Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp, hệ thống truyền động điện đóng vai trò trung tâm trong quá trình biến đổi điện năng từ lưới điện thành cơ năng cung cấp cho các máy sản xuất ở chế độ động cơ, đồng thời biến đổi cơ năng thành điện năng khi làm việc ở chế độ hãm. Động cơ điện một chiều kích từ độc lập từ lâu đã được ứng dụng rộng rãi nhờ khả năng điều chỉnh tốc độ linh hoạt, dải điều chỉnh rộng, mô men mở máy lớn và đặc tính cơ có độ cứng cao. Dù truyền động xoay chiều ngày nay phát triển mạnh, động cơ một chiều vẫn giữ vị trí then chốt trong các hệ thống đòi hỏi khả năng quá tải lớn và điều chỉnh tốc độ chính xác như máy cán kéo kim loại, máy xúc khai thác khoáng sản và các cơ cấu nâng hạ công nghiệp.

Để cấp nguồn và điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều thông qua việc thay đổi điện áp phần ứng, việc lựa chọn bộ biến đổi đóng vai trò quyết định. So với hệ truyền động máy phát - động cơ (F-Đ) có nhược điểm cồng kềnh, hiệu suất thấp và vốn đầu tư lớn, hệ truyền động chỉnh lưu Thyristor - động cơ (T-Đ) sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội về kích thước nhỏ gọn, giá thành hợp lý, hiệu suất cao và phản ứng tác động nhanh. Xuất phát từ yêu cầu công nghệ cấp nguồn cho tải công suất $37\text{ kW}$ với điện áp định mức $440\text{ V}$, đề tài "Đồ án Mạch Chỉnh Lưu Cầu 3 Pha Có Điều Khiển" được thực hiện nhằm giải quyết trọn vẹn bài toán thiết kế hệ thống biến đổi từ mạch động lực đến mạch điều khiển và kiểm chứng bằng mô phỏng.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác lập qua các nội dung cụ thể:

  1. Tổng quan lý thuyết về hệ thống truyền động điện, cấu tạo, nguyên lý làm việc và các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
  2. Phân tích, so sánh các sơ đồ chỉnh lưu công suất và lựa chọn cấu hình mạch động lực phù hợp với yêu cầu tải định mức ($37\text{ kW}, 440\text{ V}, 106\text{ A}$).
  3. Tính toán thông số máy biến áp lực, tính chọn van bán dẫn Thyristor và thiết kế hệ thống bảo vệ toàn diện (quá nhiệt, quá dòng, quá điện áp).
  4. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển Thyristor theo phương pháp điều khiển dọc gồm đầy đủ các khâu chức năng.
  5. Xây dựng mô hình mô phỏng trên phần mềm PSIM để kiểm chứng giản đồ điện áp điều khiển và chất lượng điện áp ngõ ra của bộ chỉnh lưu.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là bộ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển hoàn toàn sử dụng van Thyristor cấp nguồn cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào tính toán tham số kỹ thuật mạch lực, mạch điều khiển analog và mô phỏng trên môi trường phần mềm kỹ thuật điện tử công suất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng trên nền tảng lý thuyết truyền động điện và điện tử công suất:

  • Lý thuyết động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Mô tả quá trình biến đổi năng lượng điện - cơ thông qua hệ phương trình vi phân và phương trình đặc tính cơ: $$\omega = \frac{U_a}{k\psi_f} - \frac{R_a}{(k\psi_f)^2} M$$ Trong đó, sức điện động phần ứng được xác định bởi $e_a = k\psi_f\omega$, mô men điện từ $M = k\psi_f i_a$, từ thông kích từ $\psi_f = k_\mu i_F$, và mô men quán tính quy đổi về trục động cơ $J = \frac{GD^2}{4g}$.
  • Lý thuyết biến đổi điện tử công suất: Cơ chế khóa và mở van Thyristor dựa trên cấu trúc 4 lớp bán dẫn $p-n-p-n$ với 3 tiếp giáp ($J_1, J_2, J_3$). Phân tích hiện tượng dòng duy trì ($I_{dt}$), thời gian phục hồi tính chất khóa ($t_r$), hiện tượng quá điện áp do chuyển mạch và tốc độ tăng điện áp ($dU/dt$), tăng dòng điện ($dI/dt$).
  • Nguyên lý điều khiển dọc: Phương pháp tạo xung điều khiển dựa trên việc so sánh điện áp tựa răng cưa tuyến tính ($U_{rc}$) với điện áp điều khiển một chiều ($U_{đk}$) để xác định chính xác thời điểm phát xung mở van theo góc điều khiển $\alpha$.

