Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ

Bộ biến đổi: Điện tử công suất (ĐTCS), tên

tiếng anh là Power Electronics (Điện tử công suất

lớn), còn được gọi “Kỹ thuật biến đổi điện năng“, là

một bộ phận của điện tử công nghiệp, có đối tượng

là các mạch biến đổi các dạng của năng lượng điện

để cung cấp cho các tải công nghiệp như sơ đồ khối

hình 1.1, trong đó:

- Nguồn ở đây có các dạng quen thuộc như xoay

chiều (lưới điện một pha, ba pha) hay một chiều (ắc

qui), có thông số không đổi.

- Mạch ĐTCS, còn gọi là mạch động lực, sẽ biến đổi điện nguồn thành dạng có thông số

(điện áp, tần số) sao cho thích hợp với tải công nghiệp hay để kiểm soát dòng năng lượng

cung cấp cho chúng. Nhờ đó ta có thể nâng cao chất lượng hay điều khiển hoạt động của tải

công nghiệp này. Mạch ĐTCS và khối điều khiển nó tạo nên Bộ Biến Đổi (BBĐ - converter).

Trong thực tế, để khảo sát mạch điện tử công suất, ta chỉ cần biết quy luật điều khiển các linh

kiện điện tử tác động tạo nên mạch này. Với một mạch động lực có thể có nhiều sơ đồ điều

khiển để tạo ra những đặc tính ngõ ra khác nhau.

- Tải của các BBĐ có nhiều loại, có thể là động cơ điện (một chiều hay xoay chiều); các

thiết bị điện nhiệt như đèn có tim, lò điện trở, hay các cuộn dây của lò cảm ứng; thiết bị điện

hóa như thiết bị điện phân, xi mạ Tất cả đều có thể quy đổi về các phần tử cơ bản của

mạch điện như R, RL, RLE, RC

Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ trang 1

Trang 1

Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ trang 2

Trang 2

Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ trang 3

Trang 3

Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ trang 4

Trang 4

Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ trang 5

Trang 5

Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ trang 6

Trang 6

Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ trang 7

Trang 7

Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ trang 8

Trang 8

Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ trang 9

Trang 9

Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 141 trang baonam 15141
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ

