1/21/2013
Ho Chi Minh City University of Technology
PGS.TS Lê Minh Phương
Khoa Điện –Điện Tử
Trường Đại Học Bách Khoa TP HỒ CHÍ MINH
Contact info: Address: 268 Lý Thường Kiệt, P.14,Q.10, TP Hồ Chí Minh Telephone: 84-08-38647256 (5722) Mobile: 0988572177 E-mail: lmphuong@hcmut.edu.vn; ivanphuong@yahoo.com 1
Power Electronics
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012
2
1
1/21/2013
Contents – Nội dung
1. Tổng quan về Điện tử công suất
2. Các linh kiện bán dẫn cơ bản
3. Mô phỏng Matlab-Simulink
4. Bộ chỉnh lưu
5. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều
6. Bộ biến đổi điện áp một chiều
7. Bộ nghịch lưu –biến tần
3
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
References
1. MÔ PHỎNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRONG MATLAB/SIMULINK - Lê Minh Phương, Phan Quốc Dũng – Nhà xuất bản ĐHQG 2011
2. POWER ELECTRONICS HANDBOOK –
Muhammad H. Rashid
3. MATLAB/SIMULINK - Mathworks.
http://www.mathworks.com/
4. ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1 – Nguyễn Văn Nhờ
Nhà xuất bản ĐHQG
4
2
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
Power Electronics
Chương 3
BỘ CHỈNH LƯU PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012
5
Contents – Nội dung
1. Tổng quan về bộ chỉnh lưu
2. Bộ chỉnh lưu tia 3 pha không điều khiển
3. Bộ chỉnh lưu tia 3 pha điều khiển
4. Bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển hoàn toàn
5. Bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển bán phần
6. Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn
7. Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần
8. Hiện tượng chuyển mạch
6
3
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Diode rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: fixed dc voltage SCR rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: adjustable dc voltage Main feature: – AC to DC conversion – Solid state device, no rotating machine.
7
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Chức năng
8
Chức năng: biến đổi điện áp, dòng điện xoay chiều thành điện áp dòng điện một chiều
4
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Ứng dụng
Truyền động điện (Động cơ DC)
Nguồn cho mạch kích từ máy phát điện
Nguồn cho mạch kích từ động cơ DC, đồng bộ
Dùng cho thiết bị hàn điện một chiều, mạ kim loại, nạp ác quy
Dùng biến đổi thành dạng một chiều và truyền tải
Dùng cho phương tiện giao thông công cộng
9
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân loại
1. Theo khả năng điều khiển Không điều khiển Điều khiển bán phần Điều khiển hoàn toàn
10
5
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Phân loại
11
2. Theo dạng mạch: Dạng mạch tia Dạng mạch cầu Dạng ghép nối tiếp, song song Dạng chỉnh lưu kép
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân loại
3. Theo số pha: Một pha Ba pha Nhiều pha
12
6
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Diode rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: fixed dc voltage SCR rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: adjustable dc voltage Main feature: – AC to DC conversion – Solid state device, no rotating machine.
13
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Các đại lượng cơ bản
Công suất dc tiêu thụ trên tải Công suất ac tiêu thụ trên tải Hiệu suất (efficientcy - rectification ratio) của bộ chỉnh lưu Trị hiệu dụng thành phần ac (effective) trong điện áp tải
14
7
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Các đại lượng cơ bản
Hệ số hình dáng (form factor) đồ thị điện áp tải Độ nhấp nhô (ripple factor) điện áp tải Hệ số biến áp (transformer utilization factor) - hệ số công suất bộ chỉnh lưu Hệ số công suất
15
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU TIA 3 PHA KHÔNG ĐIỀU KHIỂN
Sơ đồ nguyên lý
Dòng điện diodes iD1,iD2, iD3 Điện áp trên diodes uD1 , uD2 , uD3 Điện áp và dòng điện tải ud ,id Trị trung bình điện áp, dòng điện tải Ud,Id Trị hiệu dụng áp pha nguồn U Trị hiệu dụng dòng điện nguồn I1 Biên độ điện áp pha nguồn Um
16
8
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
Giả thiết: Nguồn lý tưởng: nguồn xoay chiều ba pha cân bằng, đối xứng và điện trở trong của nguồn bằng không. Linh kiện bán dẫn lý tưởng: điện áp trên linh kiện khi dẫn bằng 0.
