CHƯƠNG 3 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

CHƯƠNG III: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
I. TỔNG QUÁT
1.Chức năng : Dùng để điều khiển trò hiệu dụng điện áp xoay chiều ngõ ra bộ biến đổi có
nguồn ngõ vào có dạng điện áp xoay chiều không đổi.
2. Ứng dụng:
- Các thiết bò nhiệt điện (lò điện, thiết bò tiêu thụ nhiệt điện trong gia đinh)
- Đóng ngắt đèn và điều khiển độ sáng (trên sân khâu, đèn quảng cáo…)
- Các động cơ không đồng bộ công suất nhỏ và trung bình (truyền động của các máy
quạt, máy bơm, máy xay)
- Các truyền động nhỏ với các động cơ vạn năng công suất nhỏ (dụng cụ điện cầm tay,
máy sấy, máy trộn)
- Hệ thống bù nhuyễn công suất phản kháng
3. Phân loại:
a) Theo số pha:
- 1 pha
- 3 pha
- m pha
b) Theo dạng mạch:
- Cơ bản (đối xứng)
- Tiết kiệm (không đối xứng)
c) Nguyên tắc điều khiển bộ biến đổi:
- Điều khiển pha
- Điều khiển theo thời gian
4. Các loại khoá xoay chiều bán dẫn:
a) Dùng khoá TriAC, Thyristor SCR (thường gặp) : H3.1

H3.1
b) Dùng khoá BJT, MOSFET, IGBT : H3.2

58


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

H3.2
II. BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU MỘT PHA
1.Sơ đồ :
V1

iz
V2

Z

u

uz

H3.3. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều một pha tải Z
p nguồn xoay chiều một pha có phương trình u = U m sin ωt
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều gồm 2 SCR mắc đối song
Tải có thể dạng R, L hoặc RL
2. Phân tích:
2.1. Trường hợp tải R:
- V1 được đóng với góc trễ pha α, phần sóng dương của điện áp nguồn được đặt lên tải.
- V2 được đóng với góc trễ pha α, phần sóng âm của điện áp nguồn được đặt lên tải.
Quá trình điện áp và dòng điện của các đại lượng được vẽ trên hình H3.3. Các trạng thái trong
một chu kỳ áp nguồn :
[0 … α]

o Trạng thái 0:

u z = 0; i z = 0;

uV 1 = u = U m sin ωt > 0; iV 1 = 0;

(3.1)

uV 2 = −uV 1 = −U m sin ωt < 0; iV 2 = 0;

59


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

Ở thời điểm ωt = α, tín hiệu kích IG1 > 0 ⇒ Thyristor V1 đóng vì thoả điều kiện khóa áp dương và
được kích đóng.
o Trạng thái V1:
[α … π]

uV 1 = 0; u z = u = U m sin ωt ;
iV 1 = i z ; i z = u z
uV 2 = 0; iV 2

R
= 0;

(3.2)

;

Ở thời điểm ωt = π, u=0 ⇒ uz=0 ⇒ iz=0 ⇒ iV1=0 ⇒ SCR V1 ngắt
[π … π+α]
o Trạng thái 0:

u z = 0; i z = 0;

uV 1 = u = U m sin ωt < 0; iV 1 = 0;

(3.3)

uV 2 = −uV 1 = −U m sin ωt > 0; iV 2 = 0;
Ở thời điểm ωt = π+α, tín hiệu kích IG2 > 0 ⇒ Thyristor V2 đóng vì thoả điều kiện khóa áp dương
và được kích đóng.
o Trạng thái V2:
[π+α … 2π]

uV 2 = 0; u z = u = U m sin ωt ;

iV 2 = −i z ; i z = u z

R

(3.4)

;

uV 1 = 0; iV 1 = 0;
Ở thời điểm ωt = 2π, u=0 ⇒ uz=0 ⇒ iz=0 ⇒ iV2=0 ⇒ SCR V2 ngắt và quá trình lập lại từ đầu.
Giản đồ quá trình áp và dòng được trình bày trên H3.4

