THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA KHÔNG ĐỐI XỨNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Họ và tên: Nguyễn Đức Quý
Ngành: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Khóa : K57

Hệ đào tạo: Chính qui

Ngày nhận đề tài:

Ngày hoàn thành:

TÊN ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA KHÔNG ĐỐI XỨNG ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

Giáo viên hướng dẫn
PGS.TS KIM NGỌC LINH

Chủ nhiệm bộ môn
TS. NGUYỄN THẠC KHÁNH
Hà Nội

1
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay việc sử dụng động cơ điện trong sản xuất và đời sống là rất rộng rãi.
Mặc dù dòng điện xoay chiều đang được sử dụng rộng rãi nhưng các động cơ điện
một chiều vẫn được sử dụng phổ biến do chúng có rất nhiều ưu điểm so với động
cơ xoay chiều. Trong công nghiệp động cơ điện một chiều được sử dụng ở những
nơi yêu cầu mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và phạm vi
rộng.
Với đề tài “Thiết kế bộ chỉnh lưu cầu ba pha không đối xứng điều khiển
tốc độ động cơ điện một chiều” em xin trình bày đồ án gồm 3 chương như sau
Chương 1: Tổng quan về động cơ điện một chiều
Chương 2: Lý thuyết chỉnh lưu có điều khiển
Chương 3: Thiết kế bộ chỉnh lưu cầu ba pha không đối xứng điều khiển
động cơ một chiều
Trong thời gian làm đồ án, em đã nhận được hướng dẫn tận tình của thầy
giáo Kim Ngọc Linh và các thầy cô trong Bộ môn Điện-Điện Tử đã giúp đỡ em
hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày tháng năm 2017
Sinh viên
Nguyễn Đức Quý

2
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


Chương I
TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỆN MỘT CHIỀU
1.1 Cấu tạo của động cơ điện một chiều.
Động cơ điện một chiều bao gồm hai phần chính là: Stator (phần tĩnh) và
Roto(phần quay).
• Sato là phần đứng yên của máy và bao gồm các bộ phận sau: cực từ chính,
cực từ phụ, gông từ và các bộ phận khác.

• Cực từ chính
Cực từ chính là phần sinh ra từ trường gồm có lõi sắt và cuộn dây:
Lõi sắt cực từ thì được làm từ các lá thép kỹ thuật hoặc thép cacbon dày 0,541mm
được ép lại với nhau và tán chặt thành khối. Các cực từ được gắn vào vỏ máy bằng
các bulông. Một cặp cực từ (đôi cực) gồm hai cực nam - bắc đặt đối xứng với nhau
qua trục động cơ. Tùy theo động cơ có thể có 1,2,3,...đôi cực từ. Ở các máy điện
nhô cực từ được làm bằng thép khối. Dây quấn kích từ làm bằng dây đồng có tiết
diện tròn hoặc chữ nhật được sơn cách điện và được quấn thành từng cuộn. Các
cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau.Các cuộn dây được bọc cách điện cẩn thận
trước khi đặt vào các cực từ. Hình 1.1 mô tả cấu tạo của cực từ chính.

Hình 1.1 Cấu tạo của cực từ chính

3
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


• Cực từ phụ
- Cực từ phụ được đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều.
- Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối hoặc có thể được ghép bằng
các lá thép tùy theo chế độ làm việc.
• Gông từ
- Gông từ được dùng đề làm mạch từ nốỉ liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy.
• Các bộ phận khác
Bao gồm:
- Nắp máy: Nắp máy dùng để bảo vệ các chi tiết của máy tránh không cho
các vật bên ngoài rơi vào trong máy có thể làm hỏng cuộn dây,mạch
từ.Đồng thời nắp máy để cách ly người sử dụng với bộ phận của máy khi
động cơ đang quay, đang có điện.Ngoài ra nắp máy cò là giá đỡ ổ bi của trục
động cơ.

