Đồ án điện tử công suất về UPS, GVHD Dương Văn Nghị, ĐH Bách Khoa Hà Nội

Các sự cố về nguồn điện: Về mặt lý thuyết: Hệ thống phân phối năng lợng điện tạo ra một điện áp hình sin vơi biên độ và tần số thích hợp để cung cấp cho thiết bị điện 400V- 50Hz chẳng hạ

Trờng đại học bách khoa hà nội

Giáo viên hớng dẫn : Dơng văn nghi

Sinh viên thực hiện : Cao Nguyên Lớp : tđh 1 - k49

Hà nội, tháng 4/2007

Chơng I : Tổng quan về UPS

A Sự cố về nguồn và giải pháp UPS:

Sự cố về nguồn điện nói chung và mất điện nói riêng làm ảnh hởng rất nhiều

đến các hoạt động trong cuộc sống hiện đại, nhất là các thiết bị nhạy cảm hay yêu cầu phải hoạt động liên tục nh là máy tính,máy xử lý công nghiệp,thiết bị y tế,viễn thông và các hoạt động thơng mại điện tử Việc ngừng trệ ( do sự cố về

điện ) sẽ làm chậm giao dịch,mất thông tin, gây tổn hại vê nhiều mặt, mất thời gian để khắc phục và sửa chữa

1 Các sự cố về nguồn điện:

Về mặt lý thuyết: Hệ thống phân phối năng lợng điện tạo ra một điện áp hình sin vơi biên độ và tần số thích hợp để cung cấp cho thiết bị điện (400V- 50Hz chẳng hạn).

Trong thực tế, những sóng hình sin điện áp và dòng điện cùng tần số bị ảnh hởng trong phạm vi khác nhau bởi những sự cố có thể xuất hiện trong hệ thống.

 Xung nhọn : Là sự tăng lên đột ngột của điện áp trong một khoảng thời gian ngắn Nguyên nhân gây ra là sự đóng cắt của các bộ điều chỉnh nhiệt hoặc các thiết bị đóng cắt dòng lớn Hiện tợng này làm h hỏng phần

cứng,các thiết bị ngoại vi,board … và làm h các phần mềm.

 Nhiễu điện : Chính là sự nhiễu loạn giữa đờng cung cấp và đất,giữa các dòng với nhau, dòng với trung tính Nó gây ra bởi sét đánh, do lỗi dây hay gần các thiết bị thu phát sóng radio … Hiện tợng này làm cho các dữ liệu có thể bị treo hoặc bị phá huỷ.

 Tăng áp : Sự tăng đột ngột tức thời đôi khi đến mức gây h hỏng Hiện ợng này thờng xảy ra ngắn và có biên độ rất cao Nguyên nhân gây ra th- ờng là do tắt các máy dùng điện,bị sét đánh hay là phục hồi lại điện sau khi bị mất.

t- Sụt áp : Điện áp giảm so với giá trị điện áp trung bình tròng vài chu kỳ Hiện tợng này dễ gặp khi khởi động tải lớn nh là khi khởi động máy điện quay Nó làm cho hệ thống máy tính phải khởi động lại.

 Sụt áp do quá tải : Nó cũng giống nh hiện tợng sụt áp nhng thời gian dài hơn và thờng là nguy hiểm hơn Hiện tợng này xảy ra khi nguồn cung cấp không cung cấp đủ cho tải và máy phát ngắt điện toàn bộ lới.

 Mất điện : Nguồn điện cung cấp bị ngắt hoàn toàn Hiện tợng này xảy ra khi đờng dây cung cấp bị lỗi,tai nạn hay bị thiên tai …

 Dạng súng của nguồn cung cấp khụng cú hỡnh sin.

 Tần số của nguồn thay đổi sai khỏc so với tần số định mức.

