3. Chỉnh lưu công suất ba pha không điều khiển
3.1 Mạch chỉnh lư u3 pha hình tia (M3)
Mạch chỉnh lưu 3 pha đơn giản nhất là mạch M3. Trong hình 2.11 cho thấy ba van bán dẩn được đặt vào 3 pha L1, L2 và L3. Vì các cathode của 3 van có cùng điện áp nên có thể nối chung lại với nhau, sau đó tải được nối giữa điễm chung này với dây trung tính của biến áp (đấu sao). Do đó, cuộn thứ cấp của biến áp phải đấu sao
43
Hình 2.11 Mạch chỉnh lưu 3 pha M3
3.1.1 Khảo sát điện áp
Như đã biết, diode sẻ không dẩn điện cho đến khi nào điện áp anode dương hơn cathode. Từ hình 2.12b cho thấy van V10 dẩn trong khoảng thời gian từ t1 đến t2 vì lúc này điện áp UL1N là dương nhất (hình 2.12a). Tuy nhiên, tại t2 thì UL2N lại dương hơn UL1Nvà van V20 trở nên dẩn. Do dòng điện chuyển từ V10 sang V20 bởi sự thay đổi giá trị điện áp của lưới điện nên mạch chỉnh lưu này được gọi là mạch “biến đổi chuyển mạch lưới”. Trở lại hình 2.12b cho thấy điện áp một chiều Ud không giãm xuống 0 vì quá trình chuyển mạch xảy ra trong khoảng thời gian là 1200
Vì điện áp xung Ud có trị số thấp nhất tại sin300= 0,5 nên điện áp gợn sóng là Uripp pp = 0,5 x 𝑈̂phase. Do đó, giá trị trung bình của điện áp DC cũng cao hơn so với các mạch chỉnh lưu ở các phần trên.
44
Hình 2.12 a) Điện áp pha ULIN,UL2Nvà UL3N
b) Điện áp ra một chiều
c) Điện áp trên diode V20
Thay điện áp dây U = √3U phasevào phương trình trên
Trong mạch M3, điện áp nghịch đặt lên mỗi diode là điện áp sai biệt tức thời giữa các pha của các diode đang dẩn và không dẩn.
45 Suy ra giá trị đỉnh của điện áp nghịch như sau : Tham chiếu với điện áp một chiều lý tưởng
Điện áp UAK của diodeV20 được trình bày ở hình 3.15c. Trong suốt thời gian dẩn điện từ t2 đến t3 và sau t5, điện áp trên diode bằng 0 (trong thực tế UF~ 1 V). Quá trình chuyển từ V20 sang V30 xảy ra tại thời điễm t3 sao cho giá trị tức thời của điện áp nghịch được tạo nên từ sai biệt giữa các điện áp pha UL2N - UL3N và điện áp dây UL2L3. Sự chuyển mạch tiếp theo xảy ra tại thời điểm t4 từ V30 sang V10, điện áp nghịch tương ứng là UL2N - ULIN
3.1.2 Số xung và hệ số gợn song
Trong suôt chu kỳ T của điện áp lưới, điện áp DC bao gồm tất cả các điện áp pha và cũng có 3 khối điện áp trong mỗi chu kỳ. Do đó, số xung p = 3.
Hệ số gợn sóng trong trường hợp này cũng nhỏ hơn trong mạch chỉnh lưu toàn kỳ 1 pha W = 18,3%
Giá trị này rất khó xác định bằng phương pháp đo 3.1.3 Khảo sát dòng điện
Đối với tải thuần trở dòng một chiều Id sẻ tỉ lệ với Ud, vì trong một chu kỳ có 3 thành phần dòng điện, do đó :
Đối với tải cảm kháng
46 Thời gian chảy của dòng điện cũng giảm xuống
Đối với tải thuần trở RL = 0 và với tải cảm kháng RL→ ∞
Trong hình 2.13 cho thấy sự khác biệt về dòng điện tương ứng với các loại tải khác nhau
Hình 2.13 Dòng điện qua các diodetrong mạch M3
Như đã biết cách đấu dây của biến áp có một ý nghĩa quan trọng ví dụ với biến áp có cuộn sơ cấp đấu Asẻ cải thiện hiệu suất xử dụng của biến áp. Trong mạch M3 thích hợp đặc biệt với các cách nối Dy, Dz và Yz (D = Delta, Y = sao và Z = zig-zag). Hình 2.14 trình bày dạng dòng điện trong cách nối Dy
47
Hình 2.14 Dòng điện trong mạch M3 với biến áp đấu Dy a)Dòng điện dây bên thứ cấp b, c) Dòng qua hai cuộn dây d) Dòng điện lưới
3.1.4 Khảo sát công suất
Trong kỹ thuật 3 pha công suất biểu kiến bên thứ cấp của mạch M3 là
Theo hình 2.14d suy ra bên sơ cấp
Từphương trình trên dần đến kết quả
Công thức sau đáy được dùng để thiểt kểmáy bỉển áp