Ch-ơng 4
Thiết kế tính toán mạch
lực
I - Tính chọn van bán dẫn
Trong mạch điều áp xoay chiều ba pha dùng cho lò điện d-ới
đây ta sử dụng mạch điều áp xoay chiều ba pha sáu thyristor đấu
song song ng-ợc, tải thuần trở đấu sao.
Các biểu thức thể hiện quan hệ giữa công suất ra tải P và góc
điều khiển
:
Với
= 0
o
60
:
P =
]
8
2sin
4
6
[
R
U3
2
dm






4
24
5
[
R
U3
2
dm





Công suất định mức của lò điện là
dm
P = 40 (kw)
Tổn hao của lò điện
P

= 3 (kw)
Trong thực tế, lò điện có thể coi là hộ tiêu dùng điện loại một,
nghĩa là nguồn cung cấp cho lò điện là ổn định. Tuy nhiên, để đảm
bảo hiệu quả cũng nh- sự an toàn trong hoạt động của lò điện, ta sẽ
chọn một l-ợng công suất dự trữ cho lò điện đề phòng tr-ờng hợp
điện áp nguồn vì một lý do nào đó bị sụt áp . Ngoài ra, trong quá
trình hoạt độngcua mình, lò điện cũng chịu thêm một số tổn thất
khác nh- tổn thất trên các van bán dẫn, tổn thất trên đ-ờng dây
nh-ng do không đáng kể so với tổng tổn thất vì nhiệt của lò nên ta
có thể bỏ qua.
Khi

U
R

= 1,444 ()
ta xác định đ-ợc dây điện trở của lò có giá trị là 1,444 (
).
Từ đây, dựa vào công nghệ chế tạo ta có thể tiến hành thiết kế chi
tiết cho dây điện trở để có thể đảm bảo đ-ợc các yêu cầu kinh tế kĩ
thuật của lò điện.
Tiếp theo, ta tiến hành chọn van thông qua các thông số kỹ
thuật của van là điện áp ng-ợc lớn nhất, dòng trung bình qua van
Nh- đã nói ở trên, hoạt động của mạch điều áp xoay chiều
cũng t-ơng tự nh- mạch chỉnh l-u, cụ thể là mạch điều áp xoay
chiều ba pha sáu thyristor đấu song song ng-ợc có nguyên lý hoạt
động trong một chu kỳ cũng giống nh- nguyên lý của mạch chỉnh
l-u ba pha hình tia. Vì vậy, ta có thể hoàn toàn áp dụng các thông
số chọn van của mạch chỉnh l-u ba pha hình tia cho mạch điều áp
xoay chiều ba pha sáu thyristor đấu song song ng-ợc. Cụ thể :
Điện áp ng-ợc lớn nhất trên van :
dmfmaxng
U2U6U
537380.2U
maxng
(V)
Nhận xét : khi góc điều khiển
= 0 điện áp ra tải là hình sin
và nh- vậy, dòng trung bình qua van lúc này là lớn nhất. Từ đây ta
có thể xác định đ-ợc giá trị dòng điện trung bình qua van.



sẽ ảnh h-ởng đến hiệu quả cũng nh- tuổi thọ của van. Nếu van hoạt
động trong điều kiện đ-ợc làm mát bằng không khí nhờ cánh tản
nhiệt thì van có thể làm việc tốt với 25% dòng định mức. Nếu van
làm việc trong điều kiện làm mát bằng quạt gió c-ỡng bức thì van
có thể chịu đ-ợc đến 30 60% dòng định mức. Nếu làm mát bằng
n-ớc thì van có thể chịu đ-ợc đến 80% dòng định mức.
Thông th-ờng trong công nghiệp thì van phải đ-ợc làm mát
tồi nhất là bằng không khí có quạt gió c-ỡng bức. Trong nhiệm vụ
thiết kế là điện này thì dòng qua van không quá lớn nên ta có thể
chọn chế độ làm mát cho van bằng không khí có quạt gió c-ỡng
bức. Ta chọn các điều kiện thích hợp để van có thể chịu dòng tới
40% dòng định mức của van.
Khi đó:
tb
I =
%
40
I
maxtb
=
%
40
6,68
= 172 ( A )
Để chọn giá trị của điện áp ng-ợc lớn nhất trên van, ta sẽ
chọn thêm hệ số dự trữ điện áp
u
k = 1,6 2
ta chọn :
u