Chuong 2 chỉnh lưu điện tử công suất

9/8/2013 Trường ĐH Mỏ - Địa Chất Bộ môn Tự động hóa xí nghiệp Mỏ - Dầu Khí BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT T1 T3 T5 u2a u2b Z uT u2c T4 u u2a u2b T6 u2c T2 ud u2a u2b u2c Ud Giảng viên: TS Khổng Cao Phong Mã môn học: 4090213-4090227 Chương II CHỈNH LƯU 9/8/2013 2.1 Khái niệm - Phân loại Khái niệm Ứng dụng Phân loại 2.1 Khái niệm - Phân loại Khái niệm Ứng dụng Phân loại Theo số pha: Mạ điện, truyền tải Chỉnh lưu thiết bị •CL pha điện để chiều cao dùngmột biến đổi CL áp •… điện xoay nguồn ba pha •CL n pha chiều thành nguồn điện chiều, Theo dạng sóng cung cấp cho phụ kỳ •CL nửa chu tải •mộthai nửa chu kỳ CL chiều Theo khả điều khiển •CL khơng điều khiển •CL có điều khiển •CL bán điều khiển 9/8/2013 2.2 Tính chất uCL iCL ud thời chỉnh lưu Điện áp tức =U d +uδ T T Thành phần xoay chiều điện áp chỉnh lưu 1 Ud bình điện áp u ( θ) Giá trị trung = T ∫ ud ( t ) dt = chỉnhd lưudθ 2π ∫ 0 2.2 Tính chất uCL iCL i d =I d +i δ uL =L Id = di d =ud - ( Ri d +E ) dt U d -E R I δ( n ) = U δ( n ) R+ωδ( n ) L L → ∞ : I δ( n ) → 0; i d =I d 9/8/2013 2.3 Chỉnh lưu hình tia Sơ đồ chỉnh lưu hình tia khơng điều khiển u1 =U m sin ( θ )  2π  u3 =U m sin  θ −  m    2π  2π  u2 =U m sin  θ −  un =U m sin  θ − ( n-1)  m m   2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu pha Tải trở (R) Tải trở - cảm (R-L) Tải trở - cảm – Sđđ (R-L-E) u2 = 2U sin ( ωt ) = 2U sin ( θ ) 9/8/2013 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu pha Ud = Tải trở (R) Hoạt động Biểu thức Id = = 2π 2π ∫ 2U sin ( θ )dθ = 2U ≈ 1, 45U π 2π 2π 2U 2sin ( θ ) 1 dθ ∫ id ( θ )dθ= 2π ∫ 2π R 2U Ud = = I tb.Van πR R U ng.max =- 2U2 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu pha Tải trở - cảm (R-L) Hoạt động Biểu thức L did + R id = dt L.s.I(s)+R.I(s)= 2U2 id = U S in ω t X=ω.L=Zsin ( ϕ ) ω s +ω2 θ=ω.t 2U2  Sin ( θ-ϕ) +Sin ( ϕ) e Z  Z= R +X R - θ X     ωL  ϕ=arctg    R  9/8/2013 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu pha Tải trở - cảm (R-L-D0) Hoạt động Biểu thức 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu pha Tải trở - cảm – Sđđ Hoạt động Biểu thức u d =L di d +R d i d +E dt  2U sin ( θ )  ud =  0  khi: i d >0 khi: i d =0 9/8/2013 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu hai pha u21 = 2U sin ( ωt ) = 2U sin ( θ ) u22 = 2U sin ( ωt-π ) = -u21 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu hai pha Hoạt động 9/8/2013 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu hai pha Biểu thức 2π Ud = = π 1 ∫ ud dθ= π ∫ 2U2Sin ( θ) dθ 2π 0 2U =0.9U2 π 2π I Diode =I tb.van Id = Ud 2U2 0,9U2 = ≈ R πR R Id = Ud − E 2U − E 0,9U2 − E = ≈ R πR R Id = ∫ i Diodedπ= 2π (R-L) (R-L-E) 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu ba pha u2A = 2U sin ( ωt )  2π  u2B = 2U2 sin  ωt-     4π  u2C = 2U sin  ωt-    9/8/2013 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu ba pha Hoạt động 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu ba pha Biểu thức Ud =  π  6U 2U sin   = ≈ 1,17U 2π π 3 Id = U d 6U 1,17U = ≈ ; R πR R Id = U d -E 6U -E 1,17U -E = ≈ ; R πR R I Diode =I tb.van = Id ; (R-L) (R-L-E) 9/8/2013 2.3 Chỉnh lưu hình tia Biểu thức tổng qt CL khơng điều khiển Chỉnh lưu m pha π π + m Ud = π m m 2U2 ∫π 2U2 sin ( θ)dθ = π sin  m  2π π   − m Id = Ud ; R (R-L) Id = U d -E ; R (R-L-E) 2.3 Chỉnh lưu hình tia Sơ đồ chỉnh lưu hình tia có điều khiển  2π  un =U m sin  θ − ( n-1)  m  Thời điểm chuyển mạch tự nhiên Góc điều khiển mở 10 9/8/2013 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu pha Hoạt động Góc điều khiển Xung điều khiển 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu pha Biểu thức L did + Rid = 2U2Sin ( ωt + α ) dt id = [ 2U Sin (θ + α − ϕ ) − Sin (α − ϕ ).e −θctgϕ Z Z = R + X2 ; X=ωL; ϕ=arctag ] ωL R 11 9/8/2013 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu hai pha u21 = 2U2 sin ( ωt ) = 2U sin ( θ ) u22 = 2U2 sin ( ωt-π ) = -u21 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu hai pha 12 9/8/2013 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu ba pha T1 T2 T3 Z u2A = 2U sin ( ωt ) u2A u2B ud u2C  2π  u2B = 2U2 sin  ωt-     4π  u2C = 2U sin  ωt-    2.3 Chỉnh lưu hình tia Chỉnh lưu ba pha 13 9/8/2013 2.3 Chỉnh lưu hình tia Biểu thức tổng quát π π + +α m Ud = m 2π π ∫ π − +α m 2U sin ( θ )dθ = π m 2U sin   cos ( α ) π m = U d0 cos ( α ) Id = Ud ; R (R-L) Id = U d -E ; R (R-L-E) 2.3 Chỉnh lưu hình tia Chế độ nghịch lưu phụ thuộc Chế độ chỉnh lưu Chế độ nghịch lưu P ud id P=U d I d >0