Giáo trình Các điện tử công suất cho kỹ thuật
Tóm tắt Giáo trình Các điện tử công suất cho kỹ thuật: ... trong diot nối PN dến vài trăm nanô giây trong diot khôi phục nhanh kiểi diot schottky. Diot nối PN thường vừa đủ cho chỉnh lưu 60 Hz AC. Các diot khôi phục nhanh với trr thấp được dùng trong ứng dụng tần số cao như mạch đổi điện (inverter), mạch băm, cung cấp công suất liên tục ( UPS) 2.8.4 Nhiệ...áy biến áp với một thou cấp có điểm giữa. Điện áp nguồn và tải điện trở là như nhau trong trường hợp nửa sóng. Trong chu kỳ nửa dương ( hình 5.4b) diot D1 dẫn và diot D2 là dốc ngược. Dòng điện chảy qua tải là nguyên nhân rơi giảm điện dương Hình 5.4 Chỉnh lưu toàn sóng điểm giữa (a) dòng điện (b...ứng đến tải DC giảm dần trở về 0 khi Nếu chúng ta tăng dần góc kích vượt qua 900 , dòng điện tải chỉ có thể chảy nếu có một nguồn âm của điện áp ở mặt tải DC, điều này có thể được, đối với ví dụ , trong một động cơ DC dưới những điều kiện tái sinh. Khi , điện áp DC trung bình V0(avg) như trình bày...
11 6.12 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17 6.18 V0(avg) = 6.19 6.20 6.21 6.22 6.23 6.24 6.25 6.26 6.27 CHƯƠNG 7. CHỈNH LƯU BA PHA KHÔNG ĐIỀU KHIỂN ĐỀ CƯƠNG 7.1 Giới thiệu 7.2 Chỉnh lưu ba pha nửa sóng ( ba xung) 7.2.1 Với một tải điện trở 7.2.2 Với một tải cảm ứng 7.3 Chỉnh lưu cầu ba pha toàn sóng ( sáu xung ) 7.3.1 Với một tải điện trở 7.3.2 Với một tải cảm ứng 7.4 Các dòng điện chỉnh lưu mười hai xung 7.5 Thảo luận 7.6 Các công thức MỤC TIÊU HỌC TẬP Sau khi hoàn thành phần đề cương, sinh viên cần có khà năng Thảo luận ưu điểm của chỉnh lưu ba pha so với chỉnh lưu một pha Mô tả bằng dạng sóng hoạt động của một chỉnh lưu ba xung không điều khiển với tải điện trở và cảm ứng Mô tả bằng dạng sóng hoạt động của một chỉnh lưu sáu xung không điều khiển với tải điện trở và cảm ứng Giải thích hoạt động của một chỉnh lưu mười hai xung không điều khiển 7.1 Giới thiệu : Chỉnh lưu một pha tương đối đơn giản trong kết cấu, nhưng chúng có hạn chế về khả năng trữ năng lượng và phát ra đáng kể gợn sóng trong điện áp ra DC. Chỉnh lưu ba pha cung cấp điện áp ra DC phẳng êm hơn, như vậy dòng ra được lọc kỹ hơn. Lọc thành phần của chỉnh lưu công suất lớn là lớn và đắt tiền, như vậy sự giảm giá hay kiểu loại bộ lọc là quan trọng. Vì vậy, đối với việc sử dụng công suất cao, dùng chỉnh lưu ba pha là đáng ao ước. Tất cả các dòng điện chỉnh lưu một pha đã thảo luận trong phần 5 tương ứng với các quan điểm ba pha. Các mạch điện trong phần này cũng có thể được sử dụng với SCRs trong các mạch điện chỉnh lưu ba pha có điều khiển ( xem phần 8) Chỉnh lưu ba pha có những ưu điểm sau nay so với chỉnh lưu mợt pha : Điện áp ra cao hơn đối với một điện áp vào đã cho Biên độ gợn sóng thấp hơn ( hầu như chúng không bao giờ hạ đến 0 ) ; điện áp ra bằng phẳng hơn. Tần số các gợn sóng cao hơn, đơn giản hóa việc lọc Hiệu suất nói chung cao hơn Chỉnh lưu ba pha sử dụng ba, sáu hay mười hai diot. Sử dụng nhiều diot làm giảm chi phí phân bổ trên tải, như vậy các loại thiết bị sử dụng giảm đi 7.2 Chỉnh lưu ba pha nửa sóng ( ba xung) 7.2.1 Với một tải điện trở: Một chỉnh lưu ba pha nửa sóng bao gồm ba diot và một tải điện trở trình bày trên hình 7.1 . Dòng điện có thể được phân tích bằng thou nhất xác định các giai đoạn mà mỗi diot là mở và khi cung cấp điện áp nguồn ngang qua tải điện trở R. Mỗi một diot dẫn điện trong khoảng 1200 trong sự nối tiếp D1 , D2 , D3 cho liên hợp điện áp ra trình bày trên hình 7.2 Ở tại bất kỳ thời gian đã cho, điện áp dương lớn nhất tức thời đổi hướng tương ứng diot của nó là mở. Trện diot nối với phần duơng lớn nhất của nguồn giai đoạn cuối của nó đến cực âm diot thú hai khác. Giữ diot thou hai là đóng. Vì vậy chỉ một diot là mở ở bất cứ thời gian nào. Sự chuyển hướng đột nhiên từ diot một đến diot khác được gọi là đảo mạch điện Dạng sóng của điện áp vào Vs trên hình 7.2 được dùng để tìm các giai đoạn khi mỗi diot là mở. Dĩ nhiện giữa khoảng thời gian 0 đến 300 . Trong thời gian này , điện áp pha vCN là cao hơn cả hai vAN và vBN . kết qủa diot D3 là thuận chiều và điện áp ra v0 trở thành bằng vCN . Hình 7.1 Sơ đồ mạch điện chỉnh lưu ba pha nửa sóng Hình 7.2 Dạng sóng của điện áp tải Trong khoảng thời gian này, điện áp trên D1 là VAC và trên D2 là VBC . Diot D2 và D3 phân cực nghịch. Từ 30 đến 1500 , điện áp dương lớn nhất là VAN , nó bật diot D1 là mở và xuất hiện điện áp trên R là V0 . Tại 1500 , điện áp tức thời VBN trở nên lớn hơn VAN . Diot D1 trở thành nghịch chiều và là đóng, diot D2 trở thành thuận chiều và bắt đầu dẫn điện. Cung cấp VBN trên R từ 1500 đến 2700 . Tại 2700 , VCN lại trở thành dương lớn nhất và D3 là mở. Diot D3 nối VCN trên R tại 2700 . Chu kỳ lại lặp lại sau đó. Điện áp ngoài trên tải V0 theo sau đỉnh của điện áp vào và dao động giữa Vmax và 0,5 Vmax . Dòng điện này được gọi là chỉnh lưu ba xung, từ đó điện áp ngoài tự nó lặp lại ba lần trong mỗi chu kỳ của Vs . Điện áp gợn sóng là nhỏ hơn đó là kết qủa bởi một chỉnh lưu một pha. Tần số gợn sóng fr của điện áp ra là : Fr = n* fs 7.1 Ở đây : n = số xung hay số diot = 3 Và : fs = tần số nguồn AC Vì vậy : fr = 3 * 60 = 180 Hz Lọc như vậy dễ dàng hơn từ khi cỡ bộ lọc kết qủa là tần số gợn sóng tăng lên Một biểu thức chung cho điện áp tải trung bình là : 7.2 Đối với trường hợp một chỉnh lưu ba xung : V0(avg) = 0,872 Vm ( 0,827 Vm ) 7.3 Trong mục của điện áp dây , điện áp tải trung bình được cho bởi V0(avg) = 0,477 VL(m) 7.4 Ở đây : Vm = Giá trị cực đại của điện áp pha VL(m) = Giá trị cực đại của điện áp dây Bởi vì là tải điện trở, dòng điện tải có dạng sóng giống như điện áp tải. Những dòng điện diot riêng biệt bằng dòng điện tải trong thời gian khi diot cá biệt dẫn điện đối với khoảng thời gian 1200 của nó. Mỗi dòng diot bằêng 0 trong khoảng 2400 ( xem hình 7.3 ) Nói chung, mỗi diot dẫn điện ở giai đoạn Dòng điện tải trung bình được cho bởi : 7.5 = 0,827 Im 7.6 Ở đây : Im = Vm / R Dòng điện trung bình trong mỗi diot chỉ bằng một phần ba dòng điện tải ID(avg) = I0(avg) / n = I0(avg) / 3 7.7 Dòng điện tải cực đại và dòng diot cực đại đương nhiên là giống nhau, và vì tải là điện trở: ( 1.21 *I0(avg) ) 7.8 Hình 7.3 Dạng sóng của dòng điện Giá trị RMS của dòng điện tải là: 7.9 Nói chung, hệ số gợn sóng được cho bởi : 7.10 Và hệ số hình dáng là : 7.11 Bảng 7.1 Giai đoạn Diot mở Diot đóng Điện áp diot VD1 VD2 VD3 0 đến 300 D3 D1 và D2 VAC VBC 0 30 đến 1500 D1 D2 và D3 0 VBA VCA 150 đến 2700 D2 D3 và D1 VAB 0 VCB 270 đến 3900 D3 D1 và D2 VAC VBC 0 Bảng 7.1 trình bày điện áp trên các diot trong khoảng 1200 Điện áp trên diot bất kỳ vì vậy có thể được vẽ đầu tiên vẽ dạng sóng cho điện áp day sau đó chọn lọc điện áp thích hợp từ bảng 7-1 . Các dạng sóng được trình bày trên hình 7.4. Nên nhớ rằng điện áp dây trình bày theo điện áp pha tương ứng của chúng bằng 300 Hình 7.4 Điện áp trên các diot (a) VD1 Hình 7.4 Điện áp trên diot (b) VD2 Dải PIV đối với các diot sẽ là : Dải PIV 7.12 Ví dụ 7.1 Một chỉnh lưu không điều khiển ba xung được nối với nguồn ba pha AC, bốn dây , 220V . Nếu tải điện trở là 20 , tìm : Điện áp tải cực đại Điện áp tải trung bình Dòng tải trung bình Dòng tải cực đại Dòng diot cực đại Dải PIV của diot Dòng diot trung bình Hệ số hình dáng Số xung Góc dẫn Hình 7.4 Điện áp trên diot (c) VD3 Giải đáp : Điện áp tải cực đại . Giá trị cực đại của điện áp dây là Giá trị cực đại của điện áp pha là : Điện áp tải trung bình V0(avg) = 0,872 * 179,6 = 148,5 V Dòng tải trung bình I0(avg) = V0(avg) / R = 148,5 / 5 * 20 = 7,4 A Dòng tải cực đại I0(m) = Vm / R = 179,6 / 20 = 9 A Dòng diot cực đại ID(m) = I0(max) = 9 A Dải PIV của diot PIV VL(m) = 311 V Dòng diot trung bình Hệ số hình dáng Số xung P = 3 Góc dẫn 7.2.2 Với một tải cảm ứng RL Trong thực tế tải bao gồm phần cảm