Bài giảng Điện tử công suất - Chương 3 Bộ chỉnh lưu

1/21/2013 1 1 Ho Chi Minh City University of Technology PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường Đại Học Bách Khoa TP HỒ CHÍ MINH Contact info: Address: 268 Lý Thường Kiệt, P.14,Q.10, TP Hồ Chí Minh Telephone: 84-08-38647256 (5722) Mobile: 0988572177 E-mail: lmphuong@hcmut.edu.vn; ivanphuong@yahoo.com 2 Power Electronics ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012 1/21/2013 2 3 1. Tổng quan về Điện tử công suất 2. Các linh kiện bán dẫn cơ bản 3. Mô phỏng Matlab-Simulink 4. Bộ chỉnh lưu 5. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 6. Bộ biến đổi điện áp một chiều 7. Bộ nghịch lưu –biến tần Contents – Nội dung PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 4 1. MÔ PHỎNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRONG MATLAB/SIMULINK - Lê Minh Phương, Phan Quốc Dũng – Nhà xuất bản ĐHQG 2011 2. POWER ELECTRONICS HANDBOOK – Muhammad H. Rashid 3. MATLAB/SIMULINK - Mathworks. 4. ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1 – Nguyễn Văn Nhờ Nhà xuất bản ĐHQG References PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 1/21/2013 3 5 Power Electronics Chương 3 BỘ CHỈNH LƯU PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012 6 1. Tổng quan về bộ chỉnh lưu 2. Bộ chỉnh lưu tia 3 pha không điều khiển 3. Bộ chỉnh lưu tia 3 pha điều khiển 4. Bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển hoàn toàn 5. Bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển bán phần 6. Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn 7. Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần 8. Hiện tượng chuyển mạch Contents – Nội dung PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 1/21/2013 4 7 Diode rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: fixed dc voltage SCR rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: adjustable dc voltage Main feature: – AC to DC conversion – Solid state device, no rotating machine. PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 8 Chức năng PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 ~ = AC input DC output U1,I1,f1 U2,I2,f2 f1=50-60Hz f2=0Hz Chức năng: biến đổi điện áp, dòng điện xoay chiều thành điện áp dòng điện một chiều BỘ CHỈNH LƯU 1/21/2013 5 9 Ứng dụng Truyền động điện (Động cơ DC) Nguồn cho mạch kích từ máy phát điện Nguồn cho mạch kích từ động cơ DC, đồng bộ Dùng cho thiết bị hàn điện một chiều, mạ kim loại, nạp ác quy Dùng biến đổi thành dạng một chiều và truyền tải Dùng cho phương tiện giao thông công cộng PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 10 Phân loại PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 1. Theo khả năng điều khiển Không điều khiển Điều khiển bán phần Điều khiển hoàn toàn 1/21/2013 6 11 Phân loại PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 2. Theo dạng mạch: Dạng mạch tia Dạng mạch cầu Dạng ghép nối tiếp, song song Dạng chỉnh lưu kép 12 Phân loại PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 3. Theo số pha:  Một pha  Ba pha  Nhiều pha 1/21/2013 7 13 Diode rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: fixed dc voltage SCR rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: adjustable dc voltage Main feature: – AC to DC conversion – Solid state device, no rotating machine. PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 14 Các đại lượng cơ bản Công suất dc tiêu thụ trên tải Công suất ac tiêu thụ trên tải Hiệu suất (efficientcy - rectification ratio) của bộ chỉnh lưu Trị hiệu dụng thành phần ac (effective) trong điện áp tải PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU dc dc dcP V I= ac rms rmsP V I= dc ac P P  = 2 2 ac rms dcV V V=  1/21/2013 8 15 Các đại lượng cơ bản Hệ số hình dáng (form factor) đồ thị điện áp tải Độ nhấp nhô (ripple factor) điện áp tải Hệ số biến áp (transformer utilization factor) - hệ số công suất bộ chỉnh lưu Hệ số công suất PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU rms dc V FF V = 2 2( ) 1 1ac rms dc dc V V RF FF V V = =  =  dc