17
Tải L đủ lớn để dòng tải phẳng và liên tục. Mạch ở trạng thái xác lập.
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
18
Diode pha A được dẫn từ / 6 đến 5/6. Diode pha B được dẫn từ 5/6 đến 9/6. Diode pha C được dẫn từ 9/6 đến 13/6
9
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
19
Diode pha A được dẫn từ / 6 đến 5/6. Diode pha B được dẫn từ 5/6 đến 9/6. Diode pha C được dẫn từ 9/6 đến 13/6
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Hệ quả
Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải Trị hiệu dụng điện áp tải Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải
20
10
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Hệ quả
Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Áp ngược lớn nhất trên diode Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu
21
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Bài tập 1
Cho bộ chỉnh lưu tia ba pha không điều khiển. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng.
1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id 2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện D2, D3 và vẽ giản đồ
điện áp qua D2, D3
22
11
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU TIA 3 ĐIỀU KHIỂN
Sơ đồ nguyên lý
23
Dòng điện Thyristor iT1,iT2, iT3 Điện áp trên diodes uT1 , uT2 , uT3 Điện áp và dòng điện tải ud ,id Trị trung bình điện áp, dòng điện tải Ud,Id Trị hiệu dụng áp pha nguồn U Trị hiệu dụng dòng điện nguồn I1 Biên độ điện áp pha nguồn Um
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
Giả sử góc điều khiển là /4
24
12
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
25
Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện tải liên tục
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Hệ quả
Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải Trị hiệu dụng điện áp tải Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải
Khi a <90, Vdc mang dấu dương và khi a> 90, trị trung bình điện áp dc trở thành âm.
27
13
Khi bộ chỉnh lưu bắt đầu làm việc như một bộ nghịch lưu, tải cần phải tạo công suất bằng cách đảo chiều điện áp DC. 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Hệ quả
Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Áp ngược lớn nhất trên SRC Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu
29
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Bài tập 2
Cho bộ chỉnh lưu tia ba pha điều khiển. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Góc điều khiển của bộ chỉnh lưu là 750
1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều
khiển.
2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T2, T3 và vẽ giản đồ
điện áp qua T2, T3
30
14
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Bài tập 3
Cho bộ chỉnh lưu tia ba pha điều khiển. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Điều khiển góc kích sao cho trị trung bình áp chỉnh lưu Ud=128V. Xác định góc điều khiển. Với góc tìm được:
1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều
khiển.
2. Tính trị trung bình dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T2, T3 và vẽ giản đồ
điện áp qua T2, T3
31
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN
Sơ đồ nguyên lý
32
Giả thiết dòng qua tải liên tục, ta tách mạch cầu thành hai nhóm linh kiện Anode (T1,T3,T5) và Cathode (T2 ,T4 , T6)
15
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN
Mạch tia Anode
33
Mạch tia Cathode
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
Tại một thời điểm sẽ có hai SCR dẫn: một của nhóm Anode và một của nhóm Cathode
34
Khi T1 dẫn Khi T3 dẫn Khi T5 dẫn
16
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
35
Khi T4 dẫn Khi T6 dẫn Khi T2 dẫn
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện tải liên tục
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
36
17
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Hệ quả
Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải Trị hiệu dụng điện áp tải Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải
Khi a <90, Vdc mang dấu dương và khi a> 90, trị trung bình điện áp dc trở thành âm.
37
Khi bộ chỉnh lưu bắt đầu làm việc như một bộ nghịch lưu, tải cần phải tạo công suất bằng cách đảo chiều điện áp DC. 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Hệ quả
Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Áp ngược lớn nhất trên SCR Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu
38
18
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Bài tập 4
Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn toàn. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Góc điều khiển của bộ chỉnh lưu là 750
1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều
khiển.
2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T4, T5 và vẽ giản đồ
điện áp qua T4, T5
39
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Bài tập 5
Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn toàn. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Điều khiển góc kích sao cho trị trung bình áp chỉnh lưu Ud=128V. Xác định góc điều khiển. Với góc tìm được:
1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều
khiển.
