Tr−êng §¹i häc Má-§Þa chÊt

PGS. TS. Kim Ngäc Linh

ThiÕt bÞ ®iÖn tö c«ng suÊt vµ øng dông
5. Khởi động mềm và biến tần
6. Bảo vệ thiết bị điện tử công suấtI. Linh kiện điện tử công suất
1. Điôt công suất
2. Tiristor (SCR)
3. Triắc
4. Tranzitor lỡng cực (BJT)
5. Tranzitor trờng (JFET, MOSFET)
6. Tranzitor cực cửa cách ly (IGBT)

1.1. Điôt bán dẫn công suất
Nguyên lí cấu tạo
Gồm hai chất bán dẫn p,n
một tiếp giáp J
U
AK
>0 có dòng điện I
AK
#0
U
AK
<0 không dòng I
AK
Sơ đồ cấu trúc
p n
J
A
K

- 2)V.
P tổn hao công suất; P = U.I (đến hàng kW).
T
cp
- nhiệt độ làm việc cho phép; Tại lớp tiếp giáp
khoảng 200
0
C.
U
N
- điện áp ngợc; Trong khoảng (50-4000)V.
I
rò
dòng điện rò, hàng trăm mAKiểm tra sơ bộ
Dùng đồng hồ vạn năng đo
Rx100
0

+
_
đỏ
đen
a)
Rx100
0

+

, t
k
thời gian mở, khóa tiristor, t
CM
= t
m
+ t
K
U
đk
, i
đk
- điện áp và dòng điện điều khiển
dU/dt, di/dt - giới hạn tốc độ biến thiên điện áp và
dòng điện.
+
_
U
I
+
_
1
3
4
2
I
G3
>I
G2
>I

1
U
1
U
1
Mở tiristor
bằng điện áp
anod
Mở tiristor
bằng nguồn
phụ
Mở bằng mạch
phát xung điều
khiển
K
K
U
p
a)
b)
c)
U,i
U,i
U,i
t
t
tKhoá tiristor

T
+I
N
=0
a)
b)
c)Kim tra s b
Bớc 1: Kim tra bng ủồng hồ vạn năng
Để thang điện trở đo lớn nhất:
A với K (đổi đầu que đo) có điện trở
A với G (đổi đầu que đo) có điện trở .
K với G (đổi đầu que đo) có điện trở (5 - 20)
Đợc nh thế này có thể mắc tiristor vào mạch
Bớc 2. Kiểm tra điều khiển
Có thể dùng các mạch sau để kiểm tra tiristor:

Ví dụ mạch kiểm tra
Tiristor đợc mắc vào lới điện xoay chiều nh các
hình vẽ dới.
Điều kiện đợc phép mắc tiristor vào mạch: U
N
>2. U
~
Khi khoá K hở tiristor khoá đèn không sáng
Khi khoá K đóng tiristor dẫn đèn sáng 1/4 công suất
2
U~

Tả
i
t
b

1

2
U
U
Tả
i
t
a


Điều khiển đối xứng
hai tiristor
Điều khiển mất đối
xứng hai tiristor

Đặc tính và thông số của Triắc
Đặc tính
Gồm hai đặc tính tiristor đối xứng nhau qua
gốc toạ độ.
Thông số:
tơng tự nh của tiristor.
U
I
U

MT
2
MT
1
G
MT
2
MT
1
MT
2
MT
1
MĐK
U~
U~
U~
a)
b)
c)
U
p
K
KNguyên lí cấu tạo BJT
Cấu tạo của tranzitor có dạng nh hình vẽ
p p
n

hình bên
Một số nhận xét:
Cùng một I
C
muốn có
U
CE
nhỏ thì I
B
phải
lớn
Hệ số khuếch đại của
tranzito công suất nhỏ
(cỡ hàng chục).
I
C
I
B
U
CE
=0,2V
U
CE
=0,5V
U
CE
=5V
U
CE
=20V

