Bài giảng Điện tử công suất _ Chương 2 docx

Bài giảng Điện tử công suất
Chương 2 THIẾT BỊ CHỈNH LƯU
2.1. Các khái niệm cơ bản
• Chỉnh lưu là biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành năng lượng điện 1
chiều
• Các bộ chỉnh lưu thường dùng là các phần tử bán dẫn công suất (điôt,
tranzitor, tiristor…). Tùy theo thiết bị chỉnh lưu mà người ta phân thành:
* Chỉnh lưu không điều khiển (dùng điôt)
* Chỉnh lưu có điều khiển (dùng tiristor)
• Để chỉnh lưu tín hiệu công suất nhỏ thường dùng bộ chỉnh lưu 1 pha và
chỉnh lưu tín hiệu công suất lớn thường dùng bộ chỉnh lưu 3 pha. Điện áp
và dòng điện sau chỉnh lưu có chiều không thay đổi nhưng vẫn dao động
về trị số, để hạn chế dao động thường người ta cho qua bộ lọc
• Sơ đồ khối
2.2. Chỉnh lưu một pha
2.2.1 Chỉnh lưu một pha không điều khiển
a) Sơ đồ hình tia:
Error: Reference source not found
* Nguyên lý:
- Trong khoảng 0
π÷
:
- Trong khoảng
π÷π
2
:
+ Tải trở: u
d

↑
, i

d
↑
(i
d
=
R
u
d
) và ngược lại
Trang 8
Đ
1
Đ
2
Z
U
1
U
22
U
21
i
d
u
d
U
21
U
22
u,i

2
θ
π
0
Tín hiệu
vào XC
bộ chỉnh
lưu
bộ lọc
ra 1C
Tín hiệu
Tín hiệu
ra
1C còn dao
động
u
21
=
θ=ω sinV.2tsinV.2
22
u
22
=-
θ−=ω sinV.2tsinV.2
22
Bài giảng Điện tử công suất
+ Tải trở kháng: u
d
↑
, i

d
tăng chậm hơn

+ Tải có nguồn:
u
d
= i.R+ E
→
i=
R
Eu
d
−
Trong khoảng từ 0 <
θ
<
π
dòng chỉ xuất hiện khi u
d
>E
- Giá trị trung bình của điện áp tải:
U
d
=
2
0
2
0
d
2

0
d
V
22
dsinV2
2
2
du
2
2
du
2
1
π
=θθ
π
=θ
π
=θ
π
∫∫∫
πππ
- Giá trị trung bình của dòng tải:
* Tải R: I
d
=
R
U
d
* Tải R+E: I

d
=
R
EU
d
−
- Giá trị trung bình của dòng qua điôt:
I
D1
= I
D2
=
2
d
I
- Giá trị dòng điện tức thời qua Điôt:
i
D1
=
θ
π
θ
sin
2R
sin2
221
d
I
V
R

u
==
- Giá trị hiệu dụng dòng điện trong cuộn thứ cấp MBA
I
2
=
d
d
T
Id
I
di
T 4
)
2
sin
(
2
11
0
2
0
2
2
π
θ
θπ
π
θ
π

==
∫∫
=
2
2m
I
- Giá trị hiệu dụng của dòng sơ cấp biến áp
I
1
=
ba
m
k
I
2
2
=
22
I
k
1
d
ba
π

Trang 9
θ
i
d
u

d
U
21
U
22
u,i
2
π
0
i
d
R
E
u
d
+
-
i
d
u
d
U
21
U
22
u,i
2
π
0
E

Bài giảng Điện tử công suất
- Công suất cuộn dây thứ cấp:
S
2
= 2.V
2
.I
2
= 2.
dd
IU
4
22
ππ
= 1.74P
d
- Công suất cuộn dây sơ cấp:
S
1
= V
1
.I
1
= k
ba
d
ba
d
I
k

U
2222
ππ
= 1.23P
d
- Công suất máy biến áp:
S
ba
= (S
1
+S
2
)/2 = 1.48P
d
* Nhận xét:
- Để đảm bảo công suất tải là P
d
thì công suất lắp đặt của MBA lớn gấp 1.48 lần.
- Dòng điện qua 1 pha bằng ½ dòng tải, điện áp ngược gấp 2 lần biên độ nên sơ
đồ hình tia dùng trong trường hợp tải có dòng lớn và điện áp thấp
b) Sơ đồ hình cầu:
* Nguyên lý:
+ Xét tải thuần trở:
- Điện áp chỉnh lưu trung bình:
U
d
=
∫
π
π

