- BA là máy biến áp 3 pha dùng để cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu.
u 2a =2 U 2 sin
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP BÀI 2 Câu 1: Giới thiệu chung về mạch điều khiển sơ đồ chỉnh lưu?
Câu 1: Giới thiệu chung về mạch điều khiển sơ đồ chỉnh lưu? Câu 2: Phân tích khâu đồng bộ hóa và phát sóng răng cưa? Câu 3: Phân tích nguyên lý làm việc của khâu so sánh? Câu 4: Phân tích nguyên lý làm việc của khâu so sánh?
Câu 5: Phân tích nguyên lý làm việc của khâu khuếch đại xung?
42 Hình 5.2 Hình 5.2 - + T3 T1 D3 3 D1 1 C0 A it ut B Ud Z t T2 T4 D4 4 D2 2 BÀI 3: BỘ NGHỊCH LƯU 2.1. Bộ nghịch lưu áp ra 1 pha và 3 pha
2.1.1 Nguyên tắc khống chế
Nghịch lưu điện áp một pha có thể thực hiện bằng nhiều sơ đồ khác nhau. Để xét nguyên tắc tạo ra điện áp xoay chiều trên tải khi nguồn cung cấp cho BBĐ là một chiều ta sử dụng sơ đồ phổ biến nhất là sơ đồ nghịch lưu cầu một pha. Trên hình 5.2 là sơ đồ mạch lực (động lực) của nghịch lưu điện áp một pha mắc theo kiểu cầu (còn thiếu mạch chuyển đổi).
Trong sơ đồ này:
o Ud là nguồn điện áp một chiều cung cấp cho sơ đồ BBĐ, trong công nghiệp thì thường là điện áp ra của sơ đồ chỉnh lưu.
o Tụ C0 là tụ lọc, nó góp phần tạo cho nguồn cung cấp có tính chất nguồn điện áp. Tụ C0 đảm bảo cho điện áp trên 2 cực nguồn không đổi và đảm bảo tính dẫn dịng hai chiều của nguồn.
o Các tiristor T1, T2, T3, T4 là các tiristor chính dùng để biến điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều.
o Các diode D11, D22, D33, D44 mắc thành một sơ đồ cầu và được gọi là cầu diode ngược, nó cho phép phụ tải có tính cảm kháng trả lại năng lượng phản kháng cho nguồn.
o Zt là phụ tải xoay chiều của BBĐ, trong trường hợp tổng quát thì Zt có thể có đầy đủ các phần tử như: điện trở Rt; điện cảm Lt; điện dung Ct và sức phản điện động Et. Thông thường ta xét loại phụ tải điện trở-điện cảm (Rt- Lt), đây là loại tải xoay chiều hay gặp nhất, vì ngay cả động cơ xoay chiều khơng đồng bộ cũng có thể thay thế tương đương bằng dạng tải này.
Nguyên tắc khống chế:
Để tạo ra điện áp xoay chiều trên tải Zt người ta khống các tiristor chính của BBĐ làm việc theo qui luật như sau:
- Khi cần có nửa chu kỳ dương của điện áp trên tải người ta khống chế mở hai van T1, T2 và khoá hai van
T3, T4. Lúc đó điện áp trên tải (cũng là điện áp giữa 2 điểm A và B) sẽ là: ut=Ud .
- Khi cần có nửa chu kỳ âm của điện áp trên tải người ta khống chế mở hai van T3, T4 và khố hai van T1, T2. Lúc đó điện áp trên tải sẽ là: ut=-Ud .
Nhờ việc khống chế các van làm việc theo qui luật như trên và lặp đi lặp lại với chu kỳ bằng chu kỳ điện áp ra yêu cầu ta có điện áp trên tải là điện áp
ut Ud T1,T2 më T1,T2 më 3 2 t 0 T3,T4 më T3,T4 më -Ud Hình 5.3
43
xoay chiều có dạng hình chữ nhật (cịn gọi là dạng sin chữ nhật). Đồ thị điện áp trên tải khi cho các van làm việc theo qui luật trên được minh hoạ trên hình 5.3.
