›
›

Bài giảng Điện tử công suất - Chương 2: Bộ chỉnh lưu - Nguyễn Tiến Ban

ppt 133 trang haiha333 07/01/2022 3770
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Điện tử công suất - Chương 2: Bộ chỉnh lưu - Nguyễn Tiến Ban", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_dien_tu_cong_suat_chuong_2_bo_chinh_luu_nguyen_tie.ppt

Nội dung text: Bài giảng Điện tử công suất - Chương 2: Bộ chỉnh lưu - Nguyễn Tiến Ban

  1. Chương 2 BỘ CHỈNH LƯU 1
  2. Các tham số cơ bản của mạch chỉnh lưu Các tham số dùng đánh giá các chỉ tiêu kĩ thuật trong phân tích hoặc thiết kế mạch: 1. Về phía tải: Ud Giá trị trung bình của điện áp nhận được ngay sau mạch van chỉnh lưu: 1 T 1 2 U = u (t).dt = u ()d d d d T 0 2 0 Id Giá trị trung bình của dịng điện từ mạch van cấp ra: 1 2 I = i ()d d d 2 0 Pd = Ud.Id Cơng suất một chiều tải nhận được từ mạch chỉnh lưu. 3
  3. 2. Về phía van Itbv Giá trị trung bình của dịng điện chảy qua một van của mạch van Ungmax Điện áp ngược cực đại mà van cĩ hể chịu đựng được khi làm việc 3. Về phía nguồn S + S S = 1 2 = k .P Cơng suất biểu kiến của biến áp: BA 2 sd d m Trong đĩ: S =U .I 1 1 1 S 2 = U 2i I 2i Ksd: Hệ số sơ đồ i=1 Hệ số đập mạch (đánh giá mức độ bằng phẳng của đ/áp một chiều ) U k = 1m dm U1m : Biên độ sĩng bậc 1 U 0 U0 Thành phần sĩng cơ bản = Ud 4
  4. Luật dẫn của van 1. Nhĩm van đấu Atốt chung Van cĩ khả năng dẫn: Cĩ điện thế Anốt dương nhất và dương hơn ở điểm catốt chung A1 A2 A3 An A1 KC 2. Nhĩm van Katốt chung: Van cĩ khả năng dẫn: Cĩ điện thế Anốt âm nhất trong nhĩm, âm hơn cả điện thế anốt chung. 5
  5. Sơ đồ khối bộ chỉnh lưu khơng điều khiển 6
  6. Mạch chỉnh lưu diode 1 pha, nửa chu kì Tải R 7
  7. Điện áp nhận được trên tải: 1 1 2 U = u ()d = 2U sin d = U = 0.45U d 2 d 2 2 2 2 U d Tải thuần trở nên: I d = Rd Dịng qua van chính là dịng tải I tbv = I d Điện áp ngược chỉ xuất hiện khi van khố U 2m = 2U 2 Mạch chỉnh lưu cĩ chỉ tiêu kĩ thuật kém. 8
  8. Dịng vẫn tiếp tục qua diode khi điện áp nguồn <0 9
  9. 2 2 U = U = 0.9U d 2 2 12
  10. Điện áp ra tải: 2 2 U = U = 0.9U d 2 2 Dịng điện tải: U d I d = Rd I Dịng điện qua mỗi diode: I = d tbv 2 Điện áp ngược: U ngV max = 2U 2 13
  11. Mạch chỉnh lưu diode cầu 1 pha 15
  12. Mạch chỉnh lưu diode cầu 1 pha – Ảnh hưởng của điện cảm nguồn Ls 16
  13. Hiện tượng chuyển mạch 17
  14. Hiện tượng chuyển mạch 18
  15. Hiện tượng chuyển mạch với cầu chỉnh lưu diode 19
  16. Xét mạch chỉnh lưu cầu diode 1 pha thơng dụng 20
  17. Ảnh hưởng của dịng cửa vào chỉnh lưu Is Dạng dịng cửa vào is của cầu chỉnh lưu là khơng sin → chứa nhiều sĩng hài 21
  18. Ảnh hưởng của dịng ngõ vào chỉnh lưu Is Xét cầu chỉnh lưu mắc trong mạch với các tải khác 22
  19. Ảnh hưởng của dịng ngõ vào chỉnh lưu Is Thành phần hài trong dịng iS cĩ thể làm méo dạng áp uPCC tại điểm nối chung với các tải khác 23
  20. Chỉnh lưu cầu ba pha 24