0
C
U
CE
- điện áp CE; Trong khoảng (50-1500)V
U
BE
- điện áp BE; hàng vôn

Hình dạng bên ngoài một số loại BJT

Trờng đại học Mỏ-Địa chất PGS. TS. Kim Ngọc Linh
51.5. TRANZITOR TRNG (FET)
Khỏc vi tranzitor lng cc m ủc ủim
ch yu l dũng ủin trong chỳng do c hai
loi ht dn (ủin t v l trng) to nờn,
tranzitor trng (Field Effect Tranzitor -
FET), hot ủng da trờn nguyờn lý hiu
ng trng, ủ dn ủin ca ủn tinh th
bỏn dn ủc ủiu khin nh tỏc dng ca
mt ủin trng ngoi. Dũng ủin trong
FET ch do mt loi ht dn to nờn.

Cu to v ủc tớnh ca JFET

G
S
Vựng
nghốo
U
GS
b.
c.Hình dạng bên ngoài một số loại FET

c tớnh ca D-MOSFET
I
D
(mA)
I
D
U
GS
=+1V
U
GS
= 0V
U
GS
= -1V
U
GS
= -2V

/4
0
I
DSSc tớnh ca E-MOSFET
I
D
(mA)
I
D
U
GS
= 3V
U
DS
0 0
U
GS
c)
U
GS
= 4V
U
GS
= 5V
U
GS
= 6V

-
dẫn
I
C
chỉ khác 0 khi
U
CE
>U
CEng
Đặc tính
i
C
U
CE
U
CE
U
GE
>U
ng

Những đặc điểm khi xây dựng các mạch
điều khiển IGBT
Cực góp của IGBT trực tiếp nối với phụ tải thờng có
điện áp cao, trong khi điện áp điều khiển thờng
thấp, vì vậy giữa mạch điều khiển và cực G của
IGBT phải cách ly qua biến áp hoặc Opto.
Trị số điện áp UGE phải đợc chọn phù hợp để IGBT có
thể mở và khóa tin cậy. Để đảm bảo IGBT khoá cần
một điện áp UGE âm.

dk
U
t
Z
G
R
C
U
CC
V
G
R
R
)a )b )c
C
U
G
R
CC
V
CC
V
dk
U
dk
U
2
T
1
T

2
D
CC
V
)
b
1
R
2
R
dk
U
D
C
u
C
IGBT
C
U+
C
U+
IGBTCác phơng pháp điều khiển IGBT
Điều khiển IGBT bằng các vi mạch chức năng:
G
R
Hình 6-11. Mạch tích hợp điều khiển IGBT
G

9
6
841EXB

Thông số IGBT
U
CES
- Điện áp cực đại CE khi GE ngắn mạch.
U
GES
- Điện áp GE cực đại cho phép khi CE ngắn
mạch.
I
C
- Dòng điện một chièu cực đại
I
Cmax
- Dòng điện đỉnh của colector;
P
m
- Công suất tổn hao cực đại;
T
CP
- Nhiệt độ cho phép;
I
L
- Dòng điện tải cảm cực đại;
I
r
- Dòng điện rò

U
=
, P
=Phân loại chỉnh lu
Theo số pha: một pha, hai pha, ba pha, sáu pha
Theo loại van:
Toàn diod là chỉnh lu không điều khiển
Toàn tiristor là chỉnh lu điều khiển
Một nửa chỉnh lu, một nửa diod là chỉnh lu bán
điều khiển (chỉnh lu điều khiển không đối xứng)
Phân loại theo sơ đồ mắc.
Phân loại theo công suất.

Các thông số cơ bản của chỉnh lu
Những thông số có ý nghĩa quan trong để đánh giá
chỉnh lu bao gồm:
1. Điện áp tải
2. Dòng điện tải: I
d
= U
dc
/R
d
3. Dòng điện chạy qua van: I
V
= I
d

7Nguyên tắc dẫn của các van bán dẫn
Nhóm van nối chung catod
Nguyên tắc diod dẫn:
Điện áp anod van nào dơng
hơn diod ấy dẫn. Khi đó điện
thế điểm A bằng điện thế anod
dơng nhất.
D
2
D
1
D
n
V
2
V
1
V
n
+
A
T
2
T