Phương pháp nghiên cứu được triển khai:

  • Phương pháp tính toán giải tích kỹ thuật: Áp dụng hệ thống công thức chuyên ngành theo tài liệu "Tính toán thiết kế thiết bị điện tử công suất" (PGS. TS. Trần Văn Thịnh) để tính toán điện áp chỉnh lưu không tải, sụt áp do chuyển mạch, công suất máy biến áp, chọn van bán dẫn theo hệ số dự trữ điện áp ($k_{uv} = 2$) và hệ số dự trữ dòng điện ($k_i = 2$).
  • Phương pháp phân chia khối chức năng: Thiết kế mạch điều khiển theo từng khâu độc lập: đồng pha, tạo điện áp răng cưa, so sánh, tạo xung chùm và khuếch đại xung.
  • Phương pháp mô phỏng số: Thiết lập sơ đồ mạch lực và mạch điều khiển trên phần mềm PSIM để khảo sát dạng sóng điện áp, dòng điện và kiểm chứng tính đúng đắn của các tham số tính toán.

Nguồn dữ liệu sử dụng trong đồ án gồm các thông số kỹ thuật định mức của động cơ điện một chiều đề bài cung cấp, bảng tra cứu catalog linh kiện bán dẫn (Thyristor T86N, transistor TIP41C, C945, Aptomat LS BKN), cùng các tiêu chuẩn kỹ thuật điện IEC 60898 và IEC 60947-2.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Giới thiệu chung về các hệ thống truyền động điện

Chương 1 hệ thống hóa các khái niệm cơ bản về truyền động điện, phân loại theo dạng động cơ, cấp công suất (lớn $>1\text{ MW}$, vừa vài chục đến vài trăm $\text{kW}$, nhỏ dưới chục $\text{kW}$), cấp điện áp (hạ áp $\le 1000\text{ V}$, trung áp $1\text{ kV} - 10\text{ kV}$), và cấu trúc điều khiển nối tầng 4 cấp:

  1. Cấp điều khiển bộ biến đổi: Thời gian đáp ứng $<1\text{ ms}$, quản lý đóng cắt logic, bảo vệ quá nhiệt, quá áp, quá dòng và điều khiển tham số ngõ ra.
  2. Cấp điều khiển động cơ: Thời gian đáp ứng $10 - 20\text{ ms}$, điều khiển mô men qua từ thông và dòng điện phần ứng.
  3. Cấp điều khiển truyền động: Điều khiển mô men, tốc độ quay và vị trí công nghệ.
  4. Cấp điều khiển giám sát vận hành: Phục vụ theo dõi, giao diện vận hành và đảm bảo an toàn toàn hệ thống.

Nội dung chương phân tích chi tiết cấu tạo động cơ một chiều kích từ độc lập gồm phần tĩnh Stator (cực từ chính với lá thép kỹ thuật điện ghép lại, cực từ phụ, gông từ, cơ cấu chổi than than granit) và phần quay Rotor (lõi sắt phần ứng dập rãnh ghép từ các tấm thép $0{,}5\text{ mm}$, cuộn dây phần ứng, cổ góp gồm các phiến đồng cách điện).

Chương 1 tiến hành so sánh ba phương pháp điều khiển tốc độ: thay đổi điện áp phần ứng, điều chỉnh từ thông kích từ và thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng. Đồng thời, tác giả đánh giá ba hệ truyền động kinh điển: hệ máy phát - động cơ (F-Đ), hệ xung áp - động cơ (XA-Đ) và hệ chỉnh lưu Thyristor - động cơ (T-Đ). Kết luận chương khẳng định lựa chọn phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng kết hợp bộ biến đổi chỉnh lưu Thyristor cầu 3 pha là phương án tối ưu về mặt hiệu suất, dải điều chỉnh rộng và kích thước lắp đặt.

