Bộ điều khiển góc pha SCR LSJK-SCRH và LSJK-TRI sử dụng tín hiệu analog 4–20mA, 0–5VDC hoặc biến trở để điều chỉnh góc kích thyristor, từ đó thay đổi điện áp xoay chiều cấp cho tải. Thiết bị hỗ trợ điều khiển hai SCR mắc song song ngược hoặc TRIAC hai chiều, phù hợp cho các ứng dụng điều chỉnh công suất điện xoay chiều.
Bộ điều khiển góc pha SCR (Phase Controller) là thiết bị điện tử công suất dùng để điều chỉnh điện áp xoay chiều cấp cho tải bằng phương pháp thay đổi góc kích của thyristor. Thông qua tín hiệu điều khiển analog, người dùng có thể điều chỉnh mức công suất cấp cho tải mà không cần sử dụng phương pháp đóng ngắt cơ khí truyền thống.
Trong các hệ thống điều khiển công nghiệp, bộ kích SCR LSJK-SCRH và LSJK-TRI được sử dụng để điều khiển linh kiện bán dẫn công suất, hỗ trợ điều chỉnh điện áp AC theo tín hiệu 4–20mA, 0–5VDC hoặc biến trở thủ công.
Bộ điều khiển góc pha hoạt động dựa trên việc thay đổi thời điểm phát xung kích vào chân Gate của SCR hoặc TRIAC trong mỗi chu kỳ điện áp xoay chiều.
Tại mỗi nửa chu kỳ, mạch điều khiển xác định điểm qua zero của điện áp nguồn, sau đó tạo xung kích tại một thời điểm trễ nhất định. Thay đổi thời điểm kích sẽ làm thay đổi góc dẫn của linh kiện bán dẫn, từ đó điều chỉnh điện áp hiệu dụng và công suất cấp cho tải.
Khi góc kích lớn, thời gian dẫn điện ngắn, điện áp hiệu dụng trên tải giảm. Ngược lại, khi góc kích giảm, thời gian dẫn điện tăng và điện áp trên tải tăng dần.
Với phương thức điều khiển 0–5VDC, bộ điều khiển có các vùng hoạt động như sau:
Theo biểu đồ đặc tính của bộ điều khiển trong tài liệu:
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| Điện áp Uoff | 0,7 ± 0,2 V |
| Điện áp Uon | 4,3 ± 0,2 V |
| Điện áp điều khiển | 0–5 VDC |
| Vùng điều khiển tuyến tính danh định | 0,7–4,3 VDC |
Hai cấu hình điều khiển phổ biến được sử dụng trong dòng bộ kích này là điều khiển hai SCR mắc song song ngược và điều khiển bằng một TRIAC hai chiều.
LSJK-SCRH sử dụng hai thyristor (SCR) mắc song song ngược để điều khiển dòng điện xoay chiều. Mỗi SCR đảm nhiệm một nửa chu kỳ điện áp, giúp điều khiển cả hai bán kỳ của nguồn AC.
Bộ điều khiển cung cấp hai kênh xung kích độc lập tại các đầu ra A1, G1 và A2, G2 tương ứng với hai SCR.
LSJK-TRI sử dụng một linh kiện TRIAC để điều khiển dòng điện xoay chiều hai chiều. TRIAC có khả năng dẫn điện ở cả hai bán kỳ khi nhận được tín hiệu kích phù hợp.
So với phương án hai SCR, cấu hình TRIAC sử dụng một linh kiện công suất chính và một kênh điều khiển Gate.
Bộ kích SCR hỗ trợ ba phương thức điều khiển chính. Người dùng lựa chọn phương thức phù hợp với bộ điều khiển nhiệt độ, PLC hoặc nhu cầu điều chỉnh thủ công.
Phương pháp này thường được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp. Tín hiệu 4–20mA từ PLC, bộ điều khiển nhiệt độ hoặc thiết bị điều khiển bên ngoài được đưa vào chân 3 (4–20mA) và chân 4 (COM).
Theo tài liệu sản phẩm, điện trở đầu vào giữa chân 3 và chân 4 là khoảng 250Ω.
Sử dụng tín hiệu điện áp analog 0–5VDC từ PLC hoặc bộ điều khiển bên ngoài. Tín hiệu được đấu vào chân 5 (CONT) và chân 4 (COM).
Điện áp điều khiển thay đổi sẽ làm thay đổi góc kích SCR, từ đó điều chỉnh điện áp xoay chiều trên tải.
Đối với ứng dụng không cần PLC hoặc tín hiệu điều khiển bên ngoài, có thể sử dụng biến trở để điều chỉnh công suất thủ công.
