Bài giảng tóm tắt Điện tử công suất 1
Chöông 4 CHÆNH LÖU ÑIEÀU KHIEÅN PHA
IV.1 CHÆNH LÖU DIOD ( KHOÂNG ÑIEÀU KHIEÅN ):
Caùc sô ñoà chænh löu ñöôïc phaân loaïi theo soá xung cuûa aùp ra.
1. Chænh löu hai xung: Goàm sô ñoà caàu moät pha vaø sô ñoà moät pha coù ñieåm giöõa.
a. Hoaït ñoäng ôû taûi R:
iS
D2 D1 D1 i
i o
o
v e
D2
D4 D3 v v
v o R
o R
-e
(a) (b)
Hình 4.1.1 Sô ñoà caàu moät pha (a) vaø sô ñoà moät pha coù ñieåm giöõa
(b) vaø caùc daïng soùng doøng, aùp taûi trôû (c) (c)
Goïi aùp nguoàn v = V 2 sin(wt) < 4.1.1 > V: laø trò hieäu duïng aùp nguoân.
¾ Trò trung bình aùp ra:
1 1 2π 1 π 2 2
Vo =
T ∫T
vo dt =
2π ∫0
vo dt =
π ∫0
2V sin wt ⋅ dwt =
π
V < 4.1.2 >
Vôùi taûi trôû: vo = io .R => io = vo/R => Io = Vo/R < 4.1.3 >
¾ Ñeå tìm aùp ngöôïc ñaët leân diod, xeùt tröôøng hôïp khi D1 daãn, D2 phaân cöïc ngöôïc baèng aùp
löôùi, vaäy aùp ngöôïc cöïc ñaïi cuûa diod seõ laø trò soá ñænh aùp löôùi V 2 .
Sô ñoà hình 4.1.1(b) söû duïng bieán aùp coù hai cuoän thöù caáp ñaûo pha, aùp ngöôïc ñaët vaøo chænh
löu taêng gaáp ñoâi. Thaät vaäy, khi D1 daãn, aùp ñaët vaøo D2 laø:
vD2 = − e − e = − 2 e ( qui öôùc aùp treân SCR hay Diod luoân tính töø A qua K ).
V
∫( )
2π 2 π 2 π v 2
¾ Trò hieäu duïng doøng taûi : I oR = 1
∫i .dwt
2π 0 o
= 1
∫i .dwt
π 0 o
= 1
π 0 R
.dwt
R
=
vôùi V laø trò hieäu duïng aùp nguoàn. Trò hieäu duïng doøng taûi cuõng chính laø trò hieäu duïng IS cuûa
doøng qua nguoàn khi taûi laø R.
V2
¾ Coâng suaát tieâu thuï cuûa taûi R laø P = R.I =
2
oR gioáng nhö noái tröïc tieáp vaøo löôùi ñieän,
R
töông öùng HSCS cuûa BBÑ baèng 1.
Neáu ta tính coâng suaát moät chieàu PDC laøm coâng suaát höõu duïng, PDC = VO .IO < P , ñieàu
naøy coù theå giaûi thích deå daøng khi ñeå yù giaù trò trung bình VO beù hôn giaù trò hieäu duïng V.
b. Hoaït ñoäng ôû taûi RL:
Maïch ñieän khaûo saùt laø sô ñoà hình 4.1.1.a hay .b vôùi taûi laø RL ôû vò trí cuûa R. Phöông trình
maïch khi laáy laïi goác toaï ñoä:
Trang 1 / Chỉnh lưu điều khiển pha © Huỳnh Văn Kiểm
Học kì 2 năm học 2004-2005
I 1 I 1
Hình 4.1.1.d
vo = v = 2V sin(wt ) = R.io + L di ñieàu kieän ñaàu : iO(0) = I1
dt
−t ωL L
giaûi ra: io = 2V
Z sin(wt − φ) + I 1e τ
. vôùi φ = tg −1 vaø τ =
R R
Khi wt = π , doøng ñieän trôû laïi giaù trò ban ñaàu I 1 ñeå laäp laïi xung doøng cho baùn kyø môùi :
−π
io = 2V
Z
sin(π − φ) + I1e ωτ = I1
Giaûi phöông trình naøy, ta ñöôïc I1 . Nhö vaäy, bieåu thöùc cho daïng doøng ra io töông ñoái phöùc
1 π i .dwt
taïp, tích phaân ñeå tính trò trung bình doøng qua taûi I o = ∫
π 0 o
raát khoù thöïc hieän. Trong thöïc teá,
ngöôøi ta thöôøng chæ tính giaù trò trung bình doøng ra baèng nguyeân lyù xeáp choàng, Khi giaû söû heä thoáng
laø tuyeán tính, caùc thaønh phaàn Fourier cuûa doøng taûi seõ ñöôïc taïo ra töø caùc thaønh phaàn Fourier cuûa
nguoàn kích thích. Trò trung bình doøng ñieän laø doøng ñieän qua taûi khi taûi ñöôïc cung caáp aùp moät chieàu
baèng trò trung bình aùp ra (cuõng chính laø thaønh phaàn moät chieàu cuûa khai trieån Fourier cuûa aùp ra):
IO = VO/R , coù daïng vì L khoâng coù taùc duïng ñoái vôùi thaønh phaàn moät chieàu cuûa
ñieän aùp.
Ví duï: Tính doøng qua maïch chænh löu caàu diod taûi R = 10 ohm, aùp nguoàn 12 V (hieäu duïng).
Trò trung bình aùp ra Vo = 12 ⋅ 2 2
π = 12 ⋅ 0.9 = 10.8 v ,
Trò trung bình doøng ra: I O = VO R = 10.8 / 10 = 1.08 A
c. Hoaït ñoäng ôû taûi RE: ( hình 4.1.1.e )
Ngöôïc laïi vôùi taûi RL coù khuynh höôùng keùo daøi goùc daãn ñieän cuûa diod, taûi coù söùc phaûn ñieän
laøm cho goùc daãn thu heïp. Thaät vaäy, töø sô ñoà maïch ñieän hình 3.1.f coù theå nhaän xeùt laø caùc diod chæ
daãn ñieän ñöôïc khi aùp nguoàn lôùn v hôn söùc phaûn ñieän E cuûa taûi. Goùc δ ñeå diod baét ñaàu daãn ñieän:
Khi wt = δ thì v = E ⇔ E = 2V sin δ ⇒ δ = sin −1 E V 2 ( )
Khi diod daãn ñieän, vo = v = R.io + E ⇒ io = (v − E ) / R vôùi v = 2V sin wt . Daïng doøng laø
phaàn coù toâ treân hình 4.1.1.f. Khi iO = 0 thì wt = π − δ vì tính ñoái xöùng cuûa hình sin.
Khi diod taét hay iO = 0 , vO = E. Töø hình 3.1.f bieåu thöùc tính trung bình aùp ra:
1 δ+ π v .dwt ⎡ π−δ 2V sin wt.dwt + δ+ π E.dwt⎤
Vo = ∫
π δ o = 1
π ⎢⎣ ∫δ ∫π−δ ⎥⎦
Trang 2 / Chỉnh lưu điều khiển pha http://www.khvt.com
Bài giảng tóm tắt Điện tử công suất 1
o
D2 D1
v R
v
D4 D3 o
E
Hình 4.1.1. (e) (f)
vaø bieåu thöùc tính trung bình doøng ra: I o = 1 π i dwt
π 0 o ∫ = ∫ (
1 π−δ v− E
π δ R ).dwt . IO coù theå ñöôïc
tính theo nguyeân lyù xeáp choàng khi xeùt maïch töông ñöông ñoái vôùi maïch ñieän moät chieàu:
IO = (VO – E) /R
Ñeå tính toaùn coâng suaát phaùt nhieät cuûa ñieän trôû R caàn tính toaùn giaù trò hieäu duïng IOR cuûa
doøng ñieän ra iO: I OR = 1 π i 2 .dwt
∫
π 0 o
= ∫ (
1 π−δ v− E 2 .dwt
π δ R ) .
2. Chænh löu ba xung: Sô ñoà hình tia ba pha:
Trong sô ñoà tia 3 pha treân hình 4.1.2.(a), caùc diod noái chung catod, taûi laø thuaàn trôû. Doøng
ñieän taûi chaïy töø löôùi (nguoàn), qua diod vaø veà nguoàn ñieän theo daây trung tính N.
Nguyeân taéc phaân tích maïch: Coù theå nhaän xeùt laø taïi moãi thôøi ñieåm, diod naøo coù ñieän aùp
anod cao nhaát seõ daãn vaø ñaët aùp aâm vaøo caùc diod coøn laïi vì caùc diod noái chung catod.
Ví du:ï taïi wt = θ , vA > vC > vB => D1 daãn ñieän, D2 vaø D3 bò ñaët aùp aâm. Hình
4.1.2.(b) trình baøy daïng aùp, doøng ngoû ra; daïng doøng, aùp treân diod D1. Goùc daãn cuûa moãi diod laø
2π/3. Trò trung bình aùp ra:
5π
3 6 3 6
Vo =
2π π ∫ 2V sin wt ⋅ dwt =
2π
V < 4.1.5 >
6
i
A D1 o
AÙp ba pha:
B D2
v A = V 2 sin ωt
v
vB = V 2 sin( ωt − 2π ) C D3 o R
3
vC = V 2 sin( ωt − 4π ) N
3
< 4.1.4 > (a)
Hình 4.1.2 Sô ñoà chænh löu
hình tia 3 pha (a) vaø caùc daïng
soùng taûi trôû (b)
(b)
Töông töï nhö ñaõ khaûo saùt ôû sô ñoàø hai xung, vì laø taûi thuaàn trôû, doøng ra iO coù cuøng daïng vôùi
aùp ra vO, vaø trò soá trung bình IO vaãn tính theo < 4.1.3 >: IO = VO/R.
