›

Bài giảng Bộ chỉnh lưu - Phần 2: Chỉnh lưu có điều khiển

ppt 119 trang huongle 4600
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Bộ chỉnh lưu - Phần 2: Chỉnh lưu có điều khiển", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_bo_chinh_luu_phan_2_chinh_luu_co_dieu_khien.ppt

Nội dung text: Bài giảng Bộ chỉnh lưu - Phần 2: Chỉnh lưu có điều khiển

  1. Chương 2 BỘ CHỈNH LƯU Phần 2: Chỉnh lưu có điều khiển 1
  2. Chỉnh lưu có điều khiển Ud Chỉnh lưu I U d Id Ngõ vào IV 1 hoặc 3 pha Nghịch lưu Điện áp ngõ vào: xoay chiều & cố định Điện áp ngõ ra: dc & điều chỉnh được 2
  3. Thyristor (SCR) & mạch điều khiển Xét mạch chỉnh lưu bán sóng, tải R 3
  4. Thyristor (SCR) & mạch điều khiển Xét mạch chỉnh lưu bán sóng, tải RL 4
  5. Thyristor (SCR) & mạch điều khiển Xét mạch chỉnh lưu bán sóng, tải sức điện động E 5
  6. Phương pháp điều khiển bộ chỉnh lưu up Mạch tạo Mạch so up Xung sóng răng sánh và kích Điện cưa Logic áp lưới uđk xoay uđb chiều uđk uđb Up up uđk 6 Xung kích
  7. Các mạch chỉnh lưu có điều khiển thông dụng uan u Tải s ud ud Tải 7
  8. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Xét mạch chỉnh lưu với Ls = 0, điện kháng tải đủ lớn để Id ≈ const 8
  9. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần 100 us 0 -100 100 ud id 0 -100 100 is 50 0 -50 -100 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a a Góc kích a = 4 9
  10. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần 100 us 0 -100 100 ud id 0 -100 100 is 50 0 -50 -100 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a a Góc kích a = 10 2
  11. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần 100 us 0 -100 100 id 0 ud -100 100 is 50 0 -50 -100 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a a 3 11 Góc kícha == 135o 4
  12. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Giả thiết dòng qua tải là liên tục: ▪ Đieän aùp taûi coù daïng chæ phuï thuoäc vaøo goùc ñieàu khieån a vaø aùp nguoàn. ▪ Phaïm vi goùc ñieàu khieån a laø ( 0, ) ▪ Trò trung bình ñieän aùp chænh löu : 11a++ a Uu( dXUXa ) ==.sin dX ddm aa 22 U (aa) = U cos d Vôùi 0 < a < , ñieän aùp chænh löu trung bình ñöôïc ñieàu khieån thay ñoåi trong khoaûng: 2 2 2 2 − UUU (a ) + d 12
  13. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần U d U d0 Chế độ chỉnh lưu Chế độ nghịch lưu 13
  14. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Chọn thyristor dựa trên thông số: ▪ Moãi thyristor daãn ñieän trong 1/2 chu kyø aùp nguoàn I → Trò trung bình doøng qua thyristor baèng I = d . TAV 2 ▪ Ñieän aùp cöïc ñaïi treân thyristor baèng bieân ñoä aùp nguoàn Um 14
  15. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Ví dụ 2.4: Cho boä chænh löu caàu 1 pha ñieàu khieån hoaøn toaøn vôùi caùc tham soá sau: aùp pha nguoàn ac 120V, f=50Hz. Taûi R-L maéc noái tieáp R=10  , L=100mH. Goùc kích a = 60 0 . Xaùc ñònh cheá ñoä doøng ñieän taûi vaø trò trung bình cuûa noù Giaûi: Coù theå kieåm chöùng ñeå thaáy raèng doøng ñieän taûi lieân tuïc. 2 2 2 2 Trò trung bình aùp taûi: U = U.cosa = 120 .cos 60 0 = 54V d 15
  16. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Ví dụ 2.17: Cho boä chænh löu maïch caàu moät pha ñieàu khieån hoaøn toaøn taûi R. Goùc ñieàu khieån a = (rad). Aùp nguoàn u = 220 2 sin314t [V], R = 10 . 2 Tính Ud ,Id vaø coâng suaát Pd . 16
  17. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần id + T1 T3 us ud R T4 T2 - 17
  18. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Trò trung bình aùp taûi : 1 a + U d = ud .dx a 1 2U m 1 + cosa U d = U m.sin xdx = . a 2 2 2.220 1 + 0 = . = 99 [V ] 2 Trò trung bình doøng taûi : U 99 I = d = = 9,9 [A] d R 10 Coâng suaát trung bình treân taûi : 2 a+ 2 1 1 ud 1 (Um sin a) Pd = ud .i d dx = dx = .dx a a R a R Keát quaû: U 2 P = m = 2420 W d 4R 18
  19. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Ví duï 2.12: Cho boä chænh löu caàu moät pha ñieàu khieån hoaøn toaøn maéc vaøo nguoàn ac moät pha vôùi trò hieäu duïng 220V, f=50Hz. Taûi RLE vôùi R=1  , giaû thieát doøng ñieän taûi lieân tuïc vôùi L lôùn voâ cuøng laøm doøng taûi phaúng vôùi ñoä lôùn Id=20A. a. Cho bieát goùc ñieàu khieån a = 120 0 , veõ quaù trình ñieän aùp taûi vaø doøng ñieän qua nguoàn ac. b. Xaùc ñònh ñoä lôùn söùc ñieän ñoäng E. c. Tính coâng suaát phaùt ra cuûa söùc ñieän ñoäng vaø coâng suaát nguoàn ac nhaän ñöôïc. 19
