Đồ án thiết kế mạch chỉnh lưu cho động cơ điện một chiều

Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
LỜI NÓI ĐẦU
Điện tử công suất là lĩnh vực kĩ thuật hiện đại, nghiên cứu ứng dụng của các linh
kiện bán dẫn công suất làm việc ở chế độ chuyển mạch và quá trình biến đổi điện năng.
Ngày nay, không riêng gì ở các nước phát triển, ngay cả ở nước ta các thiết bị bán
dẫn đã và đang thâm nhập vào các ngành công nghiệp và cả trong lĩnh vực sinh hoạt. Các
xí nghiệp, nhà máy như: xi măng, thủy điện, giấy, đường, dệt… đang được sử dụng ngày
càng nhiều những thành tựu của công nghiệp điện tử nói chung và điện tử công suất nói
riêng. Đó là những minh chứng cho sự phát riển của nghành công nghiệp này.
Với mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngày càng có nhiều xí nghiệp
mới, dây chuyền mới sử dụng kĩ thuật cao đòi hỏi cán bộ kĩ thuật và kĩ sư điện những
kiến thức về điện tử công suất. Cũng vì lý do đó, trong học kì này em được nhận đồ án
điện tử công suất về đề tài: “THIẾT KẾ CHỈNH LƯU HÌNH TIA BA PHA – ĐỘNG CƠ
ĐIỆN MỘT CHIỀU CÓ ĐẢO CHIỀU”.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy Chu Đức Toàn đã
tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án.
Mặc dù đã cố gắng dành nhiều công sức cũng như thời gian nhưng cũng không tránh
khỏi sai sót, em mong được sự góp ý và chỉ bảo của thầy cô trong khoa.
Sinh viên thực hiện:
Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
1
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
Mục lục
CHương 1: Tổng quan về động cơ điện 1 chiều và các phương pháp điều chỉnh tốc độ
động cơ bằng cách thay đổi điện áp.
Chương 2: Thiết kế bộ chỉnh lưu.
Chương 3: Thiết kế mạch điều khiển.
Chương 4: Tính chọn thiết bị.
Chương 5: Mô phỏng.
Kết luận

Tài liệu tham khảo
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
2
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU VÀ CÁC
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ BẰNG
CÁCH THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP
Trong nền sản xuất hiện đại, máy điện một chiều vấn được coi là một loại máy quan
trọng. Nó có thể dùng làm động cơ điện, máy phát điện hay dùng trong những điều kiện
làm việc khác.
Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vầy máy được dùng
nhiều trong những nghành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép,
hầm mỏ hay giao thông vận tải….
1. Tổng quan về động cơ điện một chiều.
1.1. Phân loại:
Động cơ điện một chiều chia là nhiều lại tùy theo sự bố trí của cuộn kích từ:
-Động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
- Động cơ điện một chiều kích từ song song.
- Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp.
- Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp.
1.2.Ưu nhược điểm của động cơ một chiều.
- Ưu điểm:
• Có nhiều phương pháp điều chỉnh tốc độ.
• Có nhiều phương pháp hãm tốc độ.
- Nhược điểm:
• Tốn nhiều kim loại màu.
• Chế tạo, bảo quản khó khăn.
• Giá thành đắt hơn máy điện khác.
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.

3
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
1.3. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động.
HÌnh1.1:Sơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
2.Đặc tính cơ của máy điện một chiều.
Quan hệ giữa tốc độ và mômen động cơ được gọi là đặc tính cơ của động cơ. w =
f(M) hoặc n = f(M).
Quan hệ giữa tốc độ và mômen của máy sản xuất gọi là đặc tính cơ của máy sản
xuất. w
c
= f(M
c
) hoặc n
c
= f(M
c
).
Ngoài đặc tính cơ, đối với động cơ điện một chiều người ta còn sử dụng đặc tính cơ
điện. Đặc tính cơ điện biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ và dòng điện trong mạch động
cơ: w = f(I) hoặc n =f(I).
2.1 .Phương trình đặc tính cơ:
Theo sơ đồ hình 1.1 ta có thể viết phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng
như sau:
Uư = Eư + (Rư + Rp).Iư (2.1)
Trong đó:
- Uư là điện áp phần ứng động cơ, (V)
- Eư là sức điện động phần ứng động cơ (V).
- Rư là điện trở cuộn dây phần ứng
- Rp là điện trở phụ mạch phần ứng.
- Iư là dòng điện phần ứng động cơ.

Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
4
Hình 1.2 - Sơ đồ nguyên lý động cơ điện một
chiều kích từ song song lập
Hình 1.1- Sơ đồ nguyên lý động cơ điện
một chiều kích từ độc lập
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
Rư = rư + rct + rcb + rcp (2.2)
- rư: Điện trở cuộn dây phần ứng.
- rct: Điện trở tiếp xúc giữa chổi than và phiến góp.
- rcb: Điện trở cuộn bù.
- rcp: Điện trở cuộn phụ.
ωφωφ
π

2
.
K
a
Np
E
u
==
Sức điện động phần ứng tỷ lệ với tốc độ quay của rôto:
(2.3)
a
Np
K
π
2

.
=

là hệ số kết cấu của động cơ.
ω - Từ thông qua mỗi cực từ.
p - Số đôi cực từ chính.
N - Số thanh dẫn tác dụng của cuộn ứng.
a - Số mạch nhánh song song của cuộn ứng. Hoặc ta có thể viết:
E
ư
= K
e
Ф.n (2.4)
Và
Vậy: K
e
= K/ 9,55 = 0,105K
Nhờ lực từ trường tác dụng vào dây dẫn phần ứng khi có dòng điện, rôto quay dưới
tác dụng của mômen quay:
M=K.Ф.Iư
(2.5)
Từ hệ 2 phương trình (2.1) và (2.3) ta có thể rút ra được phương trình đặc tính cơ
điện biểu thị mối quan hệ ω = f(I) của động cơ điện một chiều kích từ độc lập như sau:
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
5
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn

(2.6)
Từ phương trình (2.5) rút ra I
ư

thay vào phương trình (2.6) ta được phương trình
đặc tính cơ biểu thị mối quan hệ ω = f(M) của động cơ điện một chiều kích từ độc lập
như sau:
(2.7)
Có thể biểu diễn đặc tính cơ dưới dạng khác:
ω = ω
0
- ∆ ω (2.8)
Trong đó: gọi là tốc độ không tải lý tưởng.
gọi là độ sụt tốc độ
Phương trình đặc tính cơ (2.7) có dạng hàm bậc nhất y = B + Ax, nên đường biểu
diễn trên hệ tọa độ M0ω là một đường thẳng với độ dốc âm. Đường đặc tính cơ cắt trục
tung 0ω tại điểm có tung độ . Tốc độ ω
0
được gọi là tốc độ không tải lý tưởng
khi không có lực cản nào cả. Đó là tốc độ lớn nhất của động cơ mà không thể đạt được ở
chế độ động cơ vì không bao giờ xảy ra trường hợp MC = 0.
Hình 1 3- Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích
từ độc lập
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
6
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
Khi phụ tải tăng dần từ MC = 0 đến MC = Mđm thì tốc độ động cơ giảm dần từ
ω
0
đến ω
đm
.Điểm A(Mđm, ω đm) gọi là điểm định mức.
Rõ ràng đường đặc tính cơ có thể vẽ được từ 2 điểm ω
0

và A. Điểm cắt của đặc tính
cơ với trục hoành 0M có tung độ ω = 0 và có hoành độ suy từ phương trình (2.7):

(2.9)
Hình1.6 - Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Mômen Mnm và Inm gọi là mômen ngắn mạch và dòng điện ngắn mạch. Đó là giá
trị mômen lớn nhất và dòng điện lớn nhất của động cơ khi được cấp điện đầy đủ mà tốc
độ bằng 0. Trường hợp này xảy ra khi bắt đầu mở máy và khi động cơ đang chạy mà bị
dừng lại vì bị kẹt hoặc tải lớn quá kéo không được. Dòng điện I
nm
này lớn và thường
bằng:
I
nm
= (10 ÷ 20) Iđm
Nó có thể gây cháy hỏng động cơ nếu hiện tượng tồn tại kéo dài.
2.2. Các ảnh hưởng của tham số đến đặc tính cơ.
Phương trình đặc tính cơ (2.7) cho thấy, đường đặc tính cơ bậc nhất ω = f(M) phụ
thuộc vào các hệ số của phương trình, trong đó có chứa các thông số điện U, Rp và Ф.
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
7
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
Ta lần lượt xét ảnh hưởng của từng thông số này.
* Trường hợp thay đổi điện áp phần ứng
Vì điện áp phần ứng không thể vượt quá giá trị định mức nên ta chỉ có thể thay đổi
về phía giảm.
U− biến đổi; Rp = const; Ф
= const
Trong phương trình đặc tính cơ, ta thấy độ dốc (hay độ cứng) đặc tính cơ không
thay đổi:

