Chỉnh Lưu Cầu 3 Pha Bán đk - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.docx) (22 trang)

Trang chủ

Luận Văn - Báo Cáo

Kỹ thuật

chỉnh lưu cầu 3 pha bán đk

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.01 MB, 22 trang )

Chương 1: Khái quát về chỉnh lưu1.11.1.1Các vấn đề chung về chỉnh lưuCấu trúc mạch chỉnh lưuChỉnh lưu là quá trình biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều thành năng lượngdòng điện một chiều.Chỉnh lưu là thiết bị điện tử công suất được sử dụng rộng rãi nhất trong thực tế. Sơđồ cấu trúc thường của mạch chỉnh lưu như trên hình 1.Hình 1. Sơ đồ cấu trúc mạch chỉnh lưuTrong sơ đồ có máy biến áp làm hai nhiệm vụ chính là:a.Chuyển từ điện áp quy chuẩn của lưới điện xoay chiều U1 sang điện áp U2thích hợp với yêu cầu của tải. Tùy theo tải mà máy biến áp có thẻ tằng ápb.hoặc giảm áp.Biến đổi số pha của nguồn lưới sang số pha theo yêu cầu của mạch van.Thông thường số pha của lưới lơn nhất là 3 pha. Song mạch van có thểcần số pha là 6,12,….Trường hợp tải yêu cầu mức điện áp phù hợp với lưới điện và mạch vanđòi hỏi số pha như lưới điện thì có thể bỏ máy biến áp.Mạch van ở đây là các van bán dẫn được mắc với nhau theo cách nào đóđể có thể tiến hành quá trình chỉnh lưu.Mạch lọc nhằm đảm bảo điện áp(hoặc dòng điện) một chiều theo cấp chotải là bằng phẳng theo yêu cầu.1.1.2Phân loại1Chỉnh lưu được phân loại theo một số cách sau đây:(1.2)1.Phân loại theo số pha nguồn cấp cho mạch van: một pha, hai pha, ba pha,2.6 pha,….Phân loại theo loại van bán dẫn trong mạchHiện nay chủ yếu dùng hai loại van là điôt và tiristo, vì thế có ba loạimạch sau:• Mạch van dùng toàn điôt, được gọi là chỉnh lưu không điều khiển.• Mạch van dùng toàn tiristo, gọi là chỉnh lưu điều khiển.• Mạch van dùng cả hai loại điôt và tiristo, gọi là chỉnh lưu bán điều3.khiển.Phân loại theo sơ đồ mắc van với nhau. Có hai kiểu mắc van:a) Sơ đồ hinh tia: Ở sơ đồ này số lượng van sẽ bằng số pha nguồn cấpcho mạch van. Tất cả các van đều đấu chung một đầu nào đó với nhaub)hoặc catôt chung, hoặc anôt chung.Sơ đồ cầu: Ở sơ đồ này số lượng van nhiều gấp đôi số pha nguồn cấpcho mạch van. Trong đó một nửa số van mắc chung nhau catôt , nửakia lại mắc chung nhau anôt.Như vậy: Khi gọi một mạch chỉnh lưu người ta dùng ba dấu hiệu trên để chỉ cụ thểmạch đó. Thí dụ chỉnh lưu cầu ba pha bán điều khiển, có nghĩa là mạch chỉnh lưunày dùng kiểu mắc van theo sơ đồ cầu, nguồn cấp cho mạch van là ba pha, và dùng6 van có cả điôt và tiristo.1.1.3Các tham số cơ bản của mạch chỉnh lưuCác tham số này dùng để đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật trong phân tích hoặcthiết kế mạch chỉnh lưu, gồm có ba nhóm tham số chính như dưới đây:1. Về phía tảiUd – Giá trị