor vôùi phuï taûi laø thuaàn trôû:

Sô ñoà nguyeân lyù H.II. 3a vaø ñoà thò doøng aùp H.II. 3b

a) Söï hoaït ñoäng cuûa maïch vaø söï bieán thieân ñieän aùp vaø doøng ñieän chænh löu:

Trong maïch H.II.3a duøng 4 Thyristor T₁, T'₁, T₂, T₂' caùc Thyristor ñöôïc ñieàu khieån

baèng caùc xung doøng ñieän töông öùng I_G1, I_G1' I_G2, I_G2'.

Maïch chænh löu ñöôïc cung caáp töø moät nguoàn ñieän xoay chieàu qua maùy bieán aùp

vôùi ñieän aùp thöù caáp: U ₂=U_2msin ωt

H.II.3a

Caùc xung ñieàu khieån I_G1, I_G1',I_G2, I_G2' coù cuøng chu kyø vôùi U₂nhöng xuaát hieän

khoâng ñoàng thôøi vôùi U₂, caùc xung I_G1, I_G2'xuaát hieän sau U₂moät goùc laø α

Coøn caùc xung I_G2, I_G1' xuaát hieän sau U₂moät goùc π + α (H.II.3b).

Trong nöûa chu kyø ñaàu: U₂(0 <=ωt < π ), U₂döông, caùc Thyristor T₁, T₂' ñöôïc

phaân cöïc thuaän. Do ñoù ωt = α (coù I_G1vaø I_G'2) caùc Thyristor T₁vaø T'₂môû. Luùc ñoù doøng

ñieän ñi töø ñieåm A qua T₁ñeán M qua phuï taûi R ñeán N qua T'₂veà B.

Caùc Thyristor naøy môû cho ñeán luùc ωt = π, taïi ωt = π thì U ₂= 0. Doøng ñieän

Thyristor cuõng baèng khoâng (ôû maïch thuaàn trôû doøng ñieän cuøng pha ñieän aùp) vaø

Thyristor taét moät caùch töï nhieân.

Trong thôøi gian Thyristor naøy môû (α =< ω =< π ) ñieän aùp chænh löu (ñieän aùp

ôû hai ñaàu phuï taûi) laø:

u_d= u ₂= u _2mSin ωt,

Doøng qua phuï taûi vaø Thyristor

i_d= i_T1= u_d/R = u _2m/ R Sin ωt

Coøn ñieän aùp treân T₁laø u_T1= 0

Sang nöûa chu kyø hai cuûa u₂(π =< ωt = < 2 π); u₂= 0, caùc Thyristor T₁' vaø T₂

phaân cöïc thuaän. Do ñoù taïi goùc α + π (coù i_G1vaø i'_G1) caùc T₂, T'₁môû, doøng ñi töø B qua

T₂ñeán M qua R ñeán N qua T'₁veà A. Caùc Thyristor naøy môû cho ñeán ωt = 2 π. Taïi ω =

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

2 π, U₂= 0, doøng qua Thyristor baèng 0 vaø Thyristor ngaét. Trong thôøi gian T₂, T'₁môû,

ñieän aùp chænh löu laø:

u_d= - u₂= -u_2mSin ω t.

doøng qua phuï taûi vaø T₂laø i_d= i_T2= U_d/R = -(u _2m/R )Sin ωt.

Vôùi söï môû cuûa T₂vaø T'₁; u_M=u_Bvaø u_N= u_A. Luùc ñoù ñieän aùp treân T'₂vaø T₁seõ laø:

u_T1= u_A- u_M= u_A-u_B= u₂< 0

u_T'2= u_N-u_B= u_A- u_B= u₂< 0

Do ñoù T₁vaø T'₂khoaù laïi (i_T1= 0), nhö vaäy söï môû cuûa moät ñoâi Thyristor naøy, seõ

daãn ñeán söï khoaù moät caùch töï nhieân cuûa ñoâi Thyristor khaùc vaø caùc ñöôøng cong bieán

thieân cuûa u_d, i_dvaø u_T1coù daïng H.II.3b

b) Caùc thoâng soá cuûa maïch chænh löu caàu moät pha duøng Thyristor khi taûi

thuaàn trôû:

- Giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp chænh löu:

2

1

=

dω t

-

u_do

^πu_d

∫

0

2π

Töø H.II.3b, ta coù:

2

π

2

₌u₂

^m(1

+ cosα )

=

Sin

ω

td

ω

t

u_do

∫

0

2π

π

U_2mlaø bieân ñoä thöù caáp maùy bieán aùp

Khi α töø 0 ñeán π thì u_docuõng thay ñoåi töø U_2m/ π ñeán 0. Do ñoù ta coù theå

ñieàu khieån U_dobaèng caùch thay ñoåi α.

- Giaù trò ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi treân moãi Thyristor:

u_ngmax= u_2mkhi α =< π /2.

u_ngmax= u_2mSin α khi α >= π /2.

- Heä soá nhaáp nhoâ cuûa ñieän aùp chænh löu:

K₀= (u_dmax-u_{d min})/2u_do.