2 Giải pháp UPS :

Trớc những sự cố về nguồn điện không thể tránh đợc, chúng ta cần phải có một giải pháp sao cho vừa đem lại sự an toàn và tính sử dụng liên tục cho các thiết bị điện,điện tử cần u tiên, vừa đảm bảo an toàn cho ngời sử dụng.

Có nhiều giải pháp cho vấn đề này nh sử dụng thêm nguồn dự phòng và bộ chuyển mạch nhanh nhng giải pháp này gây tốn kém vì phải sử dụng thêm nguồn thứ hai và vẫn phải cần có thời gian để chuyển mạch trong khi yêu cầu s dụng

đòi hỏi về nguồn :

 Tính liên tục

 Chất lợng của nguồn điện.

Bộ nguồn liên tục UPS chính là giải pháp đáp ứng đợc các yêu cầu đó Nó cung cấp cho tải với nguồn ổn định và liên tục trong mọi trờng hợp bị sự cố.

B Chức năng của UPS và ứng dụng của nó trong thực tế.

UPS : Uninterruptible Power Supply : Bộ nguồn liên tục.

1 Các chức năng của UPS :

Hoạt động nh một giao diện giữa hệ thống cung cấp điện và những tải nhạy cảm UPS cung cấp cho tải một năng lợng điện liên tục, chất lợng cao, không phụ thuộc mọi tình trạng của hệ thống cung cấp.

UPS tạo ra một điện áp cung cấp tin cậy :

 Không bị ảnh hởng của những sự cố của hệ thống cung cấp, đặc biệt khi

hệ thống cung cấp ngừng hoạt động.

 Phạm vi sai số cho phép tuỳ theo yêu cầu của những thiết bị điện từ nhạy cảm

UPS có thể cung cấp điện áp tin cậy, độc lập và liên tục thông qua các khâu trung gian: Acquy và chuyển mạch tĩnh.

2 ứ ng dụng của UPS trong thực tế:

C Phân loại UPS:

Theo nguyên lý làm việc của UPS ta phân thành các loại dới đây

1 UPS tĩnh:

Là UPS sử dụng cỏc bộ biến đổi điện tử cụng suất làm chức năng chỉnh lưu và nạp ắc quy để tớch lũy điện năng khi làm việc bỡnh thường Khi cú sự cố

bộ nghịch lưu làm nhiệm vụ biến đổi điện năng một chiều thành điện năng xoay chiều cung cấp cho cỏc tải ưu tiờn.

UPS tĩnh chiếm phần lớn trong các hệ thống UPS Năng lợng của các hệ thống này thờng đợc tích trữ trong ắc quy Thành phần cơ bản của UPS này bao gồm :

a UPS chuyển đổi kép:

Trong loại này,trớc tiên nguồn cung cấp sẽ chuyền thành dòng một chiều thông qua bộ chỉnh lu nạp vào ắc quy Tiếp đó nguồn 1 chiều từ ắc quy sẽ đc chuyển sang điện áp xoay chiều thông qua sự kết hợp của bộ nghịch lu và bộ lọc.

Bộ nghịch lu này hoạt động liên tục và cung cấp năng lợng cho tải cả trong trờng hợp thờng và trờng hợp khẩn cấp.

Về cấu tạo UPS loại này cho phép mắc nối tiếp 1 nguồn bổ sung vào mạch

điện một chiều của nó Ví dụ đầu ra nguồn 1 chiều của UPS đợc cung cấp bởi một máy phát điện Diesel mắc song song với ắc quy ắc quy này có thể cung cấp năng lợng cho tải liên tục cho đến khi hết năng lợng dự trứ thì máy phát

điện sẽ làm việc tiếp tục cung cấp năng lợng cho tải qua bộ nghịch lu.

b UPS chuyển đổi đơn:

Cấu tạo của loại UPS này không có bộ chỉnh lu/nạp cho ắc quy Chính xác hơn thì bộ nghịch lu của UPS này có khả năng chuyển đổi hai chiều Khi mà nguồn đang cung cấp thì bộ nghịch lu đa năng lợng từ nguồn nạp vào ắc quy ( nếu cần ) Đến khi nguồn bị ngắt, ắc quy sẽ cung cấp năng lợng cho tải thông qua bộ nghịch lu Dới đây là sơ đồ nguyên lý :

Không giống nh UPS chuyển đổi kép, loại UPS này không thể truyền năng lợng cho tải khi mà nguồn vẫn đang cung cấp Chính vì đặc thù này mà UPS chuyển đổi đơn có hiệu quả kinh tế hơn UPS chuyển đổi kép.