Giáo trình Điện công nghiệp - Điều khiển lập trình cỡ nhỏ
Trư
ờng
 Ca
o đ
ẳng
 ng
hề 
Đắk
 Lắ
k
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐẮK LẮK 
KHOA ĐIỆN 
---------- 
GIÁO TRÌNH 
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CỠ NHỎ 
Mã mô đun: MĐ27 
NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 
Trình độ: Cao đẳng nghề/ Trung cấp nghề 
 Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Ban 
Lưu hành nội bộ, 2014 
Trư
ờng
 Ca
o đ
ẳng
 ng
hề 
Đắk
 Lắ
k
. 
Trư
ờng
 Ca
o đ
ẳng
 ng
hề 
Đắk
 Lắ
k
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 
Trang 1 
Chương 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN ......................................................................5 
1. Khái niệm về điện tử công suất ..............................................................................5 
2. Ngắt điện điện tử (NĐĐT) hay Bán dẫn (NĐBD) ................................................5 
3. Khảo sát mạch ĐTCS ..............................................................................................7 
4. Các hệ thức và khái niệm cơ bản ...........................................................................7 
4.1. Trị trung bình của một đại lượng .........................................................................7 
4.2. Trị hiệu dụng của một đại lượng .........................................................................9 
4.3. Công suất ...........................................................................................................10 
4.4. Hệ số công suất ..................................................................................................12 
5. Tính chọn ngắt điện điện tử .................................................................................14 
5.1. Tính chọn định mức áp linh kiện .......................................................................14 
5.2. Tính chọn định mức dòng và công suất linh kiện ..............................................14 
6. Bài tập .....................................................................................................................16 
Chương 2: CÁC LINH KIỆN CÔNG SUẤT .............................................................21 
1. Phân loại .................................................................................................................21 
2. DIODE ....................................................................................................................22 
2.1. Đặc tính, phân loại .............................................................................................22 
2.2. Đặc tính phục hồi (Recovery) của Diode ..........................................................22 
3. Transistor BJT.......................................................................................................24 
3.1. Đặc tính đóng ngắt của Transistor .....................................................................25 
3.2. Đặc tính đóng ngắt MOSFET, IGBT .................................................................26 
3.3. Vùng hoạt động an toàn của BJT (Safe Operating Area) ..................................26 
4. IGBT .......................................................................................................................27 
4.1. Giới thiệu ...........................................................................................................27 
