CHƯƠNG 4 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Chương BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Bộ biến đổi điện áp xoay chiều Kinh ®iĨn, ®Ĩ thay ®ỉi ®iƯn ¸p xoay chiỊu ngêi ta thêng sư dơng m¸y biÕn ¸p ( MBA) HiƯn nay, sư dơng m¹ch Thyristor ( T) m¾c song song ngỵc ¦u ®iĨm: + §iỊu chØnh ®iƯn ¸p v« cÊp, linh ho¹t + §iỊu chØnh nhanh, dƠ t¹o c¸c m¹ch vßng tù ®éng ®iỊu chØnh + KÝch thíc bé biÕn ®ỉi ( BB§) gän, nhĐ, gi¸ thµnh h¹ Nhỵc ®iĨm: + ChÊt lỵng ®iƯn ¸p kh«ng tèt ( sãng kh«ng sinnus) + Tỉn hao sãng bËc cao, ph¶i sư dơng thªm bé läc xoay chiỊu Bộ biến đổi điện áp xoay chiều pha Trường hợp tải trở (tải R) Bộ biến đổi điện áp xoay chiều pha §iƯn ¸p trªn t¶i: ( thay ®ỉi gãc më  trÞ hiƯu dơng U thay ®ỉi) Ut   U1 2 2  u d       2 ( U sin  ) d   2U 12 (1  cos 2 )d 2 sin 2  f ( ) C«ng st tiªu thơ tÝch cùc: sin 2 P  (    )  P P lµ c«ng st tiªu thơ  = C«ng st ph¶n kh¸ng: Q  P sin   Dßng trung b×nh qua van:  Um Um It   sin d  (1  cos )  R R Gi¸ trÞ hiƯu dơng dßng t¶i:  Um Um sin 2 I ( ) sin d       R 2 R §iƯn ¸p ngỵc: U ngmax = 2 U2 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều pha Trường hợp tải cảm (tải L) Bộ biến đổi điện áp xoay chiều pha Trường hợp tải cảm (tải L) Bộ biến đổi điện áp xoay chiều pha Trường hợp tải cảm (tải L) 10 Ví dụ tính tốn Ví dụ 3.2 Công tắc xoay chiều ba pha dạng đầy đủ mắc vào tải theo cấu hình Công suất tải P= 20kW, hệ số công suất 0,707 Tính đđònh mức áp dòng cho linh kiện Áp nguồn có trò hiệu dụng áp dây 440V Lưu ý: Khi tính chọn SCR cần biết: - Điện áp ngược cực đại đặt lên SCR, - Dòng trung bình , dòng hiệu dụng qua SCR 43 Ví dụ tính tốn Giải: Dòng điện qua pha có trò hiệu dụng: I  P 3.U cos   20000 3.440 0,707  37,119 [ A] Dòng đỉnh qua SCR: I m  I  37,119  52,5[ A] Dòng trung bình qua SCR: I AV  Im   52,5   16,71[ A] Trò hiệu dụng dòng qua SCR: I RMS  I m 52,5   26,25[ A] 2 Điện áp đỉnh đặt lên SCR: U DWM  U RWM  U  440  622,3[V ] 44 Ví dụ tính tốn Ví dụ 3.3 Bộ biến đổi áp xoay chiều pha mắc vào tải L Tính trò hiệu dụng áp dòng tải   2 [rad] Tính công suất phản kháng sóng hài Cho biết L=0,01H, áp nguồn U = 220V,  = 314 rad/s It U L Ut 45 Ví dụ tính tốn Giải: Trị hiệu dụng áp tải tính theo cơng thức: 2 2   sin    sin      137 ,566 [V ] U t  U 1     220 1     2   2       Trị hiệu dụng dòng tải: It    U   1    cos   sin  .L    2     220 1  cos 2    sin 2    29 ,142 [ A ] It  2.1   314.0 ,01           46 Ví dụ tính tốn Công suất phản kháng sóng hài bản: Q(1) = US.It(1) với US  2     sin    ..L  220 2     2    sin  .314.0 ,01  3   I t (1)  I t (1 ) I t (1)  27 ,395 [ A ] Ta Q(1) = 220.27,397 = 6025,8 Var 47 Ví dụ tính tốn Ví dụ 3.4 Mạch động lực bù nhuyễn pha hình vẽ  2  Dòng bù điều khiển cách thay đổi góc kích  khoảng  ,    Áp nguồn xoay chiều có trò hiệu dụng U = 220V,  = 314 rad/s Công suất bù tụ QC = 10 kVAr a/- Tính độ lớn cuộn kháng L để bù công suất với độ lớn thay đổi từ Qmin=0 đến Qmax = 10 kVAr b/- Với L tính được, xác đònh