Bài giảng Điện tử công suất - Chương 2: Chỉnh lưu (Phần 1)
Khi kích SCR2, SCR1 đang dẫn dòng tải I0, giả sử không đổi trong thời gian khảo sát. Ta có sự chuyển mạch dòng tải từ SCR1 sang SCR2, có các phương trình: ; trị trung bình áp ra bị sụt giảm một lượng và góc chuyển mạch µ - tương ứng thời gian có trùng dẫn – là nghiệm của phương trình:
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Điện tử công suất - Chương 2: Chỉnh lưu (Phần 1), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 2: CH NH LƯU IG IG I THI UU
oo GI I THI U Chỉnh lưu là bộ chuyển đổi điện AC sang DC
oo CH NH LƯU M T PHA Chỉnh lưu có hai loại:
1.1. Ch nh lưuỳk bán bná ỳk •• Ch nh lưu không đi u khi n::Diode khi n Diode
•• Ch nhócu iđ lưu uưlđi u óckhi n::SCR khi n SCR
2.2. Ch nh lưuỳk toàn nàot ỳk
Được ứng dụng để điều chỉnh tự động cho các
3.3. Ch nh lưu c u
mạch sau: Nạp accu, hàn điện, mạ điện, điện
4.4. Hi n tư ng trùng d n phân, điều khiển động cơ DC, truyền động điện
11:28 AM 11:28 AM
CH CHNH L ƯƯU M T PHA 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i R
Chỉnh lưu một pha được chia ra thành các dạng A S E
mạch sau: v1
v2
R
•• Ch nh lưu ỳk bán náb ỳk F
v
o v =V sinωt
•• Ch nh lưu ỳk toàn nàot ỳk u vO 2 M
•• Ch nh lưu c u ((toàntoànàv ph n náb n hpbán àvph n)) ph n
io
ωt
Trong mạch chỉnh lưu dùng SCR khi góc kích 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
bằng 0 mạch trở về chỉnh lưu Diode.
11:28 AM 11:28 AM 44
1
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i R o T i R
A S E A S E
v1 v1
v2 v2
R R
F F
v v
o v =V sinωt o v =V sinωt
u 2 M u vO 2 M
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
11:28 AM 55 11:28 AM 66
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i R o T i R
A S E A S E
v1 v1
v2 v2
R R
F F
v v
o v =V sinωt o v =V sinωt
u vO 2 M u vO 2 M
io io
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
11:28 AM 77 11:28 AM 88
2
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i R o T i R
A S E A S E
VM VM
VAV = ()1+ cosα VAV = ()1+ cosα
v1 v1
v2 2π v2 2π
R R
F F
v v
o v =V sinωt o v =V sinωt
u vO 2 M u vO 2 M
io io
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
11:28 AM 99 11:28 AM 01 01
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
Tính toán cho tải (SCR): Tính toán cho tải (SCR):
V
M V α sin 2α
VAV = ()1+ cosα • Điện thế hiệu dụng: M
• Điện thế tải trung bình: VRMS = 1− +
2π 2 π 2π
/1 2 /1 2
VAV VM VM α sin 2α I M α sin 2α
• Dòng trung bình qua tải: I AV = = 1( + cosα) • Dòng hiệu dụng: I RMS = 1− + = 1− +
RL 2πRL 2RL π 2π 2 π 2π
V 2 V 2 α sin 2α
P = I 2 R = RMS = M 1− +
• Công suất trung bình trên tải: PAV =VAV I AV • Công suất hiệu dụng: RMS RMS L
RL 4RL π 2π
V V
M M PRMS VRMS IRMS 1 α sin 2α
• Chú ý: khi α=0 (diode), ta có: VAV = ; I AV = • Hệ số công suất: pF = = = 1− +
π πRL S Vi Ii 2 π 2π
11:28 AM 11:28 AM
3
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i R (khi ααα=0)
D
Tính toán cho một (SCR): A E
v1
v2
I = I R
• Dòng đỉnh qua mỗi SCR: M _1SCR M _ tai F
VAV
v
I AV _1SCR = I Av _ tai u O
• Dòng trung bình qua mỗi SCR: v2 = VM sinωt
• Điện áp ngược cực đại đặt lên mỗi SCR:
ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
VRM _1SCR = VM _ nguon
11:28 AM 11:28 AM
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i R (khi ααα=0) o T i R (khi ααα=0)
D D
A E A E
v1 v1
v2 v2
R R
F F
VAV VAV
u vO u vO
v2 = VM sinωt v2 = VM sinωt
io io
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
11:28 AM 11:28 AM
4
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i R (khi ααα=0) o T i R (khi ααα=0)
D D
A E A E VM
VAV =
v1 v1 π
v2 v2
R R
F F
VAV VAV
u vO u vO
v2 = VM sinωt v2 = VM sinωt
io io
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
11:28 AM 11:28 AM
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i R (khi ααα=0)