1
V
n
-
K
T
2
T
1
T
n
V
2
V
1
V
n
-
K
a)
b)Chỉnh lu một nửa chu kì
Chỉnh lu không điều khiển
Sơ đồ chỉnh lu một nửa chu kì không điều
khiển trên hình vẽ
U
2
R

1
2
cos1
U45,0td.tsinU2
2
1
U
22d
+
=

=




U
d
X
đk
t
t

2
I
d
t
0
E
A

d
i
d
e
L
t
2
2
X
đk
t
E
F
A

Chỉnh lu cầu 1 pha điều khiển đối xứng
Sơ đồ, các đờng cong
T
4
T
1
U
T
3
L
T
2
R
A
B

T
1
B
T
2
C
T
3
A
R
L
a.
U
d
I
d
U
T1
I
d
I
1
I
2
0
t
t
t
t
t

I
d
I
1
I
2
0
I
3
t
<30
0
>30
0

Hoạt động của sơ đồ

1

2

3

4

5

6

7

D
2
R
L
NK
NA
D
4
D
6
D
1
D
3
D
5
A
B
C
i
AB
E
F

E

F
13,4
%


2
6
U
ddBA
df2f2ND
d
Dhd
d
Dtb
d
d
d
f2f2
6/4
3/
f2dtb
=
=
===
===
=

=

=



T
2
T
3
NA
NK
a)
b)Chỉnh lu 6 tia có điều khiển
Sơ đồ
A
*
*
R
L
*
T
1
B
C
A*
B*
C*
a.
T
3
T
4

Chức năng của các khâu
Khâu đồng pha có nhiệm vụ tạo điện áp tựa Urc (thờng gặp là
điện áp dạng răng ca tuyến tính) trùng pha với điện áp anod của
Tiristor.
Khâu so sánh nhận tín hiệu điện áp răng ca và điện áp điều
khiển, có nhiệm vụ so sánh giữa điện áp tựa với điện áp điều
khiển Uđk, tìm thời điểm hai điện áp này bằng nhau (Uđk = Urc).
Tại thời điểm hai điện áp bằng nhau, thì phát xung ở đầu ra để gửi
sang tầng khuếch đại
Khâu tạo xung có nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở Tiristor.
Xung để mở Tiristor có yêu cầu: sờn trớc dốc thẳng đứng, để
đảm bảo yêu cầu Tiristor mở tức thời khi có xung điều khiển
(thờng gặp loại xung này là xung kim hoặc xung chữ nhật); đủ
độ rộng (với độ rộng xung lớn hơn thời gian mở của Tiristor); đủ
công suất; cách ly giữa mạch điều khiển với mạch động lực (nếu
điện áp động lực quá lớn).

Trờng đại học Mỏ-Địa chất PGS. TS. Kim Ngọc Linh
9Nguyên lý điều khiển chỉnh lu

Khâu đồng pha dùng khuếch đại
thuật toán

Mạch điều khiển 3 kênh hai nửa
chu kỳ, phát xung chùm

Sơ đồ mạch điều khiển chỉnh lu cầu
ba pha đối xứng dùng xung chùmSơ đồ mạch điều khiển chỉnh lu cầu
ba pha không đối xứng

Các bộ băm xung 1 chiềuKhái niệm chung
Điều áp một chiều đợc định nghĩa là bộ điều khiển
dòng điện và điện áp một chiều khi nguồn c
ấ
p là điện
môt chiều
I. Các phơng pháp điều áp một chiều
Có một số cách điều khiển một chiều nh sau:
Điều khiển bằng cách mắc nối tiếp với tải một điện
trở
Điều khiển liên tục bằng cách mắc nối tiếp với tải một
tranzitor
Điều khiển bằng băm áp (xung áp)

Điều khiển bằng cách mắc nối tiếp với tải một
điện trở

+
=
Nhợc điểm của phơng pháp:
Hiệu suất thấp (P
f
= I
C
. U
T
)
Không điều chỉnh liên tục khi dòng
tải lớn

Trờng đại học Mỏ-Địa chất PGS. TS. Kim Ngọc Linh
11Điều khiển liên tục bằng cách mắc nối tiếp với
tải một tranzitor
Sơ đồ và nguyên lí điều
khiển
I
C
= .I
B
U
T

d
U
T
U
1

Điều khiển bằng băm áp (băm xung)
Băm áp một chiều là bộ biến đổi điện áp một
chiều thành xung điện áp. Điều chỉnh độ rộng
xung điện áp sẽ điều chỉnh đợc trị số trung
bình điện áp tải.
Các bộ băm áp một chiều có thể thực hiện theo
sơ đồ mạch nối tiếp (phần tử đóng cắt mắc nối
tiếp với tải) hoặc theo sơ đồ mạch song song
(phần tử đóng cắt đợc mắc song song với tải).Băm áp một chiều nối tiếp
1. Nguyên lí băm áp một chiều nối tiếp
U
1
Z
d
U
d
K
a.
+
_
U

bằng 0. 1. Nguyên lí băm áp song song
Sơ đồ:
Dòng điện và điện áp đợc
tính tơng ứng khi khoá K
đóng
và khoá K hở
R
d
U
d
K
-
+
R
hc
i
S
i
T
U
1
t
t
t
T
CK
t

1
T
R
RR
U
U;
RR
U
i
+
=
+
=

Băm áp đảo chiều
Sơ đồ nh hình vẽ
Theo chiều chạy thuận, điều khiển
T
1
, T
3
, dòng điện tải i
T
có chiều trên
xuống nh hình vẽ, U
AB
>0.
Theo chiều chạy ngợc, điều khiển
T
2

nhim v xỏc ủnh thi ủim m v khoỏ
van bỏn dn trong mt chu kỡ chuyn mch.
Nh ủó bit trờn, chu kỡ ủúng ct van nờn
thit k c ủnh. in ỏp ti khi ủiu khin
ủc tớnh:
U
Ti
= .U
1

Nguyờn lớ:
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
U
RC
U
đk
U
Tải
t
t



Khõu so sỏnh cú nhim v xỏc ủnh thi ủim
ủin ỏp ta bng ủin ỏp ủiu khin. Ti cỏc thi
ủim ủin ỏp ta bng ủin ỏp ủiu khin thỡ phỏt
lnh m hoc khoỏ van bỏn dn
Khõu to xung, khuch ủi cú nhim v to xung
phự hp ủ m van bỏn dn. Mt xung ủc coi l
phự hp ủ m van l xung cú ủ cụng sut (ủ
dũng ủin v ủin ỏp ủiu khin), cỏch ly gia
mch ủiu khin vi mch ủng lc khi ngun
ủng lc hng chc vụn tr lờn. Hỡnh dng xung
ủiu khin ph thuc loi van ủng lc ủc s
dng.

Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển băm
xung áp một chiều kiểu PWMSơ đồ cấu trúc mạch điều khiển băm
xung áp một chiều kiểu xung tần

Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bộ
băm xung áp một chiều dùng IGBTMạch điều khiển bộ băm xung áp một chiều
dùng tiristo

IV. Điều áp xoay chiều
Khái nim chung

U
1
D
1
D
3
D
4
d.
b.
Z
U
1
c.
D
1
T
1
T
2
D
2

Điều áp xoay chiều một pha tải thuần trở
Khi tải thuần trở hoạt động của sơ đồ cho điện áp dạng:
U
U
Tải
t


2
a
i
G1
i
G2

1

1

2

2

3

U
tải
i
b
A
1
A
2
T
1
T
2


i


>
b
a
c

2

2

1Mạch lực bộ điều áp xoay chiều ba pha
iu ỏp xoay chiu ba pha cho phộp ng dng cho ph
ti ủn hng trm kilo Oỏt.
Trng hp ti ủu sao cú dõy trung tớnh hoc ti ủu
tam giỏc m mi cm van ủu ni tip vi tng pha
ca ph ti thỡ cỏc pha hot ủng ủc lp vi nhau.
Khi ti khụng dựng dõy trung tớnh cú th s dng cỏc
s ủ ỏp dng cho ti ủu sao hoc ti ủu tam giỏc
mà mch ủiu khin ca cỏc s ủ ny ủu ủng
b theo ủin ỏp pha ca ngun.
Khi ti ủu sao m li cú th ủa ra c 6 ủu ca ph
ti ra ngoi ta cú th ủa b van xung v trớ ủim
trung tớnh.