- Cơ cấu chối than: Để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoải. Cơ cấu chổi
than gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ một lò xo tỉ chặt lên
cố góp. Hộp chối than được cổ đính lên giá đỡ chổi than và cách điện với giá
đó.
• Phần quay (Rotor)
Rotor của động cơ điện một chiều bao gồm các bộ phận sau: lõi sắt phần ứng,
dây quấn phẩn ứng, cố góp và các bộ phận khác.
• Lõi sắt phần ứng
-

Dùng để dẫn từ. Thường được làm bằng tôn Silic dày 0.5 mm có phủ
một lớp cách điện sau đó được ép lại để giảm tổn hao do dòng điện
xoáy Fuco gây lên. Trên các lá thép có dập các rãnh để khi ép lại tạo
thành các rãnh đặt cuộn dây phần ứng vào. Lõi sắt là hình trụ tròn và
được ép cứng vào với trục tạo thành một khối thống nhất.

-

Trong các máy điện công suất trung bình trở lên người ta thường dập

4
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


các rãnh để khi ép lại tạo thành các lỗ thông gió làm mát cuộn dây và
mạch từ.

Hình 1.2 Cấu tạo của lõi sắt phần ứng
• Dây quấn phần ứng
-

Là phần sinh ra sức điện động và có dòng diện chạy qua. Dây quấn phần
ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện nhỏ
thường dùng dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và lớn thường
dùng dây tiết diện chữ nhật.

• Cổ góp
-

Dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều.

-

Cổ góp có nhiều phiến đồng có đuôi nhọn cách điện với nhau bằng lớp
mica dày 0,4 đến 1,2 mm vá hợp thành một trụ tròn. Hai đầu trụ tròn dung
hai đầu vành ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành góp có cao hơn một ít
đề hàn các đầu dây của các phần từ dây quấn vào các phiến gỏp được dề
dàng.

• Các bộ phận khác
Bao gồm:
-

Cánh quạt: quạt gió dùng để làm mát động cơ.

-

Trục máy:Được làm bằng loại thép cứng nhiều cacbon. Trên trục máy

5

GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


đặt lõi thép phần ứng và cổ góp. Hai đầu của trục máy được gối lên hai
vòng bi ở nắp máy.
1.1.1 PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Có 4 loại động cợ điện một chiều thường dùng

Động cơ môt chiều
( DC )

Kích từ độc lập

Tự kích

Nối tiếp

Hỗn hợp

Song song

- Động cơ điện kích từ song song
Như sơ đồ hình 1-5 cho thấy khi nguồn một chiều có công suất vô cùng lớn và
điện áp không đổi mạch kích từ được mắc song song với mạch phần ứng.
I=Iư+It

- Động cơ điện kích từ song song

6
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH

Hình 1-6 sơ đồ cho thấy khi nguồn một chiều có công suất không đủ lớn, mạch điện
phần ứng và mạch kích từ và điện áp không đổi mạch kích từ được mắc vào hai
nguồn một chiều đôc lập nên I=Iư

- Động cơ điện kích từ nối tiếp

Cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng, cuộn kích từ có tiết diện lớn,
điện trở nhỏ số vòng dây ít, chế tạo dễ dàng.

- Động cơ điện kích từ hỗn hợp
Động cơ diện kích từ hỗn hợp có hai dây quấn kích từ, dây quấn kích từ song song
và dây quấn kích từ nối tiếp trong đó dây quấn kích từ song song là chủ yếu.
I = Iư + It
1.1.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
Xét cấu tạo của sơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều như hình 1-8 cho thấy từ
trường của động cơ được tạo ra nhờ các cuộn dây 5 có dòng điện một chiều chạy
qua. Các cuộn dây này gọi là cuộn cảm (hay cuộn kích từ) và được cuốn quanh các
cực từ 4. Trên hình vẽ động cơ điện một chiều,stator 6 của động cơ có đặt các cuộn
cảm nên stator còn gọi là phần cảm.Từ trường do cuộn cảm tạo ra sẽ tác dụng một
lực từ vào các dây dẫn rotor 7 đặt trong các rãnh của rotor 3 khi có dòng điện chạy
qua. Cuộn dây này gọi là cuộn ứng. Dòng điện đưa vào cuộn ứng qua các chổi than
2 và cổ góp 1. Rotor mang cuộn ứng nên gọi là phần ứng của động cơ.