Chương 2. Tính toán thiết kế mạch động lực

Chương 2 trình bày toàn bộ quá trình tính toán và lựa chọn thiết bị cho mạch động lực dựa trên thông số định mức của hệ thống:

Thông số động cơ Giá trị Đơn vị
Công suất định mức ($P_{đm}$) 37 $\text{kW}$
Điện áp định mức ($U_{đm}$) 440 $\text{V}$
Tốc độ định mức ($n_{đm}$) 3000 $\text{vòng/phút}$
Dòng điện định mức ($I_{đm}$) 106 $\text{A}$

Do công suất $P_{đm} = 37\text{ kW} > 5\text{ kW}$ và điện áp $U_{đm} = 440\text{ V}$, cấu hình chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển hoàn toàn được lựa chọn với các ưu thế: đấu trực tiếp lưới 3 pha, độ đập mạch điện áp thấp ($5{,}7%$), công suất máy biến áp xấp xỉ công suất tải, hạn chế méo sóng hài lưới điện.

Dựa trên tính toán điện áp ngược cực đại đặt lên van ($U_{ng,max}$) và dòng điện trung bình qua van ($I_{tb}$), kết hợp hệ số dự trữ $k_{uv} = 2$ và $k_i = 2$, tác giả tra cứu và lựa chọn van Thyristor loại T86N (xuất xứ Tây Âu). Các thông số giới hạn của van gồm:

  • Điện áp ngược cực đại: $U_n = 1200\text{ V}$
  • Dòng điện định mức của van: $I_{đm} = 86\text{ A}$
  • Dòng điện xung điều khiển: $I_{đk} = 150\text{ mA}$
  • Điện áp xung điều khiển: $U_{đk} = 1{,}4\text{ V}$
  • Dòng điện rò: $I_r = 10\text{ mA}$
  • Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép: $T_{max} = 125^\circ\text{C}$

Hệ thống bảo vệ mạch lực được tính toán và lựa chọn chi tiết:

  • Bảo vệ quá nhiệt: Thiết kế cánh tản nhiệt bằng nhôm gồm 15 cánh, tính toán dựa trên nhiệt độ môi trường $T_{mt} = 40^\circ\text{C}$, nhiệt độ làm việc cho phép của van $T_{cp} = 125^\circ\text{C}$, nhiệt độ cánh tản nhiệt $T_{lv} = 80^\circ\text{C}$.
  • Bảo vệ quá dòng: Sử dụng Aptomat khối MCB 3P 100A 6kA (mã sản phẩm BKN 3P 100A của hãng LS, tiêu chuẩn IEC 60898 và IEC 60947-2) kết hợp hệ thống cầu chì dây chảy tác động nhanh chia làm 3 nhóm định mức: $I_{1cc} = 100\text{ A}$, $I_{2cc} = 40\text{ A}$, $I_{3cc} = 120\text{ A}$.
  • Bảo vệ quá điện áp: Mắc mạch $R-C$ song song từng van Thyristor để triệt tiêu điện áp quá mức do giải phóng tích tụ điện tích khi chuyển mạch ($R = 5{,}1,\Omega, C = 0{,}4,\mu\text{F}$) và mạch lọc $R-C$ phía đầu vào để dập xung điện áp từ lưới điện ($R = 12{,}5,\Omega, C = 4,\mu\text{F}$).
STT Tên thiết bị Số lượng Thông số kỹ thuật
1 Thyristor 6 Loại T86N ($1200\text{ V}, 86\text{ A}$)
2 Điện trở dập quá áp van ($R$) 6 $5{,}1,\Omega$
3 Tụ điện dập quá áp van ($C$) 6 $0{,}4,\mu\text{F}$
4 Điện trở dập xung sét lưới ($R$) 3 $12{,}5,\Omega$
5 Tụ điện dập xung sét lưới ($C$) 3 $4,\mu\text{F}$
6 Aptomat đóng cắt bảo vệ 1 LS BKN 3P 100A, 6kA, 63AF
7 Cầu chì hạ áp tác động nhanh 3 nhóm $100\text{ A},, 40\text{ A},, 120\text{ A}$

Chương 3. Thiết kế mạch điều khiển

Chương 3 tập trung thiết kế mạch phát xung điều khiển Thyristor theo nguyên tắc điều khiển dọc. Cấu trúc mạch điều khiển gồm 5 khâu nối tiếp:

