Bài giảng Điện tử công suất và ứng dụng - Chương 3: Bộ biến đổi (BBĐ) điều khiển pha

Nội dung text: Bài giảng Điện tử công suất và ứng dụng - Chương 3: Bộ biến đổi (BBĐ) điều khiển pha

1. Slides ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 2 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi III.1 NGUYEÂN LYÙ ÑIEÀU KHIEÅN PHA: Chöông 3: BOÄ BIEÁN ÑOÅI (BBÑ) ÑIEÀU KHIEÅN PHA 1. Thyristor - ngaét ñieän laøm vieäc vôùi nguoàn xoay chieàu: 1. Nguyeân lyù ñieàu khieån pha Thí nghieäm: Laäp maïch ñieän nhö hình 3.1.1 2. Ñieàu khieån pha aùp xoay chieàu iG ≠ 0: TRIAC seõ daãn ñieän (ON): doøng qua taûi cuøng daïng vôùi aùp. 3. Chænh löu diod (khoâng ñieàu khieån) iG = 0: TRIAC seõ taét (OFF) khi doøng (aùp) qua zero. 4. Chænh löu ñieàu khieån pha => TRIAC (vaø SCR) laø phaàn töû coù theå ñoùng ngaét ôû ñieän AC. 5. Maïch phaùt xung ñieàu khieån pha Ñieàu khieån ON -OFF i T1 T2 o T v G R v Ñieàu khieån Hình III.1.2: Daïng aùp ra ñieàu khieån ON – OFF Hình III.1.1 TRIAC laøm vieäc vôùi nguoàn AC (a), coù ñoùng ngaét luùc aùp qua zero (b) taûi R
2. 3 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 4 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi Nhaän xeùt: 2. Khaûo saùt sô ñoà ñieàu khieån pha 1 SCR : - Thyristor coù theå ñoùng ngaét maïch ñieän xoay chieàu a. Khaûo saùt vôùi taûi R: aùp nguoàn hình sin uU= 2sin wt T1 i - Khaùi nieäm chuyeån maïch löôùi ( line commutation ). o u u io o - ÑIEÀU KHIEÅN ON-OFF Ñieàu khieån u coøn goïi laø ñieàu khieån toaøn chu kyø o R 2 u 0 wt (integral cycle control). α γ = π − α (a) - Ñeå ñieàu khieån khieån aùp ra, i wt Trò trung bình aùp ra: G1 ta duøng: ÑIEÀU KHIEÅN PHA 1 2π Hình III.1.3: AÙp ra ñieàu khieån pha taûi trôû Uudwt= . OO2π ∫0 2π wt π ÑN ñieàu khieån pha: 12π U u UudwtO ==+.(cos1)α T1 - Thyristor laøm vieäc 1 phaàn chu kyø (baùn kyø) cuûa nguoàn AC 22π ∫α π U 2 (b) - ÑK aùp ra baèng caùch thay ñoåi goùc ñieàu khieån α (goùc thoâng chaäm) Nguyeân lyù xeáp choàng: IOO= UR/ Trò soá hieäu duïng aùp ngoû ra: 2ππ π U===11 u22 sin. dwt u dwt U 1 2 wt dwt oR22ππ∫∫∫0 o αα π π U=− U11111(1 cos 2 wt ). dwt =−=−+ U [ wt sin 2 wt ]π U (π αα sin 2 ) oR 22222πππ∫α α
3. 5 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 6 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi Khi α = 0, ta coù trò hieäu duïng aùp ra chænh löu diod baèng UU/ 2= 0.707 Doøng taûi io coù daïng iO = iO1 + iO2 vôùi b. Khaûo saùt vôùi taûi RL: * iO1 laø thaønh phaàn xaùc laäp U 2 ito1 =−sin(ωφ ) T1 i Z o 2 toång trôû taûi Z =+RL2 ()ω R u wL o vaø goùc pha taûi φ = tg−1 u L R * iO2 laø thaønh phaàn quaù ñoä U 2 −−()ωαt Khaûo saùt töông töï tröôøng hôïp R. it=−−−⋅⎡sin(ωφ ) sin( αφ ) eω⋅τ ⎤ o Z ⎣⎢ ⎦⎥ 2 2 −1 wL Taûi RL: toång trôû taûi Z = R + ()ωL vaø goùc pha φ = tg R Khi wt = α + γ doøng veà khoâng: Hình III.2.7: Phaân tích caùc thaønh phaán di aùp ngoû ra. uRiL=+.2sino == uU wt −γ ÔÛ wt = α : T1 daãn ñieän: oo ω⋅τ dt iO = 0 => sin(α + γ − φ) − sin(α − φ) ⋅ e = 0 vôùi ñieàu kieän ñaàu laø khi wt = α , io = 0 −γ hay: sin( α + γ − φ ) = sin( α − φ )⋅ e ω⋅τ γ : goùc daãn cuûa SCR
