Vật lý - Chương 2: Bộ chỉnh lưu

Chương 2 BỘ CHỈNH LƯU Sơ đồ khối bộ chỉnh lưu không điều khiển Mạch chỉnh lưu diode 1 pha, bán sóng Tải R Mạch chỉnh lưu diode 1 pha, bán sóng Tải RL Dòng vẫn tiếp tục qua diode khi điện áp nguồn <0 Mạch chỉnh lưu diode 1 pha, bán sóng Tải RLE Mạch chỉnh lưu diode cầu 1 pha Mạch chỉnh lưu diode cầu 1 pha Xét 2 trường hợp: (a) Tải thuần trở (b) Tải có cảm kháng Ld rất lớn Mạch chỉnh lưu diode cầu 1 pha Dạng sóng dòng , áp trong mạch với tải thuần trở Mạch chỉnh lưu diode cầu 1 pha Dạng sóng dòng , áp trong mạch với tải có điện cảm rất lớn Mạch chỉnh lưu diode cầu 1 pha Dạng sóng dòng , áp ngõ vào và phổ tần sóng hài dòng ngõ vào Mạch chỉnh lưu diode cầu 1 pha –Ảnh hưởng của điện cảm nguồn Ls Giả thiết: dòng ngõ ra Id liên tục và phẳng (điện cảm Ld đủ lớn) Hiện tượng chuyển mạch Giả thiết: dòng ngõ ra Id liên tục và phẳng (điện cảm Ld đủ lớn) Hiện tượng chuyển mạch Mạch tương đương khi đang xảy ra chuyển mạch Mạch tương đương khi hiện tượng chuyển mạch chấm dứt Hiện tượng chuyển mạch với cầu chỉnh lưu diode Ảnh hưởng của dòng ngõ vào chỉnh lưu Is Xét mạch chỉnh lưu cầu diode 1 pha thông dụng Ảnh hưởng của dòng ngõ vào chỉnh lưu Is Dạng dòng ngõ vào is của cầu chỉnh lưu là không sin  chứa nhiều sóng hài Ảnh hưởng của dòng ngõ vào chỉnh lưu Is Xét cầu chỉnh lưu mắc trong mạch với các tải khác Ảnh hưởng của dòng ngõ vào chỉnh lưu Is Thành phần hài trong dòng iS có thể làm méo dạng áp uPCC tại điểm nối chung với các tải khác Chỉnh lưu 3 pha cầu diode Chỉnh lưu 3 pha cầu diode Chỉnh lưu 3 pha cầu diode Chỉnh lưu 3 pha cầu diode Chỉnh lưu 3 pha cầu diode Chỉnh lưu 3 pha cầu diode Phổ tần sóng hài dòng ngõ vào (dòng pha) của chỉnh lưu cầu 3 pha diode Chỉnh lưu 3 pha cầu diode Xét chỉnh lưu 3 pha cầu diode với điện cảm nguồn Ls Chỉnh lưu 3 pha cầu diode Xét quá trình chuyển mạch từ D5 (pha c)  D1 (pha a) Chỉnh lưu 3 pha cầu diode Xét quá trình chuyển mạch từ D5 (pha c)  D1 (pha a) Chỉnh lưu có điều khiển Điện áp ngõ vào: xoay chiều & cố định Điện áp ngõ ra: dc & điều chỉnh được Thyristor (SCR) & mạch điều khiển Xét mạch chỉnh lưu dùng thyristor đơn giản nhất Thyristor (SCR) & mạch điều khiển Xét mạch chỉnh lưu dùng thyristor đơn giản với tải RL và RLE Phương pháp điều khiển bộ chỉnh lưu Các mạch chỉnh lưu có điều khiển thông dụng Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Xét mạch chỉnh lưu với Ls = 0 Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Dạng sóng dòng và áp nguồn Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Dạng sóng dòng và áp nguồn Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Chỉnh lưu 3 pha tia có điều khiển Dạng sóng dòng và áp nguồn Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Giả thiết tải có điện kháng đủ lớn để dòng tải Id có thể coi là liên tục và phẳng Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 15o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Quan hệ giữa điện áp dây ngõ vào và điện áp ud ngõ ra – Góc kích = 15o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 15o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 60o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 60o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 90o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Quan hệ giữa điện áp dây ngõ vào và điện áp ud ngõ ra – Góc kích = 90o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 90o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 135o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 135o Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần Giả thiết tải có điện kháng đủ lớn để dòng tải Id có thể coi là liên tục và phẳng Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần Dạng áp và dòng nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 30o Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần Dạng áp và dòng nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 90o Chỉnh lưu 1 pha cầu điều khiển bán phần Dạng áp và dòng nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 135o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Giả thiết tải có điện kháng đủ lớn để dòng tải Id có thể coi là liên tục và phẳng Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 15o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Quan hệ giữa điện áp dây ngõ vào và điện áp ud ngõ ra – Góc kích = 15o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 15o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Dạng áp nguồn, áp trên tải và dòng trên tải - Góc kích = 90o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Quan hệ giữa điện áp dây ngõ vào và điện áp ud ngõ ra – Góc kích = 90o Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần Dạng sóng dòng và áp nguồn - Góc kích = 90o Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu Ví dụ 2.13: Khi nào có thể xảy ra chế độ nghịch lưu trong các mạch dưới đây: Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu Chế độ chỉnh lưu và chế độ nghịch lưu Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn Ví dụ: Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha tải RLE hoạt động ở chế độ dòng gián đoạn Khảo sát mạch trong chế độ dòng gián đoạn khá phức tạp, thường phải giải hệ phương trình vi phân hoặc dùng chương trình mô phỏng. Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn a. Tải RL Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn b. Tải RLE Chế độ dòng liên tục và chế độ dòng gián đoạn Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần, dòng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ 3,4 sang 1,2 Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần, dòng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ 3,4 sang 1,2 Hiện tượng chuyển mạch Hiện tượng chuyển mạch Với cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển bán phần, các công thức tíng sụt áp do chuyển mạch, điện áp ngõ ra chỉnh lưu và góc chuyển mạch sẽ ra sao? Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 3 pha điều khiển toàn phần, dòng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ T5 sang T1 Hiện tượng chuyển mạch Hiện tượng chuyển mạch Hiện tượng chuyển mạch Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Làm giảm điện áp chỉnh lưu ra trên tải Làm biến dạng điện áp nguồn: Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Hạn chế phạm vi điều khiển góc kích: Xét cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần làm việc ở chế độ nghịch lưu Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: Ảnh hưởng của hiện tượng chuyển mạch Ví dụ 2.20: Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Chọn diode, SCR: Áp ngược cực đại đặt lên linh kiện x Ku (22.5) Dòng trung bình (hoặc dòng hiệu dụng) cực đại qua linh kiện x Ki (1.21.5) Chọn biến áp: Điện áp chỉnh lưu cực đại Công suất ra cực đại Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Tính chọn các thiết bị trong bộ chỉnh lưu Ghép nối tiếp 2 bộ chỉnh lưu - BCL 12 xung Ghép nối tiếp 2 bộ chỉnh lưu - BCL 12 xung Ghép nối tiếp 2 bộ chỉnh lưu - BCL 12 xung Ghép nối tiếp 2 bộ chỉnh lưu - BCL 12 xung Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu BCL 6 xung Hai bộ chỉnh lưu tia 3 pha ghép song song qua biến áp LT: cảm kháng của biến áp Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu BCL 6 xung Mạch tương đương Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu BCL 6 xung Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu BCL 6 xung Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu cầu 3 pha BCL 12 xung Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu cầu 3 pha BCL 12 xung Ghép song song 2 bộ chỉnh lưu cầu 3 pha BCL 12 xung