s s P TUF V I = 16 BỘ CHỈNH LƯU TIA 3 PHA KHÔNG ĐIỀU KHIỂN Sơ đồ nguyên lý PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Dòng điện diodes iD1,iD2, iD3 Điện áp trên diodes uD1 , uD2 , uD3 Điện áp và dòng điện tải ud ,id Trị trung bình điện áp, dòng điện tải Ud,Id Trị hiệu dụng áp pha nguồn U Trị hiệu dụng dòng điện nguồn I1 Biên độ điện áp pha nguồn Um tUU mA sin= )3/2sin(  = tUU mB )3/4sin(  = tUU mC 1/21/2013 9 17 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Giả thiết: Nguồn lý tưởng: nguồn xoay chiều ba pha cân bằng, đối xứng và điện trở trong của nguồn bằng không. Linh kiện bán dẫn lý tưởng: điện áp trên linh kiện khi dẫn bằng 0. Tải L đủ lớn để dòng tải phẳng và liên tục. Mạch ở trạng thái xác lập. 18 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Diode pha A được dẫn từ / 6 đến 5/6. Diode pha B được dẫn từ 5/6 đến 9/6. Diode pha C được dẫn từ 9/6 đến 13/6 1/21/2013 10 19 PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Diode pha A được dẫn từ / 6 đến 5/6. Diode pha B được dẫn từ 5/6 đến 9/6. Diode pha C được dẫn từ 9/6 đến 13/6 t t t t t D1 D1D2 D3 0 /6 5/6 9/6 13/6 0  2 0 /6 5/6 9/6 13/6 0 /6 5/6 9/6 13/6 0 /6 5/6 9/6 13/6 Vm -Vm Vm 3 mV vs vdc idc VD1 iD1 Vm/R Vm/R Van Vbn Vcn Vab Vac Van Vbn Vcn 20 Hệ quả Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải Trị hiệu dụng điện áp tải Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU md UUU  2 33 2 63 == 5 /6 2 /6 3 1 3 3 ( sin ) 2 2 8 rms m mV V t d t V       = =  R EU I dd  = 1/21/2013 11 21 Hệ quả Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Áp ngược lớn nhất trên diode Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 3 ... 31 d DD I II === UUU mRWM 63 == 13UI IU S P ddd == 3 1 dII = 22 Bài tập 1 Cho bộ chỉnh lưu tia ba pha không điều khiển. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id 2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện D2, D3 và vẽ giản đồ điện áp qua D2, D3 PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 1/21/2013 12 23 BỘ CHỈNH LƯU TIA 3 ĐIỀU KHIỂN Sơ đồ nguyên lý PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Dòng điện Thyristor iT1,iT2, iT3 Điện áp trên diodes uT1 , uT2 , uT3 Điện áp và dòng điện tải ud ,id Trị trung bình điện áp, dòng điện tải Ud,Id Trị hiệu dụng áp pha nguồn U Trị hiệu dụng dòng điện nguồn I1 Biên độ điện áp pha nguồn Um tUU mA sin= )3/2sin(  = tUU mB )3/4sin(  = tUU mC T1 T2 T3 UA UB UC UT1 UT2 UT3 iT1 iT2 iT3 id R L E Ud 24 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Giả sử góc điều khiển là /4 1/21/2013 13 25 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện tải liên tục t t T1 T3T2 0 /6  2 a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a Vm vs Vdc idc vT1 iT1 t t t 3 mV 27 Hệ quả Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải Trị hiệu dụng điện áp tải Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU R EU I dd  = a  a  cos 2 33 cos 2 63 md UUU == Khi a <90, Vdc mang dấu dương và khi a> 90, trị trung bình điện áp dc trở thành âm. Khi bộ chỉnh lưu bắt đầu làm việc như một bộ nghịch lưu, tải cần phải tạo công suất bằng cách đảo chiều điện áp DC. 1/21/2013 14 29 Hệ quả Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Áp ngược lớn nhất trên SRC Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 1 3... 3 d T T I I I= = = UUU mRWM 63 == 13UI IU S P ddd == 3 1 dII = 30 Bài tập 2 Cho bộ chỉnh lưu tia ba pha điều khiển. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Góc điều khiển của bộ chỉnh lưu là 750 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều khiển. 2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T2, T3 và vẽ giản đồ điện áp qua T2, T3 PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 1/21/2013 15 31 Bài tập 3 Cho bộ chỉnh lưu tia ba pha điều khiển. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Điều khiển góc kích sao cho trị trung bình áp chỉnh lưu Ud=128V. Xác định góc điều khiển. Với góc tìm được: 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều khiển. 