1. 2. Các linh kiện điện tử công suất
1.2.1 Chất bán dẫn - Lớp tiếp giáp P - N
Chất bán dẫn:
Ở nhiệt độ bình thường có độ dẫn điện nằm giữa chất dẫn điện và chất cách điện
Loại P: phần tử mang điện là lỗ trống – mang điện tích dương
Loại N: phần tử mang điện là các electron – mang điện tích âm
234 trang |
Chia sẻ: hoang10 | Lượt xem: 676 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Điện - Điện Tử - Điện tử công suất, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
Tài liệu tham khảo
• Điện tử công suất – Lê Văn Doanh
• Giáo trình điện tử công suất – Nguyễn Văn Nhờ
• Điện tử công suất – Nguyễn Bính
dqvinh@dut.udn.vn
0903 586 586
Đoàn Quang Vinh
2
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU – CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
1.1 Khái niệm chung
Điện tử Công suất lớn
Các linh kiện điện tử công suất được sử dụng
trong các mạch động lực – công suất lớn
3
Sự khác nhau giữa các linh kiện điện tử ứng dụng
(điện tử điều khiển) và điện tử công suất
• Công suất: nhỏ – lớn
• Chức năng: điều khiển – đóng cắt dòng điện công suất lớn
IB
IC
• Thời điểm
• Công suất
Động lực Điều khiển
Các linh kiện điện tử
công suất chỉ làm
chức năng đóng cắt
dòng điện – các van
4
Transistor điều khiển: Khuyếch đại
Transistor công suất: đóng cắt dòng điện
B
IC
U
R
ab
A
A
U C E = U - R IC
U C E = U C E 1
U C E 1
U
IB 2 > IB 1
IB 1 > 0
IB = 0
U B E < 0 U C E
IB 2
IB
R
U
uC E
CiB
B
uB E
E
iE
iC
1
2
3
5
Đặc tính Volt – Ampe của van công suất lý tưởng
i
u
điều khiển
u
i
a c
b
d
6
Đối tượng nghiên cứu của điện tử công suất
• Các bộ biến đổi công suất
• Các bộ khóa điện tử công suất lớn
Chỉnh lưu
Nghịch lưu
BBĐ điện áp
một chiều
(BĐXA)
• BBĐ điện áp
xoay chiều (BĐAX)
• Biến tần
7
1. 2. Các linh kiện điện tử công suất
1.2.1 Chất bán dẫn - Lớp tiếp giáp P - N
Chất bán dẫn:
Ở nhiệt độ bình thường có độ dẫn điện nằm giữa chất dẫn điện và chất cách điện
Loại P: phần tử mang điện là lỗ trống – mang điện tích dương
Loại N: phần tử mang điện là các electron – mang điện tích âm
+
+ +
+
+
+ + +
- - - +
- - -
- - -
Miền bão hòa
- Cách điện
P N
+
+ +
+
+
+ + +
+
+
+
- - - - +
- - - -
- - - -
P N
J
8
Phân cực ngược
+
+ +
+
+
+ + +
- - - +
- - -
- - -
Miền bão hòa
- Cách điện
P N
+ -
+
+
+
-
-
-
Miền bão hòa - Cách điện
P N
+ -
9
Phân cực thuận
+
+ +
+
+
+ + +
- - - +
- - -
- - -
Miền bão hòa
- Cách điện
P N
- +
- +
i
10
1.2.2 Diode
Cấu tạo, hoạt động
R: reverse – ngược
F: forward – thuận
NP
K atode
KA
A node
iR
uR
iF
uF
KA
Hướng ngược
Hướng thuận
11
Đặc tính V – A
Diode lý tưởng
u
i
Nhánh thuận – mở
Nhánh ngược
– đóng Diode thực tế
UTO: điện áp rơi trên diode
điện trở động thuận
F
F
F
dI
dU
r
điện trở động ngược
R
R
R
dU
r
dI
UBR: điện áp đánh thủng
Hai trạng thái: mở – đóng
Nhánh thuận – mở
Nhánh ngược
– đóng
U
[B R ]
I
R
[m A ]
U F [V ]U R [V ]
1 1,5800 400 0
50
100
30
20
U R R M
T
j
= 30 C
o
o
T
j
= 160 C
IF [A ]
U R SM
UTO
12
Đặc tính động của diode
• UK: Điện áp chuyển mạch
