Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các ngành công nghiệp chế tạo và đời sống dân sinh, năng lượng nhiệt đóng vai trò then chốt trong các quy trình công nghệ như nhiệt luyện kim loại, nung phôi trước khi cán dập, sấy khô nông sản - thực phẩm, sản xuất thủy tinh, gốm sứ và vật liệu chịu lửa. Trong các thiết bị gia nhiệt, lò điện trở được sử dụng phổ biến nhờ khả năng tạo dải nhiệt độ rộng, tốc độ nung cao, kết cấu gọn gàng và dễ dàng cơ khí hóa, tự động hóa. Tuy nhiên, một yêu cầu kỹ thuật cốt lõi đặt ra là phải kiểm soát và điều chỉnh chính xác chế độ nhiệt nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa hiệu quả sử dụng điện năng.

Đồ án tập trung giải quyết bài toán điều khiển công suất nhiệt cho sợi đốt lò điện trở thông qua việc thiết kế bộ biến đổi điều áp xoay chiều một pha (AC-AC converter) và mạch phát xung điều khiển tương ứng.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác định bao gồm:

  1. Nghiên cứu tổng quan về cấu tạo, đặc tính kỹ thuật và nguyên lý phát nhiệt của lò điện trở.
  2. Phân tích các sơ đồ mạch động lực biến đổi điện áp xoay chiều một pha và lựa chọn phương án điều khiển thích hợp.
  3. Tính toán, thiết kế mạch lực và các phần tử bảo vệ quá dòng, quá áp cho van bán dẫn công suất.
  4. Thiết kế, tính chọn linh kiện cho các khối chức năng trong mạch điều khiển phát xung theo nguyên tắc điều khiển dọc.
  5. Xây dựng mô hình mô phỏng mạch lực và mạch điều khiển trên phần mềm chuyên dụng PSIM để kiểm chứng tính đúng đắn của sơ đồ thiết kế.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Bộ biến đổi điều áp xoay chiều một pha sử dụng van Thyristor cấp nguồn cho sợi đốt lò điện trở công nghiệp.
  • Phạm vi thông số thiết kế: Nhiệt độ lò làm việc trong dải $400^\circ\text{C} - 600^\circ\text{C}$, công suất định mức của lò $P_{\text{đm}} = 40\text{ kW}$, tổn hao nhiệt ước tính $P_{\text{th}} = 10\text{ kW}$, làm việc với nguồn lưới điện xoay chiều dân dụng và công nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình tính toán

Nghiên cứu dựa trên các cơ sở lý thuyết kinh điển của ngành Điện tử công suất và Thiết bị gia nhiệt điện:

  • Định luật Joule - Lenz: Cơ sở chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng trên dây đốt: $$Q = I^2 \cdot R \cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t$$ Trong đó nhiệt lượng được truyền tới vật nung chủ yếu qua bức xạ nhiệt, kết hợp đối lưu và truyền nhiệt dẫn nhiệt.
  • Lý thuyết biến đổi điện áp xoay chiều (AC-AC Converter): Nguyên lý thay đổi giá trị hiệu dụng của điện áp trên tải ($U_t$) bằng cách điều chỉnh góc mở $\alpha$ của các van bán dẫn (Thyristor/Triac) đấu song song ngược. Giá trị hiệu dụng của điện áp trên tải phụ thuộc vào góc điều khiển $\alpha$ ($0^\circ \le \alpha \le 180^\circ$ hoặc $0^\circ \le \alpha \le 150^\circ$) và đặc tính tải thuần trở ($R_t$).
  • Nguyên tắc điều khiển dọc (Vertical Control Principle): Phương pháp điều khiển góc mở van bằng cách so sánh điện áp tựa dạng răng cưa tuyến tính ($U_{\text{rc}}$) với điện áp điều khiển một chiều ($U_{\text{đk}}$) để xác định chính xác thời điểm phát xung kích mở cực điều khiển van bán dẫn.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Khảo sát các cấu trúc mạch lực điều áp xoay chiều (dùng 2 Thyristor song song ngược, dùng Triac, dùng 2 Diode kết hợp 2 Thyristor, mạch bán điều khiển không đối xứng) để chọn cấu hình tối ưu cho tải trở.
  • Phương pháp tính toán giải tích kỹ thuật: Áp dụng các công thức tính chọn van bán dẫn, tính toán thông số cuộn cảm bảo vệ tốc độ tăng dòng ($di/dt$), mạch dập RC bảo vệ quá điện áp ($du/dt$), và xác định thông số linh kiện tích cực/thụ động trong mạch điều khiển.
  • Phương pháp mô phỏng số: Thiết lập sơ đồ nguyên lý trên phần mềm PSIM, thiết lập các tham số linh kiện đã tính toán và đo đạc dạng sóng điện áp, dòng điện đầu ra để đánh giá phản hồi hệ thống.

Nguồn dữ liệu

Số liệu tính toán, sơ đồ mạch và thông số linh kiện được xây dựng dựa trên tài liệu hướng dẫn thiết kế điện tử công suất chuẩn mực của GS.TS. Phạm Quốc Hải, PGS.TS. Võ Minh Chính, PGS.TS. Trần Trọng Minh và PGS.TS. Trần Văn Thịnh.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan đối tượng nghiên cứu

Chương này hệ thống hóa các kiến thức nền tảng về thiết bị lò điện trở và cấu trúc của bộ biến đổi điều áp xoay chiều một pha:

  • Đặc điểm lò điện trở: Phân tích ưu điểm (dải nhiệt độ rộng từ vài chục đến hàng nghìn độ C, dải công suất từ vài chục W đến hàng MW, dễ điều chỉnh chế độ nhiệt) và nhược điểm (chi phí điện năng cao, đòi hỏi kỹ thuật vận hành). Cấu tạo lò gồm 3 bộ phận chính: vỏ lò (thép hình U, L hoặc thép tấm), lớp lót (vật liệu chịu lửa và bông/gạch cách nhiệt), dây nung (hợp kim Crôm-Nhôm, Crôm-Niken hoặc phi kim SiC, graphit, than).
  • So sánh các phương pháp điều chỉnh nhiệt độ lò:
    • Đấu thêm điện trở phụ hoặc cuộn kháng bão hòa.
    • Sử dụng biến áp tự ngẫu hoặc biến áp nhiều đầu phân nấc.
    • Đổi nối sơ đồ dây quấn sợi đốt (sao - tam giác, nối tiếp - song song).
    • Đóng cắt nguồn cấp theo chu kỳ.
    • Sử dụng bộ điều áp xoay chiều bán dẫn. Tác giả chọn phương pháp dùng bộ điều áp xoay chiều vì ưu điểm điều chỉnh trơn, đáp ứng nhanh, nung đều, giảm tiêu hao năng lượng và kết cấu thiết bị nhỏ gọn.
  • Các cấu hình mạch lực điều áp xoay chiều: Khảo sát các sơ đồ AC-AC một pha và ba pha. Phân tích nguyên lý làm việc của sơ đồ 2 Thyristor đấu song song ngược với tải thuần trở, giản đồ góc kích $\alpha$, và sự biến thiên công suất tải theo ba khoảng góc dẫn chính ($\alpha = 0^\circ \div 60^\circ$, $\alpha = 60^\circ \div 90^\circ$, $\alpha = 90^\circ \div 150^\circ$).
  • Giải pháp bảo vệ van: Bảo vệ quá nhiệt bằng cánh tản nhiệt nhôm kết hợp quạt gió/chất lỏng; bảo vệ quá dòng/ngắn mạch bằng aptomat, cầu chì cắt nhanh; bảo vệ quá tốc độ tăng dòng $di/dt$ bằng cuộn cảm nối tiếp; bảo vệ quá điện áp $du/dt$ bằng mạch RC đấu song song cực van.

Chương 2: Tính toán, thiết kế mạch lực

Nội dung chương tập trung vào việc tính chọn các phần tử mạch động lực và mạch bảo vệ dựa trên các yêu cầu kỹ thuật cụ thể của hệ thống:

  • Tính chọn van Thyristor: Xác định dòng điện hiệu dụng và dòng điện trung bình qua van ở chế độ làm việc nặng nề nhất ($\alpha = \alpha_{\max}$). Căn cứ vào điện áp lưới $U_2 = 220\text{ V}$ ($U_{2\max} = 342{,}2\text{ V}$) và hệ số dự trữ điện áp $k_u = 1{,}5$, điện áp ngược cực đại đặt lên van được tính là $U_{\text{ng}.\max\text{LV}} = 800\text{ V}$. Tác giả lựa chọn van bán dẫn mã hiệu T588N có cấp điện áp danh định $1200\text{ V}$.
  • Tính toán cuộn cảm bảo vệ $di/dt$: Dòng điện cực đại qua tải $I_{2\max} = 342{,}2 / 26{,}328 = 12{,}997\text{ A}$. Với tốc độ tăng dòng cho phép tra cứu $di/dt = 40\text{ A}/\mu\text{s}$, trị số điện cảm bảo vệ được xác định: $$L_a \le \frac{U_{2\max}}{(di/dt)} = \frac{342{,}2}{40 \cdot 10^6} = 8{,}55,\mu\text{H} \implies \text{Chọn } L_a = 10,\mu\text{H}$$
  • Tính toán mạch RC bảo vệ quá áp: Hệ số quá áp $K = U_{\text{ng}.\max\text{LV}} / U_{2\max} = 800 / 342{,}2 = 2{,}34$. Tra đồ thị chuyên dụng xác định điện tích tích lũy $Q = 45\text{ A}\cdot\mu\text{s}$, tính ra tụ điện bảo vệ $C = 0{,}99\text{ nF}$ (chọn $0{,}33,\mu\text{F}$ trong bảng tổng hợp) và điện trở dập $R = 15,\Omega$ (hoặc $12,\Omega/3\text{W}$).
  • Mô phỏng mạch lực trên PSIM: Thiết lập sơ đồ mạch lực với các giá trị thông số đã tính toán, kiểm tra dạng sóng điện áp và dòng điện chạy qua tải sợi đốt.

Chương 3: Tính toán, thiết kế mạch mạch điều khiển

Chương này trình bày chi tiết các khâu chức năng của hệ thống điều khiển phát xung theo nguyên tắc điều khiển dọc:

  • Khâu đồng bộ: Nhận tín hiệu điện áp xoay chiều, xác định điểm gốc pha $0^\circ \le \alpha \le 150^\circ$. Mạch sử dụng biến áp đồng pha hạ áp xuống $U_{\text{hd}} = 15\text{ V}$ ($U_{\text{ng}\max} = 42\text{ V}$), nắn điện bằng 2 diode 1N4002 ($I_{\text{tb}}=1\text{A}, U_{\text{ng}\max}=100\text{V}$), phân áp $R_1 = 15\text{ k}\Omega, R_2 = 10\text{ k}\Omega, R_0 = 1\text{ k}\Omega$ và khuếch đại thuật toán OA IC741 / TL082.
  • Khâu tạo điện áp tựa (răng cưa tuyến tính sườn lên): Sử dụng transistor NPN 2N3904 ($U_{ceo\max} = 40\text{V}$) kết hợp với OA và tụ điện $C_1 = 330\text{ nF}$ phóng nạp với chu kỳ $T = 20\text{ ms}$ ($f = 50\text{ Hz}$). Thời gian phóng tụ tương ứng góc mở $30^\circ$ là $t_p = 1{,}6\text{ ms}$, thời gian nạp $t_n = 8{,}4\text{ ms}$, điện trở nạp $R \le 54{,}75\text{ k}\Omega$ (chọn $57\text{ k}\Omega$).
  • Khâu so sánh: So sánh điện áp răng cưa $U_{\text{rc}}$ với điện áp điều khiển $U_{\text{đk}}$ thông qua bộ khuếch đại thuật toán, có điện trở bảo vệ đầu vào $R_5 = R_6 = 6\text{ k}\Omega$.
  • Khâu tách xung và tạo xung kép: Sử dụng vi mạch logic AND (HC4081B) và mạng diode để tách tín hiệu thành hai nửa chu kỳ dương/âm ($u_{AK} > 0$), tạo cặp xung kép cách nhau $30^\circ$ điện nhằm kích mở chắc chắn Thyristor.
  • Khâu dao động tần số cao và phát xung chùm: Sử dụng mạch dao động RC với tụ $C = 2\text{ nF}, R_1 = 5\text{ k}\Omega, R_2 = 10\text{ k}\Omega, R = 9\text{ k}\Omega$ để băm xung thành chùm xung cao tần, giúp giảm tổn hao công suất trên tầng khuếch đại và biến áp xung.
  • Khâu khuếch đại xung và biến áp xung: Mạch khuếch đại dòng kiểu Darlington gồm 2 tầng transistor BC107 ($U_{CE}=45\text{V}, I_{C\max}=0{,}1\text{A}, \beta_{\min}=110$) và BD135 ($U_{CE}=45\text{V}, I_{C\max}=1{,}5\text{A}, \beta_{\min}=40$). Biến áp xung có tỷ số $k = 2$, số vòng dây cuộn sơ cấp $W_1 = 110$ vòng, thứ cấp $W_2 = 55$ vòng, sử dụng lõi ferrit E814E250. Điện trở tiêu tán năng lượng khi ngắt van $R_{16} = 10,\Omega/2\text{W}$.
  • Mạch nguồn nuôi DC: Cung cấp nguồn đối xứng $\pm 15\text{V}$ bằng IC ổn áp LM7815 và LM7915, tụ lọc nguồn $1000,\mu\text{F}, 100,\mu\text{F}, 0{,}1,\mu\text{F}$.