AÙp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët vaøo diod laø bieân ñoä aùp daây V 6 .
Trang 3 / Chỉnh lưu điều khiển pha © Huỳnh Văn Kiểm
Học kì 2 năm học 2004-2005
Sô ñoà tia ba pha coù hai nhöôïc ñieåm: phaûi söû duïng trung tính , doøng nguoàn chæ coù thaønh
phaàn moät chieàu neân chæ ñöôïc duøng khi coâng suaát taûi khaù nhoû so vôùi nguoàn ñieän.
3. Chænh löu saùu xung: Khaûo saùt vôùi taûi R.
Caùc chænh löu chia laøm hai nhoùm: nhoùm + goàm D1, D2, D3, nhoùm − goàm D4, D5, D6.
Chænh löu saùu xung coù doøng, aùp ra nhaáp nhoâ 6 laàn trong moät chu kyø, söû duïng trong löôùi ñieän ba
pha. Coù ba sô ñoà thöôøng duøng: caàu ba pha, tia saùu pha vaø saùu pha coù khaùng caân baèng.
ÔÛ moãi luùc, doøng ñieän taûi phaûi ñi qua moät diod cuûa hai nhoùm naøy. Cuõng nhö sô ñoà ba pha
tia, coù theå nhaän xeùt laø vôùi nhoùm +, diod naøo coù ñieän aùp anod cao nhaát seõ daãn ñieän vaø ñaët aùp aâm
vaøo caùc diod coøn laïi; vôùi nhoùm − laø ñieän aùp catod thaáp nhaát.
Vôùi thöù töï caùc pha laø A −> B −> C −> A … , trình töï daãn ñieän cuûa caùc diod ñöôïc trình
baøy treân hình 4.1.4: D1 −> D6 −> D2 −> D4 −> D3 −> D5 −> D1 …
Treân hình 4.1.3.(b) khaûo saùt caùc daïng doøng aùp cuûa chænh löu caàu 3 pha (hình 4.1.3.(a)), ñieän
aùp v+ vaø v− cuûa hai ñaàu ra so vôùi trung tính nguoàn laø ñöôøng neùt ñaäm, goàm caùc phaàn döông vaø aâm
nhaát cuûa aùp ba pha,
aùp ra : vO = (v+) − (v−)
töông öùng vôùi caùc khoaûng daãn ñieän cuûa caùc diod theo trình töï ôû hình 3.4. Moãi diod laøm
vieäc 2π / 3, nhöng vì hai nhoùm leäch pha π neân coù 6 xung trong moät chu kyø.
Vaø öùng vôùi moãi caëp diod laøm vieäc, aùp treân taûi seõ truøng vôùi moät aùp daây cuûa löôùi ñieän.
a. Sô ñoà caàu ba pha:
v+ io
D1 D2 D3
A
v
B o R
C
D4 D5 D6
v-
(a) (b)
Hình 4.1.3: Chænh löu caàu ba pha (a) vaø
caùc daïng soùng taûi trôû (b)
2π π
3 3
D1 D2 D3
D6 D4 D5
Hình 4.1.4: Thöù töï daãn ñieän cuûa caùc
chænh löu vaø khoaûng daãn
Trang 4 / Chỉnh lưu điều khiển pha http://www.khvt.com
Bài giảng tóm tắt Điện tử công suất 1
Ví duï khi D1, D6 daãn ñieän, aùp ra: vO = vA − vC = vAC
khi D3, D5 daãn ñieän, aùp ra: vO = vC − vB =vCB
. . .
π π
6 6+3 3 6
Trò trung bình aùp ra Vo =
2π π ∫( v A − vB ) ⋅ dwt =
π
V = 2.34 ⋅ V < 4.1.7 >
6
AÙp ngöôïc cöïc ñaïi cuûa sô ñoà caàu gioáng nhö tröôøng hôïp sô ñoà tia ba pha, vì moãi nhoùm + hay
nhoùm − ñeàu hoaït ñoäng nhö moät sô ñoà tia ba pha.
b. Sô ñoà tia saùu pha:
Coù theå xem sô ñoà tia 6 pha nhö laø ba sô ñoà moät pha coù ñieåm giöõa – laáy töø ba pha nguoàn –
noái chung ngoû ra nhö hình 4.1.5.(a) . Bieán aùp ôû ñaây coù theå laø ba pha hay ba bieán aùp moät pha, phía
löôùi ñieän coù theå noái Y hay Δ .Treân hình 4.1.5.(a), caùc cuoâïn daây noái vaøo aùp daây ba pha: vAB, vBC,
vCA vaø caùc aùp pha ngoû ra seõ tæ leä : vab, v-ab, vbc, v-bc, vca, v-ca , taïo thaønh 6 pha vaø töông töï nhö ñaõ
khaûo saùt trong caùc phaàn tröôùc, trong caùc chænh löu noái chung catod, chænh löu naøo coù ñieän aùp anod
cao nhaát seõ daãn ñieän. Daïng aùp vaø doøng ngoû ra ñöôïc veõ ôûû hình 4.1.5.(b) . AÙp ra nhaáp nhoâ saùu laàn
trong moät chu kyøønhö trong sô ñoà caàu nhöng moãi diod chæ daãn ñieän moät phaàn saùu chu kyø, baèng
D5
π / 3.
Trò trung bình aùp ra A ab
- ca
D1
π π i
6 + D6 o
2π ∫
Vo = 3 3 ( vab
π
) ⋅ dwt C - bc
bc D2
3 < 4.1.8 > v
D4 o
3 2 B R
= V = 1.35 ⋅ V ca
- ab
D3
π
Vôùi aùp pha thöù caáp pha ab laø (a)
: vab = V 2 sin(wt ) < 4.1.9 >. V
laø hieäu duïng aùp pha thöù caáp. Ñeå yù laø
hai coâng thöùc < 4.1.7 > vaø seõ
gioáng nhau neáu trong < 4.1.7 > ta
duøng aùp daây thay cho aùp pha. Coù theå
chöùng minh laø aùp ngöôïc cöïc ñaïi ñaët
vaøo chænh löu laø hai laàn aùp pha thöù
caáp.
So saùnh caùc ñieåm khoâng (b)
gioáng giöõa hai sô ñoà caàu ba pha vaø
tia saùu pha (khi cuøng ñaëc tính ngoû Hình 4.1.5: Sô ñoà chænh löu saùu pha (a) vaø daïng aùp ra taûi trôû (b)
ra) :
Sô ñoà caàu ba pha Sô ñoà tia saùu pha:
- Chænh löu daãn ñieän 1/3 chu kyø. - Chænh löu daãn ñieän 1/6 chu kyø nhöng
- Coù theå noái tröïc tieáp vaøo löôùi, neáu coù duøng bieán aùp chòu aùp ngöôïc gaáp ñoâi.
thì kích thöôùc, giaù thaønh cuõng beù hôn. - Phaûi duøng bieán aùp.
- Thöôøng söû duïng cho coâng suaát lôùn. - Chæ duøng cho coâng suaát nhoû.
c. Sô ñoà saùu pha coù khaùng caân baèng: ( hình 4.1.6 )
Goàm coù hai sô ñoà ba pha hình tia coù ngoû ra noái song song qua cuoän khaùng coù loõi theùp KCB.
Caùc pha ñieän aùp vaøo cuûa hai boä chænh löu ngöôïc nhau ñeå chuùng laøm vieäc ôû hai baùn kyø cuûa ñieän aùp
Trang 5 / Chỉnh lưu điều khiển pha © Huỳnh Văn Kiểm
Học kì 2 năm học 2004-2005
löôùi, laøm cho cuoän daây sô caáp daãn doøng ôû hai baùn kyø, khaéc phuïc nhöôïc ñieåm cuûa sô ñoà hình tia 3
pha. Cuoän khaùng caân baèng naøy caàn thieát vì maëc duø thieát keá ñieän aùp trung bình hai chænh löu laø
baèng nhau nhöng ñieän aùp töùc thôøi cuûa chuùng khoâng gioáng nhau. Thaät vaäy:
v01 ( wt ) = v02 ( wt − π )
vo = vo 2 − 12 vcb
vcb = vo 2 − vo1 < 4.1.10 >
⇒ vo = 12 (vo1 + vo 2 ) < 4.1.11 >
Nhôø vaäy aùp ra seõ laø trung bình coäng hai aùp ngoû vaøo vaø seõ nhaáp nhoâ 6 xung trong moät chu
kyø.
Maët khaùc, khi laáy trung bình hai veá cuûa , ta tìm ñöôïc quan heä cuûa caùc giaù trò trung
bình: Vcb = Vo 2 − Vo1 = 0 < 4.1.12 > Vo = Vo1 = Vo 2 < 4.1.13 >
Khaùng caân baèng khoâng chòu aùp moät chieàu vaø trò trung bình aùp ra Vo baèng vôùi trò trung bình
cuûa moãi boä chænh löu, moãi boä chænh löu seõ daãn moät nöõa doøng ñieän taûi.
Vieäc tính toaùn khaùng caân baèng ñöôïc trôû laïi trong phaàn khaûo saùt caùc baøi toaùn cuûa chænh löu.
