Bài giảng Điện tử công suất - Chương 2: Chỉnh lưu - Phần 1: Chỉnh lưu ba pha

; α < π thì : VAV <0 11:38 AM 87
Tuy nhiên, điều này không thể xảy ra với mạch trên vì SCR chỉ dẫn khi điện thế >0 tác động trên nó, do đó điều này chỉ xảy ra nếu ta mắc thêm điện thế DC âm nối với tải R, L như đã biết ở chỉnh lưu bán kỳ 3 pha (còn gọi là tải tác động). Với tải là máy điện, tải sẽ là động cơ DC khi VLDC>0 và tải là máy phát điện khi VAV<0, máy sẽ hoàn trả năng lượng điện đã tích tích trữ được. 2. CHỈNH LƯU BA CẦU TOÀN PHẦN 11:38 AM 88 o Dòng trung bình của SCR : oĐiện thế hiệu dụng của tải (ngõ ra) : o Dòng trung bình của tải : 2. CHỈNH LƯU BA CẦU TOÀN PHẦN • Sơ đồ dạng sóng CL bằng SCR tải R-L 3 AV AV V I = 3/AVRMSSCRAVSCR III == −− o Dòng hiệu dụng của tải : AVLRMSL II −− = o Trị số điện thế đỉnh ngược cực đại : MRM VV 3= ( ) α π 2cos 8 33 4 1 32 += MRMS VV 11:38 AM 23 89 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐiỀU KHIỀN • Sơ đồ nguyên lý CL bán điều khiển ( ) ( )tVtVv nlMllMAB ωω sin3sin )()( −− ==       −=      −= −− 3 2 sin3 3 2 sin )()( π ω π ω tVtVv nlMllMBC       −=      −= −− 3 4 sin3 3 4 sin )()( π ω π ω tVtVv nlMllMCA Nguồn cung cấp: Trình tự dẫn điện: S1, D2, S3, D4, S5 , D6 D4 S1 Tải D6 D2 S3 S5 A B C S4 D1 Tải S6 S2 D3 D5 A B C 11:38 AM 90 • Sơ đồ dạng sóng Dòng ra liên tục tại 3 0 π α <<       << 3 2 3 π ω π t 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11 π π2 Ud A B C AUf 0 tω 11:38 AM 91 • Sơ đồ dạng sóng S1 Dòng ra liên tục tại 3 0 π α <<       << 3 2 3 π ω π t 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11 π π2 α1 θ1 Ud A B C AUf 0 α=300 tω 11:38 AM 92 • Sơ đồ dạng sóng S1 D2 Dòng ra liên tục tại 3 0 π α <<       << 3 2 3 π ω π t 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11 π π2 α1 θ1 Ud A B C AUf 0 α=300 tω 11:38 AM 24 93 • Sơ đồ dạng sóng S1 D2 Dòng ra liên tục tại 3 0 π α <<       << 3 2 3 π ω π t S3 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11 π π2 α1 θ1 α3 θ2 Ud A B C AUf 0 α=300 tω 11:38 AM 94 • Sơ đồ dạng sóng S1 D2 Dòng ra liên tục tại 3 0 π α <<       << 3 2 3 π ω π t S3 D4 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11 π π2 α1 θ1 α3 θ2 θ3 Ud A B C AUf 0 α=300 tω 11:38 AM 95 • Sơ đồ dạng sóng S1 D2 Dòng ra liên tục tại 3 0 π α <<       << 3 2 3 π ω π t S3 D4 S5 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11 π π2 α1 θ2 α2 θ4 α5 θ6 α1 Ud A B C AUf 0 α=300 tω 11:38 AM 96 • Sơ đồ dạng sóng S1 D2 Dòng ra liên tục tại 3 0 π α <<       << 3 2 3 π ω π t S3 D4 S5 D6 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11 π π2 α1 θ2 α2 θ4 α3 θ6 α1 Ud A B C AUf 0 α=300 tω 11:38 AM 25 97 • Sơ đồ sóng theo dạng pha và dây CL bằng SCR dẫn liên tục tω tω X1 X3 X5 α1 θ2 α3 θ2 α5 θ6 α1 Ud A B C AUf IS1 0 IS3 IS5 ID2 ID4 ID6 Id α=300 