=θθ
π
0
m2
m2
U2
dsinU
1
- Dòng trung bình qua điôt bằng:
I
D
=
2
I
d
- Điện áp ngược lớn nhất trên điôt
U
ngmax
= U
2m
=
2
U
2
- Giá trị hiệu dụng của dòng sơ cấp biến áp
I
1
=
ba
2

k
I
=
22
I
k
1
d
ba
π
(với I
2
được xác định như trên)
- Công suất máy biến áp:
S
ba
= (S
1
+S
2
)/2 = V
2
I
2
=
dd
IU
2222
ππ
=1.23P

d
(bỏ qua tỉ số biến áp, dòng sơ và thứ cấp đều có dạng sin nên S
1
= S
2
)
Trang 10
Đ
3
Đ
4
i
d
Z
Đ
2
Đ
1
A
B
u
2
i
2
u
1
u
d
Bài giảng Điện tử công suất
* Đồ thị dòng điện, điện áp

* Nhận xét:
- Sơ đồ cầu dùng MBA tốt hơn sơ đồ hình tia vì công suất lắp đặt MBA chỉ hơn
công suất chỉnh lưu 1.23 lần
- Sơ đồ cầu phù hợp với tải có dòng nhỏ, điện áp cao vì điện áp ngược mỗi điôt
phải chịu chỉ bằng biên độ của áp nguồn.
- Tuy nhiên tổn thất công suất và điện áp trong sơ đồ cầu lớn hơn sơ đồ hình tia.
2.2.2 Chỉnh lưu 1 pha có điều khiển
Trang 11
T
2
U
U
22
R
L
U
21
T
1
u
i
u
θ
θ
θ
θ
u
D1
θ
π 2π

0
0
i
D1
,i
D3
i
D2
,i
D4
0
i
1
0
0
u
2
u
ng.max
i
d
u
d
u
2
Bài giảng Điện tử công suất
a) Sơ đồ hình tia:
Error: Reference source not found
* Nguyên lý:
T

1
, T
2
được điều khiển bằng i
G1
, i
G2
với i
G1
chậm sau u
21
một góc
α
i
G2
chậm sau i
G1
một góc
α+π

Để i
d
liên tục thì điều kiện là:
ϕ<α
với
R
L
arctg
ω
=ϕ

b) Sơ đồ hình cầu:
Error: Reference source not found
Các xung điều khiển i
G1
, i
G3
xuất hiện sau u
2
một góc
α
i
G2
, i
G4
xuất hiện sau u
2
một góc
α+π
* Nguyên lý:
- Trong khoảng
0u0
2
>→π÷
T
1
, T
3
phân cực thuận
- Trong khoảng
→π÷π 2

u
2
< 0 T
2
, T
4
phân cực thuận
+ Tải trở:
+ Tải trở kháng: do có cuộn dây L nên i
d
tăng hay giảm chậm hơn so với
u
d
.
Trang 12
T
3
T
4
i
d
Z
T
2
T
1
A
B
u
2

i
2
u
1
u
d
u
d
,i
d
u
d
i
d
i
G1
,i
G3
i
G2
,i
G4
i
G
θ
α
π+α
θ
Bài giảng Điện tử công suất
Để i

d
liên tục thì T
1
, T
3
chưa tắt phải kích mở T
2
, T
4
* i
d
được xác định theo phương trình:
L
tsinURi
dt
di
m2d
ω=+
- Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu
U
d
=
α
π
=θθ
π
∫
π+α
α
cosU

2
dsinU
2
2
m2m2
Khi thay đổi
α
từ
2
0
π
÷
có thể điều khiển U
d
từ
0U
2
m2
→
π
* Đồ thị dòng điện và điện áp trên tải:
* Hiện tượng trùng dẫn:
Do cuộn dây thứ cấp của máy biến áp, tại
α=θ
dòng qua T
2
,T
4
chưa giảm
đến 0 nên các T

2
, T
4
vẫn mở. Đồng thời tại vị trí này T
1
, T
3
phân cực thuận và có
tín hiệu điều khiển
→
các Ti mở. Cả 4 Ti cùng mở gọi là hiện tượng trùng dẫn,
khi có hiện tượng trùng dẫn
→
U
d
= 0 bắt đầu từ
α=θ
đến khi i
T2
, i
T4
giảm đến 0
tại
µ+α=θ
+ Chứng minh u
d
= 0
+ T
1
, T

