Bài giảng Điện tử công suất: Chương 3 - Lê Văn Doanh

Bài giảng Điện tử công suất: Chương 3 Thiết bị chỉnh lưu cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung; Đặc điểm của điện áp và dòng điện chỉnh lưu; Chỉnh lưu hình tia m-pha – dòng liên tục; Chế độ làm việc chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc; Chỉnh lưu hình tia 3 pha có diode V0;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điện tử công suất: Chương 3 - Lê Văn DoanhCHƯƠNG 3: THIẾT BỊ CHỈNH LƯU3.1 KHÁI NIỆM CHUNGChức năng:Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiềuỨng dụngCấp nguồn cho các tải một chiều: Động cơ điện một chiều, bộ nạpaccu, mạ điện phân, máy hàn một chiều, nam châm điện, truyền tảiđiện một chiều cao áp, …3.2 Đặc điểm của điện áp và dòng điện chỉnh lưu3.2.1 Điện áp chỉnh lưuud: Giá trị tức thời của điện áp chỉnh lưu – Bao gồm cả thànhphần xoay chiều uσ và thành phần một chiều – Giá trị trung bìnhcủa điện áp chỉnh lưu Ud ud = uσ + U d Số xung đập mạch của sóng điện áp chỉnh lưu: fσ (1) p= f • fσ(1): Tần số của sóng điều hòa bậc 1 thành phần xoay chiều của ud • f: Tần số điện áp lưới 3.1.2 Dòng điện chỉnh lưuid: Giá trị tức thời của dòng điện chỉnh lưu – Sóng dòng điện chỉnh lưuId: Giá trị trung bình – Thành phần một chiều của sóng dòng điện chỉnh lưuiσ: Thành phần xoay chiều của dòng điện chỉnh lưu id = iσ + I dXét hệ thống chỉnh lưu – tải R,L,Eư: diduL = L = ud − ( Rid + E− ) dt didud > Rid + E− ⇒ uL > 0; >0 dt didud = Rid + E− ⇒ uL = 0; =0 dt didud < Rid + E− ⇒ uL < 0; • Dòng điện liên tục • Dòng điện gián đoạn • Dòng điện ở biên giới gián đoạn id = iσ + I dĐối với giá trị trung bình – thành phần một chiều: U d − E− Id = I d ≥ 0 ⇒ U d ≥ E− RĐối với thành phần xoay chiều: • Iσ(n): Giá trị hiệu dụng của sóng điều Uσ ( n ) hòa bậc n thành phần xoay chiều củaIσ ( n ) = dòng điện chỉn lưu 2 R + ⎡⎣ωσ ( n ) L ⎤⎦ 2 • Uσ(n): Giá trị hiệu dụng của sóng điều hòa bậc n thành phần xoay chiều điện áp chỉnh lưu. • ωσ(n): Tần số góc của sòng điều hòa bậc n thành phần xoay chiều. L → ∞ ⇒ Iσ ( n ) → 0 ⇒ id = I d Î Dòng điện được san phẳng tuyệt đối3.3 Chỉnh lưu hình tia m-pha – dòng liên tục LK RK Z u13.3.1 Chỉnh lưu hình tia không điều khiểnSơ đồu1 = U m sin θ 2πu2 = U m sin(θ − ) 3 4πu3 = U m sin(θ − ) 3θ = ωt ⎡ 2π ⎤un = U m sin ⎢θ − (n − 1) ⎥ ⎣ m⎦Trong khoảng θ1 < θ < θ2:• Giả sử V2 mở uV 2 = 0 ⇒ u1 − u2 − uV 1 = 0 ⇒ uV 1 = u1 − u2 ⇒ uV 1 > 0 Î Không hợp lý Tương tự khi giả thiết V3 mở. Î V1 mở Î Nhịp V1Nhịp V1 – θ1 < θ < θ2:uV 1 = 0; uV 2 = u2 − u1 ; uV 3 = u3 − u1ud = u1 ; id = iV 1 = I d ; iV 2 = iV 3 = 0Nhịp V2 – θ2 < θ < θ3:uV 2 = 0; uV 1 = u1 − u2 ; uV 3 = u3 − u2ud = u2 ; id = iV 2 = I d ; iV 1 = iV 3 = 0Nhịp V3 – θ3 < θ < θ4:uV 3 = 0; uV 1 = u1 − u3 ; uV 2 = u2 − u3ud = u3 ; id = iV 3 = I d ; iV 1 = iV 2 = 0Nhịp Vn:uVn = 0; uV 1 = u1 − un ; uVm = um − unud = un ; id = iVn = I d ; iV 1 = iVm = 0 Số xung: p = mQuá trình chuyển mạch tại các thờiđiểm θ2:Æ Điện áp chuyển mạch là uk = u2 – u1Tương tự tại các thời điểm θ3, θ4:điện áp chuyển mạch lần lượt làu3 – u2 và u1 – u3 Î Chuyển mạch tự nhiên3.3.2 Chỉnh lưu hình tia có điều khiển Tín hiệu uc điều khiển Khâu phát xungThời điểm chuyển mạch tự nhiênGóc điều khiển α: tính từ thời điểm chuyểnmạch tự nhiên đến thời điểm phát xungmở thyristor.Phạm vi của góc điều khiển α: 0 ≤α Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu π π + +α 2 m mU di = 2π π ∫π U m sin θ dθ − +α 2 m mU m πU di = sin cos α = U di 0 cos α π m mU m πU di 0 = sin π mUdi0: Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu không điều khiển.m=3 3U m π 3 3U m 3 6U 2U di 0 = sin = = = 1.17U 2 π 3 2π 2πCác đường đặc tínhĐặc tính điều khiển: Đặc tính ngoài (đặc tính tải): • Đầu ra: Ud • Đầu vào: α U di = U di 0 cos α Chế độ Chế độ chỉnh lưu nghịch lưu3.3.3 Chế độ làm việc chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc• Chế độ làm việc chỉnh lưuπ π … chế độ nghịch lưu phụ thuộc 2 P = Ud IdĐiều kiện để có nghịch lưu phụ thuộc π ...