điều áp xoay chiều ba pha các


Sơ đồ điều áp ba pha đấu van ở vị
trí điểm trung tính
A
B
C
f
U
t
U
X
Y
Z
A
B
C
t
U
X
Y
Z

Trờng đại học Mỏ-Địa chất PGS. TS. Kim Ngọc Linh
14Mch ủiu khin

R
3
R
1
DA
1
DA
2
R
2
a)
U
1
U
2
Z
VR
R
C
T
D
1
D
3
D
2
D
4
b)
U

VR
C
R
1
D
0
R
2
UJT Mạch điều khiển Triac đơn giản:
U
1
U
2
Z
VR
R
2
R
1
C
1
D
A
T
C
AT
t

C
T
AT
a)

Các phơng án điều khiển cặp
tiristo mắc song song ngợcSơ đồ điều khiển cặp tiristo mắc
song song ngợc

Sơ đồ nguyên lý mạch điều
khiển triắcđiều khiển điều áp xoay chiều
bằng xung chùm

Sơ đồ mạch điều khiển tủ sấy

Trờng đại học Mỏ-Địa chất PGS. TS. Kim Ngọc Linh
15Sơ đồ mạch điều khiển bộ điều áp ba
pha dùng triắc

Thi gian khi ủng thng nhanh (di 1 phỳt), tc l
nh hn nhiu thi gian mỏy chy. Vỡ vy tớnh cht ca
b khi ủng mm l lai gia ủiu ỏp xoay chiu v
cụng tc t ủin t. Tuy nhiờn, nhim v chớnh ca nú
l phi ủiu chnh ủin ỏp nờn thc cht nú l b ủiu
ỏp xoay chiu.
Ngoi khi phỏt xung ủiu khin thỡ mt khõu rt quan
trng trong cỏc b khi ủng mm l khõu to ủin ỏp
ủiu khin sao cho ủỏp ng ủc lut tng ỏp trong quỏ
trỡnh khi ủng v kh nng thay ủi lut ny mt cỏch
mm.
Dựng khi ủng mm nhiu nht l ủng c khụng ủng b
ba pha roto lng súc. Tuy nhiờn do ủc ủim ca ủng
c loi ny cú mụ men m mỏy gim mnh khi gim
ủin ỏp ủt vo nờn khi ủng mm ủng c khụng
ủng b ch phự hp vi ph ti c dng mỏy bm,
qut giú.đặc tính của động cơ KĐB ba pha khi
điện áp vào thay đổi
n
M
0
dm
U
dm
n
Ph ti bm,
qut

gm cỏc khi chc nng chớnh sau:
1. Khi phỏt xung m van cú th dựng cỏc s ủ
ủiu khin cỏc b ủiu ỏp xoay chiu.
2. Khi bo v: bo v mt pha hay quỏ dũng phi
ngt khi ủng.
3. Khi to lut ủiu khin khi ủng (v dng nu
yờu cu). đặc tính làm việc thông dụng
của bộ khởi động mềm động cơ
dongco
U
dm
U
0
U
dung
U
kd
t
t
0

Khâu tạo điện áp điều khiển
1
R
0
R
C

OA
Dzmạch điều khiển bộ khởi động
mềm động cơ

Sơ đồ mạch điều khiển bộ điều áp ba
pha dùng tiristoMạch điều khiển bộ điều áp ba pha

Mạch điều khiển công tắc tơ ba pha

Trờng đại học Mỏ-Địa chất PGS. TS. Kim Ngọc Linh
17Công tắc tơ điện tử ba pha

bộ biến tần Biến tần đầu vào một pha ra một pha:

Biến tần đầu vào một pha ra ba pha:

Điện áp đặt lên van vợt quá trị số cho phép
trong các trờng hợp sau:
Xung điện áp từ lới
Xung điện áp khi chuyển mạch van
Quá điện áp dài hạn