ứng cùng với một điện trở ( xem hình 7.5) . Dòng điện tải là không đổi nhất và có gợn sóng thuận hoà. Với điện cảm lớn hơn, dòng điện có khuynh hướng dát phẳng ra. Một cách lý tưởng , nếu L là vô hạn , gợn sóng sẽ là 0. Điện áp ra V0 vẫn còn gợn sóng, nhưng gợn sóng điện áp sẽ là 0 trên phần điện trở của tải. Một cách lý tưởng, toàn bộ điện áp gợn sóng sẽ chỉ trên phần cảm ứng của tải Không có thay đổi dạng sóng của điện áp ra, và điện áp ra trung bình vẫn giống như cũ trong công thức 7.2 Dòng diot trung bình là : ID(avg) = I0(avg) / 3 Nếu chúng ta cho rằng dòng điện tải gần như không đổi I0(RMS) = I0(avg) 7.13 Từ đó dạng sóng của dòng điện có hình dạng vuông ID(m) = I0(m) = ID(avg) 7.14 Hình 7.5 Chỉnh lưu ba xung với tải RL (a) sơ đồ mạch điện Hình 7.5 Chỉnh lưu ba xung với tải RL (b) Dạng sóng của điện áp và dòng điện Ví dụ 7.2 : Nếu tải trong ví dụ 7.1 được thêm vào một phần cảm ứng lớn, tìm : Điện áp tải cực đại Điện áp tải trung bình Dòng điện tải trung bình Dòng điện tải cực đại Dòng điện tải RMS Dòng diot cực đại Dải PIV của diot Dòng diot trung bình Giải đáp : Từ ví dụ 7.1 (a) Vm = 179,6 V Từ ví dụ 7.1 (b) V0(avg) = 148,5 V Từ ví dụ 7.1 (a) I0(avg) = 7,4 A Từ khi không có gợn sóng I0(m) = I0(avg) = 7,4 A Dòng điện tải RMS I0(RMS) = I0(avg) = 7,4 A Dòng diot cực đại ID(m) = I0(avg) = 7,4 A Từ ví dụ 7.1 (f) PIV 311 V Từ ví dụ 7.1 (g) ID(avg) = 2,5 A 7.3 Chỉnh lưu cầu ba pha toàn sóng ( sáu xung ) 7.3.1 Với một tải điện trở: Chỉnh lưu cầu ba pha toàn sóng ( sáu xung ) là một trong những trọng yếu của các dòng điện sử dụng công suất cao. Máy chỉnh lưu có thể nối trực tiếp với nguồn ba pha, hay nó có thể dùng với máy biến áp được nối . Một chỉnh lưu sáu xung cung cấp một dòng ra có gợn sóng ít hơn của một chỉnh lưu ba xung. Hình 7.6 trình bày mạch điện , các diot là được nhóm theo trật tự mà chúng dẫn điện. Chỉnh lư cầu sử dụng cả hai nửa dương và âm của điện áp vào. Đỉnh âm đặt trên tải điện trở R. Vì vậy tần số gợn sóng là sáu lần tần số nguồn AC Hình 7.6 Sơ đồ mạch điện chỉnh lưu cầu toàn sóng 7.3.1.1 Hoạt động của chỉnh lưu cầu toàn sóng Chúng ta sẽ giả sử như sau trong phân tích hoạt động của chỉnh lưu cầu: Hai loại diot là luôn luôn dẫn điện, trong khi bốn cái khác là tắc nghẽn. Một trong các diot dẫn là số lẻ ( D1, D3 hay D5 ), trong khi cái kia là số chẵn (D2, D4 hay D6 ) Mỗi một diot dẫn trong 1200 , hay một phần ba của chu ky Dòng điện chảy ra từ phần dương nhất nguồn giai đoạn cuối, qua một diot số lẻ, qua tải, qua một diot số chẵn, và lúc trở về phần âm nhất nguồn giai đoạn cuối. Dòng điện chảy từ một thời điểm bất kỳ đã cho có thể vì vậy được xác định bởi tìm phần dương cao nhất và phần âm cao nhất của nguồn các giai đoạn cuối. Nhiều phần dươnggiai đoạn cuối sẽ thuận chiều tương ứng với diot số lẻ của nó và đặt nó mở. Nhiều phần âm giai đoạn cuối sẽ thuận chiều với diot số chẵn tương ứng của nó và đặt nó mở. Để tìm ra nhiều phần dương và nhiì©u phần âm nguồn giai đoạn cuối, chúng ta có thể vẽ bất cứ hai điện áp day tương ứng với một giai đoạn cuối thông thường tham khảo. Chúng ta tùy tiện chọn giai đoạn cuối B như là tham khảo. Hai điện áp day là VAB và VCB , như trình bày trên hình 7.7b. VCB thực tế là ngược với VBC (xem hình 7.7a) Các diot dẫn điện có thể tìm thấy dễ dàng trên hình 7.7b. Trong khoàng từ 0 đến 600 , điện áp tại giai đoạn cuối C là cao nhất. Như vậy, từ hình 7.6, cực dương của D5 là ở nhiều phần dương điện áp trong dòng điện. Sự thuận chiều này của D5 , dặt nó mở. Từ 60 đến 1800 , giai đoạn cuối A trở thành nhiều phần dương; vì vậy D1 là thuận chiềuvà là mở. Tại 1800 giai đoạn cuối A điện áp đi xuống dưới điện áp ở giai đoạn cuối B. Bây giờ điện áp ở giai đoạn cuối B là nhiều phần dương, và đặt D3 mở. Ở 3000 , điện áp tại giai đoạn cuối C là trở lại đa phần dương, đặt D5 mở. Hình 7.7 Dạng sóng của điện áp nguồn AC ba pha (a) Điện áp day với pha ABC liên tục (b) và điện áp dây VAB và VCB Tương tự , tình trạng của các diot số chẵn có thể xác định từ hình 7.7b bằng cách tìm đa phần âm giai đoạn cuối điện áp. Từ 0 đến 1200 , đầu chót B là đa phần âm, từ 120 đến 2400 , đầu chót C là đa phần âm; và từ 240 đến 3600 , đầu chót A là đa phần âm. Kết qủa được tổng kết trong bảng 7-2 Chúng ta có thể dùng bảng 7-2 để vẽ đơn giản hóa đương lượng dòng điện của chỉnh lưu sáu xung trình bày trên hình 7.8. Từ những dòng điện này, chúng ta có thể dễ dàng xác định điện áp ra cho mỗi giai đoạn 600 . Hình 7.9a trình bày ba điện áp dây và các điện áp ngược của chúng; đối với mỗi khoảng 600 . một phần của điện áp từ hình 7.9a là vẽ lại như V0 trong hình 7.9b để đạt được toàn bộ dạng sóng điện áp ra. Điện áp ra dao động giữa 1,414 Vs và 1,225 Vs . Ở nay Vs là giá trị RMS của điện áp dây. Điện áp tải DC trung bình là hai lần của một chỉnh lưu nửa sóng, và giá trị của nó được cho bởi : V0(avg) = 1,654 Vm (V0(avg) = 0,827x2 Vm chỉnh lưu nữa sóng) 7.15 Bảng 7-2 Giai đoạn Điện áp dương cao nhất Điện áp âm cao nhất Điot mở Số lẻ Số chẵn 0 đến 600 C B D5 D6 60 đến 1200 A B D1 D6 120 đến 1800 A C D1 D2 180 đến 2400 B C D3 D2 240 đến 3000 B A D3 D4 300 đến 3600 C A D5 D4 Hình 7.8 Các mạch điện tương đương của chỉnh lưu