I. Mạch chỉnh lưu không điều khiển (theo từng loại tải)
4. Mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia (M3)
Mạch chỉnh lưu 3 pha đơn giản nhất là mạch M3. Trong hình 2.13 cho thấy ba van bán dẫn 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 điểm chung này với dây trung tính của biến áp (đấu sao). Do đó, cuộn thứ cấp của biến áp phải đấu sao
Hình 2.10 Mạch chỉnh lưu 3 pha M3
1/ Khảo sát điện áp
Như đã biết, diode sẽ không dẫn điện cho đến khi nào điện áp anode dương hơn cathode. Từ hình 2.11b cho thấy van V10 dẫn trong khoảng thời gian từ t1 đến t2 vì lúc này điện áp UL1N là dương nhất.Tuy nhiên, tại t2 thì UL2N lại dương hơn UL1N và van V20 trở nên dẫn. 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”. 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 phase . Do đó, giá trị trung bình của điện áp DC cũng cao hơn so với các mạch chỉnh lưu ở các phần trên.
39 Trong mạch M3, điện áp nghịch đặt lên mỗi diode là điện áp sai biệt tức thời giữa các pha của các diode đang dẫn và không dẫn.
Suy ra giá trị đỉnh của điện áp nghịch như sau : Tham chiếu với điện áp một chiều lý tưởng
a) Điện áp pha UL1N, UL2N và UL3N b) Điện áp ra một chiều
c) Điện áp trên diode V20
40 Điện áp UAK của diode V20 được trình bày ở hình 2.14 c. Trong suốt thời gian dẫn 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 điểm 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 – UL1N
2/ Số xung và hệ số gợn sóng
Trong suốt 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 tồn kỳ 1 pha
Giá trị này rất khó xác định bằng phương pháp đo
3/ Khảo sát dòng điện
Đối với tải thuần trở dòng một chiều Id sẽ tỉ lệ với Ud, vì trong một chu kỳ có 3 thành phần dịng điện, do đó :
Đối với tải cảm kháng , nhưng
Thời gian chảy của dòng điện cũng giảm xuống
Đối với tải thuần trở và với tải cảm kháng
41 Hình 2.12 Dịng điện qua các diode trong mạch M3
Do đó trong hình 2.15 chỉ giới thiệu tỉ số dịng điện với tải cảm kháng
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 Δ sẽ 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 2.13 trình bày dạng dịng điện trong cách nối Dy
Dòng điện trong mạch M3 với biến áp đấu Dy
a) Dòng điện dây bên thứ cấp b, c) Dòng qua hai cuộn dây
42 d) Dịng điện lưới
Hình 2.13
4/ Khảo sát cơng suất
Trong kỹ thuật 3 pha, công suất biểu kiến bên thứ cấp của mạch M3 là Theo hình 2.16 d suy ra bên sơ cấp
Từ phương trình trên dẫn đến kết quả
Công thức sau đây được dùng để thiết kế máy biến áp