4.2. Cấu tạo, nguyên lý h ạt động ............................................................................27 
4.3. Đặc tính đóng cắt của IGBT ..............................................................................27 
4.4. Vùng làm việc an toàn (Safe Operating Area) ..................................................28 
4.5. Vấn đề bảo vệ IGBT ..........................................................................................28 
5. SCR (Thyristor) .....................................................................................................28 
5.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ........................................................................29 
5.2. Đặc tính tĩnh (Volt – Ampe) ..............................................................................29 
5.3. Các thông số kỹ thuật của SCR .........................................................................30 
5.4. Ứng dụng của SCR ............................................................................................31 
5.5. Đặc tính động (đóng ngắt) .................................................................................31 
5.6. Đặc tính cổng (hay kích khởi cổng) ..................................................................33 
5.7. Các linh kiện khác trong họ Thyristor ...............................................................33 
6. TRIAC ....................................................................................................................35 
6.1. Mô tả và chức năng ............................................................................................35 
6.2. Đặc tính V-A ......................................................................................................35 
6.3. Khả năng chịu tải ...... ... g
hề 
Đắk
 Lắ
k
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 
Trang 131 
Điều khiển bộ nghịch lưu dòng có thể thực hiện theo phương pháp điều biên hoặc dùng kỹ 
thuật điều chế độ rộng xung. 
Bộ chỉnh lưu: có nhiều dạng, mạch tia, mạch cầu, một pha hoặc ba pha. Khi cần đòi hỏi 
phải truyền năng lượng theo hai chiều, ta chỉ cần bộ chỉnh lưu đơn với điện áp đổi dấu được. 
Ta thường sử dụng mạch cầu ba pha điều khiển. Trong mọi trường hợp, dòng điện qua mạch 
dc phải được điều khiển về biên độ. Do đó, bộ chỉnh lưu không điều khiển (gồm các diode) 
không thể sử dụng được ở đây. Để giảm bớt hiện tượng quá điện áp trên các chi tiết bán dẫn 
của bộ nghịch lưu, ta có thể sử dụng bộ nghịch lưu với tụ hạn chế quá điện áp mắc song song 
với tải hoặc sử dụng mạch tích năng lượng. 
Các cấu trúc bộ biến tần dòng hiện đại sử dụng bộ chỉnh lưu điều khiển độ rộng xung, 
(buck PWM rectifier) (hình H6.60), cấu trúc loại này cho phép bộ chỉnh lưu làm việc với hệ 
số công suất cao. 
Hình 6.61 
7. Bộ biến tần trực tiếp (Cycloconverter) 
Bộ biến tần trực tiếp - Cycloconverter, tạo nên điện áp xoay chiều ở ngõ ra với trị hiệu 
dụng và tần số điều khiển được. Nguồn điện áp xoay chiều với tần số và biên độ không đổi 
cung cấp năng lượng cho bộ biến tần này. 
Bộ biến tần trực tiếp dùng để điều khiển truyền động động cơ điện xoay chiều. 
Theo quá trình chuyển mạch, bộ biến tần trực tiếp được phân biệt làm hai loại: bộ biến tần 
có quá trình chuyển mạch phụ thuộc và bộ biến tần có quá trình chuyển mạch cưỡng bức. 
