Bài giảng Điện tử công suất: Chương 4 - Điều áp xoay chiều

Chia sẻ: Nguyễn Thị Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

920
lượt xem 213
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 4: Điều áp xoay chiều nằm trong tập bài giảng Điện tử công suất giúp học viên nắm các kiến thức về điều áp xoay chiều và khái quát về điều áp xoay chiều, điều áp xoay chiều một pha, điều khiển điều áp xoay chiều một pha, điều áp xoay chiều ba pha và điều khiển điều áp xoay chiều 3 pha.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử công suất: Chương 4 - Điều áp xoay chiều

Chương 4. Điều áp xoay chiều 4.1. Khái quát về điều áp xoay chiều 4.2 Điều áp xoay chiều một pha 4.3. Điều khiển điều áp xoay chiều một pha 4.4 Điều áp xoay chiều ba pha 4.5. Điều khiển điều áp xoay chiều 3 pha
BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Chương 4. Điều áp xoay chiều
4.1. Khái quát về điều áp xoay chiều • Các phương án điều áp xoay chiều • Hình 4.1 giới thiệu một số mạch điều áp xoay chiều một pha Zf TBB§ U1 i U1 U2 i Z i Z U2 U1 Z U2 a b C Hình 4.1 Các sơ đồ điều áp xoay chiều
4.2. Điều áp xoay chiều một pha • I. Sơ đồ điều áp xoay chiều một pha • II. Điều áp một pha tải thuần trở • III. Điều áp một pha tải trở cảm
I. Sơ đồ điều áp xoay chiều một pha • Hình 4.2 giới thiệu các sơ đồ điều áp xoay chiều một pha bằng bán dẫn T1 T U1 Z U1 Z T2 a. b. T1 D1 D1 D2 D2 T2 T U1 Z D4 D3 Z U1 c. d. Hình 4.2 Sơ đồ điều áp xoay chiều một pha bằng bán dẫn a. bằng hai tiristor song song ngược; b. bằng triac; c. bằng một tiristor một diod; d. bằng bốn diod một tiristor
2. Điều áp xoay chiều một pha tải thuần trở • Khi tải thuần trở hoạt động của sơ đồ hình 4.2 cho điện áp dạng hình 4.3 T1 U1 R T2 U U Tải 2 t 1 iG1 iG2 Hình 4.3
• Tại các thời điểm 1, 2, có xung điều khiển các tiristor T1, T2, các tiristor này dẫn. Nếu bỏ qua sụt áp trên các tiristor, điện áp tải có dạng như hình vẽ. Dòng điện tải đồng dạng điện áp và được tính: • Khi tiristor dẫn i m U sin t (4.1) R • Khi tiristor khoá i = 0 • Trị số dòng điện hiệu dụng được tính  2 1  U2 2 U2  t sin 2t  I   2 sin t.dt  m m  2  4  (4.2)  R R2   U 2  1  sin 2  I U  sin 2 1  (4.3) I2  m     2 R  2 2 4  R  2
3. Điều áp xoay chiều một pha tải điện cảm • Nguyên lí điều khiển T1 T1 A1 A1 A2 A2 Utải T2 i T2 U1 U2 1 2 i 1  2 3 b a iG1 iG2 Hình 4.4
• Đường cong điện áp và dòng điện khi các góc mở khác nhau Utải  > i 2 a T1  A1 A2 Utải  i = T2 U1 U2 b i 1 2 a Utải 
Khi , dòng điện tải gián đoạn • Phương trình của mạch là: di (4.4) L.  R.i  U m sint dt • Nghiệm của phương trình dòng điện là: R   Um Um   t  i  i cb  i td  sint    sin  e L  (4.5) Z Z • Trong đó L (4.6) Z  R 2  L  ; tg  2 R
Khi , do đó lớn hơn . Xung đưa tới cực điều khiển T2 trước khi điện áp anod của nó chuyển sang +, do đó T2 không dẫn. • Việc không dẫn của T2 là do: tại thời điểm có xung mồi t2 cuộn dây còn đang xả năng lượng, làm cho UAK < 0.
• Đường cong dòng điện khi 
Trường hợp điều khiển bằng xung có độ rộng lớn • Nếu xung mồi dạng xung rộng, tiristor T1 nhận được xung mồi dẫn, phương trình dòng điện vẫn là: • Dòng điện triệt tiêu khi t>, do đó lớn hơn . Xung đưa tới cực điều khiển T2 trước khi điện áp anod của nó chuyển sang +, nhưng xung mồi có độ rộng đủ lớn nên đến khi dòng điện T1 triệt tiêu T2 vẫn còn tồn tại xung điều khiển nên nó được dẫn.
Trị hiệu dụng của dòng điện •Khoảng dẫn  của các tiristor được  R . xác định từ phương trình siêu việt sin      sin  e L (4.8) •Trị hiệu dụng của dòng điện được 1   2 I t ¶i   i t t .dt (4.9) tính từ biểu thức đinh nghĩa (4.9)   •Thay (4.7) vào (4.9) ta có (4.10) 2U a  b  c( d  h) I hd  2 2 4.10 R X L  •Các hệ số trong biểu thức (4.10) có dạng:  a  0,5  sin. cos 2  2   ;   1  d  e  sin      cos     ; Q   2  Q  b  Q sin   . 1  e Q ; 2   1   h  sin    cos   ;  Q 2Q2 X L c 2 sin   Q L  Q 1 R R
Đặc tính điều khiển • Trị số điện áp tải được tính  sin2  sin2     sin2 U t ¶i  U 1   4.11 U t ¶i  U  4.12  2  2 U U 0,9 0,9 0,8 U1 0,8 U1 U 0,7 U 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 U3 U3 0,3 0,3 U5 0,2 U5 0,2 0,1 U7 0,1 U7   0 30 60 90 120 150 180 0 30 60 90 120 150 180 =0  = 450
Dòng điện cơ bản của các điều hoà U1 U1 I1   2 R2  2f .L  R 1  Q2 U3 I3  R 1  9Q2 U5 I5  R 1  25Q2
Biến thiên công suất theo góc mở U U 0,9 0,9 0,8 P 0,8 Q S 0,7 S 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 P Q 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1   0 30 60 90 120 150 180 0 30 60 90 120 150 180 =0  = 450
4.3. Mạch điều khiển điều áp xoay chiều một pha I. Mạch điều khiển đơn giản Z U1 U2 C2 D2 Z U2 DA2 R2 D2 D1 T U1 VR 2 D4 D3 T R1 DA1 R3 T 1 C1 D1 C VR R b) a) U U2 D 1 D2 U2 R1 VR T D0 t2 t U1 Z UJT t1 D3 UC D4 R2 C c) Hình 43.1 d)
• Mạch điều khiển triac đơn giản R1 C1 R1 C1 AT AT T T VR DA C VR C R2 U1 R2 U2 U1 U2 Z Z a) b) U U U2 U2 +UDA t t -UDA UC UC c) d) Hình 43.2
II. Nguyên lí điều khiển • Về nguyên lí, mạch điều áp xoay chiều có van bán dẫn được mắc vào lưới điện xoay chiều, nên mạch điều khiển hoàn toàn giống như chỉnh lưu. • Trường hợp mạch động lực được chọn là hai tiristor mắc song song ngược như sơ đồ hình 3.2a, cần có hai xung điều khiển trong mỗi chu kì. Mạch điều khiển có thể sử dụng sơ đồ hoàn toàn giống điều khiển chỉnh lưu một pha cả chu kì, với mỗi tiristor một mạch điều khiển độc lập • Đối với những tải cần điều khiển đối xứng, đòi hỏi hai tiristor mở đối xứng, lúc này cần các kênh điều khiển tiristor có góc mở càng ít khác nhau càng tốt. Mong muốn là chúng hoàn toàn giống nhau. Nhưng sự giống nhau này chỉ có thể đạt đến một chừng mực nào đó