Tài liệu Điện tử công suất - chương 3 - Thiết bị chỉnh lưu

Chia sẻ: Nguyễn Duy Hiếu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:60

Thêm vào BST

Báo xấu

269
lượt xem 101
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chức năng: Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều Ứng dụng Cấp nguồn cho các tải một chiều: Động cơ điện một chiều, bộ nạp accu, mạ điện phân, máy hàn một chiều, nam châm điện, truyền tải điện một chiều cao áp, …

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tài liệu Điện tử công suất - chương 3 - Thiết bị chỉnh lưu

CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ CHỈNH LƯU
3.1 KHÁI NIỆM CHUNG Chức năng: Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều Ứng dụng Cấp nguồn cho các tải một chiều: Động cơ điện một chiều, bộ nạp accu, mạ điện phân, máy hàn một chiều, nam châm điện, truyền tải điện một chiều cao áp, …
3.2 Đặc điểm của điện áp và dòng điện chỉnh lưu 3.2.1 Điện áp chỉnh lưu ud: Giá trị tức thời của điện áp chỉnh lưu – Bao gồm cả thành phần xoay chiều uσ và thành phần một chiều – Giá trị trung bình của 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 lưu id: Giá trị tức thời của dòng điện chỉnh lưu – Sóng dòng điện chỉnh lưu Id: Giá trị trung bình – Thành phần một chiều của sóng dòng điện chỉnh lưu iσ: Thành phần xoay chiều của dòng điện chỉnh lưu id = iσ + I d Xét hệ thống chỉnh lưu – tải R,L,Eư: did uL = L = ud − ( Rid + E− ) dt did ud > Rid + E− ⇒ uL > 0; >0 dt did ud = Rid + E− ⇒ uL = 0; =0 dt did ud < Rid + E− ⇒ uL < 0;
• Dòng điện liên tục • Dòng điện gián đoạn • Dòng điện ở biên giới gián đoạn id = iσ + I d Đối với giá trị trung bình – thành phần một chiều: U d − E− Id = I d ≥ 0 ⇒ U d ≥ E− R Đối với thành phần xoay chiều: • Iσ(n): Giá trị hiệu dụng của sóng điều Uσ ( n ) hòa bậc n thành phần xoay chiều của Iσ ( n ) = dòng điện chỉn lưu 2 R + ⎡ωσ ( n ) L ⎤ • Uσ(n): Giá trị hiệu dụng của sóng 2 ⎣ ⎦ 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 Dòng điện được san phẳng tuyệt đối
3.3 Chỉnh lưu hình tia m-pha – dòng liên tục LK RK Z u1
3.3.1 Chỉnh lưu hình tia không điều khiển Sơ đồ u1 = U m sin θ 2π u2 = U m sin(θ − ) 3 4π u3 = U m sin(θ − ) 3 θ = 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 Không hợp lý Tương tự khi giả thiết V3 mở. V1 mở Nhịp V1
Nhịp V1 – θ1 < θ < θ2: uV 1 = 0; uV 2 = u2 − u1 ; uV 3 = u3 − u1 ud = u1 ; id = iV 1 = I d ; iV 2 = iV 3 = 0 Nhịp V2 – θ2 < θ < θ3: uV 2 = 0; uV 1 = u1 − u2 ; uV 3 = u3 − u2 ud = u2 ; id = iV 2 = I d ; iV 1 = iV 3 = 0 Nhịp V3 – θ3 < θ < θ4: uV 3 = 0; uV 1 = u1 − u3 ; uV 2 = u2 − u3 ud = u3 ; id = iV 3 = I d ; iV 1 = iV 2 = 0
Nhịp Vn: uVn = 0; uV 1 = u1 − un ; uVm = um − un ud = un ; id = iVn = I d ; iV 1 = iVm = 0 Số xung: p = m Quá trình chuyển mạch tại các thời điểm θ2: Điện áp chuyển mạch là uk = u2 – u1 Tương tự tại các thời điểm θ3, θ4: điện áp chuyển mạch lần lượt là u3 – u2 và u1 – u3 Chuyển mạch tự nhiên
3.3.2 Chỉnh lưu hình tia có điều khiển Tín hiệu uc điều khiển Khâu phát xung
Thời điểm chuyển mạch tự nhiên Góc điều khiển α: tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên đến thời điểm phát xung mở thyristor. Phạm vi của góc điều khiển α: 0 ≤α
Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu ππ + +α 2m m ∫ U m sin θ dθ U di = 2π π π − +α 2m π mU m cos α = U di 0 cos α U di = sin π m π mU m U di 0 = sin π m Udi0: Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu không điều khiển. m=3 π 3U m 3 3U m 3 6U 2 = sin = = = 1.17U 2 U di 0 π 2π 2π 3
Các đường đặc tính Đặc 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 lưu
3.3.3 Chế độ làm việc chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc • Chế độ làm việc chỉnh lưu π π … chế độ nghịch lưu phụ thuộc 2 P = Ud Id
Điều kiện để có nghịch lưu phụ thuộc π ⋅ E− > U d ⋅α > • Trong tải phải có Eư • Eư đảo chiều 2
γ Góc an toàn 0 ≤α < π −γ γ = ωtoff Chế độ Chế độ chỉnh lưu nghịch l ưu
3.3.4 Chỉnh lưu hình tia 3 pha có diode V0 uV 0 = −ud V0 sẽ mở khi trong trường hợp không có V0 thì ud < 0 V0 chỉ hoạt động khi π π α≥ − m 2
Chen vào giữa các nhịp V1, V2, V3 là các nhịp V0: ud = −uV 0 = 0; uV 1 = u1 ; uV 2 = u2 ; uV 3 = u3 id = iV 0 = I d