Ch-ơng 3
Giới thiệu chung về mạch điều áp
xoay chiều ba pha
I - Mạch điều áp xoay chiều ba pha :
Nh- đã nói ở trên, công suất ra tải của lò đ-ợc tính theo công
thức:
P = 3.
t
2
f
R
U
Nh- vậy, để thay đổi công suất đ-a ra tải , ta có thể thay đổi
t
R hoặc
f
U . Tuy nhiên, trong thực tế, ng-ời ta th-ờng chọn cách
thay đổi
f
U để có thể thay đổi công suất ra tải.
Khi có sẵn một nguồn điện xoay chiều, để có thể thay đổi
điện áp ra tải ta có thể dùng bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều (
ĐAXC ) dùng van bán dẫn. Việc điều chỉnh điện áp ra tải dựa theo
nguyên tắc t-ơng tự nh- ở các bộ chỉnh l-u tức là thay đổi điểm mở
của van so với điểm qua không của điện áp nguồn, vì vậy còn gọi
là ph-ơng pháp điều khiển pha (thay đổi góc mở van ).
Do diot chỉ có thể dẫn dòng theo một chiều mà ta lại yêu cầu
điện áp ra tải là xoay chiều nên trong mạch điều áp xoay chiều
ng-ời ta không dùng diot mà dùng triac vì đây là loại van bán dẫn
duy nhất cho phép dòng điện xoay chiều đi qua nó. Tuy nhiên, do
triac không thông dụng bằng thyristor nên thực tế ng-ời ta th-ờng

thuộc vào nhiều yếu tố nh- sơ đồ đấu van, góc điều khiển cụ thể,
tính chất tải
Hình trên là sơ đồ th-ờng dùng nhất, đó là sơ đồ có sáu
thyristor đấu thành ba cặp song song ng-ợc.
II - Quan hệ giữa góc điều khiển và công suất ra tải
Khi phân tích hoạt động của sơ đồ ta cần xác định rõ xem
trong các giai đoạn sẽ có bao nhiêu van dẫn và nhờ các quy luật
d-ới đây ta có thể có đ-ợc biểu thức điện áp của từng giai đoạn, từ
đó mới tiến hành tính toán. D-ới đây là các quy luật dẫn dòng của
van trong mạch điều áp xoay chiều ba pha:
Nếu mỗi pha có một van dẫn thì toàn bộ điện áp ba pha
nguồn đều nối ra tải.
Nếu chỉ hai pha có van dẫn thì một pha nguồn bị ngắt ra khỏi
tải, do đó điện áp đ-a ra tải là điện áp dây nào có van đang dẫn.
Không thể có tr-ờng hợp chỉ có một pha dẫn dòng.
Dựa vào quy luật dẫn dòng của van trong từng giai đoạn mà
ta có thể xây dựng đ-ợc đồ thị điện áp ra của mạch điều áp xoay
chiều ba pha. Tiếp theo, từ những biểu thức điện áp của từng giai
đoạn đó ta lại có thể tính toán đ-ợc các đại l-ợng cần tính nh- điện
áp, dòng điện, công suất
Ta xét hoạt động của mạch điều áp xoay chiều ba pha dùng
sáu thyristor đấu song song ng-ợc, tải thuần trở đấu hình sao ở trên
và dựng đồ thị quan hệ giữa công suất tải và góc
:
Công suất tải là :
R
.
I
.
3

1) Khoảng dẫn của van ứng với
= 0
o
60
:
Trong phạm vi này sẽ có các giai đoạn ba van và hai van dẫn
xen kẽ nhau nh- đồ thị d-ới đây :
Dựa vào đồ thị ta có thể xác định đ-ợc biểu thức liên quan
giữa công suất ra tải P và góc điều khiển
:
R
.
I
.
3
P
2

=
)d
3
sin
d
4
sin
d
3
sin
d
4






















= ]
8
2sin
4
6
[
R
U3
2

4
sin
[
R
U3
36
5
32
36
5
32
22
2
dm

















Dựa vào đồ thị ta có thể xác định đ-ợc biểu thức liên quan
giữa công suất ra tải P và góc điều khiển
:
R
.
I
.
3
P
2

=
















32 32
22

(3)
Theo ba biểu thức (1), (2), (3) và cho các giá trị
khác nhau
và lấy P ở
= 0 là 100% ta có bảng các giá trị và đồ thị biểu diễn
quan hệ giữa công suất ra tải P và góc điều khiển
:

P%

P%
0 100 90 29,3
20 98,6 100 18,1
30 95,6 110 9,7
40 90,2 120 4,3
50 81,8 130 1,3
60 70,6 140 0,1
70 57,16 150 0
80 42,8
Nhận xét : công suất đ-a ra tải là lớn nhất khi góc điều khiển
= 0 nh-ng với =30 thì công suất ra tải cũng xấp xỉ khi = 0.
Trong mạch điều áp xoay chiều ba pha sáu thyristor đấu song
song ng-ợc tải thuần trở đấu tam giác, dạng điện áp từng pha cũng
nh- vậy. Tuy nhiên, do tải đấu tam giác nên khi mạch có ba van
dẫn thì điện áp rơi trên điện trở tải là điện áp dây, khi mạch có hai
van dẫn thì điện áp rơi trên điện trở tải giữa hai dây đó là điện áp
dây còn điện áp rơi trên hai điện trở còn lại bằng một nửa điện áp
dây.