D V
A E V = M
AV Tính toán cho tải (Diode):
v1 π
v2
R
F V V
M V = M
V Điện thế tải trung bình: VAV = ()1+ cosα AV
AV • 2π π
u vO
v2 = VM sinωt V V
M I = M
• Dòng trung bình qua tải: I AV = 1( + cosα) AV
2πRL πRL
io
ωt
0 π
π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π • Công suất trung bình trên tải: PAV =VAV I AV
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
11:28 AM 11:28 AM
5
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
Tính toán cho tải (Diode): Tính toán cho một (Diode):
V
• Điện thế hiệu dụng: V = M • Dòng đỉnh qua mỗi Diode: I M _1DIODE = I M _tai
RMS 2
V I
I = M = M I = I
• Dòng hiệu dụng: RMS • Dòng trung bình qua mỗi Diode: AV _1DIODE AV _ tai
2RL 2
2
• Công suất hiệu dụng: PRMS = I RMS RL • Điện áp ngược cực đại đặt lên mỗi Diode:
PRMS VRMS I RMS 1
• Hệ số công suất: pF = = = VRM _1DIODE = VM _ nguon
S Vi Ii 2
11:28 AM 11:28 AM
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i L o T i L
A S E A S E
V1 V1
V2 V2
L L
F F
W =Li 2/2 W =Li 2/2
®t v2 = VM sinωt ®t v2 = VM sinωt
u vO u vO
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α
11:28 AM 32 32 11:28 AM 42 42
6
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i L o T i L
A S E A S E
V1 V1
V2 V2
L L
F F
W =Li 2/2 W =Li 2/2
®t v2 = VM sinωt ®t v2 = VM sinωt
u vO u vO
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
11:28 AM 52 52 11:28 AM 62 62
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i L o T i L
A S E A S E
V1 V1
V2 V2
L L
F F
W =Li 2/2 W =Li 2/2
®t v2 = VM sinωt ®t v2 = VM sinωt
u vO u vO
io io
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
eL = L.(di/dt)
11:28 AM 72 72 11:28 AM 82 82
7
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i L
A S E Tính toán cho tải (SCR):
V1
V2
VM
L I AV = []()()β −α cosα + sinα − sin β • Phương trình dòng tức thời qua cuộn cảm:
2πLω
F ωt
V V
2 i(ωt) = M sinωtdωt = M ()cosα − cosωt
W®t =Li /2 v = V sinωt ∫
2 M Lω α Lω
u vO
• Tính dòng tải trung bình:
io V
I = M []()()β −α cosα + sinα − sin β
AV 2πLω
π ωt
0 π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π • Chú ý: khi β=π V
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 I = M []π cosα − α cosα + sinα
α AV 2πLω
eL = L.(di/dt) VM
Nếu thêm ĐK α=0 thìI AV = (TH Diode)
2Lω
11:28 AM 92 92 11:28 AM
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o
o T i L T i R L
D A S E
A E V
I = M
AV V
U1 2Lω 1
U2 V2
L
F v = V sinωt R L
2 M F
2
W®t =Li /2 v2 = VM sinωt
u vO u vO
io
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
eL = L.(di/dt)
11:28 AM 13 13 11:28 AM 23 23
8
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i R L o T i R L
A S E A S E
V1 V1
V2 V2
R L R L
F F
v2 = VM sinωt v2 = VM sinωt
u vO u vO
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
11:28 AM 33 33 11:28 AM 43 43
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i R L o T i R L
A S E A S E
V1 V1
V2 V2
R L R L
F F
v2 = VM sinωt v2 = VM sinωt
u vO u vO
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
11:28 AM 53 53 11:28 AM 63 63
9
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o T i R L o T i R L
−R −R
V ()ωt−α V ()ωt−α
A S E i()ωt = M sin()()ωt − Φ + sin Φ −α e Lω A S E i()ωt = M sin()()ωt − Φ + sin Φ −α e Lω
Z Z
Lω R Lω R
V1 sin Φ = cosΦ = V1 sin Φ = cosΦ =
V2 Z Z V2 Z Z
R L R L
F F
v2 = VM sinωt v2 = VM sinωt
VM
u vO u vO I = ()cosα − cosβ
AV 2πR
io io
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
eL = L.(di/dt)
11:28 AM 73 73 11:28 AM 83 83
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o Tr ư ng h p Diode d p
Tính toán cho tải: S
U1 iT
U2
R L
VM
• Điện thế tải trung bình: VAV = ()cosα − cos β Không có diode
2π iD0
xả năng lượng v2 = VM sinωt
VM u vO
Dòng trung bình qua tải: I AV = ()cosα − cosβ
• 2πR
io
VM
• Khi β=π :VAV = ()1+ cosα trường hợp tải R.
2π
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α
VM
• Khi β=α+2π ta có: VAV = cosα
πR
eL = L.(di/dt)
11:28 AM 11:28 AM 04 04
10
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ
o Tr ư ng h p s d ng diode d p o Tr ư ng h p Diode d p
S
Dòng trung bình qua Diode dập:
U1 iT •
U2
R L α +π V α + π
I = I = M ()1+ cosα
Có diode x năng D D 2π LDC 2πR 2π
iD0 0
lư ng • Điều kiện để có dòng qua diode là cực đại là:
u vO v = V sinωt
2 M dI D (1+ cosα )− (α + π )sinα VM
i = = 0
o dα 2π 2πR
1+ cosα = (α +π )sinα
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α • Giải phương trình bằng phương pháp đồ thị
eL = L.(di/dt) ta được:
11:28 AM 14 14 11:28 AM
1. CH NH L ƯƯU BÁN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o Tr ư ng h p Diode d p o T i R (SCR)
A S1
Đồ thị cho trị số góc kích bằng 30 0 hay
V2 R E
V1
diode dẫn trong thời khoảng: F
S2
V2
0 0 0 v =V sinωt
(α + π ) = 30 +180 = 210 B AF M
(α+π)sinα
u S1
V 3 210 V vO
I = M 1+ = ,0 54 M
1,85 D max
1+cosα πR 2 360 πR
ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
α 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
00 30 0 60 0 90 0 120 0 150 0 180 0
11:28 AM 34 34 11:28 AM 44 44
11
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i R (SCR) o T i R (SCR)
A S1 A S1
V2 R E V2 R E
V1 V1
F F
S2 S2
V2 V2
B vAF =VM sinωt B vA =VM sinωt
v = −v v = −v
u S1 S2 BF AF u S1 S2 B AF
vO vO
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α
11:28 AM 54 54 11:28 AM 64 64
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i R (SCR) o T i R (SCR)
A S1 A S1
V2 R E V2 R E
V1 V1
F F
S2 S2
V2 V2
B vAF =VM sinωt B vAF =VM sinωt
v = −v v = −v
u S1 S2 BF AF u S1 S2 BF AF
vO vO
io
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α α
11:28 AM 74 74 11:28 AM 84 84
12
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i R (SCR) o T i R (SCR)
A S1 A S1
V2 R E V2 R E
V1 V1
F F
S2 S2
V2 V2
B vAF =VM sinωt B vAF =VM sinωt
v = −v v = −v
u S1 S2 BF AF u S1 S2 BF AF
vO vO
io io
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α α α
11:28 AM 94 94 11:28 AM 05 05
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i R (SCR) o T i R (SCR)
A S1 A S1
V
V V M
2 R E 2 R E VAV = ()1+ cosα
V1 V1
F F π
S2 S2
V2 V2
B vAF =VM sinωt B vAF =VM sinωt
v = −v v = −v
u S1 S2 BF AF u S1 S2 BF AF
vO vO
io io
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α α α
11:28 AM 15 15 11:28 AM 25 25
13
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
Tính toán cho tải (SCR): Tính toán cho tải (SCR):
V
M V α sin 2α
VAV = ()1+ cosα • Điện thế hiệu dụng: M
• Điện thế tải trung bình: VRMS = 1− +
π 2 π 2π
VAV VM VM α sin 2α I M α sin 2α
• Dòng trung bình qua tải: I AV = = 1( + cosα) • Dòng hiệu dụng: I RMS = 1− + = 1− +
RL πRL 2RL π 2π 2 π 2π
V 2 α sin 2α
P = I 2 R = M 1− +
• Công suất trung bình trên tải: PAV =VAV I AV • Công suất hiệu dụng: RMS RMS L
2RL π 2π
2V 2V
M M PRMS VRMS I RMS α sin 2α
• Chú ý: khi α=0 (diode), ta có:VAV = ; I AV = • Hệ số công suất: pF = = = 1− +