Bộ biến tần trực tiếp với quá trình chuyển mạch cưỡng bức chứa các linh kiện tự chuyển 
mạch như GTO, transistor. Chúng được trình bày về nguyên lý hoạt động trong chương bộ 
biến đổi ma trân (Matrix conveter). 
Bộ biến tần với quá trình chuyển mạch phụ thuộc được sử dụng nhiều trong công nghiệp. 
Tính phụ thuộc ở đây biểu hiện khả năng ngắt dòng điện qua linh kiện thực hiện nhờ tác dụng 
của điện áp nguồn xoay chiều hoặc sức điện động xoay chiều của tải. Do đó, mạch chỉ cần 
trang bị Thyristor thông thường. Với tải công suất lớn, việc sử dụng linh kiện chuyển mạch 
tự nhiên như SCR có ý nghĩa rất quan trọng vì hiệu quả kinh tế của thiết bị. 
Do phụ thuộc vào điện áp xoay chiều của nguồn nên tần số điện áp ở ngõ ra bị giới hạn ở 
mức thấp hơn tần số điện áp nguồn. Bộ biến tần này được ứng dụng trong các truyền động 
động cơ công suất lớn tốc độ chậm. 
7.1. Bộ biến tần trực tiếp một pha 
Phân tích hoạt động bộ biến tần trực tiếp với quá trình chuyển mạch phụ thuộc điện áp 
nguồn xoay chiều 
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động. 
Xét bộ biến tần trực tiếp một pha trên hình vẽ 6.28. 
Trư
ờng
 Ca
o đ
ẳng
 ng
hề 
Đắk
 Lắ
k
ThS NGUYỄN VĂN BAN 
Trang 132 
Hình 6.28 Hình 6.29 
Hình 6.30a Điều khiển riêng 
Trư
ờng
 Ca
o đ
ẳng
 ng
hề 
Đắk
 Lắ
k
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 
Trang 133 
Hình 6.31 Cycloconverter 1 pha gồm 2 BCL tia 3 pha – Điều khiển đồng thời 
Bộ biến tần có cấu tạo của bộ chỉnh lưu kép. Do đó, phân tích hoạt động và phương pháp 
điều khiển bộ biến tần giống như bộ chỉnh lưu kép. Điều khác biệt so với chức năng của bộ 
chỉnh lưu kép là bộ biến tần có quá trình điện áp trên tải - tức điện áp chỉnh lưu đổi dấu một 
cách liên tục và tuần hoàn. 
Sơ đồ điều khiển bộ biến tần trực tiếp theo phương pháp điều khiển riêng được vẽ minh 
họa trên hình 6.31. Mạch logic liên quan đến các tín hiệu được mô tả kèm theo bảng B5. Quá 
trình điện áp và dòng điện các phần tử mạch được vẽ trên hình 6.30a. Theo đó, tồn tại một 
khoảng thời gian dòng tải bằng zero khi nó thực hiện đổi dâu từ dương sang âm và ngược lại. 
Bảng 5: 
Sgn(ur) Sgn(ur1) Sgn(ur2) I1* I1* α1 α2 
+ + - 0 0 0 α1 < /2 khóa 
- - + > 0 0 /2 α1 < khóa 
- - + 0 0 Khóa Khóa trong thời gian tb 
- - + 0 0 Khóa 0 α2 < /2 
+ + - 0 > 0 Khóa /2 α1 < 
+ + - 0 0 Khóa trong thời gian tb 
Trư
ờng
 Ca
o đ
ẳng
 ng
hề 
Đắk
 Lắ
k
ThS NGUYỄN VĂN BAN 
Trang 134 
7.2. Bộ biến tần trực tiếp ba pha 
Bộ biến tần trực tiếp có các cấu hình dạng đầy đủ, đối xứng (6.32a,b), trong đó phụ thuộc 
kiểu đấu của nguồn, ta phân biệt cấu trúc sử dụng chung nguồn từ một cuộn thứ cấp máy biến 
áp và cấu trúc có nguồn riêng cho từng pha tải. Cấu trúc có chung cuộn thứ cấp máy biến áp 
đòi hỏi mạch tải ba pha có điểm trung tính để hở. Nếu các pha tải không thể phân cách độc 
lập, có thể sử dụng cấu trúc mạch biến tần trực tiếp có nguồn riêng (6.32b). Với cấu trúc 
mạch biến tần hình 6.32b sử dụng nguồn chung, khi thực hiện chuyển mạch các linh kiện 
nhóm nửa trên của mạch cầu, hiện tượng ngắn mạch nguồn có thể xảy ra. 
Bộ biến tần trực tiếp ba pha có quá trình chuyển mạch phụ thuộc áp nguồn xoay chiều 
a) 
Hình 6.32 Cycloconverter mắc chung nguồn 
b) Cycloconverter có 3 nguồn riêng 
Các cấu trúc tiết kiệm linh kiện sẽ tạo nên sự không đối xứng của các nhánh linh kiện. Hai 
dạng biến tần trực tiếp không đối xứng được vẽ minh họa trên hình 6.32c và 6.32d. 
c) 
V-Cycloconverter 
d) D-Cycloconverter mắc chung nguồn 