• trr: Thời gian phục hồi khả năng đóng
• irr: Dòng điện chuyển mạch – phục hồi
rrt
rrr dtiQ
0
: điện tích chuyển mạch
Quá áp trong
L
+
U K
-
S
I
iF
irr
iR
iF
Ð
ó
n
g
S
trr
0,1 irrM
i r
rM
iR
i F
=
I
tO
irr Q r
t
uR
uF
U k
uR M
uR = U k
O
13
Bảo vệ chống quá áp trong
R C
L
uR
V
U k
irr
iL
iR C
- +
V
O
t
irr iRC
O
U k
t
Mở Đóng
L
R k
di
u U L
dt
RCrrL iii
14
Các thông số chính của diode
Điện áp:
• Giá trị điện áp đánh thủng UBR
• Giá trị cực đại điện áp ngược lập lại:
URRM
• Giá trị cực đại điện áp ngược không lập
lại: URSM
Dòng điện - nhiệt độ làm việc
• Giá trị trung bình cực đại dòng điện
thuận: IF(AV)M
• Giá trị cực đại dòng điện thuận không
lập lại: IFSM
U
[B R ]
I
R
[m A ]
U F [V ]U R [V ]
1 1,5800 400 0
50
100
30
20
U R R M
T
j
= 30 C
o
o
T
j
= 160 C
IF [A ]
U R SM
Nhánh thuận – mở
Nhánh ngược
– đóng
15
Diode thực tế: IDB30E60 – Infineon Technologies
16
1.2.3 Transistor lưỡng cực (BT)
Cấu tạo, hoạt động
R
U
uC E
CiB
B
uB E
E
iE
iC
R
U
uE C
CiB
B
uE B
E
iE
iC
N
N
P
B
C
E
P
P
N
B
C
E
(Bipolar Transistor)
17
Đặc tính Volt – Ampe
Miền mở bão hòa
Miền đóng bão hòa
Mở
Đóng
• Đặc tính ngoài IC = f(UCE)
• Đặc tính điều khiển IC = f(IB)
B
IC
U
R
ab
A
A
U C E = U - R IC
U C E = U C E 1
U C E 1
U
IB 2 > IB 1
IB 1 > 0
IB = 0
U B E < 0 U C E
IB 2
IB
18
IC E
IC E0
IC ER
IC ES
IC EU
U C E0 U C E
U
B R (C EU )
U
B R (C ES)
U
B R (C ER )
U
B R (C E0)IB = 0
U C ER
U C ES
U C EU
R B
-IB U B E
+
-
R B
-IB U B E
+
-+
-
IC EU
b) c)
a)
O
• 0 Hở mạch B – E (IB = 0)
• R Mạch B – E theo hình b)
• S Ngắn mạch B – E (RB 0)
• U Mạch B – E theo hình c)
19
Quá trình quá độ của transistor
iB
IB
0.9IB
O t
0.1IB
0.1IC
uC E
td tr
iC
ts
toffton
O
tf
0.9IC IC
0.1IC
20
Mạch trợ giúp đóng mở
(Điện tử công suất – Nguyễn Bính)
DC
Dr Z
iD
D2
R2
C
D1
DAS
Dg
D’g
RB
iC
L2
i1
iBi
Các thông số chính
Điện áp:
• Giá trị cực đại điện áp
colector – emitor UCE0M khi
IB = 0
• Giá trị cực đại điện áp
emitor – bazơ UEB0M khi IC
= 0
Dòng điện: Giá trị cực đại
của các dòng điện IC, IB, IE
21
Transistor thực tế - MJW3281A (NPN) – ON Semiconductor
22
1.2.4 Transistor trường MOSFET
(Metal Oxid Semiconductor Field Effect Transistor)
N iD
D
O X IDG
S
uG S
P
N
G
D iD
uD S
S
uG S
N
D
O X IDG
S
P
N
G
D
S
23
Đặc tính động
R G
on
U G
off
C G S
uG S
G
C G D
D
iD
C D S
R
uD S
U
+
-+
-
S
G S
U
G S(th)0.1U G
U G
0.9U G
t
0.9U
U
tr
t
d(on)
ton
t
d(off)
uD S
iD
tf
toff
0.9U
0.1U
24
MOSFET thực tế - 19MT050XF – International Rectifier
25
1.2.5 Transistor lưỡng cực cổng cách ly - IGBT
Insulated Gate Bipolar Transistor
C
G
E
G
C
E
26
Đặc tính động
G
on
U G
R G
iC
C
E
uC E
uG E
off
R
U
uG E
0.1U C M
U
G E (th)
U G
0.9U G
t
uC E
0.1IC M
U
t
d(on)
tr
ton
t
d(off)
tf
toff
IC T
iC
IC M
0.1IC M
0.9IC M
27
IGBT thực tế
1MB-30-060 – Fuji Electric
28
1.2.6 Thyristor
Cấu tạo – Hoạt động
A
iG
i2
i1
i
G
K
uA K
u
R
A
K
G
PP
P
N
NN
J3
J2
J1
A
K
G
N
P
N
P
29
Điều kiện để mở Thyristor
• UAK > 0
• Xung điều khiển đưa vào cực điều khiển.