Thiết kế và triển khai

Bảng tổng hợp thông số linh kiện hệ thống

Khối chức năng Tên linh kiện / Phần tử Mã hiệu / Quy cách Thông số kỹ thuật danh định
Mạch lực Van bán dẫn công suất Thyristor T588N $U_{\text{ng}} = 1200\text{ V}, I_{\text{đm}} = 588\text{ A}$
Cuộn cảm bảo vệ $di/dt$ Cuộn dây lõi không khí $L = 10,\mu\text{H}$ ($3,\mu\text{H} / 7\text{ vòng}$)
Mạch dập quá điện áp Tụ điện & Điện trở $C = 0{,}33,\mu\text{F} \div 0{,}99\text{ nF}, R = 12,\Omega/3\text{W} \div 15,\Omega$
Khâu đồng bộ Diode chỉnh lưu tín hiệu 1N4002 $I_{\text{tb}} = 1\text{ A}, U_{\text{ng}\max} = 100\text{ V}$
Khuếch đại thuật toán IC741 / TL082 Nguồn nuôi $\pm 15\text{ V}$
Điện trở phân áp R0, R1, R4, P1 $R_0 = 10\text{ k}\Omega, R_1 = 15\text{ k}\Omega, P_1 = 10\text{ k}\Omega$
Khâu tạo răng cưa Transistor xả tụ 2N3904 / C828 NPN, $U_{ceo\max} = 40\text{ V}$
Tụ tích phân C1 $C_1 = 330\text{ nF}$
Điện trở định thời R2, R3, P2 $R_2 = 47\text{ k}\Omega, R_3 = 57\text{ k}\Omega, P_2 = 100\text{ k}\Omega$
Khâu so sánh Khuếch đại thuật toán TL082 / IC741 Nguồn nuôi $\pm 15\text{ V}, R_8 = R_9 = 6\text{ k}\Omega$
Khâu tách xung Vi mạch logic AND HC4081B Chuẩn CMOS/TTL
Diode phân phối xung 1N4001 / 1N4002 $I_{\text{tb}} = 1\text{ A}$
Khâu khuếch đại Transistor tầng tiền KĐ BC107 NPN, $U_{CE} = 45\text{ V}, I_{C\max} = 0{,}1\text{ A}, \beta_{\min} = 110$
Transistor tầng công suất BD135 NPN, $U_{CE} = 45\text{ V}, I_{C\max} = 1{,}5\text{ A}, \beta_{\min} = 40$
Biến áp xung cách ly BAX lõi Ferrit Lõi E814E250, $k=2, W_1=110\text{ v}, W_2=55\text{ v}$
Điện trở xả từ R16 $10,\Omega / 2\text{ W}$
Khối nguồn DC IC ổn áp tuyến tính LM7815 / LM7915 Đầu ra cố định $+15\text{ V}$ và $-15\text{ V}$
Tụ điện lọc nguồn C01 $\div$ C06 $1000,\mu\text{F}, 100,\mu\text{F}, 0{,}1,\mu\text{F}$

Quy trình kiểm thử mô phỏng

Hệ thống được thiết lập và kiểm thử trên phần mềm mô phỏng mạch điện tử công suất PSIM:

  • Mô phỏng độc lập mạch lực với nguồn xoay chiều $220\text{ V} / 50\text{ Hz}$ và tải thuần trở $R_t = 26{,}328,\Omega$.
  • Mô phỏng từng khối mạch điều khiển: dạng sóng đồng bộ nửa chu kỳ, điện áp răng cưa sườn lên $0 \div 13{,}5\text{ V}$, dạng sóng xung chùm đầu ra sau cổng logic và xung thứ cấp của biến áp xung.
  • Ghép nối đồng bộ toàn mạch và kiểm tra góc điều khiển $\alpha$ biến thiên từ $0^\circ$ đến $150^\circ$.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  1. Hoàn thành đầy đủ hồ sơ tính toán giải tích mạch lực điều áp xoay chiều một pha công suất $40\text{ kW}$, lựa chọn van Thyristor T588N và thiết lập chính xác các thông số bảo vệ ($L_a = 10,\mu\text{H}$, $R = 15,\Omega$, $C = 0{,}99\text{ nF}$).
  2. Thiết kế hoàn chỉnh mạch điều khiển analog theo nguyên tắc điều khiển dọc, chia thành 7 khối chức năng rõ ràng với thông số linh kiện chuẩn hóa theo thực tế thị trường.
  3. Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM chứng minh dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải tuân thủ đúng nguyên lý lý thuyết, xung kích mở có sườn trước dốc, đảm bảo độ rộng và độ lệch pha $180^\circ$ giữa hai nửa chu kỳ của điện áp lưới.

Giải pháp kỹ thuật đề xuất

  • Ứng dụng giải pháp phát chùm xung cao tần phối hợp cổng logic AND nhằm giảm công suất tiêu thụ của tầng khuếch đại transistor và hạn chế hiện tượng bão hòa từ của lõi biến áp xung.
  • Đấu thêm điện trở xả từ $R_{16} = 10,\Omega / 2\text{W}$ nối tiếp diode $D_{10}$ ở cuộn sơ cấp biến áp xung để tiêu tán nhanh năng lượng tích lũy khi bóng công suất BD135 khóa.

Đóng góp về mặt học thuật và thực tiễn

Đồ án đã chuẩn hóa phương pháp luận tính toán chi tiết từ tầng linh kiện rời (Op-Amp, Transistor, Diode, IC logic) đến mạch công suất, cung cấp một thiết kế tham chiếu có tính ứng dụng cao cho việc chế tạo thiết bị điều khiển gia nhiệt lò trở công nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Nội dung nghiên cứu dừng lại ở mức độ tính toán lý thuyết và mô phỏng trên phần mềm PSIM, chưa tiến hành gia công mạch in (PCB) và thử nghiệm thực nghiệm trên hệ thống lò tải thực tế.
  • Mạch điều khiển được thiết kế theo cấu trúc vòng hở (Open-loop control), góc mở $\alpha$ phụ thuộc vào việc đặt điện áp điều khiển $U_{\text{đk}}$ thủ công, chưa có vòng phản hồi kín nhiệt độ (Closed-loop PID) từ cảm biến nhiệt độ buồng lò (Thermocouple).
  • Giả thiết tính toán mạch lực coi điện áp nguồn hoàn toàn sin và tải thuần trở, chưa xét đến tính phi tuyến của điện trở sợi đốt khi nhiệt độ thay đổi từ $400^\circ\text{C}$ lên $600^\circ\text{C}$.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Thiết kế bổ sung mạch phản hồi nhiệt độ sử dụng cảm biến cặp nhiệt ngẫu (Can nhiệt K hoặc Pt100) kết hợp bộ điều khiển PID số hoặc vi điều khiển/DSP.
  • Thi công mô hình phần cứng thực tế, đo đạc sóng điện áp thực tế bằng dao động ký (Oscilloscope) để đánh giá sóng hài dòng điện và hệ số công suất ($PF$).
  • Mở rộng thuật toán và mạch điều khiển cho hệ thống điều áp xoay chiều 3 pha phục vụ các lò điện công nghiệp công suất lớn.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho:

  • Đối tượng: Sinh viên các ngành Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Kỹ thuật Điện - Điện tử, Công nghệ Điện tự động đang thực hiện đồ án môn học Điện tử công suất hoặc đồ án tốt nghiệp thiết kế thiết bị gia nhiệt.
  • Phần nội dung giá trị nhất: Quy trình tính toán từng bước mạch tạo điện áp răng cưa tuyến tính bằng Op-Amp kết hợp Transistor xả ngắn mạch, phương pháp tính toán tầng khuếch đại xung Darlington và mạch dập bảo vệ van Thyristor.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đồ án lựa chọn phương pháp dùng bộ điều áp xoay chiều thay vì biến áp tự ngẫu hay đổi nối sao - tam giác?