A
IV.2 CHÆNH LÖU ÑIEÀU KHIEÅN PHA ( SCR ):
i C
o T1 i
T1 T2
T? o
T2
B
R R
v v v v D3
o o ab
T3 T4 L L D1
bc D2 Io/2
ca
(a) (b) i
T1 i o v
A o T1 T2 T3
o1
B T2 L A
KCB R
R
v v i
C T3
o B o v o
o
R L vcb
C
N - ca vo2
T4 T5 T6 - bc D6 Io/2
(c) (d) D4
- ab
Hình 4.2.1: Caùc sô ñoà chænh löu SCR D5
Hình 4.1.6: Sô ñoà chænh löu diod 6
pha coù khaùng caân baèng
Vôùi tính caùch laø chænh löu, SCR coù theå thay theá diod trong caùc sô ñoà ñaõ khaûo saùt trong
phaàn IV.1, keát hôïp vôùi khaû naêng ñieàu khieån pha, ta coù theå thay ñoåi aùp ra khi baét chuùng daãn ñieän
chaäm ñi so vôùi diod töông öùng nhö trong caùc khaûo saùt sau.
1. Sô ñoà chænh löu SCR hai xung - hình 4.2.1.(a) vaø (b):
Tröôøng hôïp taûi thuaàn trôû:
Xeùt tröôøng hôïp sô ñoà caàu hình 4.2.1.(a), caùc caëp SCR T1, T4 vaø T2, T3 coù cuøng xung kích
khôûi (treân hình 4.2.2 laø iGT1 vaø iGT2).
Giaû söû ñoùng nguoàn vaøo luùc wt = 0.
Trang 6 / Chỉnh lưu điều khiển pha http://www.khvt.com
Bài giảng tóm tắt Điện tử công suất 1
iO = 0 => vO = 0 vaø vT1 + vT4 = v− vO > 0 : vaäy T1 vaø T4 ñöôïc phaân cöïc thuaän.
wt = α , coù xung ñieàu khieån, T1 vaø T4
daãn ñieän: vO = v = R.iO => doøng taûi coù cuøng
daïng vôùi aùp. Khi wt = π , doøng aùp ra baèng 0,
SCR taét => goùc daãn γ = π − α . Trò trung bình
aùp ra:
π π
Vo = 1
∫
π α
v ⋅ dwt = 1
∫
π α
V 2 sin wt ⋅ dwt
Vo = V 2
π
[cos α + 1]
vo
Giaù trò töùc thôøi doøng ñieän taûi io =
R
V
⇒ trò trung bình I o = o
R
Khaûo saùt sô ñoà chænh löu duøng bieán aùp
coù ñieåm giöõa (hình 4.2.1.b) töông töï.
Hình 4.2.2: Caùc daïng aùp chænh löu 2 xung ÑK pha
Tröôøng hôïp taûi RL:
Phöôhg phaùp khaûo saùt hoaøn toaøn töông töï tröôøng hôïp taûi trôû, ôû wt = α , T1 vaø T4 seõ daãn
ñieän khi ñöôïc kích, phöông trình vi phaân moâ taû maïch ñieän:
dio
vo = Rio + L = v = V 2 sin wt
dt
ñieàu kieän ban ñaàu io wt = α = 0
Coù theå nhaän xeùt laø phöông trình doøng qua
maïch coù daïng hoaøn toaøn gioáng nhö tröôøng hôïp
boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu (chöông 3):
− (ωt −α )
V 2⎡ ⎤
ω ⋅τ ⎥
io = ⎢sin(ωt − φ ) − sin(α − φ ) ⋅ e
Z ⎢⎣ ⎥⎦
vôùi toång trôû taûi Z = R 2 + (ωL)2
wL
vaø goùc pha φ = tg −1
R
doøng ñieän taêng leân töø giaù trò khoâng, chæ veà khoâng
khi aùp ra, baèng vôùiø aùp nguoàn, coù giaù trò aâm. Goùc
daãn γ > ( π − α ) , coù theå xaùc ñònh theo Hình 4.2.3: Daïng doøng, aùp ra chænh löu 2 xung, taûi
vaø tính toaùn thöïc haønh theo phuï luïc 1. RL vôùi doøng giaùn ñoaïn
Qua baùn kyø aâm, hoaït ñoäng cuûa maïch dieãn ra töông töï. Khi wt = π + α, SCR T2 vaø T3 daãn
ñieän vaø vO = − v, ta vaãn coù xung doøng döông. Trò trung bình aùp ra chæ caàn tích phaân trong baùn kyø:
1 2 π v dwt 1 α + γ v ⋅ dwt V 2
[cos α − cos(α + γ )]
Vo = ∫
2π 0 o = ∫
π α
= π
nhö vaäy aùp ra phuï thuoäc goùc daãn γ, thay ñoåi theo taûi RL. Trò trung bình vaø hieäu duïng doøng
taûi coù theå nhaän ñöôïc khi tích phaân hay tính toaùn thöïc haønh theo phuï luïc 1. Nhöng coù theå
deã daøng tính trò trung bình doøng taûi töø trò trung bình aùp ra khi aùp duïng nguyeân lyù xeáp choàng, coâng
Trang 7 / Chỉnh lưu điều khiển pha © Huỳnh Văn Kiểm
Học kì 2 năm học 2004-2005
thöùc nhaän ñöôïc gioáng nhö tröôøng hôïp chænh löu diod.
Vo
Io =
R
Tröôøng hôïp taûi doøng lieân tuïc:
Xaûy ra khi L ñuû lôùn vaø goùc
ñieàu khieån pha beù, goùc daãn γ taêng ñeán
khi baèng π. Khi ñoù SCR ñöôïc kích khi
doøng taûi chöa veà khoâng. Vaø nhö vaäy,
caùc SCR thay phieân nhau daãn doøng
taûi.
Xeùt chu kyø töïa xaùc laäp, khi heä
thoáng hoaït ñoäng ñuû laâu ñeå quaù trình
quaù ñoä chaám döùt, doøng ra laäp laïi trong Hình 4.2.4: Daïng doøng, aùp ra khi doøng taûi lieân tuïc
moãi chu kyø löôùi (hình 4.2.4)
ÔÛ 0 < wt < α , T2, T3 ñang daãn doøng taûi. AÙp ra vO < 0 vaø T1, T4 ñöôïc phaân cöïc thuaän.
wt ≥ α : T1, T4 daãn ñieän khi coù doøng kích. T2, T3 taét vì neáu tieáp tuïc daãn thì doøng qua noù
seõ chaïy ngöôïc töø K sang A. Ta coù söï chuyeån maïch doøng taûi töø SCR ñang daãn sang SCR ñöôïc kích.
Vaäy khi doøng lieân tuïc, SCR cuøng catod (hay anod) thay phieân nhau daãn doøng ñieän taûi, goùc
daãn – tröôøng hôïp toång quaùt – cuûa 1 SCR laø 2π / n ,vôùi n laø soá SCR noái chung catod (hay anod).
Vôùi sô ñoà chænh löu 2 xung, n = 2.
Keát quaû laø daïng aùp ra khoâng ñoåi theo taûi, coù trò trung bình :
α+π α+π
Vo = 1 ∫ v ⋅ dwt = 1 ∫ V 2 sin wt ⋅ dwt = Vdo ⋅ cos α
π α π α
2 2
vôùi Vdo laø aùp ra chænh löu diode, baèng Vdo = V
π
Khi L baèng voâ cuøng, doøng taûi trôû neân phaúng, khoâng coøn nhaáp nhoâ. Ñaây laø tröôøng hôïp hay
ñöôïc söû duïng trong khaûo saùt lyù thuyeát caùc tröôøng hôïp phöùc taïp hay khi thieát keá, nhaèm ñôn giaûn
baøi toaùn. Ta goïi ñieàu kieän naøy laø giaû thuyeát doøng lieân tuïc hay taûi doøng lieân tuïc.
Ñieàu kieän ñeå doøng lieân tuïc ôû taûi RL, sô ñoà moät pha:
Nhö ñaõ khaûo saùt, doøng taûi lieân tuïc khi
goùc daãn cuûa moät SCR laø 2π / n ,vôùi n laø soá v
i
O
v
SCR noái chung anod (hay catod). Ñeå tìm ñieàu
O
kieän cho doøng taûi laø lieân tuïc, coù theå giaûi phöông
0 2 wt
trình ñeå tìm ñieàu kieän cho goùc daãn baèng α π
2π / 2 = π :
Hình 4.2.5: Xung doøng moät SCR khi α = φ
⎡ −( ωt−α ) ⎤
V 2
wt = α +π => io = ⎢ sin( ω t − φ ) − sin( α − φ ) ⋅ e ω⋅τ = 0 .
⎥
Z ⎣ ⎦
Vôùi nhaän xeùt taïi moãi thôøi ñieåm, ta cuõng coù taûi noái vôùi löôùi ñieän xoay chieàu qua SCR nhö
tröôøng hôp boä bieán ñoåi aùp xoay chieàu ( chöông hai), vaø keát quaû nghieân cöùu cuûa chöông hai seõ aùp
duïng ñöôïc cho tröôøng hôïp naøy: Doøng ñieän taûi seõ baét ñaàu lieân tuïc khi goùc α < φ (φ laø goùc taûi
Trang 8 / Chỉnh lưu điều khiển pha http://www.khvt.com
Bài giảng tóm tắt Điện tử công suất 1
RL). Thaät vaäy, khi theá α = φ vaø wt = α +π vaøo , ta coù ñaúng thöùc.
2. Sô ñoà chænh löu SCR ba xung - hình 4.2.1.(c):
Hình 4.2.1.(c) thöôøng ñöôïc goïi laø sô
ñoà hình tia ba pha, bao goàm ba SCR noái
chung catod (cuõng coù theå noái chung anod).