Xung điện áp từ lới
Trên đờng cong điện áp lới xuất hiện một
xung điện áp nh hình vẽ
Đỉnh xung điện áp này
lớn hơn điện áp van
Nguyên nhân xuất hiện xung:
Sét đánh đờng dây
Trên đờng dây có tải điện cảm cắt đột ngột
X
1
X
2Trên đờng dây có tải điện cảm cắt đột ngột
Khi có dòng điện chạy qua
cuộn dây, trong cuộn dây tích
luỹ một năng lợng
Khi cắt tải đột ngột, năng
lợng này đột ngột về 0 để i =
0. Nguồn năng lợng trên xả
ngợc lên đờng dây. Năng
lợng này đa một lợng điện
tích (điện tử) lớn lên đờng

1
n
2
d lỗ trống mang điện tích +
d điện tử mang điện tích -Quá áp dài hạn
Điện áp làm việc cực đại đặt lên van lớn
hơn điện áp cho phép của van.
Ví dụ: van có thông số điện áp cho phép
300V, đợc mắc vào lới điện xoay chiều
220V nh hình vẽ. Trong trờng hợp này
van bị qúa điện áp dài hạn, vì điện áp cực
đại của nguồn lới đợc tính.
Van trong sơ đồ trên không quá áp khi
điện áp cho phép của van U
CPV
>k.U
max.
U
2
R
L
V
V308V220.2U
max
==

2. Sự cố do dòng điện

8
CC
10
CC
12
CC
7
CC
9
CC
11
CC
2
CC
4
CC
6
CC
1
CC
3
CC
5
T
2
T
4
T
6
T

2
CC
4
CC
6
CC
1
CC
3
CC
5Qúa dòng điện dài hạn
Qúa dòng điện dài hạn khi dòng điện làm việc
lớn hơn dòng điện van theo điều kiiện làm mát
Ví dụ: Tiristor có thông số dòng điện I
đm
=
100A, cho làm việc với dòng điện 30A.
Tiristor sẽ bị quá dòng nếu không đợc mắc
cánh toả nhiệt để làm mát, Tiristor không bị
qúa dòng nếu có cánh toả nhiệt đủ diện tích bề
mặt

3. Sự cố của van do quá nhiệt
Nguyên nhân:
Khi làm việc, có dòng điện chạy qua, trên van có tổn
hao công suất P =R
V

thiệu ở trên. Đề bảo vệ, cần giảm biên độ xung
bằng cách lọc xung
X
1
, cha lọc
X
2
, cha lọc
Sau lọc xung
t2. Lọc xung bằng mạch RC
Một mạch RC mắc ở đầu vào nh hình vẽ có thể hạn
chế đợc đỉnh xung điện áp
Bản chất của hiện tợng nạp, xả tụ
Điện áp tụ nạp biến thiên theo
U
C
= E(1 e
-t/RoC
)
Điện áp tụ xả bién thiên theo
U
C
= U
C0
e
-t/RC
)

b)
0
u
C
C
C
C
R
R
R

3. Lọc xung phía thứ cấp biến áp
Mạch RC mắc đầu ra của biến áp đợc dùng bảo vệ
van khi cắt biến áp non tải. Trờng hợp xấu nhất xảy
ra khi mạch bị ngắt mà dòng kích từ biến áp có giá trị
cực đại, năng lợng tích luỹ trong cuộn dây biến áp
W
đt
= (Li
2
)/2 xả ra gây quá áp
C
R
C
R
C
R
2
R
1

- dòng điện không tải % của biến áp; U
max
- điện áp
cực đại; C- điện dung [àF].
2
max
7
0BA
fU2
10IS
C

=

Điện trở đợc tính:
Trong đó: L
BA
= 10u
nm
.U/2fS
BA
u
nm
- điện áp ngắn mạch phần trăm của BA
[%]; U - điện áp hiệu dung thứ cấp BA.
Trong mạch ba pha
Công suất các điện trở đợc tính:
P = 3(U.2fC)
2
R.10