8. Ứng dụng 
Nghịch lưu độc lập được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng, ta luôn gặp 
trong các thiết bị cung cấp dòng điện xoay chiều cho các tải công nghiệp gọi chung là bộ 
nguồn xoay chiều, có thể phân ra làm các nhóm sau: 
Trư
ờng
 Ca
o đ
ẳng
 ng
hề 
Đắk
 Lắ
k
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 
Trang 135 
- Theo loại thiết bị sử dụng: nhóm sử dụng máy phát điện xoay chiều (nhóm thiết bị quay) 
và nhóm ứng dụng điện tử công suất (thiết bị tĩnh). 
- Theo nguồn điện: Các bộ nghịch lưu khi có đầu vào là nguồn một chiều, ví dụ như bình 
Accu và biến tần khi có ngõ vào là lưới điện xoay chiều. Tuy nhiên theo thói quen, trong 
tiếng anh, người ta vẫn tiếp tục dùng từ nghịch lưu (Inverter) để chỉ các bộ biến tần dùng cho 
điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều. 
- Theo dãy tần số hoạt động: chia làm các nhóm: 
+ Ngõ ra tần số công nghiệp (nhỏ hơn 400 Hz) cố định: các bộ nguồn xoay chiều bán dẫn 
sử dụng làm nguồn cho các thiết bị điện thay thế điện lưới. Có thể kể bộ lưu điện (UPS - 
Uninterruped Power Supply) cung cấp nguồn liên tục cho tải, bộ đổi tần cung cấp điện cho 
các thiết bị sử dụng nguồn khác tần số lưới  
+ Ngõ ra tần số công nghiệp thay đổi: dùng để điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều, luôn 
có đầu vào là điện lưới nên còn gọi là biến tần. 
+ Ngõ ra trung tần hay cao tần: Từ 500 Hz đến 25 KHz khi sử dụng SCR hay cao hơn khi 
dùng Transistor là các bộ nguồn cho các công nghệ điện: nung nóng dùng dòng điện cảm ứng 
trong môi trường dẫn điện, hay chuyển thành rung động siêu âm của các vật liệu từ giảo. Đặc 
trưng của nhóm này là hệ số công suất của tải rất thấp, cần mắc tụ điện song song nên tải có 
tính cộng hưởng. Ở dãy tần số trên 25 KHz còn có các bộ nghịch lưu 1 pha làm trung gian 
cho các bộ biến đổi áp một chiều khi muốn sử dụng biến áp tần số cao nhằm giảm trọng 
lượng và kích thước thiết bị (các bộ nguồn xung sử dụng Transistor đã giới thiệu trong 
chương 4). Trong công nghiệp còn có các bộ dao động công suất hình Sin sử dụng đèn điện 
tử hay Transistor, làm việc ở tần số từ 50 KHz đến vài MHz dùng cho tôi cao tần hay nung 
nóng điện môi. 
8.1. Các bộ nguồn tần số cao 
Như đã giới thiệu trong mục phân loại, ta có thể nung nóng cảm ứng các vật liệu dẫn điện 
bằng dòng điện cảm ứng. Dãy tần số làm việc thay đổi từ tần số công nghiệp đến vài trăm 
KHz: 
- Tần số làm việc giảm khi công suất tăng. 
- Tần số cần phải tăng tăng khi bề dầy làm việc giảm (tôi bề mặt thép). 
Có thể sử dụng NL nối tiếp hay song song với ngắt điện là Thyristor trong các bộ nguồn 
tần số cao. Ở tần số lớn hơn 100 KHz, có thể dùng Transistor hay các đèn chân không truyền 
thống. 
Như đã khảo sát ở 2, các sơ đồ NL song song có dạng NL nguồn dòng với tải cộng hưởng 
là cuộn dây làm việc và điện dung bù cos cho nó. Trong thời gian gần đây, người ta bắt đầu 
dùng Transistor với các sơ đồ có chuyển mạch khi dòng (áp) bằng không. 
8.2. Điều khiển động cơ AC dùng biến tần 
Các bộ biến tần hiện là phương pháp phổ biến để điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều 
trong công nghiệp. Khi tần số thay đổi, từ trường quay của các cuộn dây stator có tốc độ thay 
đổi theo quan hệ: 
0
60n f p ; trong đó n0 tính bằng vòng/phút, f : tần số (Hz) và p là số đôi cực. 
Rotor sẽ quay theo từ trường quay với độ trượt s hầu như không đổi. 