Tuy nhiên các tải u tiên của UPS này phải chịu đợc sự thay đổi về nguồn cấp hơn là tảI của UPS chuyển đổi kép.

2 UPS quay.

Là UPS sử dụng máy điện làm chức năng nghịch lu.

3 UPS gián tiếp ( Off – line ) và UPS trực tiếp ( On – line ).

a UPS gián tiếp ( Off – line ):

Là loại UPS bộ nghịch lưu khụng chốn trực tiếp vào giữa tải và nguồn cung cấp mà được nối như một mạch cung cấp song song với nguồn chớnh

và luụn ở trạng thỏi standby Ở điờu kiện bỡnh thường nú khụng cung cấp nguồn cho tải tiờu thụ mà chỉ hoạt động khi nguồn cung cấp chớnh cú sự cố Khi vận hành bỡnh thường nguồn cấp điện trực tiếp cho tải qua bộ lọc F

mà qua bộ nghich lưu Khi xảy ra sự cố ở hệ thống cung cấp hoặc điện ỏp

hệ thống nằm ngoài giới hạn cho phộp tải sẽ được từ bộ nghịch lưu sau một thời gian chuyển đổi rất ngắn cỡ 10ms Tuy nhiờn sự chuyển mạch này vẫn khụng đỏp ứng được với cỏc loại tải nhạy cảm như mỏy tớnh, cỏc thiết bị truyền tin… Sơ đồ này thường chỉ ỏp dụng cho cỏc tải cụng suất nhỏ dưới 2kVA.

b UPS trùc tiÕp ( On - line ):

Ở loại UPS này bộ nghịch lưu được chèn vào giữa hệ thống cung cấp

và thiết bị tiêu thụ Ở trạng thái làm việc bình thường bộ chỉnh lưu cung câp nguồn để nạp acquy và bộ nghịch lưu Khi nguồn cung cấp xảy ra sự

cố (mất nguồn cung cấp hoặc điện áp nằm ngoài giới hạn cho phép) bộ nghịch lưu sẽ tiêu thụ điện năng từ acquy và do đó đảm bảo sụ cung cấp liên tục cho tải Toàn bộ nguồn cung câp cho tải phải đi qua bộ nghịch lưu

do đó đảm bảo việc cung cấp liên tục, chất lượng điện năng về điện áp, dạng sóng, tần số… không phụ thuộc vào sự biến động của nguồn cung cấp.

Ngoài ra loại UPS này thường còn được cung cấp thêm một công tắc chuyển mạch tĩnh (static switch) đảm bảo cung cấp điện liên tục trong trường hợp UPS có vấn đề hoặc cần phải bảo dưỡng, sửa chữa.

Sơ đồ UPS này đảm bảo chất lượng điện và độ tin cậy cao nhưng giá thành cao và được ứng dụng với công suất trung bình và lớn trên 40KVA.

