Giáo trình Điện tử công suất 1
Tóm tắt Giáo trình Điện tử công suất 1: ...ỏi nguồn. Điều đó được minh họa trên H1.29. Trong những năm gần đây, GTO trở thành linh kiện đóng ngắt đươc sử dụng rộng rãi cho các mạch công suất lớn: một GTO loại “nối tắt anode” có giá trị định mức áp khoảng 4500V và định mức dòng 6000A. Các giá trị ... tia nhiều pha, tại thời điểm đang xét, giữa cáùc thyristor được kích đồng thời, diode và linh kiện đang dẫn điện thì linh kiện nào mắc vào nguồn áp pha có trị tức thời nhỏ nhất trong tất cả các pha nguồn sẽ chuyển sang trạng thái đóng, tất cả các linh kiệ... mạch từ vào chế độ bảo hòa nên cần được hạn chế. Ví dụ, xét máy biến áp ba pha mắc vào bộ chỉnh lưu tia ba xung như trên hình H2.39. Bỏ qua dòng điện từ hóa, sức từ động F1, F2 và F3 (hình H2.39) trên các trụ máy biến áp đạt giá trị như nhau: F1=F2=F3...
aùc ñònh theo heä thöùc: kVUd 2006310 22 −== αcos., Töø ñoù: 02 1306310 200 =⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛ −= , cosarα Doøng ñieän qua maïch dc –khaû naêng mang doøng cuûa ñöôøng daây dc baèng: Id2=100MW/200kV=500A Ñieän aùp ngoû ra cuûa boä chænh löu 1: Ud1=R.Id+Ud2=(500).(10)+200kV=205kV Goùc kích thieát laäp treân boä chænh löu 1 baèng: 0 1 7486310 205 , , cos =⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛= arα Coâng suaát toån hao treân ñöôøng daây vôùi giaû thieát doøng dc ñöôïc loïc phaúng: MWWIRIRP dLoss 52105250010 6222 ,.,).(.. ===≈= Coâng suaát do boä chænh löu 1 cung caáp P1=Ud1.Id=(205kV).(500A)=102,5MW Vieäc thieát laäp caùc giaù trò ñieän aùp vaø doøng ñieän cho heä truyeàn taûi dc coù theå thöïc hieän theo caùc giaù trò khaùc nhau cuûa ñieän aùp vaø doøng ñieän dc, sao cho thoûa maõn ñieàu kieän aùp dc nhoû hôn giaù trò cöïc ñaïi vaø doøng ñieän qua ñöôøng daây dc naèm trong phaïm vi cho pheùp cuûa caùc thieát bò truyeàn taûi. Phöông aùn thieát laäp toái öu coù theå thöïc hieän baèng caùch ñöa ñieän aùp truyeàn taûi leân cao hôn ñeå giaûm thaáp doøng ñieän dc, qua ñoù giaûm toån hao treân ñöôøng daây. Ñaây laø moät trong caùc lyù do phaûi söû duïng heä thoáng boä chænh löu 12 xung. 2-72 Ñieän töû coâng suaát 1 2.15 PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU KHIEÅN BOÄ CHÆNH LÖU Thôøi ñieåm ñöa xung kích ñoùng caùc thyristor trong caùc boä chænh löu töông öùng vôùi goùc ñieàu khieån döïa vaøo keát quaû so saùnh hai tín hieäu cô baûn: tín hieäu ñieàu khieån u α ñk vaø tín hieäu ñoàng boä up (hình H2.68). Tín hieäu ñoàng boä taïo moác chuaån veà thôøi gian caàn cho vieäc xaùc ñònh goùc ñieàu khieån, ñoàng