Có hai nguyên lý chính cho điều khiển động cơ không đồng bộ dùng phương pháp thay 
đổi tần số: 
- Điều khiển U/f hằng: khi tần số thay đổi, điện áp đặt vào cuộn dây cũng thay đổi tỉ lệ để 
tránh việc tăng mật độ từ thông dẫn để tăng dòng từ hoá. 
Trư
ờng
 Ca
o đ
ẳng
 ng
hề 
Đắk
 Lắ
k
ThS NGUYỄN VĂN BAN 
Trang 136 
- Điều khiển vector động cơ KĐB: Là phương án hiện đại, sử dụng các vi xử lý mới có 
khả năng tính toán rất mạnh để điều khiển động cơ KĐB. 
Phương án này khắc phục nhược điểm quan trọng của các sơ đồ điều khiển U/f hằng là 
momen động cơ thấp, đặc biệt khi tần số làm việc nhỏ hơn 3 Hz. BBĐ điều khiển U/f hằng 
chỉ cung cấp cho động cơ một điện áp ba pha tương ứng tần số làm viêc, dòng qua động cơ 
thay đổi theo trạng thái của động cơ. 
Bằng cách khống chế độc lập dòng từ hoá (tạo ra từ thông khe hở) và dòng rotor (tạo ra 
momen quay), biến tần điều khiển vector có thể điều khiển được momen động cơ KĐB như 
đã làm với động cơ một chiều, bên cạnh khả năng điều khiển tốc độ thông qua sự thay đổi tần 
số. 
Có hai sơ đồ điều khiển vector: có phản hồi vị trí rotor (có cảm biến vị trí) và không dùng 
cảm biến (sensorless). Sơ đồ đầu tiên cho phép điều khiển chính xác nhưng phải dùng động 
cơ chế tạo riêng trong khi phương án sau có thể dùng động cơ KĐB thông thường. 
Khi biến tần được dùng để điều khiển tốc độ động cơ, sơ đồ điều khiển còn có các chức 
năng: hạn chế sụt tốc khi hoạt động, bảo vệ quá tải, điều khiển thời gian tăng, giảm tốc. 
8.3. Bộ nguồn xoay chiều không gián đoạn (UPS: Uninterrupted - Power - Pupply) 
Hình 6.33: Sơ đồ khối bộ nguồn xoay chiều không gián đoạn 
Hình 6.33 trình bày sơ đồ khối bộ lưu điện, được sử dụng cho các thiết bị dùng điện quan 
trọng không thể mất điện bất ngờ như máy chủ của mạng máy tính hay các máy điện tử y tế. 
UPS sẽ cung cấp điện tạm thời khi mất lưới trong khi chờ lưu dữ liệu đang làm việc hay cho 
chạy máy phát dự phòng. 
Sơ đồ khối bao gồm bộ nghịch lưu sử dụng Accu và bộ chuyển mạch (Relay hay TRIAC). 
Bộ nạp Accu tự động đảm bảo hệ thống luôn sẵn sàng làm việc. Bình thường tải dùng điện 
lưới, chỉ chuyển sang sử dụng nguồn nghịch lưu khi mất nguồn nên UPS có sơ đồ khối như 
vậy được gọi là loại Off-line. Vấn đề then chốt của UPS Off-line là thời gian chuyển đổi, tính 
từ khi nguồn xem như bị mất đến khi xác lập áp nghịch lưu, giá trị cho phép là khoảng hai 
chu kỳ lưới để tải xem như có nguồn liên tục. 
Ở các bộ UPS công suất bé (< 1.5 kW), mạch nghịch lưu là sơ đồ một pha sử dụng biến 
áp có điểm giữa (hình 6.33) để thích hợp với nguồn accu có điện áp bé (12V hay 24V). Áp ra 
được điều khiển bằng cách thay đổi độ rộng xung. Một vi mạch tương tự TL494 có khả năng 
làm việc ở 50 Hz được sử dụng cho điều khiển nghịch lưu (SG3524). 
Trong thời gian gần đây, các sơ đồ UPS hay nghịch lưu có đầu vào accu điện áp thấp hay 
dùng sơ đồ khối sau: 
Accu [NL1 BA tần số cao CL Lọc 1] NL2 Lọc tải 
Trư
ờng
 Ca
o đ
ẳng
 ng
hề 
Đắk
 Lắ
k
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 
Trang 137 
Cụm biến đổi áp DC [ ] dùng để nâng áp từ 24 VDC ra 300 VDC, sử dụng Nghịch Lưu 1 
có sơ đồ điều rộng một xung với biến áp có điểm giữa và Biến Áp tần số cao giúp giảm kích 
thước, trọng lượng và tăng hiệu suất hệ thống. Nghịch Lưu 2 biến đổi từ 300 VDC ra 
220VAC ở ngõ ra. Trong nhiều thiết bị, NL2 sử dụng nguyên lý điều rộng xung hình Sin để 