  21. Van gồm hai nhĩm: D1, D3, D5 đấu kiểu Katốt chung nên hoạt động theo luật 1 D2, D4, D6 đấu kiểu Anốt chung nên hoạt động theo luật 2 Điện áp trung bình nhận được trên tải: o o 1 90 6 90 3 6 U = (u − u )d = [U sin  −U sin( −120o )]d = U = 2,34U d a b 2m 2m 2 2 2 o 2 o 6 30 30 25
  22. Chỉnh lưu 3 pha cầu diode 27
  23. Chỉnh lưu 3 pha cầu diode Dạng sĩng nguồn Phổ tần dịng pha cửa vào của CL 3pha 28
  24. Chỉnh lưu cầu 3 pha Cầu diode 3 pha xét tới điện cảm nguồn Ls 29
  25. Chỉnh lưu cầu 3 pha Quá trình chuyển mạch từ D5 (pha c) → D1 (pha a) 30
  26. Chỉnh lưu cầu 3 pha Quá trình chuyển mạch từ D5 (pha c) → D1 (pha a) 31
  27. Chỉnh lưu cĩ điều khiển 32
  28. Thyristor (SCR) & mạch điều khiển 33 Mạch chỉnh lưu dùng thyristor đơn giản nhất
  29. Diode dẫn điện mở tự nhiên. Thyristor mở phải cĩ đủ hai điều kiện: + Điện áp trên van phải dương UAK>0 – Đ/K này giống diode. + Cĩ dịng điều khiển đủ mạnh để tác động vào cực điều khiển. Như vậy, sử dụng điều kiện 2 là khống chế được Thyristor. Khái niệm về gĩc điều khiển: Gĩc điều khiển là gĩc tính từ thời điểm mở tự nhiên ( là điểm mà ở đĩ nếu van là diode thì nĩ bắt đầu dẫn) đến thời điểm Thyristor (T) được phát xung vào cực điều khiển để mở van. Việc tính tốn gĩc theo yêu cầu cơng nghệ do khối điều khiển đảm nhiệm. 34
  30. Điện áp nhận được trên tải: 1 2 1 2 (1+ cos ) U = U ()d = 2U sin d = U d 2 2 2 2 0 2 2 Khi điều khiển với = 0 nhận được: 2 U = U = 0,45U d 0 2 2 Điện áp chỉnh lưu Ud chính là hàm phụ thuộc vào gĩc điều khiển : (1+ cos ) U = U = U f ( ) d d 0 2 d 0 38
  31. Chỉnh lưu hình tia hai pha ( Chỉnh lưu một pha cĩ điểm giữa) 39
  32. Điện áp nhận được: 1 2 1 2 2 (1+ cos ) (1+ cos ) U = U ()d = 2U sin d = U = U d d 2 2 d 0 2 0 2 2 Với : U d 0 = 0,9U 2 40
  33. Nếu gĩc điều khiển = 300 đây sẽ là trường hợp đặc biệt. Dịng điện xuất hiện liên tục. Gĩc kích == 30o 42 6
  34. Chỉnh lưu 3 pha tia cĩ điều khiển Dạng sĩng dịng và áp nguồn Gĩc kích == 30o 6 43
  35. Chỉnh lưu 3 pha hình tia cĩ điều khiển Gĩc kích == 90o 2 44
  36. o Trường hợp 30 điện áp Ud sẽ cĩ đoạn bằng 0. Vì vậy, nếu tải thuần trở, dịng Id sẽ gián đoạn. Tức Id = 0. Điện áp: 1 2 1 3 2 U = U ()d = 2U sin d = U [1+ co.s( + 30o )] d 2 2 2 2 0 2 2 3 6 1+ Co.s( + 30o ) 1+ Co.s( + 30o ) = U 2 = U d 0 2 3 3 Trường hợp 30o điện áp Ud luơn lớn hơn 0, dịng điện Id liên tục. o o Điện áp: 3 +30 +120 3 6 U = 2U ()d = U Co.s d 2 2 2 +30o 2 45
  37. Chỉnh lưu 3 pha hình tia cĩ điều khiển Dạng sĩng dịng và áp nguồn Gĩc kích == 90o 2 46
  38. Chỉnh lưu 3 pha hình tia cĩ điều khiển 3 Gĩc kích == 135o 4 47
  39. Chỉnh lưu 3 pha hình tia cĩ điều khiển Dạng sĩng dịng và áp nguồn 3 Gĩc kích == 135o 4 48
  40. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển tồn phần Xét mạch chỉnh lưu với Ls = 0 (1+ cos ) 1+ cos U = U = 0,9U d d 0 2 2 2 49
  41. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển tồn phần 50
  42. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển tồn phần Gĩc kích = 2 51