Tốc độ không tải lý tưởng ω
0
thay đổi tỷ lệ thuận với điện áp:
Như vậy khi thay đổi điện áp phần ứng ta được một họ các đường đặc tính cơ song
song với đường đặc tính cơ tự nhiên và thấp hơn đường đặc tính cơ tự nhiên.
Hình 1.7 - Họ đặc tính cơ nhân tạo của động cơ điện kích từ độc lập khi giảm điện áp phần ứng
* Trường hợp thay đổi điện trở mạch phần ứng
Vì điện trở tổng của mạch phần ứng: R
ưΣ
= Rư + Rưf nên điện trở mạch phần ứng
chỉ có thể thayđổi về phía tăng Rưf.
Uư = const ; Rưf = var; Ф = const
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
8
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
Trường hợp này, tốc độ không tải giữ nguyên:

Còn độ dốc (hay độ cứng) của đặc tính cơ thay đổi tỷ lệ thuận theo R
ưΣ
Như vậy, khi tăng điện trở R
ưΣ
trong mạch phần ứng, ta được một họ các đường đặc
tính cơ nhân tạo cùng đi qua điểm (0, ω
0
).
Hình 1.8 - Họ đặc tính cơ nhân tạo của động cơ điện một chiều kích từ độc lập
khi tăng điện trở phụ trong mạch phần ứng.
* Trường hợp thay đổi từ thông kích từ
Uư = const; Rưf = const; Ф = var
Để thay đổi từ thông Ф, ta phải thay đổi dòng điện kích từ nhờ biến trở Rkt mắc ở

mạch kích từ của động cơ. Vì chỉ có thể tăng điện trở mạch kích từ nhờ Rkt nên từ thông
kích từ chỉ có thể thay đổi về phía giảm so với từ thông định mức.
Trường hợp này, cả tốc độ không tải lý tưởng và độ dốc đặc tính cơ đều thay đổi.
Khi điều chỉnh giảm từ thông kích từ, tốc độ không tải lý tưởng ω
0
tăng, còn độ cứng
đặc tính cơ thì giảm mạnh. Họ đặc tính cơ nhân tạo thu được như hình 2.7.
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
9
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
Hình 1.9 - Họ đặc tính cơ nhân tạo của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi giảm từ thông kích từ.
3.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng
phương pháp điện áp.
Truyền động điện được dùng để dẫn động các bộ phần làm việc của các máy sản
xuất khác. Thường phải điều chỉnh tốc độ truyền động của các bộ phận làm việc. Vì vậy
điều chỉnh tốc độ động cơ điện là biến đổi tốc độ một cách chủ động, theo yêu cầu đặt ra
cho các quy luật chuyển động của bộ phần làm việc mà không phụ thuốc mômen phụ tải
trên trục động cơ.
Xét riêng về phương diện tốc độ của động cơ điện một chiều là có nhiều ưu điểm
hơn so với các loại động cơ khác, không những có thể điều chỉnh tốc độ dễ dàng, đa dạng
các phương pháp điều chỉnh, cấu trúc mạch động lực, mạch điều khiển đơn giản hơn.
Đồng thời đạt chất lượng điều chỉnh cao, dải điều chỉnh rộng.
Thực tế có 2 phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều bằng điện áp:
- Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động cơ
- Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ
Vì vậy cần phải có những bộ biến đổi phù hợp để cung cấp mạch điện phần ứng
hoặc mạch kích từ của động cơ. Cho đến nay thường sử dụng những bộ biến đổ
dựa trên các nguyên tắc truyền động sau:
- Hệ truyền động máy phát- động cơ(F-Đ)
- Hệ truyền động chỉnh lưu tiristor-động cơ(T-Đ)(được sử dụng với đồ án này)