sáu xung Hình 7.9 (a)Điện áp nguồn kèm theo ba điện áp nghịch (b) dạng sóng của điện áp ra của chỉnh lưu cầu Ở đây Vm là giá trị cực đại của điện áp pha. Trong phần điện áp day , điện áp tải trung bình được cho bởi : V0(avg) = 0,955 VL(m) 7.16 Dòng điện qua diot trình bày trên hình 7.10. Mỗi diot vẫn còn dẫn với 1200 . Dòng điện day IA, IB , IC được cung cấp bởi biến áp có thể đạt được từ quy luật dòng điện của Kirchoff IA = I1 - I4 IB = I3 - I6 IC = I5 - I2 Dòng điện day cũng được vẽ trên hình 7.10. Nên nhớ rằng ba dòng điện day phù hợp y hệt sóng đó là 1200 của pha Dòng điện tải trung bình được cho bởi 7.17 Hình 7.10 Dạng sóng dòng điện dây và diot Dòng điện trung bình trong một diot chỉ bằng một phần ba dòng điện tải ID(avg) = I0(avg) / 3 7.18 Giá trị RMS của dòng diot là : (ID(RMS)) 7.19 Hệ số gợn sóng là : 7.20 Và tần số gợn sóng là : Fr = 6 fs 7.21 Các giai đoạn diot dẫn điện là 7.22 Điện áp tắc nghẽn cực đại với diot là PIV VL(m) 7.23 Bảng 7-3 trình bày điện áp trên diot cho mỗi khoảng 600 khác nhau Điện áp trên diot bất kỳ vì vậy có thể vẽ bằng cách đầu tiên vẽ dạng sóng cho điện áp day ( xem hình 7.11) sau đó lựa chọn điện áp từ bảng 7-3 Bảng 7-3 Giai đoạn Các diot mơ’ Các điện áp diot VD1 VD2 VD3 VD4 VD5 VD6 0 đến 600 D5 và D6 VAC VBC VBC VBA 0 0 60 đến 1200 D6 và D1 0 VBC VBA VBA VCA 0 120 đến 1800 D1 và D2 0 0 VBA VCA VCA VCB 180 đến 2400 D2 và D3 VAB 0 0 VCA VCB VCB 240 đến 3000 D3 và D4 VAB VAC 0 0 VCB VAB 300 đến 3600 D4 và D5 VAC VAC VBC 0 0 VAB Hình 7.11 Điện áp trên các diot (a) , (b) và (c) Hình 7.11 Điện áp trên các diot (d), (e) và (f) Ví dụ 7.3 : Một chỉnh lưu không điều khiển sáu xung được nối tiếp với nguồn ba pha, 208 V, 60 Hz. Nếu tải điện trở là 5 , tìm Điện áp tải trung bình Dòng điện tải trung bình Dòng diot trung bình Dòng diot cực đại Dải PIV của diot Tần số gợn sóng Điện áp gợn sóng đỉnh đến đỉnh Hệ số hình dáng Số xung Góc dẫn Giải đáp : Điện áp tải trung bình V0(avg) = 0,955 VL(m) = 0,955 * 294 = 281 V Dòng điện tải trung bình I0(avg) = V0(avg) / R = 281 / 5 = 56,2 A Dòng diot trung bình ID(avg) = I0(avg) / 3 = 56,2 / 3 = 18,7 A Dòng diot cực đại ID(max) = I0(avg) = 56,2 A Dải PIV của diot VL(m) = 294 V Tần số gợn sóng fr = fs * 6 = 6 * 60 = 360 Hz Điện áp ra dao động giữa Vmin và Vmax Vmin = 1,225 Vs = 1,225 * 208 = 255 V Vmax = 1,414 Vs = 1,414 * 208 = 294 V Điện áp gợn sóng đỉnh đến đỉnh là : 294 - 255 = 39 V Hệ số hình dáng FF = Vs / Vo(avg) = 208 / 281 = 0,74 Số xung P = 6 Góc dẫn 7.3.2 Với một tải cảm ứng RL Nếu tải là cảm ứng, dạng sóng của điện áp ra vẫn còn giống như