Bộ điều áp xoay chiều sử dụng van bán dẫn Thyristor cho phép điều chỉnh liên tục (vô cấp) và trơn điện áp đặt lên sợi đốt, tốc độ đáp ứng nhanh, giảm thiểu tổn hao cơ học và hao phí điện năng so với phương pháp nấc biến áp hay điện trở phụ, đồng thời kích thước mạch điều khiển nhỏ gọn và dễ tự động hóa.

2. Nguyên tắc điều khiển dọc trong mạch điều khiển hoạt động như thế nào?

Nguyên tắc điều khiển dọc so sánh điện áp tựa dạng răng cưa tuyến tính ($U_{\text{rc}}$) đồng pha với điện áp lưới nguồn và điện áp điều khiển một chiều ($U_{\text{đk}}$). Điểm giao nhau giữa $U_{\text{rc}}$ và $U_{\text{đk}}$ ($U_{\text{rc}} = U_{\text{đk}}$) sẽ xác định chính xác thời điểm khâu so sánh lật trạng thái để phát xung kích mở Thyristor theo góc $\alpha$ mong muốn ($0^\circ \le \alpha \le 150^\circ$).

3. Van Thyristor T588N được bảo vệ chống lại các sự cố quá dòng và quá áp bằng những phần tử cụ thể nào?

Van T588N được bảo vệ quá dòng và tốc độ tăng dòng $di/dt$ bằng cuộn cảm $L_a = 10,\mu\text{H}$ mắc nối tiếp với mạch nguồn; đồng thời được bảo vệ quá điện áp $du/dt$ bằng mạch RC mắc song song gồm tụ điện $C = 0{,}99\text{ nF}$ (hoặc $0{,}33,\mu\text{F}$) và điện trở dập $R = 15,\Omega$ (hoặc $12,\Omega/3\text{W}$).

4. Khâu khuếch đại xung sử dụng cấu hình linh kiện gì để đảm bảo mở chắc chắn Thyristor?

Khâu khuếch đại xung sử dụng cấu hình tầng khuếch đại Darlington gồm 2 transistor BC107 và BD135 kết hợp với biến áp xung lõi Ferrit E814E250 (tỷ số $k = 2, W_1 = 110\text{ vòng}, W_2 = 55\text{ vòng}$) để tăng cường độ dòng kích $I_{GK} \ge 0{,}25\text{ A} \div 1\text{ A}$ và điện áp $U_{GK} \ge 4{,}4\text{ V} \div 10\text{ V}$.

5. Việc sử dụng chùm xung cao tần qua cổng logic HC4081B mang lại lợi ích gì cho mạch điều khiển?

Phát chùm xung cao tần thay vì một xung đơn rộng giúp giảm công suất phát nhiệt trên các transistor tầng khuếch đại công suất, tránh làm lõi biến áp xung bị đẩy vào vùng bão hòa từ, đồng thời đảm bảo van bán dẫn được kích mở tin cậy ngay cả khi dòng tải bị dao động lúc ban đầu.

Kết luận

Đồ án môn học đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế bộ biến đổi điều áp xoay chiều một pha ứng dụng van Thyristor T588N để điều khiển công suất nhiệt cho lò điện trở $40\text{ kW}$ ở nhiệt độ $400^\circ\text{C} - 600^\circ\text{C}$. Hệ thống mạch điều khiển analog theo nguyên tắc điều khiển dọc được thiết kế tỉ mỉ, đầy đủ từ các khâu đồng bộ, tạo răng cưa, so sánh, tách xung đến tầng khuếch đại biến áp xung. Các kết quả tính toán giải tích và mô phỏng số trên phần mềm PSIM đã xác nhận tính đúng đắn về mặt lý thuyết, mở ra tiền đề thuận lợi cho việc gia công phần cứng và triển khai ứng dụng thực tế.