• Hệ truyền động chỉnh lưu tiristor-động cơ(T-DD)
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
10
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
Tốc độ động cơ thay đổi bằng cách thay đổi điện áp chỉnh lưu cấp cho phần ứng
của động cơ, để thay đổi điện áp chỉnh lưu ta chỉ cần sử dụng mạch điều khiển,
thay đổi thời điểm thông van thyristor.
Hình 1.
Ưu điểm của hệ này là tác động nhanh, không gây ồn ào và dễ tự động hóa. Do các van
bán dẫn có hệ số khuyếch đại công suất cao, điều đó thuận lơi cho việc thiết lập hệ thống
điều chỉnh nhiều vòng, để nâng cao chất lương đặc tính tĩnh và các đặc tính của hệ thống.
Nhược điểm là do các van có đặc tính phi tuyến, dạng chỉnh lưu của điện áp có biên độ
đập mạch gây tổn hao phụ trong máy điện. Hệ số công suất cos của hệ thống nói chung là
thấp. Tính dẫn điện 1 chiều của van buộc ta phải sử dụng 2 bộ biến đổi để cấp điện cho
động cơ có đảo chiều quay.
a, Sơ đồ thay thế tính toán
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
11
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
Từ phương trình đặc tính động cơ tổng quát:
Ta thấy sự thay đổi U
n
thì w
0
sẽ thay đổi, còn ∆ ω =const
Vậy ta sẽ được các đường đặc tính điều chỉnh song song với nhau

Hình 1.1.2
Như vậy muốn thay đổi điện áp phần ứng ta phải có bộ nguồn cung cấp điện áp 1 chiều
thay đổi được điện áp ra.

b, Bộ biến đổi T-Đ:
Là phương pháp biến đổi điện tử, bán dẫn. Ta xét hệ T-Đ:
Chế độ dòng liên tục: E
d
= E
d0
.cosα

Khi thay đổi góc điều khiển α= (0 – π) thì E
d
thay đổi từ E
d0
đến- E
d0
và ta sẽ được 1 hệ
đặc tính cơ song song nằm ở mức bên phải của mặt phẳng tọa độ.
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
12
Hình 1.1: Sơ đồ chỉnh lưu ;a 3 pha
R
E
L
T3
T2
T1
A
B
C
a
b

c
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
CHƯƠNG II:
THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU.
1.1. Sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha:
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
13
Hình 1.2: Sơ đồ dạng sóng ;a 3 pha
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
 Sơ đồ chỉnh lưu 3 pha:
Gồm 1 máy biến áp 3 pha có thứ cấp nối Y
o
, 3 pha Thyristor nối với tải như hình
 Điều kiện khi cấp xung điều khiển chỉnh lưu:
+Thời điểm cấp xung điện áp pha tương ứng phải dương hơn so với trung tính.
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
14
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
+Khi biến áp đấu hình sao (Y) trên mỗi pha A, B, C nối một van.3 catod đấu chung
cho điện áp dương của tải, còn trung tính biến áp, sẽ là điện áp âm. Ba pha này dịch góc
120
o
theo các đường cong điện áp pha ,có điện áp của 1 pha dương hơn điện áp của 2 pha
kia trong khoảng thời gian 1/3 chu kì .
+Nếu có các Thyristor khác đang dẫn thì điện áp pha tương ứng phải dương hơn pha
kia. Vì thế phải xét đến thời gian cấp xung đầu tiên.
Góc mở tự nhiên:
+Góc mở
α
được xác định từ lúc điện áp đặt lên van tương ứng chuyển từ âm đến 0

(từ đóng sang khoá) cho đến khi bắt đầu đặt xung điều khiển vào.
+Điện áp gây nên quá trình chuyển mạch: điện áp dây.
+
µγπα
−−<≤0

Trong đó: γ: góc dẫn
µ: góc chuyển mạch
1.2.Nguyên lý hoạt động :
a). Xét khi góc mở α = 0
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
15
id
E
i2
E
i3
E
i1
E
Va
Vb
Vc
u
1
2 3
4
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
- Điện áp pha thứ cấp máy biến áp
θ= sinu2v