7
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


Hình 1-8 Cấu tạo động cơ điện một chiều

1-Cổ góp điện

5- Cuộn dây kích từ

2-Chổi than

6- Stator

3-Rotor

7- Cuộn dây phần ứng

4- Cực từ

Trong hình vẽ các dây quấn cuộn ứng ở nửa trên rotor có dòng điện hướng vào,
còn các dây dẫn ở nửa dưới của rotor có dòng điện hướng ra khỏi hình vẽ. Từ lực F
tác dụng vào các dây dẫn rotor có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái sẽ tạo ra
momen làm quay rotor ngược chiều kim đồng hồ. Động cơ trên có 2 cực từ hay một
đôi cực (1 cặp cực,P=1).
Trong thời gian động cơ làm việc,cuộn cảm tạo ra từ trường Φd dọc trục cực từ và
phân bố đối xứng với cực từ. Mặt phẳng OO trên đó có đặt chổi than,vừa là mặt
phẳng chung tính vật lý. Đồng thời dòng điện trong cuộn ứng cũng tạo ra từ trường
riêng Φn hướng ngang trục cực từ . Từ trường tổng cộng trong động cơ mất tính
chất đối xứng dọc trục và mặt phẳng trung tính vật lý quay đi một góc Φ so với mặt
phẳng trung tính hình học.
Khi mà dòng điện trung tính càng mạnh thì Φn càng mạnh và góc quay β càng
lớn.Khi đó ta có thể nói phản ứng phần ứng càng mạnh.

8
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH

Phản ứng phần ứng là một trong những nguyên nhân gây ra tia lửa điện giữa chổi
than và cổ góp cũng như giữa các lá góp trong cổ góp. Chúng ta có thể hạn chế ảnh
hưởng này nhờ xoay chổi than theo vị trí mặt phẳng trung tính vật lý. Thông thường
trong các động cơ điện một chiều hiện nay, người ta thường thế cực từ phụ.
Cực từ phụ được đặt giữa các cực từ chính và cuộn dây cực từ phụ sẽ tạo ra từ
trường ngang trục so với từ trường chính và ngược chiều với từ trường Φn của cuộn
ứng để khử từ trường Φn. Nhờ vậy phản ứng phần ứng bị hạn chế và quá trình
chuyển mạch động cơ sẽ tốt hơn.
Bởi vì từ trường Φn gây ra phản ứng phần ứng tỉ lệ với dòng điện phần ứng Iư nên
cuộn dây cực từ phụ được mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng.Do vậy khi dòng
điện phần ứng tăng lên thì cuộn dây cực từ phụ cũng sinh ra từ trường ngược mạnh
hơn để khử từ trường Φn.
1.2 Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều

Sơ đồ thay thế động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Từ sơ đồ thay thế của động cơ, ta có phương trinh cần bằng điên áp:
Uư = Eư + (Rư + Rr)lư
Trong đó: Uư là điện áp phần cứng. Eư là suất điện động phần ứng, Rư là điện trở
phần ứng, Rr điện trỏ phụ mạch phần ứng VỚI Rư = rư + rcĩ + ri + rci rư là điện
trỏ cuộn dây phần ứng, rcf là điện trở cuộn cực từ phụ, ri là điện trỏ cuộn hù, rcl là
điện trỏ tiếp xúc giữa chổi than và phiến góp.