Nguyên lý làm việc của sơ đồ khi có xét đến các diode ngược, tải Rt-Lt, Dòng qua tải
a/- Nguyên lý làm việc của sơ đồ khi có xét đến các diode ngược, tải Rt-Lt
Ta giả thiết là sơ đồ đã làm việc ở chế độ xác lập trước thời điểm ta bắt đầu xét
t=0 (thời điểm mốc bắt đầu xét t=0 là thời điểm ta truyền xung điều khiển
đến mở 2 van T1 và T2). Như vậy lân cận trước t=0 thì trong sơ đồ đang có 2
van là T3 và T4 đang dẫn dòng, dòng điện trong sơ đồ lúc đó khép kín theo mạch: (+Ud) - T3 - Zt -T4 - (-Ud), điện áp trên tải ut=-Ud cịn dịng tải có giá trị âm. Tại t=0 ta khống chế khoá 2 van T3, T4 (nhờ mạch chuyển đổi tương tự
như BBĐ một chiều-một chiều) và truyền tín hiệu điều khiển đến mở T1 và T2. Hai van T3, T4 khoá lại nhưng do tải có điện cảm Lt nên dịng qua tải khơng thể đổi chiều ngay, tức là dòng tải chưa khép qua T1, T2. Lúc hai van T3, T4 khoá lại làm cho dịng tải giảm và có xu hướng đổi chiều, trong Lt xuất hiện s.đ.đ. tự cảm chống lại quá trình này và tiếp tục duy trì dịng tải theo chiều cũ một khoảng thời gian nữa và lúc này dịng tải được khép kín theo mạch: Zt - D11 - Ud - D22 - Zt. Như vậy tuy dòng tải chưa đổi chiều nhưng điện áp trên tải đã đổi chiều (ut=Ud), còn dòng qua nguồn lúc này ngược chiều với điện áp nguồn, tức là trong giai đoạn này nguồn một chiều thu cơng suất. Về mặt năng lượng thì ở giai đoạn này năng lượng tích luỹ trong điện cảm phụ tải Lt ở giai đoạn T3 và T4 dẫn dòng (cũng được gọi là năng lượng phản kháng) được giải phóng ra và chuyển trả cho nguồn cung cấp một chiều. Khi toàn bộ năng lượng tích luỹ trong Lt được giải phóng hết thì dịng tải bằng khơng và bắt đầu đổi chiều (tại t=t1) và sẽ khép qua T1 và T2. Vậy giai đoạn từ t=t1t= thì T1 và T2 làm việc, dịng tải khép kín theo mạch: (+Ud) - T1 - Zt - T2 - (-Ud), ut=Ud. Tại t= ta khống
chế khoá T1, T2 và mở T3, T4. Cũng tương tự như tại t=0, lúc này s.đ.đ. tự cảm sinh ra trong Lt sẽ làm cho dịng tải tiếp tục được duy trì theo chiều cũ (tức là it vẫn dương) và nó được khép kín theo mạch: Zt - D33 - Ud - D44 - Zt, và điện áp tải thì đổi chiều: ut=-Ud. Đến t=t2=t1+ thì dịng tải bằng khơng và đổi
chiều, nó sẽ khép kín theo mạch: (+Ud) - T3 - Zt - T4 - (-Ud) cho đến t=2,
trong giai đoạn này ut=-Ud. Trong các chu kỳ tiếp theo sự hoạt động của sơ đồ tương tự như chu kỳ vừa xét.
b/- Dòng qua tải Rt-Lt
Từ nguyên lý hoạt động vừa nêu ta thấy rằng trong nửa chu kỳ từ t=0 đến t= thì điện áp trên tải ut=Ud, cịn nửa chu kỳ sau thì ngược lại ut=-Ud. Do tính
chất đối xứng của 2 nửa chu kỳ nên ta chỉ cần xác định biểu thức dòng tải của một nửa chu kỳ là đủ. Ta xét cho giai đoạn t=0 đến t=, trong giai đoạn này ta có phương trình vi phân sau:
Rt.it + Lt.dit/dt =Ud (5-1) Chuyển sang dạng toán tử Laplace ta được: