Bài giảng - CHƯƠNG 2: BỘ CHỈNH LƯU

Bộ chỉnh lưu có nhiệm vụ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Bộ chỉnh lưu được áp dụng làm nguồn điện áp một chiều; làm nguồn điện một chiều có điều khiển cấp cho các thiết bị mạ, thiết bị hàn một chiều ; nguồn điện cho các truyền động động cơ điện một chiều ; nguồn cung cấp cho mạch kích từ của máy điện một chiều hoặc máy điện đồng bộ. Bộ chỉnh lưu còn dùng để chuyển đổi điện xoay chiều thành dạng một chiều để truyền tải đi xa (HVDC)....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng - CHƯƠNG 2: BỘ CHỈNH LƯU Ñieän töû coâng suaát 1 CHÖÔNG HAI BOÄ CHÆNH LÖU Boä chænh löu coù nhieäm vuï bieán ñoåi doøng ñieän xoay chieàu thaønh doøng ñieän moät chieàu. Boä chænh löu ñöôïc aùp duïng laøm nguoàn ñieän aùp moät chieàu; laøm nguoàn ñieän moät chieàu coù ñieàu khieån caáp cho caùc thieát bò maï, thieát bò haøn moät chieàu ; nguoàn ñieän cho caùc truyeàn ñoäng ñoäng cô ñieän moät chieàu ; nguoàn cung caáp cho maïch kích töø cuûa maùy ñieän moät chieàu hoaëc maùy ñieän ñoàng boä. Boä chænh löu coøn duøng ñeå chuyeån ñoåi ñieän xoay chieàu thaønh daïng moät chieàu ñeå truyeàn taûi ñi xa (HVDC). Boä chænh löu coøn taïo thaønh moät boä phaän trong thieát bò bieán taàn, cycloconverter duøng trong truyeàn ñoäng ñieän ñoäng cô xoay chieàu. Coâng suaát cuûa caùc boä chænh löu coù theå töø vaøi traêm W ñeán haøng chuïc MW. 2.1 - BOÄ CHÆNH LÖU MAÏCH TIA BA PHA KHOÂNG ÑIEÀU KHIEÅN Sô ñoà caáu taïo Caùc giaû thieát : Nguoàn ba pha lyù töôûng , ñoái xöùng (trôû khaùng trong Lb,Rb=0) u1 = Um.sinX ⎛ 2π ⎞ u2 = Um.sin ⎜ X − ⎟ (2.1) ⎝ 3 ⎠ ⎛ 4π ⎞ u3 = Um.sin ⎜ X − ⎟ ⎝ 3 ⎠ 2-1 Ñieän töû coâng suaát 1 Vôùi Um laø bieân ñoä aùp pha Um = 2 .U ; U..... trò hieäu duïng aùp pha . X = ω.t : giaù trò goùc öùng vôùi thôøi ñieåm t, ω : taàn soá goùc Taûi moät chieàu goàm R,L vaø söùc ñieän ñoäng E maéc noái tieáp . Giaû söû doøng qua taûi id lieân tuïc Phaân tích : Deå daøng nhaän thaáy raèng vôùi nguoàn aùp ba pha lyù töôûng khoâng theå coù hai (hoaëc ba) diode ñoàng daãn. Do doøng ñieän taûi lieân tuïc neân taïi moãi thôøi ñieåm chæ coù moät diode daãn ñieän . Baèng pheùp chöùng minh baèng phaûn chöùng, ta deå daøng suy ra keát luaän sau: diode daãn ñieän laø diode maéc vaøo nguoàn aùp xoay chieàu vôùi trò töùc thôøi lôùn nhaát trong caùc pha taïi thôøi ñieåm ñang xeùt. ⎛π 5π ⎞ Ví duï: Trong khoaûng ⎜ < X < ⎟ , giaû thieát V2 ñoùng, V1 vaø V3 ngaét. ⎝6 6 ⎠ Töø ñoù: uv2 = 0 vaø uv1 = u1 - u2. Theo hình veõ H2.1: uv1 = u1 - u2 > 0 Nhö vaäy, ñieän aùp thuaän xuaát hieän treân diode khi daãn ñieän. Ñieàu naøy voâ lyù vì diode lyù töôûng khoâng cho pheùp aùp ñaët leân noù döông ôû cheá ñoä bò ngaét. Töông töï, giaû thieát V3 daãn trong khoaûng naøy cuõng khoâng phuø hôïp . ⎛ π 5π ⎞ Keát quaû: V1 daãn trong khoaûng ⎜ , ⎟ . ⎝6 6 ⎠ Heä phöông trình moâ taû traïng thaùi maïch : ⎛π 5π ⎞ * ⎜ Ñieän töû coâng suaát 1 3π 13π * Ñieän töû coâng suaát 1 Giaû thieát V3 daãn ñieän vaø ta muoán kích ñoùng V1 . Muoán vaäy ta xeùt daáu ñieän aùp treân V1 theo heä thöùc : uv1 = u1 - u3 + uv3 = u1 - u3 (do uv3 = 0) π 7π Do u1 - u3 > 0 (töùc coù aùp khoaù treân V1) khi Ñieän töû coâng suaát 1 Doøng ñieän qua V3 bò ngaét do taùc duïng ñieän aùp nguoàn xoay chieàu (u3-u1) neân ñieän aùp chuyeån maïch laø ñieän aùp nguoàn. Do ñieän aùp chuyeån maïch taïo thaønh töø baûn thaân cuûa nguoàn ñieän (maïch coâng suaát ) neân quaù trình chuyeån maïch ñöôïc goïi laø quaù trình chuyeån maïch töï nhieân hoaëc quaù trình chuyeån maïch phuï thuoäc. Caùc heä quaû khi doøng lieân tuïc - Ñieän aùp taûi coù daïng khoâng phuï thuoäc ñoä lôùn doøng ñieän taûi vaø caùc tham soá maïch taûi vaø chæ phuï thuoäc vaøo ñieän aùp nguoàn vaø goùc ñieàu khieån α. Ñieän aùp taûi coù 3 xung trong 1 chu kyø T cuûa aùp nguoàn. Chu kyø aùp chænh löu Tp treân taûi baèng Tp = T/3. - Trò trung bình aùp chænh löu treân taûi 7π 1 α+ 3 3 3 6 U d (α ) = ∫ 6 U m sin XdX = U m cos α = .U . cos α (2.11 ) 2π α+ π 2π 2π 6 3 - Phaïm vi goùc ñieàu khieån α : do ñieän aùp khoùa treân thyristor chæ toàn taïi trong khoaûng goùc 0 neân goùc ñieàu khieån coù phaïm vi ñieàu khieån laø (0,π ). Töø ñoù, ñieän aùp chænh löu trung bình Ud seõ coù ñoä lôùn naèm trong 3 6 3 6 khoaûng: − .U < U d < + .U (2.12) 2π 2π - Khi ñieän aùp treân taûi coù trò trung bình döông, taûi nhaän naêng löôïng töø nguoàn vaø boä chænh löu laøm vieäc ôû cheá ñoä chænh löu. Khi aùp trung bình treân taûi aâm, do doøng taûi chæ döông neân taûi phaùt ra naêng löôïng vaø ta goïi boä chænh löu laøm vieäc ôû cheá ñoä nghòch löu . - Ñònh möùc linh kieän: - Moãi thyristor daãn ñieän trong 1/3 chu kyø aùp nguoàn do ñoù trò trung Id bình doøng qua noù ITAV = . (2.13) 3 Ñieän aùp khoùa vaø aùp ngöôïc lôùn n ...