thiết kế và thi công mô hình mạch kích THYRISTOR trong thiết bị chỉnh lưu có điều khiển, chương 6 doc

Chương 6: Các thông số của mạch
- Giá trò trung bình điện áp chỉnh lưu.

00
)1(
2
2
2
2
2











u
u
u
uu
m
do
m
mdo
thìKhi
CosttdSin

- Điện áp ngược lớn nhất trên mỗi Thyristor và Diod.
u
ngmax
= u
2m
- Hệ số nhấp nhô điện áp chỉnh lưu.
K = ( u
dmax
- u
dmin
)/2u
do
Theo đường cong H.II.5.b thì:
u
dmin
= 0
u
dmax
= u
2m
khi  =<  /2
u
dmax
= u
2m
Sin , khi  >  /2
)cos1(2
)cos1(
2
2/

)cos1(2
)cos1(
2
2/
2
2
2
2



















Sin
Sin
Kthikhi

Kthikhi
u
u
u
u
m
m
m
m


- Giá trò trung bình dòng điện qua phụ tải.
Giả thiết phụ tải là điện cảm L rất lớn và dòng điên qua phụ
tải i
d
có trò số không đổi i
d
= I
d
.
Do năng lượng tiêu thụ trong trong điện cảm L trong một chu
kỳ là bằng 0 và năng lượng tiêu thụ trong phụ tải trong một chu
kỳ là:
Wt = R I
2
d
T
Với T là chu kỳ điện áp.
Còn năng lượng nguồn cung cấp cho phụ tải trong một chu kỳ:
dtWn

iu
dd






2
Khi thay i
d
= I
d
= const, ta có:
dtIdWn
u
d






2
Hai năng lượng Wt và Wn phải bằng nhau:
dtIddtR
u
I
d
d







2
2
Nhân hai vế phương trình cho , thay T = 2, u
d
= u
2m
Sin
t;

R
R
ttdSin
R
tdtSinIdR
uu
u
I
u
I
dom
m
d
m
d





)cos1(
1
22
2
2
2
2










- Dòng điện trung bình qua mỗi Thyristor (I
T
)
Vì T
1
dẫn trong khoảng  =< t =< 
T'
1
dẫn trong khoảng  +  =< t =< 2

Khi Thyristor mở, dòng qua nó chính là dòng qua phụ tải.
i
d
= I
d
= const




2/)(
2
1


III
ddT
td
Dòng điện trung bình qua mỗi Diod
0 =<
t =< , D'
2
mở
 =<  =< 2
Khi Diod mở dòng qua nó chính là dòng qua phụ tải:



2/)(
2

1
0



III
ddD
td
Trò số hiệu dụng của dòng điện thứ cấp Máy Biến Áp ( MBA)
I
2
Dòng điện chỉ qua cuộn dây thứ cấp trong thời gian T
1
mở (
=< t =< ) và T'
1
mở ( =< t =< 2)
Trò số dòng thứ cấp chính là dòng qua phụ tải i
d
= I
d
= const.









1/)(
2
2
1
2
II
I
I
dd
td
d
Công suất MBA:








 1)
cos1
(
2
1
2
2
22
2
22

R
u
I
u
I
uS
m
d
m
Hệ số công suất của mạch thứ cấp:
)
1
1
(
2
1
2
)1(
1
2
2
2
2
2
2




















Cos
Cos
Id
Cos
u
u
u
I
u
S
P
m
m
m
d
dod

IV. Mạch chỉnh lưu ba pha hình tia dùng Thyristor:
1. Sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động:
H.II.6a H.II.6b
Để điều khiển các Thyristor T
1
,T
2
,T
3
người ta đưa ra các xung
dòng điều khiển i
G1
, i
G2
, i
G3
,. Các xung điều khiển này có cùng
chu kỳ với các điện áp thứ cấp U
1
, U
2
, U
3
của máy biến áp
nguồn ba pha. Thứ tự phát các xung điều khiển là i
G1
đến i
G2
đến
i