thôøi xaùc laäp ñaëc tính giöõa aùp chænh löu trung bình Ud vaø aùp ñieàu khieån uñk . Do ñoù, tín hieäu ñoàng boä ñöôïc choïn thay ñoåi trong khoaûng thôøi gian xuaát hieän ñieän aùp khoaù treân linh kieän vaø noù döïa vaøo daïng ñieän aùp nguoàn xoay chieàu. Tín hieäu ñieàu khieån xaùc ñònh ñieåm laøm vieäc treân ñaëc tính ñieàu khieån vaøø cho bieát ñoä lôùn goùc ñieàu khieån. Caû hai tín hieäu ñieàu khieån vaø tín hieäu ñoàng boä treân coù theå xöû lyù döïa treân kyõ thuaät soá hoaëc analog. Ñeå ñôn giaûn, ta neâu ví duï ñieàu khieån boä chænh löu maïch tia ba pha duøng kyõ thuaät analog vôùi tín hieäu ñoàng boä daïng raêng cöa. Quan heä giöõa tín hieäu ñoàng boä raêng cöa, ñieän aùp ñieàu khieån vaø vò trí kích ñoùng caùc linh kieän coù theå theo doõi treân caùc hình H2.69. Giaû söû soùng ñieàu khieån bieán thieân trong giôùi haïn hai cöïc trò cuûa soùng ñoàng boä raêng cöa (-Upm,+Upm). Giaù trò goùc kích α vôùi ñaïi löôïng aùp ñieàu khieån deã daøng xaùc ñònh theo heä thöùc sau ñaây: ) U.2 uU ( pm dkpm −π=α (2.125) Quan heä giöõa ñieän aùp chænh löu trung bình maïch tia 3 pha ñieàu khieån hoaøn toaøn vôùi goùc ñieàu khieån cho bôûi heä thöùc: απ=α cos.U2 63)(Ud (2.126) 2-73 Ñieän töû coâng suaát 1 Töø ñoù, ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −ππ=α pm dkpm d U.2 uU .cos.U 2 63)(U (2.127) Haøm quan heä giöõa aùp chænh löu trung bình, ñieän aùp ñieàu khieån vaø goùc ñieàu khieån coù theå bieåu dieãn laïi döôùi daïng ñoà thò treân hình H2.70 Ñaëc tính ñieàu khieån Ud(uñk) coù daïng phi tuyeán, tuy nhieân daïng maïch deã thöïc hieän. Trong vieäc khaûo saùt caùc heä thoáng ñieàu khieån coù hieäu chænh, ñaëc tính phi tuyeán ñöôïc tuyeán tính hoaù (hình H2.70b). Khi ñoù, boä chænh löu ñöôïc xem nhö maïch khueách ñaïi coâng suaát vôùi ñoä khueách ñaïi cho bôûi tæ soá giöõa ñoä bieán thieân ñieän aùp chænh löu trung bình vaø ñoä bieán thieân ñieän aùp ñieàu khieån vaø ñöôïc xem nhö baèng haèng soá ôû cheá ñoä doøng lieân tuïc. 2-74 Ñieän töû coâng suaát 1 Ví duï 2.26 Boä chænh löu maïch tia ba pha maéc vaøo nguoàn xoay chieàu ba pha vôùi trò hieäu duïng aùp pha U = 220 V , ω = 314 rad/s . Goùc ñieàu khieån α xaùc ñònh treân cô sôû aùp raêng cöa vaø aùp ñieàu khieån. Cho bieát aùp raêng cöa thay ñoåi trong phaïm vi - 12V +12V. Giaû thieát doøng ñieän qua taûi lieân tuïc . a/- Tính ñoä lôùn aùp chænh löu treân taûi khi aùp ñieàu khieån udk = 8 V. b/- Tính ñoä lôùn aùp ñieàu khieån khi ñieän aùp chænh löu baèng 200 V. Giaûi: Ta coù: 2 12 12 π α=− dku Töø ñoù: 212 12 πα .dku−= vaø π α2412 −=dku a/- 62 . 