a) Góc kích trễ bằng không
Hình2.1.2:Mạch tương đương của mạch của mạch biến đổi ba pha toàn sóng - Mỗi van dẫn 1200
- Khi dẫn, dòng điện qua van là Id.
- Dòng điện trong mỗi pha phía nguồn xoay chiều gồm các dòng điện chạy qua hai van có nối với pha đó
Hình 2.2.3(a) trình bày dạng sóng điện áp và dòng điện với các van được đánh số theo thứ tự kích dẫn. Van 1 dẫn khi t trong khoảng –1200 đến 00, van 2 dẫn khi t giữa –600 và 600. H.2.2.3(b) cho thấy chu kỳ dẫn của các van, độ lớn và thời gian (góc) dòng điện đi qua. Dòng điện trong pha a của nguồn xoay chiều (trong cuộn dây nối nguồn xoay chiều) của máy biến áp được trình bày trong 2.2.3(c)
Hình2.1.3: Dạng sóng điện áp và dòng điện của mạch cầu
a) Điện pha và điện áp dây của nguồn xoay chiều b) Dòng điện qua các van và chu kỳ dẫn
c) Dòng điện pha a
Điện áp DC trung bình cho bởi công thức : Vdo = Em = 1.65 Em (2.3 ) Em: Trị số đỉnh của điện áp pha
Tính theo điện áp hiệu dụng pha ( ELN ) và điện áp dây hiệu dụng ( ELL ) Vdo = ELN = 2.34 ELN (2.3a)
= ELL = 1.35 ELL (2.3b )
Gọi α là góc kích trễ tương ứng với thời gian trễ giây. Góc trễ giới hạn bằng 1800
Điện áp trung bình Vd khi có góc trễ : Vd = Vdo cos (2.4 )
Vì có thể thay đổi từ 0 đến 1800, cos thay đổi từ –1 đến 1, Vd thay đổi từ –Vdo đến Vdo.
Số âm của Vd ứng với chê độ nghịch lưu.
Hình 2.1.4: Dạng sóng điện áp và dòng điện qua các van với góc kích trễ
c) Các quan hệ về dòng điện và góc pha
Khi góc trễ tăng, góc lệch pha giữa điện áp và dòng xoay chiều cũng thay đổi. Điều này được minh họa trong H.2.11 đối với pha a. Dạng sóng dòng điện xoay chiều bao gồm nhiều xung hình chữ nhật tương ứng với dòng điện qua các van 1 và 4. Dòng điện một chiều giả thiết không đổi bằng Id (cuộn kháng Ld trong H.2.8 làm cho Id
dòng điện xoay chiều của đường dây bao gồm các xung chữ nhật có biên độ bằng Id và kéo dài 1200 hay 23 rad (H2.12).
Với giả thiết không có chồng chập chuyển mạch thì dạng của dòng điện dây xoay chiều độc lập với .
Trị số đỉnh của thành phần tần số cơ bản của dòng điện xoay chiều đường dây: IL M = = 1 . 1 1 Id ( 2 . 5 a )
Trị số hiệu dụng dòng điện của thành phần dòng điện cơ bản: IL I = Id= 0 . 7 8 Id ( 2 . 5 b )
Bỏ qua tổn thất trong bộ biến đổi, công suất phía xoay chiều phải bằng với công suất phía một chiều:
3ELNILIcos = VdId = Vd0cosId Thay Vd0 từ (2.4) và (2.7) có:
(3ELN Id)cos = ( ELNId)cos Suy ra: cos = cos (2.6)
Bộ biến đổi hoạt động như một thiết bị biến đổi dòng xoay chiều ra một chiều (hay ngược lại) sao cho tỷ số dòng điện không đổi trong khi tỷ số điện áp thay đổi tùy theo góc kích (xem (2.3), (2.4) và (2.5)).
Hình 2.1.5:Sự thay đổi góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện theo góc kích trễ