Xung kích coång caùc SCR leäch 2 π / 3 , theo
thöù töï xoay pha A, B, C :
T1 Æ T2 Æ T3 Æ T1 … ( hình 4.2.6 )
Ñieåm chuyeån maïch töï nhieân hay α = 0
cuûa caùc SCR chính laø ñieåm maø aùp pha töông
öùng baét ñaàu cao hôn caùc pha khaùc, neáu ñöôïc
kích luùc ñoù SCR seõ daãn ñieän nhö diod vaø aùp
ra seõ laø lôùn nhaát. Xeùt SCR T1,
α = 0 ôû wt = θ + k 2π vôùi θ = π
6
Hình 4.2.6: Daïng doøng, aùp ra chænh löu 3 xung, taûi thuaàn
Tröôøng hôïp taûi thuaàn trôû: trôû.
Giaû söû ñoùng nguoàn vaøo luùc wt = 0.
iO = 0 => vO = 0 vaø vT1 = v− vO > 0, T1 ñöôïc phaân cöïc thuaän.
Khi wt = π + α , coù xung ñieàu khieån, T1 daãn ñieän:
6
vO = vA = R.iO , doøng taûi coù cuøng daïng vôùi aùp. Giaû söû α > π nhö treân hình veõ, taïi
6
π
wt = π , doøng aùp ra baèng 0, T1 taét. Goùc daãn γ = π − α − .
6
Khi wt = π + α + 2π , T2 coù xung kích coång, noái pha B vaøo taûi. Coù theå nhaän xeùt daïng aùp,
6 3
doøng ra gioáng nhö tröôøng hôïp T1 daãn, nhöng chaäm pha 2 π / 3.
Trong chu kyø löôùi 2 π coù 3 xung aùp, chæ caàn tích phaân 1 / 3 chu kyø ñeå tính trò trung bình aùp
ra. Coù theå chia laøm hai tröôøng hôïp:
♦ α < π / 6 : AÙp löôùi chöa veà khoâng tröôùc khi kích SCR keá tieáp:
α + π6 + 23π
Vo = 3
3
∫
v ⋅ dwt =
2π 2 π o
3
2π α + π
6
∫ V 2 sin wt ⋅ dwt = 3 6 V ⋅ cos α
2π
♦ α > π / 6 : AÙp löôùi veà khoâng tröôùc khi kích SCR keá tieáp:
Vo = 3
∫
2π α + π
π
vo ⋅ dwt = 3
∫
2π α + π
π
2π
[
V 2 sin wt ⋅ dwt = 3 2 V 1 + cos( α + π )
6
]
6 6
♦ α > 5π / 6 : AÙp pha töông öùng khi ñoù beù hôn khoâng, SCR khoâng theå daãn ñieän khi
ñöôïc kích, suy ra phaïm vi ñieàu chænh goùc kích SCR khi taûi R töø 0 ñeán 5π / 6.
Trang 9 / Chỉnh lưu điều khiển pha © Huỳnh Văn Kiểm
Học kì 2 năm học 2004-2005
Trò trung bình doøng qua taûi coù theå tính theo trò
trung bình aùp ra Vo khi aùp duïng nguyeân lyù xeáp
choàng.
iO
Tröôøng hôïp taûi doøng lieân tuïc:
Caùc SCR thay phieân nhau daãn doøng taûi
T1 Æ T2 Æ T3 Æ T1 …töông öùng vôùi goùc daãn
cho moät SCR laø 2 π / 3 khoâng phuï thuoäc goùc
ñieàu pha. Nhö vaäy, daïng aùp ra khoâng phuï thuoäc
taûi vaø trò trung bình aùp ra coù daïng .
Phaïm vi thay ñoåi goùc ñieàu khieån pha α
theo lyù thuyeát, laø töø 0 ñeán π . Trò trung bình aùp
ra thay ñoåi töø Vdo = 3 6 V ñeán − Vdo. Hình 4.2.7: AÙp, doøng ra sô ñoà ñieàu khieån pha 3 xung,
2π
taûi doøng lieân tuïc
3. Sô ñoà chænh löu SCR saùu xung taûi doøng lieân tuïc – Maïch ñoäng löïc hình 4.2.1.(d):
Töông töï nhö chænh löu diod, hoaït ñoäng cuûa sô ñoà caàu ba pha ñieàu khieån pha coù theå phaân
tích thaønh hoaït ñoäng cuûa hai nhoùm: nhoùm
döông goàm T1, T2, T3 noái chung catod vaø
nhoùm aâm goàm T4, T5, T6 noái chung anod.
Ñieåm α = 0 ( chyeån maïch töï nhieân ) cuûa
caùc SCR laø caùc ñieåm baét ñaàu daãn ñieän (a)
cuûa caùc diod cuøng vò trí. Thöù töï ñieàu khieån
caùc SCR cuõng chính laø thöù töï xoay pha
löôùi, caùc SCR trong cuøng moät pha leäch
nöûa chu kyø löôùi:
T1 Æ T2 Æ T3 Æ T1
T6 Æ T4 Æ T5 Æ T6
(b)
Nhö vaäy khoaûng caùch xung giöõa 2
SCR cuøng nhoùm ( T1 vaø T2 ) laø 2 π / 3 ,
giöõa 2 SCR noái tieáp ( T1 vaø T6 ) laø π / 3 ,
xem hình 4.2.8.(b). Löu yù moãi SCR ñeàu
nhaän 2 xung: moät ñeå baét ñaàu daãn ( coù toâ
ñaäm ) vaø moät xung phuï töø SCR ñöôïc kích
ngay sau noù ( khoâng toâ ), ñeå ñaûm baûo moãi
luùc coù hai SCR laøm vieäc. (c)
Vôùi giaû thuyeát doøng lieân tuïc, moãi vAB vAC vBC vBA vCA vBA
luùc luoân coùmoät SCR cuûa moãi nhoùm daãn,
aùp ra cuûa caùc nhoùm v+ vaø v_ so vôùi trung
tính löôùi veõ baèng neùt ñaäm treân hình
4.2.8.(a) vaø aùp ra treân taûi seõ laàn löôït laø Hình 4.2.8: Sô ñoà caàu 3 pha ñieàu khieån pha: daïng aùp caùc
caùc aùp daây töông öùng vôùi caëp SCR ñang ñieåm treân sô ñoà (a), xung kích caùc SCR (b), aùp ra vaø caùc
daãn.- hình 4.2.8.(c). Moãi chu kyø löôùi coù 6 khoaûng daãn cuûa SCRs (c)
Trang 10 / Chỉnh lưu điều khiển pha http://www.khvt.com
Bài giảng tóm tắt Điện tử công suất 1
xung laø moät phaàn cuûa hình sin.
Trò trung aùp ra:
π + α + 2π
Vo = ∫2π vo dwt = ∫ ( vA − vB )dwt = 3 π6 V cos α = Vdo cos α
6 3 6 6
2π π π +α
6 6
vôùi Vdo laø aùp ra chænh löu diod.
Vôùi giaûr thuyeát doøng lieân tuïc, aùp ra thay ñoåi töø Vdo ñeán - Vdo khi goùc ñieàu khieån pha α
thay ñoåi trong khoaûng 0 – π.
Tröôøng hôïp taûi thuaàn trôû:
Doøng taûi iO coù cuøng daïng vôùi aùp ra vO , vaø nhö vaäy khoâng coù giaù trò aâm. Khi α > π / 3 aùp
ra coù ñoaïn baèng 0 : doøng giaùn ñoaïn . Khi α > 2π / 3 maïch khoâng coøn hoaït ñoäng. Vieäc tính trò trung
bình aùp ra thöïc hieän töông töï nhö tröôøng hôïp sô ñoà ba pha hình tia, ñeå yù aùp treân taûi laø nhöõng aùp
daây töông öùng vôùi pha cuûa SCR daãn ñieän.
IV.3 CAÙC BAØI TOAÙN CUÛA CHÆNH LÖU ÑIEÀU KHIEÅN PHA ( SCR ):
1. Bieän luaän cheá ñoä doøng ñieän taûi khi taûi RL:
- Doøng giaùn ñoaïn vaø lieân tuïc: Vì caùc ngaét ñieän baùn daãn chæ laøm nhieäm vuï ñoùng ngaét maïch,
moät caùch toång quaùt:
* Khi caùc SCR daãn ñieän (ñoùng maïch): aùp ra seõ coù daïng aùp cuûa aùp vaøo, trong caùc boä chænh
löu laø hình sin.
* Khi SCR khoaù (ngaét maïch): doøng qua taûi baèng khoâng, aùp ra seõ phuï thuoäc ñaëc tính taûi,
baèng 0 neáu taûi RL, baèng söùc phaûn ñieän khi taûi laø ñoäng cô, accu hay baèng aùp treân tuï khi taûi coù ñieän
dung song song.
Nhö vaäy aùp treân taûi thay ñoåi theo traïng thaùi daãn ñieän cuûa caùc SCR, phuï thuoäc vaøo goùc ñieàu
khieån pha α vaø ñaëc tính phuï taûi. Vôùi boä chænh löu m xung, beà roäng cuûa moãi xung doøng trong moät
chu kyø 2π chæ coù theå ≤ 2π m . Daáu baèng töông öùng tröôøng hôïp doøng lieân tuïc , khi ñoù SCR keá tieáp
ñöôïc kích khi caùc SCR ñang daãn chöa taét, hay caùc SCR thay phieân nhau daãn doøng taûi. Daáu nhoû
hôn cho tröôøng hôïp doøng giaùn ñoaïn – coù luùc doøng taûi baèng khoâng. Hình 4.2.3 vaø 4.2.4 cho ta
daïng doøng trong hai tröôøng hôïp.
