Chương 4 - Bộ biến đổi điện áp một chiều. Sau khi học xong chương này, người học có thể hiểu được một số kiến thức cơ bản về: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều, trường hợp tải thuần cảm (tải L), trường hợp tải RL, bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha, công tắc xoay chiều 1 pha, công tắc xoay chiều, điều khiển bộ biến đổi điện áp xoay chiều,… Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
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 dụng mạch Thyristor ( T) mắc song song ngược Ưuđiểm: +Điều chỉnh điện áp vô cấp, linh hoạt +Điều chỉnh nhanh, dễ tạo mạch vòng tự động điều chỉnh +Kích thước biến đổi ( BBĐ) gọn, nhẹ, giá thành hạ Nhược điểm: +Chất lượng điện áp không tèt ( sãng kh«ng sinnus) +Tỉn hao sãng bËc cao, phải sử dụng thêm lọc xoay chiều Bộ biến đổi điện áp xoay chiều pha Trường hợp tải trở (tải R) Bộ biến i in ỏp xoay chiu pha Điện áp tải: ( thay đổi góc mở đổi) 2 Ut U1 2 u d trÞ hiƯu dơng U thay 2U 12 (1 cos )d ( 2U sin ) d sin 2 f( ) P P Công suất tiêu thụ tích cực: ( P công suất tiêusin thụ Công suất phản kháng: Q P sin ) =0 Dòng trung bình qua van: It Um sin d R Um (1 cos ) R Gi¸ trị hiệu dụng dòng tải: I Um ( ) sin d R Um sin 2 R Điện áp ngược: U ngmax = 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 Cô ng tắ c xoay chiề u ba pha dạng đầ y đủmắ c o tả i theo cấ u hình Cô ng suấ t tả i P=20kW, hệsốcô ng suấ t 0,707 Tính đđịnh mứ c p vàdò ng cho linh kiệ n Á p nguồ n cótrịhiệ u dụng p dâ y 440V Lưu ý: Khi tính chọn SCR cần biết: Điện áp ngược cực đại có thểđ ặt lên SCR, Dịng trung bình , hoặc dịng hiệu dụng qua SCR. 43 Ví dụ tính tốn Giả i: Dò ng điệ n qua mỗ i pha cótrịhiệ u dụng: I P 20000 3.U cos 3.440.0,707 37,119[A] Doø ng đỉ nh qua SCR: Im I 37,119 52,5[A] Dò ng trung bình qua SCR: I AV Im 52,5 16,71[A] Trịhiệ u dụng dò ng qua SCR: I RMS Im 52,5 26,25[A] Điệ n p đỉ nh đặ t lê n SCR: U DWM U RWM U 440 622,3[V ] 44 Ví dụ tính tốn Ví dụ 3.3 Bộbiế n đổ i p xoay chiề u một pha mắ c o tả i L Tính trịhiệ u dụng p vàdò ng tả i [rad] Tính cô ng suấ t phả n ng củ a só ng hà i bả n Cho biế t L=0,01H, p nguồ n U =220V, =314 rad/s It U Ut 45 L Ví dụ tính tốn Giả i: Trị hiệu dụng áp tải tính theo cơng thức: Ut U s in 2 220 2 s in 137 ,566 [V ] Trị hiệu dụng dòng tải: It It U L 220 314 ,01 cos 2 3 s in 2 cos 2 3 s in 29 ,142 [ A ] 46 Ví dụ tính tốn Cô ng suấ t phả n ng củ a só ng hà i bả n: Q(1) =US.I t(1) vớ i I t (1 ) US L I t (1 ) 220 314 ,01 I t (1 ) s in 2 s in 27 ,395 [ A ] Ta Q(1) =220.27,397 =6025,8 Var 47 Ví dụ tính tốn Ví dụ 3.4 Mạch độ ng lực củ a bộbùnhuyễ n mộ t pha như hình vẽ Dò ng bùđược điề u khiể n bằ ng cá ch thay đổ i gó c kích khoả ng Á p nguồ n xoay chiề u cótrịhiệ u dụng U =220V, =314 rad/s Cô ng suấ t bùcủ a tụQC =10 kVAr a/- Tính độlớ n cuộ n ng L đểcóthểbùcô ng suấ t vớ i độlớ n thay đổ i từQmin=0 đế n Qmax =10 kVAr b/- Vớ i L tính được, xá c định dò ng bùtổ ng ( hà i bả n) ứ ng vớ i cá c trườ ng hợp gó c điề u khieå n ; 2 ; 3 48 ; , Ví dụ tính tốn 49 Ví dụ tính tốn 50 Ví dụ tính tốn Giả i: a/- Tính L đểcóthểbùtừQmin=0 đế n Qmax =10 kVAr Cô ng suấ t bùcủ a tụ: QC U2 XC C.U Cô ng suấ t bùcủ a cuộ n ng: QL U2 XL U2 L Đểbùđế n cos =1, ta cầ n cóQC =QL Từđó : L C L C QC U 2 10.000 314.220 314 657,99.10 657,99.10 [F ] 0,0154[H ] 51 Ví dụ tính tốn b/- Tính dịng bù tổng với các góc kích khác nhau Dò ng bùtổ ng: ibù= i C it j C U U L1 IL US L vớ i U j L1 s in Ta cókế t : I buø =45,477-25,655=19,821A I buø =45,477-20,246=25,230A I bù =45,477-13,802=31,674A I bù =45,477-0=45,477A 52 Ví dụ tính tốn Ví dụ 3.5: Cho bộbiế n đồ i điệ n p xoay chiề u mộ t pha, tả i RL, Điện áp nguồn U =220V, tầ n sốnguồ n ac f=50Hz Kế t luậ n vềtính liê n tục củ a dò ng tả i cá c trườ ng hợp sau: a/- R =10 b/- R =1 ; L =0,01H ; ; L =0,01 H ; It R Ut L 53 Ví dụ tính tốn Giaû i: a/- R =10 arctg L R ; L =0,01H ; arctg 314.0,01 10 0,3042[rad ] 0,523[rad ] Dò ng tả i giá n đọan 54 Ví dụ tính tốn b/- R =10 arctg L R ; L =0,01H ; arctg 314.0,01 1,262[rad ] 0,523[rad ] Dò ng tả i liê n tục 55 Ví dụ tính tốn Ví dụ 3.6 Bộbiế n đổ i p xoay chiề u mộ t pha điề u khiể n theo phương phá p tỉlệthờ i gian Áp nguồ n xoay chiề u U =220V, =314 rad/s Thờ i gian ng 1s, thờ i gian ngắ t 0,5s Tả i thuầ n trởR =50 a/- Tính trịhiệ u dụng điệ n p tả i vàdò ng tả i b/- Tính cô ng suấ t tả i c/- Tính hệsốcô ng suấ t nguồ n 56 Ví dụ tính tốn Giả i: a/- Trịhiệ u dụng aù p taû i:U t U T1 T Do taû i R nê n trịhiệ u dụng dò ng tả i It 220 Ut R 1 ,5 179 ,6 [V ] 179 ,6 50 ,592 [ A ] b/- Cô ng suấ t tả i R: PR U t2 R 179 ,6 50 645 ,333 [W ] c/- Hệsốcô ng suấ t nguồ n PR S PR U It 645 ,333 220 ,592 ,8166 57