  43. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển tồn phần 3 Gĩc kích == 135o 4 52
  44. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển tồn phần 53
  45. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tồn phần Giả thiết tải cĩ điện kháng đủ lớn để dịng tải Id cĩ thể coi là liên tục và phẳng 54
  46. Nguyên tắc phát xung: để cấp điện cho tải phải cĩ 2 van dẫn: một của nhĩm lẻ, một của nhĩm chẵn. Như vậy, phải phát xung đồng thời cho 2 van. Gĩc điều khiển các van phải như nhau: 1= 2= 3 = . o Gĩc giới hạn giữa dịng liên tục và gián đoạn th = 60 . Như vậy: + Nếu 60o quy luật: U d = U d 0Co.s = 2,34U 2 + Nếu > 60o điện áp: 3 3 6 1+ Co.s( + 60o ) 1+ Co.s( + 60o ) U = 2 3U Sind = U = U d 2 2 d 0 +60o 2 2 55
  47. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tồn phần Dạng áp nguồn, áp trên tải và dịng trên tải - Gĩc kích = 15o 56
  48. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tồn phần Quan hệ giữa điện áp dây đầu vào và điện áp ud đầu ra – Gĩc kích = 15o 57
  49. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tồn phần Dạng sĩng dịng và áp nguồn - Gĩc kích = 15o 58
  50. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tồn phần Dạng áp nguồn, áp trên tải và dịng trên tải - Gĩc kích = 60o 59
  51. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tồn phần Dạng sĩng dịng và áp nguồn - Gĩc kích = 60o 60
  52. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tồn phần Dạng áp nguồn, áp trên tải và dịng trên tải - Gĩc kích = 90o 61
  53. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tồn phần Quan hệ giữa điện áp dây đầu vào và điện áp ud cửa o ra – Gĩc kích = 90 62
  54. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tồn phần Dạng sĩng dịng và áp nguồn cấp - Gĩc kích mở = 90o 63
  55. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tồn phần Dạng sĩng điện áp nguồn, điện áp trên tải và dịng trên tải Gĩc kích mở = 135o 64
  56. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tồn phần Dạng sĩng dịng và áp nguồn - Gĩc kích = 135o 65
  57. Chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển 66
  58. Nhĩm K chung là các T nên mở theo Nhĩm A chung là D nên mở tự nhiên theo điện áp nguồn: D1 mở khi u2 bắt đầu âm; D2 mở khi u2 bắt đầu dương. Như vậy: + Khoảng  : T1 D2 dẫn + Khoảng ( + ): T1 D1 dẫn do ở ,1 mở tự nhiên làm 2 khố. + Khoảng ( + )2 : T2 D1 dẫn , T2 được phát xung mở ở điểm ( + ) và dẫn làm cho T1 khố. + Khoảng 2 (2 + ): T2 D2 dẫn, D2 mở tự nhiên ở điểm 2 . (1+ cos ) 1+ cos U = U = 0,9U Điện áp: d d 0 2 2 2 U I = d d R Dịng tải: d 67
  59. Dạng áp và dịng nguồn, áp trên tải và dịng trên tải - Gĩc kích = 30o 68
  60. Chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển 69
  61. Các T vẫn mở theo Các D mở tự nhiên theo điện áp nguồn: D1 mở khi u2 bắt đầu âm; D2 mở khi u2 bắt đầu dương. Như vậy: + Khoảng  : T1 D2 dẫn, ud = u2 + Khoảng ( + ): D1 D2 dẫn, D1 dẫn ở và làm T1 khố, T2 chưa dẫn nên D2 cịn mở chưa khố. + Khoảng ( + )2 : T2 D1 dẫn , T1 dẫn làm D2 khố ud = - u2. + Khoảng 2 (2 + ): T2 D2 dẫn, Điện áp: (1+ cos ) 1+ cos U = U = 0,9U d d 0 2 2 2 U Dịng tải: I = d d R d 70