G3
cách nhau một góc pha 2/3.
Vậy trong mỗi chu kỳ tại góc pha

1
=  +  / 6, T
1
mở vì i
G1
và u
1
lớn nhất.
Tại góc pha

2
=  + /6 + 2/3, T
2
mở vì i
G2
và u
2
lớn nhất.
Tại góc pha

3
=  + /6 + 4/3, T
3
mở vì i
G3
và u

3
lớn nhất.
Khi một Thyristor mở thì hai Thyristor khác lại khoá.
- Trong khoảng 
1
=< t =< 
2
thì T
1
mở, dòng điện đi từ A
qua T
1
đến M qua phụ tải đến N về điểm 0. Áp trên hai đầu phụ
tải là:
ud = u
1
,
u
T1
= 0 (áp trên Thyristor T
1
-Trong khoảng 
2
=< t =< 
3
thì T
2
mở, dòng điện đi từ B
qua T
2

đến M qua phụ tải đến N về điểm 0. Áp trên hai đầu phụ
tải:
u
d
= u
2
Sự mở của T
2
làm cho u
M
= u
B
và áp trên T
1
là:
u
T1
= u
A
- u
M
= u
A
- u
B
= u
1
- u
2
= u

12
-Trong khoảng thời gian 
3
=< t =< 
4
thì T
3
mở, dòng
điện đi từ điểm C qua T
3
đến M qua phụ tải đến N về điểm O:
Áp trên hai đầu phụ tải là: u
d
= u
3
Sự mở T
3
làm cho u
M
= u
C
và áp trên T
1
là :
u
T1
= u
A
- u
M

= u
A
- u
C
= u
1
- u
3
= u
13
.
2. Các thông số mạch:
- Giá trò trung bình của điện áp chỉnh lưu:












CosttdSinttdSin
uuuu
mmmdo
2
33

2
3
2
3
6
5
6
1
2




u
m
biên độ điện áp thứ cấp một pha.
- Điện áp ngược trên mỗi Thyristor
uu
mng
3
max

- Hệ số nhấp nhô điện áp chỉnh lưu

u
uu
do
dd
K
2

minmax


-Khi  <  / 3 thì u
dmax
= u
m
u
dmin
= u
m
sin
2
= u
m
Sin (5 /6 +  ) = u
m
Cos(  /3 +  )
-Khi
 / 3 =<  =<  /2 thì:
u
dmax
= u
m
Sin ( / 6+  ) = u
m
Cos( -  /3)
u
dmin
= u

m
sin
2
= u
m
Cos(  /3 + )
Như vậy với 0 =<
 =<  /3 thì:
)
)
3
cos(1
(
33
2
36
)
3
cos(








Cos
Cos
K

u
uu
m
mm




Còn với /3 =<  =< /2 thì:














tag
Cos
Cos
K
u
u
m

m
3
)
)
3
cos()
3
cos(
(
33
2
36
)
3
cos()
3
cos(





-Giá trò trung bình dòng điện phụ tải


Cos
R
R
u
u

I
m
do
d
2
33

- Giá trò trung bình i
o
, giá trò hiệu dụng I, giá trò cực đại i
max
của dòng điện qua mỗi Thyristor:
i
o
= I
d
/ 3
I = I
d
/ 3
i
max
= I
d
- Trò số hiệu dụng của dòng điện thứ cấp I
2,
và công suất của
MBA S
2
Vì dòng điện thứ cấp mỗi pha là dòng điện qua Thyristor trên

pha đó. Do đó:
R
Cos
Cos
R
u
u
u
I
u
I
S
I
I
m
m
d
m
d




22
9
32
33
2
3
32

33
3
2
2
2
2
2


- Hệ số công suất của mạch thứ cấp:





Cos
Cos
S
Cos
u
u
I
u
I
u
P
m
m
d
m

d
dod
2
23
6
3
2
33
6
3
2