400
300
200

u
, [V
]

100
0
-100
-200
-300
-400

0

0.005

0.01

0.015

0.02
time, [s]

60

0.025

0.03

0.035

0.04


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

300

200

u
z, [V
]

100

0

-100

-200

-300
0

0.005

0.01

0.015

0.02
time, [s]

0.025

0.03

0.035

0.04

0

0.005

0.01

0.015

0.02
time, [s]

0.025

0.03

0.035

0.04

0

0.005

0.01

0.015

0.02
time, [s]

0.025

0.03

0.035

0.04

0

0.005

0.01

0.015

0.02
time, [s]

0.025

0.03

0.035

0.04

60

40

iz, [A
]

20

0

-20

-40

-60

400

300

200

u
v
1
, [V
]

100

0

-100

-200

-300

-400

70

60

iv
1
, [A

]

50

40

30

20

10

0

Hình 3.4. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha – Tải R

61


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

Hệ quả:
Trò hiệu dụng điện áp trên tải R cho bởi hệ thức:

Uz =

π

U (sin ωt ) d (ωt ) = U .
π α∫

1

2
m

2

1−

α sin 2α
+
π
2π

(3.5)

Khi góc α thay đổi trong phạm vi [0…π] thì U ≥ Uz ≥ 0.
Trò hiệu dụng dòng điện qua tải Iz:
(3.6)
Iz=Uz/R
Công suất tiêu thụ của tải :
2

U
2
Pz = z = R.I z
R

(3.7)

Hệ số công suất của nguồn:

λ=

U z2

Pz
R = U z = 1 − α + sin 2α
=
S
U .I z
U
π
2π

(3.8)

Trên H3.5 trình bày mối quan hệ giữa trò hiệu dụng áp ngõ ra Uz và hệ số công suất λ vào góc điều
khiển α.

62


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

Dien ap tai uz, [V]

250
200
150

100
50

He so cong suat lamda

0
0

0.5

1

2.5
2
1.5
Goc dieu khien alpha, [rad]

3

3.5

0

0.5

1

2.5
2
1.5

Goc dieu khien alpha, [rad]

3

3.5

1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

H3.5. Đặc tuyến điều khiển trò hiệu dụng điện áp tải và hệ số công suất
2.2. Trường hợp tải L:
A. Phân tích : 2 trường hợp cần phân biệt
¾ 0 ≤α ≤
¾

π
2

π
2

: Dòng tải iz liên tục, uz=u; Uz =U (không đổi).

≤ α ≤ π : Dòng tải gián đoạn, trò hiệu dụng Uz thay đổi 0 ≤ U z ≤ U

Khảo sát trường hợp dòng tải gián đoạn.

o Trạng thái 0: Tương tự tải R ta có các phương trình áp và dòng :

u z = 0; i z = 0;

uV 1 = u = U m sin ωt > 0; iV 1 = 0;

(3.6)

uV 2 = −uV 1 = −U m sin ωt < 0; iV 2 = 0;
Ở thời điểm ωt = α, tín hiệu kích IG1 > 0 ⇒ Thyristor V1 đóng.
o Trạng thái V1:
[α … 2π-α]

uV 1 = 0; u z = u = U m sin ωt ;
iV 1 = i z ;

(3.7)

uV 2 = 0; iV 2 = 0;
Phương trình dòng tải:

L

U ωt
U
di z
= U m sin ωt ⇒ i z = m ∫ sin ωtd (ωt ) = m (cos α − cos ωt )
dt
ωL α
ωL

(3.8)

Dòng tải iz tăng dần từ thời điểm α, đạt cực đại ở ωt = π. Sau đó giảm về 0 ở ωt = 2π-α, V1 ngắt ở
thời điểm này.
[2π-α … π+α]
o Trạng thái 0:

63


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

u z = 0; i z = 0;
uV 1 = u = U m sin ωt < 0; iV 1 = 0;

