Thiết bị chỉnh lưu

Chức năng: Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều Ứng dụng Cấp nguồn cho các tải một chiều: Động cơ điện một chiều, bộ nạp accu, mạ điện phân, máy hàn một chiều, nam châ

CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ CHỈNH LƯU Chức năng:Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiềuỨng dụngCấp nguồn cho các tải một chiều: Động cơ điện một chiều, bộ nạp accu, mạ điện phân, máy hàn một chiều, nam châm điện, truyền tải điện một chiều cao áp, …3.1 KHÁI NIỆM CHUNG 3.2 Đặc điểm của điện áp và dòng điện chỉnh lưu3.2.1 Điện áp chỉnh lưuud: Giá trị tức thời của điện áp chỉnh lưu – Bao gồm cả thành phần xoay chiều uσvà thành phần một chiều – Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu UdddUuu +=σSố xung đập mạch của sóng điện áp chỉnh lưu:(1)fpfσ=•fσ(1): Tần số của sóng điều hòa bậc 1 thành phần xoay chiều của ud• f: Tần số điện áp lưới 3.1.2 Dòng điện chỉnh lưuid: Giá trị tức thời của dòng điện chỉnh lưu – Sóng dòng điện chỉnh lưuId: Giá trị trung bình – Thành phần một chiều của sóng dòng điện chỉnh lưuiσ: Thành phần xoay chiều của dòng điện chỉnh lưuddiiIσ=+Xét hệ thống chỉnh lưu – tải R,L,Eư:()dLdddiuL u RiEdt==−+−0; 0ddd LdiuRiE udt>+⇒> >−0; 0ddd LdiuRiE udt=+⇒= =−0; 0ddd LdiuRiE udt<+⇒< <− • Dòng điện liên tục• Dòng điện gián đoạn• Dòng điện ở biên giới gián đoạnddiiIσ=+ddUEIR−=−0ddIUE≥⇒ ≥−()()22()nnnUIR Lσσσω=⎡⎤+⎣⎦Đối với giá trị trung bình – thành phần một chiều:Đối với thành phần xoay chiều:•Iσ(n): Giá trị hiệu dụng của sóng điều hòa bậc n thành phần xoay chiều của dòng điện chỉn lưu•Uσ(n): Giá trị hiệu dụng của sóng điều hòa bậc n thành phần xoay chiều điện áp chỉnh lưu.• ωσ(n): Tần số góc của sòng điều hòa bậc n thành phần xoay chiều.()0nddLI iIσ→∞ ⇒ → ⇒ =Î Dòng điện được san phẳng tuyệt đối 3.3 Chỉnh lưu hình tia m-pha – dòng liên tụcZLKRKu1 3.3.1 Chỉnh lưu hình tia không điều khiểnSơ đồ123sin2sin( )34sin( )3mmmuUuUuUθπθπθ==−=−tθ ω=2sin ( 1)nmuU nmπθ⎡⎤=−−⎢⎥⎣⎦ Trong khoảng θ1 < θ < θ2:•Giả sử V2 mở212 1 1121000VVVVuuuu u uuu=⇒−− =⇒ =−⇒>Tương tự khi giả thiết V3 mở.Î V1 mở Î Nhịp V1Î Không hợp lý Nhịp V1 –θ1 < θ < θ2:122133111 230; ;;;0VV VddVdVVuuuuuuuuuii Ii i==− =−=== ==Nhịp V2 –θ2 < θ < θ3:211233222 130; ;;;0VV VddVdVVuuuuuuuuuii Ii i==− =−=== ==Nhịp V3 –θ3 < θ < θ4:311322333 120; ;;;0VV VddVdVVuuuuuuuuuii Ii i==− =−=== == Nhịp Vn:1110; ;;;0Vn V n Vm m ndndVndVVmuuuuuuuuuii Ii i==− =−=== ==Quá trình chuyển mạch tại các thời điểm θ2:Æ Điện áp chuyển mạch là uk= u2–u1Tương tự tại các thời điểm θ3, θ4:điện áp chuyển mạch lần lượt làu3 –u2và u1–u3Î Chuyển mạch tự nhiênp = mSố xung: [...]...3.7 Chỉnh lưu có đảo chiều dịng điện - bốn góc phần tư Ngun lý điều khiển: • Điều khiển riêng: Từng bộ chỉnh lưu làm việc độc lập, trong khi đóbộ chỉnh lưu cịn lại khơng làm việc. So sánh giữa hai phương án: điều khiển hoàn toàn và bán điều khiển • Đỉnh âm của sóng điện áp chnh lu b ct ẻ nhp nhụ ã Khụng th làm việc ở chế độ nghịch lưu •Hiệu suất bộ biến đổi cao hơn. 3.3 Chỉnh lưu hình tia... L 3.3.3 Chế độ làm việc chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc •Chế độ làm việc chỉnh lưu •Chế độ làm việc nghịch lưu dd P UI= …chế độ nghịch lưu phụ thuộc 2 π α > Chen vào giữa các nhịp V1, V2, V3 là các nhịp V0: 0112233 0 0; ; ; dV V V V dV d uu uuuuuu ii I =− = = = = == αα π π coscossin 0di m di U m mU U == 0 sin m di mU U m π π = U di0 : Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu không điều khiển. 