12 812V8udk π=π−=α⇒= 8,222 6 cos.220. 2 63cos.U. 2 63Ud =ππ=απ=⇒ [V] b/- 766,0 220.63 220.2 U.63 U.2cos d =π=π=α ⇒ α = 0,682 rad Töø ñoù: V789,6682,0.2412udk =π−= Ví duï 2.27 Boä chænh löu maïch tia coù theå xem nhö boä khueách ñaïi vôùi tín hieäu ñaàu vaøo laø ñieän aùp ñieàu khieån udk vaø ñaàu ra laø ñieän aùp chænh löu trung bình. Cho ñieän aùp xoay chieàu U = 220V; ñieän aùp xung raêng cöa thay ñoåi töø -12V ñeán +12V . a/- Tính heä soá khueách ñaïi cuûa boä chænh löu ôû cheá ñoä doøng taûi lieân tuïc phuï thuoäc vaøo udk. b/- Tuyeán tính hoùa ñaëc tính ñieàu khieån Ud(uñk), xaùc ñònh heä soá khueách ñaïi gaàn ñuùng c/- Thieát laäp haøm truyeàn cuûa boä chænh löu, giaû thieát thôøi gian treã cuûa ñaùp öùng ñöôïc choïn baèng 1/2 chu kyø xung aùp chænh löu. Giaûi: a/- Heä soá khueách ñaïi 2-75 Ñieän töû coâng suaát 1 ( )α−π=∂α ∂ α ∂α ∂= sin.U. 2 63U du d.Uk d dk d ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ π−=α=⇒ π−=α 2 . 12 u12sin.U. 12 2sin.U. 12 2k 24du d dk dk Heä soá khueách ñaïi lôùn nhaát khi α π= 2 [rad] töông öùng vôùi udk = 0 [V] b/- Heä soá khueách ñaïi cuûa ñaëc tính ñöôïc tuyeán tính hoùa: ( ) 44,2112 U. 2 63 U U uu UU u Uk dkm 0d dkmdkm mindmaxd dk d =π==−− −=∆ ∆=′ c/- Thôøi gian treã ][,,. sTpp 003303 020 2 1 2 1 ===τ Haøm truyeàn cuûa boä chænh löu ( ) ss eeksF p 003304421 ,.,. −− == τ ÔÛ taàn soá thaáp s.τp ≈ 0 neân aùp duïng phaân tích chuoãi Mac Laurin taïi ñieåm 0, ta coù: p s s e p τ τ .+≈ − 1 1 Töø ñoù ( ) 003301 4421 1 ,. , . ss ksF p + =+= τ Ví duï 2.28 Cho ñoäng cô moät chieàu kích töø ñoäc laäp vôùi caùc tham soá nhö sau : α A74I;54,0R;ph/v1000n;A37I;V220U maxuudmudmudm =Ω==== Vaän toác ñoäng cô ñöôïc ñieàu khieån theo phöông phaùp ñieàu khieån ñieän aùp phaàn öùng thoâng qua boä chænh löu caàu 1 pha ñieàu khieån hoøan toøan. Nguoàn kích töø khoâng ñoåi baèng ñònh möùc. Boä chænh löu ñöôïc maéc tröïc tieáp vaøo nguoàn ñieän xoay chieàu 1 pha vôùi trò hieäu duïng aùp pha baèng 300V, taàn soá löôùi baèng 50Hz. Tính goùc kích α cuûa boä chænh löu ñeå ñoäng cô coù theå laøm vieäc ôû cheá ñoä ñònh möùc a. Tìm haøm truyeàn cuûa boä chænh löu treân cho bieát caùc tín hieäu soùng ñoàng boä thay ñoåi giöõa –10 vaø 0 V coù daïng nhö hình veõ H2.71 2-76 Ñieän töû coâng suaát 1 b. Tìm ñoä lôùn ñieän aùp ñieàu khieån ñeå ñoäng cô coù theå chaïy ôû vaän toác ñònh möùc khi moment ñoäng cô baèng cöïc ñaïi. GIAÛI: a. Ta coù aùp chænh löu caáp cho phaàn öùng ôû cheá ñoä ñònh möùc: 220cos.300.22 Ucos.U.22 udm =απ =απ Töø ñoù: 04356180 ,][, =⇒= αα rad b. Haøm truyeàn cuûa boä chænh löu 54 )10(0 )30022(30022 uu UUK mindkmaxdk mindmaxd BCL =−− π−−π=− −= ][,. SBCL 00504 020 ==τ s sFBCL ., )( 00501 54 += c. Khi moment ñoäng cô cöïc ñaïi, do kích töø khoâng ñoåi baèng ñònh möùc neân Iu=Iumax=74A. dmdmuuu kIRU ωφ .. maxmax += vôùi Ru=0,54 ; IΩ umax=74A; VIRUk udmuudmdmdm [.,.. 