2a
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
16
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
( )
2
2 sin 2 / 3
b
v u
θ π
= −
( )
2
2 sin 2 / 3
c
v u
θ π
= +
- Qua hình trên ta thấy:
• Lúc
21
θ<θ<θ
→
cba
vvv >>
.
a
v
có giá trị lớn nhất nên T
1

mở cho dòng chạy qua T
2
;
T
3
khoá
R
Ev
i
a
1
−
=
• Lúc
32
θ<θ<θ
→
acb
vvv >>
.
b
v
có giá trị lớn nhất nên T
2
mở cho dòng chạy qua T
1
;
T
3
khoá

R
Ev
i
b
2
−
=
• Lúc
13
θ<θ<θ
.
bac
vvv >>
, T
3
mở; T
1
, T
2
khoá;
R
Ev
i
c
3
−
=
Trong đó: R: điện trở của động cơ.
E: suất điện động phản kháng của động cơ.
R

Eu
I
d
d
−
=
Dòng trung bình:
5 6
1 2 3
6
1
.
2 3
d
d
I
I I I I d
π
π
θ
π
= = = =
∫
b). Xét khi góc mở α ≠ 0
Giả thiết tải : R, L,E
u
, chuyển mạch tức thời.
Điện áp pha thứ cấp của máy biến áp:
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
17

Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
θ
sin
1 m
Uu =
)
3
2
sin(
2
π
θ
−=
m
Uu
3
2
sin( )
3
m
u U
π
θ
= +
*Nhịp V
1
: khoảng thời gian từ
1 2
θ θ
→

. Tại
1
θ
điện áp đặt lên u
1
> 0, có xung kích
khởi: T
1
mở, khi đó:





<−=
<−=
=
0
0
0
133
122
1
uuu
uuu
u
v
v
v
T

1
mở, T
2
, T
3
đóng, lúc này:
+Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u
1
: u
d
= u
1
+Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện qua van 1: i
d
= I
d
= i
1
+Dòng điện qua T
2
, T
3
bằng 0: i
2
= i
3
= 0
Trong nhịp V
1
: u

V2
từ âm chuyển lên 0, khi u
V2
= 0 thì T2 mở, lúc này u
V1
= u
1
– u
2
= 0
và bắt đầu âm nên T
1
đóng, kết thúc nhịp V
1
, bắt đầu nhịp V
2
.
*Nhịp V
2
: từ
2 3
θ θ
→
Lúc này :





−=

−=
=
233
211
2
0
uuu
uuu
u
v
v
v
T
2
mở, T
1
, T
3
đóng.
+Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u
2
: u
d
= u
2
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
18
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
+Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện dòng điện qua van 2: i
d

= I
d
= i
2
+Dòng điện qua T
1
, T
3
bằng 0: i
1
= i
3
= 0
Trong nhịp V
2
: u
V3
từ âm chuyển lên 0, khi u
V3
= 0 thì T
3
mở, lúc này u
V2
= u
2
– u
3
= 0
và bắt đầu âm nên T
2

đóng, kết thúc nhịp V
2
, bắt đầu nhịp V
3
.
*Nhịp V
3
: từ
3 4
θ θ
→
Lúc này :
3
1 1 3
2 2 3
0
v
v
v
u
u u u
u u u
=


= −


= −


T
3
mở, T
1
, T
2
đóng.
+Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u
3
: u
d
= u
3
+Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện dòng điện qua van 3: i
d
= I
d
= i
3
+Dòng điện qua T
1
, T
2
bằng 0: i
1
= i
2
= 0
Trong nhịp V
3

: u
V1
từ âm chuyển lên 0, khi u
V1
= 0 thì T
1
mở, lúc này u
V3
= u
3
– u
1
= 0
và bắt đầu âm nên T
3
đóng, kết thúc nhịp V
3
, bắt đầu nhịp V
1
.
Trong mạch, dạng sóng của dòng điện phụ thuộc vào tải, tải thuần trở dòng điện i
d
cùng dạng sóng u
d
, khi điện kháng tải tăng lên ,dòng điện càng trở nên bằng phẳng hơn,
khi L
d
tiến tới vô cùng dòng điện i
d
sẽ không đổi, i

d
= I
d
.
Trị trung bình của điện áp tải:
5
6
2
2 2
6
3 6
2
2. .sin . .cos 1,17U cos .
3 2
d
U
U U d
π
α
π
α
θ θ α α
π π
+
+
= = =
∫
Trong đó: α : Góc mở Thyristor.
Trùng dẫn:
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.