2
cùng mở 2 nguồn u
21
, u
22
nối lại với nhau
+ i
1
+ i
2
= I
d
= const
+ Quá trình chuyển mạch từ T
1
sang T
2
Gọi i
c
là dòng chuyển mạch (dòng ngắn mạch), u
c
là điện áp ngắn mạch
Trang 13
α+π
θ
u
d
, i
d
u

d
i
d
θ
α
α
i
G2
,i
G4
i
G
i
G1
,i
G3
θ
α + θ
Bài giảng Điện tử công suất
u
c
= u
22
– u
21
= 2L
c
di
c
/dt

= 2
θ
sin2
2
U
= 2X
c
di
c
/dθ
i
c
=
))cos((cos
2
2
µαα
+−
c
X
U

Kết thúc quá trình chuyển mạch i
1
= 0, i
2
= I
d
cosα-cos(α+µ) = X
c

I
d
/
2
2U
+ Giá trị trung bình U
d
↓
một lượng
µ
∆U
:
µ
∆U
=
π
=µ+α−α
π
=ωω
π
∫
µ+α
α
dc
m2
m2
IX2
)]cos([cos
U
ttdsinU

1
2.3 Chỉnh lưu ba pha hình tia
2.3.1 Chỉnh lưu ba pha hình tia không điều khiển
* Sơ đồ:
Error: Reference source not found
* Nguyên lý:
Để có dòng qua tải thì u
2
> E
Dòng qua tải liên tục khi E <
2
U2
2
Trang 14
U
2a
U
2b
D
1
D
2
D
3
i
D1
i
D3
N
i

D2
M
A
B
U
2c
C
R L
E
i
d
u
d
U
21
U
22
u
2
θ
π
0
µ
µ
Điện áp các pha thứ cấp biến áp
u
2a
=
θsinU2
2

u
2b
=
)
3
2
sin(U2
2
π
−θ
u
2c
=
)
3
4
sin(U2
m2
π
−θ
T
1
i
d
µ+α
T
2
T
2
θ

u
2a
u
2b
u
2c
Đ
1
u
θ
Đ
2
Đ
3
0
E
u
d
2π
θ
Bài giảng Điện tử công suất
6
5
6
π
<θ<
π
: Đ
1
mở

6
9
6
5 π
<θ<
π
: Đ
2
mở
6
13
6
9 π
<θ<
π
: Đ
3
mở
Trong một chu kỳ u
d
gồm các chỏm hình sin
+ Giá trị trung bình của điện áp tải, dòng tải
U
d
=
π
=
π
−
π

π
=θθ
π
∫
π
π
2
U3
)
6
5
cos
6
(cosU2
2
3
dsinU2
2
3
m
6
5
6
22
I
d
=
R
U
d

Nếu có E thì: I
d
=
R
EU
d
−
+ Điện áp ngược cực đại trên mỗi điôt U
ngmax
u
D1
= u
2a
- u
2b
= U
m
sin
tω
- U
m
sin
)120t( −ω
= U
m
.2.cos(2
tω
-120
o
).sin(120

o
) =
)120t2cos(U3
m
−ω
U
D1max
=
m
U3
+ Giá trị trung bình dòng chảy trong điôt:
I
D
=
3
I
d
+ Giá trị hiệu dụng qua cuộn sơ cấp MBA
I
2
=
∫
π
θ
π
2
0
2
2
2

1
di
=
3
2
1
6/5
6/
2
d
d
I
dI =
∫
π
π
θ
π
+ Công suất MBA
S = (S
1
+ S
2
)/2
S
1
= 3U
1
I
1

= 1.209P
d
, S
2
= 3U
2
I
2
= 1.481P
d
Trang 15
Bài giảng Điện tử công suất
2.3.2 Chỉnh lưu ba pha hình tia có điều khiển
* Sơ đồ:
Error: Reference source not found
* Nguyên lý:
i
G1
, i
G2
, i
G3
các xung điều khiển cách nhau
3
2π
Trong mỗi chu kỳ tại góc pha
6
1
π
+α=θ