  20. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Giaûi a. Ñoà thò caùc quaù trình ñieän aùp taûi, doøng ñieän nguoàn- xem hình veõ: Vôùi giaû thieát doøng taûi lieân tuïc, ñieän aùp trung bình treân taûi: 2 2 U = .220 .cos120 0 = −99[V ] d b. Söùc ñieän ñoäng E xaùc ñònh theo heä thöùc: Ud=R.Id+E→ E=Ud-R.Id=-99-1.20=-119[V] 20
  21. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần id + T1 T3 R us ud L T4 T2 E - 21
  22. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần c. Coâng suaát phaùt ra töø taûi: PE=E.Id=-119.20=-2380W=-2,38kW Coâng suaát tieâu hao treân ñieän trôû: 2 PR=R.Id =1.202=400W=0,4kW Coâng suaát nguoàn ac cung caáp: Pac=Ud.Id=-99.20=-1.980W=-1,98kW Daáu (-) coù nghóa laø taûi ñöa coâng suaát veà nguoàn qua boä chænh löu. 22
  23. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Ví duï 2.18: Cho boä chænh löu maïch caàu moät pha ñieàu khieån toaøn phaàn. AÙp nguoàn u = 220 2 sin314t. Taûi R=1 , L = 0,01 H vaø E. Maïch ôû traïng thaùi xaùc 2 laäp vôùi goùc ñieàu khieån a = (rad) . Keát luaän gì veà traïng thaùi aùp vaø 3 doøng taûi neáu : a/- E = 150[V] > 0 b/- E = -150[V] < 0 Giaûi: ÔÛ traïng thaùi xaùc laäp : Ud = R.Id + E Giaû söû doøng taûi lieân tuïc , trò trung bình ñieän aùp vaø doøng ñieän chænh löu: 2 2 2 2 2 Ud = U.cosa = .220 cos = −99 [V] 3 U − E I = d d R 23
  24. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần a/- Neáu E = 150 V −99 −150 I = = −24,9 A d 10 ñieàu naøy khoâng theå xaûy ra . Vaäy trong tröôøng hôïp naøy doøng taûi giaùn ñoaïn. Quaù trình ñieän aùp vaø doøng taûi trong chu kyø aùp löôùi goàm 2 khoaûng: 2 /3<X<X1 doøng ñieän daãn qua maïch (u,V1,RLE,V2): ud == u220 2.sin(314. t ) di u= R i + Ld + E dddt RLHEV=1  , = 0.01 , = 150 vôùi id(a)=0 X1 laø goùc töông öùng thôøi ñieåm doøng ñieän id ñaït giaù trò 0. Khoaûng X1<X<a+ , doøng ñieän taûi giaùn ñoaïn: id=0 u =E=150V d 24
  25. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần b/- Neáu E = - 150 V − 99 − (−150) I = = 5,1 A d 10 Do ñoù, boä chænh löu có thể laøm vieäc ôû cheá ñoä nghòch löu. Kiểm tra bằng phần mềm mô phỏng cho thấy dòng id là liên tục. Vậy, điện áp trung bình và dòng trung bình ngõ ra của bộ chỉnh lưu khi này là: Ud = -99V và Id = 5.1A. Daïng doøng ñieän vaø ñieän aùp cho hai tröôøng hôïp ñöôïc veõ treân hình. 25
  26. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần 26
  27. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển T1 T2 + T3 + + + ud Id - - - u1 u2 u3 - 27
  28. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển 150 u1 u2 u3 100 50 0 -50 -100 -150 150 ud 100 50 id 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a 28 Góc kícha == 30o 6
  29. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Dạng sóng dòng và áp nguồn 150 u1 100 i1 50 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Góc kícha == 30o 29 6
  30. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển 150 u1 u2 u3 100 50 0 -50 -100 -150 150 100 ud id 50 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a 30 Góc kícha == 90o 2
  31. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Dạng sóng dòng và áp nguồn 150 u1 100 i1 50 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 31 Góc kícha == 90o 2
  32. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển 150 u1 u2 u3 100 50 0 -50 -100 -150 150 100 id 50 0 ud -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a 3 32 Góc kícha == 135o 4
  33. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Dạng sóng dòng và áp nguồn 150 u1 100 i1 50 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 3 33 Góc kícha == 135o 4
  34. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Xét chế độ dòng liên tục: ▪ Ñieän aùp taûi chæ phuï thuoäc vaøo ñieän aùp nguoàn vaø goùc ñieàu khieån a. Ñieän aùp taûi coù 3 xung trong 1 chu kyø T cuûa aùp nguoàn. Chu kyø aùp chænh löu Tp treân taûi baèng Tp = T/3. ▪ Trò trung bình aùp chænh löu treân taûi 7 a+ 1 6 3 3 3 6 Ud (a) = Um sin XdX = Um cos a = .U.cos a 2 a+ 2 2 6 3 34
  35. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Xét chế độ dòng liên tục (t-t): ▪ Phaïm vi goùc ñieàu khieån a : (0→ ). → Đieän aùp chænh löu trung bình Ud naèm trong khoaûng: 3 6 3 6 − .U U + .U 2 d 2 ▪ Khi ñieän aùp treân taûi coù trò trung bình döông, taûi nhaän naêng löôïng töø nguoàn → boä chænh löu laøm vieäc ôû cheá ñoä chænh löu. ▪ Khi aùp trung bình treân taûi aâm, do doøng taûi chæ döông neân taûi phaùt ra naêng löôïng → boä chænh löu laøm vieäc ôû cheá ñoä nghòch löu . 35
