Bài giảng Điện tử công suất - Chương 4, Phần 2: Biến đổi điện AC ba pha tải mắc hình sao

11 CHƯƠNG 4: BIẾN ĐỔI AC BA PHA o GIỚI THIỆU o BIẾN ðỔI AC BA PHA 1. Biến ñổi AC ba pha tải mắc hình sao 2. Ba cách ñiều khiển sóng ra 2 GIỚI THIỆU
Bộ điều chỉnh AC 3 pha gồm 3 bộ điều chỉnh AC 1 pha nối với nhau và sử dụng nguyên tắc điều khiển pha.
Có nhiều cách nối tùy theo các bộ cấp điện 3 pha nối hình sao hay tam giác vào tải, sử dụng TRIAC hay SCR. 3 BIẾN ðỔI AC BA PHA Các dạng mạch biến đổi AC ba pha: ∼ ∼∼ ZA ZB ZC S1 S3 S5 S4 S6 S2 a b c ∼ ∼∼ S1 S3 S5 S4 S6 S2 a b c ZA ZB ZC 4 BIẾN ðỔI AC BA PHA ∼ ∼∼ ZA ZB ZC S4 S3S1 S5 S6 S2 a b c ZC ∼ ∼∼ ZA ZB S4 S3S1 S5 S6 S2 a b c ∼ ∼∼ ZA ZB ZC T1 T2 T3 a b c ∼ ∼∼ ZA ZB ZC T1 T2 T3 a b c ∼ ∼∼ ZA ZB ZC T1 T2 T3 a b c Các dạng mạch biến đổi AC ba pha: 25 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Tải thuần trở: ca b ZA ZB ZC S1 S3 S5 S4 S6 S2 A B C N • Sơ đồ nguyên lý: 6 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Bảng hoạt ñộng: ðường dây dẫn ñiện ðường dây không dẫn ñiện ðiện thế ngõ ra Pha (van) Dây (vab) Tất cả Không có A, B C B, C A C,A B Không Tất cả 7 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Bảng hoạt ñộng: ðường dây dẫn ñiện ðường dây không dẫn ñiện ðiện thế ngõ ra Pha (van) Dây (vab) Tất cả Không có VAB/ =VAN vAB A, B C ½ vAB vAB B, C A 0 ½ vCB C,A B ½ vAC ½ vAC Không Tất cả 0 0 3 8 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Tìm nguồn giửa hai dây: 4 sin sin 3 2 2 cos sin 3 3 3 cos 2 6 3 cos 6 2 3 sin 6 ac an cn M M M M M M V V V V t V t V t V t V t V t π ω ω π π ω π π ω π π ω π ω   = − = − −        = −           = − +         = − −        = −    39 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Tương tự cho Vab: 2 sin sin 3 3 sin 6 ab an bn M M M V V V V t V t V t π ω ω π ω   = − = − −      = +    10 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Nguồn cho các pha: tVv Man ωsin=       −= 3 2 sin π ωtVv Mbn       −= 3 4 sin π ωtVv Mcn       += 6 sin3 π ωtVv MAB       −= 6 sin3 π ωtVv MAC       −= 2 sin3 π ωtVv MBC 11 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO • Hoạt động của mạch: • Các SCR được kích lần lượt theo thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6 cách nhau 600. • Khi có 3 SCR cùng dẫn, điện thế mỗi pha của tải van=vbn=(Vab/ ); xem VSCR = 0 khi dẫn. 3 • Khi có 2 SCR cùng dẫn, VD: khi A và B cùng dẫn thì điện thế của tải bằng: và sớm pha 300 so với van ; và chậm pha 300 so với van ; vBO = vbo = 0. 22 abAB ao vv v == 12 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp ba SCR dẫn: S1 S4 S3 S5 S6 S2 A1 B1 a b c ZA ZB ZC N S5 S6 Dẫn S1 413 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp ba SCR dẫn: N S4 S3 S5S1 S6 S2 A1 B1 C1 a b c ZA ZB ZC S6 S1 Dẫn S2 14 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp ba SCR dẫn: S1 N S4 S3 S5 S6 S2 A1 B1 C1 a b c ZA ZB ZC S1 S2Dẫn S3 15 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp ba SCR dẫn: S1 S4 S3 S6 S5 A1 B1 C1 a b c ZA ZB ZC N S2 S3 Dẫn S4 S2 16 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp ba SCR dẫn: S1 S4 S3 S5 S6 S2 A1 B1 C1 a b c ZA ZB ZC N S3 S4 Dẫn S5 517 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp ba SCR dẫn: S1 S4 S3 S5 S6 S2 A1 B1 a b c ZA ZB ZC C1 N S4 S5 Dẫn S6 18 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp có 2 SCR dẫn: S1 S4 S3 S5 S6 S2 A1 B1 a b c ZA ZB ZC N S1 S2Dẫn 19 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp có 2 SCR dẫn: S1 S4 S3 S5 S6 S2 A1 B1 a b c ZA ZB ZC C1 N S3 S2Dẫn 20 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp có 2 SCR dẫn: S1 S4 S3 S5 S6 S2 A1 B1 C1 a b c ZA ZB ZC N S3 S4Dẫn 621 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp có 2 SCR dẫn: C1 S1 S4 S3 S5 S6 S2 A1 B1 a b c ZA ZB ZC N S5 S4 Dẫn 22 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp có 2 SCR dẫn: S1 S4 S3 S5 S6 S2 A1 B1 C1 a b c ZA ZB ZC N S5 S6Dẫn 23 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các trường hợp có 2 SCR dẫn: C1 S1 ZA N S4 S3 