Ñoái vôùi maïch chænh löu naøy u_dmin= 0 ; u_dmax= u_2m, khi α =< π /2 vaø

u_dmax= u_2mSin α khi α > π/2.

Do ñoù khi α =< π/2, ta coù:

π

2(1+ cosα )

d max

d min

Ko

=

2u_do

Khi α > π /2, ta coù:

d max

π

Sin

α

cosα )

d min

Ko

=

2(1

+

2u_do

- Giaù trò trung bình cuaû doøng ñieän qua phuï taûi:

do

R R

2m

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

- Trò soá cöïc ñaïi I_max, trò soá hieäu duïng I vaø trò soá trung bình i_ocuûa doøng ñieän qua moãi

Thyristor:

i_max= i_{d max}= u_2m/ R

π

1

π

− α

+

sin

α

cos

α

I

=

²d

ω

t

=

u_2m

i

∫

T1

2π

2R

π

α

^πi

1

Id

₌u

^2m(1

+ cosα ) =

io

=

_T1dω

t

∫

α

2π

R

2

Trò soá hieäu duïng I₂cuûa doøng thöù caáp vaø coâng suaát S cuûa Maùy bieán aùp. ÔÛ moãi nöûa

chu kyø ñieän aùp u₂, doøng ñieän qua cuoän daây thöù caáp chính laø doøng ñieän qua caùc

Thyristor môû. Do ñoù:

2

π − α + Sin

α

cosα

i²

∫

π

₌u_2m

R

I2

=

_T1d

ω

t

2π

π −α + Sin

2π

α

cos

α

2m

S

=

*

⁼u₂₁I₂

R

2

2m

2R

2

Heä soá coâng suaát cuûa maïch thöù caáp Maùy bieán aùp:

u²_2m

₂(1

2

+

Cosα )

^Rπ

2

u

P_dI_d

=

do

⁼u²_2m

Cos

=

ϕ

2

S

π − α + Sinα Cosα

2π

2R

=

π −α +SinαCosα

π²

2π

2. Chænh löu caàu moät pha duøng Thyristor vôùi phuï taûi R, L:

Sô ñoà nguyeân lyù H.II.4a vaø ñoà thò aùp doøng H.II.4b.

a) Söï hoaït ñoäng cuûa maïch vaø söï bieán thieân cuûa ñieän aùp vaø doøng ñieän chænh löu:

Ñieàu khieån môû Thyristor trong maïch naøy gioâùng nhö vôùi phuï taûi thuaàn trôû, töùc laø

chuùng ta duøng caùc xung doøng ñieàu khieån i_G1,I'_G1,i_G2,I'_G2coù cuøng chu kyø vôùi ñieän aùp u₂.

Song I_G1vaø I'_G2chaäm sau u₂moät goùc α, coøn I_G2vaø I'_G1chaäm sau u₂moät goùc π+α

+ Trong nöûa chu kyø ñaàu cuûa ñieän aùp u₂( 0 =< ωt =< π ) ; u₂> 0 caùc Thyristor T₁

vaø T₂' môû. Doøng ñieän ñi töø ñieåm A qua T₁ñeán M qua phuï taûi ñeán N vaø qua T'₂veà ñieåm

B.

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

H.II.4a

-Ñieän aùp chænh löu (ôû hai ñaàu phuï taûi):

u_d= u₂= u_2msin ωt

- Ñieän aùp treân T₁laø : u_T1= 0

- Doøng ñieän qua phuï taûi id ñöôïc xaùc ñònh

L(di_d/ dt) + Ri_d= u₂= u_2mSin ωt

R

−

ωt

=

^2mSin(

ωt −ϕ) +

Z

ωL

^{Giaûi ra ta ñöôïc:}i_d

R²

^Ae

⁺ω L²

Vôùi :

Z

=

ϕ = Artg ωL/R

A : Haèng soá tích phaân xaùc ñònh töø ñieàu kieän ban ñaàu

+ Trong nöûaa chu kyø sau cuaû ñieän aùp u₂(π =< ω =<2π ) ; u₂< 0; T₁' vaø T₂phaân

cöïc thuaän. Do ñoù taïi goùc pha ωt = α + π (coù i_G1vaø i'_G1) caùc Thyristor T₂, T'₁môû, luùc

ñoù doøng ñieän ñi töø B qua T₂ñeán M qua phuï taûi ñeán N qua T'₁veà A.

Ñieän aùp chænh löu laø:

u_d= - u₂= -u_2mSin ω t.

Doøngñieän chænh löu i_dbieán thieân gioùng nhö nöõa chu kyø ñaàu söï môû cuûa T₂vaø T'₁

laøm cho u_M=u_Bvaø u _N= u_A. Luùc ñoù ñieän aùp treân T'₂vaø T₁taïi ωt = α + π, seõ laø:

u_T1= u_A- u_M= u_A-u_B= u₂< 0

u_T'2= u_N-u_B= u_A- u_B= u₂< 0

Ñieàu ñoù laøm cho T₁vaø T'₂ngaét moät caùch töï nhieân.

b) Caùc thoâng soá cuûa maïch chænh löu:

- Giaù trò trung bình ñieän aùp chænh löu

2

Sinωtdωt

u_do

^2πU_d

^πu_2m

=

d

ω =

∫

α

2π

2

π

=

u_dou_2m

Cos

α

Nhö vaäy khi thay ñoåi goùc α cuûa Thyristor töø 0 ñeán π/2 ta coù theå ñieàu khieån U_do

töø 2u_2m/π ñeán 0.