  36. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Xét chế độ dòng liên tục (t-t): Ñònh möùc linh kieän: ▪ Moãi thyristor daãn ñieän trong 1/3 chu kyø aùp nguoàn Id → trò trung bình doøng qua thyristor: ITAV = . 3 ▪ Ñieän aùp khoùa vaø aùp ngöôïc lôùn nhaát coù theå xuaát hieän treân linh kieän: UDRM = URRM = 6.U 36
  37. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Ví duï 2.1: Boä chænh löu maïch tia 3 pha ñieàu khieån maéc vaøo taûi chöùa R = 10 , E=50 V vaø điện cảm raát lôùn laøm doøng taûi lieân tuïc vaø phaúng. AÙp nguoàn xoay chieàu 3 pha coù trò hieäu duïng U=220 V. Maïch ôû traïng thaùi xaùc laäp. a. Tính trò trung bình cuûa ñieän aùp chænh löu vaø doøng chænh löu khi goùc ñieàu khieån a = [rad] 3 b. Tính coâng suaát trung bình cuûa taûi . c. Tính trò trung bình doøng qua moãi linh kieän d. Tính trò hieäu duïng doøng qua moãi pha nguoàn . e. Tính heä soá coâng suaát nguoàn . 37
  38. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Giaûi: a. Doøng qua taûi lieân tuïc neân suy ra: 36 Ud(a ) = .U .cosa 2 Thay U= 220 [v], a = [rad], ta thu ñöôïc 3 3 6 Ud(a ) = .220.cos = 128,6 [V] 2 3 Maïch ôû traïng thaùi xaùc laäp neân ta coù: Ud − E Ud = RId + E , hay Id = R Thay Ud = 128,6 [V]; E = 50 [V]; R= 100 ta coù keát quaû: 128,6 − 50 Id = = 7,87[A] 10 38
  39. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển b. Do doøng taûi phaúng neân ta söû duïng heä thöùc tính coâng suaát trung bình sau: Pd = Ud. Id hay Pd =128,6x 7,86 = 101,8 [W] c. Moãi linh kieän daãn ñieän trong khoaûng thôøi gian baèng nhau vaø baèng 1/3 chu kyø löôùi. Töø ñoù, doøng trung bình qua moãi linh kieän baèng: ITAV= Id / 3 =7,83 / 3 =2,62 [A] d. Töø daïng ñoà thò doøng qua pha nguoàn cuûa boä chænh löu, ta coù trò hieäu duïng doøng I: I I = d 3 I = 4,54.[A] 39
  40. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển e. Heä soá coâng suaát cuûa nguoàn  P  = S Neáu boû qua coâng suaát toån hao treân linh kieän, ta coù: P = Pd =1010,8 W=1,01kW Coâng suaát bieåu kieán cuûa nguoàn : S = UÙ1I1+ UØ2I2+ U3I3= 3U1I1 vôùi : U1=U=220 V ; I1=I= 4,54 A ; S= 3.220.4,54 = 2904 VA=2,9kVA Heä soá coâng suaát cuûa nguoàn S: 1010,8 = = = 0,3481 2904 Ghi chuù: heä soá coâng suaát thay ñoåi phuï thuoäc vaøo goùc ñieàu khieån vaø coù ñoä lôùn giaûm daàn khi goùc ñieàu khieån taêng daàn vaø ñaït giaù trò lôùn nhaát khi goùc ñieàu khieån baèng 0 (gioáng nhö tröôøng hôïp chænh löu khoâng ñieàu khieån). Heä soá coâng suaát nguoàn thöôøng coù giaù trò nhoû hôn 1 ngay caû khi goùc ñieàu khieån nhoû nhaát (a=0). 40
  41. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Ví duï 2.15: Boä chænh löu maïch tia ba pha maéc vaøo taûi thuaàn trôû R = 10 . Nguoàn xoay chieàu coù trò hieäu duïng aùp pha baèng 220 V,  =314 rad/s. Veõ ñoà thò vaø tính trò trung bình cuûa ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi trong hai tröôøng hôïp goùc ñieàu khieån: a/ a =  rad 9 2 b/ a =  rad 3 Giaûi: Tröôøng hôïp a = rad doøng qua taûi lieân tuïc (xem hình) 9 2 Tröôøng hôïp a = rad, doøng qua taûi bò giaùn ñoaïn (xem hình). 3 41
  42. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển T1 T2 id + T3 R + + + ud - - - u1 u2 u3 - 42
  43. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển a/- Góc kích a = rad: 9 3 6 3 6 Ud = .U.cos a = .220.cos = 241,78 [V ] 2 2 9 U 241,78 I = d = = 24,178 [ A] d R 10 2 b/- Góc kích a = rad: 3 1 3U m U d = . U m .sin x.dx = . 1 + cos a + 2 +a 6 2 6 3 3 2 .220 2 Ud = 1 + cos + = 19,9[V ] 2 3 6 U 19,9 I = d = = 1,99 [ A] d R 10 43
  44. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Ví duï 2.16: Boä chænh löu maïch tia ba pha ñieàu khieån maéc vaøo nguoàn U =220 V, = 314 rad/s. Taûi coù RE, R = 10, E = 50 V. Veõ caùc quaù trình aùp vaø doøng taûi vaø keát luaän. Cho bieát goùc ñieàu khieån : a / − a = [rad ] 6 b / − a = [rad ] 2 44
  45. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Giaûi: Ñeå yù raèng: u − E i = d , d R Do ño,ù khi (ud - E) < 0 → dòng id = 0. AÙp taûi luùc ñoù; ud = R.id +E = R.0 + E = E = 50V Dạng áp và dòng ngõ ra khi a = 6 vaø khi a = 2 cho trên hình T1 T2 id + T3 R + + + ud - - - E u1 u2 u3 - 45
  46. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển T1 T2 id + T3 R + + + ud - - - E u1 u2 u3 - 46