4. 7 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 8 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi Baøi taäp: Söû duïng GOAL SEEK i uo o cuûa Excel ñeå giaûi 2 wt : 0 π γ u Coù goùc daãn γ, ta tính ñöôïc: Trò trung bình aùp UO : π UudtUtdt==11.sin.2 ω ω OoT ∫∫T 2π α => Trò trung bình doøng IO : Io = Io / R α+γ Maøn hình Excel ñeå I = 1 i dt = 1 i dwt hay tích phaân o T ∫∫T o 2π o tìm goùc daãn khi α cho tröôùc goùc kích. αγ+ 12U −−()ωαt I =−−−⋅⎡⎤sin(ωφtedwt ) sin( αφ ) ωτ⋅ o ∫ ⎢⎥ 2π Z α ⎣⎦ Baøi taäp: Söû duïng GOAL SEEK cuûa Excel ñeå giaûi
5. 9 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 10 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi III.2 ÑIEÀU KHIEÅN PHA AÙP XOAY CHIEÀU: - Trò hieäu duïng doøng taûi: U U 1. Khaûo saùt sô ñoà moät pha: I ==OR 11()π −+ααsin2 OR RRπ 2 a. Taûi ñieän trôû: - Coâng suaát: i uo u o 22 11(uUoOR) ( ) 2 Puidtdt=⋅= = Ooo∫∫TT T1 T2 io 0 wt TTRR T α γ = π − α Ví duï: Tìm goùc ÑKP α ñeå coâng suaát ra baèng ½ coâng suaát cöïc ñaïi (khi ñoùng tröïc tieáp R u G vaøo nguoàn). u i wt o G Baøi taäp: Söû duïng GOAL SEEK cuûa Microsoft Excel ñeå giaûi baøi toaùn ngöôïc cuûa : Tính goùc kích triac ñeå coù hieäu duïng aùp ra baèng giaù trò mong muoán. Tính 2π wt baèng soá: Hieäu duïng aùp ngoû ra UOR = 110V öùng vôùi nguoàn U = 220V hieäu duïng Hình III.2.1: BBÑ aùp xoay chieàu moät pha π u duøng triac. T - Trò hieäu duïng aùp treân taûi: π 22 UudtUtdtU==11(sin)22ω ωπαα =−+ 11() sin OR T ∫∫T ππ2 α Kieåm tra laïi: khi α = 0 , UOR = U .
6. 11 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 12 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi b. Taûi RL: * Yeâu caàu kích xung roäng: - doøng khoâng taét khi aùp qua zero uo io - beà roäng xung doøng γ > π − α u 2 wt γ laø nghieäm cuûa phöông trình 0 α γ −γ sin( α + γ − φ ) = sin( α − φ )⋅ e ω⋅τ Trò hieäu duïng aùp ra: αγ+ Hình III.3.3: Quaù trình quaù ñoä boä ÑKP aùp xoay chieàu moät pha. UudtUtdt==1122 (2sin)ω ω oRT ∫∫T o π 4. ÖÙng duïng: α 11 a. Ñieàu khieån ON – OFF: =+U π ()γααγ2 [sin 2 −+ sin 2( )] Caùc nhaän xeùt: R T1 In 33 O 1 4 G * AÙp ra baèng khoâng khi α = αMAX = 180 . Ñieàu khieån 0.1u Out * Goùc α toái thieåu vôùi taûi RL baèng φ. T2 2 3 Khi α < φ, aùp ra khoâng thay ñoåi. (a) Sô ñoà khoái rô le baùn daãn (b) Söû duïng opto triac ñeå ñieàu khieån ON-OFF Hình III.3.6: ÖÙng duïng ñieàu khieån ON – OFF
7. 13 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 14 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi - rô le hay contactor baùn daãn (SSR - solid state relay ). III.3 CHÆNH LÖU DIOD (KHOÂNG ÑIEÀU KHIEÅN): Öu ñieåm: - khoâng taïo ra tia löûa ñieän, Phaân loaïi theo soá xung m cuûa aùp ra trong moät chu kyø - soá laàn vaø taàn soá ñoùng ngaét cho pheùp raát cao 1. Khaûo saùt chænh löu hai xung: chænh löu toaøn soùng hay hai nöõa chu kyø Nhöôïc ñieåm: - khaû naêng quaù taûi keùm, a. Hoaït ñoäng ôû taûi R: iS - hoûng khoâng phuïc hoài ñöôïc, nhaïy vôùi nhieãu, nhieät uo io b. BBÑ aùp xoay chieàu: 0 wt G R L u T1 T2 T1 Taûi TRIAC