CHƯƠNG 3

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

CHƯƠNG 3

Chöùc naêng : Duøng ñeå ñieàu khieån trò hieäu duïng ñieän aùp xoay chieàu ngoõ ra boä bieán ñoåi coù nguoàn ngoõ vaøo coù daïng ñieän aùp xoay chieàu khoâng ñoåi.

~ AC ~ AC ~ AC ~ AC

BBĐ

CHƯƠNG 3

ÖÙng duïng: -Caùc thieát bò nhieät ñieän (loø ñieän, thieát bò tieâu thuï nhieät ñieän trong gia ñình) -Ñoùng ngaét ñeøn vaø ñieàu khieån ñoä saùng (treân saân khaáu, ñeøn quaûng caùo…) -Caùc ñoäng cô khoâng ñoàng boä coâng suaát nhoû vaø trung bình (truyeàn ñoäng cuûa caùc maùy quaït, maùy bôm, maùy xay) ñoäng cuûa caùc maùy quaït, maùy bôm, maùy xay) -Caùc truyeàn ñoäng nhoû vôùi caùc ñoäng cô vaïn naêng coâng suaát nhoû (duïng cuï ñieän caàm tay, maùy saáy, maùy troän) -Heä thoáng buø nhuyeãn coâng suaát phaûn khaùng

CHƯƠNG 3

Phaân loaïi: 1. Theo soá pha: 1 pha 3 pha m pha

2. Theo daïng maïch: 2. Theo daïng maïch: Cô baûn (ñoái xöùng) Tieát kieäm (khoâng ñoái xöùng)

3. Nguyeân taéc ñieàu khieån boä bieán ñoåi: Ñieàu khieån pha Ñieàu khieån theo thôøi gian

CHƯƠNG 3

Caùc loaïi khoaù xoay chieàu baùn daãn:

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi R,L,RL

2. Phaân tích : - Xaùc ñònh caùc khoaûng daãn linh kieän - Thieát laäp phöông trình aùp vaø doøng - Veõ caùc giaûn ñoà - Caùc heä quaû - Caùc heä quaû

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi R

1. Sô ñoà :

CHƯƠNG 3

1. Traïng thaùi 0:

[0 … a ]

=

=

u

;0

z z

>

=

w

u

i ;0 z z == Uu

sin

t

;0

V

1

-=

m -=

;0 w

i V 1 <

=

u

u

U

sin

t

;0

;0

V

2

V

1

m

i V

2

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi R

CHƯƠNG 3

[a

- p ]

2. Traïng thaùi V1:

= =

== ==

w w

u u

;0 ;0

u u

Uu Uu

sin sin

t t

; ;

V V

1 1

z z

m m

u

z

=

=

;

;

i

i

i V

1

z

z

=

=

u

;0

R ;0

V

2

i V

2

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi R

CHƯƠNG 3

3. Traïng thaùi 0:

]

[ p …p +a

= =

u u

;0 ;0

z

<

=

w

= i = i ;0 ;0 z == Uu

sin

t

;0

1

-=

m -=

;0 w

i V 1 >

=

U

sin

t

;0

;0

u V u V

2

u V

1

m

i V

2

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi R

CHƯƠNG 3

]

4. Traïng thaùi V2:

[p +a …2p

= =

== ==

w w

u u

;0 ;0

u u

Uu Uu

sin sin

t t

; ;

V V

2 2

z z

m m

u

z

-=

=

i

;

i

;

i V

2

z

z

R

=

=

u

;0

;0

V

1

i V

1

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi R

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi R

CHƯƠNG 3

Trò hieäu duïng ñieän aùp treân taûi :

p

w

( ( w

=

+

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi R

U

U

( ( sin

) ) 2 dt

) ) = Ut

1.

z z

2 m m

-

∫ ∫

1 p p

a p p

a 2sin p p 2 2

a

CHƯƠNG 3

Trò hieäu duïng doøng taûi :

+

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi R

U

1

a 2sin p 2

= =

= =

I z I z

U z R

a p R

- (cid:215)

CHƯƠNG 3

Heä soá coâng suaát nguoàn :

U

2 z

R

=

=

=

=

+

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi R

l

1

a p p

P z S S

U z U U

IU . . IU

a 2sin p p 2 2

z z

-

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi R

250

V] V]

200

150

t t

100

50

[ [ , , z z u u ai ai p p a a n n e e Di Di

0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Goc dieu khien alpha, [rad]

1

0.8

0.6

0.4

0.2

a d m a l at u s g n o c o s e H

0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Goc dieu khien alpha, [rad]

Ñaëc tuyeán ñieàu khieån trò hieäu duïng ñieän aùp taûi vaø heä soá coâng suaát

CHƯƠNG 3

1. Traïng thaùi 0:

= =

= =

u u

;0 ;0

z z

w

>

=

u

i i ;0 ;0 z z == Uu

sin

t

;0

V

1

-=

m -=

;0 w

i V 1 <

=

u

u

U

sin

t

;0

;0

V

2

V

1

m

i V

2

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi L

CHƯƠNG 3

2. Traïng thaùi V1:

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi L

z

m

V

1

= == w ;0 u Uu sin t ; u

1 1

= = ; ;

z z ;0

V

2

2

Phương trình dòng điện :

w

t

=

w

w

( w

)

=

a

w

i i = = i i V V u ;0 i V

L

U

sin

t

sin

dt

t

( cos

cos

)t

m

=⇒ i z

∫

U w

U w

di z dt

m L

m L

a

-

CHƯƠNG 3

Giản đồ áp tải và dòng tải

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi L

CHƯƠNG 3

Giản đồ áp và dòng linh kiện

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi L

CHƯƠNG 3

Trò hieäu duïng aùp taûi : Khi goùc ñieàu khieån a > p /2

p

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi L

)