  62. Dịng trung bình qua T và qua D là khơng đều nhau: 1 − I = I d = I tb.T d d 2 2 1 + + I = I d = I tb.D d d 2 0 2 71
  63. Dạng áp và dịng nguồn, áp trên tải và dịng trên tải - Gĩc kích = 90o 72
  64. Giả thiết tải cĩ điện kháng đủ lớn để dịng tải Id cĩ thể coi là liên tục và phẳng Dạng áp và dịng nguồn, áp trên tải và dịng trên tải - Gĩc kích = 135o 73
  65. Chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển Giả thiết tải cĩ điện kháng đủ lớn để dịng tải I cĩ thể coi là liên tục và phẳng d 74
  66. Chỉnh lưu hình tia ba pha T1 T3 T5 cho điện áp: U d = U d 0tia.Cos =1,17U 2Cos Chỉnh lưu hình tia ba pha khơng điều khiển D2 D4 D6 cho điện áp; U d 0 = U d 0tia =1,17U 2 Tổng: U d = U d 0tia (1+ cos ) =1,17U 2 (1+ cos ) Vì chỉnh lưu cầu cĩ Ud0 = 2 U d0 tia = 2,34 U2 nên: 1+ Cos 1+ Cos U = U = 2,34U d d 0Cau 2 2 2 75
  67. Dạng áp nguồn, áp trên tải và dịng trên tải - Gĩc kích = 15o 76
  68. Quan hệ giữa điện áp dây đầu vào và điện áp ud đầu ra – Gĩc kích = 15o 77
  69. Dạng sĩng dịng và áp nguồn vào - Gĩc kích = 15o 78
  70. Dạng áp nguồn, áp trên tải và dịng trên tải - Gĩc kích = 90o 79
  71. Chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển Quan hệ giữa điện áp dây đầu vào và điện áp ud cửa ra – Gĩc kích = 90o 80
  72. Chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển Dạng sĩng dịng và áp nguồn - Gĩc kích = 90o 81
  73. Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu 82
  74. Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu 83
  75. Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu Ví dụ 2.13: Khi nào cĩ thể xảy ra chế độ nghịch lưu trong các mạch dưới đây: 84
  76. Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu Ví dụ 2.12: Cho bộ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn mắc vào nguồn ac một pha với trị hiệu dụng 220V, f=50Hz. Tải RLE với R=1  , giả thiết dòng điện tải liên tục với L 0 lớn vô cùng làm dòng tải phẳng với độ lớn Id=20A. Cho biết góc điều khiển = 120 , vẽ quá trình điện áp tải và dòng điện qua nguồn ac. Xác định độ lớn sức điện động E. Tính công suất phát ra của sức điện động và công suất nguồn ac nhận được. 85
  77. Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu Giả thiết dòng tải liên tục, điện áp trung bình trên tải: 2 2 U = .220 .cos120 0 = −99[V ] d Sức điện động E xác định theo: Ud=R.Id+E→ E=Ud-R.Id=-99-1.20=-119[V] Công suất phát ra từ tải: PE=E.Id=-119.20=-2380W=-2,38kW Công suất tiêu hao trên điện trở: 2 PR=R.Id =1.202=400W=0,4kW Công suất nguồn xoay chiều cung cấp: Pac=Ud.Id=-99.20=-1.980W=-1,98kW Dấu (-) có nghĩa là tải đưa công suất về nguồn qua bộ chỉnh lưu. 86