A T4 2π π G Taûi (a) (b) u R L D1 T1 T2 T2 Taûi Sô ñoà caàu moät pha (a) vaø sô ñoà moät pha coù ñieåm giöõa (b) U 2 T5 Nguoàn TRIAC B Nguoàn (c)vaø caùc daïng soùng doøng, aùp taûi trôû G R L T1 T2 T3 uU= 2 sin wt Taûi TRIAC C T6 vôùi U , ω : trò soá hieäu duïng vaø taàn soá goùc aùp nguoàn u. (a) duøng ba sô ñoà moät pha (b) sô ñoâ ñieàu khieån ba pha. ¾ Trò trung bình Uo cuûa aùp ra uo: 112ππ 1 22 VÍ DUÏ: khaûo saùt treân PSIM sô ñoà ñk pha 3 pha U== u dt u dt =2 Usin wt ⋅= dwt U ooT ∫∫∫T 2ππ00 o π
8. 15 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 16 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi uo = io .R vôùi io laø doøng ngoû ra => io = uo/R vaø Io = Uo/R ¾ Trò hieäu duïng doøng taûi : 2 2πππ 11122⎛⎞uU IidwtidwtdwtoR=== o o ⎜⎟ . 2πππ∫∫∫000⎝⎠R R IoR cuõng chính laø trò hieäu duïng IS cuûa doøng qua nguoàn 2 2 U ¾ PRIooR==. => cos φ = 1. => P = => io(t) RL thay vaøo vò trí cuûa R. Z Töø nguyeân lyù xeáp choàng: IO = UO/R , coù daïng
9. 17 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 18 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi Ví duï: Tính doøng qua maïch chænh löu c. Hoaït ñoäng ôû taûi RE: Taûi coù söùc phaûn ñieän laøm cho xung doøng thu heïp. caàu diod taûi R = 10 ohm, aùp nguoàn uo Goïi δ laø goùc ñeå diod baét ñaàu daãn ñieän: 12 V (hieäu duïng). i = I o o −1 E Khi wt==⇔=⇒=δδδ thì u E E2 U.sin sin ( U 2 ) Trò trung bình aùp ra: D1, D4 D2, D3 wt 2 2 π 2π Khi diod daãn ñieän, uuRiEiooo==./sin + ⇒=( uER −) vôùi u =2 U wt. Uo = 12 ⋅ π = 12 ⋅ 0.9 = 10.8 v , u Trò trung bình doøng ra: Doøng qua nguoàn i IUROO==10.8/10 = 1.08 A Io Baøi taäp III.1.1: Tính HSCS cuûa BBÑ khi doøng taûi phaúng, baèng IO Io - Coâng suaát nguoàn cung caáp: Hình BT III.1.1 Khaûo saùt chænh löu 2 xung taûi doøng phaúng, 22U lieân tuïc Chænh löu diod 2 xung, taûi RE PUI==. I oooπ o 22 Khi diod taét hay iO = 0 , uO = E. - coâng suaát bieåu kieán S = U.IO => HSCS = π δπ+− πδ δπ + 11⎡ ⎤ => Uoo== u sin dwt2 U wt dwt + E dwt ππ∫∫δδ⎣⎢ ∫ πδ− ⎦⎥ IO coù theå ñöôïc tính theo nguyeân lyù xeáp choàng: IO = (UO – E) /R ππδ− 2 2 112 uE− Doøng hieäu duïng I ==idwt ()R dwt => PRI= . ORππ∫∫0 o δ oOR
10. 19 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 20 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi d. Hoaït ñoäng ôû taûi coù tuï ñieän: ( hình III.1.4 ) K v i in R v C C R (d) Daïng doøng aùp khi coù phaàn töû haïn doøng Hình III.1.4: Maïch ñoäng löïc vaø daïng doøng, aùp 2. Tính toaùn gaàn ñuùng aùp ra boä chænh löu diod ngoû ra coù tuï ñieän: Phöông trình doøng khi diod daãn ñieän: Giaû söû ñieän dung C raát lôùn hay taûi nguoàn doøng (maïch oån aùp) du du iC==C C , vôùi uU= 2 sin wt in dt dt iin coù theå coù giaù trò raát lôùn => caàn haïn cheá (khi U lôùn) VARISTOR iin v v v i in L T v v v C C C C C Hình III.1.6b. Daïng aùp tính toaùn sô ñoà hình III.1.5a R R C R (a) (b) (c) Io.Δt Δ t = T/2 T laø chu kyø ñieän löôùi. Δ=UC (lôùn hôn thöïc teá). Caùc sô ñoà thöïc teá (coù haïn doøng naïp tuï) C 1 => UUCDC=−Δ−Δ2 U2 U ; U: hieäu duïng aùp nguoàn , ΔUD : suït aùp diod.
