3. Chỉnh lưu công suất ba pha không điều khiển
3.2. Chỉnh lưu cầu ba pha
48 3.2.1 Đại cương
Một loại chỉnh lưu có ưu điểm về hệ số gợn sóng và công suất là mạch chỉnh lưu cầu 3 pha còn được gọi là mạch 6 pha B6. Ngoài ra do không cần đến biến áp đấu sao như trong mạch M3. Có thể xem mạch chỉnh lưu B6 là sự nối tiếp của 1 mạch M3 cathode chung với mạch M3 anode chung.
Mạch chỉnh lưu B6 cơ bản được trình bày trong hình 2.15
Hình 2.15 Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha
Trong hình 2.16, điện áp một chiều của 2 mạch M3 là đường bao của điện áp ba pha, do các giá trị đỉnh chuyển vị trí cho nhau mỗi 600 hoặc T/6 , sự tương tác giữa hai điện áp tạo ra một nhóm 6 xung có nghĩa là p = 6.
49
Hình 2.16
a, b) Đường bao của điện áp 3 pha
c) Điện áp DC trong mạch B6 là hiệu giữa 2 điện áp DC trong mạch M3
Trong mỗi trường hợp, hai chỏm điện áp của B6 xảy ra trong vòng 2 biên độ của các điện áp M3 riêng biệt, các chỏm điện áp này lệch 300 so với các đỉnh điện áp M3 (hình 2.15c) Công thức sau được áp dụng:
Ud(B6) = Ud(M3 K) - Ud(M3 A)
Trong các tính toán gần đúng, hệ số gợn sóng w = 4,2% rất nhỏ trong mạch B6 có thể bỏ qua do giá trị này rất khó nhận ra bởi các thiết bị đo thực tế.
50
Suy ra:
Thời điểm kích các diode sau 300 kể từ giá trị 0 của điện áp pha hoặc 600 so với giá trị 0 của điện áp dây tương ứng. Thời gian dẩn dòng là 13T = 120°. Vì trongtrường hợp hai diode nối tiếp nhau, trong nhiều tài liệu thường dùng s để chỉ số nhóm chuyển mạch. Đối với mạch B2 và B6 có s =2 cho thấy số lượng mạch M được ghép nối tiếp.
Trong phân nửa thời gian dẩn của một diode (600) một chuyển tiếp được tiếp tục từ diode được ghép nối tiếp trong nhóm chuyển mạch thứ hai, điều này tạo nên dạng điện áp được tô đen trong hình 2.16c
V10 dẩn điện từ thời điễm t1 đến t3 vì ULN1 dương nhất trong suốt chu kỳ đối với mạch M3 cathode chung. Cho đến thời điễm t2 diode V60 được xem như nối tiếp và đến t3 lại được loại ra bởi diode V20.
Với sơ đồ mạch như trên, điện áp nghịch cực đại bằng với giá trị đỉnh của điện áp dây Tuy nhiên, điện áp một chiều ud chỉ nhận được phân nữa giá trị so với mạch M3
3.2.2 Khảo sát dòng điện
Do có 3 nhánh chuyển mạch trong mỗi nhóm (q = 3) nên dòng qua diode sẻ giảm
51
Điều này được chỉ rõtrong hình 2.17 đối với cuộn 1 của biến áp
Hình 2.17 Dòng điện dây bên thứ cấp ở pha 1, phần dương qua V10 và âm qua V40
Với tỉ số biến áp r = 1, dòng điện dây bên sơ cấp lớn hơn dòng sơ cấp có nghĩa là
Lưu ý :
Đối với kiểu đấu dây biến áp AY theo hình 2.15 , r = 1
Có nghĩa là số vòng dây sơ cấp lớn hơn với hệ số là √3 = 1,73
Trong mạch YY với r = 1 thì điện áp, dòng điện cũng như số vòng dây cuộn sơ và thứ cấp thì bằng nhau
3.2.3 Khảo sát công suất
Vì dòng điện xoay chiều chảy qua cả hai cuộn trong biến áp nên công suất biểu kiến của sơ và thứ cấp bằng nhau và do đó công suất danh định cũng bằng nhau, các quan hệ này không phụ thuộc vào tỉ số biến áp và kiểu đấu dây. Trong thực tế :
Và do đó:
BÀI TẬP THỰC HÀNH
1. Mạch chỉnh lưu 1 pha nửa chu kỳ
52
1.1.1. Sơ đồ thực hành
1.1.2. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải R để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải R INPUT OUTPUT
V(V) ED(V) ID(A)
R(12) R(16) R(20)
53
