BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT_CHƯƠNG 3 Bộ chỉnh lưu doc

Trang 1

1

Chương 3

Trang 2

Sơ đồ khối bộ chỉnh lưu khơng điều khiển

Chỉnh lưu 1 pha, 3 pha

Trang 3

3

Trang 5

5

Trang 6

Mạch chỉnh lưu diode cầu 1 pha

Mơ hìnhmạch nguồn

Trang 8

uS

Trang 9

9

Trang 11

11

Mạch chỉnh lưu diode cầu 1 pha –

Ảnh hưởng của điện cảm nguồn Ls

Giả thiết: dịng ngõ ra Id liên tục và phẳng (điện cảm Ld đủ lớn)

Trang 12

Hiện tượng chuyển mạch

Trang 13

13Hiện tượng chuyển mạchuSuLud= 0ud= usuL= 0uS

Mạch tương đương khi đang xảy ra chuyển mạch

Trang 15

15

Ảnh hưởng của dịng ngõ vào chỉnh lưu Is

Trang 16

Trang 17

17

Trang 18

Trang 19

19

Chỉnh lưu 3 pha cầu diode

Trang 21

21

Trang 23

23

Trang 24

Trang 25

25

Trang 26

Trang 27

27

Trang 28

Chỉnh lưu cĩ điều khiển

UdNgõ vào

1 hoặc 3 pha

Trang 29

29

Thyristor (SCR) & mạch điều khiển

Trang 30

Thyristor (SCR) & mạch điều khiển

Trang 32

Các mạch chỉnh lưu cĩ điều khiển thơng dụng

udTảiuan

Trang 33

33

Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển tồn phần

usud

Trang 37

37

Trang 47

47

Trang 49

49

Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển tồn phần

Trang 51

51

Trang 54

Trang 58

Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần

Trang 59

59

Trang 60

Trang 65

65

Trang 67

67

Trang 69

69

Trang 70

Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu

Ví dụ 2.12: Cho bộ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn mắc vào nguồn ac một pha

với trị hiệu dụng 220V, f=50Hz Tải RLE với R=1, giả thiết dòng điện tải liên tục với L

lớn vô cùng làm dòng tải phẳng với độ lớn Id=20A Cho biết góc điều khiển0

120

, vẽ

Trang 71

71Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưuGiả thiết dòng tải liên tục, điện áp trung bình trên tải:][cos VUd  2 2 2201200 99

Sức điện động E xác định theo:

Trang 72

Chế độ dịng liên tục và chế độ dịng gián đoạnĐiện áp chỉnh lưu ud gồm thành phần một chiều Ud và thành phần xoay chiều ud :dddu U u Thành phần ud làm áp chỉnh lưu nhấp nhơ Tương tự, dịng chỉnh lưu id cũng bao gồm thành phần một chiều Id và thành phần xoay chiều id :dddi  Ii 

Thành phần id làm dịng chỉnh lưu (dịng tải) nhấp nhơ và cĩ thể bị gián đoạn

Trang 73

73

Chế độ dịng liên tục và chế độ dịng gián đoạnVí dụ: Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha tải RLE hoạt động ở chế độ dịng gián đoạn

Trang 74

Chế độ dịng liên tục và chế độ dịng gián đoạn

Ví dụ 2.14: Phân tích bộ chỉnh lưu bán sĩng dùng SCR với hai trường hợp tải RL và RLE.

Trang 75

75

Chế độ dịng liên tục và chế độ dịng gián đoạnKhi SCR dẫn, phương trình mạch điện sẽ là:ud=u;dtdi.Li.Rud  d  dNghiệm của phương trình có dạng:xmd.sin(x)A.eZU)x(ivới Z  R2 (L)2 ;RLarctan ;RL

Hằng số A xác định từ điều kiện ban đầu id()  0 .

Trang 76

Góclà góc tắt của thyristor và có thể xác định theo điều kiện: id() 0 .e).sin()sin(.ZU0)(imd

Góc () gọi là khoảng dẫn của thyristor.Trị trung bình điện áp chỉnh lưu:)cos.(cos2Udx.xsin.U21Udmm Trị trung bình dòng điện tải chỉnh lưu:dx).x(i21Id  d

Trang 77

77

Trang 78

Thyristor có thể kích dẫn nếu xung kích thực hiện trong điều kiện áp trên thyristor dương.

Rõ ràng điều kiện góc kíchphải thỏa mãn là:mminUE

arcsin vàmin .

