Tài liệu GHÉP SONG SONG 4 BỘ CHỈNH LƯU MẠCH TIA DÙNG MÁY BIẾN ÁP TRUNG GIAN- BỘ CHỈNH LƯU 12 XUNG docx

Điện tử công suất 1


.
2.13 GHÉP SONG SONG 4 BỘ CHỈNH LƯU MẠCH TIA DÙNG MÁY
BIẾN ÁP TRUNG GIAN- BỘ CHỈNH LƯU 12 XUNG
Hệ thống chứa 3 máy biến áp trung gian. Dòng điện lưới nguồn ac có dạng
giống như trường hợp sử dụng mạch ghép hai bộ chỉnh lưu cầu ba pha (xem hình
H2.56).



Phương trình điện áp:
Gọi u
d1
,u
d2
,u
d3
và u
d4
là điện áp chỉnh lưu tương ứng với 4 bộ chỉnh lưu mạch tia BCL
1
,
BCL
2
, BCL
3
và BCL
4
. Các điện áp trên được thay thế bằng các điện áp nguồn trong

sơ đồ thay thế vẽ trên hình H2.57 (giả thiết tải L nối tiếp động cơ DC).
Ta dễ dàng suy ra điện áp chỉnh lưu trên tải và điện áp tại các điểm nút của máy
biến áp trung gian như sau:




2-64
Điện tử công suất 1


2
uu
u
2d1d
5d
+
=
;
2
uu
u
4d3d
6d
+
=
;
2
uu
u

6d5d
d
+
=

4
uuuu
u
4d3d2d1d
d
+++
=

Từ hệ thức trên, ta suy ra điện áp chỉnh lưu trung bình trên tải bằng trung bình của 4
điện áp chỉnh lưu tia 3 pha nhánh, tức bằng:
α
π
= cos.U
2
63
U
d

với U là trò hiệu dụng điện áp cuộn thứ cấp máy biến áp kiểu đấu dây Yy
0
y
6
, và là
góc điều khiển.
α

Do sự lệch pha của các điện áp nguồn của mỗi nhánh mạch chỉnh lưu và từ các hệ
thức xác đònh điện áp tại ngõ ra của máy biến áp trung gian, các thành phần áp xoay
chiều của các điện áp chỉnh lưu nhánh sẽ bù lẫn nhau để tạo ra điện áp ở ngõ ra của
máy biến áp ít nhấp nhô hơn.

Phương trình dòng điện:
Dòng điện qua mỗi nhánh máy biến áp trung gian gồm thành phần dòng dc và thành
phần dòng từ hóa. Bằng lý luận tương tự như trường hợp ghép song song hai mạch tia
dùng máy biến áp trung gian, ta có thể dẫn giải phương trình dòng điện tại các điểm
nút như sau:
2/i2/ii
1u5d1d
+=
;
2/i2/ii
1u5d2d
−=
;
2/i2/ii
2u6d3d
+=

2/i2/ii
2u6d4d
−=
;
2/i2/ii
3ud5d
+=
;

2/i2/ii
3ud6d
−=

với i
u1
, i
u2
, i
u3
là dòng điện từ hóa các máy biến áp trung gian.
Quá trình các đại lượng:
Các quá trình điện áp và dòng điện trong chế độ dòng qua các nhánh chỉnh lưu liên
tục được vẽ minh họa trên hình H2.58, H2.59, H2.60, H2.61, H2.62.
Trên hình H2.58 vẽ các quá trình điện áp đo tại các cổng vào và ra của các máy
biến áp trung gian so với điện thế ở một nút tải. Qua đó ta thấy được khả năng làm
giảm độ nhấp nhô điện áp tải của máy biến áp trung gian. Trên hình H2.59 vẽ các
quá trình dòng điện tương ứng với các điện áp hình H2.60. Độ nhấp nhô dòng điện
giảm nhanh theo số lượng máy biến áp trung gian sử dụng.

2-65
Điện tử công suất 1



Trên hình H2.60 và H2.61 vẽ các quá trình điện áp giữa hai đầu ngõ vào của
máy biến áp trung gian và dòng điện từ hóa đi qua nó. Ở máy biến áp trung gian gần
tải DC, dòng từ hóa nhỏ không đáng kể do thành phần điện áp xoay chiều áp đặt trên
nó bò suy giảm bởi tác dụng các máy biến áp trung gian đặt phía trước đó.
Hình vẽ H2.62 mô tả quá trình dòng điện đi qua các nhánh phía sơ cấp biến

thế. Cấu hình đấu dây của sơ đồ H2.56 tạo ra dòng điện đi qua nguồn lưới điện có
dạng giống như trường hợp dòng điện lưới của hai mạch chỉnh lưu cầu 3 pha đấu
song song. Các thành phần sóng hài bậc 5 và 7 của dòng điện lưới bò khử bỏ. Tồn tại
trong lưới điện các thành phần dòng điện bậc lẻ khác bội ba, bắt đầu từ bậc 11.
Bằng cách kết hợp các dạng đấu dây máy biến áp với cấu trúc đấu song song
bộ chỉnh lưu qua máy biến áp trung gian, ta có thể phát triển hệ thống chỉnh lưu
nhiều xung (24, 48 xung).
Trên hình H2.63, các đồ thò điện áp và dòng điện tại một vài vò trí được khảo
sát cho trường hợp dòng điện qua từng bộ chỉnh lưu đơn bò gián đoạn (BCL1, BCL2).
Tuy nhiên, nhờ có máy biến áp trung gian, dòng điện tổng của các bộ chỉnh lưu đi ra
máy biến áp trung gian trở nên liên tục (i
d5
). Tuy nhiên, dạng điện áp thu được trên
tải (u
d
) và các điện áp chỉnh lưu trung gian (u
d5
,u
d6
) bò giảm vì chế độ dòng gián đoạn
vừa nêu. Mặc khác, chất lượng dòng điện đi vào lưới nguồn cũng vì vậy bò giảm sút
đáng kể .

2-66
ẹieọn tửỷ coõng suaỏt 1

2-67
Điện tử công suất 1





2.14 TRUYỀN TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU (HVDC)

Truyền tải điện DC thường được sử dụng để đưa năng lượng điện đến một nơi
rất xa. Một số đường truyền tải điện DC được thực hiện như The Pacific Intertie,
Square Butte Project ở nước Mỹ, truyền tải điện vượt qua biển giữa Anh và Pháp
(Cross Channel Link).
Phần tử cơ bản trong hệ thống truyền tải điện là các bộ chỉnh lưu 12 xung với
linh kiện chủ yếu được sử dụng là SCR.
Các ưu điểm của hệ thống truyền tải điện dc bao gồm:
- cảm kháng đường dây bằng zero đối với dòng điện dc. Ngược lại, đối với
đường dây ac, cảm kháng có giá trò đáng kể
- điện dung giữa các dây dẫn có trở kháng vô cùng lớn đối với dòng điện dc.
Ngược lại, trong hệ thống điện ac, điện dung tạo thành đường dẫn điện gây ra
tổn hao điện trong dây dẫn, đồng thời gây ra một số khó khăn trong kỹ thuật
truyền tải, điều này không xảy ra đối với truyền tải điện dc.
- Truyền tải điện dc chỉ yêu cầu 2 đường dây dẫn so với 3 trong trường hợp
truyền tải điện ac. Hệ quả, cột điện, trụ đỡ của đường dây dc sẽ nhỏ hơn cũng
như yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi cũng dễ dàng hơn.

2-68