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

TOÀN KỲ α S1 S2 AFBF vv −= S2 v1 Rv2 v2 S1 L D0 E A B F Có diode xả năng lượng 11:28 AM 20 • Dòng trung bình qua Diode dập: • Điều kiện để có dòng qua diode là cực đại là: • Giải phương trình bằng phương pháp đồ thị ta được: o Trường hợp Diode dập ααα sincos1 =+ ( )α ππ α π α cos1+== R V II MAVD ( ) 0 sincos1 0 =    −+=⇒= π ααα παα R V d dI d dI MDD 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ 11:28 AM 78 o Trường hợp Diode dập Đồ thị cho trị số góc kích bằng 740 hay diode dẫn trong thời khoảng α αα sin αcos1+ 300 600 90012001500 1800 2 740 ( ) LDC M M D I R V R V I 26,026,0 180 74 74cos1 0 0 0 max =     =       += π π Khi có Diode dập dẫn dòng cảm ứng, góc tắt sẽ là β=π. Dòng qua diode dập trong khoảng từ π đến π+α hay π+α–π=α 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ 11:28 AM u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= o Tải R (Diode) 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ E D2 R D1 U 1 v2 v2 A F B i1 i2 AFBF vv −= 11:28 AM u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO o Tải R (Diode) 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ E D2 R D1 U 1 v2 v2 A F B i1 i2 AFBF vv −= 11:28 AM 21 u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO o Tải R (Diode) 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ E D2 R D1 U 1 v2 v2 A F B i1 i2 AFBF vv −= 11:28 AM u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO o Tải R (Diode) 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ E D2 R D1 U 1 v2 v2 A F B i1 i2 AFBF vv −= 11:28 AM u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO io o Tải R (Diode) 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ E D2 R D1 U 1 v2 v2 A F B i1 i2 AFBF vv −= 11:28 AM u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 π M AV V V 2 = tVv MAF ωsin= vO io o Tải R (Diode) 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ E D2 R D1 U 1 v2 v2 A F B i1 i2 AFBF vv −= 11:28 AM 22 u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 π M AV V V 2 = tVv MAF ωsin= vO io o Tải L (Diode) 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ AFBF vv −= D2 D1 L Ev1 v2 v2 A F B i1 i2 11:28 AM u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 π M AV V V 2 = tVv MAF ωsin= vO io o Tải R-L (Diode) 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ AFBF vv −= D2 R D1 L Ev1 v2 v2 A F B i1 i2 11:28 AM
Tính toán cho tải (Diode): • Điện thế tải trung bình: • Dòng trung bình qua tải: • Công suất trung bình trên tải: π M AV V V 2 = L M L AV AV R V R V I π 2 == AVAVAV IVP = 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ 11:28 AM
Tính toán cho tải (Diode): • Điện thế hiệu dụng: • Dòng hiệu dụng: • Công suất hiệu dụng: • Hệ số công suất: 22 M L M RMS I R V I == 2 M RMS V V = 1=== ii RMSRMSRMS IV IV S P pF 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ L M LRMSRMS R V RIP 2 2 2 == 11:28 AM 23
Tính toán cho một Diode: • Dòng đỉnh qua mỗi diode: • Dòng trung bình qua mỗi SCR: • Điện áp ngược cực đại đặt lên mỗi SCR: taiMDIODEM II _1_ = 2 _ 1_ taiAV DIODEAV I I = nguonMDIODERM VV _1_ 2= 2. CHỈNH LƯU TOÀN KỲ 11:28 AM 90 u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO α o Tải R (SCR) 3. CHỈNH LƯU CẦU BÁN PHẦN S1, D1 S2, D2 AFBF vv −= U R S1 S2 D2 D1 A B D1 D2 S2 S1 R U B A 11:28 AM 91 u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO α o Tải R (SCR) 3. CHỈNH LƯU CẦU BÁN PHẦN S1, D1 S2, D2 U R S1 S2 D2 D1 A B D1 D2 S2 S1 R U B A