2. Tính trị trung bình dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T2, T3 và vẽ giản đồ
điện áp qua T2, T3
40
19
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN BÁN PHẦN
Sơ đồ nguyên lý
41
Giả thiết dòng qua tải liên tục, ta tách mạch cầu thành hai nhóm linh kiện Anode (T1,T3,T5) và Cathode (D2 ,D4 , D6)
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN BÁN PHẦN
42
Mạch tia Cathode Mạch tia Anode
20
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
Tại một thời điểm sẽ có hai linh kiện dẫn: một của nhóm Anode và một của nhóm Cathode
43
Khi T1 dẫn Khi T3 dẫn Khi T5 dẫn
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
Khi D2 dẫn Khi D4 dẫn Khi T6 dẫn
44
21
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện tải liên tục
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
45
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện tải liên tục
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
46
22
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Hệ quả
Điện áp tải chỉ có giá trị dương với mọi góc điều khiển
Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải Trị hiệu dụng điện áp tải Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải
47
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Hệ quả
Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Áp ngược lớn nhất trên SCR Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu
48
23
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Bài tập 6
Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển bán phần. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Góc điều khiển của bộ chỉnh lưu là 750
1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều
khiển.
2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện D2, T3 và vẽ giản đồ
điện áp qua D2, T3
5. Vẽ giản đồ dòng điện nguồn pha C
49
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Bài tập 7
Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển bán phấn. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Điều khiển góc kích sao cho trị trung bình áp chỉnh lưu Ud=128V. Xác định góc điều khiển. Với góc tìm được:
1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều
khiển.
2. Tính trị trung bình dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện D2, T3 và vẽ giản đồ
điện áp qua D2, T3
50
24
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA
ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN
Sơ đồ nguyên lý
51
Giả thiết dòng qua tải liên tục, ta tách mạch cầu thành hai nhóm linh kiện Anode (T1,T3) và Cathode (T2 ,T4 )
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN
Phân tích
52
Giả tưởng phân nguồn u thành hai nguồn u1 và u2
25
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN
Mạch tia Anode
53
Mạch tia Cathode
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
Nhóm Anode
54
26
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
55
Nhóm Cathode
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
56
Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện tải liên tục
27
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Khi a <90, Vdc mang dấu dương
Hệ quả
Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải Trị hiệu dụng điện áp tải Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải
57
Khi a> 90, trị trung bình điện áp dc trở thành âm. Có thể làm việc ở 2 chế độ: chỉnh lưu và nghịch lưu
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Hệ quả
Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Áp ngược lớn nhất trên SCR Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu
58
28
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Bài tập 8
Bài tập: Cho bộ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn. Điện áp nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=30V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Góc điều khiển của bộ chỉnh lưu là 750
1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều
khiển.
2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T2, T3 và vẽ giản đồ
điện áp qua T2, T3
5. Vẽ giản đồ dòng điện nguồn
59
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Bài tập 9
Bài tập : Cho bộ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn. Điện áp nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=30V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Điều khiển góc kích sao cho trị trung bình áp chỉnh lưu Ud=99V. Xác định góc điều khiển. Với góc tìm được:
1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều
khiển.
2. Tính trị trung bình dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T2, T3 và vẽ giản đồ
điện áp qua T2, T3
5. Vẽ giản đồ dòng điện nguồn
60
29
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN
Sơ đồ nguyên lý
61
Giả thiết dòng qua tải liên tục, ta tách mạch cầu thành hai nhóm linh kiện Anode (T1,T3) và Cathode (D2 ,D4 )
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 ĐIỀU KHIỂN BÁN PHẦN
Phân tích
62
Giả tưởng phân nguồn u thành hai nguồn u1 và u2
30
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN
Mạch tia Anode
63
Mạch tia Cathode
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
Nhóm Anode
64
31
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
65
Nhóm Cathode
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện tải liên tục
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
66
32
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Hệ quả
Chỉ làm việc ở chế độ chỉnh lưu
Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải Trị hiệu dụng điện áp tải Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải
67
Ud dương với mọi giá trị của a
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Hệ quả
Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Áp ngược lớn nhất trên SCR và Diode Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu
68
33
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Bài tập 10
Bài tập: Cho bộ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển bán phần dạng đối xứng. Điện áp nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Góc điều khiển của bộ chỉnh lưu là 750 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều
khiển.