2 02 333 36 sin... − = Trong trường hợp m = 3 0 0 cos 22 sin di di di UU mU U m α π π = = 0 36 2.34 di U UU π == 3.5.2 Phân tích dịng điện chỉnh lưu của chỉnh lưu p – xung, khơng có V0 p = 1 Ỵ Dịng điện ln gián đoạn Với p > 1: Chỉnh lưu hình tia có điều khiển m – pha. p = m. U m là biên độ điện áp pha Chỉnh lưu hình cầu điều khiển hồn tồn m – pha. p = 2m. U m là biên độ điện áp dây (trừ trường hợp m = 1) Z θ α = Góc... khi 623 ;) 6 sin(1 2 0 ππ α ππ α +≤≤ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −−= di di U U Tác dụng: - Giảm độ nhấp nhơ của điện áp và dịng điện tải - Tăng hiệu suất - Không cho phép chế độ nghịch lưu phụ thuộc 0 36 di U U π = 3.5 Dòng điện liên tục và gián đoạn của chỉnh lưu p – xung 3.5.1 Thiết bị chỉnh lưu ở chế độ dòng điện gián đoạn Sự xuất hiện của dòng điện giỏn on ãTi R: 00 dd iu ãTi R,L: 0 dd URI=> ẻ vi cỏc m ch độ dòng liên tục U d <... điện chỉnh lưu của chỉnh lưu p – xung, có diode V0 Dòng điện liên tục 2 KZ p π θθ =+ () ()0; dZ dK ii θθ => Áp dụng vào (2) 22 2 () () sin( ) 1()sin() m dZ dK Z p p m dZ Z U ii Zp U E ei e RZ π π ωτωτ π θθ θ ϕ θθϕ −− == +−− ⎛⎞ ⎡⎤ ⎜⎟ −− + − − ⎢⎥ ⎜⎟ ⎣⎦ ⎝⎠ − (5) Suy ra 2 2 2 sin( ) sin( ) () () 1 p ZZ dZ dK m p e E p iiU Z Ze π ωτ π ωτ π θϕ θϕ θθ − − +−− − == − ⎛⎞ ⎜⎟ − ⎜⎟ ⎝⎠ − (6) 3.4.3 Chỉnh lưu. .. αµ =−+ ⎡ ⎤ ⎣ ⎦ 2 arccos cos d km I I µ αα ⎛⎞ = −− ⎜⎟ ⎝⎠ 0 d u = Ảnh hưởng đến góc an tồn của thyristor: M α µγ π + += () cos cos d M km I I α πγ =+ − Chỉnh lưu hình cầu 3 pha, tia ba pha Chỉnh lưu hình cầu một pha () 2 cos cos d M km I I α πγ =+ − 3.3.1 Chỉnh lưu hình tia khơng điều khiển Sơ đồ 1 2 3 sin 2 sin( ) 3 4 sin( ) 3 m m m uU uU uU θ π θ π θ = =− =− t θ ω = 2 sin ( 1) nm uU n m π θ ⎡⎤ =−− ⎢⎥ ⎣⎦ ... chiều của dòng điện chỉn lưu •U σ(n) : Giá trị hiệu dụng của sóng điều hịa bậc n thành phần xoay chiều điện áp chỉnh lưu. • ω σ(n) : Tần số góc của sịng điều hịa bậc n thành phần xoay chiều. () 0 ndd LI iI σ →∞ ⇒ → ⇒ = Ỵ Dịng điện được san phẳng tuyệt đối • Dòng điện trong các pha: i 1 = i V1 –i V4 ; i 2 = i V3 –i V6 ; i 3 = i V5 –i V2 •Giátrị trung bình điện áp chỉnh lưu: p = 2m di diA diK UU... αα π π coscossin 0di m di U m mU U == 0 sin m di mU U m π π = U di0 : Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu không điều khiển. 2 02 333 36 sin 1.17 32 2 mm di UU U UU π π ππ ==== m = 3 Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu 2 2 sin 2 m di m m m UUd ππ α ππ α θ θ π ++ −+ = ∫ • Dòng điện liên tục • Dòng điện gián đoạn • Dòng điện ở biên giới gián đoạn dd iiI σ =+ d d UE I R − = − 0 dd IUE≥⇒ ≥ − () () 2 2 () n n n U I R... θ 4 : 3113223 33 12 0; ; ;;0 VV V ddVdVV uuuuuuu uuii Ii i ==− =− === == •Giản đồ đóng cắt – Xung điều khiển: • Trong tải phải có E ư •E ư đảo chiều 2 π α ⋅ > d EU⋅> − Điều kiện để có nghịch lưu phụ thuộc 12VV dd ii iI+== 21 21 VV K di di Luu dt dt ⎛⎞ − =− ⎜⎟ ⎝⎠ 21 sin 2sin kkm km m uuuU UU m θ π =−= = … biên độ điện áp dây giữa hai pha kề nhau 2 2 0 sin 2 V i km V K U di d L θ α θ θ ω = ∫∫ . điện chỉnh lưuid: Giá trị tức thời của dòng điện chỉnh lưu – Sóng dòng điện chỉnh lưuId: Giá trị trung bình – Thành phần một chiều của sóng dòng điện chỉnh. CHUNG 3.2 Đặc điểm của điện áp và dòng điện chỉnh lưu3 .2.1 Điện áp chỉnh lưuud: Giá trị tức thời của điện áp chỉnh lưu – Bao gồm cả thành phần xoay chiều uσvà