π πRL S Vi Ii π 2π
11:28 AM 11:28 AM
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i L
VM
S1 I = []()()β −α cosα − sin β − sinα
Tính toán cho một (SCR): A AV πLω
V2 L E
V1
I = I F
• Dòng đỉnh qua mỗi SCR: M _1SCR M _ tai S2 vAF =VM sinωt vBF = −vAF
V2
B
I Av _tai
u vO
• Dòng trung bình qua mỗi SCR: I AV _1SCR =
2
io
• Điện áp ngược cực đại đặt lên mỗi SCR:
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α
VRM _1SCR = 2VM _ nguon
eL = L.(di/dt)
11:28 AM 11:28 AM 65 65
14
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i L o T i L
Dòng gián đoạn và liên tục: Vì các ngắt điện bán • Dòng trung bình qua tải:
dẫn chỉ làm nhiệm vụ đóng ngắt mạch, một cách
V
I = M []()()β −α cosα − sin β − sinα
tổng quát AV πLω
• Khi các SCR dẫn điện (đóng mạch): áp ra sẽ có • Chú ý:
dạng áp của áp vào, trong các bộ chỉnh lưu là
hình sin. Khi β=π (không liên tục):
• Khi SCR khóa (ngắt mạch): dòng qua tải bằng VM
I AV = []()π −α cosα + sinα
không, áp ra sẽ phụ thuộc đặc tính tải: πLω
Bằng 0 nếu tải R L. Khi β=π+α (dẫn liên tục):
Bằng sức phản điện khi tải là động cơ, accu. VM
I = []()π cosα + 2sinα
Bằng áp trên tụ khi tải có điện dung song song. AV πLω
11:28 AM 11:28 AM
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i R L: dòng ra gián ño n β<π+α o T i R L: dòng ra gián ño n β<π+α
S S
A 1 A 1
U2 R L E U2 R L E
U1 U1
F F
U2 S2 U2 S2
B B
v2 =VM sinωt v2 =VM sinωt
u vO u vO
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α
11:28 AM 95 95 11:28 AM 06 06
15
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i R L: dòng ra gián ño n β<π+α o T i R L: dòng ra gián ño n β<π+α
S S
A 1 A 1
U2 R L E U2 R L E
U1 U1
F F
U2 S2 U2 S2
B B
v2 =VM sinωt v2 =VM sinωt
u vO u vO
io
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
11:28 AM 16 16 11:28 AM 26 26
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i R L: dòng ra gián ño n β<π+α o T i R L: dòng ra gián ño n β<π+α
S −R S −R
A 1 V ()ωt−α A 1 V ()ωt−α
()ti = M ()()sinωt − Φ + sin Φ −α e Lω ()ti = M ()()sinωt − Φ + sin Φ −α e Lω
U Z U Z
2 R L E Lω R 2 R L E Lω R
U1 sin Φ = cosΦ = U1 sin Φ = cosΦ =
F Z Z F Z Z
U2 S2 U2 S2
B B
v2 =VM sinωt v2 =VM sinωt
u vO u vO
io io
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
eL = L.(di/dt)
11:28 AM 36 36 11:28 AM 46 46
16
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o
T i R L: dòng ra gián ño n β<π+α o T i R L: dòng ra gián ño n β<π+α
S −R
A 1 V ()ωt−α
()ti = M ()()sinωt − Φ + sin Φ −α e Lω
Z • Dòng i(t) :
U2 R L E
U Lω R R
1 sin Φ = cosΦ = V − ()ωt−α
F Z Z ()ti = M sin()()ωt − Φ + sin Φ − α e Lω
U2 S2 Z
V
B I = M ()cosα − cos β
AV πR v2 =VM sinωt • Hệ thức liên hệ giữa góc kích và góc tắt:
u vO
R
− ()β −α
sin()()β − Φ = sin α − Φ e Lω
io
• Trị số trung bình hiệu điện thế:
π ωt
0 π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π V
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 V = M ()cosα − cos β
α AV π
VM
e = L.(di/dt) • Trị số trung bình dòng điện: I AV = ()cosα − cos β
L πR
11:28 AM 56 56 11:28 AM