  47. Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Xét quá trình với nguồn u1. Thời điểm E cắt u1 làø nghieäm phöông trình: Um.sinX1=E o o Phương trình cho 2 nghiệm trong khỏang 0→180 là X0= 9.3 và 0 X1=170,7 . Doøng ñieän taûi cho bôûi u − E i = d d R Trò trung bình aùp taûi 1 a + Ud = ud .dx a 1 X1 a + Ud = ud .dx + E.dx a X1 Keát quaû Ud=224 [V] khi a = 6 vaø Ud=257[V] khi a = 2 . 47
  48. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần + T1 T3 T5 u1 ud u2 Id u3 T4 T6 T2 - Giả thiết tải có điện kháng đủ lớn để dòng tải Id có thể coi là liên tục và phẳng 48
  49. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần 200 u1 u2 u3 100 0 -100 -200 200 ud 100 0 id -100 -200 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 15o 49
  50. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Quan hệ giữa điện áp dây ngõ vào và điện áp ud ngõ ra – Góc kích = 15o 200 u12 u13 u23 u21 u31 u32 u12 ud 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 50
  51. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 15o 150 u1 100 i1 50 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 51
  52. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần 200 u1 u2 u3 100 0 -100 -200 200 ud 100 0 id -100 -200 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 60o 52
  53. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 60o 150 u1 100 i1 50 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 53
  54. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần 200 u1 u2 u 100 3 0 -100 -200 200 u 100 d id 0 -100 -200 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 90o 54
  55. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Quan hệ giữa điện áp dây ngõ vào và điện áp ud ngõ ra – Góc kích = 90o 200 u12 u13 u23 u21 u31 u32 u12 150 100 ud 50 0 -50 -100 -150 -200 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 55
  56. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 90o 150 u1 100 i1 50 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 56
  57. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần 200 u1 u2 u3 100 0 -100 -200 200 100 id 0 u -100 d -200 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 135o 57
  58. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 135o 150 u1 100 i1 50 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 58
  59. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Khi doøng ñieän taûi lieân tuïc: - Daïng ñieän aùp taûi coù 6 xung vaø chæ phuï thuoäc vaøo goùc ñieàu khieån 1 vaø ñieän aùp nguoàn xoay chieàu. Chu kyø xung chænh löu baèng chu kyø 6 aùp nguoàn Tp = T - Trò trung bình ñieän aùp chænh löu: 2 x + 1 0 6 3 3 Ud (a) = uddX = UdA (a) − UdK (a) = Umcos a 2 x0 6 3 6 U ( a) = U .cos a d U vôùi U laø trò hieäu duïng ñieän aùp pha U = m 2 59
  60. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần - Phaïm vi goùc ñieàu khieån a : baèng phaïm vi goùc ñieàu khieån cuûa caùc nhoùm chænh löu maïch tia, töùc ( 0, ). Do ñoù, ñieän aùp trung bình treân taûi coù theå ñieàu khieån thay ñoåi trong khoaûng 3 6 3 6  − .U, .U   Ud − E - Doøng trung bình qua taûi (RLE): Id = R 1 - Moãi thyristor daãn ñieän trong chu kyø aùp nguoàn neân trò trung bình 3 Id doøng ñieän qua thyristor: ITAV = - 3 - Ñieän aùp khoùa vaø aùp ngöôïc cöïc ñaïi xuaát hieän treân linh kieän UDRM = URRM = 3.Um = 6U 60
  61. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần - Doøng ñieän qua nguoàn ñieän aùp, ví duï qua pha 1: i1 = iV1 - iV4 - Trị hieäu duïng doøng ñieän qua nguoàn ñöôïc xaùc ñònh vôùi giaû thieát doøng taûi khoâng ñoåi: 1 2 2 122 Is,1 rms== i dX I d 23 0 - Baèng caùch phaân tích Fourier doøng ñieän qua nguoàn cho tröôøng hôïp goùc kích a = 0 , ta xaùc ñònh bieåu thöùc doøng ñieän qua pha thöù nhaát: 2 3 1 1 1 1 i (t) = I .(sin t + sin 5t + sin 7 t + sin11t + sin13 t − ) a d 5 7 11 13 Keát quaû cho thaáy doøng ñieän qua nguoàn bao goàm ngoøai thaønh phaàn cô baûn coøn coù caùc soùng haøi baäc 6k 1, k=1,2,3 61
  62. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Caùc thaønh phaàn soùng haøi doøng ñieän gaây ra nhieàu aûnh höôûng baát lôïi trong heä thoáng ñieän löôùi neân chuùng caàn ñöôïc khöû boû. Maïch loïc cô baûn ñöôïc laép ñaët giöõa heä thoáng löôùi ñieän vaø boä chænh löu bao goàm caùc boä loïc coäng höôûng LC vaø maïch loïc thoâng cao RLC. Maïch loïc coäng höôûng ñöôïc hieäu chænh chuû yeáu cho caùc soùng haøi baäc 5 vaø 7 vì chuùng coù bieân ñoä lôùn nhaát. 62