Giá trị biến trở được khuyến nghị trong tài liệu là 4,7–10kΩ. Chân +5V của bộ kích được sử dụng làm nguồn cấp cho biến trở, không sử dụng để cấp nguồn cho thiết bị bên ngoài.
Đối với phần điều khiển tín hiệu, bộ kích sử dụng các chân kết nối chung như sau:
| Chân | Ký hiệu | Chức năng |
|---|---|---|
| 1, 2 | 15V~ | Đầu vào AC 15VAC từ biến áp đồng bộ. |
| 3 | 4–20mA | Đầu vào tín hiệu dòng điện điều khiển. |
| 4 | COM | Mass tín hiệu, điểm tham chiếu chung. |
| 5 | CONT | Đầu vào tín hiệu điện áp điều khiển 0–5VDC. |
| 6 | +5V | Nguồn 5VDC cấp cho biến trở. |
Đối với đầu ra kích linh kiện công suất:
| Model | Chân đầu ra | Chức năng |
|---|---|---|
| LSJK-SCRH | A1, G1 | Đầu ra điều khiển SCR1. |
| LSJK-SCRH | A2, G2 | Đầu ra điều khiển SCR2. |
| LSJK-TRI | A, G | Đầu ra điều khiển TRIAC. |
MAX OUT là núm điều chỉnh giới hạn trên của điện áp đầu ra. Khi thiết lập giới hạn này, dù tín hiệu điều khiển tiếp tục tăng, điện áp trên tải vẫn không vượt quá mức đã cài đặt.
Ví dụ: nếu điều chỉnh MAX OUT tại mức 70%, điện áp đầu ra tối đa sẽ được giới hạn ở mức tương ứng, ngay cả khi tín hiệu điều khiển đạt giá trị lớn nhất.
SOFT SEC dùng để thiết lập thời gian tăng dần điện áp đầu ra thay vì thay đổi tức thời theo tín hiệu điều khiển.
Ví dụ: khi tín hiệu điều khiển yêu cầu điện áp đầu ra đạt 50%, nếu cài đặt thời gian khởi động mềm 1,5 giây, điện áp sẽ tăng dần từ 0% đến mức 50% trong khoảng thời gian đã thiết lập.
Lưu ý vận hành: Khi sử dụng lần đầu, nên kiểm tra mạch và chạy thử ở điều kiện an toàn trước khi điều chỉnh MAX OUT và SOFT SEC.Mạch hấp thụ RC (Snubber Circuit) có chức năng hạn chế tốc độ tăng điện áp dv/dt trên linh kiện bán dẫn, giúp giảm nguy cơ kích dẫn ngoài ý muốn và hỗ trợ SCR hoặc TRIAC hoạt động ổn định hơn.
Theo tài liệu hướng dẫn được cung cấp, các giá trị tham khảo gồm:
| Thành phần | Thông số tham khảo |
|---|---|
| Điện trở R | 30–100Ω, công suất từ 3W trở lên. |
| Tụ điện C | 0,1–1,0µF. |
| Điện áp tụ | Từ 250VAC hoặc 400VAC trở lên. |
Giá trị thực tế cần được kiểm tra theo điện áp nguồn, đặc tính tải, loại SCR/TRIAC và khuyến nghị của nhà sản xuất linh kiện công suất.
Theo bản vẽ kích thước được cung cấp, bộ kích SCR một pha có kích thước tổng thể:
Bộ điều khiển góc pha được sử dụng trong các hệ thống cần điều chỉnh điện áp hoặc công suất tải xoay chiều. Một số ứng dụng thường gặp gồm:
Khi lựa chọn bộ điều khiển góc pha, cần xác định loại linh kiện công suất sử dụng, phương thức điều khiển, điện áp nguồn và đặc tính tải.
| Nhu cầu | Model tham khảo |
|---|---|
| Điều khiển hai SCR mắc song song ngược | LSJK-SCRH |
| Điều khiển một TRIAC hai chiều | LSJK-TRI |
| Điều khiển bằng dòng analog | 4–20mA |
| Điều khiển bằng điện áp analog | 0–5VDC |
| Điều chỉnh công suất thủ công | Biến trở 4,7–10kΩ |
Để lựa chọn đúng thiết bị, nên cung cấp thông tin về điện áp nguồn, loại tải, dòng điện SCR/TRIAC và phương thức điều khiển đang sử dụng.
TudonghoaaZ hỗ trợ tư vấn lựa chọn bộ kích SCR, đối chiếu sơ đồ đấu nối và lựa chọn phương thức điều khiển phù hợp với hệ thống điện công nghiệp. Liên hệ để được hỗ trợ thông tin kỹ thuật và báo giá sản phẩm.