(3.9)

uV 2 = −uV 1 = −U m sin ωt > 0; iV 2 = 0;
Ở thời điểm ωt = π+α, tín hiệu kích IG2 > 0 ⇒ Thyristor V2 đóng.
[π+α … 3π-α]
o Trạng thái V2:

uV 2 = 0; u z = u = U m sin ωt ;

iV 2 = −i z ;

(3.10)

uV 1 = 0; iV 1 = 0;

Phương trình dòng tải được xác đònh tương tự trường hợp cho V1.
B. Giản đồ áp và dòng tải:

64


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

H3.6. Giản đồ áp và dòng trường hợp tải L (góc điều khiển 120độ)
C. Hệ quả :
¾ Trò hiệu dụng áp tải : Khi góc điều khiển α > π/2

Uz =

1

π

2π −α

∫ U (sin ωt ) d (ωt ) = U
α
2
m

π

Khi

2

2

⎛ α sin (2α ) ⎞
2⎜1 − +
⎟
2π ⎠
⎝ π

(3.11)

≤α ≤π ⇒ 0 ≤Uz ≤U

¾ Trò hiệu dụng dòng tải :

Iz =

1

π

2π −α

U
∫α i d (ωt ) = ωL
2

z

3 sin (2α )

⎛ α⎞
2⎜1 − ⎟ 1 + 2 cos 2 α +
π
⎝ π⎠

(

)

(3.12)

2.3. Trường hợp tải RL:
Góc tới hạn ϕ là góc điều khiển mà dòng điện tải ở ranh giới giữa chế độ dòng điện gián đoạn và
dòng liên tục. Với tải RL, góc tới hạn cho bởi hệ thức:

ϕ = arctg

ω .L
R

(3.13)

Khi góc điều khiển lớn hơn ϕ dòng điện qua tải sẽ bò gián đoạn. Trường hợp ngược lại, dòng tải liên
tục :
¾ 0 ≤ α ≤ ϕ : Dòng tải iz liên tục, uz=u; Uz =U (không đổi).
¾ ϕ ≤ α ≤ π : Dòng tải gián đoạn, trò hiệu dụng Uz thay đổi 0 ≤ U z ≤ U
Phân tích trường hợp dòng tải gián đoạn:
o Trạng thái 0: Tương tự tải R ta có các phương trình áp và dòng:

u z = 0; i z = 0;

uV 1 = u = U m sin ωt > 0; iV 1 = 0;

(3.14)

uV 2 = −uV 1 = −U m sin ωt < 0; iV 2 = 0;
Ở thời điểm ωt = α, tín hiệu kích IG1 > 0 ⇒ Thyristor V1 đóng.

65


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

o

Trạng thái V1:

uV 1 = 0; u z = u = U m sin ωt ;

[α … β]

iV 1 = i z ;

(3.15)

uV 2 = 0; iV 2 = 0;
Phương trình dòng tải:

diz
= U m sin ωt

dt
ωt −α
−
⎡
⎤
Um
sin (ωt − ϕ ) − sin (α − ϕ ) ⋅ e ωτ ⎥
⇒ iz =
⎢
2
R 2 + (ωL ) ⎣
⎦
Riz + L

(3.16)

với ϕ là góc tới hạn, τ = L/R – thời hằng điện.
Dòng tải iz tăng dần từ thời điểm α, đạt giá trò cực đại. Sau đó giảm về 0 ở ωt =β, V1 ngắt ở thời
điểm này.
[β … π+α]
o Trạng thái 0:

u z = 0; i z = 0;

uV 1 = u = U m sin ωt < 0; iV 1 = 0;

(3.17)

uV 2 = −uV 1 = −U m sin ωt > 0; iV 2 = 0;
Ở thời điểm ωt = π+α, tín hiệu kích IG2 > 0 ⇒ Thyristor V2 đóng.

o Trạng thái V2:

uV 2 = 0; u z = u = U m sin ωt ;

iV 2 = −i z ;

(3.18)

uV 1 = 0; iV 1 = 0;
Phương trình dòng tải được xác đònh tương tự trường hợp cho V1.
Đồ thò điện áp và dòng điện của các đại lượng được vẽ trên hình H.3.7

66


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

Hình 3.7. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều một pha – tải RL (dòng tải gián đoạn)
Hệ quả:
Trò hiệu dụng điện áp trên tải RL cho bởi hệ thức:

U z = U.