S5 S6 S2 A1 B1 a b c ZB ZC S1 S6 Dẫn 24 • Bảng hoạt ñộng ðường daây dẫn Ñöôøng daây khoâng daãn Ñieän theá ra van Ñieän theá ra vab Taát caû khoâng Van= vab/ vab a,b c 1/2vab vab b,c a 0 1/2vac c,a b 1/2vac 1/2vac khoâng Taát caû 0 vac 725 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA tω uAN π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 iS6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 uBN uCNu tω tω tω tω tω tω o Dạng sóng ba pha vào: +π/6 -π/6 26 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu tω uAN π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 iS6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 uBN uCNu tω tω tω tω tω tω o Dạng sóng UAB/2 vào : +π/6 -π/6 27 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 iS6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 uBN uCNu tω tω tω tω tω tω o Dạng sóng UAC/2 vào: +π/6 -π/6 28 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X3 X1 iS6 X5 X6 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 S5 S6 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Xung kích ba pha: 829 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 iS6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 uBN uCNu tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 30 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 iS6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 uBN uCNu tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 31 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X1 iS6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 uBN uCNu tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 32 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X1 iS6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 uBN uCNu tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 933 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X1 iS6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 34 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X1 iS6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 35 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X3 X1 iS6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 36 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X3 X1 iS6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 10 37 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X3 X1 iS6 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 38 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X3 X1 iS6 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 39 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X3 X1 iS6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 40 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X3 X1 iS6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 11 41 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X3 X1 iS6 X5 X6 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 S5 S6 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 42 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X3 X1 iS6 X5 X6 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 S5 S6 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: 43 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π iS1 iS2 iS3 iS4 iS5 X3 X1 iS6 X5 X6 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 S5 S6 uBN uCNu S2X2 tω tω tω tω tω tω o Trường hợp 0<α<π/3: π α π α α α π π 4 2sin3 2 3 1 2 2 2sin 4 3 2 1 +−=             −−= M MORMS V VV 44 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/3<α<π/2: 2 ABu2 ACu tω uAN α π/2 π is1 is2 is3 is4 is5 is6 X6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S6 uBN uCNu tω tω tω tω tω tω 12 45 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/3<α<π/2: 2 ABu2 ACu tω uAN α π/2 π is1 is2 is3 is4 is5 is6 X6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S6 uBN uCNu S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 46 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/3<α<π/2: 2 ABu2 ACu tω uAN α π/2 π is1 is2 is3 