Nguyên lý điều chỉnh công suất trong tải xoay chiều dùng thyristor

Công suất tải trung bình trong mạch điện xoay chiều hình sin có thể được điều chỉnh bằng thyristor… Phương pháp kiểm soát mức tiêu thụ điện năng này đặc biệt dễ dàng nếu tải hoàn toàn hoạt động. Tuy nhiên, với một số sửa đổi đối với mạch tiêu dùng, có thể điều khiển tải bằng thyristor. thành phần phản ứng.

Cách tiếp cận quy định này thường được gọi là điều chỉnh điện áp phavà thường được áp dụng cho những người tiêu dùng như vậy, những người ban đầu có thể được cấp nguồn trực tiếp từ lưới điện, nhưng không yêu cầu dạng căng thẳng điều hòa hoàn hảo.

Nguyên lý điều khiển là thay đổi góc mở của thyristor giống như công tắc điện tử. Vì vậy, khi thyristor mở và dẫn dòng điện không phải qua toàn bộ nửa sóng của sóng hình sin mà chỉ bắt đầu từ một pha nhất định của nó, các sóng hình sin không hoàn chỉnh được cung cấp cho tải và các phần của chúng bằng phần ban đầu của nửa sóng. chu kỳ tháng bị cắt.

Điều này đạt được bởi thực tế là thyristor hoặc hoạt động độc lập chỉnh lưu nửa sóng, hoặc hai thyristor được bao gồm trong mạch chỉnh lưu (thì đây được gọi là chỉnh lưu có điều khiển). Kết quả của hoạt động của mạch là giảm giá trị hiệu dụng của điện áp cung cấp cho tải, được kết nối sau bộ chỉnh lưu như vậy.

Các mạch như vậy thường có thể được tìm thấy trong các bộ khởi động mềm của động cơ DC, trên bảng điều khiển dòng điện của pin sạc, trong các thiết bị điều chỉnh độ sáng của đèn sợi đốt, v.v.

Ưu điểm của phương pháp này chủ yếu là ở chi phí thấp và đơn giản của việc lắp ráp các mạch với thyristor, cũng như sự đơn giản của các mạch điều khiển để điều chỉnh pha điện áp khi nói đến dòng điện xoay chiều trong mạng. Tất nhiên, nhược điểm là hình dạng méo mó của điện áp thu được, dòng điện gợn cao ở đầu ra và giảm hệ số công suất của người dùng.

Bản chất của nhược điểm liên quan đến sự biến dạng của điện áp và hình dạng dòng điện là khi đột ngột tắt thyristor, dòng điện qua tải tăng mạnh, trong khi điện áp rơi trên các điện trở trong cả mạch cung cấp và mạch tải tăng lên sắc nét. Hình dạng của điện áp cung cấp hoàn toàn không trở thành hình sin. Chẳng hạn, chúng ta cần xây dựng các bộ lọc bổ sung khi nói đến việc kiểm soát công suất của động cơ cảm ứng, loại động cơ sin thuần túy luôn được mong muốn.

Thyristor được thiết kế theo cách mà nó bắt đầu dẫn dòng điện như một điốt bắt đầu chính xác từ thời điểm xung điện áp kích hoạt được đặt vào điện cực điều khiển của nó.Tại thời điểm này, thyristor chuyển từ trạng thái khóa sang trạng thái dẫn và dẫn dòng điện từ cực dương sang cực âm, ngay cả khi tác động của xung điều khiển đã kết thúc nhưng dòng điện từ cực dương sang cực âm vẫn tiếp tục chạy.

Ngay khi dòng điện trong mạch dừng lại, thyristor khóa lại và đợi xung tiếp theo đến điện cực điều khiển của nó trong khi điện áp được đặt vào từ phía cực dương. Do đó, các khoảng thời gian ở trạng thái mở của thyristor được hình thành và thu được các đoạn cắt của hình sin hiện tại trong mạch người dùng.

Vì lý do này, điều khiển thyristor được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện gia dụng, nơi sử dụng các bộ phận làm nóng, động cơ DC, dây tóc - những thiết bị không đặc biệt nhạy cảm với sóng xảy ra ở tần số mạng. Bộ điều chỉnh độ sáng thyristor nhỏ, gọn và rẻ tiền rất lý tưởng để điều chỉnh nhiệt độ của hệ thống sưởi điện dưới sàn, cường độ phát sáng của đèn sợi đốt, nhiệt độ của máy sưởi dầu, mỏ hàn, v.v.

Xem thêm:Nguyên tắc điều khiển thyristor và triac