D CÊu tróc UPS :

1 C¸c thµnh phÇn chÝnh cña UPS:

Một hệ thống UPS hoàn chỉnh gồm một số phần tử chớnh cho ở hình trên :

a) Đường dõy vào(AC input): Một UPS đầy đủ thường cú 2 đầu vào

Chuyển mạch tĩnh cho phộp tải được chuyển tức thời qua đường

by pass lỳc cần thiết Việc nối 2 nguồn cung cấp độc lập vào UPS

sẽ làm tăng độ tin cậy tuy nhiờn cũng cú thể sử dụng đường vào chung.

b) Bộ chỉnh lưu nạp: Biến đổi điện ỏp xoay chiều thành điện ỏp một

chiều cung cấp trực tiếp cho bộ nghịch lưu (trong UPS online) và nạp thường xuyờn cho acquy ( đối với tất cả cỏc loại UPS).

c) Bộ acquy: Dựng để dự trữ điện năng dựng vào lỳc cỏc nguồn cung

cấp chớnh gặp sự cố ( mất nguồn hay chất lượng nguồn giảm xuống dưới mức cho phộp) Dung lượng của acquy sẽ quyết định thời gian mà UPS cú thể cung cấp nguồn liờn tục cho thiết bị sau khi nguồn bị ngắt.

d) Bộ nghịch lưu: Nghịch lưu điện từ acquy hay từ bộ chỉnh lưu để

cung cấp cho thiết bị tiờu thụ Bộ nghịch lưu phải đảm bảo ổn định tần số, điện ỏp và cụng suất cung cấp cho thiết bị.

e) Đờng song song với chuyển mạch tĩnh: Chuyển đổi tải của UPS từ

bộ nghịch lu sang hệ thống cung cấp 2 mà không làm gián đoạn cung cấp điện cho tải Việc chuyển đổi này xảy ra khi nghịch lu ngừng hoạt động vì các lý do:

- Bảo dỡng.

- Quá tải.

- Sự cố bên trong.

f) Đường cung cấp đúng cắt bằng tay : Sử dụng cụng tắc đúng mở

bằng tay để cấp điện cho tải theo hệ thống cung cấp 2 khi yờu cầu bảo dưỡng.

g) Máy biến áp cách ly: Được đưa vào với mục đích cách ly tải với

hệ thống cung cấp 2, nó thường được sử dụng khi điển nối đất của

hệ thống vào và ra của UPS là khác nhau.

h) Chuyển mạch bằng tay, thiết bị đóng cắt acquy: Dùng để cách ly

các bộ phận trong quá trình bảo dưỡng.

2 C¸c thiÕt bÞ kh¸c:

Ngoài các bộ phận chính đã nói ở trên, UPS có thể còn có thêm một số chi tiết khác như sau:

 Thiết bị phân phối và bảo vệ.

 Thiết bị cách ly, máy biến áp tạo điện áp phù hợp với tải.

 Hệ thống điều khiển, cảnh báo, hiện thị, điều khiển xa UPS còn có thể được trang bị thêm hệ thống chẩn đoán tự động, tự động kiểm tra trạng thái của các bộ phận khác Ví dụ kiểm tra trạng thái của acquy…

I.Chỉnh lưu cầu 1 pha :

Mạch chỉnh lưu gồm 4 van D1 D4 đấu thành 2 nhóm

D1D3 đấu Katot chung

D1D3 đấu Anot chung

Nguồn xoay chiều đưa vào mạch van có thể lấy trực tiếp từ lưới điện hoặc thông qua máy biến

áp

Trong nửa chu kì đầu 0  điẹn áp u2 > 0 với cực tính không trong ngoặc trên đồ Ta thấy nhóm Katot chung D1D3 thì Anot D1 là dương hơn anot D3 vì vậy D1 sẽ dẫn Còn ở nhóm

D2D4 thì Katot D2 âm hơn Katot D4 vì vậy D2 dẫn

Như vậy nửa chu kì đầu D1D2 dẫn Trong nửa chu kì sau (   2) điện áp u2 <0 với cực tính đảo lại ( trong dấu ngoặc ) , lý luận tương tự ta tháy Diod D3 D4 dẫn , còn Diod D1D2

2 2

2 2 0.9

d

d d d

U I R

 , tương tự như sơ đồ trên

Tuy nhiên điện áp ngược trên van đang khóa không tương tự Giả sử D1 D2 , D3D4 khóa ,

ta có sơ đồ thay thế như sau

II Chỉnh lưu điều khiển sơ đồ cầu 1 pha :

Với sơ đồ điều khiển , khi thay các diod của sơ đồ chỉnh lưu 1 pha bán điều khiển bằng các thyristor , ta cần phát xung theo cặp và phải đồng thời như hình vẽ :

Nhóm catôt chung là các thyristor nên chúng được mở ở các thời điểm  của nó Nhóm anôt chung làvan diode nên chúng luôn mở tự nhiên theo điện áp nguồn: Đ1 mở khi u2 bắt đầu âm; Đ2 mở khi u2

bắt đầu dương Do vậy sự dẫn của các van trong một chu kỳ là :

 Trong khoảng    : T1Đ2 dẫn

 Trong khoảng   (  +  ) : T1D1 dẫn do ở , Đ1 mở tự nhiên làm Đ2 khóa

 Trong khoảng (  +  )  2 : T2Đ1 dẫn, T2 được phát xung mở ở thời điểm (  +  ) làm cho T1 khóa

 Trong khoảng 2  ( 2 +  ) : T2Đ2 dẫn, Đ2 mở tự nhiên ở thời điểm 2

Qua đây ta thấy có hai đoạn có hiện tượng dẫn thẳng hàng của hai van : T1Đ1 và T2Đ2, do đó ởnhững giai đoạn này tải bị ngắn mạch nên ud = 0 ( các đoạn còn lại ud bám theo điện ápnguồn) Như vậy dòng id vẫn liên tục, song dòng i2 lại đứt đoạn do dòng tải id chảy quẩn quahai van thẳng hàng mà không về nguồn Điều này có lợi về khía cạnh năng lượng, vì nănglượng không bị trả về nguồn mà giữ lại trong tải

Dạng điện áp ud giống như chỉnh lưu điều khiển với tải thuần trở , do vậy quy luật ud là:

2

cos 1 9 , 0 2

cos 1

2 0

U



Các van dẫn một khoảng đều nhau là , do vậy trị số trung bình của dòng qua van dẫn là I d /2

IV.Chỉnh lưu bán điều khiển , thyristor mắc thẳng hàng

Trong sơ đồ này diod D1D2 vẫn tự nhiên ở đầu các nửa chu kì : D1 mở khi u2 âm ; mở khi u2

dương Các thyristor theo góc mở  Tuy nhiên các van khóa theo kháo theo nhóm D1 dẫn sẽ

làm T1 ( cùng nhóm Katot chung ) khóa , T1 dẫn thì D1 bị khóa Tương tự D2 dẫn thì T2 khóa vàngược lại

Do vậy có các giai đoạn là :

2

d

d d

Song đồ thị dẫn của van cho thấy chúng dẫn không đều nhau :

Thyristor dẫn trong khoảng ()

Diod dẫn trong khoảng ()

Vì vậy dòng trung bình qua van là :

I CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA ĐỐI XỨNG :

Sơ đồ nguyên lý của chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng :

+Bộ biến đổi : Sơ đồ cầu 3 pha gồm :

* T1 ,T3 ,T5 được đấu chung Katot , chúng có đặc điểm :

 Khi các Thyristor đấu chung Katot , người ta chỉ quan tâm đến thế Anot của các van Khi Anot của van nào bắt đầu có thế dương hơn so với Anot của các van còn lại thì mới được phép phát xung điều khiển vào để mở van đó Điểm phát xung điều khiển này được gọi

là điểm gốc để đóng góc mở van ( ) cho Thyristor ấy

 T1 ,T3 ,T5 hình thành chỉnh lưu điều khiển hình tia 3 pha Katot chung có nguồn cung cấp

là Ua Ub Uc và mạch tải của chỉnh lưu này là hai điểm K , O Ký hiệu Ud1 = Uko

*.Đối với nhóm T2,T4 ,T6 (đấu anot chung ) thì có đặc điểm như sau :

 Khi đấu van anot chung người ta chỉ quan tâm tới thế Katot của các van Khi Katot của van nào có thế âm hơn so với thế Katot của các van còn lại thì mới được phép phát xung điều khiển vào van đó Điểm ấy được gọi là điểm gốc để tính góc mở chậm  cho

Thyristor đấu Anot chung

 T2,T4 ,T6 cũng hình thành nên chỉnh lưu điều khiển tia 3 pha Anot chung có nguồn cung cấp là Ua ,Ub , Uc Và mạch tải của chỉnh lưu này là 2 điểm A và O Ký hiệu Ud2 = UAO .