ψ sin 2α − sin 2 β
+
π
2π

(3.19)

với ψ là góc dẫn của thyristor và β là góc tắt của thyristor.
Gọi Iz là trò hiệu dụng dòng điện qua tải RL. Công suất tiêu thụ của tải:
Pz=R.Iz2
(3.20)
Công suất của nguồn xoay chiều:
S=U.I=U.Iz
(3.21)
Hệ số công suất của nguồn:

λ=

P R.I z U R
=
=
S
U
U

(3.22)

III. BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU BA PHA

67


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

Bộ biến đổi điện áp xoay chiều dùng để điều khiển trò hiệu dụng điện áp xoay chiều. Việc
điều khiển diễn ra liên tục và cho đáp ứng nhanh. Hiện tượng chuyển mạch giữa các linh kiện
không xảy ra vì dòng điện qua tải có dạng xoay chiều. Do đó, dòng phải giảm về 0 trước khi

đổi chiều.
1. Sơ đồ bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha
Sơ đồ bộ biến đổi áp xoay chiều ba pha với 3 cấu hình thường gặp cho trên hình vẽ H3.8H3.10.
¾ Hình 3.8. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha dạng mạch đầy đủ (sử dụng 6
Thyristor). Mỗi pha là một cặp SCR mắc đối song và được mắc nối tiếp giữa pha
nguồn và tải. Tải có thể mắc sao hoặc tam giác (H3.8a,b). Ngoài ra cũng có thể
mắc các cặp công tắc xoay chiều ở phía sau tải (H3.8c,d).
¾ Hình 3.9. Kết nối ba bộ biến đổi xoay chiều một pha dạng tam giác
¾ Hình 3.10. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha dạng mạch tiết kiệm (sử dụng 3
Thyristor và 3 Diode).
Xung kích được đưa vào cổng G của các Thyristor dưới dạng chuỗi xung, bắt đầu từ vò trí góc
điều khiển đến cuối nửa chu kỳ tương ứng của sóng điện áp nguồn. Mạch kích Thyristor cho
bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha dùng 6 SCR yêu cầu xuất 6 tín hiệu xung kích cho mỗi
chu kỳ 20ms ; các xung kích lệch nhau 1/6 chu kỳ (600).
Phương pháp điều khiển bộ biến đổi điện áp xoay chiều là phương pháp điều khiển pha, tương
tự như cho bộ chỉnh lưu.

68


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

u1

V1

u2

V4

V3

u3

V6

V5

u1

V2

V1

u2

V4

V3

u3

V6

V5

RA

RB

RC

RA

RB

RC

LA

LB

LC

LA

LB

LC

V2

a

u1

u2

u3

u1

RA

RB

RC

RA

LA

LB

LC

LA

u2

RB

RC

LB

V4

V4

V3

V6

V5

LC

V2

V1
V1

u3

V5

V2
V3

V6

c

d
HA1

H3.8

u1

u2

RA

u3

RB

u1

V1

LB

V4

V3

u3

RC
V1

LA

u2

D4

V3

D6

V5

D2

LC

V6

V5

RA

RB

RC

LA

LB

LC

V2

H.A2

H.A3

H3.9

H3.10

2. Các chế độ vận hành của bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha dạng đầy đủ (H3.8a) :
a) Tải R: Nếu tải thuần trở và đối xứng (RA=RB=RC), khi góc điều khiển tăng từ 0 đến
5π/6, ta có ba chế độ vận hành nối tiếp nhau. Xét trường hợp pha A :

