BÀI 6 : BỘ NGHỊCH LƯU
6.4 Bộ nghịch lưu dòng điện
6.4.1 Bộ nghịch lưu dòng một pha
- Sơ đồ mạch điện:
-Biến áp dùng trong mạch này là loại biến áp có điểm giữa, ở sơ cấp chia sơ cấp ra làm 2 phần bằng nha, về phía vịng dây có chiều quấn dây là điểm A đầu và O cuối, điểm O đầu và B cuối
- Cuộn dây L nối tiếp với nguồn một chiều có tác dụng giới hạn dịng điện khi mở điện.
- Tụ C dùng để nạp và xả điện làm cho SCR ngưng dẫn gọi là tụ điện chuyển mạch.
Nguyên lý hoạt động:
Giả thiết T1 được kích trước nên T1 dẫn, T2 ngưng. Lúc đó có dịng điện đi từ nguồn dương qua cuộn dây L, qua cuộn sơ cấp từ O đến A và qua T1 trở về nguồn âm. Lúc đó, cuộn sơ cấp OB sẽ cảm ứng điện áp theo nguyên lý biến áp tự ngẫu nên điện áp giữa hai điểm AB nạp vào tụ C có trị số bằng 2VDC và tụ C nạp theo chiều âm ở A và dương ở B.
Sau đó, nếu có xung kích T2 thì T2 dẫn, tụ C xả điện áp âm -2VDC làm cho T1 ngưng ( do T1 bị phân cực ngược). Bây giờ sẽ có dịng điện đi từ nguồn dương qua cuộn dây L, qua cuộn sơ cấp O đến điểm B, qua cuộn T2 trở về nguồn âm. Lúc đó cuộn sơ cấp OA cũng sẽ cảm ứng điện áp theo nguyên lý biến áp tự ngẫu nên điện áp giữa 2 điểm AB nạp vào tụ C cũng có trị số bằng hai lần VDC, nhưng theo chiều ngược lại, và tụ C nạp theo chiều dương ở A và âm ở B
Ở hai trường hợp dòng điện qua hai cuộn sơ cấp chạy ngược chiều nhau nên khi cảm ứng sang thứ cấp sẽ cho ra dòng điện xoay chiều. Dòng điện xoay chiều ra ở thứ cấp có điện áp tùy thuộc tỷ lệ số vòng dây giữa sơ cấp và thứ cấp, tần số tùy thuộc vào tần số của mạch tạo xung kích.
6.4.2 Bộ nghịch lưu dòng ba pha C1 T1 T2 + - V2 0 B A + - Tai L VDC + _
74
Sơ đồ mạch điện:
Phân tích:
- Cầu diode I là mạch nắn điện toàn kỳ ba pha. Thường dùng SCR để điều chỉnh
mức điện áp trung bình của nguồn một chiều ra.
- Cầu diode II là mạch nghịch lưu để biến tần. Trong mỗi nửa cầu diode có ba tụ
điện làm nhiệm vụ chuyển mạch.
- Cầu diode nắn điện qua điện cảm L để giảm thành phần gợn sóng nên sẽ cung
cấp cho mạch nghịch lưu dòng điện là hằng số. Cuộn dây L nối tiếp với nguồn một chiều có tác dụng giới hạn dịng điện khi mở điện. Tụ C dùng để nạp điện và xả điện làm cho SCR ngưng dẫn gọi là tụ chuyển mạch
- Các SCR từ T1 đến T6 sẽ cắt dòng điện một chiều thành hai khối chữ nhật, gồm
một khối dương và một khối âm, mỗi khối kéo dài 120 độ điện, khối này cách khối kia 60 độ. Tại bất cứ thời điểm nào cũng chỉ có hai SCR dẫn điện
Nguyên lý hoạt động:
- Các SCR trong mạch biến tần được điều khiển kích theo thứ tự: T1 – T2-T3-T4-
T5-T6
Giả thiết T1 và D1 dẫn cho dòng điện đi vào pha A trong động cơ rồi ra pha C , qua D2 – T2 trở về âm nguồn. Lúc đó, tụ C1 và C6 nạp điện.
T1 T3 T5 T4 T6 T2 D1 D4 D6 D2 +88.8 C1 C2 C3 C4 C5 C6 R S T + _ Cau diode II Cau diode I + - + - + - D3 D5 L1 L2
75
Khi có xung kích T3 dẫn thì tụ C1 xả điện làm T1 ngưng và ngắt dịng IA. Bây giờ có dịng điện qua T3-D3 đi vào pha B rồi ra pha C qua D2-T2 trở về nguồn âm. Lúc đó tụ C2 và C5 nạp điện.
Khi có xung kích T4 dẫn thì tụ C6 xả điện làm T2 ngưng và ngắt dòng Ib. Bây giờ có dịng điện qua T3-D3 đi vào pha C rồi ra pha A qua D4-T4 trở về nguồn âm. Lúc đó tụ C4nạp điện theo chiều ngược với C5.
Khi có xung kích T5 dẫn thì tụ C2 xả điện làm T3 ngưng và ngắt dòng Ib. Bây giờ có dịng điện qua T5-D5 đi vào pha C rồi ra pha A qua D4-T4 trở về nguồn âm. Lúc đó tụ C6 nạp điện.
Khi có xung kích T6 dẫn thì tụ C4 xả điện làm T4 ngưng và ngắt dịng Ic. Bây giờ có dịng điện qua T5-D5 đi vào pha C rồi ra pha B qua D6-T6 trở về nguồn âm. Lúc đó tụ C2 – C5 nạp điện. Khi có xung kích trở lại T1 thì tụ C3 xả điện làm T5 ngưng. Chu kỳ được lặp lại. dòng điện qua T1-D1 đi vào pha A rồi ra pha C qua D6-T6 trở về nguồn âm.
Vẽ dạng sóng với SCR dẫn 120 độ điện ( gv vẽ dạng sóng và giải thích các khoảng dẫn của các SCR T1 đến T6)
76
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất, lý thuyết, thiết kế,
ứng dụng, Nxb Khoa học kỹ thuật 2008.
[2] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, Nxb Khoa học kỹ thuật 2004
[3] Võ Minh Chính, Điện tử công suất, Nxb Khoa học kỹ thuật 2008
[4] Phạm Quốc Hải, Phân tích và giải mạch điện tử công suất, Nxb Khoa học kỹ thuật 2002
[5] Lê Đăng Doanh, Nguyễn Thế công, Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất tập