BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

1
Chương 4
BỘ BIẾN ĐỔI
ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
2
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều
3
Kinh điển, để thay đổi điện áp xoay chiều ng ời ta th ờng sử dụng máy
biến áp ( MBA)
Hiện nay, sử dụng mạch Thyristor ( T) mắc song song ng ợc.
Ưu điểm:
+ Điều chỉnh điện áp vô cấp, linh hoạt.
+ Điều chỉnh nhanh, dễ tạo ra các mạch vòng tự động điều
chỉnh.
+ Kích th ớc bộ biến đổi ( BBĐ) gọn, nhẹ, giá thành hạ.
Nh ợc điểm:
+ Chất l ợng điện áp không tốt ( sóng không sinnus)
+ Tổn hao sóng bậ c cao, phải sử dụng thêm bộ lọc xoay
chiều.
4
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha
Trường hợp tải thuần trở (tải R)
5
6
B bin i in ỏp xoay chiu 1 pha
Điện áp trên tải: ( thay đổi góc mở trị hiệu dụng U thay đổi)
Công suất tiêu thụ tích cực:
P là công suất tiêu thụ khi = 0
Công suất phản kháng:
)(
2

2sin
)2cos1(
2
2
)sin2(
1
2
1
1
2
1
2
0
2
1
2
0
2
1

fU
d
U
dUduU
t
=
+
=

===

)
2
2sin
(




+=
P
P



2
sin
.PQ =
7
Dßng trung b×nh qua van:

Gi¸ trÞ hiÖu dông dßng t¶i:
§iÖn ¸p ng îc: U
ngmax
= √2 U
2
∫
+==
π
α
α
π
θθ
π
)cos1(sin
1
R
U
d
R
U
I
mm
t
2
2sin
2
sin)(
1
22
α

απ
π
θθ
π
π
α
+−==
∫
R
U
d
R
U
I
mm
8
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha
Trường hợp tải thuần cảm (tải L)
9
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha
Trường hợp tải thuần cảm (tải L)
10
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha
Trường hợp tải thuần cảm (tải L)
11
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha
Trường hợp tải thuần cảm (tải L)
Biến thiên áp cửa ra theo góc kích
12
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha

Trường hợp tải RL
13
Khi tải mang tính cảm kháng ( có cả R và L) dạng điện áp và
dòng điện tuỳ thuộc vào tính tương quan giữa R và L mà
khác nhau. Phương trình mô tả dòng điện biến đổi trong
khoảng ( α ≤ λ ≤ α+π ) như sau:
Trong đó λ khoảng dẫn điện của T
Nghiệm của phương trình:
A là hằng số tích phân, được tính từ điều kiện θ = α thì i = 0.
θ
ωθ
d
di
LRLU
m
sin +=
ϕ
αθ
ϕθθ
tg
m
eA
Z
U
i
−
+−= .)sin()(
22
)( LRz
ω

+=
R
L
arctg
ω
ϕ
=
14
Tính được A sẽ tìm được dòng tải:
Khi θ = α + λ; i(t) = 0 thay vào tính được:
Đây là phương trình dùng để tính thời gian dẫn điện của T
Khi α > ϕ dòng tải gián đoạn; Khi α < ϕ dòng điện liên tục
và điện áp không đổi. Như vậy, khả năng điều chỉnh điện áp
chỉ có thể xảy ra khi góc dẫn của T nằm trong khoảng: ϕ ≤
α ≤ π.








−−−=
−
ϕ
αθ
ϕαϕθθ
tg
m

e
z
U
i ).sin()sin()(
ϕ
λ
ϕαϕαλ
tg
e
−
−=−+ ).sin()sin(
15
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha
Trường hợp tải RL
Biến thiên áp cửa ra theo góc kích
16
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha
Trường hợp tải RL
17
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha
Sơ đồ bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha
18
Trong trường hợp mạch sử dụng dây trung tính thì
dòng qua mỗi pha không phụ thuộc vào dòng cuat
pha khác. Lúc đó các biểu thức tính α,λ và ϕ
tương tự như một pha. Khi tăng góc điều khiển α
sẽ làm giảm thời gian dẫn dòng qua T, ứng với
mỗi giá trị α nào đó, dòng trong pha sẽ giảm về 0
trước khi mở T của pha sau. Như vậy sẽ xuất hiẹn
khoảng thời gian không có dòng tải và khoảng

dẫn của T sẽ bị giảm đến giới hạn nhỏ hơn 60
o
.
19
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha
Sơ đồ bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha
20
Khi bộ biến đổi được đấu sao không dây trung
tính, quá trình điện từ trong mạch hoàn toàn
khác vì việc dẫn dòng trong một pha phải
tương thích và tuỳ thuộc vào pha khác. Để đảm
bảo lượng sóng hài là tối thiểu thì góc mở α
phải bằng nhau, mỗi van lần lượt mở cách
nhau 60
o
và có khoảng dẫn λ như nhau.
21
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha
22
23
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha
Dạng sóng dòng, áp cửa ra trên 1 pha
24
Dạng sóng dòng, áp cửa ra trên 1 pha
25
Dạng sóng dòng, áp đầu ra trên 1 pha