is4 is5 is6 X6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S6 uBN uCNu S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 47 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/3<α<π/2: 2 AC u2 AB u tω uAN α π/2 π is1 is2 is3 is4 is5 X1 is6 X6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S6 uBN uCNu S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 48 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/3<α<π/2: tω uAN α π/2 π is1 is2 is3 is4 is5 X1 is6 X6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S6 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 AC u2 AB u 13 49 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/3<α<π/2: tω uAN α π/2 π is1 is2 is3 is4 is5 X3 X1 is6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 AC u2 AB u 50 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/3<α<π/2: tω uAN α π/2 π is1 is2 is3 is4 is5 X3 X1 is6 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 AC u2 AB u 51 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/3<α<π/2: 2 ABu 2 ACu tω uAN α π/2 π is1 is2 is3 is4 is5 X3 X1 is6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 52 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/3<α<π/2: tω uAN α π/2 π is1 is2 is3 is4 is5 X3 X1 is6 X5 X6 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 S5 S6 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 AC u2 AB u 14 53 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/3<α<π/2: tω uAN α π/2 π is1 is2 is3 is4 is5 X3 X1 is6 X5 X6 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 S4 S5 S6 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω         ++= αα π π 2cos 4 3 2sin 4 3 34 3 MORMS VV 2 AC u2 AB u 54 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/2<α<5π/6: tω 2 ABu 2 ACu uAN α π/2 π IS1 IS2 IS3 IS4 IS5 X3 S1 IS6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 55 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/2<α<5π/6: tω uAN α π/2 π IS1 IS2 IS3 IS4 IS5 X3 S1 IS6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 ABu 2 ACu 56 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/2<α<5π/6: tω uAN α π/2 π IS1 IS2 IS3 IS4 IS5 X3 S1 IS6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 ABu 2 ACu 15 57 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/2<α<5π/6: tω uAN α π/2 π IS1 IS2 IS3 IS4 IS5 X3 S1 IS6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 ABu 2 ACu 58 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/2<α<5π/6: tω uAN α π/2 π IS1 IS2 IS3 IS4 IS5 X3 S1 IS6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 ABu 2 ACu 59 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/2<α<5π/6: tω uAN α π/2 π IS1 IS2 IS3 IS4 IS5 X3 S1 IS6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 ABu 2 ACu 60 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/2<α<5π/6: tω uAN α π/2 π IS1 IS2 IS3 IS4 IS5 X3 S1 IS6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 ABu 2 ACu 16 61 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/2<α<5π/6: tω uAN α π/2 π IS1 IS2 IS3 IS4 IS5 X3 S1 IS6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 ABu 2 ACu 62 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/2<α<5π/6: tω uAN α π/2 π IS1 IS2 IS3 IS4 IS5 X3 S1 IS6 X5 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X1 S3 S4 S5 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω 2 ABu 2 ACu 63 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Trường hợp π/2<α<5π/6: tω uAN α π/2 π IS1 IS2 IS3 IS4 IS5 X3 S1 IS6 X5 X6 X4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X1 S3 S4 S5 S6 uBN uCNu S2X2 S5 S6X6 tω tω tω tω tω tω         +−= αα π π 2cos 4 33 3 2 51 2 M ORMS V V 2 ABu 2 ACu 64 2. BA CÁCH ðIỀU KHIỂN SÓNG RA o Quan hệ giửa công suất và góc kích: 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 140 P% α120 α P% α P% 0 100 90 29,3 20 98,6 100 18,1 30 95,6 110 9,7 40 90,2 120 4,3 50 81,8 130 1,3 60 70,6 140 0,1 70 57,16 150 0 80 42,8 17 65 BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC TAM GIÁC