9
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


Sức điên động Eư của động cơ được xác định qua sơ đồ sau:

1.3 Mở máy và đảo chiều quay

• Mở máy :
Đặt mạch kích từ và nguồn Ukt , dây cuốn kích từ sinh ra từ thông Փ . Trong tất
cả các trường hợp , khi mở máy bao giờ cũng đảm bảo có Փ max tức là phải giảm
điện trở của mạch kích từ Rkt đến nhỏ nhất có thế . Cũng cần đảm bảo không xảy ra
đứt mạch kích thích vì khi đó = 0 , M=0 , động cơ sẽ không quay được , do đó E ư
= 0 và theo biểu thức U = E ư + R ư I ư thì dòng điện I ư sẽ rất lớn làm cháy động
cơ . Nếu moomen do động cơ điện sinh ra lớn hơn moomen cảm ( M >Mc) rôto bắt
đầu quay và suất điện động E ư sẽ tăng lên lỉ lệ với tốc độ quay n . Do sự xuất hiện
và tăng lên của Euw , dòng điện Iư sẽ giảm theo , M giảm khiến n tăng chậm hơn .

• Đảo chiều động cơ

10
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


a ) Sơ đồ đấu dây động cơ quay chậm

b) Quay ngược khi đảo chiều từ thông

C ) Đảo chiều dòng điện phần ứng

• Chiều từ lực tác dụng vào dòng điện được xác định theo quy tắc bàn tay trái.
Khi đào chiều quay từ thông hay đảo chiều dòng điện thi từ lực có chiều
ngược lại.Vậy muốn đảo chiều động cơ diện một chiều có thể thực hiện một
trong hai cách như hình vẽ trên và đường đặc tính cơ của động cơ khi quay
thuận và khi quay ngược là đối xứng nhau qua gốc toạ độ.
• Phương pháp đảo chiều từ thông thực hiện được nhẹ nhàng vì mạch từ thông

có công suất nho hơn mạch phản ứng. Tuy vậy vì cuộn kích từ có số vòng
dây lớn, hệ số tự cảm lớn, do đó thời gian đảo chiều tăng lên nên phương
pháp này ít được sư dụng. Ngoài ra dùng phương pháp đảo chiều từ thông thi

11
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


khi từ thông qua trị số không có thể làm tốc độ tăng quá, không tốt cho động cơ.
1.4 Điều chỉnh tốc độ quay :
Thực tế có ba phương pháp cơ bản để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều

• Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông :
Giả thiết U=Uđm ; Rư =const . Muốn thay đổi từ thông động cơ ta có thay đổi
dòng điện kích từ.
Thay đổi dòng điện trong mạch kích từ bằng cách nối nối tiếp biến trở vào
mạc kích từ hay thay đổi điện áp cấp cho mạch kích từ.
Bình thường động cơ làm việc ở chế độ định mức với kích thích tối đa
(Φ=Φmax ) mà phương pháp này chỉ cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ
nên chỉ có thể điều chỉnh theo hướn giảm từ thông tức là điều chỉnh tốc độ
trong vùng trên tốc độ định mức.
Khi giảm từ thông thì tốc độ không tải lý tưởng ω0 tăng,còn độ cứng đặc
tính β giảm.
Ta thấy rằng khi thay đổi từ thông thì :
-Dòng điện ngắn mạch Inm =const
-Momen ngắn mạch: Mnm =Var
Các đặc tính cơ điện và đặc tính của động cơ giảm khi giảm từ thông và
được biểu diễn ở hình 1-9 dưới đây:

12

GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


Hình 1-9. Đặc tính cơ điện của động cơ 1 chiều kích từ độc lập khi giảm từ thông

• Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ phần ứng
Để thay đổi điện trở mạch phần ứng ta nối thêm điện trở phụ vào mạch
phần ứng.Trong trường hợp này tốc độ không tải lý tưởng ω=const
Còn độ cứng sẽ thay đổi theo tỷ lệ thuận theo điện trở tổng cộng phần ứng
β=var
Như vậy khi tăng điện trở phụ Rf trong mạch phần ứng ta được một họ
đường đặc tính nhân tạo cùng đi qua điểm O(0,0).

• Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng:
13
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


Giả sử từ thông Φ=Φđm=const điện trở phần ứng Rư=const. Khi chúng thay
đổi điện áp theo hướng giảm so với Uđm.Vì điện áp đặt vào phần ứng có thể
thay đổi vượt qua giá trị định mức. Trong trường hợp này,độ dốc không đổi
β=const.
Còn tốc độ không tải lý tưởng ω0=var.
Như vây khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng ,ta được một họ đặc tính cơ
song song với đường đặc tính cơ tự nhiên và thấp hơn đường đặc tính cơ tự
nhiên.
Có thể nhận thấy rằng khi thay đổi điện áp thì mômen ngắn mạch,dòng
điện ngắn mạch của động cơ giảm và tốc độ cũng giảm ứng với một phụ tải
nhất định.
Nhận xét:

- Ưu điểm : +Không gây ồn

-

+Không gây tổn hao phụ trong động cơ
+Dễ tự động hóa
+Độ cứng đặc tính cơ không đổi trong tồn dải điều chỉnh
Nhược điểm: Phương pháp điều chỉnh này cần một bộ nguồn có thể thay

-

đổi trơn điện áp ra.
Do đó phương pháp này cũng được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ
và hạn chế dòng điện khi khởi động.

Nhận xét: Chương này đồ án đã giới thiệu khái quát về cấu tạo, phân loại,

nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều, nêu các đường đặc tính cơ và
các phương pháp mở máy, đảo chiều động cơ cũng như điều chỉnh tốc độ của
động cơ điện một chiều.
.

Chương 2

14
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


LÝ THUYẾT CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN

2.1 Chỉnh lưu ba pha hình tia
Giả thiết điện áp các pha thứ cấp biến áp:

2.1.1 Trường hợp tải thuần trở
2.1.1.1 Chỉnh lưu không điều khiển
Sơ đồ mạch chỉnh lưu như hình 2-1a và đồ thị thời gian dạng sóng trên hình 2-1b

a)

b)

c)

Hình 2-1 Mạch chỉnh lưu không điều khiển ba pha hình tia tải thuần trở

• Giá trị trung bình của điện áp tải (xét hình 2-1c) có:
(1.11)

• Điện áp nguồn cực đại đặt lên điốt:
=2,45

(1.12)

• Công suất biến áp:

15
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


(1.13)

2.1.1.2. Chỉnh lưu điều khiển
Sơ đồ chỉnh lưu như hình 2-2a và đồ thị thời gian dạng sóng khi điều khiển trên
hình 2-2b

a)

b)

c)

Hình 2-2. Mạch chỉnh lưu điều khiển ba pha hình tia tải thuần trở khi dòng liên tục
Trường hợp góc điều khiển áp và dòng trên tải là liên tục. Trị số trung bình của
điện áp chỉnh lưu (xem hình 2-2c):
(1.14)

16
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


Trường hợp góc điều khiển áp và dòng trên tải gián đoạn. Đồ thị thời gian dạng
sóng khi điều khiển trên hình 2-3a

Hình 2-3. Mạch chỉnh lưu điều khiển ba pha hình tia tải thuần trở khi dòng gián
đoạn
Trị số trung bình của điện áp chỉnh lưu(xem hình 2-3b)
(1.15)
Từ (1.14) và (1.15) cho kết quả sau:
Góc điều khiển

Trị số trung bình của điện áp chỉnh lưu

Ud
1,17V2=Udo
1,17
1,17
1,17
0

0
30
60
120
150
2.1.2 Trường hợp tải R-L
Giả thiết L= nên có id=Id=const
2.1.2.1. Chỉnh lưu không điều khiển