  63. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Ví duï 2.3Ï: Cho boä chænh löu caàu 3 pha ñieàu khieån hoaøn toaøn vôùi caùc tham soá sau: aùp daây nguoàn ac 480V, f=50Hz. Taûi RL với R=10 và L đủ lớn để dòng ngõ ra luôn liên tục. Xaùc ñònh goùc kích ñeå doøng taûi trung bình baèng 50A. Giaûi: Trò trung bình aùp taûi: Ud=R.Id=50.10=500V Goùc kích cần thiết: U . 500 . a = ar cos d = ar cos 3 2.U L 3 2.480 a = 39,50 63
  64. Chỉnh lưu có điều khiển 1 pha bán sóng với diode phóng điện T1 id + u u D0 d Tải - 64
  65. Chỉnh lưu có điều khiển 1 pha bán sóng với diode phóng điện Trường hợp dòng tải liên tục: Trò trung bình aùp taûi: 112 + a U U=. u . dx = U .sin x . dx =m ( 1 + cosa ) d2 aa d 2 m 2 Trò trung bình dòng tải (tải RLE): UE− I = d d R 65
  66. Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần + + T1 T3 T1 T3 is is us Id us DF Id ud ud D4 D2 D4 D2 - - Giả thiết tải có điện kháng đủ lớn để dòng tải Id có thể coi là liên tục và phẳng 66
  67. Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần 150 u 100 50 is 0 -50 -100 -150 150 ud 100 50 id 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a a Dạng áp và dòng nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 30o 67
  68. Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần 150 u 100 50 is 0 -50 -100 -150 150 100 ud id 50 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a Dạng áp và dòng nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 90o 68
  69. Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần 150 u 100 is 50 0 -50 -100 -150 150 100 ud id 50 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a Dạng áp và dòng nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 135o 69
  70. Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần Giả thiết dòng tải liên tục Trò trung bình ñieän aùp taûi: U U 2 U (a) = m (1 + cosa) = (1 + cosa) d Neáu giaû thieát doøng qua taûi ñöôïc loïc phaúng id=Id, ta coù: Trò trung bình doøng qua linh kieän: − a + a I = .I ; I = .I SCRAV 2. d DAV 2. d − a Trò hieäu duïng doøng ñieän qua nguoàn: I = .I d 70
  71. Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần Ví duï 2.10: So saùnh heä soá coâng suaát giöõa boä chænh löu caàu moät pha ñieàu khieån toaøn phaàn vaø boä chænh löu caàu moät pha ñieàu khieån baùn phaàn. Cho bieát aùp nguoàn xoay chieàu, coâng suaát taûi vaø doøng taûi trong hai tröôøng hôïp laø nhö nhau U = 220V, Pd= 10kW. Doøng taûi id lieân tuïc vaø phaúng id = Id = 100A 71
  72. Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần Giaûi: Coâng suaát taûi của mạch chỉnh lưu ñieàu khieån toaøn phaàn 2 2 P = U .I = .U.cos a I d dtp dtp tp dtp vaø maïch ñieàu khieån baùn phaàn 2 2 1+ cos a P = U .I = .U. bp .I d dbp dbp 2 dbp Coâng suaát bieåu kieán cuûa nguoàn trong hai tröôøng hôïp: Stp = U.Itp = U.Idtp − a S = U.I = U. bp .I bp bp dbp 72
  73. Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần Töø ñoù heä soá coâng suaát : PPtp tp 10.000 tp = = = = 0,4545 SUItp .dbp 220.100 Pbp P  = = d bp S bp − abp U. .Idbp Xaùc ñònh abp: .Pd .10.000 cos abp = −1 = −1 = 0,00974 2 .U.Id 2 .220.100 abp = 1,56105 P 10000  =bp = = 0,6408 bp S −1,561 bp 220. .100 Töø ñoù: maïch chænh löu ñieàu khieån baùn phaàn ñaït giaù trò heä soá coâng suaát cao hôn. 73
  74. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần + T1 T3 T5 u1 i1 u2 i2 Id ud u3 i3 D4 D6 D2 - Giả thiết tải có điện kháng đủ lớn để dòng tải Id có thể coi là liên tục và phẳng 74
  75. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần 200 u1 u2 u3 100 0 -100 -200 200 ud 100 id 0 -100 -200 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 15o 75
  76. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Quan hệ giữa điện áp dây ngõ vào và điện áp ud ngõ ra – Góc kích = 15o 200 u u12 u13 u23 u21 u31 u32 u12 d 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 76
  77. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 15o 150 100 u1 50 i1 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 77
  78. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần 200 u u u 100 1 2 3 0 -100 -200 200 ud 100 id 0 -100 -200 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 a Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 90o 78
  79. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Quan hệ giữa điện áp dây ngõ vào và điện áp ud ngõ ra – Góc kích = 90o 200 u u12 u13 u23 u21 u31 u32 u12 d 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 79