Dòng điện tải trong một chu kỳ lưới có thể biểu diễn dưới dạng: 2x0xe.ARE)xsin(.ZU)x(ixmdHằng số A xác định từ điều kiện dòng qua thyristor tắt:    .eRE)sin(.ZUAm

Điện áp tải chỉnh lưu trong thời gian thyristor dẫn điện bằng điện áp nguồn và trong thời

gian dòng tải gián đoạn bằng sức điện động của tải ud=E.

Trang 79

79

Trang 80

Trang 81

81

Trang 82

Với cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển bán phần, các cơng thức tíng sụt áp do chuyển mạch, điện áp ngõ ra chỉnh lưu và gĩc chuyển mạch sẽ ra sao?

Tĩm lại, với cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển tồn phần: Sụt áp do chuyển mạch: cmd 2 sdcmURI LI

Điện áp ngõ ra chỉnh lưu: Ud Udo cos Ucm

Trang 83

83

Trang 84

Trang 85

85

Trong khoảng thời gian chuyển mạch: PnanLsu  u uTrong đĩ: aLssdiuLdt

Trang 86

Sụt áp này lặp lại mỗi khoảng / 3, do đĩ, sụt áp trung bình trong 1 chu kỳ lưới là: 3cmdsdcmURI LICĩ thể chứng minh được: 2sin222aancnacLLsdiuuuUtLdt

Trang 87

87

Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch

Làm giảm điện áp chỉnh lưu ra trên tải

ddcmdcm d

U U   U U   R I

Trang 88

Hạn chế phạm vi điều khiển gĩc kích:

Trang 89

89

Bỏ qua hiện tượng chuyển mạch, ta có góc an toàn của thyristor  : t.q

tq là thời gian khôi phục khả năng khóa của thyristor.Giá trị góc điều khiển cực đại cho phép:

max   

Nếu xét cả hiện tượng chuyển mạch với  là độ lớn góc chuyển mạch,độ lớn góc an toàn còn lại của thyristor bằng:



      

Vậy, góc điều khiển lớn nhất cho phép có giá trị:max =  -  - 

Trang 90

Ví dụ 2.20:

Bộ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn mắc vào tải động cơ một chiều Tải có Lu rấtlớn làm dòng tải phẳng id = 100A Nguồn xoay chiều có trị hiệu dụng U = 380V, Lb=0,001H,Rb= 0,01,  = 314 rad/s Độ sụt áp trên một linh kiện là 2V.

a/- Phân tích hiện tượng chuyển mạch

b/- Tính điện áp lớn nhất do bộ chỉnh lưu cung cấp cho tảic/- Tính độ tăngmaxdtdiV

d/- Tính độ lớn góc chuyển mạch  khi  =0

Trang 93

93

Ví dụ 2.20:

b/.

Độ sụt áp trên SCR: UV= 2 x 2V = 4[V]Độ sụt áp trên Rb: URb= 0,01 x 100= 1[V]Độ sụt áp gây ra bởi quá trình chuyển mạch :2.314.0, 001 100 19, 9[ ]cmcmdURIV

Trang 96

Ví dụ 2.20:

e/ Tính gĩc điều khiển lớn nhất

Trang 97

97

Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưuChọn diode, SCR:

• Áp ngược cực đại đặt lên linh kiện x Ku (22.5)

• Dịng trung bình (hoặc dịng hiệu dụng) cực đại qua linh kiện x Ki (1.21.5)Chọn biến áp:

Trang 98

Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu

Trang 100

Ví dụ 2.22:

Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn toàn Nguồn điện áp xoay chiều lấy từ phía thứcấp U = 220 V, tần số  = 314 rad/s Tải R = 0,1 , L rất lớn dùng làm dòng tải liên tục vàphẳng, E = 200 V, góc điều khiển 

3[rad].a/- Tính trị trung bình áp Ud và dòng Id .

b/- Trị trung bình và trị hiệu dụng dòng qua SCR.

c/- Tính trị hiệu dụng dòng điện qua nguồn xoay chiều.

Trang 102

Trang 103

103

Trang 104

Ghép nối tiếp 2 bộ chỉnh lưu - BCL 12 xung

Điện áp chỉnh lưu trên tải: dYdduuuTrị trung bình điện áp chỉnh lưu: U.cos U.cos U.cosUUUd  dY  d  3 6  3 6  6 6

Điện áp chỉnh lưu có dạng 12 xung

 Sĩng hài trong áp chỉnh lưu là bội bậc 12 so với áp lưới

Trang 105

105

Trang 106

Ghép nối tiếp 2 bộ chỉnh lưu - BCL 12 xung

Trang 107

107

Ghép song song 2 bộ chỉnh lưuBCL 6 xung

Trang 109

109

Trang 110

Trang 113

113

Định dạng
Số trang	113
Dung lượng	1,58 MB