20037540220 =−=−=ωφ ][.,max VUu 24020074540 =+= Töø ñoù: 03274765024030022 ,][,cos.. ==⇒= radααπ Töø ñoà thò: ][,][,., VuVu u dkdk dk 517151711047650 10 −=⇒==⇒= ππ α Ví duï 2.29 Cho ñoäng cô moät chieàu kích töø ñoäc laäp vôùi caùc tham soá nhö sau : AIRphvnAIVU uudmudmudm 37322900518440 =Ω==== max;,/,; Vaän toác ñoäng cô ñöôïc ñieàu khieån theo phöông phaùp ñieàu khieån ñieän aùp phaàn öùng thoâng qua boä chænh löu caàu 3 pha ñieàu khieån hoøan toøan. Nguoàn kích töø khoâng ñoåi baèng ñònh möùc. Boä chænh löu ñöôïc maéc tröïc tieáp vaøo nguoàn ñieän xoay chieàu 3 pha vôùi trò hieäu duïng aùp pha baèng 220V, taàn soá löôùi baèng 50Hz. 2-77 Ñieän töû coâng suaát 1 a. Tính goùc kích α cuûa boä chænh löu ñeå ñoäng cô coù theå laøm vieäc ôû cheá ñoä ñònh möùc b. Tìm haøm truyeàn cuûa boä chænh löu treân cho bieát caùc tín hieäu soùng ñoàng boä coù daïng nhö hình veõ H2.72 c. Tìm ñoä lôùn ñieän aùp ñieàu khieån ñeå ñoäng cô coù theå chaïy ôû vaän toác ñònh möùc khi moment ñoäng cô baèng cöïc ñaïi. GIAÛI: a. Ta coù aùp chænh löu caáp cho phaàn öùng ôû cheá ñoä ñònh möùc: 4402206363 =⇒= απαπ cos..cos.. udmUU Töø ñoù: 0236315451808550 ,][,,cos =⇒=⇒= ααα rad b. Haøm truyeàn cuûa boä chænh löu 45951 1010 2206322063 , )( )( minmax minmax =−− −− =− −= ππ dkdk dd BCL uu UUK ][,. SBCL 00166012 020 ==τ s sFBCL ., ,)( 0016601 451 += c. Khi moment ñoäng cô cöïc ñaïi, do kích töø khoâng ñoåi baèng ñònh möùc neân Iu=Iumax=37A. dmdmuuu kIRU ωφ .. maxmax += vôùi Ru=2,32 ; IΩ umax=37A; VIRUk udmuudmdmdm [,,.,.. 08397518322440 =−=−=ωφ ][,,.,max VUu 924820839737322 =+= Töø ñoù: 020920352709248222063 ,][,,cos.. ==⇒= radααπ Töø ñoà thò hình H2.72, ta xaùc ñònh: ][,),.().()( Vuuu dkdkdk 8778 35270110110 10 1 10 10 =−=−=⇒−==− ππ α π α 2.16 BOÄ CHÆNH LÖU KEÙP Caùc daïng boä chænh löu ñaõ khaûo saùt chæ cho pheùp doøng ñieän ñi qua taûi theo moät chieàu, coøn ñieän aùp coù chieàu thay ñoåi. Moät soá taûi ñoøi hoûi ñaûo chieàu doøng ñieän trong quaù trình hoaït ñoäng, chaúng haïn quaù trình haõm ñoäng cô moät chieàu hoaëc quaù trình maï ñieän. 