  80. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 90o 150 100 u1 50 i1 0 -50 -100 -150 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 80
  81. Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Giả thiết dòng tải liên tục → dạng điện áp ngõ ra chỉnh lưu chỉ phụ thuộc vào điện áp nguồn và góc kích Với: a /3 , áp chỉnh lưu là liên tục. Trị trung bình áp chỉnh lưu là: 3 / 2 5 / 6+ a Ud =+ uu12 dX 13 dX 2 / 6+ a / 2 33U 36U U =m (1 + cosaa) =( 1 + cos ) d 22 Với: a /3 , áp chỉnh lưu là gián đọan. Trị trung bình áp chỉnh lưu là: 337 / 6 7 / 6 Udm=u13 dX = 3 U sin X − dX 2 2 6 / 6++ a / 6 a 33U 36U U =m (1 + cosaa) =( 1 + cos ) d 22 81
  82. Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu 82
  83. Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu 83
  84. Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu Ví dụ 2.13: Khi nào có thể xảy ra chế độ nghịch lưu trong các mạch dưới đây: 84
  85. Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu Ví duï 2.12: Cho boä chænh löu caàu moät pha ñieàu khieån hoaøn toaøn maéc vaøo nguoàn ac moät pha vôùi trò hieäu duïng 220V, f=50Hz. Taûi RLE vôùi R=1  , giaû thieát doøng ñieän taûi lieân tuïc vôùi L 0 lôùn voâ cuøng laøm doøng taûi phaúng vôùi ñoä lôùn Id=20A. Cho bieát goùc ñieàu khieån a = 120 , veõ quaù trình ñieän aùp taûi vaø doøng ñieän qua nguoàn ac. Xaùc ñònh ñoä lôùn söùc ñieän ñoäng E. Tính coâng suaát phaùt ra cuûa söùc ñieän ñoäng vaø coâng suaát nguoàn ac nhaän ñöôïc. 85
  86. Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu Giaû thieát doøng taûi lieân tuïc, ñieän aùp trung bình treân taûi: 2 2 U = .220 .cos120 0 = −99[V ] d Söùc ñieän ñoäng E xác định theo: Ud=R.Id+E→ E=Ud-R.Id=-99-1.20=-119[V] Coâng suaát phaùt ra töø taûi: PE=E.Id=-119.20=-2380W=-2,38kW Coâng suaát tieâu hao treân ñieän trôû: 2 PR=R.Id =1.202=400W=0,4kW Coâng suaát nguoàn xoay chiều cung cấp: Pac=Ud.Id=-99.20=-1.980W=-1,98kW Daáu (-) coù nghóa laø taûi ñöa coâng suaát veà nguoàn qua boä chænh löu. 86
  87. Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng 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 nhô. Tương tự, dòng 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 dòng chỉnh lưu (dòng tải) nhấp nhô và có thể bị gián đoạn. Ở chế độ dòng gián đoạn, dạng điện áp chỉnh lưu phụ thuộc vào thông số tải, góc kích và dạng điện áp nguồn. 87
  88. Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn Ví dụ: Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha tải RLE hoạt động ở chế độ dòng gián đoạn Khảo sát mạch trong chế độ dòng gián đoạn khá phức tạp, thường phải giải hệ phương trình vi phân hoặc dùng chương trình mô phỏng. 88
  89. Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn Ví duï 2.14: Phaân tích boä chænh löu bán sóng dùng SCR vôùi hai tröôøng hôïp taûi RL vaø RLE. a. Tải RL 89
  90. Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn Tröôøng hôïp taûi RL: Khi SCR dẫn, phöông trình maïch ñieän seõ laø: di d ud=u; u = R.i + L. d d dt Nghieäm cuûa phöông trình coù daïng: x U − i ( x) = m .sin( x − ) + A.e  d Z L L vôùi Z = R 2 + (L) 2 ;  = arctan ;  = R R Haèng soá A xaùc ñònh töø ñieàu kieän ban ñaàu i d (a) = 0 . Từ đó, ta có phương trình dòng điện tải trong một chu kỳ áp lưới: a−x U − m . sin( x − ) − sin( a − ).e  ; 0 x  Z i d ( x) = 0 ;  x 2 90
  91. Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn Goùc  laø goùc taét cuûa thyristor vaø coù theå xaùc ñònh theo ñieàu kieän: i d () = 0 . a− − Um  i d () = 0 = . sin( − ) − sin( a − ).e Z Goùc ( − a ) goïi laø khoaûng daãn cuûa thyristor. Trò trung bình ñieän aùp chænh löu:  1 U U = U .sin x.dx = m .(cos a − cos ) d 2 m 2 a Trò trung bình doøng ñieän taûi chænh löu:  1 I = i ( x).dx d 2 d a Trò hieäu duïng doøng ñieän qua nguoàn baèng vôùi trò hieäu duïng doøng qua linh kieän vaø qua taûi coù theå xaùc ñònh theo haøm tích phaân sau:  1 I = i 2 ( x).dx rms 2 d a 91
  92. Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn b. Tải RLE 92
  93. Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn Tröôøng hôïp taûi RLE: Thyristor coù theå kích daãn neáu xung kích thöïc hieän trong ñieàu kieän aùp treân thyristor döông. Roõ raøng ñieàu kieän goùc kích a phaûi thoûa maõn laø: E a amin = arcsin vaø a − amin . U m Doøng ñieän taûi trong moät chu kyø löôùi coù theå bieåu dieãn döôùi daïng: x U − m E  i ( x) = .sin( x − ) − + A.e a x  d Z R 0  x 2 Haèng soá A xaùc ñònh töø ñieàu kieän doøng qua thyristor taét: a U m E  A = − .sin( a − ) + .e Z R Ñieän aùp taûi chænh löu trong thôøi gian thyristor daãn ñieän baèng ñieän aùp nguoàn vaø trong thôøi gian doøng taûi giaùn ñoaïn baèng söùc ñieän ñoäng cuûa taûi ud=E. 93