cải thiện dạng áp ra. Điều này không thực hiện hiệu quả ở bộ nghịch lưu tăng áp. 
Có loại UPS không có bộ chuyển mạch và bộ nghịch lưu luôn làm việc gọi là UPS 
Online. BBĐ này có sơ đồ của bộ biến tần có khâu trung gian một chiều với nguồn dự phòng 
là accu được mắc ở mạch một chiều và tần số ngõ ra là cố định. Do được sử dụng liên tục, áp 
ra được yêu cầu có chất lượng cao hơn, thường được điều chế hình Sin, qua bộ lọc bỏ tần số 
cao để có được dạng sóng giống như điện lưới. Bộ UPS On-Line có giá thành cao hơn loại 
Off-Line khá nhiều vì ngoài chất lượng ngõ ra hơn hẵn, nó còn được thiết kế để làm việc liên 
tục. 
8.4. Chấn lưu (Ballast) điện tử 
Đèn huỳnh quang là loại đèn được sử 
dụng BL rất phổ biến nhờ hiệu suất và tuổi 
thọ rất cao. Nguyên lý làm việc của nó dựa 
vào sự phát sáng của chất (bột) huỳnh quang 
(Fluorescent) khi có 220 VAC dòng điện tử 
va vào. Như vậy bóng đèn huỳnh quang là 
một bóng chân không có tráng bột huỳnh 
quang, hai đầu là bộ phận phát xạ điện tử 
catod nóng gồm tim đèn và bản cực 
Hình 6.35: Mạch Ballast điện tử 36W đơn giản của hãng International Rectifer 
(đọc thêm AN-1074.pdf) 
Hình 6.34: Sơ đồ đèn huỳnh quang truyền 
thống dùng chấn lưu là cuộn dây 
Trư
ờng
 Ca
o đ
ẳng
 ng
hề 
Đắk
 Lắ
k
ThS NGUYỄN VĂN BAN 
Trang 138 
Khi làm việc ở điện lưới cần có điện trường cao của xung mồi ban đầu để tạo sự phóng 
điện. Khi đã phóng điện, giữa hai bản cực tương đương với nguồn áp và ta cần có phần tử 
hạn dòng mắc nối tiếp. Đây chính là nhiệm vụ của chấn lưu (Ballast) khi sử dụng đèn huỳnh 
quang bằng sơ đồ truyền thống (hình 6.34). Đây là cuộn dây lõi thép lá kỹ thuật điện làm 
nhiệm vụ hạn dòng khi đèn hoạt động ổn định và tạo xung áp để mồi đèn ban đầu. Nối giữa 
hai điện cực là ngắt mồi ST (Starter). Đây là một bóng đèn Neon nhỏ có điện cực làm bằng 
lưỡng kim. ST dẫn điện lúc đầu để nung tim đèn, khi nóng hai điện cực tách rời xa để ngắt 
mạch, dòng về không đột ngột làm cuộc dây tạo ra quá điện áp đủ cho đèn huỳnh quang 
phóng điện. Trong trạng thái bình thường, cột áp giữa hai bản cực không đủ cho ngắt mồi ST 
làm việc trở lại. Đèn huỳnh quang có ưu điểm là hiệu suất rất cao so với đèn có tim. Nhược 
điểm của sơ đồ truyền thống là hệ số công suất bé do có sử dụng cuộn dây và công suất tiêu 
thụ của phần tử này cũng rất đáng kể. Ở các hệ thống chất lượng cao, người ta thường nối 
song song với bộ đèn một tụ điện để bù công suất phản kháng. 
Chấn lưu điện tử là bộ nguồn tần số cao dùng mạch nghịch lưu ½ cầu (đường tô đậm trên 
hình 6.35) cung cấp áp bản cực và dòng nung t im cho đèn huỳnh quang. Ở tần số cao, quá 
trình mồi chỉ là thời gian nung tim đèn rất ngắn (đèn hầu như bật sáng tức thì), tự cảm ngõ ra 
có tổng trở đủ lớn để hạn dòng (hay dùng mạch điều khiển dòng điện), chỉnh lưu đầu vào làm 
hệ số công suất > 0.9, và cao hơn ( 1) nếu dùng mạch cải thiện hệ số công suất. Bộ đèn 
huỳnh quang dùng chấn lưu điện tử có hiệu suất và hệ số công suất cao, sẽ có tuổi thọ cao khi 
chấn lưu điện tử có thông số thích hợp. 
Trư
ờng
 Ca
o đ
ẳng
 ng
hề 
Đắk
 Lắ
k
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 
Trang 139 
Tài liệu tham khảo 
[1] Nguyễn Bính, “Điện tử công suất”, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1996. 
[2] Nguyễn Văn Nhờ, “Điện tử công suất 1”, NXB Đại học Quốc gia TP. HCM, 2005. 

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_dien_cong_nghiep_dieu_khien_lap_trinh_co_nho.pdf