11. 21 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 22 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi Baøi taäp: tính toaùn ñieän aùp boä caáp ñieän tuyeán tính, ví duï boä nguoàn oån aùp 5V/ 0.5A III.4 CHÆNH LÖU ÑIEÀU KHIEÅN PHA 78xx 1. Sô ñoà chænh löu SCR hai xung: hình III.4.1.(a) vaø (b) V o e C3 Khaûo saùt tröôøng hôïp taûi thuaàn trôû: C1 C2 v Tr T1 T1 T2 i o T2 u u i o C1 C2 C3 - V in o - e o u u 79xx u u o o 2 T3 T4 0 wt Daïng aùp ra khi aùp nguoàn quaù thaáp Boä oån aùp tuyeán tính 78xx α γ = π − α Baøi taäp: Duøng PSIM moâ phoûng boä chænh löu 1 SCR ñieàu khieån pha coù D phoùng ñieän (a) (b) i wt G1 taûi RL. Tính daïng soùng doøng taûi trong chu kyø töïa xaùc laäp. i Hình III.4.1: Sô ñoà vaø daïng aùp, doøng chænh G2 i löu 2 xung ÑK pha T o R 11ππ U 2 D v U=⋅= u dwt U2 sin wt ⋅ dwt =>U = []cosα +1 o o ∫∫αα o u L ππ π uo Giaù trò töùc thôøi doøng ñieän taûi io = R U o ⇒= trò trung bình doøng taûi Io R
12. 23 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 24 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi Tröôøng hôïp taûi RL: Tröôøng hôïp taûi doøng lieân tuïc: Xung doøng keùo daøi, coù daïng nhö tröôøng i uo uo o i hôïp chænh löu 1 SCR Khi L ñuû lôùn vaø goùc ñieàu khieån o 2 wt wt γ : goùc daãn cuûa SCR laø nghieäm soá 0 pha beù, beà roäng xung γ taêng ñeán giaù π 2π α γ −γ u trò giôùi haïn π . u sin( α + γ − φ ) = sin( α − φ )⋅ e ω⋅τ α γ = π i wt daïng aùp ra khoâng phuï thuoäc taûi: G1 1 απ+ i Uudwt=⋅ Trung bình aùp ra giaûm so vôùi taûi R G2 o π ∫α 2π wt 1 απ+ Uo Hình III.4.3: Daïng doøng, aùp ra chænh löu UUwtdwtUodo=⋅=⋅2 sin cosα π ∫α Io = u R 2 xung, taûi RL vôùi doøng giaùn ñoaïn T1 vôùi Uødo la aùp ra chænh löu diode: 22 UU= Hình III.4.4: Daïng doøng, aùp ra khi doøng do π taûi lieân tuïc Khi L = ∞ , doøng taûi trôû neân phaúng: giaû thuyeát doøng taûi lieân tuïc, phaúng. Baøi taäp: ñieàu kieän cheá ñoä bieân lieân tuïc laø α = φ vôùi φ = tg–1(wL/R)
13. 25 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 26 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 2. Sô ñoà chænh löu SCR hình tia m xung: Trò trung bình aùp ngoû ra khi doøng taûi lieân tuïc: ππ π - Nguoàn laø heä thoáng m pha hình sin ++αα + mmm2 mm 2 π T1 α e Uo === U22sin wt . dwt U cos wt . dwt sin . U .cosα 1 e m e e ∫∫ eU1 = 2 sinω t 2 3 22πππππ π m T2 −+αα − e 2π 2 mm 1 2 θ m e 1 eU2 =−22sin(ω tm π ) T3 u 2π 2 e 3 o m 2 π eU3 =−22sin(ωπ tm ) π wt Đặt UUdo = sin áp ngõ ra chỉnh lưu diod (khi α = 0) π m e Tm m−1 m m31 2 eUm =−22sin(ω tm π ) N i => UUodo= cosα G 0 (b) Chænh löu m pha (a) Heä m pha hình sin: (c) Daïng aùp ngoû ra taûi doøng lieân tuïc hình tia Ta coù trình töï laøm vieäc cuûa caùc SCR: T1 Æ T2 Æ T3 Æ Æ Tm Æ T1 Æ T2 => goùc daãn cuûa 1 SCR γ = 2π/m Goùc chuyeån maïch töï nhieân θ (töông öùng vôùi α = 0) cuûa SCR: 22π πππ sinθθ=+=>=−+ sin( ) θπθ ( ) hay θ =− mmm2
