Bài giảng Điện tử công suất - Chương 4, Phần 4: Biến đổi điện AC ba pha bất đối xứng

11 CHƯƠNG 4: BIẾN ĐỔI AC BA PHA o GIỚI THIỆU o BIẾN ðỔI AC BA PHA BẤT ðỐI XỨNG 1. Biến ñổi AC ba pha tải mắc sao 2. Biến ñổi AC ba pha tải mắc tam giác o ỨNG DỤNG 2
Bộ điều chỉnh AC 3 pha gồm 3 bộ điều chỉnh AC 1 pha bất đối xứng nối với nhau và sử dụng nguyên tắc điều khiển pha.
Bộ biến đổi AC ba pha bất đối xứng được ứng dụng cho các tải trở và không cần thay đổi thời hằng lớn. BIẾN ðỔI AC 3 PHA BẤT ðỐI XỨNG 3 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Sơ ñồ nguyên lý Mạch có 3 SCR ở bán kỳ dương và 3 diode ở bán kỳ âm ca b ZA ZB ZC S1 S3 S5 D4 D6 D2 A B C N 4 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO tVv Man ωsin=       −= 3 2 sin π ωtVv Mbn       +=      −= 3 2 sin 3 4 sin π ω π ω tVtVv MMcn       += 6 sin3 π ωtVv MAB       −= 6 sin3 π ωtVv MAC       −= 2 sin3 π ωtVv MBC o Nguồn cung cấp 25 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 1: khi 0<α<60o uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω 6 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 1: khi 0<α<60o uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω 7 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 1: khi 0<α<60o uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω 8 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 1: khi 0<α<60o uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω 39 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 1: khi 0<α<60o uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω 10 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 1: khi 0<α<60o uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω 11 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 1: khi 0<α<60o uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω 2/1 2/1 8 sin 43 1 3 8 sin 43 1 2 3             +−=             +−= ααπ π ααπ π M MRMS V VV 12 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 2: khi 60o <α<120o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 413 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 2: khi 60o <α<120o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 14 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 2: khi 60o <α<120o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 15 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 2: khi 60o <α<120o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 16 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 2: khi 60o <α<120o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 517 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 2: khi 60o <α<120o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 18 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 2: khi 60o <α<120o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 19 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 2: khi 60o <α<120o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 20 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 2: khi 60o <α<120o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 621 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 2: khi 60o <α<120o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 2/1 224 1111 3             −= απ ππ S V 2/1 224 111 2 3             −= απ π MRMS VV 22 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 3: khi 120o <α<180o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is 6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 23 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 3: khi 120o <α<180o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is 6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 24 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 3: khi 120o <α<180o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is 6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 725 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 3: khi 120o <α<180o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is 6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 26 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 3: khi 120o <α<180o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is 6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 27 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC HÌNH SAO o Các kiểu ñiều khiển: • Trường hợp 3: khi 120o <α<180o 6 π 3 π 2 π 3 2π 6 5π π tω tω tω tω tω tω tω uAN α is1 is2 is3 is4 is5 S3 S1 is 6 S5 D6 D4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 S1 S3 D4 S5 D6 0 uBN uCN u D2 D2 S5 D6 S6 uAB/2 S5 uAC/2 2/1 16 2cos3 16 2sin 224 71 3                 −+−= αααπ π SRMS VV 28 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC TAM GIÁC o Sơ ñồ nguyên lý Mạch có 3 SCR ở bán kỳ dương và 3 diode ở bán kỳ âm ∼ ∼∼ S1 S3 S5 D4 D6 D2 A B C ZA ZB ZC b a c 829 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC TAM GIÁC o Nguyên lý hoạt ñộng • Phân giải tương tự các trường hợp trước • Nếu ba linh kiện cùng dẫn, dòng điện pha a cho: • Nếu hai linh kiện cùng dẫn còn đầu kia bị hở dòng điện pha a cho:       −=−= 6 sin3 π ωtIiii Mcaaba 2 ab bcca i ii −== tIt I iii M M caaba ωω sin5,1sin 2 3 ==−= 30 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC TAM GIÁC o Nguyên lý hoạt ñộng ∼ ∼∼ S1 D6 D2 A B C ZA ZB ZC b a c ia ib ic Khi ba linh kiện cùng dẫn. (Một SCR và hai diode) 31 1. BIẾN ðỔI AC TẢI MẮC TAM GIÁC o Nguyên lý hoạt ñộng Khi hai linh kiện cùng dẫn. (Một SCR và một diode) ∼ ∼∼ S1 D6 A B C ZA ZB ZC b a c ia ib ic=0 32 ỨNG DỤNG ðIỀU KHIỂN ÁP AC o Điều chỉnh độ sáng đèn tim đốt: VR C đèn UAC o Trong dân dụng điều khiển pha còn dùng cho các bộ biến đổi điện áp giảm áp chất lượng thấp vì áp ra sẽ thay đổi theo tải và không có dạng sin các bộ giảm áp này thích hợp cho tải trở. 933 ỨNG DỤNG ðIỀU KHIỂN ÁP AC o Điều khiển động cơ không đồng bộ: Điều khiển AC Lưới nguồn Bộ điều khiển ∑ CB Động cơ KĐB CT o Có hai ứng dụng quan trọng: khởi động động cơ và điều chỉnh tốc độ động cơ: • Điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ • Khởi động động cơ không đồng bộ 34 BIẾN ðỔI ðIỆN DC KẾT THÚC CHƯƠNG IV