69


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

¾ Chế độ 1 : 0 < α < π/3 : trạng thái 3 hoặc 2 SCR cùng dẫn.
Khi α < π/3, góc tắt θ1 của V5 lớn hơn góc điều khiển α. Lúc đó ta có trạng thái 3 hoặc
2 SCR cùng dẫn.
ƒ
α < θ < π/3:
V1, V6 và V5 cùng dẫn.
ƒ
π/3 < θ < α+π/3:
V1, V6 cùng dẫn
Chế độ này, trong một nửa chu kỳ, SCR chòu áp khoá trong khoảng thời gian tương ứng
với góc pha ψ = α
¾ Chế độ 2 : π/3 < α < π/2 : trạng thái 2 SCR dẫn
Khi α thay đổi trong phạm vi này, khoảng dẫn của các SCR có giá trò bằng nhau và
bằng 1/3 chu kỳ lưới và chúng dòch chuyển một cách tuần tự.
ƒ

Khi α < θ < α + π/3 : V1, V6 cùng dẫn
Chế độ này, trong một nửa chu kỳ, SCR chòu áp khoá trong khoảng thời gian tương ứng
với góc pha ψ = π/3.
¾ Chế độ 3 : π/2 < α < 5π/6 : trạng thái 2 SCR dẫn hoặc 0 SCR nào dẫn
Sự tồn tại các khoảng dẫn và các khoảng tất cả dòng bằng 0 yêu cầu phải kích 2 SCR
cùng lúc. Vì thế có hai cách thực hiện điều này :
ƒ
hoặc kích các SCR bằng tín hiệu xung có độ rộng lớn hơn π/3;
ƒ
hoặc sử dụng kích đôi (kích lặp). Ví dụ nếu V1 được kích ở thời điểm
α, thì nó sẽ được kích lặp ở α + π/3.

500

0

-500
0
50

uzc, [V]

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02
time, [s]

0.025

0.03

0.035

0.04

0

-50
0
500
0

-500
0
40

iv1, [A]

uv1, [V]

iza, [A]

uza, [V]

Chế độ này, trong một nửa chu kỳ, SCR chòu áp khoá trong khoảng thời gian tương ứng
với góc pha ψ = α - π/6.
Khi α > 5π/6 không SCR nào dẫn điện và áp trên tải bằng 0.

20

0
0
500
0

-500

0

H3.11. Giản đồ áp và dòng bộ BĐĐAXC3P tải R, góc α = π/6

70


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

uza, [V]

500

0

uv1, [V]

iza, [A]

-500
0
50

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02
time, [s]

0.025

0.03

0.035

0.04

0

-50
0
500
0

iv1, [A]

-500
0
40
20

uzc, [V]

0
0
500
0

-500

0

200

0

-200
0

20

uzb, [V]

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.005

0.01

0.015

0.02
time, [s]

0.025

0.03

0.035

0.04

0

-20
0
500

0

-500
0
40

iv1, [A]

uv1, [V]

iza, [A]

uza, [V]

H3.12. Giản đồ áp và dòng bộ BĐĐAXC3P tải R, góc α = 2.5π/6

20

0
0
500
0

-500

0

H3.13. Giản đồ áp và dòng bộ BĐĐAXC3P tải R, góc α = 4π/6
b) Tải RL :

71


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

Tải có R và L không đổi được đặc trưng bởi tổng trở Z và góc tới hạn ϕ được xác đònh như
sau :

Z = R 2 + L2ω 2 ;

tgϕ =

ωL
R

500

0

-500
0.02
10

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0

-10
0.02
500
0

-500
0.02
10

izc, [A]

iv1, [A]

uv1, [V]

iza, [A]

uza, [V]

