Tiểu luận môn học thiết kế hệ thống điện chuyên đề thiết kế bộ chỉnh lưu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ TIỂU LUẬN MÔN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU Họ tên GVHD : ThS.Phan Thanh Hồng Anh Nhóm thực : Nhóm Họ tên SV : - Đoàn Hà Phúc Lâm - Vũ Quốc Thắng - Nguyễn Minh Đức - Lê Thành Đạt Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện Lớp : DH21DC Vũng Tàu, tháng 03 năm 2023 Tiểu luận môn học GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1.Thái độ tác phong nhận thức trình thực hiện: 2.Hình thức, thể thức trình bày: Kiến thức chuyên môn: Đánh giá khác: Đánh giá kết quả: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ThS Phan Thanh Hoàng Anh Trang Tiểu luận môn học GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu đưa môn học điện tử công suất vào trương trình giảng dạy Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên mơn – Thầy Phan Thanh Hồng Anh dạy dỗ, truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt thời gian học tập vừa qua Trong thời gian tham gia lớp học thầy, em có thêm cho nhiều kiến thức bổ ích, tinh thần học tập hiệu quả, nghiêm túc Đây chắn kiến thức quý báu, hành trang để em vững bước sau Vũng Tàu, ngày 10 tháng năm 2023 Nhóm thực Nhóm Trang Tiểu luận môn học *mục GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh lục CHƯƠNG MỞ ĐẦU 0.1 Đặt vấn đề 0.2 Phương pháp nghiên cứu .2 0.3 Tính cần thiết chuyên đề .2 0.4 Mục tiêu, nhiệm vụ giới hạn chuyên đề CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Bộ chỉnh lưu 1.1.1 Chỉnh lưu không điều khiển: Diode 1.1.2 Chỉnh lưu có điều khiển: SCR thyristor 1.2 Chỉnh lưu pha 1.2.1 Chỉnh lưu bán kỳ 1.2.2 Chỉnh lưu toàn kỳ 1.3 Chỉnh lưu pha 1.3.1 Chỉnh lưu tia 1.3.2 Chỉnh lưu cầu toàn phần .9 1,3.3 Chỉnh lưu cầu bán phần 10 CHƯƠNG 2: (NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI) 25 2.1 Chỉnh lưu bán kỳ 25 2.1.1 Tính tốn cho tải (Diode) 25 2.1.2 Tính tốn cho tải (SCR) 25 2.2 Chỉnh lưu toàn kỳ 28 2.2.1 Tính tốn cho tải (Diode) 28 2.2.2 Tính toán cho tải (SCR) 33 CHƯƠNG 3: (NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI) 72 3.1 Giới thiệu chỉnh lưu cầu .72 3.1.1 Khái niệm 33 3.1.2 Phân loại 33 3.2 Chức ứng dụng chỉnh lưu cầu 73 3.2.1 Nguyên lý hoạt động 73 3.2.2 Ứng dụng 73 Trang Tiểu luận môn học GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh 3.2.3 Ưu nhược điểm chỉnh lưu cầu 74 3.3 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 74 CHƯƠNG 4: Bộ chỉnh lưu 96 4.1 Mơ hình phần cứng 96 4.2 Các linh kiện mạch 96 4.3 Chức linh kiện 97 CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CHUYÊN ĐỀ 112 5.1 Kết luận 112 5.1.1 Những vấn đề đạt 112 5.1.2 Các mặt tồn 112 5.2 Hướng phát triển chuyên đề 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang Tiểu luận môn học GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh CHƯƠNG: MỞ ĐẦU 0.1 Đặt vấn đề Trên giới, nhờ vào khoa học phát triển tiến mà tạo dòng điện để phục vụ đáp ứng nhu cầu thuận lợi cho người.Tuy nhiên, để tạo dòng điện phù hợp với thiết bị điện tử, mà nhà khoa học tìm tịi tạo chỉnh lưu để kiểm sốt, điều chỉnh dịng điện phù hợp với thiết bị 0.2 Phương pháp nghiên cứu Sơ đồ mạch chỉnh lưu - Bộ chỉnh lưu cho phép chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dịng điện chiều (DC) thơng qua diode để biến dòng điện phù hợp thiết bị điện tử 0.3 Tính cần thiết chuyên đề - Nhờ vào chỉnh lưu cho phép biến đổi dòng điện xoay chiều thành chiều giúp người sử dụng dịng điện phù hợp với thiết