I. Mạch chỉnh lưu không điều khiển (theo từng loại tải)
5. Mạch chỉnh lưu 3 pha hình cầu
1/ Đại cương
Một loại chỉnh lưu có ưu điểm về hệ số gợn sóng và cơng suất là mạch chỉnh lưu cầu 3 pha còn được gọi là mạch 6 pha B6. Ngồi ra do khơng 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 2.14
Hình 2.14 Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha
43 Trong hình 2.18 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 , sự tương tác giữa hai điện áp tạo ra một nhóm 6 xung có nghĩa là p = 6.
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)
Cơng thức sau được áp dụng
Trong các tính tốn 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.
a, b) Đường bao của điện áp 3 pha
c) Điện áp DC trong mạch B6 là hiệu giũa 2 điện áp DC trong mạch M3
Hình 2.15
44 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 dẫn dịng là . Vì trong trường 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 dẫn 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 tơ đen trong hình 2.18c
Cơng thức sau được áp dụng
Trong các tính tốn 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.
Điện áp trung bình của mạch B6 là :
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 dẫn dịng là . Vì trong trường hợp hai
45 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 dẫn 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 2.18c
V10 dẫn điện từ thời điểm t1 đến t3 vì ULN1 dương nhất trong suốt chu kỳ đối với mạch M3 cathode chung. Cho đến thời điểm 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/ Khảo sát dịng điện
Do có 3 nhánh chuyển mạch trong mỗi nhóm (q = 3) nên dịng qua diode sẽ giảm
Trong trạng thái xác lập, dòng xoay chiều trong cuộn thứ cấp có giá trị
Điều này được chỉ rõ trong hình 2.19 đối với cuộn 1 của biến áp
Hình 2.16 Dịng điện dây bên thứ cấp ở pha 1, phần dương qua V10 và âm qua V40
46 Lưu ý : Đối với kiểu đấu dây biến áp AY theo hình 2.16, r = 1
Có nghĩa là số vịng dây sơ cấp lớn hơn với hệ số là = 1,73
Trong mạch YY với r = 1 thì điện áp, dịng điện cũng như số vịng dây cuộn sơ và thứ cấp thì bằng nhau
4/ Khảo sát cơng suất
Vì dịng 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 cơng 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