Báo cáo điên tử công suất mạch chỉnh lưu

Tại sao ta dùng mạch chỉnh lưu?Vì mạch chỉnh lưu là trích xuất thành phần điện một chiều hữu dụng từ nguồn xoay chiều.. Thực tra hầu hết các ứng dụng điện tử sử dụng nguồn điện một chiều

Lời Cám Ơn

Hai em chân thành cám ơn thầy Đỗ Đức Trí và các bạn cùng lớp đã hướng dẫn và chia sẽ tài liệu tham khảo để chúng em hiêu sâu hơn về môn Điện Tử Công Suất và hoàn thành bản báo cáo này Mặc dù đã có kiểm tra nhưng không thể nói không có sai xót, mong thầy cô và các bạn góp ý Liên

hệ qua email: hohoa.hobao@gmail.com để mình sửu chửa kịp thời

Tác Giả

Giới thiệu

Tại sao ta dùng mạch chỉnh lưu?

Vì mạch chỉnh lưu là trích xuất thành phần điện một chiều hữu dụng từ nguồn xoay chiều Thực tra hầu hết các ứng dụng điện tử sử dụng nguồn điện một

chiều, nhưng nguồn cung cấp lại là dòng điện xoay chiều Vì thế các mạch

chỉnh lưu được sử dụng bên trong mạch cấp nguồn của hầu hết các thiết bị

điện tử

Bên cạnh đó tùy thuộc vào linh kiện mà có mức điện áp khác nhau, nên vì thế

ta cần một nguồn 1 chiều công suất lớn để cung cấp điện áp phù hợp cho từng linh kiện, vì thế ta có mạch chỉnh lưu điều khiển điện áp để đảm bảo cung cấp cho thiết bị mà ít tốn kém do chỉnh lưu từ nguồn xoay chiều từ mạng lưới có

giá trị tương đối lớn

Sau đây chúng ta tìm hiều vế 2 mạch chỉnh lưu tia 1 pha có thề điều khiển

được điện áp với tải R-E và tải R-L-E mặc dù hiệu suất công suất không cao nhưng nó đơn giản, dễ lắp ráp nên được chọn cho các thiết bị điên tử có cộng suất nhỏ

Nội dung gồm có:

 Chỉnh lưu tia 1 pha có điều khiển tải R-E

 Chỉnh lưu tia 1 pha có điều khiển tải R-L-E

 Bài giải mẩu cho mạch Chỉnh lưu tia 1 pha có điều khiển tải R-E

 Bài giải mẫu cho mạch Chỉnh lưu tia 1 pha có điều khiển tải R-L-E

Trang 2

Lời cám ơn 1

I Mach chỉnh lưu tia 1 pha có điều khiển với tải R-E 4

II Bài tập mẫu cho Mach chỉnh lưu tia 1 pha có điều khiển với tải R-E

III Mạch chỉnh lưu tia 1 pha có điều khiển với tải R-L-E

IV Bài tập mẫu cho Mach chỉnh lưu tia 1 pha có điều khiển với tải R-L-E

I MẠCH CHỈNH LƯU TIA 1 PHA ĐK TẢI R-E

Giải thích nguyên lý:

 α < θ1: Mặc dầu SCR đã kích nhưng

do điện áp UR >UUA nên vẫn không dẫn ,

nên điện áp ra vẫn là nguồn E

 α >U θ2: vẫn như trường hợp trên

 θ1<α <θ2: 0 α SCR không dẫn nên

điện áp ngõ ra bằng E( không có kích

xung )

+ α θ2 : SCR cho dẫn (Va >U Vk)

+ θ22π : nguồn ra (VA< Vk ) SCR không dẫn

Xác định công thức:

Dòng tải trung bình:

Hình 1 Mạch Chỉnh Lưu tia 1 pha có DK chứa Tải R-E

Hình 2 Dạng Sóng mạch R-E

Trang 4

Id = 1

2 π∫

α

θ2

√2U2sin θ−E

Mà π - θ2= θ1=>U θ2=π - θ1

Mặt khác ta có: E=√2U2sin θ1

I d = √2 U2

2 πR ⌊cosα−cos(¿π – θ1)− I

2 πR(π – θ1 −α) ⌋¿ (1.2)