bị điện tử 0.3 Mục tiêu, nhiệm vụ giới hạn chuyên đề - Mục tiêu: nhằm tạo dòng điện phù hợp thiệt bị điện tử - Nhiệm vụ: biến dòng điện xoay chiều thành dịng điện chiều Trang Tiểu luận mơn học GVHD: ThS.Phan Thanh Hoàng Anh CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Bộ chỉnh lưu 1.1.1 Bộ chỉnh lưu không điều khiển: Diode - Mạch chỉnh lưu thông thường không sử dụng diode để biến đổi dòng điện 1.1.2 Bộ chỉnh lưu có điều khiển: SCR Thyristor - Trong mạch chỉnh lưu thường sử dụng diode bán dẫn dùng để điều khiển dòng điện đèn chỉnh lưu thủy ngân linh kiện khác 1.2 Bộ chỉnh lưu pha 1.2.1 Bộ chỉnh lưu bán kỳ -Một mạch chỉnh lưu bán kỳ nửa chu kỳ dương âm dễ dàng ngang qua diode, nửa bị khóa, tùy thuộc vào chiều lắp đặt diode Vì có nửa chu kỳ chỉnh lưu, nên mạch chỉnh lưu nửa sóng có hiệu suất truyền cơng suất thấp Mạch chỉnh lưu nửa sóng lắp diode bán dẫn mạch nguồn pha 1.2.2 Bộ chỉnh lưu toàn kỳ -Mạch chỉnh lưu toàn kỳ biến đổi hai thành phần cực tính dạng sóng đầu vào thành chiều Do có hiệu suất cao Tuy nhiên mạch điện điểm biến áp người ta cần đến diode thay mạch chỉnh lưu nửa sóng Điều có nghĩa đầu cực điện áp cần đến diode để chỉnh lưu, thí dụ cho trường hợp điểm X dương, cho trường hợp điểm X âm Đầu cịn lại cần xác thế, kết phải cần đến diode Các diode dùng cho kiểu nối gọi cầu chỉnh lưu 1.3 Bộ chỉnh lưu pha 1.3.1 Bộ chỉnh lưu tia Là mạch biến đổi điện áp xoay chiều pha thành điện áp chiều dùng thyristor Điện áp trung bình ngõ điều chỉnh cách thay đổi thời gian đóng, mở thyristor - 1.3.2 Bộ chỉnh lưu cầu toàn phần 1.3.3 Bộ chỉnh lưu cầu bán phần Các chỉnh lưu pha nửa sóng sử dụng để chuyển đổi nguồn AC ba phần thành nguồn DC Ở đây, công tắc diode, chúng cơng tắc khơng kiểm sốt Điều có nghĩa khơng có cách để kiểm sốt thời gian bật tắt công tắc Trang Tiểu luận mơn học GVHD: ThS.Phan Thanh Hồng Anh CHƯƠNG Nội dung 2.1 Chỉnh lưu bán kỳ 2.1.1 Tính tốn cho tải (Diode) * - Tại R: V V Điện tải trung bình: V AV = 2πM (1+cosα ); V AV = πM VM - Dịng trung bình qua tải: I AV = 2πRL P - Công suất trung bình tải: - Điện hiệu dụng: V RMS= 2M AV =V AV I VM (1+cosα ); I AV = π RL AV V V - Dòng hiệu dụng: I RMS= M = RL Trang IM Tiểu luận mơn học GVHD: ThS.Phan Thanh Hồng Anh - Công suất hiệu dụng: PRMS=I2RMS RL -Hệ số công suất: cos∅= P V = RMS RMS I RMS √ ViIi S = -Tính tốn cho (Diode): + Dòng đỉnh qua Diode: I M =I ¿1 Diode + Dịng trung bình qua Diode: đặt lên SCR: V RM1 =V Diode I AV M tai =I Diode AV tai +Điện áp ngược cực đại Mnguon 2.1.2 Tính tốn cho tải (SCR) * - Tại R: V Điện áp tải trung bình: V AV = 2πM (1+cosα ) V - Dịng trung bình qua tải: I AV = AV = RL VM (1+ cosα) 2π RL Trang Tiểu luận mơn học GVHD: ThS.Phan Thanh Hồng Anh - Cơng suất trung bình tải: P AV - Chú ý: α=0 (diode), ta có: V AV = =I VM V AV ;I AV AV VM = π RL π V - Điện hiệu dụng: V RMS= 2M √¿¿) VM - Dòng hiệu dụng: I RMS = α RL (1− π 1/ 2π ) = + V RMS2 - Công suất hiệu dụng: PRMS=IRMS RL= R P V RMS IM sin2 α RMS I α V M2 (1− RL S = - Tính tốn cho một(SCR): I =I + Dịng đỉnh qua SCR: + Dịng trung bình qua SCR: M ¿1 SCR I AV M tai =I SCR +Điện áp ngược cực đại đặt lên SCR: V * Tại L RM1 =V SCR Mnguon AV tai + ) ) π RMS Vi Ii /2 sin α π √ -Hệ số công suất: cos∅= sin 2α (1− π + π = L α = √2 α (1− sin α π + π ) Tiểu luận mơn học GVHD: ThS.Phan Thanh Hồng Anh + Tính dịng tải trung bình: I AV = VM ¿ πLω + Chú ý: Khi β=π(không liên tục) VM I AV = + Chú ý: Khi β=π(dẫn liên tục) I AV = πLω πLω VM [( π−α)cosα+sinα ] [( π +cosα +2 sinα )] *Tại R-L dòng gián đoạnβ