14. 27 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 28 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi Ví duï chænh löu 3 xung: hình tia ba 3. Chænh löu SCR saùu xung vôùi taûi doøng lieân tuïc: Sô ñoà caàu 3 pha α 2π/3 T1 A u u AB C + α + T2 vo T1 T2 T3 B io io π A A 3 B C T3 u 2 C o uo 0 wt B uo C 0 N θ pha. 2 T4 T5 T6 u_ u_ Khi doøng taûi lieân tuïc: 0 2 i 336 Chia laøm 2 nhoùm: G1 π 2π UudwtU=⋅=⋅cosα 0 oo∫2π 2 i 22ππ3 G2 0 - nhoùm + : T1, T2, T3 i Khaûo saùt theâm: - nhoùm – : T4, T5, T6 G3 i 1. Khaûo saùt chænh löu 3 pha hình tia A B C Laø 2 sô ñoà 3 pha hình tia. thöù G4 töï kích caùc SCR: iG5 taûi R 2 i 0 wt T1 Æ T2 Æ T3 Æ T1 G6 2. Hoaït ñoäng boä chænh löu m pha hình tia ÑK pha khi α > 90o vôùi taûi T6 Æ T4 Æ T5 Æ T6 doøng lieân tuïc (cheá ñoä nghòch löu). v Trò trung bình aùp ra: (Udo : aùp ra chænh löu diod) T1 ππ2 v v v 33666++α CA T1 daãn BA CA UudwtuudwtUU==6 () −== coscosα α oo2π ∫∫2ππ+α AB do 66ππ
15. 29 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 30 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi TOÅNG KEÁT VEÀ CHÆNH LÖU ÑK PHA: 4. Khaûo saùt sô ñoà ñieàu khieån khoâng hoaøn toaøn: Caùc sô ñoà: T1 T2 T3 i T1 T2 i T1 i o o D2 o A u u u B o u o u o Df T3 C Df D3 D4 D4 D4 D5 D6 (a) (b) (c) Hình III.6.1. Khaûo saùt sô ñoà chænh löu moät pha (hình III.6.1.a vaø .b) taûi RL: - khoaûng daãn ñieän cuûa SCR, D uO thay ñoåi theo caùch boá trí linh kieän. u i (a) O SCR Df SCR Df - AÙp ra khoâng coù phaàn aâm. 0 π 2π wt 60ο - Taêng khoaûng ñieàu chænh, caûi thieän HSCS. U 2 (b) T2,D4 T1, D4 T1,D3 T2, D3 Uo =+[]cosα 1 π 2π wt π (c)D2,D4 T1,D4 D2,D4 D2, T3
16. 31 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 32 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi Ví duï: Cho boä chænh löu moät pha hoãn hôïp hình III.6.1.a coù diod phoùng ñieän. AÙp 5. Coâng suaát vaø HSCS cuûa chænh löu ñieàu khieån pha: nguoàn 220 VAC. Taûi RL, R = 10 ohm, L ñuû lôùn ñeå coù theå xem doøng taûi laø phaúng. Tính trò trung bình doøng qua SCR, Diod ôû goùc ÑK pha α = 45 O. Khaûo saùt sô ñoà chænh löu 2 xung taûi doøng lieân tuïc vaø phaúng Io u Trung bình aùp ra: T1 T2 io = I π uo UO = 0.45*220*(1 + cos 45) = 169 volt u -u Io u u io o α Trung bình doøng ra: 2 wt Df T1, D4 Df T2, D3 2 0 IO = 169/10 = 16.9 A D3 D4 -I 0 o wt i o i 45o 180 A1 A - Tính doøng qua SCR, diod: kích T1, T4 kích T2, T3 Coâng suaát taûi: Pooodoo==UI U.cos I α vôùi UUdo = 22./π 1 πα+ Coâng suaát tieâu thuï (ngoû vaøo): Pin= UwtIdwtP2.sin . o . = o π ∫α P 22cosα Coâng suaát bieåu kieán: S = U. I => HS coâng suaát: cosϕ ==oo o S π Nhaän xeùt: ■ cosϕ 90o: Naêng löôïng ñaõo chieàu. Baøi taäp: Tính laïi quan heä coâng suaát vaø cos ϕ cho chænh löu caàu 3 pha