  78. Chế độ dịng liên tục và chế độ dịng gián đoạn Điện áp chỉnh lưu ud gồm thành phần một chiều Ud và thành phần xoay chiều ud : ud=+ U d u d Thành phần làm áp chỉnh lưu nhấp nhơ. Tương tự, dịng chỉnh lưu id cũng bao gồm thành phần một chiều Id và thành phần xoay chiều id : id=+ I d i d Thành phần làm dịng chỉnh lưu (dịng tải) nhấp nhơ và cĩ thể bị gián đoạn. Ở chế độ dịng gián đoạn, dạng điện áp chỉnh lưu phụ thuộc vào thơng số tải, gĩc kích và dạng điện áp nguồn. 87
  79. Chế độ dịng liên tục và chế độ dịng gián đoạn Ví dụ: Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha tải RLE hoạt động ở chế độ dịng gián đoạn Khảo sát mạch trong chế độ dịng gián đoạn khá phức tạp, thường phải giải hệ phương trình vi phân hoặc dùng chương trình mơ phỏng. 88
  80. Chế độ dịng liên tục và chế độ dịng gián đoạn Ví dụ 2.14: Phân tích bộ chỉnh lưu bán sĩng dùng SCR với hai trường hợp tải RL và RLE. a. Tải RL 89
  81. Chế độ dịng liên tục và chế độ dịng gián đoạn Trường hợp tải RL: Khi SCR dẫn, phương trình mạch điện sẽ là: di d ud=u; u = R.i + L. d d dt Nghiệm của phương trình có dạng: x U − i ( x) = m .sin( x − ) + A.e  d Z L L với Z = R 2 + (L) 2 ;  = arctan ;  = R R Hằng số A xác định từ điều kiện ban đầu i d ( ) = 0 . Từ đĩ, ta cĩ phương trình dịng điện tải trong một chu kỳ áp lưới: −x U − m . sin( x − ) − sin( − ).e  ; 0 x  Z i d ( x) = 0 ;  x 2 90
  82. Chế độ dịng liên tục và chế độ dịng gián đoạn Góc  là góc tắt của thyristor và có thể xác định theo điều kiện: i d () = 0 . − − Um  i d () = 0 = . sin( − ) − sin( − ).e Z Góc ( − ) gọi là khoảng dẫn của thyristor. Trị trung bình điện áp chỉnh lưu:  1 U U = U .sin x.dx = m .(cos − cos ) d 2 m 2 Trị trung bình dòng điện tải chỉnh lưu:  1 I = i ( x).dx d 2 d Trị hiệu dụng dòng điện qua nguồn bằng với trị hiệu dụng dòng qua linh kiện và qua tải có thể xác định theo hàm tích phân sau:  1 I = i 2 ( x).dx rms 2 d 91
  83. Chế độ dịng liên tục và chế độ dịng gián đoạn b. Tải RLE 92
  84. Chế độ dịng liên tục và chế độ dịng gián đoạn Trường hợp tải RLE: Thyristor có thể kích dẫn nếu xung kích thực hiện trong điều kiện áp trên thyristor dương. Rõ ràng điều kiện góc kích phải thỏa mãn là: E min = arcsin và − min . Um Dòng điện tải trong một chu kỳ lưới có thể biểu diễn dưới dạng: x U − m E  i ( x) = .sin( x − ) − + A.e x  d Z R 0  x 2 Hằng số A xác định từ điều kiện dòng qua thyristor tắt: U m E  A = − .sin( − ) + .e Z R Điện áp tải chỉnh lưu trong thời gian thyristor dẫn điện bằng điện áp nguồn và trong thời gian dòng tải gián đoạn bằng sức điện động của tải ud=E. 93
  85. Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 1 pha điều khiển tồn phần, dịng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ 3,4 sang 1,2 94
  86. Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 1 pha điều khiển tồn phần, dịng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ 3,4 sang 1,2 95
  87. Hiện tượng chuyển mạch 96
  88. Hiện tượng chuyển mạch 98
  89. Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 3 pha điều khiển tồn phần, dịng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ T5 sang T1 100