Do sự hiện diện cảm kháng L, các dòng tải trong các pha trở nên liên tục hơn, hiện tượng
dòng gián đoạn xảy ra khi góc điều khiển lớn hơn góc tới hạn (α > ϕ).
¾
Chế độ 1 : ϕ < α < αl : trạng thái 3 hoặc 2 SCR cùng dẫn. (αl : Giá trò đặc trưng
bằng một hàm số phụ thuộc vào ϕ );
V1, V6 và V5 cùng dẫn.
ƒ
α < θ < θ1:
ƒ
θ1< θ < α+π/3: V1, V6 cùng dẫn
Chế độ này, trong một nửa chu kỳ, SCR chòu áp khoá trong khoảng thời gian tương ứng với
góc pha ψ = α + π/3 - θ1
¾
Chế độ 2 : không có;
¾
Chế độ 3 : αl < α < 5π/6 : trạng thái 2 SCR dẫn hoặc 0 SCR nào dẫn.
V1, V6 cùng dẫn.
ƒ
α < θ < θ2:
θ2 : góc tắt lần thứ hai của SCR V6.
Chế độ này, trong một nửa chu kỳ, SCR chòu áp khoá trong khoảng thời gian tương ứng với
góc pha ψ = 2π/3 + θ2

0

-10

0.02
10
0

-10
0.02

H3.14. Giản đồ áp và dòng bộ BĐĐAXC3P tải R=20Ω, L=0.1H, góc α = π/3

72


200

0

-200
0.02
1

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

0.055

0.06

0

-1
0.02
500
0

-500
0.02
1

izb, [A]

iv1, [A]

uv1, [V]

iza, [A]

uza, [V]

ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

0

-1
0.02
1
0

-1
0.02

H3.15. Giản đồ áp và dòng bộ BĐĐAXC3P tải R=20Ω, L=0.1H, góc α = 2π/3
3. Đặc tính của bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha dạng mạch đầy đủ:
a) Trò hiệu dụng điện áp tải : Cho tải R và RL

1 3
(θ 1 − α ) + 3 ⎡⎢sin 2α + sin⎛⎜ 2θ 1 + π ⎞⎟⎤⎥ (3.23)
+
2 2π
4π ⎣
3 ⎠⎦
⎝

¾

Chế độ 1 : U z = U ⋅

¾

Chế độ 2 (cho tải R): U z = U ⋅

¾

Chế độ 3 :

Uz =U ⋅

1 3 3 ⎛
π⎞
+
sin ⎜ 2α + ⎟
2 4π
6⎠
⎝

(3.24)

3
(θ 2 − α ) + 3 ⎡⎢sin⎛⎜ 2α + π ⎞⎟ − sin⎛⎜ 2θ 2 + π ⎞⎟⎤⎥
2π
4π ⎣ ⎝
3⎠
3 ⎠⎦
⎝
(3.25)

b) Tải R : Trò hiệu dụng dòng điện qua pha tải Iz:
Iz=Uz/R

Công suất tiêu thụ của tải :

Pz = 3R.I z2

(3.26)
(3.27)

Hệ số công suất của nguồn:

λ=

Pz 3R.I z2
R.I z
=
=
S 3.U .I z
U

c) Tải RL : Trò hiệu dụng dòng điện qua pha tải Iz:
Iz=Uz/Z
Công suất tiêu thụ của tải :

Pz = 3R.I z2
73

(3.28)


ĐHBK TPHCM – KHOA ĐIỆN & ĐIỆN TỬ – BỘ MÔN CCĐ & ĐKH

Hệ số công suất của nguồn:

λ=

Pz 3R.I z2
R.I z
=
=
S 3.U .I z
U

Ví dụ: Cho bộ biến đổi điện áp xoay chiều một pha, nguồn áp xoay chiều

u = 220 2 sin (100πt ) , [V]. Chiều dương qui ước của áp tải và dòng tải như nhau sao cho

thuận chiều dòng dẫn qua Thyristor V1. Tải gồm R=10Ω. Góc điều khiển các Thyristor α =
1200.
V1

u

V2
R

1.Vẽ giản đồ uz và iz;
2.Tính góc dẫn của một SCR trong một chu kỳ áp nguồn;
3.Tính trò hiệu dụng áp tải và dòng tải Uz, Iz
4.Tính giá trò cực đại của dòng tải ;
5.Nếu mắc nối tiếp với tải R một cuộn cảm có giá trò L=0.1H
và giả sử xung điều khiển có dạng chuỗi xung với giá trò góc

kích α = π/3 [rad]. Kết luận gì về tính chất liên tục của dòng
điện tải ?

74