Cuõng coù theå söû duïng phuï luïc 1 cuûa chöông hai kieåm tra cheá ñoä doøng ñieän cho taûi RL. Beà
roäng cuûa moãi xung doøng chính laø goùc daãn γ cuûa sô ñoà chænh löu 1 SCR vôùi löu yù goùc ñieàu khieån
pha α trong phuï luïc 1 ñöôïc tính vôùi ñieåm chuyeån maïch töï nhieân laø wt = 0 . Nhö vaäy, trong chænh
löu nhieàu pha, ñieåm chuyeån maïch töï nhieân so vôùi goác toïa ñoä leäch goùc θ, vaø ta phaûi söû duïng goùc
α + θ thay cho α trong khi söû duïng phuï luïc 1 naøy.
Cuõng theo phuï luïc, coù theå bieän luaän cheá ñoä doøng taûi boä chænh löu taûi RL khi tính toaùn goùc
daãn γ , ñieàu kieän ñeå doøng ñieän taûi lieân tuïc laø:
goùc daãn γ (α + θ , φ) ≥ 2π m
φ laø goùc taûi φ = tg −1 wL R ( ) , m laø soá xung.
Vôùi taûi RLE, moïi thöù töông töï nhöng caùc phöông trình coù thay ñoåi, trong caùc taøi lieäu tham
khaûo coù theå tìm ñöôïc caùc ñoà thò ñeå tra goùc daãn γ laø moät haøm cuûa goùc taûi φ, goùc ñieàu khieån pha α,
vaø heä soá töông öùng vôùi söùc phaûn ñieän E.
Trang 11 / Chỉnh lưu điều khiển pha © Huỳnh Văn Kiểm
Học kì 2 năm học 2004-2005
- Trung bình aùp ngoû ra khi doøng giaùn ñoaïn vaø lieân tuïc: Ñeå yù vôùi sô ñoà ñieàu khieån pha, aùp
nguoàn laø hình sin coù daïng xoay chieàu. Khi aùp giaûm daàn ñeán giaù trò aâm, doøng qua SCR giaûm veà
khoâng neáu khoâng coù SCR keá tieáp ñöôïc kích ñeå aùp ñaët vaøo taûi tieáp tuïc döông. Nhö ñaõ khaûo saùt,
naêng löông tích tröõ trong töï caûm L cuûa taûi RL giuùp keùo daøi xung doøng, laøm taêng phaàn coù giaù trò aâm
cuûa aùp ngoû ra. Keát quaû laø khi xung doøng keùo daøi, trò trung bình aùp ra giaûm, ñaït giaù trò oån ñònh khi
doøng lieân tuïc.
- Bieåu thöùc toång quaùt ñeå tính giaù trò trung bình aùp ngoû ra khi doøng lieân tuïc: Nhö vaäy ôû cheá
ñoä doøng lieân tuïc, daïng aùp ra khoâng phuï thuoäc taûi vì chæ bao goàm nhöõng xung hình sin, laø caùc aùp
löôùi cuûa SCR daãn. Töø ñoù, coù theå tính ñöôïc bieåu thöùc toång quaùt cuûa chænh löu m xung hình tia
ñöôïc noái vaøo nguoàn m pha:
Vo = Vdo cos α , Vdo = m 2 sin π V
π m
Vdo laø aùp ra chænh löu diod cuøng sô ñoà, V laø trò hieäu duïng aùp pha.
Vôùi nhaän xeùt ôû sô ñoà caàu, moãi luùc seõ coù hai chænh löu daãn ñieän vaø aùp ra khi ñoù chính laø aùp
daây, coù theå duøng cho caû sô ñoà caàu vôùi m baèng hai laàn soá pha vaø V laø aùp daây.
- So saùnh trò soá trung bình aùp ngoû raôû caùc cheá ñoä doøng taûi khaùc nhau: Tröôøng hôïp taûi R vaø
taûi doøng lieân tuïc laø hai tröôøng hôïp giôùi haïn, thöôøng ñöôïc söû duïng trong thieát keá, khi khoâng roõ ñaëc
tính taûi hay khi caàn tính toaùn gaàn ñuùng.
Hình 4.3.1 cho ta quan heä trung bình aùp ra VO cuûa chænh
löu caàu moät pha theo goùc ñieàu khieån pha α vôùi taûi R, RL vôùi doøng
giaùn ñoaïn vaø doøng lieân tuïc. (Ñaëc tính VO(α) taûi RL vôùi doøng giaùn
ñoaïn ñöôïc veõ ôû ñaây chæ laø moät tröôøng hôïp tieâu bieåu, moät caùch
toång quaùt noù laø moät ñöôøng cong naèm giöõa ñaëc tính taûi R vaø doøng
lieân tuïc).
- Giaû thuyeát doøng taûi phaúng, lieân tuïc : Khi L taêng, söï nhaáp
nhoâ cuûa doøng taûi giaûm ñi, vaø khoâng coøn khi L baèng voâ cuøng.
Tröôøng hôïp taûi coù L baèng voâ cuøng coøn goïi laø giaû thuyeát doøng taûi
phaúng, lieân tuïc laøm cho caùc tính toaùn doøng ñieän trôû neân ñôn
giaûn, ñöôïc duøng trong thieát keá hay khaûo saùt caùc tröôøng hôïp phöùc Hình 4.3.1: quan heä vo(α) vôùi
taïp. caùc loaïi taûi khaùc nhau. Vdo:
trung bình aùp ra chænh löu diod.
2. Tính trò trung bình doøng ñieän taûi :
Trò trung bình doøng taûi thöôøng tính theo trò trung bình aùp ra khi aùp duïng nguyeân lyù xeáp
choàng caùc thaønh phaàn Fourier cuûa aùp ra leân taûi. Thaønh phaàn moät chieàu cuûa doøng taûi laø do thaønh
phaàn moät chieàu cuûa aùp treân taûi taïo ra, coâng thöùc coù giaù trò cho taát caû caùc sô ñoà chænh löu
taûi RL.
Vo Vo − E
Io = hay khi taûi RLE : I o =
R R
Cuõng coù theå söû duïng phuï luïc 1 cuûa chöông 2 ñeå tính giaù trò trung bình cuûa doøng taûi, töø ñoù
suy ra giaù trò trung bình aùp ngoû ra, khoâng caàn tích phaân.
3.Doøng ñieän qua SCR vaø bieán aùp ñaàu vaøo:
Trang 12 / Chỉnh lưu điều khiển pha http://www.khvt.com
Bài giảng tóm tắt Điện tử công suất 1
Ñeå khaûo saùt doøng ñieän qua caùc phaàn töû maïch ñieän, ngöôøi ta thöôøng duøng giaû thuyeát doøng
taûi phaúng, lieân tuïc nhaèm ñôn giaûn caùc tính toaùn. Vôùi cuøng phöông phaùp, caùc daïng doøng thöïc teá
cuõng coù theå ñöôïc phaân tích vôùi khoái löông tính toaùn lôùn hôn.
Hình 4.3.2.(b) trình baøy caùc daïng doøng ñieän qua caùc phaàn töû cuûa boä chænh löu caàu ba pha
vôùi taûi doøng lieän tuïc, phaúng. Nhö ñaõ khaûo saùt trong caùc muïc tröôùc cuûa chöông, moãi SCR daãn ñieän
1/3 chu kyø (ghi baèng caùc chæ soá töø 1 – 6). Doøng ñieän cuoän daây thöù caáp bieán aùp goàm doøng qua caùc
SCR cuûa pha töông öùng, ví duï ia = iT1 – iT4 khi quy öôùc doøng qua SCR chaïy töø anod sang catod.
Doøng qua cuoän sô caáp tæ leä vôùi doøng thöù caáp theo tæ soá bieán aùp K. Ta coù:
Trò trung bình Iav vaø hieäu duïng IRMS doøng qua SCR :
2π 2π
Io I
I av = 1
∫ 1
∫ ( I o )2 dwt = o
3 3
I o dwt = I RMS =
2π 0 3 2π 0 3
i 2π/3
o Io
T1 T2 T3
1 2 3 1 2 3
A i i
A a R π 2π wt
v
B o Io
L
C 5 6 4 5 6 4
i i
C c π 2π wt
T4 T5 T6 i
1 a
(a) (b)
Hình 4.3.2 π 4 2π wt
Trò hieäu duïng doøng qua cuoän thöù caáp bieán aùp, tính cho pha a :
2π
I aR = 1
∫
2π 2 π
(ia )2 dwt =
2π 0 o∫
1 2 3 (I )2 dwt = I 2 / 3
o
Keát quaû naøy coù ñöôïc khi ñeå yù tích phaân trong daáu caên seõ gaáp ñoâi so vôùi tích phaân töông
öùng cuûa doøng hieäu duïng qua SCR.
Doøng ñieän qua cuoän sô caáp IAR bieán aùp tæ leä vôùi doøng cuoän thöù caáp IaR qua tæ soá bieán aùp K
cuûa aùp thöù caáp / aùp sô caáp:
Va
I AR = K .I aR vôùi K = ; Va vaø VA laø trò hieäu duïng aùp pha thöù vaø sô caáp
VA
bieán aùp => Coâng suaát bieåu kieán cuûa bieán aùp: S = 3. (Va.IaR + VA.IAR)/2 = 3.Va.IaR
theá quan heä aùp pha thöù caáp Va vaø aùp ra VO vaø caùc quan heä doøng ñieän doøng taûi vaø
doøng qua bieán aùp, ta coù coâng suaát bieåu kieán bieán aùp:
⎡ 3.2.π 3 ⎤V I = π
S=⎢ 2⎥ o o
Vo I o Vôùi sô ñoà naøy, ñaây cuõng laø coâng
⎣ 3 6 cos α ⎦ 3 cos α
suaát bieåu kieán cuûa boä chænh löu, suy ra heä soá coâng suaát: HSCS = 3.cos α π
Baøi taäp: Tính trò hieäu duïng cuûa soùng haøi baäc 1 cuûa doøng nguoàn, suy ra heä soá coâng suaát cuûa
boä chænh löu ñieàu khieån pha.