Điện áp tải trung bình:

Dòng trung bình qua SCR:

I SCR = I d2 (1.4)

Điện áp ngược trên SCR:

V ngmax =√2U 2 +E (1.5)

Dòng điện hiệu dụng thứ cấp máy biến áp:

I 2 =√ 1

2 π∫

α

θ 2

¿ ¿ ¿ (1.6)

Trang 6

II MẠCH CHỈNH LƯU TIA 1 PHA CÓ ĐK TẢI R-L-E

Giải thích nguyên lý:

 α < θ1: Mặc dầu SCR đã kích

nhưng do điện áp UR >UUA nên

vẫn không dẫn , nên điện áp ra

vẫn là nguồn E

 α >U θ2: vẫn như trường hợp

trên

 θ1<α <θ2:

+ 0 α : không dẫn ,do SCR chưa

kích

+ α θ2:dẫn do SCR kích và VA>U V

K ,L nạp

+ θ2→ λ: dẫn do id khác không nên

SCR dẫn

+λ2π: SCR không dẫn do VA<VK

Xác định công thức:

Khi SCR dẫn ta có phương trình:

u2 = ud= Rid+ Ld i d

dt + E= √2 sinθθ (2.1)

Hình 3 Mạch Chinh Luu tia 1 pha có DK chứa tài R-L-E

Hình 4 Dạng sóng mạch R-L-E

Do có thành phần cảm kháng mà dòng điện bị tăng chậm, và khi điện áp nguồn bằng không thì dòng vẫn tiếp tục duy trì them một khoảng thời gian do hiện tượng tự cảm nên SCR vẫn dẫn đến khi dòng id=0, tương ứng với góc tắt dòng λ (λ=ωtλ)

Giải phương trình vi phân (2.1) theo id ta có:

i d=√2 U2

R [cosφ sin (θ−φ)− A]+√2 U2

R [A−cosφ sin (α−φ )]e

−R

X (θ−α)(2.2)

Trong đó A= E

√2 U2=sin θ1 và điều kiện: α ≤ θ ≤ λ

Ta có phương trình:

u2 = ud= Rid+ Ld i d

dt + E= √2U2sinθθ(2.3)

 (√2U2sinθθ−E¿dθ=R i d dθ+X L d i d

Với XL=ωL

Chia 2 vế cho 2π, và lấy tích phân từ θ=α đến θ=λ thì did=0 nên ta được:

 1

2 π∫

α

λ

(√2U2sinθθ−E)dθ= R

2 π∫

α

λ

i d dθ+ X L

2 π∫

α

λ

d i d (2.4) 

1

2 π∫

α

λ

(√2U2sinθθ−E)dθ= R

2 π∫

α

λ

i d dθ

Theo định nghĩa trung bình của hàm số, ta có thể viết:

I d= 1

2 πR∫

α

λ

Gía trị dòng điện trung bình trên tải:

I d =√2 U2

Giá trị trung bình của điện áp U d :

Dòng trung bình qua SCR:

Trang 8

Điện áp ngược trên SCR:

V ngmax =√2U 2 +E (2.9)

Bài tập mẫu: cho mạch chỉnh lưu tia 1

pha điều khiển chứa tải R-L-E, với hiệu

điện thế hiệu dụng máy biến áp thứ cấp

bằng U2= 220

√2 V, R= 10Ω, L= 0.5mH,

E=100V Vẽ dạng sóng và tính giá trị Id,

Ud, ISCR,Ungmax?

Bài giải:

Viết mạch vòng cho mạch ta có:

u2 = ud= Rid+ Ld i d

dt + E= √2U2sinθθ

tương tự như đã chứng minh ta được

công thức (2.6) :

I d =√2 U2

2 πR ¿ 2 πR E ( λ−α )

Thay số vào ta được:

Id =2 π 10220 ¿ 2 π 10100 (1.2 π− π

3)

Id= 0.25 A

Áp dụng công thức (2.7) ta có:

Ud=Id.R+E= 0,25.10+100

 Ud=102.5 V

Từ (2.8) và (2.9) suy ra:

ISCR= Id=0,25A

Vngmax =√2U2 +E= 220+ 100= 320V

Trang 10