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i R L: dòng ra liên t c βββ=π+α o T i R L: dòng ra liên t c βββ=π+α
S S
A 1 A 1
U2 R L E U2 R L E
U1 U1
F F
U2 S2 U2 S2
B v2 = VM sinωt B v2 = VM sinωt
u u
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α
11:28 AM 76 76 11:28 AM 86 86
17
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i R L: dòng ra liên t c βββ=π+α o T i R L: dòng ra liên t c βββ=π+α
S S
A 1 A 1
U2 R L E U2 R L E
U1 U1
F F
U2 S2 U2 S2
B v2 = VM sinωt B v2 = VM sinωt
u vO u vO
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
11:28 AM 96 96 11:28 AM 07 07
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o T i R L: dòng ra liên t c βββ=π+α o T i R L: dòng ra liên t c βββ=π+α
S S −R
A 1 A 1 V ()ωt−α
()ti = M ()()sinωt − Φ + sin Φ −α e Lω
U U Z
2 R L E 2 R L E Lω R
U1 U1 sin Φ = cosΦ =
F F Z Z
U2 S2 U2 S2
B v2 = VM sinωt B v2 = VM sinωt
u vO u vO
io
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α
11:28 AM 17 17 11:28 AM 27 27
18
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o
T i R L: dòng ra liên t c βββ=π+α o T i R L: dòng ra liên t c βββ=π+α
S −R
A 1 V ()ωt−α
()ti = M ()()sinωt − Φ + sin Φ −α e Lω
Z • Dòng i(t) :
U2 R L E
U Lω R R
1 sin Φ = cosΦ = V − ()ωt−α
F Z Z ()ti = M sin()()ωt − Φ + sin Φ − α e Lω
U2 S2 Z
B v2 = VM sinωt VM
I AV = cosα • Hệ thức liên hệ giữa góc kích và góc tắt:
u vO πR
R
− ()β −α
sin()()β − Φ = sin α − Φ e Lω
io
V
• Trị số trung bình hiệu điện thế: V = M ()cosα − cos β
AV π
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 2V
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 V = M cosα
α AV π
2VM
• Trị số trung bình dòng điện: I AV = cosα
Rπ
11:28 AM 37 37 11:28 AM
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o
Tr ư ng h p s d ng diode d p o Tr ư ng h p s d ng diode d p
A S
A S1 1
vAF =VM sinωt
v v2 R L
2 R L v F
v1 F v2 =VM sinωt 1 v = −v
Không có diode E E BF AF
Có diode x D
v v2 0
2 S S2
xả năng lượng 2 năng l ư ng
u vO B vBF = −vAF B
u S1 S2
vO
io
io
π ωt
0 π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π ωt 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6
3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α α
11:28 AM 57 57 11:28 AM 67 67
19
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o ư
Tr ng h p Diode d p o Tr ư ng h p Diode d p
Khi có Diode dập dẫn
• Dòng trung bình qua Diode dập: V 740
I = M 1+ cos740
Dmax () 0
πR 180 dòng cảm ứng, góc tắt sẽ
α α VM
I D = I AV = ()1+ cosα
π π Rπ VM là β=π . Dòng qua diode
= ,0 26 = ,0 26I LDC
• Điều kiện để có dòng qua diode là cực đại là: πR dập trong khoảng từ π
đến π+α hay π+α –π=α
dI D dI D VM (1+ cosα )−α sinα
= 0 ⇒ = = 0
dα dα πR π 2 1+ cosα Đồ thị cho trị số
α sinα
1+ cosα = α sinα góc kích bằng 74 0
• Giải phương trình bằng phương pháp đồ thị 74 0 hay diode dẫn
trong thời khoảng
ta được: 30 0 60 0 90 0120 0150 0 180 0 α
11:28 AM 11:28 AM 87 87
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o o
T i R (Diode) v = V sinωt T i R (Diode) v = V sinωt