Điều kiện để đóng Thyristor
Đặt điện áp ngược lên A – K
uD
iD
iG
iR
uR
uT
iT
uG
A K
Hướng ngược
Hướng thuận
Trạng thái:
• Mở
• Đóng
• Khóa
• T: Thuận
• D: Khóa
• R: Ngược
Ký hiệu
30
Đặc tính Volt - Ampe
Thyristor lý tưởng
u
i
Nhánh thuận – mở
Nhánh ngược
– đóng Thyristor thực tế
Ba trạng thái: đóng – mở – khóa
Nhánh khóa
– khóa
UBR: điện áp ngược đánh thủng
UBO: điện áp tự mở của thyristor
UTO: điện áp rơi trên Thyristor
IH: Dòng duy trì (holding)
IL: Latching
Các thông số chính
Tương tự như diode.
URRM = UDRM
Nhánh thuận
– mở
Nhánh khóa –
khóa
Nhánh ngược
– đóng
IG = 25 mA
IG = 0
IG = 0
IG = 25 mA
IN
IL
U
(TO)
U
(BO)
U
(BR)
[V]UR
[V]UDUT
IR-110
-2
10
-3
10
[A]
[A]
ID
IT
10
10
2
10
-3
10
-2
10
-1
1
1101010
23
32
1010101
31
Đặc tính điều khiển của thyristor:
iG
U
R
uG
U G [V ]
40
30
20
U G T
O
IG T
1
IG [A ]
2
(PG M )
U G =U -R IG
(PG M )
-40
0
C
iG
2
IG
t
iG
t
0
32
Đặc tính động
Mở thyristor
Tổn thất
công suất khi mở
thyristor
33
Khóa thyristor
G
A
J1
J2
J3
P
N
P
N
iC
+
K
-
iC
C
uD
uD
tO
tO
iC
34
Đóng thyristor
• Bảo vệ quá áp trong
• Thời gian đóng thyristor – Góc an toàn
35
Thyristor thực tế - 22RIA SERIES – International Rectifier
36
1.2.7 GTO
Gate Turn Off Thyristor
J1
J2
J3
G
iR G K
A
P
N
P
N
uR G
uFG
iR G
iFG
ir
(iD)
ur
(uD)
A
K
G
37
Đặc tính động
Mở GTO
uD
t
gd
tgr
U D 0.9U D
ir
0.1U D
t
O
O
t
gt
iFG
IFG
0.2IFG
38
Đóng GTO
I
iD
iT
L
uD
iR G
uR G
iT
tgs
t
gf uD
I
T Q
0.9IT
U D P
IT=I
O t
tgq
t
tq
O
uR G iR G
iR G
Q
G Q
uR G
IR G
Mạch trợ giúp
39
GTO thực tế - FG3000FX-90DA – Misubishi Electric
40
41
1.2.8 Triac
Hướng ngược
Hướng thuận
Điện áp thuận
Điện áp khóa
Dòng điện thuận
Dòng điện khóa
Dòng điện thuận
Dòng điện khóa
Điện áp thuận
Điện áp khóa
Dòng điện và điện áp
cực điều khiển
42
Nhánh mở
Nhánh khóa
Nhánh khóa
Nhánh mở
UD > 0
UG > 0; IG > 0
UG < 0; IG < 0
UDR > 0
UG > 0; IG > 0
UG < 0; IG < 0
Đặc tính Volt - Ampe
43
Triac thực tế - 2N6344 - ON Semiconductor
44
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
TRONG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
45
2.1 Năng lượng tích lũy vào cuộn kháng
và giải phóng từ cuộn kháng
1
0
1 1
0 0
0 1
( ) ( )
0 1 1 0 1 0
( ) ( )
( , );
( , ) ( ) ( ) ( ) ( )
L L
L L
t
L L
L L L
t
t i t
L L L L L L L
t i t
d di
u dt Q t t u L
dt dt
Q t t d L di t t L i t i t
t0
t0
uL
iL
t
tt2t1
0
0 t1
t2