Ñeå ñôn giaûn caùc bieåu thöùc, ta giaû söû tæ soá bieán aùp baèng 1, bieân ñoä doøng nguoàn seõ laø IO vaø
daïng doøng pha A ñöôïc veõ laïi treân hình 4.3.2 (c). Tính giaù trò hieäu duïng I1R cuûa iA khi söû duïng truïc
Trang 13 / Chỉnh lưu điều khiển pha © Huỳnh Văn Kiểm
Học kì 2 năm học 2004-2005
tung laø truïc ñoái xöùng cuûa daïng doøng:
4
π /3
A
I1R =
π 2 ∫
0
IO .cos wt.dwt
2 2 π 6 Io
I1R = IO sin = IO i
π 3 π α A
T1 wt
2
khi tích phaân ¼ daïng soùng, heä soá 2 xuaát 0 π 2π T4
hieän do tính giaù trò hieäu duïng. 6 3
Coâng suaát taùc duïng cuûa boä chænh löu
tieâu thuï töø nguoàn AC:
6
PO = 3.V .I R1.cos α1 = 3.V .IO .cos α Hình 4.3.2.c: Daïng doøng vaø aùp pha A
π
π π /3
vì theo hình 4.3.2.c, goùc leänh pha giöõa aùp vaø doøng moãi pha laø −α + =α
6 2
6
3.V .IO .cos α
PO π 3.cos α
Suy ra HSCS cuûa maïch baèng: HSCS = = =
3V .I R 2 π
3V .IO
3
Coù theå nhaän xeùt laø HSCS cuûa maïch khoâng theå baèng 1 ngay caû khi chænh löu diod (doøng-aùp
cuøng pha) vì doøng qua maïch khoâng hình sin. Moät nhaän xeùt khaùc laø giaû thuyeát tæ soá bieán aùp k baèng
1 khoâng aûnh höôûng ñeán HSCS vì caû IR vaø IR1 ñeàu coù k.
4. Bieán aùp cuûa boä chænh löu: Io
Bieán aùp coù 2 nhieäm vuï trong sô ñoà
chænh löu: Thay ñoåi ñieän aùp cho thích hôïp vôùi
taàm hoaït ñoäng cuûa BBÑ vaø caùch ly ñieän löôùi 2
– taûi nhaèm ñaûm baûo an toaøn trong moät soá 0
tröôøng hôïp. 2Io
3
Thoâng soá bieán aùp goàm coù: aùp, doøng
2
caùc cuoän daây sô thöù vaø coâng suaát bieåu kieán 0
Io
SBA. SBA cho pheùp ñaùnh giaù ñoä lôùn cuûa bieán
3
aùp vaø heä soá söû duïng (hay ñoä hieäu quaû söû
duïng) bieán aùp khi so saùnh vôùi coâng suaát bieåu Hình 4.3.3: Daïng doøng thöù vaø sô caáp bieán aùp noái YY
kieán S cuûa nguoàn AC. ÔÛ tröôøng hôïp lyù töôûng, duøng cho chænh löu tia 3 pha.
tæ soá naøy baèng 1.
Hoaït ñoäng cuûa bieán aùp trôû neân xaáu ñi khi töø tröôøng loõi theùp coù thaønh phaàn 1 chieàu nhö
tröôøng hôïp chænh löu 1 SCR hay ôû sô ñoà tia 3 pha vôùi bieán aùp thoâng thöôøng noái YY hay YΔ. Khi
ñoù: - Söùc töø ñoäng cuûa maïch töø khoâng baèng khoâng nhö ta vaãn giaû thuyeát (bieán aùp noái YY).
- Loõi theùp bò töø hoùa khoâng ñoái xöùng (bieán aùp noái YΔ)
Keát quaû laø doøng töø hoùa taêng cao, loõi theùp coù theå bò phaùt noùng do baûo hoøa töø cuïc boä .
5. Söï chuyeån maïch cuûa SCR trong chænh löu ñieàu khieån pha:
Trang 14 / Chỉnh lưu điều khiển pha http://www.khvt.com
Bài giảng tóm tắt Điện tử công suất 1
ÔÛ cheá ñoä doøng lieân tuïc, moät SCR khi ñöôïc kích seõ laøm taét moät SCR ñang daãn. Ta noùi laø coù
hieän töôïng chuyeån maïch. Trong caùc phaàn tröôùc, ta cho laø söï chuyeån maïch khoâng coù thôøi gian,
dieãn ra töùc thôøi. Thöïc teá luoân luoân coù töï caûm noái tieáp caùc chænh löu, coù theå laø töï caûm cuûa ñöôøng
daây hay cuûa bieán aùp caáp ñieän vaø nhö vaäy doøng qua chænh löu khoâng thay ñoåi töùc thôøi. Coù khoaûng
thôøi gian hai chænh löu cuøng laøm vieäc. Vì vaäy, hieän töôïng chuyeån maïch coøn goïi laø söï truøng daãn
giöõa 2 hay nhieàu hôn chænh löu noái chung anod hay catod.
v1 La i1 T1 V1
Io
V k = 2 Vsin
π
m
v2 La i2 T2
V
(a) 2π V2
m
v1 = V 2 sin wt Giaûn ñoà vectô ñieän aùp
v2 = V 2 sin ( wt − 2mπ )
Hình 4.3.4.(a) cho ta maïch ñieän ñeå khaûo
saùt söï chuyeån maïch trong heä m pha hình tia,
giöõa SCR 1 cuûa pha 1 vaø SCR 2 cuûa pha 2. Khi
kích T2, T1 ñang daãn doøng taûi Io, giaû söû khoâng
ñoåi trong thôøi gian khaûo saùt. Ta coù söï chuyeån
maïch doøng taûi töø T1 sang T2, vaø coù caùc phöông
trình:
(b)
Hình 4.3.4: AÙp ra khi coù chuyeån maïch (truøng daãn).
di1 di di di di
Io = i1 + i2 ⇒ = − 2 ; v1 − v2 = vk = La 1 − La 2 = −2 La 2
dt dt dt dt dt
π
vôùi vk = Vk 2 sin wt, Vk = 2V sin
m
ñieàu kieän ban ñaàu : i1 wt=α = Io ; i2 wt=α = 0
khi choïn laïi goác toïa ñoä laø ñieåm chuyeån maïch töï nhieân
di v + v2
suy ra : vo = v1 − La 1 = 1
dt 2
trong ñoù vk ñöôïc goïi laø aùp ngaén maïch. Nhö vaäy, söï chuyeån maïch laøm cho ngoû ra bò suït aùp
moät löôïng :
α +μ
m di1 m mX a Io
0
ΔU x =
2π ∫
α
La
dt
dwt =
2π ∫ wL .di =
Io
a 1
2π
; X a = w.La
Giaûi ñeå tìm i2 , duøng ñieàu kieän khi ωt = α + μ thì i2 = Io, ta coù phöông trình
xaùc ñònh goùc chuyeån maïch μ :
1
2 La ∫
i2 = −vk dt vôùi ñieàu kieän ñaàu i2 |wt=α = 0
2 X a Io
suy ra cos α − cos (α + μ ) =
V 2 2Vk
⇒ i2 = k [ cos wt − cos α ]
2wLa
vaø goùc chuyeån maïch (truøng daãn) μ – töông öùng thôøi gian coù caùc SCR cuøng daãn ñieän.
Trang 15 / Chỉnh lưu điều khiển pha © Huỳnh Văn Kiểm
Học kì 2 năm học 2004-2005
vôùi Vk laø hieäu duïng aùp daây giöõa hai pha tham gia chuyeån maïch.
5. Chænh Löu taûi RLE vaø cheá ñoä nghòch löu:
i I
o o
T1 T2 R
_ R
L
v v Vo _
o
T3 T4 E
+ E
+
(a) (b) ( c)
Hình 4.3.5 (a) Chænh löu caàu moät pha taûi RLE. (b) maïch töông (c ) daïng doøng, aùp ra khi doøng
ñöông ñ/v thaønh phaàn moät chieàu khi Vo, E < 0 . giaùn ñoaïn
Trong tröôøng hôïp taûi coù söùc phaûn ñieän E nhö hình 4.3.5(a), khi doøng taûi iO baèng khoâng, aùp
ra vO baèng E. Khi T1, T4 ñöôïc kích, aùp ra vO = v, pt vi phaân moâ taû maïch ñieän laø:
dio
vo = v = Rio + L + E vôùi ñieàu kieän ñaàu io wt = α = 0
dt
Phöông trình naøy laø cô sôû ñeå tính bieåu thöùc doøng ra iO vaø töø ñoù bieän luaän caùc cheá ñoä hoaït
ñoäng cuûa boä bieán ñoåi töông töï nhö ñaõ thöïc hieän vôùi taûi RL:
Neáu E > 0, söùc ñieän ñoäng naøy xung ñoái vôùi aùp ra vO, laøm doøng ñieän mau veà khoâng, nôùi
roäng vuøng doøng giaùn ñoaïn. E > 0 cuõng taïo ra khaû naêng SCR khoâng theå daãn ñieän khi ñöôïc kích
neáu luùc ñoù E lôùn hôn aùp nguoàn v .
Nhö ñaõ khaûo saùt ôû 4.1, ôû sô ñoà chænh löu diod hai xung khi taûi coù E, goùc kích SCR seõ naèm
trong khoaûng α min = sin −1 ⎛⎜ E ⎞⎟ ñeán π - α min .