D AF M D AF M
A 1 A 1
i i
v 1 v 1
2 R vBF = −vAF 2 R vBF = −vAF
U F E U F E
1 i2 1 i2
v2 D2 v2 D2
B B
u u vO
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
11:28 AM 11:28 AM
20
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o o
T i R (Diode) v = V sinωt T i R (Diode) v = V sinωt
D AF M D AF M
A 1 A 1
i i
v 1 v 1
2 R vBF = −vAF 2 R vBF = −vAF
U F E U F E
1 i2 1 i2
v2 D2 v2 D2
B B
u vO u vO
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
11:28 AM 11:28 AM
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o o
T i R (Diode) v = V sinωt T i R (Diode) v = V sinωt
D AF M D AF M
A 1 A 1
i i
v 1 v 1
2 R vBF = −vAF 2 R vBF = −vAF
U F E U F E
1 v D i2 1 v D i2
2 2 2 2 2V
B B V = M
AV π
u vO u vO
io io
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
11:28 AM 11:28 AM
21
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
o o
T i L (Diode) v = V sinωt T i R L (Diode) v = V sinωt
A AF M D AF M
D1 A 1
v i i
2 1 v = −v v 1 v = −v
v L BF AF 2 R L BF AF
1 F E v1 F E
D2 i i
v2 2 D 2
2V v2 2 2V
V = M V = M
B AV π B AV π
u vO u vO
io io
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
11:28 AM 11:28 AM
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ
Tính toán cho tải (Diode): Tính toán cho tải (Diode):
V
2V • Điện thế hiệu dụng: V = M
V = M RMS 2
• Điện thế tải trung bình: AV π
VM I M
• Dòng hiệu dụng: I RMS = =
V 2V 2R 2
I = AV = M L
• Dòng trung bình qua tải: AV
RL πRL
2
2 VM
• Công suất hiệu dụng: PRMS = I RMS RL =
2RL
P = V I
• Công suất trung bình trên tải: AV AV AV P V I
• Hệ số công suất: pF = RMS = RMS RMS =1
S Vi Ii
11:28 AM 11:28 AM
22
2. CH NH L ƯƯU TOÀN KỲ 3. CH NH L ƯƯU C U BÁN PH NN
o U U
T i R (SCR) D2 S1 S2 S1
Tính toán cho một Diode: A A
vAF = VM sinωt
D S
1 2 D1 D2
B B
• Dòng đỉnh qua mỗi diode: I M _1DIODE = I M _tai
R
vBF = −vAF R
I AV _ tai
• Dòng trung bình qua mỗi SCR:I AV _1DIODE =
2 u S1, D1 S2, D2
vO
• Điện áp ngược cực đại đặt lên mỗi SCR:
ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
V = 2V 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
RM _1DIODE M _ nguon α
11:28 AM 11:28 AM 09 09
3. CH NH L ƯƯU C U BÁN PH NN 3. CH NH L ƯƯU C U BÁN PH NN
o U U o U U
T i R (SCR) D2 S1 S2 S1 T i R (SCR) D2 S1 S2 S1
A A A A
vAF = VM sinωt vAF = VM sinωt
D S D S
1 2 D1 D2 1 2 D1 D2
B B B B
R R
vBF = −vAF R vBF = −vAF R
u S1, D1 S2, D2 u S1, D1 S2, D2
vO vO
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α α
11:28 AM 19 19 11:28 AM 29 29
23
3. CH NH L ƯƯU C U BÁN PH NN 3. CH NH L ƯƯU C U BÁN PH NN
o U U o U U
T i R (SCR) D2 S1 S2 S1 T i R (SCR) D2 S1 S2 S1
A A A A
vAF = VM sinωt vAF = VM sinωt
D S D S
1 2 D1 D2 1 2 D1 D2
B B B B
R R
vBF = −vAF R vBF = −vAF R
u S1, D1 S2, D2 u S1, D1 S2, D2
vO vO
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α α α
11:28 AM 39 39 11:28 AM 49 49
3. CH NH L ƯƯU C U BÁN PH NN 3. CH NH L ƯƯU C U BÁN PH NN
o U U o U U
T i R (SCR) D2 S1 S2 S1 T i R (SCR) D2 S1 S2 S1
A A A A
vAF = VM sinωt vAF = VM sinωt
D S D S