54 1.2.1. Sơ đồ thực hành
1.2.2. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3Lần lượt bật chuyển mạch tải L để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải INPUT OUTPUT R L V(V) ED(V) ID(A) R(12) L(12) L(16) L(20)
55
1.3. Mạch chỉnh lưu 1 pha nửa chu kỳ với tải R có tụ lọc 1.3.1. Sơ đồ thực hành
1.3.2. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải R để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
56 Tải R INPUT OUTPUT V(V) ED(V) ID(A) R(12) R(16) R(20)
Bước 4: Dùng máy hiện sóng đo dạng sóng và vẽ lại dạng sóng
Nhận xét dạng sóng khi có nối thêm tụ C1
57
1.4. Mạch chỉnh lưu 1 pha nửa chu kỳ với tải R-L có tụ lọc 1.4.1. Sơ đồ thực hành
1.4.2. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải L để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải INPUT OUTPUT R L V(V) ED(V) ID(A) R(12) L(12) L(16) L(20)
Bước 4: Dùng máy hiện sóng đo dạng sóng và vẽ lại dạng sóng
58 2.1. Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha tải R
Sơ đồ mạch
2.1.1. Sơ đồ thực hành 2.1.2. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
59
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải R để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải R INPUT OUTPUT
V(V) ED(V) ID(A)
R(12) R(16) R(20)
Bước 4: Dùng máy hiện sóng đo dạng sóng và vẽ lại dạng sóng
60 2.2.1. Sơ đồ thực hành
2.2.2. Trình tự thực hiện
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải R để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải R INPUT OUTPUT
V(V) ED(V) ID(A)
R(12) R(16) R(20)
61
Nhận xét dạng sóng khi có nối thêm tụ C1
Nối thêm tụ C2 hãy kiểm tra dạngsóng và nhận xét 2.3. Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha với tải RL
2.3.1. Sơ đồ thực hành
2.3.2. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
62
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải L để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải INPUT OUTPUT R L V(V) ED(V) ID(A) R(12) L(12) L(16) L(20)
Bước 4: Dùng máy hiện sóng đo dạng sóng và vẽ lại dạng sóng
2.4. Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha với tải RL lắp thêm tụ lọc 2.4.1. Sơ đồ thực hành
63
2.4.2. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải L để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải INPUT OUTPUT R L V(V) ED(V) ID(A) R(12) L(12) L(16) L(20)
64
3. Chỉnh lưu 3 pha hình tia
3.1. Mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia tải R 3.1.1. Sơ đồ thực hành
3.1.2. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải R để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải R INPUT OUTPUT
V(V) ED(V) ID(A)
R(12) R(16) R(20)
65
3.2. Mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia với tải R có nối thêm tụ lọc 3.2.1. Sơ đồ thực hành
3.2.2. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải R để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải R INPUT OUTPUT
V(V) ED(V) ID(A)
66 R(16)
R(20)
Bước 4: Dùng máy hiện sóng đo dạng sóng và vẽ lại dạng sóng
Nhận xét dạng sóng khi có nối thêm tụ C1
Nối thêm tụ C2 hãy kiểm tra dạng sóng và nhận xét 3.3. Mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia với tải RL
3.3.1. Sơ đồ thực hành
3.3.2. Trình tự thực hành
67