2.16.1 CAÙC CAÁU HÌNH MAÏCH CHÆNH LÖU ÑAÛO CHIEÀU DOØNG ÑIEÄN a.Duøng coâng taéc ñaûo Ñeå ñaûo chieàu doøng qua taûi, vôùi boä chænh löu ñôn, maïch caàn trang bò theâm coâng taéc ñaûo (hình H2.73) 2-78 Ñieän töû coâng suaát 1 Khi caàn cho doøng ñieän taûi döông id > 0, coâng taéc thuaän T ñöôïc ñoùng. Ngöôïc laïi, khi ta cho ngaét hai coâng taéc T vaø ñoùng coâng taéc ñaûo N, doøng ñieän kheùp kín qua boä chænh löu, coâng taéc N vaø qua taûi theo chieàu aâm id < 0. 2-79 Ñieän töû coâng suaát 1 Quaù trình ñaûo chieàu doøng ñieän taûi- ví duï töø döông sang aâm: tröôùc heát doøng ñieän ñöôïc ñieàu khieån töø giaù trò döông veà doøng baèng khoâng baèng caùch ñieàu chænh goùc kích boä chænh löu ôû giaù trò . Khi doøng ñaït giaù trò baèng khoâng, maïch ñieàu khieån thöïc hieän môû coâng taéc thuaän T vaø sau ñoù ñoùng coâng taéc ngöôïc N. Baèng quaù trình ñieàu khieån goùc kích cuûa boä chænh löu, doøng ñieän qua taûi seõ ñoåi daáu vaø ñaït giaù trò doøng yeâu caàu. maxα Töông töï cho quaù trình ñaûo chieàu doøng ñieän taûi töø aâm sang döông. b. Duøng boä chænh löu keùp Boä chænh löu keùp coù khaû naêng ñieàu khieån doøng ñieän ñi qua taûi theo caû hai chieàu, bao goàm hai boä chænh löu ñôn gheùp laïi. Boä chænh löu I ñieàu khieån doøng ñieän qua taûi theo chieàu döông vaø boä chænh löu II ñieàu khieån doøng qua taûi theo chieàu aâm (hình 2.73b). Caùc daïng maïch chænh löu keùp Tuyø theo daïng caáu taïo cuûa caùc maïch chænh löu, ta phaân bieät boä chænh löu keùp daïng ñoái song (hình H2.74c,d), boä chænh löu keùp daïng chöõ thaäp (hình H2.74a,b) vaø boä chænh löu keùp daïng chöõ H (hình H2.74e). * Daïng maïch chöõ thaäp: caàn hai nguoàn ñieän aùp xoay chieàu rieâng. Ñieåm thuaän lôïi cuûa daïng maïch naøy ôû khaû naêng giôùi haïn doøng caân baèng cöïc ñaïi toát hôn so vôùi daïng maïch ñoái song. * Daïng maïch ñoái song: chæ caàn moät nguoàn ñieän aùp xoay chieàu vaø thích hôïp cho tröôøng hôïp ñieàu khieån rieâng bieät. * Daïng maïch chöõ H: thích hôïp cho phöông phaùp ñieàu khieån rieâng bieät vaø caû ñieàu khieån ñoàng thôøi. Cuoän khaùng duøng ñeå giôùi haïn doøng caân baèng maéc giöõa caùc ñieåm trung tính cuûa hai maïch nguoàn 3 pha; ñoàng thôøi cuoän khaùng naøy coøn taùc duïng naén doøng ñieän taûi. So vôùi daïng maïch chöõ thaäp, doøng ñieän luoân ñi qua caùc cuoän thöù caáp, do ñoù laøm coâng suaát ñònh möùc cho maùy bieán aùp coù theå choïn nhoû hôn . 