  94. Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần, dòng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ 3,4 sang 1,2 94
  95. Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần, dòng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ 3,4 sang 1,2 us is1 is 1  =a + 1 2 us us  95
  96. Hiện tượng chuyển mạch Trong quá trình chuyển mạch: di u== u L s s Ls s dt Từ đây, lấy tích phân hai vế trong khoảng thời gian chuyển mạch: a+ Id 2U sin t d (  t )==  L di 2  L I s s s s d a −Id Vế trái của biểu thức trên là diện tích Au (V-rad) bị mất đi trong qua trình chuyển mạch: a+ A=2 U sin t d (  t ) = 2 U cos a − cos( a +  ) u s s   a Từ đây, suy ra công thức tính góc chuyển mạch: 2LI cos(a+  ) = cos a − sd 2Us Sụt áp ngõ ra do chuyển mạch: ALI2 2L UII =u = s d =s = R cdmd cm 96
  97. Hiện tượng chuyển mạch Tóm lại, với cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần: 2L Sụt áp do chuyển mạch: U =R II = s cmcm d d Điện áp ngõ ra chỉnh lưu: UUUd= docosa − cm Góc chuyển mạch tính bởi công thức: 2LI cos(a+  ) = cos a − sd 2Us Với cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển bán phần, các công thức tính sụt áp do chuyển mạch, điện áp ngõ ra chỉnh lưu và góc chuyển mạch sẽ ra sao? 97
  98. Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 3 pha điều khiển toàn phần, dòng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ T5 sang T1 ud 98
  99. Hiện tượng chuyển mạch uLs ud ucn uan u bn ucn uPn  a ()a+ 99
  100. Hiện tượng chuyển mạch Trong khoảng thời gian chuyển mạch: uPn=− u an u Ls Trong đó: di uL= a Ls s dt Lưu ý là diện tích sụt áp Au trên hình tương ứng với sụt áp trên Ls trong quá trình chuyển mạch, do đó: Id A== L di L I u s s s d 0 100
  101. Hiện tượng chuyển mạch Sụt áp này lặp lại mỗi khoảng /3, do đó, sụt áp trung bình trong 1 chu kỳ lưới là: 3L U =R II = s cmcm d d Có thể chứng minh được: di u− u u 2Ut sin L a= an cn = ac = LL s dt 2 2 2 Bằng cách chuyển dt về vế phải và lấy tích phân 2 vế trong khoảng thời gian chuyển mạch, ta có: 2LI cos(a+  ) = cos a − sd 2ULL 101
  102. Tổng kết về hiện tượng chuyển mạch Sụt áp trung bình do chuyển mạch: XI • Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần: =U sd cm 2XI • Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần: =U sd cm 3XI • Chỉnh lưu 3 pha tia: =U sd cm 2 3XI • Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần: =U sd cm 3XI • Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần: =U sd cm Trong đó: Xss= 2 fL 102
  103. Tổng kết về hiện tượng chuyển mạch Góc chuyển mạch  tính từ công thức: U U =do (cosa − cos( a +  )) cm 2 • Udo: điện áp ra cực đại của bộ chỉnh lưu (a = 0 ) Góc kích tối đa của bộ chỉnh lưu khi kể tới chuyển mạch: amax= −  max −  •  : góc tắt của SCR (tương ứng với thời gian tắt toff của SCR) 103
  104. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Làm giảm điện áp chỉnh lưu ra trên tải UUUURId= daa − cm = d − cm d Làm biến dạng điện áp nguồn: 104
  105. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Hạn chế phạm vi điều khiển góc kích: Xét cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần làm việc ở chế độ nghịch lưu us is ud 105
  106. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Boû qua hieän töôïng chuyeån maïch, ta coù goùc an toaøn cuûa thyristor  :  = .t q = − a tq laø thôøi gian khoâi phuïc khaû naêng khoùa cuûa thyristor. Giaù trò goùc ñieàu khieån cöïc ñaïi cho pheùp: a max = − Neáu xeùt caû hieän töôïng chuyeån maïch vôùi  laø ñoä lôùn goùc chuyeån maïch, ñoä lôùn goùc an toaøn coøn laïi cuûa thyristor baèng:  = − (a +  ) = −a −  Vậy, goùc ñieàu khieån lôùn nhaát cho pheùp coù giaù trò: amax = -  -  Roõ raøng, phaïm vi goùc ñieàu khieån a ôû cheá ñoä nghòch löu bò haïn cheá. Goùc chuyeån maïch caøng lôùn (ví duï khi doøng taûi lôùn , Ls lôùn), goùc amax caøng giaûm. Treân thöïc teá amax thöôøng laáy giaù trò khoaûng 1600→1650. 106
