Điện tử công suất - CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN pps

Điện tử công suất - CHỈNH
LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN
CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN
Là thiết bị biến đổi điện áp xoay
chiều thành một chiều
1.1. Chỉnh lưu nguồn một pha
1.1.1. Mạch chỉnh lưu bán kỳ
1.1.1.1. Tải RL
u
d
u
2
T
L
R
u
1
+
-
u
2

U
m
0
-U
m
π
2π
θ
i
G
α
0
θ
u
d
0
λ
’
λ
0
’
2π
θ
i
d
α
λ
θ
u
T

θ
• Góc α là góc mở.
• λ là góc tắt dòng
θsinU2u
22

θ = ωt
Mạch chỉnh lưu bán kỳ - Tải RL
• Phương trình mạch tải:
u
d
+ e
L
= Ri
d
dt
di
LRiu
dd

Mạch chỉnh lưu bán kỳ - Tải RL
• Do tình cảm kháng nên đường cong dòng
điện i
d
kéo dài ra ngoài π ,khi mà u
2
đã
chuyển sang nửa chu kỳ âm .
• Nếu chuyển góc tọa độ từ O sang O’ ,
ứng với thời điểm cấp xung điều khiển mở

SCR
 
αθsinU2u
2d

Mạch chỉnh lưu bán kỳ - Tải RL
ta có phương trình:
• Chia hai vế cho L, đặt , ta có:
 
αθsinU2Ri
dt
di
L
2d
d

L
R
a 
 
αθsin
L
U2
ai
dt
di
2
d
d


Mạch chỉnh lưu bán kỳ - Tải RL
• Dùng phép biến đổi Laplace, qua vài phép
biến đổi ,ta nhận đươc:
   













tg
d
e
Z
U
i sinsin
2
2
Mạch chỉnh lưu bán kỳ - Tải RL
• Trong biểu thức trên θ = 0 tại góc tọa độ O’.
• Khi θ = λ’ (tính từ góc toạ độ O’ ) thì i
d
= 0,

nên ta có quan hệ sau:
(pt siêu việt)
 
 
φtg
λ
'
'
eφαsinφαλsin


Mạch chỉnh lưu bán kỳ - Tải RL
• Nếu tính gốc tắt dòng từ gốc toạ độ O , ký
hiệu λ = λ’ + α ta có biểu thức :
   
 
φtg
αλ
eφαsinφλsin



Mạch chỉnh lưu bán kỳ - Tải RL
• Xác định trị trung bình điện áp trên tải:
• Nếu tích phân hai vế từ O → λ’ , đồng thời
ghi nhận rằng id = 0 khi θ = 0 và θ = λ’ ta
có:
 
αθsinU2Ri
θd

di
X
2d
d

 


''
λ
0
2
λ
0
d
0
0
d
θdαθsinU2θdRiXdi
Mạch chỉnh lưu bán kỳ - Tải RL
• Chia hai vế cho 2π, ta có :
RI
d
= U
d
 
 

' '
λ

0
λ
0
2d
θdαθsinU2
π2
1
θdi
π2
R
Mạch chỉnh lưu bán kỳ - Tải RL
• Trong đó:
 
 
 
αλcosαcos
π2
U2
U
θdαθsinU2
π2
1
U
'
2
d
λ
0
2d
'




Mạch chỉnh lưu bán kỳ - Tải RL
• Trị trung bình dòng qua tải:
R
U
I
d
d

1.1. Chỉnh lưu nguồn một pha
1.1.2. Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ
1.1.2.1. Tải RL
u
d
u
21
T
1
L
R
u
1
u
22
T
2
+
• α :góc mở dòng

• λ = π + α : góc tắt dòng
• θ = ωt
u
2
U
m
0
-U
m
π
2π
θ
u
21
u
22
i
G
α
0
θ
π+α
u
d
0
α
λ
0
’
2π

θ
i
d
α
π+α
θ
Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ - Tải RL
• Nếu X
L
>> R nên i
d
là dòng liên tục.
• Dòng i
d
có cùng một giá trị I
o
khi:
θ = α và θ = π + α
• Xác định trị trung bình điện áp trên tải.
• Khi T
1
dẫn cho dòng chảy qua tải , ta có
phương trình:
Ldd
eRiu 
θd
di
XRiθsinU2
d
d2


Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ - Tải RL
• Lấy tích phân hai vế từ α  π + α và chia
cho π , ta có :
U
d
= RI
d



o
o
I
I
d
απ
α
d
απ
α
2
di
π
X
θdi
π
R
θdθsinU2
π

1
Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ - Tải RL
• Trong đó
• Trị trung bình dòng qua tải



απ
α
2d
θdθsinU2
π
1
U
αcos
π
U22
U
2
d

R
U
I
d
d

Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ - Tải RL
1.1.2.2. Tải RLE
• Khi T

1
dẫn ta có phương trình :
• Dòng i
d
có thể là dòng gián đoạn , cũng
có thể là dòng liên tục điều đó tùy thuộc
vào giá trị của E, φ và α.
θd
di
XERiθsinU2u
d2d

Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ - Tải RL
u
2
U
m
0
-U
m
π
2π
θ
u
21
u
22
i
G
α

0
θ
π+α
u
d
0
α
λ
0
’
2π
θ
i
d
α
π+α
θ
E
u
d
0
α
λ
0
’
2π
θ
i
d
α

π+α
θ
u
2
U
m
0
-U
m
π
2π
θ
u
21
u
22
i
G
α
0
θ
π+α
Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ - Tải RL
• Xác định trị trung bình điện áp trên tải.
• Lấy tích phân hai vế từ α → λ và chia
cho π , ta có :


λ
α

d
λ
α
λ
α
d
λ
α
2
di
π
X
θd
π
E
θdi
π
R
θdθsinU2
π
1
Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ - Tải RL
• Nếu i
d
là dòng gián đoạn i
d(α)
=i
d(λ)
= 0
• Nếu i

d
là dòng liên tục i
d(α)
=i
d(π+α)
= I
o
 

λ
α
0
0
dd
0di
π
X
di
π
X
 

λ
α
I
I
dd
0
0
0di

π
X
di
π
X
Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ - Tải RL
• Vậy với cả hai trường hợp (dòng gián
đoạn và dòng liên tục) thì ta có phương
trình như sau:


λ
α
λ
α
d
λ
α
2
θd
π
E
θdi
π
R
θdθsin
π
U2
 
αλ

π
E
RIU
dd

Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ - Tải RL
• Trong đó:
 
λcosαcos
π
U2
U
2
d

   
αλ
Rπ
E
λcosαcos
Rπ
U2
I
2
d

Dòng gián đoạn