⎝ 2V ⎠
Trò trung bình aùp ra Vo khoâng thay ñoåi khi doøng lieân tuïc vaø taêng leân (E > 0) so vôùi taûi RL
khi doøng giaùn ñoaïn, vì aùp ra vO seõ baèng E khi doøng baèng 0 . Khi aùp duïng nguyeân lyù xeáp choàng,
maïch ñieän ñoái vôùi thaønh phaàn moät chieàu – hình 4.3.5.(b) – cho ta:
Io = ( Vo – E )/ R
Khi taûi coù söùc phaûn ñieän, coù theå coù hieän töôïng
nghòch löu. Hieän töôïng naøy xaûy ra khi Vo , E < 0 vaø
|Vo| < |E|(hình 4.3.6). Khi ñoù vaãn coù doøng Io > 0,
aùp ra boä chænh löu vaø söùc ñieän ñoäng taûi ñoåi daáu, taûi
trôû neân cung caáp vaø boä bieán ñoåi seõ nhaän naêng löôïng
vì bieåu thöùc coâng suaát ñaõ ñoåi daáu (hình 4.3.5.b):
P = Vo . Io < 0 ngöôïc vôùi tröôøng hôïp
taûi thuï ñoäng (nhö R), töông öùng vôùi HSCS < 0.
Hình 4.3.6
Coù theå chöùng minh ñöôïc laø boä bieán ñoåi chuyeån ñöôïc naêng löôïng naøy veà löôùi khi tính tích
phaân coâng suaát ra.
Trang 16 / Chỉnh lưu điều khiển pha http://www.khvt.com
Bài giảng tóm tắt Điện tử công suất 1
Toùm taét ñieàu kieän xaûy ra nghòch löu:
- Taûi coù söùc phaûn ñieän E < 0 (cuøng chieàu vôùi doøng ñieän).
- Trung bình aùp ra Vo < 0 vaø |Vo| < |E|.
Goùc nghòch löu an toaøn:
Khi α taêng, aÙp ra boä chænh löu Vo giaûm, sau ñoù nhoû hôn zero. Khi α gaàn 180O , coù theå
xaûy ra hieän töôïng ñoät bieán nghòch löu. Hieän töôïng naøy xuaát hieän khi caùc SCR chuyeån maïch thaát
baïi: SCR ñöôïc kích khoâng chuyeån sang traïng thaùi daãn ñieän ñöôïc vaø SCR ñang daãn tieáp tuïc daãn
ñieän baùn kyø keá tieáp. AÙp ra vO ñang aâm trôû neân döông, doøng ñieän ñoät ngoät taêng leân raát cao goïi laø
ñoät bieán nghòch löu. Goùc nghòch löu β ñöôïc ñònh nghiaõ baèng π − α . Goùc nghòch löu an toaøn laø giaù
trò β toái thieåu ñeå khoâng xaûy ra ñoät bieán nghòch löu. Xeùt tröôøng hôïp T2, T3 ñang daãn ñieän treân hình
3.19, vôùi nhaän xeùt laø aùp – v seõ döông khi wt > π , goùc nghòch löu an toaøn baèng 0O trong tröôøng
hôïp caùc SCR lyù töôûng, coù chuyeån maïch töùc thôøi. Trong thöïc teá, sau khi ñöôïc kích, ta maát moät goùc
μ cho chuyeån maïch (caùc SCR truøng daãn) vaø goùc w.tOFF töông öùng thôøi gian tOFF ñeå SCR bò taét
phuïc hoài khaû naêng khoùa, nhö vaäy goùc nghòch löu an toaøn β seõ baèng μ + w.tOFF .
6. Soùng haøi aùp vaø doøng ngoû ra:
Nhö ta ñaõ bieát chænh löu m xung cho ra ñieän aùp moät chieàu nhaáp nhoâ m laàn trong moät chu
kyø löôùi ñieän. Khi khai trieån Fourier, tín hieäu coù chu kyø naøy goàm coù:
- Thaønh phaàn moät chieàu hay trung bình, laø phaàn höõu duïng hay mong muoán.
- Caùc thaønh phaàn hình sin coù taàn soá k.m.w, coøn goïi laø soùng haøi baäc n, n = km; vôùi k laø soá
nguyeân, w laø taàn soá löôùi ñieän tính baèng rad/s. Thaønh phaàn naøy khoâng nhöõng khoâng höõu ích vôùi taûi
moät chieàu, maø coøn gaây ra caùc taùc duïng khoâng mong muoán nhö: laøm taêng giaù trò hieäu duïng cuûa
doøng ñieän, daãn ñeán taêng phaùt noùng; ñoái vôùi ñoäng cô moät chieàu coøn taïo ra moâ men phuï gaây rung.
Khi doøng taûi lieân tuïc, trò hieäu duïng VRn cuûa soùng haøi baäc n cuûa ñieän aùp ra baèng:
VRn = 2m
sin πm V 1 + (n 2 − 1) sin 2 α
( n −1)π
2
I
n R
Bieåu thöùc naøy coù ñöôïc khi ta khai trieån Fourier cuûa daïng aùp ra cho
caùc soùng haøi baäc cao.
Trong ñoù, Vdo laø trò trung bình aùp ra chænh löu diod cuøng sô ñoà. Vn jnwL
Cuõng nhö tính toaùn vôùi thaønh phaàn moät chieàu cuûa ñieän aùp, ta coù
theå tìm ra caùc thaønh phaàn soùng haøi doøng ñieän baäc n khi giaûi maïch ñieän
töông ñöông boä chænh löu taûi RLE cho caùc soùng haøi ñieän aùp (hình 4.3.7): Hình 4.3.7:
I Rn = VRn / R 2 + ( nwL )2
Theo tính chaát cuûa caùc thaønh phaàn Fourier, trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän laø:
I R = ( I o )2 + ∑ n I 2 vôùi IO laø trò trung bình cuûa doøng ñieän.
Rn
2
∑ n I Rn ñöôïc goïi laø hieäu duïng toång caùc soùng haøi, bieåu thò ñoä nhaáp nhoâ (khoâng
phaúng) cuûa doøng ñieän.
Chæ soá n ñöôïc tính töø m ñeán ∞ . Trong thöïc teá, vì nwL vaø VRn giaûm nhanh theo n , ngöôøi
ta chæ tính toaùn vôùi vaøi soùng haøi ñaàu tieân (k = 1 .. 3).
Ngoaøi vieäc loïc ngoû ra, moät bieän phaùp raát höõu hieäu ñeå giaûm soùng haøi doøng, aùp ngoõ ra laø
taêng soá xung cuûa aùp ngoû ra, coù hai caùch:
Trang 17 / Chỉnh lưu điều khiển pha © Huỳnh Văn Kiểm
Học kì 2 năm học 2004-2005
12
- Taêng soá pha: Töø heä 3 pha, ta coù theå taïo ra 6, 12, 24
pha baèng caùch noái tieáp caùc cuoän daây thöù caáp (coù ñieän aùp
A 1
thích hôïp) cuûa bieáp aùp 3 pha coù nhieàu cuoän thöù caáp treân 1 -B
pha. Hình 4.3.8 trình baøy caùch thöïc hieän 12 pha töø 6 pha A,
B, C, -A, -B, -C (chæ veõ pha 1 vaø pha 12). Pha 1 ñöôïc toång
hôïp töø pha A vaø – C vôùi tæ leä thích hôïp. C -C
O O
Goùc Ao1 = 15 , oA1 = 120 cuûa tam giaùc oA1 cho ta: o
o1 A1 oA
= =
sin120 sin15 sin 45 -A B
Suy ra ñieän aùp caùc cuoän daây oA, A1 theo aùp ra o1. Hình 4.3.8:
Phöông aùn naøy coøn coù öu ñieåm laø thích hôïp vôi coâng suaát lôùn. Nhöôïc ñieåm laø bieán aùp coù
coâng suaát bieåu kieán taêng cao (töông öùng heä soá söû duïng bieán aùp thaáp) do giaù trò hieäu duïng doøng
ñieän qua cuoän daây taêng khi goùc daãn cuûa moät chænh löu giaûm vì soá xung m taêng.
- Noái noái tieáp vaø/hay song song caùc boä chænh löu coù nguoàn leäch pha. Ñaây laø phöông aùp
hieäu quaû hôn ñoái vôùi caû ba: nguoàn, BBÑ vaø ngoû ra. Noäi dung seõ ñöôïc trình baøy trong phaàn sau.
Ví duï: Cho boä chænh löu ba pha caàu taûi R coù loïc LC ngoû ra hình 4.3.9.(a), aùp nguoàn coù hieäu
duïng 100 volt (aùp pha), taàn soá 50 Hz. Goùc ÑK pha α = 60O , taûi R 100 ohm. Maïch loïc LC baèng bao
nhieâu ñeå bieân ñoä nhaáp nhoâ aùp ra ( ñænh – ñænh) baèng 10 volt?
Caùc giaû thieát ñeå ñôn giaûn tính toaùn:
- Sau khi qua maéc loïc LC, caùc soùng haøi baäc lôùn hôn cô baûn (k = 1, öùng vôùi taàn soá nhaáp nhoâ
ngoû ra 6 xung, baèng 300 Hz) laø khoâng ñaùng keå. Nhö vaäy chæ caàn khaûo saùt soùng haøi cô baûn.
- Doøng qua boä chænh löu laø lieân tuïc ñeå coù theå aùp duïng .