  107. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví duï 2.20: Boä chænh löu caàu moät pha ñieàu khieån hoaøn toaøn maéc vaøo taûi ñoäng cô moät chieàu. Taûi coù Lu raát lôùn laøm doøng taûi phaúng id = 100A. Nguoàn xoay chieàu coù trò hieäu duïng U = 380V, Lb=0,001H, Rb = 0,01,  = 314 rad/s. Ñoä suït aùp treân moät linh kieän laø 2V. a/- Phaân tích hieän töôïng chuyeån maïch b/- Tính ñieän aùp lôùn nhaát do boä chænh löu cung caáp cho taûi di c/- Tính ñoä taêng V max dt d/- Tính ñoä lôùn goùc chuyeån maïch  khi a =0 e/- Tính goùc ñieàu khieån amax, giaû thieát thôøi gian khoâi phuïc khaû naêng khoùa cuûa SCR laø tq = 50S V1 V3 i u s ud V4 V2 107
  108. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: a/. Khi xảy ra hiện tượng chuyển mạch, ta có phương trình: di iV13+ i V = I d;. u = L b dt V1 V3 i= iVVVV1 − i 4 = i 2 − i 3 ud= − u V14 − u V = 0 Suy ra: i u di di s ud VV13=− dt dt di di di di =VVV1 − 3 = 2 1 dt dt dt dt V4 V2 Ñoä taêng doøng ñieän qua SCR: di 11di u V1 == dt22 dt L b di 1 2Ut sin V1 = 108 dt2 Lb
  109. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: Góc chuyển mạch tính theo công thức: 2LI cos(a+  ) = cos a − bd 2U V1 V3 i u s ud V4 V2 109
  110. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: b/. Đieän aùp lôùn nhaát do boä chænh löu cung caáp cho taûi Ñoä suït aùp treân SCR: UV= 2 x 2V = 4[V] Ñoä suït aùp treân Rb: URb = 0,01 x 100= 1[V] Ñoä suït aùp gaây ra bôûi quaù trình chuyeån maïch : 2.314.0,001 URIV =. = .100 = 19,9[ ] cm cm d Ñieän aùp trung bình lôùn nhaát boä chænh löu caáp cho taûi : Udmax= Ud0 - ( UV + URb+ Ucm ) 2 2 U = .380 − (4 +1+19,9) = 317,7[V ] d max 110
  111. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: di c/. Tính ñoä taêng V max dt Tính ñoä taêng doøng qua SCR khi ñoùng tại thời điểm a: di U. 2 V = sina dt 2.Lb Ñoä doác ñaït cöïc ñaïi khi a = . Luùc ñoù: 2 di 380 2 V = = 0,2687 .10 6[A / s] = 0,2687 [A / .s] dt max 2.0,001 111
  112. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: d/. Goùc chuyeån maïch khi a = 0 2.I ..L d b  = arccos cosa − − a 2.U 2.100 .314 .0,001 = arcc cos cos 0 − − 0 2.380  = 0,488[rad] 28 0 112
  113. Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: e/. Tính góc điều khiển lớn nhất Quy đổi thời gian tắt (thời gian khôi phục khả năng khóa của SCR) về góc điện  : =.tq = 314.10−60 .50 = 0,0157[ rad ] 0,9 Góc chuyển mạch tại amax tính theo công thức: 2LI cos(a+  ) = cos a − bd max max 2U Trong đó: (amax +  ) =( − 0,0157) Suy ra: 2.100 cosa = .314.0,001 + cos( − 0,0157) max 2.380 0 cosaamax= − 0,8830 max = 2,653[rad ] 152 113
  114. 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) • Dòng trung bình (hoặc dòng hiệu dụng) cực đại qua linh kiện x Ki (1.2→1.5) Chọn biến áp: dựa trên • Điện áp chỉnh lưu cực đại • Công suất ra cực đại 114
  115. Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Trò trung bình aùp taûi Ud( a ) 3 6 3 6 U U ( a = 0 ) Ñieän aùp laøm vieäc URWM 6 U U Doøng qua linh kieän Daïng iV IVAV Id/3 Id/3 IVRMS Id/ 3 Id/ Doøng pha cuoän thöù caáp IS 2 3.Id Id 2 / 3 Doøng ngoõ vaøo boä chænh i löu IRMS 115
  116. Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Cuoän sô caáp Dòng lưới IPRMS 2 3.Id Id 2 / 3 DC EMF 0 0 Cuoän sô caáp Doøng pha I PRMS DC EMF 0 0 Doøng löôùi iL IL 1,38Id 2 3.Id Heä soá söû duïng MBA 1,05 1,05 116
  117. Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Ví duï 2.22: Cho boä chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån hoaøn toaøn. Nguoàn ñieän aùp xoay chieàu laáy töø phía thöù caáp U = 220 V, taàn soá  = 314 rad/s. Taûi R = 0,1 , L raát lôùn duøng laøm doøng taûi lieân tuïc vaø phaúng, E = 200 V, goùc ñieàu khieån a = [rad]. 3 a/- Tính trò trung bình aùp Ud vaø doøng Id . b/- Trò trung bình vaø trò hieäu duïng doøng qua SCR. c/- Tính trò hieäu duïng doøng ñieän qua nguoàn xoay chieàu. d/- Giaû söû trong quaù trình ñieàu khieån do taûi thay ñoåi (E), a thay ñoåi trong phaïm vi (0, ). Doøng taûi ñöôïc ñieàu chænh ôû giaù trò xaùc ñònh ôû caâu a/- . Tính coâng suaát maùy bieán aùp. 117
  118. Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu a/. Tính Ud và Id với a = 3 3 63 6 UUVd === . .cos.220.cos257a [ ] 3 UE− 257− 200 IA===d 572 [ ] d R 0,1 b/. Dòng trung bình và dòng hiệu dụng qua mỗi SCR (tra bảng tóm tắt): I IA==d 190,6 [ ] V, AV 3 11 IIA=. = .572 = 330 [ ] V, RMS33 d 118
  119. Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu c/. Trị hiệu dụng dòng nguồn (tra bảng tóm tắt): 22 IIA === 572467 [ ] RMSd 33 d/. Công 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 119