, T
1
mở
3
2
6
2
π
+
π
+α=θ
, T
2
mở
3
4
6
3
π
+
π
+α=θ
, T
3
mở
do trong mạch tải có L nên i
d
liên tục
* Giá trị trung bình điện áp, dòng điện
U

d
=
α
π
=θθ
π
∫
α+
π
α+
π
cosU
2
63
dsinU2
2
3
2
6
5
6
2
U
d
= U
do
.cos
α

∈

góc điều khiển
α
Khi thay đổi
α
:
o
1800 ÷
thì U
d
thay đổi U
do
0
÷
I
d
=
R
EU
d
−
I
T
= I
d
/3
Tại
1
θ
: T
2

chịu điện áp ngược U
ngc
= U
AB
= U
dây
=
m2
U3
* Đồ thị điện áp tải,và dòng qua các tiristo:
Trang 16
i
d
U
2a
U
2b
T
1
T
2
T
3
i
D1
i
D3
N
i
D2

M
A
B
U
2c
C
R L
E
E
u
d
T
1
T
2
T
3
0
θ
1
π
u
d
θ
2
θ
3
2π
θ
Bài giảng Điện tử công suất

* Trùng dẫn:
Do dòng điện trong cuộn dây L tăng hay giảm chậm hơn so với điện áp
nên các T không thể đóng mở tức thời được, vì vậy có hiện tượng các Ti cùng
dẫn gọi là hiện tượng trùng dẫn. Khi có trùng dẫn tương tự hiện tượng ngắn mạch
2 pha, trong quá trình trùng dẫn điện áp chỉnh lưu bị nhỏ đi
T
1
đang dẫn i
d
= i
T1
, tại
2
θ=θ
cho xung điều khiển mở T
2
cả 2 Tiristor T
1
, T
2
đều
cho dòng chảy qua làm ngắn mạch 2 nguồn e
a
, e
b

+ Điện áp ngắn mạch:
u
n
= e

b
- e
a
= U
2m
sin(
)
3
2π
−θ
- U
2m
sin
θ
= U
2m
.2cos(
)
3
sin()
3
π
−
π
−θ
= -
)
3
cos(U3
m2

π
−θ
+ Dòng điện ngắn mạch xác định theo phương trình:
u
n
= 2X
c
θ
π
−θ−=→
∫
µ+θ
θ
d)
3
cos(3
X2
U
i
dt
di
2
2
c
m2
n
n

Trang 17
u

θ
α
i
G
i
G1
i
G2
i
G3
i
d
θ
θ
T
2
θ
T
3
T
3
T
1
θ
i
T1
i
T2
i
T3

Bài giảng Điện tử công suất
=
)]
3
sin()
3
[sin(
X2
U3
22
c
m2
π
−µ+θ−
π
−θ
i
c
↑↑
i
T2
: T
2
mở hoàn toàn
i
c
↑↓
i
T2
: T

1
đóng
Khi đó i
T2
= i
n
= I’
d
→
m2
d2
22
U3
'IX2
)]
3
sin()
3
[sin( =
π
−µ+θ−
π
−θ
Có hiện tượng trùng dẫn điện áp chỉnh lưu giảm gây sụt áp
µ
∆U
với
X
c
=

ω
C
L
: điện cảm lúc trùng dẫn
+ Điện áp tải U
d
khi trùng dẫn:
e
a
- L
C
dt
di
1T
= u
d
e
b
- L
C
dt
di
2T
= u
d
u
d
=
2
ee

ba
+
i
T1
+ i
T2
= I
d
= const
+ Độ giảm điện áp khi trùng dẫn:
µ
∆U
=
∫∫
µ+θ
θ
µ+θ
θ
θ
π
−θ−
π
=θ
+
−
π
2
2
2
2

d)
3
cos(U3
2
3
d)
2
ee
e(
2
3
m2
ba
b
=
)]
3
sin()
3
[sin(
4
U33
22
m2
π
−µ+θ−
π
−θ
π
=

π2
'IX3
dC
+ Điện áp trên tải khi có hiện tượng trùng dẫn:
U
d
’= U
d
-
µ
∆U
=
π
−α
π 2
IX3
cosU
2
63
dC
2
* Đồ thị U
d
’, i
T
khi có trùng dẫn:
2.4 Chỉnh lưu ba pha hình cầu
2.4.1 Chỉnh lưu 3 pha hình cầu không điều khiển
* Sơ đồ:
Trang 18