=

+

-

w

( w

( sin

U

a U

) 2 dt

) = Ut

z

2 m

∫

1 2 p

a p

  12 

  

( a sin 2 p 2

a

p

-

2

)

( a 2

2

)

=

=

-

)

+

( w

a

I

t

cos

z

a 2 di z

∫

1 p

a p

sin3 p

 -  12 

(  + 21 

U w L

a

CHƯƠNG 3

Goùc tôùi haïn j

laø goùc ñieàu khieån maø doøng ñieän taûi ôû ranh giôùi giöõa cheá ñoä

doøng ñieän giaùn ñoaïn vaø doøng lieân tuïc. Vôùi taûi RL, goùc tôùi haïn cho bôûi heä

thöùc:

j =

arctg

.w L R

£0 j

a £ a

j p

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi RL

£ £ : Doøng taûi iz lieân tuïc, uz=u; Uz =U (khoâng ñoåi). : Doøng taûi giaùn ñoaïn, trò hieäu duïng Uz thay ñoåi

CHƯƠNG 3

Phaân tích tröôøng hôïp doøng taûi giaùn ñoaïn:

a) Traïng thaùi 0: Ta coù caùc phöông trình aùp vaø doøng:

= =

u u

;0 ;0

z

w

>

=

u

= i = i ;0 ;0 z == Uu

sin

t

;0

V

1

-=

m -=

;0 w

i V 1 <

=

u

u

U

sin

t

;0

;0

V

2

V

1

m

i V

2

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi RL

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi RL

=

==

w

;0

u

Uu

sin

t

;

u

z

m

V

1

= =

; ;

1 1

i i =

=

i i V V u

z z ;0

;0

V

2

i V

2

b) Traïng thaùi V1:

w

+

=

Ri

L

U

sin

t

z

m

di z dt

Phöông trình doøng taûi:

a

w

t wt

( w

)

j

( a

)

j

sin

t

e

=⇒ i z

2

2

)

U +

m ( w

 sin  

  

R

L

- - (cid:215) - - -

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi RL

laø goùc tôùi haïn, t = L/R – thôøi haèng

, ñaït giaù trò cöïc ñaïi.

b) Traïng thaùi V1: vôùi j ñieän. Doøng taûi iz taêng daàn töø thôøi ñieåm a Sau ñoù giaûm veà 0 ôû w t =b , V1 ngaét ôû thôøi ñieåm naøy

=

=

;0

u

z

w

<

=

u

i ;0 z == Uu

sin

t

;0

V

1

m -=

-=

;0 w

i V 1 >

=

u

u

U

sin

t

;0

;0

V

1

m

i V

2

V 2 t = p +a

c) Traïng thaùi 0: c) Traïng thaùi 0: [b … p +a [b … p +a ] ]

ÔÛ thôøi ñieåm w , tín hieäu kích IG2 > 0 ⇒ Thyristor V2

ñoùng

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi RL

==

w

=

;0

u

Uu

sin

t

;

u

z

m

V

2

-= -=

i i

; ;

2

=

=

i i V u

;0

;0

V

1

z i V

1

[b … p +a ] d) Traïng thaùi V2:

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi RL

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi RL

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi RL

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi RL

Heä quaû: Trò hieäu duïng ñieän aùp treân taûi RL cho bôûi heä thöùc:

b

-

a 2sin

2sin

+ +

= U = U

. .

U z U z

y p p

p p 2

vôùi y laø goùc daãn cuûa thyristor vaø b laø goùc taét cuûa thyristor.

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu moät pha : Taûi RL

Goïi Iz laø trò hieäu duïng doøng ñieän qua taûi RL. Coâng suaát tieâu

2

thuï cuûa taûi:

Pz=R.Iz

Coâng suaát cuûa nguoàn xoay chieàu: Coâng suaát cuûa nguoàn xoay chieàu:

S=U.I=U.Iz

l

=

=

z =

P S

IR . U

U R U

Heä soá coâng suaát cuûa nguoàn:

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu ba pha : Taûi R,L,RL

1. Caùc sô ñoà

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu ba pha : Taûi R,L,RL

1. Caùc sô ñoà

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu ba pha : Taûi R,L,RL

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu ba pha : Taûi R,L,RL

CHƯƠNG 3

Boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu ba pha : Taûi R,L,RL

CHƯƠNG 3

Caùc phöông phaùp ñieàu khieån

1. Ñieàu khieån pha : Töông töï ñieàu khieån boä chænh löu SCR

CHƯƠNG 3

Caùc phöông phaùp ñieàu khieån

2. Ñieàu khieån theo soá nguyeân laàn chu kyø :

CHƯƠNG 3

Ví duï: Cho boä bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu moät pha, nguoàn

aùp xoay chieàu , [V]. Chieàu döông qui öôùc cuûa aùp taûi vaø doøng

.

taûi nhö nhau sao cho thuaän chieàu doøng daãn qua Thyristor V1. Taûi goàm R=10W . Goùc ñieàu khieån caùc Thyristor a = 1200

1.Veõ giaûn ñoà uz vaø iz; 1.Veõ giaûn ñoà u vaø i ; 2.Tính goùc daãn cuûa moät SCR trong moät chu kyø aùp nguoàn; 3.Tính trò hieäu duïng aùp taûi vaø doøng taûi Uz, Iz 4.Tính giaù trò cöïc ñaïi cuûa doøng taûi ; 5.Neáu maéc noái tieáp vôùi taûi R moät cuoän caûm coù giaù trò L=0.1H vaø giaû söû xung ñieàu khieån coù daïng chuoãi xung vôùi giaù trò goùc kích a = p /3 [rad]. Keát luaän gì veà tính chaát lieân tuïc cuûa doøng ñieän taûi ?