dòng bù tổng ( hài bản) ứng với trường hợp góc điều khiển 1   ;  2 5 ;  ;   48 Ví dụ tính tốn 49 Ví dụ tính tốn 50 Ví dụ tính tốn Giải: a/- Tính L để bù từ Qmin=0 đến Qmax = 10 kVAr Công suất bù tụ: U2 QC    C.U XC Công suất bù cuộn kháng: U2 U2 QL   X L  L Để bù đến cos = 1, ta cần có QC = QL Từ đó: L C L  C QC  U   10.000 314.220 314 657 ,99 10 6   657,99.10 6 [ F ]  0,0154 [ H ] 51 Ví dụ tính tốn b/- Tính dòng bù tổng với góc kích  khác Dòng bù tổng: U ibù = i C  i t 1   j C..U  j .L1 với U U  IL1  S 2     sin  .L1 ..L Ta có kết quả: Ibù     = 45,477-25,655=19,821A  2 Ibù   2  =45,477-20,246=25,230A   Ibù   5  = 45,477-13,802=31,674A   Ibù     = 45,477-0=45,477A 52 Ví dụ tính tốn Ví dụ 3.5: Cho biến đồi điện áp xoay chiều pha, tải RL, Điện áp nguồn U = 220V, tần số nguồn ac f=50Hz Kết luận tính liên tục dòng tải trường hợp sau: a/- R = 10  ; L = 0,01H ;    b/- R =  ; L = 0,01 H ;    It R Ut L 53 Ví dụ tính tốn Giải: a/- R = 10  ; L = 0,01H ;     arctg    L R  arctg  314.0,01  0,3042[rad ] 10  0,523[rad ]    Dòng tải gián đọan 54 Ví dụ tính tốn b/- R = 10  ; L = 0,01H ;     arctg    L R  arctg  314.0,01  1,262[rad ]  0,523[rad ]    Dòng tải liên tục 55 Ví dụ tính tốn Ví dụ 3.6 Bộ biến đổi áp xoay chiều pha điều khiển theo phương pháp tỉ lệ thời gian Áp nguồn xoay chiều U = 220V,  = 314 rad/s Thời gian đóng 1s, thời gian ngắt 0,5s Tải trở R = 50 a/- Tính trò hiệu dụng điện áp tải dòng tải b/- Tính công suất tải c/- Tính hệ số công suất nguồn 56 Ví dụ tính tốn Giải: a/- Trò hiệu dụng áp tải: U t  U T1  220  179 ,6 [V ] T 1,5 Do tải R nên trò hiệu dụng dòng tải I t  U t 179,6   ,592 [ A ] R 50 b/- Công suất tải R: U t2 179,6 PR    645 ,333 [W ] R 50 c/- Hệ số công suất nguồn  PR P 645 ,333  R   ,8166 S U I t 220.3 ,592 57 [...]... gian dẫn điện của T Khi  >  dòng tải gián đoạn; Khi    dòng điện liên tục và điện áp không đổi Như vậy, khả năng điều chỉnh điện áp chỉ có thể xảy ra khi góc dẫn của T nằm trong khoảng:      14 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải RL Biến thiên áp cửa ra theo góc kích 15 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải RL 16 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Sơ đồ bộ biến... cách nhau 60o và có khoảng dẫn  như nhau 20 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha 21 22 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Dạng sóng dòng, áp cửa ra trên 1 pha 23 Dạng sóng dòng, áp cửa ra trên 1 pha 24 Dạng sóng dòng, áp đầu ra trên 1 pha 25 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Dạng sóng dòng, áp cửa ra trên 1 pha 26 Dạng sóng dòng, áp cửa ra trên 1 pha 27 Dạng sóng dòng, áp cửa ra trên 1 pha 28 Bộ... điều khiển Đóng cắt không đồng bộ với thời điểm áp lưới qua zero 33 Công tắc xoay chiều Điện áp nguồn Dòng tải Thời điểm tắt dòng tải Tín hiệu điều khiển Đóng cắt đồng bộ với thời điểm áp lưới qua zero 34 Công tắc xoay chiều 3 pha 35 Công tắc xoay chiều 3 pha Cấu trúc một bộ contact xoay chiều 3 pha 36