N
U
2c
U
2a
U
2b
D
1
D
4
D
3
D
6
D
2
D
5
M
A
B
C
i
d
u
d
E
R
L

0
θ
(e
a
+e
b
)/2
0
θ
θ
2
u’
d
θ
3
θ
1
µ
i
T
i
T3
i
T1
i
T2
Bài giảng Điện tử công suất
Error: Reference source not found * Nguyên lý:
- Bảng tóm tắt hoạt động của sơ đồ:
6

3
6
π
÷
π
: D
1
, D
6
mở, u
d
= u
2a
– u
2b
6
5
6
3 π
÷
π
: D
1
, D
2
mở, u
d
= u
2a
– u

2c
6
7
6
5 π
÷
π
: D
3
, D
2
mở, u
d
= u
2b
– u
2c
6
9
6
7 π
÷
π
: D
3
, D
4
mở, u
d
= u

2b
– u
2a

6
11
6
9 π
÷
π
: D
5
, D
4
mở, u
d
= u
2c
– u
2a

6
13
6
11 π
÷
π
: D
5
, D

6
mở, u
d
= u
2c
– u
2b
+ Điện áp ngược max mà mỗi điôt phải chịu
U
Dm
=
m2
U3
+ Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu:
U
d
=
θ
π
−θ−θ
π
∫
π
π
d])
3
2
sin(UsinU[
2
6

6
3
6
m2m2
=
)]
3
2
6
cos()
3
2
6
3
cos(
6
3
cos
6
[cosU
2
6
m2
π
−
π
−
π
−
π

+
π
−
π
π
=
π
m2
U33
+ Gía trị trung bình của dòng tải:
I
d
=
R
EU
d
R
Eu
2
6
d
6
3
6
d
−
=θ
−
π
∫

π
π
+ Giá trị trung bình dòng chảy trong mỗi điôt
I
D
=
3
I
d
R
Eu
2
2
d
6
3
6
d
=θ
−
π
∫
π
π
* Đồ thị điện áp tải, dòng qua điôt:
Error: Reference source not found
Error: Reference source not found
Trang 19
u
d

0
u
d
E
i
D1
θ
θ
θ
i
D3
i
D5
π/
6
5π/
6
π/
6
9π/
6
12π/
6
5π/
6
9π/
6
θ2ππ
Bài giảng Điện tử công suất
2.4.2. Chỉnh lưu 3 pha hình cầu có điều khiển:

* Sơ đồ:
Error: Reference source not found
Nhóm anôt chung: T
1
, T
3
, T
5
Nhóm catôt chung: T
2
, T
4
, T
6
Với u
2a
= U
2m
sin
tω
u
2b
= U
2m
sin(
tω
-
3
2π
)

u
2c
= U
2m
sin(
tω
-
3
4π
)
* Nguyên lý:
* Bảng tóm tắt hoạt động của sơ đồ:
α+
π
<θ<α+
π
6
3
6
: T
1
, T
6
dẫn
α+
π
<θ<α+
π
6
5

6
3
: T
1
, T
2
dẫn
α+
π
<θ<α+
π
6
7
6
5
: T
3
, T
2
dẫn
α+
π
<θ<α+
π
6
9
6
7
: T
3

, T
4
dẫn
α+
π
<θ<α+
π
6
11
6
9
: T
5
, T
4
dẫn
α+
π
<θ<α+
π
6
13
6
11
: T
5
, T
6
dẫn
* Đồ thị điện áp tải:

Trang 20
N
U
2c
U
2a
U
2b
T
1
T
4
T
3
T
6
T
2
T
5
M
A
B
C
i
d
u
d
R
L

E
u
2a
u
2b
u
2c
u
d
θ
θ
1
θ
2
θ
3
θ
4
0
6
2 4
531
2π
Bài giảng Điện tử công suất
- Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu:
U
d
=
∫
π

θ
π
2
0
d
du
2
1
=
θ
π
−θ−θ
π
∫
α+
π
α+
π
d])
3
2
sin(UsinU[
2
6
6
3
6
m2m2
=
)]

3
2
6
cos()
3
2
6
3
cos()
6
3
cos()
6
[cos(U
2
6
m2
π
−α+
π
−
π
−α+
π
+α+
π
−α+
π
π
=

α
π
cosU
2
36
m2
* Hiện tượng trùng dẫn: Giả thiết T
1
, T
2
đang dẫn dòng
Tại
3
θ=θ
cho xung điều khiển mở T
3
. Do L
C
≠
0, i
T3
không thể tăng đột
ngột từ 0
→
I
d
và i
T1
không thể giảm đột ngột từ I
d

