Phân tích và mô phỏng thiết bị chỉnh lưu bằng MATLAB, đại học Đà nẵng

GVHD: PGS.TS ĐỒN QUANG VINH SVTH : VÕ XN HẢO LÊ MINH TUẤN LỚP : 01Đ2A 1 Phân tích thiết bị chỉnh lưu 1.1 Tính chất điện áp chỉnh lưu dòng điện chỉnh lưu Z ud Ui + Rid uL QL = Q'L t=0 Lu Ud Eu Rid Ru id t Ui a) id t b) id id t c) t Hình 1.1: Điện áp chỉnh lưu dòng điện chỉnh lưu 1.2 Thiết bị chỉnh lưu tia pha có điều khiển V3 u1 u2 u3 α u1 ud Lu iV1 uV1 iV3 iV2 V1 V3 uV3 Ru V3 V1 V2 π π α m u3 u1 u3 iG2 u2 iG1 iV3 iG2 iV1 u1 - u3 π m θ iV3 θ V3 V1 V2 α V3 ud α θ Eu π θ iG3 iV2 α Um θ3 uV1 Ud θ2 θ1 iG3 α 2π m α V3 ud θ iG1 π 2 m u2 V3 θ1 π π α m π π V2 ud Eu V2 uV2 V1 u1 m u2 u1 - u2 2π m u3 - u1 Hình 1.2a: Bộ chỉnh lưu tia pha có điều khiển iV3 0 iV1 θ2 θ1 uV3 iG1 iV2 iV3 iV3 θ u3 iV1 θ3 iG2 iV2 Hình 1.2b: Dạng sóng điện áp dòng điện θ iG3 iV3 θ 1.2.1 Điện áp chỉnh lưu trung bình 1.2.2 Đặc tính điều khiển đặc tính ngồi Chếđộ nh lưu Udi Udi0 U di = π pU m sin   cos α π p π pU m U di0 = sin   π p ⇒ U di = U di0 cosα Udi Chếđộ nghòch lưu Udi0 α=0 0,5 α = π/3 π 2π π π -0,5 α α = π/2 Id α = 2π/3 -1 γ Hình 1.2.2: Đặc tính điều khiển đặc tính ngồi π π/3 α < π/3 ud V1 V4 V3 V6 V5 V0 V2 ud Z θ u1 - u2 6U Hình 1.4: Thiết bị chỉnh lưu cầu pha dạng sóng điện áp chỉnh lưu Điện áp chỉnh lưu trung bình U di = 3U m π  π   − sin α −       1.5 Thiết bị chỉnh lưu cầu pha 1.5.1 Sơ đồ dạng sóng V1 V3 α iV1 i θ udK u2 V2 iV4 u V1 V4 V3 V2 ud id V4 iV1 = iV2 u2 V2 iV4 = iV3 id θ i = iV1 - iV4 θ u2 - u1 Z u1 u1 udA u1 V1 uV1 u2 u = u1 - u2 θ V1 V3 V1V2 V2 V4 V3V4 Z Hình 1.5.1a: Sơ đồ cầu pha α 1.5.2 Điện áp chỉnh lưu trung bình 2U m cos α = U di cos α π 2U m = π U di = U di0 u ud = udA - udK θ Hình 1.5.1b: Dạng sóng điện áp dòng điện 1.6 Thiết bị chỉnh lưu cầu pha có diode V0 1.6.1 Sơ đồ dạng sóng V0 i V0 V3V4 V0 V1V2 u2 u1 iV1 V1V2 α iV4 u V1 V4 V3 V2 V0 u θ id Z ud Hình 1.6.1a chỉnh lưu cầu pha có V0 Hình 1.6.1b dạng sóng điện áp chỉnh lưu 1.6.2 Điện áp chỉnh lưu trung bình Um (1+ cos α ) U di = π 10 Eu 1.7 Chỉnh lưu chế độ dòng điện gián đoạn uL=ud -Ruid ud=Ru id Lu α α V3 θk ωQL=ωQ'L αmin ud Ru ud =Ruid θz V1 Lu αmax α Ru u1 ωQL=ωQ'L id uL=ud-Eu θ 0 V3 V2 ud Eu id θ θk θz V3 u1 Ruid θz 0 V1 V1 θk θ V2 Hình 1.7a Dạng sóng điện áp dòng điện chỉnh lưu chế độ gián đoạn π p Udi Ud = Ui α=0 Udi0 α=α1 Um α=α2 α=α3 α1 α2 α3 α4 Id α5 α α=α4 IdpM Hình 1.7b Biên giới dòng gián đoạn α=α5 11 1.8 Hiện tượng trùng dẫn u u1 u2 u3 Lk Lk Lk V1 V2 V3 iV1 ud Lk iV1 L Z iV2V2 Z L uk = u2 - u1 µ ωQLk ud Ukm V4 iV3V3 2π p α iV4 V1 id iV2 i1 ud u ωQLk Um 0 u1 u1 + u2 -u u2 iV3 µ iV1 Ikm iV2 Id θ θ Ikm(cosα cos θ) i Ikmcosα θ -Id iV1 θ Id θ Hình 1.8 Dạng sóng điện áp dòng điện chỉnh lưu trùng dẫn 12 Mơ thiết bị chỉnh lưu 2.1 Lưu đồ thuật tốn 1/ Trường hợp Lk = 2/ Trường hợp Lk ≠ U, f, Lk, Rk, Eu, Lu, Ru, α, V0 U, f, Lk, Rk, Eu, Lu, Ru, α, V0 Tính: Um, L, R, ω, Z, τ, τ', ϕ, θz Tính: Um, L, R, ω, Z, τ, τ', ϕ, θz Sai V0 = Đú ng θk = θz + id(θz) 2π θk = θz + p id (θz), piV0 2π p θk = θz + id(θz) Sai id(θz)≤0 id(θz)≤0 Đú ng id(θz)=0 Tính lại θk Sai Đú ng id(θz)=0 Tính lại θk 2π p Sai θk>piV0 Đú ng θk>piV0 Sai Đú ng id(θz)≤0 Sai Đú ng id(θz)=0 Tính lại θk Tính µ, id(θz) Tìm biể u thứ c: id, ud, uv Tính: Id, Ud, Uvngmax Tìm biể u thứ c: id, ud, uv Tính: Id, Ud, Uvngmax Xuấ t kế t : Dạng só ng: id, ud, uv Giátrò: Id, Ud, Uvngmax Xuấ t kế t : Dạng só ng: id, ud, uv Giátrò: Id, Ud, Uvngmax 13 2.2 Mơ hình mơ số thiết bị chỉnh lưu Hình 2.2a: Mơ hình thiết bị chỉnh lưu tia ba pha có diode V0 14 Hình 2.2b: Mơ hình mơ thiết bị chỉnh lưu cầu pha 15 2.3 Kết mơ Hình 2.3a: Chỉnh lưu tia pha khơng có V0, dòng điện liên tục Hình 2.3b: Chỉnh lưu tia pha có V0, dòng điện liên tục 16 Hình 2.3c: Chỉnh lưu tia pha có trùng dẫn Hình 2.3d: Chỉnh lưu cầu pha có trùng dẫn 17 Hình 2.3e: Chỉnh lưu cầu pha, chế độ dòng điện liên tục 18