QL(0,t1)
Q'L(t1,t2)
QL(0,t1)
L
uL
iL
0
0
2
Q
L
(0,1)
L
1
1 2
t
t
Q
L
(0,1)
QL(1,2)
uL
iL
L
46
2.2 Nhịp và sự chuyển mạch
Nhịp là khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp thay đổi trạng thái của
linh kiện điện tử công suất trong mạch. Tên của nhịp là tên của linh
kiện đang dẫn điện.
Chuyển mạch là trạng thái điện từ xảy ra
trong mạch bộ biến đổi, được đặc trưng
bằng việc dòng điện trong một nhánh
chuyển sang một nhánh khác trong khi
dòng điện tổng chảy ra từ nút giữa hai
nhánh vẫn không đổi.
Nhánh chính – Nhánh phụ
Linh kiện ĐTCS chính – Linh kiện ĐTCS phụ
47
Nhánh chính Nhánh chính
Nhánh chính
Nhánh phụ
• Điện áp chuyển mạch
• Chuyển mạch ngoài –
Chuyển mạch tự nhiên
• Chuyển mạch trong
• Chuyển mạch trực tiếp
• Chuyển mạch gián tiếp
• Chuyển mạch nhiều tầng
• Thời gian chuyển mạch –
Góc chuyển mạch
• Chuyển mạch tức thời
48
2.3 Các đường đặc tính
Đặc tính ngoài (Đặc tính tải): Mối quan hệ giữa điện áp đầu ra và
dòng điện đầu ra của bộ biến đổi
Đặc tính điều khiển: Mối quan hệ giữa điện áp đầu ra và đại lượng
điều khiển của bộ biến đổi
2.4 Hệ số công suất của bộ biến đổi
S
P
P: Công suất hữu công
S: Công suất biểu kiến
Hệ số công suất PF (Power Factor)
49
P = mUI(1)cosj(1)
m: số pha
U: Giá trị hiệu dụng điện áp điều hòa của pha
I(1): Giá trị hiệu dụng của thành phần bậc 1 dòng điện pha
j(1): Góc chậm pha của thành phần bậc 1 dòng điện pha so với điện áp
S = mUI
I: Giá trị hiệu dụng dòng điện pha
1
2
)(
2
n
nII
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
( ) (1) ( )
1 2
n n
n n
S m U I m U I m U I
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
(1) (1) (1) (1) (1) (1) (1)cos sinS m U I m U I m U I P Qj j
mUI(1): Công suất biểu kiến của thành phần bậc 1
Q(1): Công suất phản kháng của thành phần bậc 1
50
2 2 2 2
(1)
2
( )
2
n
n
S P Q D
D mU I
D: Công suất phản kháng biến dạng
(1)
2 2 2
(1)
(1)
(1)
cos
cos
P
P Q D
I
I
j
j
Độ méo dạng tổng THD (Total Harmonic Distortion)
Hệ số méo dạng DF (Distortion Factor)
Hệ số công suất PF (Power Factor)
2
( )
2
(1)
n
n
I
I
THD
I
Hệ số công suất chuyển dịch DPF (Displacement Power Factor)
51
Giá trị trung bình của hàm f(t):
( )
0
1
( )
T
AVF f t dt
T
T
f(t)
t
F(AV)
Giá trị hiệu dụng của hàm f(t):
2
( )
0
1
( )
T
RSMF f t dt
T
1 C3
CHƢƠNG 3
THIẾT BỊ CHỈNH LƢU
C3 2
Chức năng:
Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều
Ứng dụng:
Cấp nguồn cho các tải một chiều: Động cơ điện một chiều, bộ nạp
accu, mạ điện phân, máy hàn một chiều, nam châm điện, truyền tải
điện một chiều cao áp,
3.1 KHÁI NIỆM CHUNG
C3 3
3.2 Đặc điểm của điện áp và dòng điện chỉnh lƣu
3.2.1 Điện áp chỉnh lƣu
ud: Giá trị tức thời của điện áp chỉnh lưu – Bao gồm cả thành
phần xoay chiều us và thành phần một chiều – Giá trị trung bình
của điện áp chỉnh lưu Ud
dd Uuu s
Số xung đập mạch của sóng
điện áp chỉnh lưu:
(1)f
p
f
s
• fs(1): Tần số của sóng điều
hòa bậc 1 thành phần xoay
chiều của ud
• f: Tần số điện áp lưới
t
T
u
Ud
ud
1 2 3 4 5 6
tu
Ud
ud
1
T
a)
b)
0
0
T/6
C3 4
( )d RMSU Giá trị hiệu dụng điện áp chỉnh lưu
2
0
1
2
d dU u d
Us Giá trị hiệu dụng thành phần xoay chiều điện áp chỉnh lưu
2
2 2 2
( )
0
1
2
d RMS d dU u d U U
s
C3 5
3.1.2 Dòng điện chỉnh lƣu
id: Giá trị tức thời của dòng điện chỉnh lưu – Sóng dòng điện chỉnh lưu
Id: Giá trị trung bình – Thành phần một chiều của sóng dòng điện chỉnh lưu
is: Thành phần xoay chiều của dòng điện chỉnh lưu
d di i Is
Xét hệ thống chỉnh lưu – tải R,L,Eư:
( )dL d d
di
u L u Ri E
dt
0; 0dd d L
di
u Ri E u
dt
0; 0dd d L
di
u Ri E u
dt
0; 0dd d L
di
u Ri E u
dt
Lu
Eu
Ru
Ud
id
Z
t = 0
Eu
Ruid
ud
Eu + Ruid uL QL = Q'L
t
a)
b)
C3 6
• Dòng điện liên tục
• Dòng điện gián đoạn
• Dòng điện ở biên giới gián đoạn
d di i Is
d
d
U E
I
R
0d dI U E
Đối với giá trị trung bình – thành phần một chiều:
id
id c)
b)
a)
t
t
t
id
0
0
0
C3 7
( )
( )
2
2
( )
n
n
n
U
I
R L
s
s
s
Đối với thành phần xoay chiều: • Is(n): Giá trị hiệu dụng của sóng điều
hòa bậc n thành phần xoay chiều của
dòng điện chỉnh lưu
• Us(n): Giá trị hiệu dụng của sóng
điều hòa bậc n thành phần xoay chiều
điện áp chỉnh lưu.
• s(n): Tần số góc của sóng điều hòa
bậc n thành phần xoay chiều.
( ) 0n d dL I i Is
Dòng điện đƣợc san phẳng tuyệt đối
( )d RMSI Giá trị hiệu dụng dòng điện chỉnh lưu
C3 8
3.3 Chỉnh lƣu hình tia m-pha – dòng liên tục
Z
LK
RK
u1
Z
u2u1u
Z
u1 u2
Z
ui
a) b) c)
C3 9
3.3.1 Chỉnh lƣu hình tia không điều khiển
Sơ đồ
1
2
3
sin
2
sin( )
3
4
sin( )
3
m
m
m
u U
u U
u U
t
2
sin ( 1)n mu U n
m
uV1 uV2
ud
uV3
iV3iV2iV1
V 3V 2V 1
u1 u2 u3
L
E
R
id
Eư
C3 10
Trong khoảng 1 < < 2:
• Giả sử V2 mở
2
1 2 1 1 1 2
1
0
0
0
V
V V
V
u
u u u u u u
u
Tương tự khi giả thiết V3 mở.
