Mạch xoay chiều ba pha hiện nay trong thực tế thờng gặp gồm 3 sơ
đồ nh sau: Hình 9.46 a, b, c.
Các loại sơ đồ này bao gồm, tải đấu sao có trung tính (Hình 9.46 a), tải đấu sao không trung tính (Hình 9.46 b), tải đấu tam giác (Hình 9.46 c). Tải đấu sao có trung tính, có u điểm là sơ đồ giống hệt ba mạch điều
áp một pha điều khiển dịch pha theo điện áp lới, do đó điện áp trên các van bán dẫn nhỏ hơn vì điện áp đặt vào van bán dẫn là điện áp pha. Nhợc
điểm của sơ đồ là trên dây trung tính có tồn tại dòng điện điều hoà bậc Hình 9.46: Sơ đồ điều áp xoay chiều ba pha bằng cặp Tiristo
mắc song song ngược c
∼ ∼ ∼
a
∼ ∼ ∼
b
∼ ∼ ∼
cao, khi góc mở các van khác 0 có dòng tải gián đoạn và loại sơ đồ nối này chỉ thích hợp với loại tải ba pha có bốn đầu dây ra.
Các sơ đồ không trung tính Hình 9.46 b, c có nhiều điểm khác so với sơ đồ có trung tính. ở đây dòng điện chạy giữa các pha với nhau, nên
đồng thời phải cấp xung điều khiển cho hai Tiristo của hai pha một lúc.
Việc cấp xung điều khiển nh thế, đôi khi gặp khó khăn trong mạch điều khiển (sẽ giới thiệu sau), ngay cả việc đổi thứ tự pha nguồn lới cũng có thể làm cho sơ đồ không hoạt động.
Hiện nay, với những tải có công suất trung bình, các sơ đồ điều áp ba pha bằng các cặp Tiristo nh Hình 9.46 đợc thay thế bằng các sơ đồ Triac nh H×nh 9.47.
Nh đã giới thiệu ở trên, Triac về nguyên lý điều khiển giống hệt các cặp Tiristo mắc song song ngợc. Vì vậy, sử dụng các sơ đồ Hình 9.46 hay Hình 9.47 tuỳ thuộc vào khả năng linh kiện có loại nào. Ngoài ra Hình 9.47 có u điểm hơn về mặt điều khiển đối xứng và đơn giản về cách ghÐp.
Đối với những tải không có yêu cầu về điều khiển đối xứng ngời ta có thể sử dụng sơ đồ cặp Tiristo - điốt ( Hình 9.15).
Mặc dù vậy, sơ đồ này ứng dụng thực tế không nhiều. Bởi vì khi không có xung điều khiển vẫn có thể có dòng chạy qua tải.
Trong trờng hợp cho phép điều khiển không đối xứng chúng ta có thể sử dụng sơ đồ điều khiển hai pha nh Hình 9.48.
∼ ∼ ∼
b
∼ ∼ ∼
a
∼ ∼ ∼
c
Hình 9.47: Điều áp ba pha bằng Triac
Ưu điểm của sơ đồ Hình 9.48 là số lợng van bán dẫn ít hơn, và mạch
điều khiển cũng đơn giản hơn. Nhợc điểm của sơ đồ là điều khiển không
đối xứng, nên đờng cong dòng điện và điện áp các pha không giống nhau, vì vậy giá trị hiệu dụng của điện áp và dòng điện khác nhau rõ rệt. Loại sơ
đồ này chỉ phát huy tác dụng khi tải và nguồn đợc phép làm việc không
đối xứng và có số lợng van bán dẫn bị hạn chế.
Khi sử dụng điều áp xoay chiều cho động cơ không đồng bộ ngoài chế độ đóng cắt, điều khiển tốc độ, còn cần cả đảo chiều quay.
Trong động cơ điện không đồng bộ, khi đảo chiều quay cần đổi thứ tự pha. Sơ đồ điều khiển có đảo chiều quay động cơ không đồng bộ nh H×nh 9.49:
Hình 9.48: Sơ đồ điều áp ba pha đơn giản
∼ ∼ ∼
∼ ∼
A1 ∼ B1 C1
T1
T2 T3T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10
A B
C
Khi chiÒu quay thuËn ta cÊp xung ®iÒu khiÓn cho T1,T2,T7,T8,T9,T10; Các pha lới A1, B1, C1 đợc nối tơng ứng với các cuộn A, B, C của động cơ.
Khi ở chiều quay ngợc ta cấp xung điều khiển choT3,T4,T5,T6,T9,T10. Các pha lới A1, B1, C1 đợc nối tơng ứng B, A, C của động cơ.
Thiết kế sơ đồ mạch động lực của bộ điều áp xoay chiều ba pha chúng ta phải thực hiện hàng loạt các bài toán tổng hợp. Ngay cả ở chế độ xác lập thì dòng điện và điện áp trên các van bán dẫn cũng chỉ là chế độ gần với xác lập. Trong phần thiết kế này chúng ta chỉ xét bộ điều áp làm việc ở chế độ xác lập.
Khi lựa chọn các van bán dẫn cho sơ đồ điều áp ba pha theo dòng
điện và điện áp, tổn hao công suất ∆P nh đã xét, đợc xác định theo đờng cong dòng điện chạy qua van. Tổn hao công suất trên van là tổn hao theo chiều thuận khi van dẫn. Lúc này ∆P phụ thuộc các giá trị dòng điện trung bình, hiệu dụng của van và theo đờng cong đặc tính Vôn - Ampe của van tìm đợc ∆P . Tuy nhiên đờng đặc tính Vôn - Ampe không phải của van nào cũng có cho nên gần đúng chúng ta chọn hơi d thì lấy:
∆P = IHD ∆U
Thông số ∆P này có ảnh hởng rất lớn tới diện tích cánh toả nhiệt mà chúng ta sẽ thiết kế sau này.
Sau khi lựa chọn xong sơ đồ động lực từ phần giới thiệu 9.3 và hớng dẫn tóm tắt trong 9.6.3 ta có đợc sơ đồ cần chọn. Các sơ đồ thông dụng hiện nay trong thực tế thờng gặp là các sơ đồ Hình 9.46 b, c hay Hình 9.47 b, c. Trong phần này chúng ta dựa vào các sơ đồ trên làm cơ sở cho các ví dụ.