17. 33 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 34 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi III.5 MAÏCH PHAÙT XUNG ÑIEÀU KHIEÅN PHA : Coù hai nguyeân lyù: laøm treã vaø so saùnh. 1. Nguyeân lyù ñieàu khieån pha: a. Nguyeân lyù laøm treã: Maïch Td Döïa vaøo maïch ñôn oån (laøm ñoàng boä aùp löôùiÑôn oån kích SCR treã), kích ôû α = 0, phaùt xung kích thyristor sau Td giaây. α = w. Td b. Nguyeân lyù so saùnh: Taïo ñieàu khieån: cuøng taàn soá ( ñoàng boä) vôùi löôùi ñieän + pha thay ñoåi. maïch so saùnh hai tín hieäu: - Uñk: tín hieäu ñieàu khieån. θ α α u Vôùi = 0 : khoâng ñieàu khieån, - Uñb: tín hieäu ñoàng boä θ α i wt u SCR Å D, aùp ra cöïc ñaïi vôùi taûi G 2 + cuøng taàn soá löôùi i 0 G wt R, thay ñoåi theo sô ñoà 2 + coù ñoä doác khoâng 0 α = 0 α = α max ñoåi daáu trong khoaûng α = αmin ñeán α = αmax u ÑB U Hình III.7.1 nguyeân lyù phaùt xung ñieàu (thöôøng laø 0 vaø π) ÑK 2 khieån pha 0 kích SCR
18. 35 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi 36 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi Ví duï: Ñieàu khieån pha duøng boä ñeám: Maïch kích chænh löu ñieàu khieån pha theo nguyeân lyù so saùnh: Ñieàu khieån pha duøng boä ñeám ñöôïc aùp duïng roäng raõi khi duøng vi maïch töông töï (analog). ÔÛ thôøi ñieåm α = 0, boä ñeám xuoáng coù preset ñöôïc naïp soá N. a. Sô ñoà khoái: - Khoái leäch pha θ : hieäu chænh ñoä leäch pha cuûa aùp löôùi, cho ra xung α = 0 ôû Giaù trò NMAX töông öùng goùc αMAX vaø thôøi gian treã NMAX .TCLK . ngoû ra boä khaùm phaù zero ñöa vaøo maïch taïo aùp ñoàng boä Tín hieäu ñaët N DATA - maïch so saùnh ñònh thôøi ñieåm kích SCR Ñoàng boä T - Maïch ñôn oån ôû ngoõ ra boä so saùnh xaùc ñònh beà roäng xung kích SCR. preset (α = 0) ñeám xuoáng, DATA = 0 taàn soá CLK - khoái logic: phoái hôïp maïch phaùt xung caùc pha CLK kích SCR ñaët DATA = N DATA = 0 - Khoái khueách ñaïi vaø gheùp naâng möùc coâng suaát xung vaø noái vaøo cöïc coång Boä ñeám xuoáng coù preset t SCR. (α = 0) kích SCR Hình III.7.4 (a) (b) Xung töø caùc pha khaùc Pha caùc SCR Ta coù αMAX = w.NMAX .TCLK u α K. ñaïi löôùi Leäch pha Khaùm phaù Taïo aùp ñb LOGIC cuûa & chænh löu θ ZERO ñoàng boä gheùp α = 0 so saùnh Ñôn oån Maïch phaùt xung ÑK pha U ñk
19. 37 / 37 ch3 DK pha ppt.doc /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi III.6 ÖÙNG DUÏNG CHÆNH LÖU: Coù hai nhoùm öùng duïng: - Truyeàn ñoäng ñieän ñoäng cô moät chieàu. - caùc boä nguoàn moät chieàu + chænh löu ñaàu vaøo cho thieát bò ñieän töû. + doøng ñieän lôùn cho caùc quaù trình coâng ngheä. Ñoïc theâm 4 tieát, laøm baøi taäp 2