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải L để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghigiá trị vào bảng sau:
Tải INPUT OUTPUT R L V(V) ED(V) ID(A) R(12) L(12) L(16) L(20)
Bước 4: Dùng máy hiện sóng đo dạng sóng và vẽ lại dạng sóng
3.4. Mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia với tải RL có nối thêm tụ 3.4.1. Sơ đồ thực hành
68
3.4.1. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải R để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồnghồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải INPUT OUTPUT R L V(V) ED(V) ID(A) R(12) L(12) L(16) L(20)
69 Nhận xét dạng sóng khi có nối thêm tụ C1
Nối thêm tụ C2 hãy kiểm tra dạng sóng và nhận xét 4. Chỉnh lưu 3 pha hình cầu
4.1. Mạch chỉnh lưu 3 pha hình cầu tải R 4.1.1. Sơ đồ thực hành
4.1.2. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải R để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải R INPUT OUTPUT
V(V) ED(V) ID(A)
R(12) R(16) R(20)
70
Bước 4: Dùng máy hiện sóng đo dạng sóng và vẽ lại dạng sóng
4.2. Mạch chỉnh lưu 3 pha hình cầu tải R có nối thêm tụ lọc 4.2.1. Sơ đồ thực hành
4.2.2. Trình tự thực hành
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải R để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải R INPUT OUTPUT
V(V) ED(V) ID(A)
71
R(16) R(20)
Bước 4: Dùng máy hiện sóng đo dạng sóng và vẽ lại dạng sóng
Nhận xét dạng sóng khi có nối thêm tụ C1
Nối thêm tụ C2 hãy kiểm tra dạng sóng và nhận xét 4.3. Mạch chỉnh lưu 3 pha hình cầu tải RL
4.3.1. Sơ đồ thực hành
4.3.2. Trình tự thực hành
72
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải L để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải INPUT OUTPUT R L V(V) ED(V) ID(A) R(12) L(12) L(16) L(20)
Bước 4: Dùng máy hiện sóng đo dạng sóng và vẽ lại dạng sóng
4.4. Mạch chỉnh lưu 3 pha hình cầu tải RL có nối thêm tụ lọc 4.4.1. Sơ đồ thực hành
73
Bước 1: Dùng dây cắm 4mm nối mạch theo sơ đồ đường nét đậm.
Bước 2: Cấp nguồn 3 pha 380V cho mô hình, bật công tắc cấp nguồn AC SUPPLY sang vị trí ON.
Bước 3: Lần lượt bật chuyển mạch tải R để thay đổi giá trị tải từ bé đến lớn, quan sát các đồng hồ và ghi giá trị vào bảng sau:
Tải INPUT OUTPUT R L V(V) ED(V) ID(A) R(12) L(12) L(16) L(20)
Bước 4: Dùng máy hiện sóng đo dạng sóng và vẽ lại dạng sóng
Nhận xét dạng sóng khi có nối thêm tụ C1
74
BÀI 3: CHỈNH LƯU CÔNG SUẤT CÓ ĐIỀU KHIỂN
MĐ 05– 03 Giới thiệu
Bài học này tập trung về các phương pháp biến đổi công suất (chỉnh lưu) có thể thay đổi được điện áp ra rất thông dụng trong các lỉnh vực : Điện giải, điều khiển tốc độ động cơ DC, xi mạ,...Trong hệ thống nguồn nuôi một pha và ba pha.
Nội dung bài còn đề cập chi tiết về đặc điểm của từng loại mạch cụ thể thông qua việc khảo sát điện áp, dòng điện theo các loại tải khác nhau đặc biệt là tải hổn hợp trở kháng.
Mục tiêu
Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đặc điểm, phương pháp điều khiển và phạm vi ứng dụng của mạch chỉnh lưu công suất có điều khiển.
Đo, kiểm tra, lắp, khảo sát, sửa chữa, thay thế được các linh kiện điện tử bị hư hỏng trong mạch chỉnh lưu công suất có điều khiển đạt yêu cầu kỹ thuật.
An toàn chongười, thiết bị, rèn luyện tác phong công nghiệp, tinh thần làm việc theo nhóm, tính tỷ mỉ, chính xác và vệ sinh công nghiệp.
Nội dung bài học