  1. Khâu đồng pha (đồng bộ): Lấy tín hiệu điện áp xoay chiều từ lưới, cố định quan hệ góc pha với điện áp đặt lên van động lực nhằm xác định điểm gốc tính góc mở $\alpha$.
  2. Khâu tạo điện áp tựa (răng cưa): Biến đổi điện áp xung đồng pha thành dạng điện áp răng cưa tuyến tính có độ dốc ổn định.
  3. Khâu so sánh: Thực hiện so sánh giá trị tức thời của điện áp răng cưa $U_{rc}$ với điện áp điều khiển $U_{đk}$. Khi $U_{rc} = U_{đk}$, mạch lật trạng thái và phát xung vuông ở đầu ra.
  4. Khâu tạo xung chùm: Điều chế tín hiệu xung đơn thành chuỗi chùm xung tần số cao nhằm giảm công suất tiêu tán nhiệt trên cực điều khiển $G$ của Thyristor mà vẫn đảm bảo mở van tin cậy.
  5. Khâu khuếch đại xung và biến áp xung: Nâng công suất dòng và áp xung đạt yêu cầu mở van ($I_{đk} \ge 150\text{ mA}, U_{đk} \ge 1{,}4\text{ V}$) sử dụng các tầng transistor công suất (transistor TIP41C và C945), kết hợp biến áp xung để cách ly điện áp giữa mạch điều khiển điện áp thấp và mạch động lực điện áp cao.

Phần cuối của chương trình bày sơ đồ mô phỏng tổng thể hệ thống trên phần mềm PSIM và phân tích kết quả giản đồ xung tại các tầng điều khiển cũng như dạng sóng điện áp một chiều sau chỉnh lưu.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống truyền động chỉnh lưu cầu 3 pha được thiết kế hoàn chỉnh từ kiến trúc phần cứng đến mô hình mô phỏng:

Cấu trúc mạch động lực

Mạch động lực bao gồm nguồn điện 3 pha cấp qua máy biến áp động lực, khối đóng cắt bảo vệ Aptomat LS BKN 3P 100A, hệ thống 3 nhóm cầu chì bảo vệ ngắn mạch và 6 van Thyristor T86N mắc theo sơ đồ cầu 3 pha hoàn toàn (3 van catot chung đánh số lẻ $T_1, T_3, T_5$ và 3 van anot chung đánh số chẵn $T_4, T_6, T_2$). Đầu ra bộ chỉnh lưu nối với phần ứng động cơ một chiều công suất $37\text{ kW}$. Mỗi van được gắn kèm cánh tản nhiệt nhôm 15 cánh và mạch dập quá áp $R-C$ ($5{,}1,\Omega - 0{,}4,\mu\text{F}$).

Cấu trúc mạch điều khiển theo nguyên tắc điều khiển dọc

Mạch điều khiển tạo xung được thiết kế theo 6 kênh điều khiển tương ứng với 6 van Thyristor, mỗi xung điều khiển được phát lệch nhau $60^\circ$ điện, và giữa hai van trong cùng một pha lệch nhau $180^\circ$ điện. Để đảm bảo thông mạch khi khởi động hoặc tải có tính cảm, mạch sử dụng dạng xung kép (xung chính mở van hiện tại kết hợp xung phụ gửi đến van kế tiếp trước đó). Khâu khuếch đại sử dụng transistor C945 ở tầng đệm và transistor công suất TIP41C điều khiển cuộn sơ cấp của biến áp xung cách ly.

Kiểm thử và mô phỏng trên phần mềm PSIM

Mô hình hệ thống được triển khai trên phần mềm PSIM với các khối:

  • Khối nguồn xoay chiều 3 pha và máy biến áp lực.
  • Khối cầu chỉnh lưu 6 van Thyristor tích hợp các thông số sụt áp và dòng kích mở.
  • Khối điều khiển tạo sóng răng cưa, khối so sánh tạo góc mở $\alpha$, và khối phát xung chùm.
  • Khối tải động cơ một chiều $37\text{ kW}$.