với một tải điện trở, và dòng điện tải sẽ có giảm bớt gợn sóng. Dạng sóng đối với dòng điện trình bày trên hình 7.12 , nơi một giá trị rất lớn của độ tự cảm là giả tạo Hình 7.12 Dạng sóng của dòng điện chỉnh lưu cầu với một tải cảm ứng Điện áp tải DC hay trung bình được cho bởi : V0(avg) = VL(m) = 0,955 VL(m) 7.24 Dòng điện tải trung bình là 7.25 Diot dẫn điện trong một phần ba chu kỳ, vì vậy dòng diot trung bình là : ID(avg) = I0(avg) / 3 7.26 Giá trị RMS của dòng diot là: 7.27 Giá trị RMS của dòng điện day ( IA , IB , IC ) là Giá trị RMS của dòng tải được cho bởi I0(RMS) = 0,956 Im 7.28 Nên nhớ rằng có sự khác nhau nhỏ giữa giá trị trung bình và RMS của dòng điện tải vì vậy dạng sóng của dòng điện có một gợn sóng rất nhỏ. PIV trên mỗi thành phần là : VL(m) = Vs 7.29 Gợn sóng đỉnh tới đỉnh chỉ là (1,414 - 1,225 ) Vs = 0,198 Vs 7.30 Chỉnh lưu sáu xung là một cải tiến lớn trên chỉnh lưu ba xung xây dựng trên co sở tổ hợp đa phần chỉnh lưu lắp đặt. Ví dụ 7.4 : Một chỉnh lưu sáu xung không điều khiển được nối tiếp với nguồn ba pha, 220 V , cung cấp đến tải RL. Nếu tải cảm ứng là rất lơn và tải điện trở là 50 , tìm : Điện áp tải trung bình Dòng điện tải trung bình Dải PIV của diot Dòng diot trung bình Dòng tải RMS Dòng diot RMS Công suất trên tải Giải đáp : Điện áp tải trung bình VL(m) = *220 = 311 V V0(avg) = 0,955 VL(m) = 0,955 * 311 = 297 V Dòng điện tải trung bình I0(avg) = V0(avg) / R = 297 / 50 = 5,94 A Dải PIV của diot PIV VL(m) = 311 V Dòng diot trung bình Dòng tải RMS ID(m) = Im = Vm / R = 311 / 50 = 6,22 A I0(RMS) = 0,956 * Im = 0,956 * 6,22 = 5,95 A ( kết thúc dòng điện trung bình từ khi gợn sóng là rầt nhỏ ) Dòng diot RMS Công suất trên tải 7.4 Các dòng điện chỉnh lưu mười hai xung Để giảm hơn nữa điện áp gợn sóng trong dòng ra DC và tăng tần số gợn sóng, chúng ta có thể tăng số xung từ sáu lên mười hai. Một chỉnh lưu mười hai xung có thể được cấu tạo bởi nối tiếp hai chỉnh lưu sáu xung cùng loại, như trình bày trên hình 7.13. Nguồn ba pha AC cung cấp có hai cầu thay đổi 300 với cái khác. Điều này có thể đạt được dễ dàng bởi thay đổi pha nguồn AC sử dụng hai biến áp ba pha, một cái nối sao và cái kia nối tam giác trên mặt thứ cấp. Trên mặt sơ cấp, cả hai biến áp là nối sao giống như nguồn ba pha. Với cách nối này, điện áp pha mặt thứ cấp của biến áp nối tam giác là được thay đổi pha 300 , như vậy tất cả điện áp pha thứ cấp của một biến áp sẽ được thay đổi pha cùng là 300 với pha tương ứng trên cái kia. Cũng sẽ có sự khác nhau về độ lớn của điện áp pha thứ cấp. Điện áp thứ cấp của biến áp tam giác sẽ giảm