2-80 Ñieän töû coâng suaát 1 2.16.2 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU KHIEÅN BOÄ CHÆNH LÖU KEÙP a. Phöông phaùp ñieàu khieån rieâng: boä chænh löu keùp coù caáu truùc ñôn giaûn goàm hai boä chænh löu ñôn gheùp laïi (xem hình H2.75). Taïi moãi thôøi ñieåm, chæ coù moät boä chænh löu ñöôïc ñieàu khieån hoaït ñoäng, boä chænh löu thöù hai bò khoùa kích. Chaúng haïn, ñeå cho doøng ñieän id qua taûi döông, ta kích BCL I vaø khoùa kích BCL II. Ngöôïc laïi, ñeà doøng qua taûi aâm, boä chænh löu 2 ñöôïc ñieàu khieån hoaït ñoäng vaø boä chænh löu thöù nhaát bò khoùa kích. Khi naøo caàn ñoåi chieàu doøng ñieän taûi, ví duï töø döông thaønh aâm, maïch ñieàu khieån taùc ñoäng laøm goùc kích αI ñaït giaù trò cöïc ñaïi laøm quaù trình doøng taûi giaûm nhanh veà 0. Khi doøng taûi trieät tieâu, caû hai boä chænh löu seõ bò khoaù kích. Lyù do, khi doøng qua BCL I vöøa veà 0, khaû naêng daãn ñieän cuûa caùc linh kieän BCL I coøn toàn taïi theâm moät thôøi gian ngaén. Neáu ta cho kích BCL II ngay laäp töùc, hieän töôïng ngaén maïch vôùi doøng ñieän kheùp kín qua BCL I, BCL II coù theå phaùt sinh. Sau khi khoaù xung kích cho caû hai BCL moät thôøi gian vöøa ñuû ñaûm baûo linh kieän cuûa boä chænh löu 1 khoâi phuïc khaû naêng khoùa, BCL II seõ ñöôïc kích ñeå cho doøng ñieän qua taûi aâm, coøn xung kích BCL I vaãn tieáp tuïc bò khoùa. τ Giaûi thích töông töï cho tröôøng hôïp ñaûo chieàu doøng ñieän taûi töø aâm sang döông. Ñeå thöïc hieän ñaûo chieàu doøng ñieän taûi, coù theå söû duïng maïch logic trong sô ñoà hình H2.76. Qui luaät ñieàu khieån rieâng bieät boä chænh löu keùp ñöôïc toùm taét trong baûng B2.1 Khaâu hieäu chænh doøng taûi coù tín hieäu ngoõ ra laø ñieän aùp taûi yeâu caàu. Khoái 1,2 coù chöùc naêng chuyeån yeâu caàu aùp taûi thaønh tín hieäu xung kích vôùi goùc ñieàu khieån 21 ,αα . Boä logic xöû lyù khoùa vaø cho pheùp caùc khoái ñieàu khieån boä chænh löu hoaït ñoäng theo baûng B2.2. Neáu boä chænh löu duøng ñeå caáp nguoàn cho ñoäng cô dc, ñeå taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc haõm taùi sinh traû coâng suaát töø nguoàn veà löôùi, boä chænh löu phaûi ñöôïc thieát keá vôùi ñoä döï tröõ nhaát ñònh veà ñieän aùp ôû cheá ñoä nghòch löu. Ñieàu naøy coù nghóa laø, ñieän aùp cöïc ñaïi khi baét ñaàu cheá ñoä nghòch löu ít nhaát phaûi baèng vôùi ñieän aùp cöïc ñaïi ôû cheá ñoä chænh löu vaø ta coù: M0diMIN0di cos.Ucos.U α−≤α Töø ñoù: >0. MINα Baûng B2.2 Sign(idyc) Id1 Id2 Khoùa xung kích ± >0 0 Kích BCL1, khoùa BCL2 ± 0 >0 Khoùa BCL1, kích BCL2 + 0 0 Khoùa BCL2, 2-81 Ñieän töû coâng suaát 1 Khoùa BCL1 trong thôøi gian τ - 0 0 Khoùa BCL1, Khoùa BCL2 trong thôøi gian τ Heä quaû: Do toàn taïi khoaûng thôøi gian khoaù kích τ neân doøng ñieän taûi bò giaùn ñoaïn (xem hình H2.77). Tính chaát giaùn ñoaïn cuûa doøng ñieän laøm ñaëc tính ñieàu