- Ñieän aùp cöïc ñaïi treân moãi Thyristor:

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

u_ngmax=u _2m

- Heä soá nhaáp nhoâ cuûa ñieän aùp chænh löu:

K = ( u_dmax- u_dmin) /2u_do, maø u_max= 2u _2m

u_dmin= u _2mSin (α + π )= -u _2msin α

2m

2

K

(sin 1)

4cos

2

Cos

u_2m

- Giaù trò trung bình cuûa doøng ñieän qua phuï taûi:

2

π

1

2π

Id

=

ωt

i_d^d

∫

0

Theo ñöôøng cong H.II.4b thì:

π +α

2

Id

=

ω t

i_d^d

∫

0

2π

maø i_dñöôïc xaùc ñònh töø phöông trình: L ( d_id/dt ) + Ri_d= u_d

Laáy tích phaân hai veá:

π +α

^{π +α}did

+

ω

t

=

ωt

L

π

R

π

1

i_d^d

∫

π

∫

α

Töø ñöôøng cong H.II.4b ta coù:

d

0

i_{d( α )}=i_{d ( α + π )}= I_o,do ñoù :

^{π +α}did

=

^Iodid

io

=

0

∫

α

Coøn:

1

ud.d t

u_do

Nhö vaäy ta coù: RI_d= u_dohay I_d= U_do/ R = (2/R π)u_2mcos α

Tröôøng hôïp phuï taûi coù ñieän caûm L raát lôùn thì i_dcoù giaù trò khoâng ñoåi vaø baèng trò

soá trung bình I_dcuûa noù.

- Trò cöïc ñaïi I_max, trò soá hieäu duïng I vaø trò soá trung bình i_ocuûa doøng ñieän qua

Thyristor.

Ñeå tính toaùn ta giaû söû i_d= I_d= const

Luùc ñoù i_max= I_d

2

d

2

1

i_oi_d^{d t}

2

Id

2

- Trò soá hieäu duïng cuûa doøng thöù caáp I₂vaø coâng suaát S cuûa maùy bieán aùp.

NGUYEN V A N BIENT BD47@G M AIL.C O M

ÔÛ moãi chu kyø cuûa u₂, doøng ñieän qua cuoän daây thöù caáp chính laø doøng ñieän qua caùc

Thyristor môû. Do ñoù:

α +π

2

2π

2

i_d^dI_d

=

ωt =

I₂

∫

α

2

R

2

⁼u₂I₂I_du_2m

₌u_2m

2

S

=

Cosα

π

- Heä soá coâng suaát cuûa maïch thöù caáp Maùy Bieán AÙp:

Udo

.

Id

u_do

I_d

P_d

Cos

=

ϕ

-

2

S

2

Cos

α

/

π

R

U

2m

(2/

2

π

.

4

2 2

U_{2m Cos}

α

) / R

Cos

=

Cos

α

=

cos

α

ϕ

2

π

2.π

Cos

α

/

π

R

U

2m

Khi goùc môû α caøng lôùn thì Cosϕ₂caøng beù

III. Maïch chænh löu caàu moât pha khoâng ñoái xöùng:

1. Sô ñoà maïch vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng:

Trong sô ñoà H.II.5a söû duïng hai Thyristor T₁vaø T₂, hai diod D'₁vaø D'₂. Vieäc thay

theá caùc Thyristor baèng caùc diod laø giaûm giaù thaønh cuûa caùc maïch chænh löu maø vaãn ñieàu

khieån ñöôïc U_do. Caùc Thyristor T₁vaø T₂ñöôïc ñieàu khieån baèng caùc xung doøng ñieän I_G1, I_G2

xuaát hieän chaäm sau ñieän aùp u₂moät goùc α vaø α + π

H.II.5a

Trong nöûa chu kyø ñaàu cuûa u₂(0 =< ωt =< π ), u₂> 0, T₁vaø D'₂phaân cöïc

thuaän. D'₂daãn ngay taïi goùc ωt = 0, song phaûi ñôïi ñeán goùc pha ωt = α (coù tín hieäu

i_G1) thì T₁môùi môû vaø maïch ñieän môùi thoâng töø A qua T₁ñeán M qua phuï taûi ñeán N qua

D'₂veà B. Luùc naøy ñieän aùp treân hai ñaàu phuï taûi M vaø N laø u_d= u₂

Ñieän aùp treân T₁vaø D'₂: u_T1= u_D'2= 0

Giaû thieát phuï taûi coù ñieän caûm L lôùn, doøng qua phuï taûi laø khoâng ñoåi vaø baèng trò soá

trung bình cuûa noù I_d.