  90. Hiện tượng chuyển mạch 101
  91. Hiện tượng chuyển mạch 102
  92. Hiện tượng chuyển mạch 104
  93. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Làm giảm điện áp chỉnh lưu ra trên tải UUUURId= d − cm = d − cm d Làm biến dạng điện áp nguồn: 105
  94. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Hạn chế phạm vi điều khiển gĩc kích: Xét cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển tồn phần làm việc ở chế độ nghịch lưu 106
  95. Hạn chế phạm vi điều khiển gĩc kích: Xét cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển tồn phần làm việc ở chế độ nghịch lưu 107
  96. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch 108
  97. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: Bộ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn mắc vào tải động cơ một chiều. Tải có Lu rất lớn làm dòng tải phẳng id = 100A. Nguồn xoay chiều có trị hiệu dụng U = 380V, Lb=0,001H, Rb = 0,01,  = 314 rad/s. Độ sụt áp trên một linh kiện là 2V. a/- Phân tích hiện tượng chuyển mạch b/- Tính điện áp lớn nhất do bộ chỉnh lưu cung cấp cho tải di c/- Tính độ tăng V max dt d/- Tính độ lớn góc chuyển mạch  khi =0 e/- Tính góc điều khiển max, giả thiết thời gian khôi phục khả năng khóa của SCR là tq = 50S V1 V3 Lb i u s ud V2 V4 110
  98. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: Ta cĩ: di iV13+ i V = I d;. u = L b dt V1 V3 i= iVVVV1 − i 4 = i 1 − i 3 Lb ud= − u V14 − u V = 0 i Suy ra: u s ud di di VV13=− dt dt di di di di =VVV1 − 3 = 2 1 V2 V4 dt dt dt dt Độ tăng dòng điện qua SCR: di 11di u V1 == dt22 dt Lb di 1 2Ut sin V1 = dt2 L b 111
  99. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: Gĩc chuyển mạch tính theo cơng thức: 2LIbd cos( +  ) = cos − V1 V3 2U Lb i u s ud V2 V4 112
  100. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: b/. Độ sụt áp trên SCR: UV= 2 x 2V = 4[V] Độ sụt áp trên Rb: URb = 0,01 x 100= 1[V] Độ sụt áp gây ra bởi quá trình chuyển mạch : 2.314.0,001 URIV =. = .100 = 19,9[ ] cm cm d Điện áp trung bình lớn nhất bộ chỉnh lưu cấp cho tải : Udmax= Ud0 - ( UV + URb+ Ucm ) 2 2 U = .380 − (4 +1+19,9) = 317,7[V ] d max 113
  101. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: c/. Tính độ tăng dòng qua SCR khi đóng tại thời điểm : di U. 2 V = sin dt 2.Lb Độ dốc đạt cực đại khi = . Lúc đó: 2 di 380 2 V = = 0,2687 .10 6[A / s] = 0,2687 [A / .s] dt max 2.0,001 114
  102. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: d/. Góc chuyển mạch khi = 0 2.I ..L d b  = arccos cos − − 2.U 2.100 .314 .0,001 = arcc cos cos 0 − − 0 2.380  = 0,488[rad] 28 0 115
  103. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: e/. Tính gĩc điều khiển lớn nhất Quy đổi thời gian tắt (thời gian khơi phục khả năng khĩa của SCR) về gĩc điện  : =.tq = 314.10−60 .50 = 0,0157[ rad ] 0,9 Gĩc chuyển mạch tại max tính theo cơng thức: 2LI cos( +  ) = cos − bd max max 2U Trong đĩ: ( max +  ) =( − 0,0157) Suy ra: 2.100 cos = .314.0,001 + cos( − 0,0157) max 2.380 0 cos max= − 0,8830 max = 2,653[rad ] 152 116