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN V AV 11:38 AM 98 • Tính toán cho tải R (CL bằng SCR) o Hiệu điện thế ra trung bình: o Dòng ra trung bình: o HĐT điện hiệu dụng của tải: ( )α π cos1 2 3 )( += −llMAV V V ( )α π cos1 2 3 )( += − R V I llM AV π α π α ααπ π 2 2sin 1 2 3 2sin 2 1 4 3 3 +−=      +−= MMRMS VVV 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN 11:38 AM 99 • Sơ đồ dạng sóng Dòng ra gián đoạn tại 3 2 3 π α π <<       << πω π t 3 2 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tω U d A B C A Uf 0 11:38 AM 100 • Sơ đồ dạng sóng Dòng ra gián đoạn tại 3 2 3 π α π <<       << πω π t 3 2 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN S1 D2 tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tω U d A B C A Uf 0 11:38 AM 26 101 • Sơ đồ dạng sóng Dòng ra gián đoạn tại 3 2 3 π α π <<       << πω π t 3 2 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN S1 D2 S3 D4 tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tω U d A B C A Uf 0 11:38 AM 102 • Sơ đồ dạng sóng Dòng ra gián đoạn tại 3 2 3 π α π <<       << πω π t 3 2 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN S1 D2 S3 D4 S5 D6 tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tω U d A B C A Uf 0 11:38 AM 103 • Sơ đồ dạng sóng Dòng ra gián đoạn tại 3 2 3 π α π <<       << πω π t 3 2 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN S1 D2 S3 D4 S5 D6 tω 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tω U d A B C A Uf 0 U AV 11:38 AM 104 • Sơ đồ sóng theo dạng pha và dây CL bằng SCR dẫn gián đoạn tω tω 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN X1 X2 X3 α1 θ1 α2 θ2 α3 θ3 α4 Ud A B C AUf IS1 0 IS2 IS3 ID1 ID2 ID3 α=900 11:38 AM 27 105 • Tính toán cho tải R (CL bằng SCR) o Hiệu điện thế ra trung bình: o Chú ý: Khi α=0 (chỉ có trong dẫn liên tục)trở về trường hợp cầu chỉnh lưu 6 diode điện thế ra trung bình trên tải là: 3. CHỈNH LƯU BA CẦU BÁN ĐIỀU KHIỀN ( )nlMAV VV −=⇒ π 33         +++= ) 6 cos( 2 3 2 2 33 α π π M AV V V ( )α π cos1 2 3 )( += −llMAV V V 11:38 AM 106 • Hiện tượng trùng dẫn trong CL ba pha Xét L lớn đễ dòng ra liên tục 4. HIỆN TƯỢNG TRÙNG DẪN tω Ud α1 α2 α3 t4 Id I1 I2 0 -UB -UC -UA β2β1 β3 I3 tω tω tω tω 11:38 AM 107 • Hiện tượng trùng dẫn trong CL ba pha Xét trùng dẫn hai pha A và C: 4. HIỆN TƯỢNG TRÙNG DẪN tω tω I 1 I d α=600 u α 1 -U B /2 α 2 α 3 U d U A U B UC β2β1 0 S1 C A RL=∞ iA iC B S3 11:38 AM 108 • Hiện tượng trùng dẫn trong CL ba pha Hình dạng điện áp tại nơi trùng dẫn : 4. HIỆN TƯỢNG TRÙNG DẪN tω u 0 (UA-UC)/2 = -UB/2 UC/2 UA UBUC γ S1 C A RL=∞ iA iC A S3 11:38 AM 28 109
Là thiết bị biến đổi năng lượng điện từ xoay chiều thành một chiều, bộ chỉnh lưu được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và các ngành kỹ thuật khác cần điện một chiều.
