6.2.1. Nhiệm vụ
- Lắp ráp hoàn chỉnh mạch cầu chỉnh lưu ba pha hình cầu và hình tia sử dụng diode công suất, thử nghiệm chất lượng điện áp ra trên các loại tải;
- Kết luận về trạng thái hoạt động của các diode công suất trong mạch và tổng hơp theo mẫu bảng báo cáo.
6.2.2. Trình tự thực hiện
a) Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu ba pha
- Mắc sơ đồ thực hành như hình 6.1 bao gồm hai nhóm van bán dẫn là nhóm anode chung (D2, D4, D6) và nhóm kathode chung (D1, D3, D5). Nguồn vào ba pha lấy từ nguồn điện xoay chiều ba pha 380V/50Hz được hạ áp qua biến áp ba pha xuống còn 24V/50Hz để nối với đầu vào A, B, C của cầu chỉnh lưu. 6 6 5 6 3 2 6 7 6 11 6 9 6 13 a) b)
Hình 6.1. Sơ đồ thực hành chỉnh lưu cầu ba pha diode
a- Sơ đồ lắp mạch; b- Đồ thị điện áp nguồn ba pha Một số đặc điểm cần lưu ý:
1- Chỉnh lưu cầu ba pha là sơ đồ quan trọng nhất trong các sơ đồ chỉnh lưu vì nó có ứng dụng rộng rãi trong thực tế. Lý do là vì sơ đồ này có chất lượng điện áp ra tốt, dòng đầu vào có dạng đối xứng, khai thác tốt công
suất huy động từ lưới hoặc từ máy biến áp. Sơ đồ này cũng thường được dùng để nối trực tiếp với lưới điện ba pha mà không cần dùng máy biến áp.
2- Đối với sơ đồ chỉnh lưu ba pha hình cầu dùng diode, hoạt động của các cặp diode trong mạch tùy thuộc vào điện áp nguồn ba pha tại từng thời điểm. Dòng điện tải sẽ đi từ nơi có điện thế cao nhất đến nơi có điện thế thấp nhất, tương ứng là các diode tại các điểm đó sẽ dẫn còn các diode ở vị trí khác sẽ bị khóa (do phân cực ngược). Mỗi diode chỉ dẫn trong khoảng một phần ba chu kỳ của điện áp nguồn (tương ứng 2/3).
3- Quá trình thực hành nếu không có biến áp ba pha học viên có thể đấu nối ba biến áp một pha loại 220V/12V theo sơ đồ Y/Y để mắc vào nguồn 380V theo yêu cầu.
Tiến hành các thí nghiệm cần thiết cho sơ đồ mạch thực hành:
- Sử dụng dao động ký quan sát tín hiệu trên tải.
- Thay thế tải trở (bóng đèn) bằng tải có tính cảm (động cơ DC). Vẽ dạng sóng của tín hiệu trên từng loại tải theo điện áp vào.
- So sánh dạng sóng trên hai dạng tải trở và tải có tính cảm. Giải thích sự khác nhau giữa chúng.
- Tổng hợp kết quả thực hành, phân tích nguyên lý làm việc của mạch điện và tổng hợp trạng thái hoạt động của các diode công suất theo mẫu sau:
Khoảng thời gian Chiều của dòng điện Diode dẫn Điện áp tải ud bằng
b) Sơ đồ mạch chỉnh lưu ba pha hình tia
- Mắc sơ đồ mạch công suất như trên hình 6.2.
- Sau khi lắp ráp mạch hoàn chỉnh, tiến hành cấp nguồn cho sơ đồ mạch công suất và thực hiện các nội dung thực hành giống như đối với sơ đồ cầu ba pha cho từng trường hợp tải trở và tải tính chất cảm.
- Kết luận về chất lượng điện áp ra trên tải, so sánh với dạng sơ đồ cầu chỉnh lưu ba pha.
Hình 6.2. Sơ đồ mạch chỉnh lưu ba pha hình tia
a- Tải tính chất thuần trở; b- Tải tính chất cảm
- Phân tích tổng quát nguyên lý hoạt động của mạch, tổng hợp trạng thái làm việc của các diode công suất trong mạch theo mẫu sau:
Khoảng
thời gian Diode dẫn Diode khóa
Điện áp tải ud bằng
Một số đặc điểm quan trọng cần lưu ý:
1- Đối với sơ đồ chỉnh lưu ba pha hình tia ta có thể lắp mạch theo sơ đồ anode chung hoặc cathode chung. Cực tính của điện áp trong trường hợp mắc theo sơ đồ anode chung sẽ ngược lại so với sơ đồ cathode chung. Trong thực tế người ta thường dùng sơ đồ lắp theo mạch cathode chung.
2- Các diode trong mạch chỉnh lưu hình tia sẽ lần lượt dẫn và khóa. Với sơ đồ cathode chung thì van nào có anode dương nhất (so với trung tính N) thì van đó sẽ dẫn còn ở các vị trí khác sẽ khóa (do bị phân cực ngược). Ngược lại với sơ đồ anode chung thì van nào có cathode âm nhất thì van đó sẽ dẫn. Mỗi diode chỉ cho phép dẫn trong khoảng thời gian 2/3 của chu kỳ điện áp nguồn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3- Về mặt kinh tế, sơ đồ chỉnh lưu ba pha hình tia tiết kiện được một nửa số linh kiện công suất so với sơ đồ chỉnh lưu ba pha hình cầu. Tuy nhiên cũng giống như trong mạch một pha thì chất lượng điện áp (độ ổn định điện áp) cũng vì vậy mà bị giảm xuống nên ít được sử dụng trong thực tế. Ngoài ra trong chỉnh lưu ba pha hình tia có hiện tượng từ hóa cưỡng bức một chiều do tồn tại sức từ động của mạch chỉnh lưu gây ra, làm tăng tổn thất trong máy biến áp (tăng từ 10 20%). Để triệt tiêu dòng điện từ hóa cưỡng bức này có thể dùng biến áp mắc theo sơ đồ zic zắc.