khieån cuûa boä chænh löu trôû thaønh phi tuyeán vaø tính ñoäng hoïc cuûa heä thoáng vì theá khoâng cao. Vôùi linh kieän coù thôøi gian khoâi phuïc khaû naêng khoùa nhoû, doøng ñieän taûi ñöôïc xem nhö lieân tuïc. Ñeå maïch hoaït ñoäng ñöôïc, ñoøi hoûi phaûi coù caûm bieán doøng ñieän 0 qua taûi. Caùc quaù trình ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi, doøng ñieän qua moãi boä chænh löu ñöôïc veõ minh hoaï treân hình H2.77 cho tröôøng hôïp ñieàu khieån rieâng bieät. b. Phöông phaùp ñieàu khieån ñoàng thôøiû Caáu taïo cuûa boä chænh löu keùp theo phöông phaùp ñieàu khieån ñoàng thôøi phöùc taïp hôn vì phaûi trang bò caùc cuoän khaùng caân baèng (xem hình H2.79). Sô ñoà maïch moâ taû nguyeân lyù ñieàu khieån ñöôïc veõ treân hình H2.78 . Khoái 1 vaø 2 chuyeån yeâu caàu doøng ñieän taûi thaønh yeâu caàu doøng ñieän cuûa töøng nhaùnh boä chænh löu. Tín hieäu ioyc laøm taêng theâm doøng ñieän yeâu caàu qua moãi nhaùnh chænh löu vôùi ñoä lôùn doøng taêng baèng doøng caân baèng 2-82 Ñieän töû coâng suaát 1 Theo nguyeân lyù, caùc boä chænh löu I vaø II ñeàu ñöôïc ñieàu khieån kích ñoùng. Goïi UdI, UdII laàn löôït laø trò trung bình aùp chænh löu cuûa boä chænh löu I vaø II vaø αI,αII laø caùc goùc ñieàu khieån töông öùng . Ñieàu kieän ñeå khoâng xaûy ra hieän töôïng ngaén maïch kheùp kín qua BLC I, BLC II laø ñieän aùp chænh löu trung bình toång khoâng taïo ñieàu kieän laøm phaùt sinh doøng ñieän moät chieàu ngaén maïch coù chieàu thuaän vôùi chieàu daãn qua caùc boä chænh löu. Töø ñoù: UdI + UdII ≤ 0 2-83 Ñieän töû coâng suaát 1 Giaû thieát doøng qua taûi lieân tuïc: UdI = Ud0.cosαI UdII = Ud0.cosαII ⇒ cosαI + cosαII ≤ 0 ⇒αI + αII ≥ π Trong thöïc teá, tröôøng hôïp ñieàu khieån ñoái xöùng ( töùc αI + αII = π) khoâng ñöôïc aùp duïng vì neáu xeùt caû quaù trình quaù ñoä, doøng ñieän phaùt sinh trong maïch kheùp kín qua caùc BCL coù theå ñaït giaù trò trung bình khaù lôùn. Do ñoù, αI + αII >π ñieàu khieån khoâng ñoái xöùng ñöôïc aùp duïng roäng raõi hôn. Do goùc ñieàu khieån cuûa moãi boä chænh löu bò giôùi haïn ôû caän treân neân: αmax 0 vaø töông töï αIImin > 0 Maëc duø, thoaû maõn ñieàu kieän veà trò trung bình cuûa ñieän aùp chænh löu: UdI +UdII<0, doøng ñieän ngaén maïch moät chieàu phaùt sinh trong maïch BCL I, BCL II bò khöû boû. Nhöng söï khaùc bieät giöõa caùc giaù trò töùc thôøi cuûa ñieän aùp chænh löu udI, udII seõ taùc 2-84 Ñieän töû coâng suaát 1 ñoäng gaây ra doøng ñieän caân baèng io trong maïch. Doøng ñieän caân baèng coù theå ñaït giaù trò khaù lôùn. Ñeå haïn cheá doøng