Kết quả mô phỏng ghi nhận:

  • Dạng sóng điện áp tựa răng cưa đạt độ tuyến tính cao, đồng bộ chính xác với điểm chuyển dịch tự nhiên của các pha điện áp nguồn.
  • Xung điều khiển kép xuất hiện đúng góc kích $\alpha$, độ rộng xung và biên độ điện áp xung đáp ứng tiêu chuẩn mở van T86N.
  • Dạng sóng điện áp chỉnh lưu ngõ ra $U_d$ thể hiện rõ đặc tính đập mạch 6 xung trong một chu kỳ điện áp lưới, xác nhận tính chính xác của thuật toán điều khiển và sơ đồ mạch lực đã thiết kế.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  1. Tính toán hoàn chỉnh thông số kỹ thuật bộ biến đổi chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển cấp nguồn cho động cơ điện một chiều $37\text{ kW}, 440\text{ V}, 106\text{ A}$.
  2. Lựa chọn chính xác cấu hình 6 van Thyristor T86N ($1200\text{ V}, 86\text{ A}$) kèm hệ thống tản nhiệt nhôm 15 cánh đảm bảo nhiệt độ làm việc dưới ngưỡng giới hạn $125^\circ\text{C}$.
  3. Thiết lập hệ thống bảo vệ đa tầng gồm Aptomat LS BKN 3P 100A 6kA, 3 nhóm cầu chì tác động nhanh ($100\text{ A}, 40\text{ A}, 120\text{ A}$), cùng các mạch lọc $R-C$ bảo vệ quá áp chuyển mạch và quá áp lưới.
  4. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển tương tự theo nguyên tắc điều khiển dọc với 5 khâu chức năng chuẩn xác, sử dụng linh kiện bán dẫn phổ biến (TIP41C, C945) và biến áp xung cách ly.
  5. Mô phỏng thành công trên phần mềm PSIM, kiểm chứng giản đồ xung điều khiển và điện áp ngõ ra của hệ thống chỉnh lưu.

Đóng góp của đề tài

Đồ án cung cấp một tài liệu thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh và bài bản cho hệ truyền động chỉnh lưu Thyristor - động cơ một chiều ở dải công suất trung bình ($37\text{ kW}$). Quy trình tính toán từ mạch lực, lựa chọn thiết bị bảo vệ, thiết kế mạch điều khiển tương tự đến mô phỏng số trên PSIM được trình bày liền mạch, có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo trực tiếp cho các đồ án môn học Điện tử công suất và Truyền động điện.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Mạch điều khiển được thiết kế hoàn toàn bằng linh kiện tương tự (analog) rời rạc, dẫn đến số lượng linh kiện lớn, độ phức tạp phần cứng cao và khó thay đổi thuật toán điều khiển linh hoạt khi vận hành thực tế.
  • Bộ chỉnh lưu cầu 3 pha 6 xung phát sinh sóng điều hòa bậc cao lên lưới điện, đồ án mới dừng lại ở mạch lọc $R-C$ cơ bản mà chưa tích hợp bộ lọc sóng hài tích cực (APF) hoặc cấu hình chỉnh lưu 12/18 xung.
  • Đề tài mới dừng lại ở bước tính toán lý thuyết và mô phỏng trên phần mềm PSIM, chưa tiến hành thi công chế tạo mô hình thực nghiệm để đo kiểm các tham số thực tế.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Nghiên cứu số hóa mạch điều khiển bằng vi điều khiển, vi xử lý DSP (như dòng TMS320) hoặc vi mạch khả trình FPGA để tối ưu hóa không gian phần cứng và nâng cao độ chính xác điều khiển góc mở $\alpha$.
  • Phát triển cấu hình chỉnh lưu cầu 12 xung sử dụng máy biến áp biến đổi góc pha ($Y/\Delta$ và $Y/Y$) để triệt tiêu sóng hài bậc thấp, nâng cao hệ số công suất của hệ thống truyền động.
  • Thi công chế tạo bo mạch thử nghiệm thực tế và đo đạc dạng sóng thực nghiệm để đối chiếu với kết quả mô phỏng PSIM.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên các ngành: Kỹ thuật Điện, Điện tử công suất, Tự động hóa và Cơ điện tử đang thực hiện đồ án môn học Điện tử công suất, đồ án Truyền động điện hoặc khóa luận tốt nghiệp.
  • Kỹ sư thiết kế và bảo trì hệ thống điện: Tham khảo phương pháp tính chọn van bán dẫn Thyristor, tính toán cánh tản nhiệt, lựa chọn khí cụ bảo vệ quá dòng (Aptomat, cầu chì) và mạch bảo vệ quá áp $R-C$.
  • Nội dung đáng tham khảo nhất:
    • Quy trình tính chọn thông số van Thyristor T86N và thiết kế cánh tản nhiệt nhôm tại Chương 2.
    • Sơ đồ nguyên lý và thông số linh kiện của 5 khâu mạch điều khiển dọc tại Chương 3.
    • Phương pháp xây dựng mô hình mô phỏng kiểm chứng trên phần mềm PSIM.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao đề tài lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển thay vì sơ đồ hình tia hay chỉnh lưu 1 pha?