Vậy chỉnh lưu điều khiển đối xứng cầu 3 pha thực chất là 2 chỉnh lưu điều khiển điều khiển đối xứng tia 3 pha , một đấu Katot chung , một đấu Anot chung được đấu nối tiếp nhau có cùng nguồn cung cấp ,còn mạch tải nối tiếp nhau

- Xác định điểm gốc để tính góc α cho các van

 Nhóm đấu Katot chung

Khi Ua = 0  Ud1 = 0  dòng điện tải luôn có xu hướng giảm Do trong tải luôn luôn có

Ld nên cuộn cảm này sẽ sinh ra sức điện động chống lại sự giảm của dòng điện tải nên T1

vẫn tiếp tục thông khi Ua < 0 Cuộn cảm lý tưởng thì thời gian nạp bằng thời gian phóng năng lượng

Đến thời điểm α3 có xung điều khiển phát vào T3 lúc này khi T1 còn thông Katot T3 đang mang thế Ua còn Anot T3 đang mang thế Ub mà lúc này Ua < Ub

nghĩa là UT3 = Uba >0  T3 thông

Khi T3 thông Ub qua T3 đặt vào K , như vậy Katot của T1 bây giờ amng thế của Ub còn Anot của T1 mang thế của Ua Do Ua < Ub nên Uab <0  T1 khoá lại

Lấy thời điểm chuyển mạch giữa các van làm mốc thời gian

Xét trong đoạn từ 0  α6 có T5 và T4 thông , dòng tải id khép mạch như sau :

Cứ theo cách lập luận như vậy ta vẽ được các đoạn đồ thị còn lại của Ud

- Vẽ đồ thị dòng điện một pha của máy biến áp

Ví dụ ta vẽ dongf điện pha A của máy biến áp

ia = iT3 + iT4

T1 cùng dẫn dòng tải id với hoặc T6 hoặc T2

Khi T1 thông cùng T6 thì dòng điện khép mạch như sau ;

Ua  T1  Rd  Ld  T6  Ub

Dòng này có chiều cùng chiều qui ước ia suy ra ia = id = iT1 >0

Khi T1 thông cùng T6 thì dòng điện khép mạch như sau :

3 Các biểu thứ liên quan

3.1 Quan hệ giữa U d , U 2 với góc α

- Quan sát đồ thị Ud1 = UKO ; Ud2 = UAO đối xứng nhau qua trục hoành

- Nếu ta tìm được Ud1 = UKO thì ta có thể suy ra được Ud2

- Căn cứ vào đồ thị Ud1 , lấy Ua làm gốc tìm giá trị trung bình của Ud1 theo công thức sau :

3.2 Chức năng của sơ đồ

+ Với U2 = const thì thay đổi góc α  thay đổi Ud  làm thay đổi id chức năng điều chỉnh công suất

+Với U2 thay đổi thì việc thay đổi góc α để giữ cho Ud = const  chức năng của sơ đồ này

là ổn áp một chiều

3.3 Chọn van bán dẫn công suất

Căn cứ vào đồ thị iT1 và iT4 ta tìm được giá trị dòng điện trung bình qua van theo công thức sau :

4 Thiết kế tính công suất máy biến áp 3 pha

4.1 Trường hợp sơ đồ làm chức năng điều chỉnh công suất

Công suất Pdmax ứng với α= 0

So sánh ua và i ta suy ra được ba 

Khi α= 0 thì Pba max , Qba =0 ;