2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện D2, T3 và vẽ giản đồ
điện áp qua D2, T3
5. Vẽ giản đồ dòng điện nguồn
69
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Bài tập 9
Cho bộ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển bán phần dạng đối xứng. Điện áp nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Điều khiển góc kích sao cho trị trung bình áp chỉnh lưu Ud=98V. Xác định góc điều khiển. Với góc tìm được:
1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều
khiển.
2. Tính trị trung bình dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện D2, T3 và vẽ giản đồ
điện áp qua D2, T3
70
34
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
HIỆN TƯỢNG CHUYỂN MẠCH
Là hiện tượng hai linh kiện cùng dẫn (trùng dẫn) được gọi là hiện tượng chuyển mạch Hiện tượng này thường xảy ra khi nguồn xoay chiều có điện cảm Ls.
71
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
HIỆN TƯỢNG CHUYỂN MẠCH
1. BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA
72
Giả sử nguồn xoay chiều có điện cảm Ls.
35
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Mạch tia anode
Phân tích
73
Tại thời điểm a, SCR T3 dưới tác dụng của điện áp ngược (u=u2-u1) bắt đầu ngắt, tuy nhiên do có cảm kháng LS dòng điện qua nó không ngắt tức thời mà giảm dần về 0 tại thời điểm a+ . Cũng tại thời điểm a do có tín hiệu điều khiển T1bắt đầu dẫn dòng điện qua nó tăng dần từ 0 và đạt giá trị ổn định tại thời điểm a+ . Như vậy sẽ có hai linh kiện SCR cùng dẫn trong khoảng thời gian μ [a: a+] SCR T1, T3 cùng dẫn 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
74
Trong thời gian chuyển mạch [a ≤ ≤ a + ], điện áp trên cuộn cảm Ls bằng điện áp nguồn
36
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
Điện cảm Ls hoặc của dòng điện tải Id tăng thì tăng
75
Trị trung bình điện áp tải (Khi có hiện tượng chuyển mạch)
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
HIỆN TƯỢNG CHUYỂN MẠCH
76
37
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
HIỆN TƯỢNG CHUYỂN MẠCH
2. BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA
77
Giả sử nguồn xoay chiều có điện cảm Ls.
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
78
Tại thời điểm a, SCR T3 dưới tác dụng của điện áp ngược (u=uC-uA) bắt đầu ngắt, tuy nhiên do có cảm kháng LS dòng điện qua nó không ngắt tức thời mà giảm dần về 0 tại thời điểm a+ . Cũng tại thời điểm a do có tín hiệu điều khiển T1bắt đầu dẫn dòng điện qua nó tăng dần từ 0 và đạt giá trị ổn định tại thời điểm a+ . Như vậy sẽ có hai linh kiện SCR cùng dẫn trong khoảng thời gian μ [a: a+] SCR T1, T3 cùng dẫn
38
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
[a: a+] SCR T1, T3 cùng dẫn,
isc là dòng điện trong thyristor được kích đóng trong quá trình chuyển mạch
79
Giả thiết dòng điện tải id không đổi , khi isc=id thì T3 ngắt hoàn toàn và T1 dẫn hoàn toàn
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
HIỆN TƯỢNG CHUYỂN MẠCH
80
39
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
Điện cảm Ls hoặc của dòng điện tải Id tăng thì tăng
81
Trị trung bình điện áp tải (Khi có hiện tượng chuyển mạch)
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
Phân tích
Phân tích cho các bộ chỉnh lưu điều khiển điển hình cho phép xác định độ sụt áp của chúng
BCL tia 3 pha
BCL cầu 3 pha
82
BCL cầu 1 pha
40
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU
85
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU 1 PHA
86
41
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
1/21/2013
BỘ CHỈNH LƯU
BỘ CHỈNH LƯU TIA 3 PHA
87
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Power Electronics
For Building
THANK YOU
FOR YOUR ATTENTION
88
42
1/21/2013
![Bài giảng Điện tử công suất Lê Văn Doanh: Tổng hợp kiến thức [chuẩn nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250529/batraibd@gmail.com/135x160/862_bai-giang-dien-tu-cong-suat-le-van-doanh.jpg)