Hình 4.3.9: (a) laø maïch ñoäng löïc trong ñoù vO laø aùp ra boä chænh löu, vC laø aùp ngoû ra boä loïc
LC; (b) laø maïch töông ñ/v haøi cô baûn, v1 laø soùng haøi cô baûn - baäc k = 1 cuûa aùp ra boä chænh löu, vC1
laø soùng haøi baäc k = 1 cuûa aùp qua tuï C – theo giaû thieát treân cuõng chính laø aùp ngoû ra maïch loïc; (c)
laø caùc daïng soùng trong maïch trong ñoù VO laø trung bình aùp ra chænh löu.
v
L jnwL o
v1 Vo
v v
v
C R C R C1 v
v C1
o 1/jnwC
Hình 4.3.9: (a) (b) (c)
Vdo = m 2
sin ( mπ ) V = 6 2
.sin ( π6 ) .100 = 2.34 ⋅100 = 234 v
Ta coù π π
tính < 4.3.15 > n = 6⋅;α = 60 ⇒ V1 = 48.9 v
Hình 4.3.9.b cho ta:
VC1
=
(1 / jnwC ) // R =
1
V1 (1 / jnwC ) // R + jnwL (1 − n w LC )
2 2 2
+ (nwL R )
2
Yeâu caàu cuûa ñaàu baøi laø bieân ñoä nhaáp nhoâ aùp ra ( ñænh – ñænh) baèng 10 volt, suy ra trò soá
hieäu duïng soùng haøi cô baûn qua ñieän dung C laø VC1 = 10 /( 2 ⋅ 2 ) = 3.53 v .
Trang 18 / Chỉnh lưu điều khiển pha http://www.khvt.com
Bài giảng tóm tắt Điện tử công suất 1
Phöông trình treân cho pheùp tính toaùn giaù trò Lvaø C. Vì chæ coù moät phöông trình cho hai aån
soá, caàn phaùt bieåu theâm moät ñieàu kieän cho L vaø C tröôùc khi giaûi.
Ñeå yù: (1 − n w LC )
2 2 2
+ (nwL R ) ≈ n 2 w 2 LC vì taàn soá trong maïch seõ khaù lôùn so vôùi taàn
2
soá coäng höôûng cuûa LC (maïch loïc chæ cho taàn soá thaáp qua),
VC1 3.53 1 48.9
= ≈ 2 2 ⇒ LC = = 3.90 E − 6
V1 48.9 n .w .LC 3.53 ⋅ 6 2 ⋅ (100π )2
Coù nhieàu phöông aùn ñeå choïn LC, ôû ñaây choïn C = 100 uF suy ra L = 0.039 H. Giaù trò LC
nhö vaäy coù theå thöïc hieän deå daøng trong thöïc teá.
Kieåm tra laïi:
♦ phaàn tính toaùn : nwL/R = 6*100π*0.039/100 = 0.74 vôùi Vdo = 234 ; n = k ⋅ m = 12 ; α = 60 ⇒ V2 = 23.8 v vaø
V2 23.8
VC 2 = = = 0.63 volt . Vaäy soùng haøi baäc
(1 − 12 2
⋅ (100π)2 ⋅ 3.9 ⋅ 10 −6 )
2
+ (12⋅100π100 )
2 37.5
k = 2 laø khoâng ñaùng keå so vôùi thaønh phaàn cô baûn baäc k = 1, ñuùng nhö giaû thieát.
♦ Kieåm tra doøng lieân tuïc: Coâng thöùc chæ ñuùng trong tröôøng hôïp doøng lieân tuïc, ñeå
ñaûm baûo keát quaû caàn phaûi kieåm tra söï lieân tuïc cuûa doøng ñieän. Tuy nhieân, giaûi tích maïch ñieän chænh
löu ñieàu khieån pha taûi RLC trong ñieàu kieän doøng giaùn ñoaïn raát phöùc taïp vaø thöôøng khoâng caàn thöïc
hieän khi thieát keá vì khi doøng baèng khoâng, aùp ra seõ baèng aùp treân tuï – lôùn hôn aùp löôùi trong khoaûng
naøy (chính laø aùp ra ngoû ra khi doøng lieân tuïc). Nhö vaäy nhaáp nhoâ aùp treân taûi khi doøng giaùn ñoaïn seõ
beù hôn tính toaùn döïa vaøo giaû thuyeát doøng lieân tuïc.
7. Ñaëc tính ngoaøi boä chænh löu:
Ñònh nghiaõ ñaëc tính ngoaøi: Vo = f (Io). Coù caùc ñaëc
tính:
- AÙp ra giaûm khi Io taêng vì caùc suït aùp: chuyeån maïch,
qua chænh löu, ñieän trôû daây daãn vaø bieán aùp (neáu coù).
vuøng doøng lieân tuïc
- Khi doøng taûi lieân tuïc, aùp ra boä chænh löu khoâng phuï
Io
thuoäc taûi neân aùp ra oån ñònh, suït aùp theo taûi ít hôn.
- Khi doøng giaùn ñoaïn khoâng coù suït aùp do chuyeån
Hình 4.3.10
maïch, vaø khoâng coù phaàn ñieän aùp aâm neân aùp ra cao hôn.
- Khi taûi coù söùc phaûn ñieän E, ñoä (suaát) suït aùp taêng cao trong vuøng doøng giaùn ñoaïn vì khi ñoù
E cuõng laø moät boä phaän taïo ra ñieän aùp ngoû ra.
Tính phaïm vi ñieàu chænh goùc ÑKP α khi cho tröôùc phaïm vi thay ñoåi phuï taûi:
Goïi EBÑ laø aùp ra BBÑ lyù töôûng, chæ phuï thuoäc α vaø aùp nguoàn.
EBÑ = E + ΣΔV , trong ñoù E laø söùc ñieän ñoäng taûi, ΣΔV bao goàm taát caû suït aùp coù theå coù.
Toång quaùt, EBÑ vaø E coù theå > 0 hay < 0 trong khi luoân coù ΣΔV > 0. Do ñoù khi thieát keá coù theå choïn
αmin theo Emax + ΣΔV (vôùi Emax > 0) ñeå ñaûm baûo caùc suït aùp khi doøng max vaø αmax theo
Emin < 0 trong chieàu nghòch löu khi tính ñeán tröôøng hôïp doøng baèng 0. αmax caàn phaûi kieåm tra
Trang 19 / Chỉnh lưu điều khiển pha © Huỳnh Văn Kiểm
Học kì 2 năm học 2004-2005
theâm goùc nghòch löu an toaøn: αmax < π − β .
IV.4 NOÁI SONG SONG VAØ NOÁI TIEÁP CHÆNH LÖU:
CHÆNH LÖU 1
1. Noái song song boä chænh löu: Io
Ñieàu kieän thoâng thöôøng ñeå noái Io
Taûi
song song hai boä chænh löu laø: 2
Nguoàn
- hai boä chænh löu gioáng nhau.
- luoân luoân coù aùp trung bình Io
ngoû ra baèng nhau. 2
Khi ñoù doøng trung bình qua
moãi boä chænh löu laø ½ doøng trung bình CHÆNH LÖU 2
Hình 4.4.1
taûi.
Ñeå caûi thieän chaát löôïng BBÑ, hai boä chænh löu seõ laøm vieäc leäch pha nhau (nhö hai caàu 3
pha treân hình 4.4.1 laø π/6) ñeå nhaáp nhoâ aùp treân taûi coù bieân ñoä giaûm, taàn soá taêng gaáp ñoâi so vôùi
nhaáp nhoâ aùp ra cuûa moät boä chænh löu (laø m = 12 so vôùi m = 6 cuûa caàu ba pha). Cuoän khaùng caân
baèng caàn ñöôïc theâm vaøo ñeå rôi phaàn aùp cheânh leänh cuûa hai boä chænh löu.
Cuõng nhôø söï leäch pha naøy maø doøng nguoàn (laø söï xeáp choàng – coäng – doøng quahai boä chænh
löu) seõ coù ít soùng haøi baäc cao hôn khi laøm vieäc thoâng thöôøng.
Ta raát hay gaëp boä chænh löu 6 pha coù khaùng caân baèng ñieàu khieån pha. Sô ñoà chænh löu 6
pha coù khaùng caân baèng ñieàu khieån pha coù ñöôïc khi thay caùc D trong hình 4.1.6 baèng SCR.
Hình veõ 4.4.2 beân laáy aùp vAB laøm goác
pha, qua ñoù coù theå thaáy laø
v01 ( wt ) = v02 ( wt − π ) , cuøng
daïng.
Trung bình aùp ra gioáng nhö chænh löu 3
pha tia, laø khi giaû söû doøng lieân tuïc.
Ñeå tính gaàn ñuùng aùp treân cuoän khaùng
caân baèng, ta tìm caùc thaønh phaàn Fourier cuûa
ñieän aùp:
k = 1, taàn soá 3w :
Hình 4.4.2
v01 ( 3wt ) = v02 ( 3wt − 3π ) = −v02 ( 3wt )
vaø cho ta vcb = v01 - v02 = 2 v01(3wt) . Suy ra hieäu duïng thaønh phaàn taàn
soá 3w cuûa aùp qua cuoän khaùng gaáp ñoâi soùng haøi baäc 3 aùp ra chænh löu tính theo
töông töï, khi k = 2, coù theå CM thaønh phaàn taàn soá 6w aùp treân cuoän khaùng baèng 0. Caùc thaønh
phaàn taàn soá cao hôn coù theå boû qua. Trong moät soá taøi lieäu, ngöôøi ta tích phaân trò hieäu duïng aùp treân
cuoän khaùng töø ñeå laøm aùp treân cuoän khaùng vaø thieát keá vôùi taàn soá 3 w.
Khaùng caân baèng thöïc ra laø moät bieán aùp töï ngaãu vì khoâng coù töø tröôøng moät chieàu (thaønh
phaàn trung bình cuûa doøng taûi qua 2 cuoän daây khöû laãn nhau), neáu goïi iμ laø doøng töø hoùa, caàn coù ñieàu
kieän sau ñeå caû hai boä chænh löu luoân coù doøng (ñaûm baûo hai chænh löu luoân laøm vieäc):
Trang 20 / Chỉnh lưu điều khiển pha http://www.khvt.com
Copyright by webtailieu.net