Trong công nghiệp, ta quan tâm đến hai nhóm ứng dụng: truyền động điện động cơ một chiều và các bộ nguồn một chiều cho các quá trình công nghệ khác nhau. 5. ỨNG DỤNG 11:38 AM 110 • Các bộ nguồn DC ñiều khiển pha Sơ đồ khối các thiết bị chỉnh lưu có điều khiển 5. ỨNG DỤNG Lưới nguồn Máy biến áp Chỉnh lưu Lọc (có thể không cần) Tải Tải Máy biến áp Chỉnh lưu Lưới nguồn Điều khiển điện áp AC 11:38 AM 111
Lọc: mạch lọc thường là cuộn kháng để lọc dòng điện, có thể không cần.
Chỉnh lưu diode hay SCR biến đổi AC→DC, là sơ đồ nhiều pha khi công suất lớn để giảm độ nhấp nhô (sóng hài) và phân đều tải trên các pha lưới, khai thác tốt dòng điện.
Biến áp: dùng để giảm, tăng áp nguồn đến giá trị thích hợp, cách ly lưới và tải, đảm bảo an toàn cho người vận hành máy sản xuất. 5. ỨNG DỤNG 11:38 AM 112
Điều chỉnh áp – dòng ra thực hiện qua điều khiển pha chỉnh lưu và bộ biến đổi áp xoay chiều. Bộ chỉnh lưu có ngõ ra hoàn toàn giống như sơ đồ điều khiển điện áp AC vì điện áp điều khiển pha ở sơ cấp sẽ được chỉnh lưu ở thứ cấp. Sơ đồ này sẽ có hiệu quả kinh tế lớn trong hai trường hợp:  Áp ra bé và dòng rất lớn.  Áp ra rất lớn và dòng bé 5. ỨNG DỤNG 11:38 AM 29 113 • Điều khiển động cơ DC Động cơ một chiều là loại kích từ độc lập hay hỗn hợp 5. ỨNG DỤNG Lọc (có thể không cần) Lưới nguồn ∑ Chỉnh lưu Động cơ Kích từ ω0 ω φ U I,M 0 11:38 AM 114 • Điều khiển động cơ DC Các quan hệ điện từ của động cơ ở chế cơ ở chế xác lập: 5. ỨNG DỤNG ε++= IREU . φkCe = IkICeM .. φ== ω.CeE = (2.86) ( ) (*).1 IRU Ce −=ω 11:38 AM 115
Trong công thức (*) cho thấy khi điều chỉnh áp cung cấp, quan hệ tốc độ - dòng điện hay quan hệ tốc độ - momen (còn gọi là đặc tính cơ động cơ) là những đường thẳng song song như ở hình vẽ. Người ta chỉ điều chỉnh áp dưới giá trị định mức – giảm áp và tốc độ lúc đó nhỏ hơn giá trị định mức, gọi là điều chỉnh dưới tốc độ cơ bản. Để có momen lớn, từ thông khi đó là định mức. 5. ỨNG DỤNG 11:38 AM 116 • Hệ thống điều khiển động cơ Hình vẽ trình bày sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bộ điều khiển tốc độ động cơ một chiều sử dụng chỉnh lưu SCR điều khiển pha, phản hồi âm điện áp, có điều khiển hạn chế dòng. 5. ỨNG DỤNG +VCC C3Tao ham docPOT G4 D2 - + U1B 5 6 7 phan hoi dong R11RUN/STOP1 R7 phan hoi ap R15 V R10 R9 Ufh C4 D1 +VCC C2 R16 D3 R8 G5 Ud ÐK apR18 -VCC C5 R12 If h R17 Q5 R13ac M1 ÐK dong - + U1C10 9 8 C1 PHAT XUNG SCR shunt Q4 MACH ÐONG LUC - + U1A 3 2 1 4 1 1 11:38 AM 30 117 BIẾN ðỔI ðIỆN AC KẾT THÚC CHƯƠNG II 11:38 AM 11:38 AM 118