( )
maxd
2
max
7
0BA
UUf2
10IS5,1
C

=
C
L3
3
2
R:phabacho,
C
L
3
2
R
BA
1
BA
1
==
C
R
2
R

L
U
0
t
I
Lmax
b)
i
L

Trờng đại học Mỏ-Địa chất PGS. TS. Kim Ngọc Linh
20II. Bảo vệ van do xung điện áp do
chuyển mạch
Từ bản chất của hiện tợng chuyển
mạch đ nêu trên, ngời ta phải tạo
một mạch ngoài van bán dẫn cho
các điện tích quá độ chạy.
Bảo vệ van trong trờng hợp này
ngời ta dùng mạch RC mắc song
song với van nh hình vẽ.
Khi đó các điện tích chạy ở mạch
RC ngoài van bán dẫn, làm giảm
xung điện áp trên pn của van
Đờng trả điện tích về

1
V
2
V
n
U
V1
U
V2
U
Vn
U
LV3. Phân bố lại điện áp trên các van bán dẫn
Ngời ta có thể có một số cách phân bố lại
điện áp trên van:
c.
R
R
R
R
C
C
V
2
V
1
b.

N
/I
rò
)
V
2
V
1
R
2
R
1
V
n
R
n
Vnn
Vnn
2V2
2V2
1V1
1V1
RR
R.R

RR
R.R
RR
R.R
+

I
+

=
Trong đó: I
V
- dòng điện chạy qua van
U - tổn hao điện áp trên hai mạch
nhánh song song
R
f
- điện trở mắc nối tiếp với van
R
VT
- điện trở thuận của van khi dẫn

Để khắc phục nhợc điểm này có thể thay thế
điện trở bằng các cuộn dây điện cảm. Thờng
các cuộn cảm này đợc chế tạo có lõi không
khí
L
L
D
2
I
1
I
2
D
1



=2. Bảo vệ khi van bị ngắn mạch
Đề phòng để van không bị ngắn mạch:
Không để xuất hiện các nguyên nhân gây ngắn
mạch ở trên
Nếu đ bị ngắn mạch, mắc thiết bị bảo vệ theo
hình vẽ dới
CC
1
CC
2
D
1
D
2

Bảo vệ ngắn mach tải bằng cách mắc cầu chì
hay aptomát ở đầu ra tải
T
2
T
4
T
6
T
1

CC
4
CC
6
CC
1
CC
3
CC
5
CC
T
CC
T
T
2
T
4
T
6
T
1
T
3
T
5
T
8
T
10

CC
5
AT

Trờng đại học Mỏ-Địa chất PGS. TS. Kim Ngọc Linh
21Tổn hao công suất và
làm mát van
- Tổn hao ở chế độ tĩnh.
- Tổn hao chuyển mạch.
- Bảo vệ nhiệt.

I. Tổn hao ở chế độ tĩnh
Khi van bán dẫn làm việc, trên nó tồn tại một tổn hao
công suất:
P
T
= U
T
.I
T
+ U
N
.I
rò

mở
Năng lợng tổn hao trên van khi khoá: W
khoá
= 0,5.U
CE
.I
C
.t
khoá
Tổng tổn hao năng lợng khi chuyển mạch là W
mở
+W
khoá
Công suất tổn hao chuyển mạch đợc tính
P
CM
= (W
mở
+W
khoá
)/T = (
W
mở
+W
khoá
).f
Trong đó f = 1/T - tần số chuyển mạch van

III. Bảo vệ quá nhiệt
Các tổn hao trên sinh nhiệt làm thiết bị nóng lên tới

R
V
R
tn

Nhiệt lợng truyền từ vùng nóng sang vùng lạnh.
Công suất toả nhiệt tỉ lệ thuận với độ chênh nhiệt độ,
tỉ lệ nghịch với trở nhiệt R
Trở nhiệt tổng của mạch nối tiếp:
R = R
pn
+ R
V
+ R
tn
Khi tính toán làm mát là chúng ta tính chọn cánh toả
nhiệt và quạt.
Các thông số đợc cho trong bài toán này là tổn hao
P [W], T
pn
, T
KK
, trở nhiệt R
pn
, R
V
[
0
C/W]
R

L
L
Máy cắt
dòng một
chiều
CC