Với công suất động cơ $P_{đm} = 37\text{ kW} > 5\text{ kW}$ và điện áp định mức $U_{đm} = 440\text{ V}$, chỉnh lưu 1 pha không đáp ứng được yêu cầu công suất và dòng điện. So với sơ đồ hình tia, sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có nhiều ưu điểm vượt trội: cho phép đấu trực tiếp vào lưới 3 pha, độ đập mạch điện áp ra rất nhỏ ($5{,}7%$), công suất máy biến áp xấp xỉ công suất tải, và ít gây méo điện áp lưới hơn.

2. Loại van bán dẫn nào được chọn cho mạch động lực và các thông số định mức chính là gì?

Tác giả chọn loại Thyristor T86N do Tây Âu sản xuất. Các thông số chính gồm: điện áp ngược cực đại $U_n = 1200\text{ V}$, dòng điện định mức $I_{đm} = 86\text{ A}$, dòng điện xung điều khiển $I_{đk} = 150\text{ mA}$, điện áp xung điều khiển $U_{đk} = 1{,}4\text{ V}$, dòng điện rò $I_r = 10\text{ mA}$, và nhiệt độ làm việc cho phép cực đại $T_{max} = 125^\circ\text{C}$.

3. Hệ thống bảo vệ quá dòng cho mạch động lực gồm những thiết bị nào?

Hệ thống bảo vệ quá dòng bao gồm 1 Aptomat khối MCB 3P 100A 6kA (mã BKN 3P 100A của hãng LS) dùng để đóng cắt và tự động ngắt mạch khi quá tải hoặc ngắn mạch, kết hợp 3 nhóm cầu chì dây chảy tác động nhanh với các dòng định mức lần lượt là $I_{1cc} = 100\text{ A}$, $I_{2cc} = 40\text{ A}$, và $I_{3cc} = 120\text{ A}$.

4. Mạch điều khiển Thyristor được thiết kế theo nguyên tắc nào và gồm những khâu chức năng gì?

Mạch điều khiển được thiết kế theo nguyên tắc điều khiển dọc, bao gồm 5 khâu chức năng: Khâu đồng pha (xác định điểm mốc tính góc $\alpha$), Khâu tạo điện áp tựa răng cưa tuyến tính, Khâu so sánh (so sánh $U_{rc}$ và $U_{đk}$), Khâu tạo xung chùm (giảm tổn hao nhiệt cực G), và Khâu khuếch đại xung (sử dụng transistor TIP41C, C945 và biến áp xung cách ly).

5. Phần mềm nào được sử dụng để mô phỏng và mục đích mô phỏng là gì?

Đề tài sử dụng phần mềm chuyên dụng PSIM để thiết lập sơ đồ mô phỏng toàn bộ mạch lực và mạch điều khiển. Mục đích nhằm kiểm tra tính chính xác của giản đồ xung tại các tầng điều khiển và đánh giá chất lượng điện áp một chiều sau chỉnh lưu cấp cho động cơ.

Kết luận

Đồ án "Mạch Chỉnh Lưu Cầu 3 Pha Có Điều Khiển" đã giải quyết thành công bài toán thiết kế hệ thống truyền động điện một chiều công suất $37\text{ kW}$ sử dụng bộ biến đổi Thyristor. Toàn bộ quy trình tính toán mạch động lực, lựa chọn van T86N, thiết kế các mạch bảo vệ quá nhiệt, quá dòng, quá áp và mạch điều khiển dọc 5 khâu đều được trình bày rõ ràng, có căn cứ kỹ thuật chặt chẽ. Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM đã khẳng định tính khả thi và độ chính xác của các giải pháp thiết kế, đóng góp một tài liệu học thuật và kỹ thuật hoàn chỉnh cho chuyên ngành Điện tử công suất.