  104. Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Chọn diode, SCR: • Áp ngược cực đại đặt lên linh kiện x Ku (2→2.5) • Dịng trung bình (hoặc dịng hiệu dụng) cực đại qua linh kiện x Ki (1.2→1.5) Chọn biến áp: • Điện áp chỉnh lưu cực đại • Cơng suất ra cực đại 117
  105. Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Trị trung bình áp tải Ud( ) 3 6 3 6 U U ( = 0 ) Điện áp làm việc URWM 6 U U Dòng qua linh kiện Dạng iV IVAV Id/3 Id/3 IVRMS Id/ 3 Id/ Dòng pha cuộn thứ cấp IS 2 3.Id Id 2 / 3 Dòng ngõ vào bộ chỉnh i lưu IRMS 118
  106. Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Cuộn sơ cấp Dịng lưới IPRMS 2 3.Id Id 2 / 3 DC EMF 0 0 Cuộn sơ cấp Dòng pha I PRMS DC EMF 0 0 Dòng lưới iL IL 1,38Id 2 3.Id Hệ số sử dụng MBA 1,05 1,05 119
  107. Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Ví dụ 2.22: Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn toàn. Nguồn điện áp xoay chiều lấy từ phía thứ cấp U = 220 V, tần số  = 314 rad/s. Tải R = 0,1 , L rất lớn dùng làm dòng tải liên tục và phẳng, E = 200 V, góc điều khiển = [rad]. 3 a/- Tính trị trung bình áp Ud và dòng Id . b/- Trị trung bình và trị hiệu dụng dòng qua SCR. c/- Tính trị hiệu dụng dòng điện qua nguồn xoay chiều. d/- Giả sử trong quá trình điều khiển do tải thay đổi (E), thay đổi trong phạm vi (0, ). Dòng tải được điều chỉnh ở giá trị xác định ở câu a/- . Tính công suất máy biến áp. 120
  108. Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu a/. Tính Ud và Id với = 3 3 63 6 UUVd === . .cos.220.cos257 [ ] 3 UE− 257− 200 IA===d 572 [ ] d R 0,1 b/. Dịng trung bình và dịng hiệu dụng qua mỗi SCR (tra bảng tĩm tắt): I IA==d 190,6 [ ] V, AV 3 11 IIA=. = .572 = 330 [ ] V, RMS33 d 121
  109. Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu c/. Trị hiệu dụng dịng nguồn (tra bảng tĩm tắt): 22 IIA === 572467 [ ] RMSd 33 d/. Cơng suất máy biến áp: S = 1,05.Udmax .Id 3 6 U = .220 = 514,5[V ] d max Id = 572[A] S = 1,05. 514,5 . 572 = 309068 VA S = 309 kVA 122
  110. Ghép nối tiếp 2 bộ chỉnh lưu - BCL 12 xung 123
  111. Ghép nối tiếp 2 bộ chỉnh lưu - BCL 12 xung 124
  112. Ghép nối tiếp 2 bộ chỉnh lưu - BCL 12 xung 125
  113. Ghép nối tiếp 2 bộ chỉnh lưu - BCL 12 xung 126
  114. Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu BCL 6 xung • Hai bộ chỉnh lưu tia 3 pha ghép song song qua biến áp • LT: cảm kháng của biến áp 127
  115. Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu –BCL 6 xung Mạch tương đương 128
  116. Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu - BCL 6 xung 129
  117. Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu BCL 6 xung 130
  118. Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu cầu 3 pha BCL 12 xung 131
  119. Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu cầu 3 pha BCL 12 xung 132
  120. Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu cầu 3 pha BCL 12 xung 133