Điều áp xoay chiều một pha• I.. Sơ đồ điều áp xoay chiều một pha • II.. Điều áp một pha tải thuần trở • III.. Sơ đồ điều áp xoay chiều một pha• Hình 4.2 giới thiệu các sơ đồ điều áp xoay
Trang 1Ch ¬ng 4 §iÒu ¸p xoay chiÒu
4.1 Kh¸i qu¸t vÒ ®iÒu ¸p xoay chiÒu
4.2 §iÒu ¸p xoay chiÒu mét pha
4.3 §iÒu khiÓn ®iÒu ¸p xoay chiÒu mét pha
4.4 §iÒu ¸p xoay chiÒu ba pha
4.5 §iÒu khiÓn ®iÒu ¸p xoay chiÒu 3 pha
Trang 24.1 Khái quát về điều áp xoay chiều
• Các ph ơng án điều áp xoay chiều
• Hình 4.1 giới thiệu một số mạch điều áp xoay chiều một pha
U1
Zf
U2 i Z a
U2
b
TBBĐ
U2
U1
C
U1
Hình 4.1 Các sơ đồ điều áp xoay chiều
Trang 34.2 Điều áp xoay chiều một pha
• I Sơ đồ điều áp xoay chiều một pha
• II Điều áp một pha tải thuần trở
• III Điều áp một pha tải trở cảm
Trang 4I Sơ đồ điều áp xoay chiều một pha
• Hình 4.2 giới thiệu các sơ đồ điều áp xoay chiều một pha bằng bán dẫn
T1
T
U1
a.
D2
Z
T
U1
D1
D3
D4
d.
b.
Hình 4.2 Sơ đồ điều áp xoay chiều một pha bằng bán dẫn a
bằng hai tiristor song song ng ợc; b bằng triac; c bằng một tiristor một diod; d bằng bốn diod một tiristor
Z
U1
c.
D1
T1
T2
D2
Trang 52 Điều áp xoay chiều một pha tải thuần trở
• Khi tải thuần trở hoạt động của sơ đồ hình 4.2 cho điện áp dạng hình 4.3
Tải
t
1
2
iG1
iG2
T1
U1
Hình 4.3
Trang 6• Tại các thời điểm 1, 2, có xung điều khiển các tiristor T1, T2, các tiristor này dẫn Nếu bỏ qua sụt áp trên các tiristor, điện áp tải có dạng nh hình
vẽ Dòng điện tải đồng dạng điện áp và đ ợc tính:
• Khi tiristor dẫn
• Khi tiristor khoá i = 0
• Trị số dòng điện hiệu dụng đ ợc tính
R
t sin U
R
U 1
2 m 2
2
2 m 2
4
2 sin 2
2
1 R
U
2 m 2
2
2 sin 1
R
U I
(4.2) (4.1)
(4.3)
Trang 73 §iÒu ¸p xoay chiÒu mét pha t¶i ®iÖn c¶m
• Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn
U1
A1
A2
T1
T2
i U2
iG2
1
1
2
23
Ut¶i
i
b
A1 T1 A2
T2
H×nh 4.4
Trang 8• § êng cong ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn khi c¸c gãc më kh¸c nhau
U1
A1
A2
T1
T2
i U2
a
Ut¶i
i
Ut¶i
i
1
Ut¶i
i
b a
c
H×nh 4.5
2
2
1
Trang 9Khi , dòng điện tải gián đoạn
• Ph ơng trình của mạch là:
• Nghiệm của ph ơng trình dòng điện là:
• Trong đó
t sin U i
R dt
di
L m
R
L tg
; L R
Z 2 2
t R m
m td
cb
L
e
sin Z
U t
sin Z
U i
i i
(4.4)
(4.5)
(4.6)
Trang 10Khi <, xung mồi hẹp
• Nếu xung mồi dạng xung nhọn và hẹp, tiristor T1 dẫn khi
nhận đ ợc xung mồi, ph ơng trình dòng điện vẫn là:
• Dòng điện triệt tiêu khi t>, do đó lớn hơn Xung đ
a tới cực điều khiển T2 tr ớc khi điện áp anod của nó chuyển sang +, do đó T2 không dẫn
• Việc không dẫn của T2 là do: tại thời điểm có xung mồi t2
cuộn dây còn đang xả năng l ợng, làm cho UAK < 0
t R m
Z
U t
sin Z
U
Trang 11• § êng cong dßng ®iÖn khi <
u
icb i
t1
t2
itd
H×nh 4.6
1
U1
A1
A2
T1
T2
i U2
a
Trang 12Tr ờng hợp điều khiển bằng xung có độ rộng lớn
• Nếu xung mồi dạng xung rộng, tiristor T1 nhận đ ợc xung mồi dẫn, ph ơng trình dòng điện vẫn là:
• Dòng điện triệt tiêu khi t>, do đó lớn hơn Xung đ
a tới cực điều khiển T2 tr ớc khi điện áp anod của nó chuyển
sang +, nh ng xung mồi có độ rộng đủ lớn nên đến khi dòng
điện T1 triệt tiêu T2 vẫn còn tồn tại xung điều khiển nên nó đ ợc dẫn
Trang 13Trị hiệu dụng của dòng điện
•Khoảng dẫn của các tiristor đ ợc
xác định từ ph ơng trình siêu việt
•Trị hiệu dụng của dòng điện đ ợc
tính từ biểu thức đinh nghĩa (4.9)
•Thay (4.7) vào (4.9) ta có (4.10)
•Các hệ số trong biểu thức (4.10) có
dạng:
L.
R
e sin
sin
1 i t d t
Itải 2t
(4.8)
(4.9)
4 10
) h d ( c b a X
R
U 2 I
2 L 2
hd
sin 1 Q
Q
2
c
; e
1 sin
Q
b
; 2
2 cos sin 5
,
0
a
2
2
Q
2 2
R
L R
X Q
; cos
sin Q
1 h
; cos
sin Q
1 e
d
L
Q
Trang 14§Æc tÝnh ®iÒu khiÓn
• TrÞ sè ®iÖn ¸p t¶i ® îc tÝnh
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 30 60 90 120 150 180
U
U 1
U 3
U 5
U 7
U
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
0 30 60 90 120 150 180
U
U
U 3
U 5
U 7
U 1
12
4 2
2 sin 2
sin U
Ut¶i
4 11
2
2 sin 1
U
Ut¶i
Trang 15Dßng ®iÖn c¬ b¶n cña c¸c ®iÒu hoµ
2
5 5
2
3 3
2
1
2 2
1 1
Q 25 1
R
U I
Q 9 1 R
U I
Q 1
R
U L
f 2 R
U I
Trang 16BiÕn thiªn c«ng suÊt theo gãc më
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 30 60 90 120 150 180
U
P
Q
S
= 0
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
0 30 60 90 120 150 180
U
S
P
Q
= 45 0