AFBF vv −= 11:28 AM 92 u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO α o Tải R (SCR) 3. CHỈNH LƯU CẦU BÁN PHẦN α S1, D1 S2, D2 U R S1 S2 D2 D1 A B D1 D2 S2 S1 R U B A AFBF vv −= 11:28 AM 24 93 u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO α o Tải R (SCR) 3. CHỈNH LƯU CẦU BÁN PHẦN α S1, D1 S2, D2 U R S1 S2 D2 D1 A B D1 D2 S2 S1 R U B A AFBF vv −= 11:28 AM 94 u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO α o Tải R (SCR) 3. CHỈNH LƯU CẦU BÁN PHẦN α S1, D1 S2, D2 U R S1 S2 D2 D1 A B D1 D2 S2 S1 R U B A AFBF vv −= 11:28 AM 95 u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO α o Tải R (SCR) 3. CHỈNH LƯU CẦU BÁN PHẦN α S1, D1 S2, D2 U R S1 S2 D2 D1 A B D1 D2 S2 S1 R U B A AFBF vv −= 11:28 AM 96 u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO io α o Tải R (SCR) 3. CHỈNH LƯU CẦU BÁN PHẦN α S1, D1 S2, D2 U R S1 S2 D2 D1 A B D1 D2 S2 S1 R U B A AFBF vv −= 11:28 AM 25 97 u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO io α o Tải R (SCR) 3. CHỈNH LƯU CẦU BÁN PHẦN α S1, D1 S2, D2 U R S1 S2 D2 D1 A B D1 D2 S2 S1 R U B A ( )α π cos1+= MAV V V AFBF vv −= 11:28 AM 98 u ωt 6 π 3 π 2 π0 3 2π 6 5π π 6 7π 3 4π 2 3π 3 5π 6 11π π2 tVv MAF ωsin= vO io α o Tải R (SCR) 3. CHỈNH LƯU CẦU TOÀN PHẦN α S1, S2 S3, S4 S4 S1 V S3S2 R A B F E ( )α π cos1+= MAV V V AFBF vv −= 11:28 AM
Tính toán cho tải (giống toàn kỳ): • Điện thế tải trung bình: • Dòng trung bình qua tải: • Công suất trung bình trên tải: • Chú ý: khi α=0 (diode), ta có: ( )α π cos1+= MAV V V )cos1( α π +== L M L AV AV R V R V I AVAVAV IVP = L M AV M AV R V I V V ππ 2 ; 2 == 3. CHỈNH LƯU CẦU 11:28 AM
Tính toán cho tải (giống toàn kỳ): • Điện thế hiệu dụng: • Dòng hiệu dụng: • Công suất hiệu dụng: • Hệ số công suất:       +−=      +−= π α π α π α π α 2 2sin 1 22 2sin 1 2 M L M RMS I R V I       +−= π α π α 2 2sin 1 2 M RMS V V       +−=== π α π α 2 2sin 1 ii RMSRMSRMS IV IV S P pF       +−== π α π α 2 2sin 1 2 2 2 L M LRMSRMS R V RIP 3. CHỈNH LƯU CẦU 11:28 AM 26
Tính toán cho một (SCR): • Dòng đỉnh qua mỗi SCR: • Dòng trung bình qua mỗi SCR: • Điện áp ngược cực đại đặt lên mỗi SCR: taiMSCRM II _1_ = 2 _ 1_ taiAV SCRAV I I = nguonMSCRRM VV _1_ = 3. CHỈNH LƯU CẦU 11:28 AM
Nhận xét: • Mạch chỉnh lưu cầu đa phần giống mạch chỉnh lưu toàn kỳ: • Dạng sóng vào ra cho tất cả các dạng tương ứng. • Công thức tính toán trừ hiệu điện thế ngược cực đại trên một linh kiện. • Sơ đồ mạch thì khác nhau. 3. CHỈNH LƯU CẦU 11:28 AM
Ở chế độ dòng liên tục, một SCR khi được kích sẽ làm tắt một SCR đang dẫn. Ta nói là có hiện tượng trùng dẫn.
Thực tế luôn có cuộn cảm nối tiếp các mạch chỉnh lưu, có thể là tự cảm của đường dây hay của biến áp cấp điện và như vậy dòng qua chỉnh lưu không thay đổi tức thời.
Hiện tượng chuyển mạch còn gọi là sự trùng dẫn giữa 2 hay nhiều hơn chỉnh lưu nối chung anod hay catod. 4. HIỆN TƯỢNG TRÙNG DẪN 11:28 AM 104 o Trùng dẫn SCR1 của pha 1 và SCR2 của pha 2 4. HIỆN TƯỢNG TRÙNG DẪN tωα1 α2 α3 Ud I1 I1 0 I1 I1 I2I2 X1 X2 X1 U tω tω tω tω 11:28 AM 27
Khi kích SCR2, SCR1 đang dẫn dòng tải I0, giả sử không đổi trong thời gian khảo sát. Ta có sự chuyển mạch dòng tải từ SCR1 sang SCR2, có các phương trình: ; trị trung bình áp ra bị sụt giảm một lượng và góc chuyển mạch µ - tương ứng thời gian có trùng dẫn – là nghiệm của phương trình: 4. HIỆN TƯỢNG TRÙNG DẪN dt di dt di iiI 21210 −=⇒+= dt di L dt di L dt di Lvv aaa 121 21 2=−=− aa a x LX ImX U ω π ==∆ ;0 ( ) nm a V IX 2 2 coscos 0=+− µαα 11:28 AM CHỈNH LƯU BA PHA 11:28 AM