CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU doc

CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU.MỤC TIÊU THỰC HIỆN: „ Nắm được các kiểu mạch điều chỉnh điện áp xoay chiều căn bản một pha và 3 pha „ Hiểu được nguyên lý hoạt động của các kiểu

CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU.

MỤC TIÊU THỰC HIỆN:

„ Nắm được các kiểu mạch điều chỉnh điện áp xoay

chiều căn bản một pha và 3 pha

„ Hiểu được nguyên lý hoạt động của các kiểu mạch

điều chỉnh điện áp xoay chiều

Khái quát chung

Bộ biến đổi điện áp xoay chiều được sử dụng để thay đổi trị hiệu dụng của điện áp ngõ ra

Nó được mắc vào nguồn xoay chiều dạng Sin với tần số

và trị hiệu dụng không đổi và tạo ở ngõ ra điện áp xoay

chiều có cùng tần số nhưng trị hiệu dụng điều khiển được

Do đó, bộ biến đổi điện áp xoay chiều có tính năng

giống như máy biến thế điều khiển sơ cấp Điện áp đáp ứng

ở ngõ ra thay đổi nhanh và liên tục

4.4 Bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều 1 pha dùng SCR

Bộ điều chỉnh điện áp cung cấp gồm hai SCR giống nhau đấu song song như ngược chiều nhau, tuỳ thuộc vào điện

áp kích mở cổng cho SCR sớm hay trễ mà ta có điện áp trung bình cấp cho tải thay đổi được.

u

Bộ điều chỉnh điện áp cung cấp gồm một SCR mắc ngang cầu diode, tuỳ thuộc vào điện áp kích mở cổng cho SCR sớm hay trễ mà ta có điện áp trung bình cấp cho tải thay đổi được

Ở bán kỳ dương, giả sử UA > UB khi SCR được kích dẫn

sẽ cho dòng điện đi từ A – D1 – SCR – D3 – B cấp cho tải

Ở bán kỳ âm, UA < UB khi SCR được kích dẫn sẽ cho dòng điện đi từ tải vào B – D4 – SCR – D2 – A

* Trường hợp tải R:

- Khi V1 mở thì 1 phần của nửa chu kỳ dương điện áp nguồn đặt lên mạch tải

- Khi V2 mở thì một phần của nửa chu kỳ âm của u được đặt lên mạch tải

π θ

α π

π θ

α

θ 2

sin 2

≤

≤ +

≤

≤

=

R

U

it

Dòng điện tải:

• Trị hiệu dụng của điện áp trên tải:

• Trị hiệu dụng của dòng tải:

• Công suất tác dụng cung cấp cho mạch tải:

• Như vậy, bằng cách làm biến đổi góc α từ 0 đến Π, người

ta có thể điều chỉnh được công suất tác dụng từ trị cực đại

P = U2/R đến 0

π

π

2 sin 2

2 sin

2

U t

π

α α

π

2

2 sin 2

2 − +

=

R

U

It

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ − +

=

=

π

α α

π

2

2 sin 2

2

2

R

U I

U

Pt t t

Trường hợp tải RL:

Khi θ = α, SCR1 dẫn dòng ta có phương trình:

Nghiệm của nó là:

Trong đó

⎥

⎥

⎦

⎤

⎢

⎢

⎣

⎡

−

−

− +

θ

ϕ α

ϕ α

Z

U

) sin(

2 = θ + α

+ R i U dt

di

L t t

( )

R

L tg

L R

Z

ω ϕ

ω

=

+

II Sơ đồ điều chỉnh điện áp xoay chiều 3 pha:

- Gồm 3 cặp SCR song song ngược Mỗi cặp nối tiếp với một pha tải

- Mạch tải có thể đấu kiểu “Y” hoặc “Δ”

1. Trường hợp tải trở đấu Y:

Giả thiết điện áp nguồn là đối xứng:

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ −

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ −

=

=

3

4 sin

2

3

2 sin

2

sin 2

π θ

π θ

θ

U u

U u

U u

c b a

1. Trường hợp tải R-L đấu Y:

Xét dòng điện tải pha a: các điện áp liên quan đến pha a:

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ −

=

−

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ +

=

−

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ +

=

−

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ +

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ − +

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ −

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ −

−

=

−

=

=

6

π ωt

Usin 6

u u

u

6

π ωt

Usin 6

u u

u

6

π ωt

Usin 6

u u

u

6

π ωt

Usin 6

2

π 3

π ωt

Usin

6 3

π ωt

Ucos 6

3

2 π θ

Usin 2

Usin θ 2

u u

u

Usin θ 2

u

c a

ac

b a

ab

b a

ab

b a

ab a

Trường hợp tải R-L đấu Δ:

Biểu thức của các điện áp dây:

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ −

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ −

=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ +

=

6

7 sin

6

2

sin 6

6

sin 6

π θ

π θ

π θ

U u

U u

U u

c b ab

Quan hệ giữa dòng điện dây và các dòng điện pha:

bc ca

a

ab bc

b

ac ab

a

i i

i

i i

i

i i

i

−

=

−

=

−

=