Sơ đồ mạch chỉnh lưu như hình 2-3a và có đồ thị thơi gian dạng sóng trên hình 23b

17
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


a)

b)

c)
Hình 2-3. Mạch chỉnh lưu không điều khiển ba pha hình tia tải R-L
Giá trị trung bình của điện áp tải(xét hình 2-3c)
(1.15)

2.1.2.2. Chỉnh lưu điều khiển
Sơ đồ mạch chỉnh lưu như hình 2-4a và đồ thị thời gian dạng sóng trên hình 2-4b
Trị số trung bình của điện áp chỉnh lưu:
(1.16)

18
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


b)
a)
Hình 2-4. Mạch chỉnh lưu điều khiển ba pha hình tia tải R-L
2.1.3 Trường hợp tải R-E
2.1.3.1. Chỉnh lưu không điều khiển
Sơ đồ mạch chỉnh lưu như hình 2-5a và đồ thị thời gian dạng sóng khi dòng liên
tục trên hình 2-5b.

a)

b)

Hình 2-5. Mạch chỉnh lưu không điều khiển ba pha hình tia tải R-E
Để có dòng tải id là liên tục, phải thỏa mãn điều kiện E
Giá trị trung bình của điện áp tải:
= (1.17)
Điện áp nguồn cực đại đặt lên điốt:
Xét trường hợp D1 mở, áp nguồn đặt lên D2 là:

19
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH

Vậy (1.18)
Khai triển Furie áp ud trên tải:
(1.19)
2.1.3.2. Chỉnh lưu điều khiển
Sơ đồ mạch chỉnh lưu như hình 2-6a và đồ thị thời gian dạng sóng khi dòng liên tục
trên hình 2-6b.

a)

b)

Hình 2-6. Mạch chỉnh lưu điều khiển ba pha hình tia tải R-E
Trường hợp E dòng có thể liên tục, trị số trung bình của điện áp chỉnh lưu:
(1.20)
Trường hợp dòng gián đoạn và E. Đồ thị thời gian dạng như hình 2-6a.
Trị số trung bình của điện áp chỉnh lưu:
(1.21)
Trườn hợp gián đoạn và E. Đồ thị thời gian dạng sóng như hình 2-6b. Trị số trung
bình của điện áp chỉnh lưu:
(1.22)

20
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


a)

b)

Hình 2-6. Mạch chỉnh lưu điều khiển ba pha hình tia tải R-E trường hợp dòng gián
đoạn
2.1.4 Trường hợp tải R-L-E
2.1.4.1. Chỉnh lưu không điều khiển : Sơ đồ mạch chỉnh lưu như hình 2-7a.
Trường hợp E< tương tự như tải R-E. Khi E> đồ thị dạng sóng như hình 2-7b. Khi
có L van mở thêm một góc

a)

b)

Hình 2-7. Mạch chỉnh lưu không điều khiển ba pha hình tia R-L-E
2.1.4.2. Chỉnh lưu điều khiển
Sơ đồ chỉnh lưu như hình 2-8a và đồ thị thời gian dạng sóng khi dòng liên tục trên
hình 2-8b

21
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


b)
a)
Hình 2-8. Mạch chỉnh lưu điều khiển ba pha hình tia tải R-L_E
Trường hợp dòng liên tục trị số trung bình của điện áp chỉnh lưu bằng:
(1.23)
So sánh:
Dạng áp và dòng trong mạch chỉnh lưu không điều khiển trường hợp E> tảiR-E và
tải R-L-E

a) Tải R- E

b) Tải R- L - E

2.2 Chỉnh lưu cầu ba pha
Giả thiết điện áp các pha thứ cấp biến áp(MBA) là:

22
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH


2.2.1 Trường hợp tải thuần trở
2.2.1.1. Chỉnh lưu không điều khiển
Sơ đồ chỉnh lưu như hình 2-9a và đồ thị thời gian dạng sóng trên hình 2-9b.