caân baèng, ñaàu ra cuûa moãi BCL ñöôïc maéc noái tieáp vôùi cuoän khaùng caân baèng vôùi nhieäm vuï haïn cheá bieân ñoä doøng caân baèng treân. (hình H2.78) Öu ñieåm cuûa phöông phaùp ñieàu khieån vôùi doøng ñieän caân baèng laø doøng ñieän taûi lieân tuïc. Do ñoù, ñem laïi caùc tính chaát ñoäng hoïc cao cho heä thoáng ñieàu khieån. Maïch ñieàu khieån khoâng caàn boä caûm bieán doøng ñieän baèng 0. Ñieàu baát lôïi laø maïch chöùa caùc cuoän khaùng caân baèng laøm taêng theâm kích thöôùc cuõng nhö khoái löôïng maïch ñoäng löïc. Ngoaøi ra, caùc cuoän khaùng tieâu thuï coâng suaát aûo laøm cho vieäc ñònh möùc maïch nguoàn bò taêng leân vaø heä soá coâng suaát bò giaûm. Moät trong caùc sô ñoà ñieàu khieån boä chænh löu keùp theo phöông phaùp ñieàu khieån ñoàng thôøi ñöôïc veõ minh hoïa treân hình H2.78, trong ñoù söû duïng khaû naêng ñieàu chænh ñoä lôùn doøng ñieän caân baèng. Caùc quaù trình ñieän aùp vaø doøng ñieän taûi, doøng ñieän qua töøng boä chænh löu trong tröôøng hôïp ñieàu khieån ñoàng thôøi ñöôïc veõ minh hoaï treân hình H2.80. Boä chænh löu keùp goàm hai boä chænh löu maïch tia 3 pha maéc ñoái song. Tín hieäu doøng ñieän taûi yeâu caàu idyc sau khi qua caùc maïch chuyeån ñoåi thaønh tín hieäu doøng yeâu caàu cuûa töøng boä chænh löu. Doøng ñieän qua moãi boä chænh löu seõ ñöôïc ñieàu chænh baèng doøng ñieän qua taûi coäng vôùi doøng ñieän caân baèng. Doøng ñieän caân baèng yeâu caàu ñöôïc thieát laäp töø maïch ngoaøi. 2-85 Ñieän töû coâng suaát 1 Ví duï 2.30: Boä chænh löu keùp goàm hai maïch tia maéc thaønh daïng ñoái song vaø ñieàu khieån ñoàng thôøi sao cho goùc ñieàu khieån α1,α2 cuûa hai boä chænh löu thoûa maõn ñieàu kieän α1+α2= α12 >π. Xung raêng cöa cuûa caùc boä chænh löu thay ñoåi trong khoaûng (-12V ; +12V ). Ñieän aùp ñieàu khieån cho caùc boä chænh löu laàn löôït laø udk1vaø udk2 a/- Doøng qua boä chænh löu thöù nhaát lieân tuïc udk1= 9V vaø udk2 = -10V. Tính α12 b/- Cho bieát α1+α2 = 6 7π , α1= 3 π . Tính udk1,udk2 vaø trò trung bình ñieän aùp taûi. Cho bieát doøng ñieän taûi qua boä chænh löu thöù hai lieân tuïc. Giaûi: a.- Ta coù: ( ) ][,,. ][... ][.. rad radu radu dk dk 272304161 12 11 8 12 11 212 1012 212 12 8212 912 212 12 2112 2 2 1 1 ==+=+= =−−=−= =−=−= πππααα πππα πππα b/- ]rad[ 6 5 36 7],rad[ 3 21 π=π−π=απ=α ]V[4 3 .2412.2412u 11dk =ππ−=απ−= ]V[8 6 5.2412.2412u 22dk −=ππ−=απ−= ( ) ( ) 222dd cos.U.2 63UU απ−=α−=α ]V[828,222 6 5cos.220. 2 63 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ π π−= 2-86
File đính kèm:
- giao_trinh_dien_tu_cong_suat_1.pdf