V1 mở Nhịp V1
Không hợp lý
t3210
V1
m
ud
4
u1 u2 u3
0
Id
iV1
iV2
iV3
id
Id
0
u 1
-
u
2
u 1
-
u
3
u 2
-
u
3
u 2
-
u 1
uV2 uV1
0
0
0
V2 V3 V1
uV1 uV2
ud
uV3
iV3iV2iV1
V 3V 2V 1
u1 u2 u3
L
E
R
id
Eư
C3 11
Nhịp V1 – 1 < < 2:
1 2 2 1 3 3 1
1 1 2 3
0; ;
; ; 0
V V V
d d V d V V
u u u u u u u
u u i i I i i
Nhịp V2 – 2 < < 3:
2 1 1 2 3 3 2
2 2 1 3
0; ;
; ; 0
V V V
d d V d V V
u u u u u u u
u u i i I i i
Nhịp V3 – 3 < < 4:
3 1 1 3 2 2 3
3 3 1 2
0; ;
; ; 0
V V V
d d V d V V
u u u u u u u
u u i i I i i
t3210
V1
m
ud
4
u1 u2 u3
0
Id
iV1
iV2
iV3
id
Id
0
u 1
-
u
2
u 1
-
u
3
u 2
-
u
3
u 2
-
u 1
uV2 uV1
0
0
0
V2 V3 V1
uV1 uV2
ud
uV3
iV3iV2iV1
V 3V 2V 1
u1 u2 u3
L
E
R
id
Eư
C3 12
Nhịp Vn:
1 1
1
0; ;
; ; 0
Vn V n Vm m n
d n d Vn d V Vm
u u u u u u u
u u i i I i i
Quá trình chuyển mạch tại các thời
điểm 2:
Điện áp chuyển mạch là uk = u2 – u1
Tương tự tại các thời điểm 3, 4:
điện áp chuyển mạch lần lượt là
u3 – u2 và u1 – u3
Chuyển mạch tự nhiên
p = m Số xung:
t3210
V1
m
ud
4
u1 u2 u3
0
Id
iV1
iV2
iV3
id
Id
0
u 1
-
u
2
u 1
-
u
3
u 2
-
u
3
u 2
-
u 1
uV2 uV1
0
0
0
V2 V3 V1
C3 13
3.3.2 Chỉnh lƣu hình tia có điều khiển
Tín hiệu
điều khiển
Khâu phát xung
uV 1 uV 2
ud
uV 3
iV 3iV 2iV 1
V 3V 2V 1
u1 u2 u3
L
E
R
id
Z
uc
iG 1
iG 2
iG 3
ư
C3 14
Thời điểm chuyển mạch tự nhiên
Góc điều khiển a: tính từ thời điểm
chuyển mạch tự nhiên đến thời điểm phát
xung mở thyristor.
Phạm vi của góc điều khiển a:
a 0
ud
V1 V2 V3V3
iV3iV2iV1
0
a
0
a
u1 - u3
uV1
u1 - u2
uV3
u3 - u1
0
iV3
C3 15
aa
0
iV3iV2iV1iV3
3210
u2u1 u3
V3V2V1V3
0
0
V3
iV3 iV3iV2iV1
ud
ud
u2u1
iG3iG2iG1iG3iG2iG1
1 2 3
V1 V2 V3
u3
a) b)
a
C3 16
aa
coscossin 0di
m
di U
m
mU
U
0 sin
m
di
mU
U
m
Udi0: Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu không điều khiển.