a)

b)

Hình 2-9. Mạch chỉnh lưu không điều khiển cầu ba pha tải R
Hoạt động của sơ đồ :
Xét tại thời điểm ứng với có va>vb>vc. Dòng điện tải từ điểm a đến điểm c. Điôt D1
mở cho dòng chạy qua, do đó vF= va>vb>vc, các điôt D3 và D5 khóa do bị phân cực
ngược. Điôt D2 mở làm vE=vcTóm tắt sơ đồ hoạt động của sơ đồ trong bảng dưới đây
Khoảng

Chiều dòng điện

Điôt thông

Từ

Từ a đến b

D1 & D6

Từ a đến c
Từ b đến c
Từ b đến a
Từ c đến a
Từ c đến b

D1 & D2
D3 & D2
D3 & D4
D5 & D4
D5 & D6

 Nhận xét :

23
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH

Điện áp tải ud


Dòng tải bao giờ cũng xuất phát từ điểm có iện thế cao nhất tới điểm có điện thế
thấp nhất. Mỗi điốt cho dòng chạy qua trong 1/3 chu kì (.

Mỗi cuộn dây thứ cấp biến áp cho dòng chạy qua hai lần một phần ba chu kì (

4Π
3

):1/3 chu kì với điốt trên và 1/3 chu kì với ddiot dưới.
Giá trị tức thời của áp tải ud bằng hiệu của giá trị tức thời điện áp hai pha đang cấp
cho dòng tải.
Điện áp ngược lớn nhất mỗi điôt phải chịu bằng :
(1.24)
Giá trị trung bình của áp chỉnh lưu:
Hay -= (1.25)
Giá trị trung bình của dòng tải:
(1.26)
Giá trị trung bình của dòng chạy trong mỗi điốt:
(1.27)
Khai triển Furie của áp trên tải :
(1.28)
Công suất biến áp:
S=1,047Pd

(1.29)

Ta thấy rằng công suất MBA chỉ nhỉnh hơn công suất điện một chiều yêu cầu nên
trong sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha MBA được sử dụng tốt.
2.2.1.2. Chỉnh lưu điều khiển
Sơ đồ chỉnh lưu như hình 2-10a và đồ thị thời gian dạng sóng trên hình 2-10b

24
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH

a)
b)
Hình 2-10. Mạch chỉnh lưu điều khiển cầu ba pha tải R
Cầu ba pha đối xứng gồm 6 Tiristo chia thành hai nhóm:
-Nhóm catốt chung: T1,T3 & T5
-Nhóm anốt chung :T4,T6 & T2
Góc mở được tính từ giao điểm của các nuwarhinhf sinus.
Hoạt động của sơ đồ :
Giả sử T5 & T6 đang cho dòng chảy qua. VF=Vc, VE=Vb.
Khi cho xung điều khiển mở T1. Tiristo này mở vì có va>0. Sự mở cửa của T1 làm
cho T5 bị khóa lại một cách tự nhiên vì va>vc. Lúc này T6 & T1 cho dòng chảy qua.
Điện áp trên tải bằng :ud=uab=va-vb.
Khi cho xung điều khiển mở T1. Tiristo này mở vì khi T6 dẫn dòng, nó đặt vb lên
anốt T2. Khi thì vb>vc. Sự mở của T2 làm T6 bị khóa lại một cách tự nhiên do vb>vc.
Các xung điều khiển lệch nhau π/3 được lần lượt đưa đến cực điều khiển của các
Tiristo theo thứ tự 1,2,3,4,5,6,1…
Trong mỗi nhóm, khi một Tiristo mở , nó sẽ khóa ngay Tiristo dẫn dòng trước nó.
Tóm tắt quá trình trong bảng 2.
Thời điểm

Mở
T1

25
GVHD : PGS.TS KIM NGỌC LINH

Khóa
T5