một hệ số 3 với biến áp sao. Tuy nhiên , có thể có khác nhau dải ( đối với biến áp ). Trong cách này, với một tần số gợn sóng gấp mười hai lần tần số nguồn. Hình 7.13 Chỉnh lưu mười hai xung Hình 7.14 Dạng sóng của điện áp ra Giá trị trung bình của điện áp ra là : 7.31 Dải PIV cho diot là : PIV 3 Vs 7.32 Hình 7.15 Dạng sóng của dòng điện vào với một chỉnh lưu mười hai xung Hình 7.15 minh hoạ sự kết hợp của dạng sóng dòng điện vào cho một tổng hợp dòng điện day đó là phải kết thúc từ khi sóng hơn hình dáng sóng sáu xung 7.5 Thảo luận 7.1 Ưu điểm của chỉnh lưu sáu xung so vớiø chỉnh lưu ba pha 7.2 Vẽ dạng sóng của điện áp ra nếu diot trên hình 7.1 là nghịch chiều 7.3 Một chỉnh lưu ba xung có công suất là 20A với một tải điện trở. Nếu điện áp tải là 120 V DC, tìm : a) Dòng diot trung bình b) Dải PIV của mỗi diot c) Dòng diot RMS 7.4 Một chỉnh lưu sáu xung cung cấp 8,8 kW đến tải điện trở. Nếu điện áp tải DC là 120V, tìm : a) Dòng diot trung bình b) Dải PIV của mỗi diot c) Dòng diot RMS 7.5 Một chỉnh lưu ba xung cung cấp đến tải 10 từ một nguồn 220 V, tìm a) Điện áp tải trung bình b) Dòng tải trung bình c) Dòng tải cực đại d) Dải PIV của mỗi diot e) Dòng diot cực đại f) Công suất tải trung bình 7.6 Như câu 7.5 sau khi thêm phần cảm ứng lớn cùng loại với tải điện trở 7.7 Một chỉnh lưu ba xung được nối với nguồn 220 V . Nếu chỉnh lưu cung cấp dòng điện tải trung bình 50 A, tìm a) Điện áp tải DC b) Dòng diot trung bình c) Dòng diot cực đại d) Giá trị RMS của dòng điện day 7.8 Chỉnh lưu sáu xung trên hình 7.6 nối với nguồn 220 V . Nếu chỉnh lưu cung cấp dòng tải trung bình 50A , tìm : a) Điện áp tải DC b) Dòng diot trung bình c) Dòng diot cực đại d) Giá trị RMS của dòng điện day 7.9 Một chỉnh lưu sáu xung cung cấp cho một tải điện trở 20từ nguồn 220 V, tìm : a) Điện áp tải trungbình b) Dòng tải trung bình c) Dòng diot trung bình d) Dải PIV của mỗi diot e) Công suất tải trung bình 7.10 Như câu 7.9 sau khi thêm phần cảm lớn cùng loại với tải điện trở 7.6 Các công thức : Fr = n* fs 7.1 7.2 V0(avg) = 0,872 Vm 7.3 V0(avg) = 0,477 VL(m) 7.4 7.5 = 0,827 Im 7.6 7.8 7.9 7.10 7.11 Dải PIV 7.12 I0(RMS) = I0(avg) 7.13 ID(m) = I0(m) = ID(avg) 7.14 V0(avg) = 1,654 Vm 7.15 V0(avg) = 0,955 VL(m) 7.16 7.17 ID(avg) = I0(avg) / 3 7.18 7.19 7.20 Fr = 6 fs 7.21 7.22 PIV VL(m) 7.23 V0(avg) = VL(m) = 0,955 VL(m) 7.24 7.25 ID(avg) = I0(avg) / 3 7.26 7.27 I0(RMS) = 0,956 Im 7.28 VL(m) = Vs 7.29 Gợn sóng đỉnh tới đỉnh chỉ là (1,414 - 1,225 ) Vs = 0,198 Vs 7.30 7.31 PIV 3 Vs 7.32
File đính kèm:
- giao_trinh_cac_dien_tu_cong_suat_cho_ky_thuat.doc