2. Tính trị trung bình dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T2, T3 và vẽ giản đồ điện áp qua T2, T3 PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 32 BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN Sơ đồ nguyên lý PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Giả thiết dòng qua tải liên tục, ta tách mạch cầu thành hai nhóm linh kiện Anode (T1,T3,T5) và Cathode (T2 ,T4 , T6) tUU mA sin= )3/2sin(  = tUU mB )3/4sin(  = tUU mC iT1 iT3 iT5 id iT4 iT6 iT2 T1 T5UT1 UT3 T3 UT5 T4 T2UT4 UT6 T6 UT2 L R E Ud 1/21/2013 16 33 BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU iT1 iT3 iT5 id T1UT1 UT3 T3 UT5 UdA T5 UA UB UC iT4 iT6 iT2 T4 T2UT4 UT6 T6 UT2 UA UB UC id UdK Mạch tia Anode Mạch tia Cathode d dA dKu u u=  34 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Tại một thời điểm sẽ có hai SCR dẫn: một của nhóm Anode và một của nhóm Cathode Khi T1 dẫn 1 1 0T T d u i i =  = 3 3 0 T B A T u u u i =   = 5 5 0 T С A T u u u i =   = dA Au u= d d d di u Ri L E dt =   3 1 1 0 T A B T u u i =   = 3 3 0T T d u i i =  = B B Khi T5 dẫn 1 1 0 T A С T u u u i =   = 3 3 0 T B C T u u u i =   = 5 5 0T T d u i i =  = dA Cu u= d d d di u Ri L E dt =   1/21/2013 17 35 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Khi T4 dẫn 4 4 0T T d u i i =  = 6 6 0 T A B T u u u i =   = 2 2 0 T A C T u u u i =   = dK Au u= d d d di u Ri L E dt =   6 4 4 0 T B A T u i  6 6 0T T d u i i =  = B B Khi T2 dẫn 4 4 0 T С A T u u u i =   = 6 6 0 T С B T u u u i =   = 2 2 0T T d u i i =  = dK Cu u= d d d di u Ri L E dt =   36 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện tải liên tục t t T1 T5T3 0 /6  2 a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a Vm vs Vdc idc vT1 isa t t t 3 mV a T2 T6T4T6 T5 T5T6 T1T2 T2T3 T3T4 T4T5 T5T6T6T1 Vcb Vab Vac Vbc Vba Vca Vcb Van Vbn Vcn 1/21/2013 18 37 Hệ quả Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải Trị hiệu dụng điện áp tải Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU R EU I dd  = Khi a <90, Vdc mang dấu dương và khi a> 90, trị trung bình điện áp dc trở thành âm. Khi bộ chỉnh lưu bắt đầu làm việc như một bộ nghịch lưu, tải cần phải tạo công suất bằng cách đảo chiều điện áp DC. a  a  cos 33 cos 63 md UUU == 38 Hệ quả Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Áp ngược lớn nhất trên SCR Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 1 6... 3 d T T I I I= = = UUU mRWM 63 == 13UI IU S P ddd == 1 2 3 dI I= 1/21/2013 19 39 Bài tập 4 Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn toàn. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Góc điều khiển của bộ chỉnh lưu là 750 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều khiển. 2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T4, T5 và vẽ giản đồ điện áp qua T4, T5 PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 40 Bài tập 5 Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn toàn. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Điều khiển góc kích sao cho trị trung bình áp chỉnh lưu Ud=128V. Xác định góc điều khiển. Với góc tìm được: 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều khiển. 2. Tính trị trung bình dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T2, T3 và vẽ giản đồ điện áp qua T2, T3 PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 1/21/2013 20 41 BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN BÁN PHẦN Sơ đồ nguyên lý PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Giả thiết dòng qua tải liên tục, ta tách mạch cầu thành hai nhóm linh kiện Anode (T1,T3,T5) và Cathode (D2 ,D4 , D6) tUU mA sin= )3/2sin(  = tUU mB )3/4sin(  = tUU mC iT1 iT3 iT5 id iD4 iD6 iD2 T1 T5UT1 UT3 T3 UT5 D4 D2UD4 UD6 D6 UD2 L R E Ud 42 BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN BÁN PHẦN PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU iT1 iT3 iT5 id T1UT1 UT3 T3 UT5 UdA T5 UA UB UC Mạch tia Anode Mạch tia Cathode iD4 iD6 iD2 D4 D2UD4 UD6 D6 UD2 UA UB UC id UdK d dA dKu u u=  1/21/2013 21 43 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Tại một thời điểm sẽ có hai linh kiện