Sba = 3 3 .2 2

2

I I

U I  U I

Trong sơ đồ cầu thì đồ thị dòng điện bên sơ cấp và thứ cấp hoàn toàn trùng nhau ia = iA

để đơn giản trong tính toán ta coi hệ sồ biến đổi của máy biến áp n =1

II CHỈNH LƯU ĐIỀU KHIỂN KHÔNG ĐỐI XỨNG CẦU 3 PHA 1.Sơ đồ nguyên lý

a) Giải thích

T1 , T2 , T3 là các Thyristor

D1 , D2 ,D3 là các diode bán dẫn

+D1 , D2 ,D3 hình thành chỉnh lưu không đối xứng tia 3 pha Anot chung (α = 0 )

+D1 , D2 ,D3 có thể đấu Katot chung mà không ảnh hưởng đến bản chất vật lý của sơ đồ

b) Các giả thiết

Các thyristor T1 , T2 , T3 và các Diod D1 , D2 ,D3 là lý tưởng

Máy biến áp lý tưởng , không có tổn hao , không có dòng rò , và dòng tản

2 Nguyên lý làm việc của sơ đồ

-Vẽ đồ thị nguồn điện áp cấp cho bộ chỉnh lưu :

+Vẽ đồ thị Ud lấy thời điểm chuyển mạch dòng điện giữa van làm mốc

 Xét đoạn từ O O2 có T3 và D2 thông để dẫn dòng tải id Uc qua T3 đặt vào K,

Ub qua D2 đặt vào A

Ud = UKA = Ucb >0

- Đến thời điểm O2 lúc này Uc cắt Ub  Ud = 0 Lúc này dòng id có xu hướng giảm  cuộn kháng Ld sinh ra suất điện động để chống lại sự giảm của id Suất điện động này có cực tính (+) ở A và (-) ở K đều đặt thuận lên các van Thyristor nối nối tiếp với các Diod Do T3 đang còn thông nên dòng điện do suất điện động ày sinh ra sẽ khép mach như sau :

Ld  D3  T3  Rd Ld

Vì T3 và D3 cũng công Ud vẫn bằng 0

- Đến thời điểm α1 có xung điều khiển phát vào T1 lúc này thế Katot của T1 dang

mang thế Uc , thế Anot cua T1 đang mang thế Ua mà Ua >Uc suy ra UT1 = Uac >0

T1 thông thì Ua qua T1 đặt vào K làm cho UT3 = Uba <0 làm T3 khoá từ α1 trở đi chỉ

Khi T1 thông với D3 thì ia = id >0

Khi T1 thông với D1 thì ia =0

Khi D1 cùng thông với T2 thì ia = id <0

Qua đồ thị ia cũng bằng phương pháp phân tích Furrier ta tìm được ia1

Trong dải này sơ đồ làm việc ở chế độ chỉnh lưu

 Chức năng

- Với U2 không đổi việc thay đổi góc α để điều chỉnh công suất từ phía dòng xoay chiều sang phía dòng một chiều

- Với U2 thay đổi ( lưới điện biến động mạnh ) việc thay đổi góc mở α để giữ cho

Ud không đổi (chức năng ổn áp một chiều )

0

ax axth

( )