2
0 2
3 3 3 3 6
sin 1.17
3 2 2
m m
di
U U U
U U
m = 3
Giá trị trung bình điện áp chỉnh lƣu
2
2
sin
2
m
di m
m
m
U U d
a
a
m
2
2
a
a
m
m
2
m
2
m
2
m
0
ud
Eu
Um
m
a
C3 17
Các đƣờng đặc tính
Đặc tính điều khiển: Đặc tính ngoài (đặc tính tải):
• Đầu ra: Udi
• Đầu vào: a 0 cosdi diU U a
Chế độ
chỉnh lưu
Chế độ
nghịch lưu
a
Udi
-1
-0,5
1
0,5
a
a
a
a
0 0 Id
a) b)
Udi0
Udi
Udi0
2
2
3
3
C3 18
6 2
a để có dòng liên tục: trong tải phải có L
3.3.3 Chế độ làm việc chỉnh lƣu và nghịch lƣu phụ thuộc
• Chế độ làm việc chỉnh lưu
• Chế độ làm việc nghịch lưu
d dP U I
chế độ nghịch lưu phụ thuộc
2
a
ZUd Id
P
C3 19
• Trong tải phải có Eư
• Eư đảo chiều 2
a dE U
Điều kiện để có nghịch lƣu phụ thuộc
Eu = -510 V
10 V
Id = 100 A
Ud = -500 V
Ud = Eu < 0
2
Ud = 510 V
Id = 100 A
10 V
Eu = 500 V
ud
a
0
ud
Ud = Eu > 0
0
a
a)
b)
C3 20
Góc an toàn
0 a
qt
0
u1 u2 u3 u1
ud
Eu
QL Q'L
V2 V3 V1 V2 V3 V2
uV3
u3 - u2
u3 - u2
u2 - u3
u3 - u2
uV2
uV3
KRIT KRIT
iV3iV2 iV1 iV2 iV2
iV3
0
0
Chế độ
chỉnh lưu
Chế độ
nghịch lưu
a
Udi
-1
-0,5
1
0,5
a
a
a
a
0 0 Id
a) b)
Udi0
Udi
Udi0
2
2
3
3
C3 21
3.3.4 Chỉnh lƣu hình tia 3 pha có diode V0
dV uu 0
V0 sẽ mở khi trong
trường hợp không có
V0 thì ud < 0
V0 chỉ hoạt động khi
2 m
a
iV 1
id
uV 0
iV 0
udu3u2u1
Z
V 0
V 1 V 2 V 3
C3 22
Chen vào giữa các nhịp V1, V2, V3 là các nhịp V0:
0 1 1 2 2 3 3
0
0; ; ;d V V V V
d V d
u u u u u u u u
i i I
V 1
m
m
a
2 m
2 m
a
V0V0V0V0
V2 V1V1V3 V3V2V1
m2
ud
u1
V3
a
u1
0
ud
V 1 m
0
0
iV 1
iV 0
V 0
m
V 1
C3 23
aa
coscossin 0di
m
di U
m
mU
U
0 sin
m
di
mU
U
m
2 m
a
2 2m m
a
0
2
1 sin( )
sin
2
2sin
m
di di
m
mU mU d U
m
a
a
0 sin
m
di
mU
U
m
m
2
2
a
a
m
m
2
m
2
m
2
m
0
ud
Eu
Um
m
a
C3 24
Ảnh hƣởng của diode V0
• Không có chế độ nghịch lưu
• Diode V0 làm tăng hiệu suất của bộ chỉnh lưu
d dU I
mUI
U, I: giá trị hiệu dụng của điện áp và dòng điện pha
1
2
V
dI I
1 0
2
V V
m
• Diode V0 làm giảm giá trị hiệu dụng thành phần xoay chiều của điện
áp chỉnh lưu
C3 25
u3u2u1
udA
V 5V 3V 1
Z
u3u2u1
Z
V 4 V 6 V 2
udK
C3 26
3.4 Chỉnh lƣu hình cầu trong chế độ dòng liên tục
Thiết bị chỉnh lưu sơ đồ đấu nối hình cầu về thực chất là hai bộ chỉnh lưu
hình tia mắc nối tiếp
Z
u1 u2 u3 u3u2u1
V 2V 5
Z
V 1 V 4
V 3 V 6
V 1 V 3 V 5
V 2 V 6 V 4 N
h
ó
m
a
n
o
d
e
N
h
ó
m
k
a
to
d
e
u2u1
Z
V 1 V 4
V 3 V 2
u2u1
Z
V 1 V 3
V 2 V 4
V 2V 3
V 4V 1
Z
u = u1 - u2
Nhóm
anode
Nhóm
katode
C3 27
3.4.1 Chỉnh lƣu hình cầu 3 pha điều khiển hoàn toàn
Sơ đồ
ud
V6V3
V4V1
V5 V2
u1 u2 u3
L uE uR u
Z
uV 1
uV 3
uV 5
iV 1 iV 4
id
u d
A
u
dK
u
dK
u d
A
Z
u2u1
V1
V6
ud = udA - udK = u1 - u2
R Eư L
C3 28