dẫn: một của nhóm Anode và một của nhóm Cathode Khi T1 dẫn 1 1 0T T d u i i =  = 3 3 0 T B A T u u u i =   = 5 5 0 T С A T u u u i =   = dA Au u= d d d di u Ri L E dt =   Khi T3 dẫn 1 1 0 T A B T u u u i =   = 3 3 0T T d u i i =  = 5 5 0 T С B T u u u i =   = dA Bu u= d d d di u Ri L E dt =   i 5 1 1 0 T A С T u u i =   = 3 3 0 T B C T u u i =   = 5 5 0T T d u i i =  = C 44 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Khi D4 dẫn 4 4 0D D d u i i =  = 6 6 0 D A B D u u u i =   = 2 2 0 D A C D u u u i =   = dK Au u= d d d di u Ri L E dt =   i T6 4 4 0 D B A D u u u i =   = 6 6 0B B d u i i =  = 2 2 B B C B u i    dK B d d d i i t Khi D2 dẫn 4 4 0 D C A D u u i =   = 6 6 0 D C A D u u u i =   = 2 2 0D D d u i i =  = dK Cu u= d d d di u Ri L E dt =   1/21/2013 22 45 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện tải liên tục t t T1 T5T3 0 /6  2 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a Vm vs Vdc idc vT1 is t t t 3 mV a D2 D6D4D6 T5 Vcb Vab Vac Vbc Vba Vca Vcb Van Vbn Vcn 46 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện tải liên tục t t T1 T5T3 0 /6  2 0 /6 /6a 5/6a 9/6a Vm vs Vdc idc vT1 is t t t 3 mV a D2 D6D4D6 T5 Vcb Vac Vba Vcb Van Vbn Vcn 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 1/21/2013 23 47 Hệ quả Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải Trị hiệu dụng điện áp tải Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU R EU I dd  =  Điện áp tải chỉ có giá trị dương với mọi góc điều khiển 3 6 3 3 (cos 1) (cos 1) 2 2 d mU U Ua a   =  =  48 Hệ quả Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Áp ngược lớn nhất trên SCR Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 1 6... 3 d T D I I I= = = UUU mRWM 63 == 13UI IU S P ddd == 1 2 3 dI I= 1/21/2013 24 49 Bài tập 6 Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển bán phần. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Góc điều khiển của bộ chỉnh lưu là 750 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều khiển. 2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện D2, T3 và vẽ giản đồ điện áp qua D2, T3 5. Vẽ giản đồ dòng điện nguồn pha C PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 50 Bài tập 7 Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển bán phấn. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Điều khiển góc kích sao cho trị trung bình áp chỉnh lưu Ud=128V. Xác định góc điều khiển. Với góc tìm được: 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều khiển. 2. Tính trị trung bình dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện D2, T3 và vẽ giản đồ điện áp qua D2, T3 PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU 1/21/2013 25 51 BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN Sơ đồ nguyên lý PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Giả thiết dòng qua tải liên tục, ta tách mạch cầu thành hai nhóm linh kiện Anode (T1,T3) và Cathode (T2 ,T4 ) sinmu U t= Ud iT1 iT3 id iT4 iT2 T1UT1 UT3 T3 T4UT4 UT2 T2 L R E 52 BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Giả tưởng phân nguồn u thành hai nguồn u1 và u2 ~ L R id E T1 T3 T4 T2 ud u2 u1 + + tUu m sin= t Uu u m sin 22 1 == )sin( 22 2  == t Uu u m U1 U2 U 1/21/2013 26 53 BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Mạch tia Anode Mạch tia Cathode d dA dKu u u=  UT1 U1 iT1 iT3 id T1 UT3 T3 U2 UdA iT4 iT2 T4 T2UT4 UT2 U1 U2 id UdK 54 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Nhóm Anode 1/21/2013 27 55 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Nhóm Cathode 56 Phân tích PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện tải liên tục t vs Vdc idc vT1 iS T Vm -Vm Vm -Vm t TT 0 a  a 2 2a 3 0 a  a 2 2a 3 0 a  a 2 2a 3 0 a  a 2 2a 3 0 a  a 2 2a 3 t t t 1/21/2013 28 57 Hệ quả Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải Trị hiệu dụng điện áp tải Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải PGS.TS Le Minh Phuong 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU R EU I dd  = Khi a <90, Vdc mang dấu dương Khi a> 90, trị trung bình điện áp