3( ) 3

dm tbm

5.Tính công suất máy biến áp

a) Chức năng điều chỉnh công suất

6 Các đồ thị :

SO SÁNH 2 SƠ ĐỒ

Chỉnh lưu điều khiển cầu 3 pha đối xứng Chỉnh lưu điều khiển cầu 3 pha không đối

xứng 1.Chế độ

+Chỉnh lưu

+Nghịch lưu phụ thuộc

1.Chế độ + Chỉnh lưu

2.Chức năng

+Điều chỉnh công suất từ 2 phía

+ Ổn áp một chiều

2.Chức năng +Điều chỉnh công suất 1 phía +Ổn áp một chiều

nó có thể điều chỉnh chính xác hơn 4.Hiệu suất

Rẻ hơn về mặt kinh tế 6.Trọng lương kích thước

Gọn nhẹ hơn

6.Trọng lương kích thước Trọng lượng khích thước to lớn hơn do càn

có bộ lọc Chương III Lựa chọn phương án tối ưu và tính toán mạch lực

1 Các phương án thiết kế bộ chỉnh lưu cho UPS:

Hiện nay mạch có rất nhiều mạch chỉnh lưu để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều Các mạch chỉnh lưu có thể có là mạch chỉnh lưu 1 pha , 3 pha , 6 pha … Sau đây em xin giới thiệu một số mạch chỉnh lưu thông dụng

1.1 Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng :

1.1.1 Sơ đồ

1.1.2 Giải thích sơ đồ :

Mạch gồm 6 Thyristor được chia thành 2 nhóm :

 Nhóm đấu chung Katot: T1 ,T3,T5

 Nhóm đấu chung Anot : T2 , T4 ,T6

* T1 ,T3 ,T5 được đấu chung Katot , chúng có đặc điểm :

Khi các Thyristor đấu chung Katot , người ta chỉ quan tâm đến thế Anot của các van Khi Anot của van nào bắt đầu có thế dương hơn so với Anot của các van còn lại thì mới được phép phát xung điều khiển vào để mở van đó Điểm phát xung điều khiển này được gọi là điểm gốc để đóng góc mở van ( ) cho Thyristor ấy

T1 ,T3 ,T5 hình thành chỉnh lưu điều khiển hình tia 3 pha Katot chung có nguồn cung cấp là Ua Ub Uc và mạch tải của chỉnh lưu này là hai điểm K , O Ký hiệu Ud1 =

Uko

*.Đối với nhóm T2,T4 ,T6 (đấu anot chung ) thì có đặc điểm như sau :

+ Khi đấu van anot chung người ta chỉ quan tâm tới thế Katot của các van Khi Katot của van nào có thế âm hơn so với thế Katot của các van còn lại thì mới được phép phát xung điều khiển vào van đó Điểm ấy được gọi là điểm gốc để tính góc mở chậm cho Thyristor đấu Anot chung

+T2,T4 ,T6 cũng hình thành nên chỉnh lưu điều khiển tia 3 pha Anot chung có nguồn cung cấp là Ua ,Ub , Uc Và mạch tải của chỉnh lưu này là 2 điểm A và O Ký hiệu

+ Điện áp ngược đặt lên các van nhỏ

+Công suất máy biến áp nhỏ

+Mạch phức tạp

1.2 Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không đối xứng :

1.2.4 So sánh 2 sơ đồ :

Chỉnh lưu điều khiển cầu 3 pha đối xứng Chỉnh lưu điều khiển cầu 3 pha không đối

xứng 1.Chế độ

+Chỉnh lưu

+Nghịch lưu phụ thuộc

1.Chế độ + Chỉnh lưu

2.Chức năng

+Điều chỉnh công suất từ 2 phía

+ Ổn áp một chiều

2.Chức năng +Điều chỉnh công suất 1 phía +Ổn áp một chiều

Rẻ hơn về mặt kinh tế 6.Trọng lương kích thước

Gọn nhẹ hơn 6.Trọng lương kích thước Trọng lượng khích thước to lớn hơn do

càn có bộ lọc

Trong thực tế thì chỉnh lưu 3 pha dùng cho những nơi có công suât lớn Khi nơi những cần công suất nhỏ(S< 15kVA) thì chúng ta hay dùng chỉnh lưu 1 pha vì nó đơn giản trong thiết

kế mạch và tránh được hiện tượng mất đối xứng về tải như ở mạch 3 pha

1.3 Chỉnh lưu cầu 1pha :

Chỉnh lưu cầu mạch sử dụng 4 Diod để chỉnh lưu sơ đồ mạch chỉnh lưu như sau :