→
0. Nên T
1
, T
2
, T
3
, đều dẫn
dòng, 2 nguồn e
a
, e
b
bị nối ngắn mạch
+ Điện áp ngắn mạch:
u
c
= e
b
– e
a
=
θ−
π
−θ sinU2)
3
2
sin(U2
22
=
)

3
4
cos(U3)
3
sin()
3
cos(U22
m22
π
−θ=
π
−
π
−θ
+ Dòng ngắn mạch i
c
:
u
c
= 2X
c
dt
di
c
i
c
=
)
3
4

sin(
X2
U3
d
X2
u
c
m2
c
c
3
π
−θ=θ
∫
θ
θ
=
)]
3
4
sin()
3
4
[sin(
X2
U3
3
c
m2
π

−θ−
π
−θ
i
c
cùng chiều với i
T3
làm cho i
T3
tăng từ 0 đến I
d
i
c
ngược chiều với i
T1
làm cho i
T1
giảm từ I
d
đến 0
+ Dòng điện chảy trong T
1
, T
3
là:
i
T1
= I
d
- i

c
i
T3
= i
c
→
i
T1
+

i
T3
= I
d
= const
Giả thiết khi
µ+θ=θ
3
→
quá trình trùng dẫn kết thúc: i
T1
= 0
Trang 21
θ
3
θ
Bài giảng Điện tử công suất
i
c
= I

d
→
I
d
=
)]
3
4
sin()
3
4
[sin(
X2
U3
33
c
m2
π
−θ−
π
−µ+θ
Mà
m2
dc
33
U3
IX2
)
3
4

sin()
3
4
sin( =
π
−θ−
π
−µ+θ
+ Hình dạng điện áp trong giai đoạn trùng dẫn:
e
a
- e
c
=
d
1T
c
u
d
di
X2 +
θ
e
b
- e
c
=
d
3T
c

u
d
di
X2 +
θ
→
u
d
=
c
ba
e
2
ee
−
+
Do trùng dẫn nên áp chỉnh lưu giảm đi một lượng
θ+
+
−−
π
=∆
∫
µ+θ
θ
µ
d)e
2
ee
ee(

2
6
U
c
ba
cb
3
3
=
θ
−
π
∫
µ+θ
θ
d
2
ee
2
6
3
3
ab
=
)]
3
4
sin()
3
4

[sin(U
2
33
d)
3
4
cos(U
2
3
2
6
33m2m2
3
3
π
−θ−
π
−µ+θ
π
=θ
π
−θ
π
∫
µ+θ
θ
π
=∆
µ
dc

IX3
U
2.5. Nghịch lưu phụ thuộc và bộ biến đổi kép
2.5.1 Chế độ nghịch lưu phụ thuộc
Ở chế độ chỉnh lưu dòng điện trung bình trên tải I
d
và điện áp trung bình
u
d
luôn cùng chiều, công suất P= U
d
I
d
> 0, với U
d
= U
do
cos
α
(U
do
=
π
m2
U2
: giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu điôt)
Trang 22
µ
µ
α

∆U
µ
(e
c
+e
b
)/2
(e
c
+e
a
)/2
(e
a
+e
b
)/2
Bài giảng Điện tử công suất
khi tăng góc điều khiển
0U0cos
2
d
<→<α→
π
>α
điện áp chỉnh lưu trung bình
đổi dấu Để mạch làm việc có dòng điện liên tục thì: L lớn
E < U
do
< 0

Dòng i
d
chỉ có thể đi theo 1 chiều từ anôt đến catôt của mỗi Ti do đó i
d
và I
d
luôn
luôn dương nên P < 0. Điều này có nghĩa là tải 1 chiều đã trở thành nguồn phát
và công suất truyền ngược từ phía tải về phía nguồn, bộ biến đổi chuyển sang chế
độ nghịch lưu. Ở chế độ nghịch lưu lưới xoay chiều nhận công suất tác dụng từ
phía tải nhưng vẫn tiếp tục cung cấp công suất phản kháng và ảnh hưởng đến
dạng sóng và tần số của điện áp xoay chiều, người ta nói sơ đồ này làm việc ở
chế độ nghịch lưu phụ thuộc “ phụ thuộc tức là phụ tải không thể tự phát ra công
suất 1cách độc lập mà do nhận CSPK của nguồn xoay chiều”
* Điều kiện làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc:
+
2
π
>α
và E < 0
+ Tải là một nguồn phát, sức điện động của tải phải lớn |U
d
|<< E
+ Đảo chiều của tải
* Khi góc
2
π
>α
và E < 0, sơ đồ mạch có dạng như sau:
Error: Reference source not found