1 2 D1 D2 1 2 D1 D2
B B B B
R R
vBF = −vAF R vBF = −vAF R
u S1, D1 S2, D2 u S1, D1 S2, D2
vO vO
io
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α α α
11:28 AM 59 59 11:28 AM 69 69
24
3. CH NH L ƯƯU C U BÁN PH NN 3. CH NH L ƯƯU C U TOÀN PH NN
o U U o S V
T i R (SCR) D2 S1 S2 S1 T i R (SCR) 4 S1
A A A
v = V sinωt v = V sinωt
AF M D S AF M
1 2 D1 D2
B B S2 B S3
F
E
v = −v R R v = −v
BF AF BF AF R
V V
u S1, D1 S2, D2 M u S1, S2 S3, S4 M
VAV = ()1+ cosα VAV = ()1+ cosα
vO π vO π
io io
ωt ωt
0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π 0 π π π 2π 5π π 7π 4π 3π 5π 11π 2π
6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6 6 3 2 3 6
α α α α
11:28 AM 79 79 11:28 AM 89 89
3. CH NH L ƯƯU C UU 3. CH NH L ƯƯU C UU
Tính toán cho tải (giống toàn kỳ): Tính toán cho tải (giống toàn kỳ):
V
M V α sin 2α
VAV = ()1+ cosα • Điện thế hiệu dụng: M
• Điện thế tải trung bình: VRMS = 1− +
π 2 π 2π
VAV VM VM α sin 2α I M α sin 2α
• Dòng trung bình qua tải: I AV = = 1( + cosα) • Dòng hiệu dụng: I RMS = 1− + = 1− +
RL πRL 2RL π 2π 2 π 2π
V 2 α sin 2α
P = I 2 R = M 1− +
• Công suất trung bình trên tải: PAV =VAV I AV • Công suất hiệu dụng: RMS RMS L
2RL π 2π
2V 2V
M M PRMS VRMS I RMS α sin 2α
• Chú ý: khi α=0 (diode), ta có:VAV = ; I AV = • Hệ số công suất: pF = = = 1− +
π πRL S Vi Ii π 2π
11:28 AM 11:28 AM
25
3. CH NH L ƯƯU C UU 3. CH NH L ƯƯU C UU
Nhận xét:
Tính toán cho một (SCR):
• Mạch chỉnh lưu cầu đa phần giống mạch
• Dòng đỉnh qua mỗi SCR: I M _1SCR = I M _ tai chỉnh lưu toàn kỳ:
I
AV _ tai • Dạng sóng vào ra cho tất cả các dạng tương
• Dòng trung bình qua mỗi SCR: I AV _1SCR =
2
ứng.
• Điện áp ngược cực đại đặt lên mỗi SCR:
• Công thức tính toán trừ hiệu điện thế ngược
VRM _1SCR = VM _ nguon cực đại trên một linh kiện.
• Sơ đồ mạch thì khác nhau.
11:28 AM 11:28 AM
4. HI N T Ư ƯNG TRÙNG D NN 4. HI N T Ư ƯNG TRÙNG D NN
o
Ở chế độ dòng liên tục, một SCR khi được kích Trùng dẫn SCR1 của pha 1 và SCR2 của pha 2
U
sẽ làm tắt một SCR đang dẫn. Ta nói là có hiện Ud
tượng trùng dẫn. 0
α α α ωt
1 I 2 3
Thực tế luôn có cuộn cảm nối tiếp các mạch 1
I1
chỉnh lưu, có thể là tự cảm của đường dây hay ωt
I1
của biến áp cấp điện và như vậy dòng qua chỉnh I1
lưu không thay đổi tức thời.
I ωt
I 2
Hiện tượng chuyển mạch còn gọi là sự trùng 2
ωt
dẫn giữa 2 hay nhiều hơn chỉnh lưu nối chung X X X
1 2 1 ωt
anod hay catod.
11:28 AM 11:28 AM 104
26
44. HI. HI N T Ư ƯNG TRÙNG D NN
Khi kích SCR2, SCR1 đang dẫn dòng tải I0, giả
sử không đổi trong thời gian khảo sát. Ta có sự
chuyển mạch dòng tải từ SCR1 sang SCR2, có các
di di di di di
I = i + i ⇒ 1 = − 2 v − v = L 1 − L 2 = 2L 1 CH NH LƯU BA PHA
phương trình:0 1 2 dt dt ; 1 2 a dt a dt a dt
trị trung bình áp ra bị sụt giảm một lượng
mX a I0
U x = ; X a = ωLa và góc chuyển mạch tương
π
ứng thời gian có trùng dẫn – là nghiệm của
2X I
phương trình: cosα − cos()α + = a 0
2Vnm
11:28 AM 11:28 AM
27
Các file đính kèm theo tài liệu này:
bai_giang_dien_tu_cong_suat_chuong_2_chinh_luu_phan_1.pdf