19
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
θ
sin 2
2
Ue
a
=
)
3
2
sin( 2
2
π
θ
−= Ue
b
2
2
2. .sin( )
3
c
e U
π
θ
= +
Giả sử T
1
đang cho dòng chạy qua, i
T1

= I
d
. Khi
2
θθ
=
cho xung điều khiển mở T
2
.
Cả 2 Thyristor T
1
và T
2
đều cho dòng chảy qua làm ngắn mạch 2 nguồn e
a
và e
b
. Nếu
chuyển gốc toạ độ từ
θ
sang
2
θ
ta có:
)
6
5
sin( 2
2
α

π
θ
++= Ue
a
)
6
sin( 2
2
α
π
θ
++= Ue
b
Điện áp ngắn mạch:
)sin( 2
2
αθ
+=−= UeeU
abc
Dòng điện ngắn mạch được xác định bởi phương trình:
dt
di
XU
c
c
2)sin( 6
2
=+
αθ
Do đó:

[ ]
)cos(cos.
.2
.6
2
αθα
+−=
c
c
X
U
i
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
20
t
I2
Ud
I1
I3
UT1
t
t
t
t
Id
t1 t2 t3 t4
Ud Id T2
0
Hình 1.3: Giản đồ đường cong khi = 30o tải thuần trở
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn

Nguyên tắc điều khiển các Thyristor: Khi anod của Thyristor nào dương hơn
Thyristor đó mới được kích mở. Thời điểm của 2 pha giao nhau được coi là góc thông tự
nhiên của các Thyristor. Các Thyristor chỉ được mở với góc mở nhỏ nhất.
Tại mỗi thời điểm nào đó chỉ có 1 Thyristor dẫn, như vậy dòng điện qua tải liên tục,
mỗi t dẫn trong 1/3 chu kì.còn nếu điện áp tải gián đoạn thì thời gian dẫn của các
Thyristor nhỏ hơn .Tuy nhiên, trong cả 2 TH dòng điện trung bình của các Thyristor đều
bằng 1/3 I
d
.trong khoảng thời gian Thyristor dẫn dòng điện của Thyristor bằng dòng điện
tải. Dòng điện Thyristor khoá = 0. Điện áp Thyristor phải chịu bằng điện dây giữa pha có
Thyristor khoá với pha có Thyristor đang dẫn.
Khi tải thuần trở dòng điện và điện áp tải liên tục hay gián đoạn phụ thuộc vào góc
mở Thyristor.
+Nếu α ≤ 30 → U
d
, I
d
liên tục.
+Nếu α > 30 → U
d
, I
d
gián đoạn
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
21
Ud
t
t
t
t

t
Id
I1
I2
I3
UT1
Ud Id
T2
0
Hình 1.4: Giản đồ đường cong khi góc mở = 60o
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
22
α
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
 Nhận xét: So với chỉnh lưu 1 pha:
+Chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện một chiều tốt hơn.
+Biên độ điện áp đập mạch tốt hơn.
+Thành phần sóng hài bậc cao bé hơn.
+Việc điều khiển các van bán dẫn cũng tương đối đơn giản hơn.
Dòng điện mỗi cuộn thứ cấp là dòng điện 1 chiều, do biến áp 3 pha 3 trụ mà từ
thông lõi thép biến áp là từ thông xoay chiều không đối xứng làm cho công suất biến áp
phải lớn. Khi chế tạo biến áp động lực, các cuộn dây thứ cấp phải đấu sao (Y), có dây
trung tính phải lớn hơn dây pha vì dây trung tính chịu dòng tải.
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
23
Đồ án: điện tử công suất Giảng viên hướng dẫn: TS Chu Đức Toàn
Sinh viên thực hiện: Phạm Thế Hiển - Lưu Trọng Hiếu.
24