2.5.2 Bộ biến đổi kép:
Là bộ biến đổi gồm 2 bộ biến đổi riêng rẽ ghép song song ngược, có thể
đảo chiều dòng điện
* Sơ đồ: gồm 2 bộ biến đổi G
1
, G
2
và cuộn kháng cân bằng L
c
Trang 23
L
R
R
L
E
E
M1
M2
Bài giảng Điện tử công suất
Sơ đồ hình cầu 3 pha kép Sơ đồ hình tia 3 pha kép
* Nguyên lý hoạt động:
- Từng bộ biến đổi có thể làm việc ở chế độ chỉnh lưu hoặc nghịch lưu. Nếu
1
α
là góc mở đối với G
1
,
2
α
là góc mở đối với G

2
, thì sự phối hợp giá trị
1
α
và
2
α
phải thực hiện theo quan hệ:
1
α
+
2
α
= 180
o
Sự phối hợp này gọi là phối hợp
tuyến tính.
- Giả sử cần động cơ quay thuận cho G
1
làm việc ở chế độ chỉnh lưu
o
1
900 ÷=α
,
U
d1
= U
o
cos
1

α
> 0, G
2
làm việc ở chế độ nghịch lưu
2
α
> 90
o
, U
d2
= U
o
cos
2
α
< 0
Cả 2 điện áp đều đặt lên phần ứng động cơ M, M chỉ chạy theo chiều thuận vì
các Tiristo không thể cho dòng chảy từ catôt sang anôt
Khi
1
α
=
2
α
= 90
o
, U
d1
= U
d2

= 0 động cơ ở trạng thái dừng
2.6. Bộ lọc:
Bộ lọc là phần tử trung gian giữa nguồn chỉnh lưu và phụ tải điện 1 chiều nhằm
san phẳng điện áp và dòng điện chỉnh lưu. Đặc tính cơ bản của bộ lọc là cho phép dòng
điện có tần số nào đó thông qua và ngăn trở các dòng điện tần số khác. Trong lĩnh vực
điện tử công suất thường sử dụng 2 bộ lọc:
+ Bộ lọc điện cảm: còn gọi là cuộn kháng san bằng thường sử dụng trong các bộ
chỉnh lưu công suất lớn, do tác dụng san bằng nên giảm được hệ số hình dáng của dòng
điện chỉnh lưu
Error: Reference source not found
Tác dụng lọc sẽ hiệu quả hơn khi dòng điện tải lớn. Khi điện cảm L lớn, dòng điện
qua điện cảm và điện áp ra v
d
là không đổi và có dạng hình chữ nhật, khi L nhỏ, dòng qua
điện cảm có hình nhấp nhô. Nếu điện cảm quá nhỏ, dòng điện giảm đột ngột bằng không
và trở nên không liên tục.
Giá trị điện cảm tối thiểu để duy trì dòng điện một chiều gọi là điện cảm tới hạn L
c
Đối với chỉnh lưu hai nửa chu kỳ : L
c
=
f6
R
π
Đối với chỉnh lưu nhiều pha : L
c
=
f)1m(m3
R
2

−π

Trang 24
v
d
Chỉnh lưu
Rv
L
L
Bài giảng Điện tử công suất
m là tỉ số tần số sóng thấp nhất trên tần số điện áp vào, ví dụ chỉnh lưu 3 pha thì m= 6
+ Bộ lọc tụ điện: san bằng điện áp chỉnh lưu
Error: Reference source not found
- Điện áp trên tụ biến thiên giữa giá trị cực đại U
m
và cực tiểu U
m
- U
r
, khi điện áp
biến thiên nhỏ có thể tính gần đúng :
U
r
=
RCf
U
r
m
với f
r

là tần số nhấp nhô của điện áp chỉnh lưu
- Trị trung bình của điện áp chỉnh lưu :
U
d
= U
m
(1-
RCf2
1
r
)
Trang 25
L
R
C
Chỉnh
lưu
v
L
v
d