trung bình của điện áp nhận được sau mạch van chỉnh lưu:TUd =11U(t)dt=dT ∫02π2π∫U0d(θ )dθ(1.1)Id – giá trị trung bình của dòng điện từ mạch van cấp ra:2Id =12π2π∫Id(θ ) dθ0(1.2)Pd=Ud.Id là công suất một chiều mà tải nhận được từ mạch chỉnh lưu.2.3.Về phía vanItbv-giá trị trung bình của dòng điện chảy qua 1 van của mạch vanUngmax-điện áp ngược cực đại mà van phải chịu được khi làm việc.Về phía nguồnThể hiện bằng công suất xoay chiều lấy từ lưới điện, thong thường sửdụng theo công suất biểu kiến của biến áp:S + S2Sba = 1= k sd Pd2Trong đó:(1.3)S1 = U1 I1(1.4)mS 2 = ∑ U 2i I 2ii =1(1.5)Các giá trị U1,I1,U2i, I2i là trị số hiệu dụng của điện áp và dòng điện phía sơcấp và thứ cấp máy biến áp. Do phía thứ cấp có nhiều cuộn dây, nên phảitổng cộng công suất của tất cả m cuộn dây.1.21.2.1Một số mạch chỉnh lưuChỉnh lưu hình tia hai phaa)b)3Hình 2: Chỉnh lưu hình tia 2 phaỞ mạch này các điôt Đ1, Đ2 đấu theo kiểu catôt chung, vì vậy chúng sẽ làm việctheo luật dẫn 1 trong đó anôt của điôt Đ1 nối với U2’, còn anôt của điôt Đ2 nối vớiđiện áp U2”. Vì vậy trong khoảng(0÷2π), điôt Đ1 dẫn do U2’U2’. Do đó điện áp chỉnh lưu Ud sẽ có haidạng ở hình 2.b vớiUd=U2’ ở 0÷2πUd=U2” ở π ÷2πTheo đồ thị Ud(θ) ta thấy dạng Ud có hai đoạn giống nhau, tức chu ky lặp lại của Udchỉ là π mà không phải 2π nên:Ud =1ππ∫2U 2 sin θ dθ =02 2U 2 = 0, 9U 2π(1.6)Và:Id =UdRdDòng trung bình qua van:I tbv =Id2(1.7)Mạch chỉnh lưu này được sử dụng nhiều trong dải công suất nhỏ đến vài Kw nóthích hợp với chỉnh lưu điện áp thấp vì sụt áp trên đường tải chỉ có một van.1.2.2Chỉnh lưu cầu một pha4a)Hình 3. Chỉnh lưu cầu một phab)Mạch chỉnh lưu gồm 4 van Đ1 ÷ Đ2 đấu thành hai nhóm (hình 3.a): Đ1Đ3 nhómcatôt chung, Đ2Đ4 nhóm anôt chung. Nguồn xoay chiều đưa vào mạch van có thểlấy trực tiếp từ lưới điện hoặc thông qua biến áp.Trong nửa chu kỳ đầu: (0÷π), điện áp U2>0 với cực tính không trong ngoặc trên sơđồ. Ta thấy với nhóm anôt chung Đ1Đ3 thì anôt Đ1là dương hơn anôt Đ3 vì vậy Đ=sẽ dẫn. Còn nhóm Đ2Đ4 thì catôt Đ2 âm hơn catôt Đ4 vì vậy Đ2 dẫn.Như vậy nửa chu kỳ đầu Đ1Đ2 dẫn. Tương tự trong nửa chu kỳ sau (π ÷2π) điện ápU2Ua, Ub nên điôt Đ3dẫn, suy ra Ud=UcĐiện áp ra tải Ud luôn lấy các điện áp dương nhất của nguồn, theo đồ thị ở hình 4.bcủa Ud ta có:7180o13 6Ud =2Usinθ=U 2 = 1,17U 222π / 3 30∫o2πId =UdRd(2.0)Dòng điện qua mỗi van chỉ tồn tại 1/3 của chu kỳ điện áp nguồn. Vì vậyI tbv =Id3(2.1)Điện áp ngược trên van là điện áp dây cực đại:U ng max = U d max = 6U 2(2.2)Chỉnh lưu hình tia ba pha có đặc điểm tương tự chỉnh lưu hình tia hai pha.1.2.4Chỉnh lưu cầu 3 phaMạch gồm 2 nhóm, các điôt Đ1, Đ3, Đ5 đấu kiểu catôt chung(Hình 5), nên hoạt độngtheo luận dẫn 1, vì thế: Đ1 dẫn trong khoảng θ1÷ θ3 khi Ua dương nhất, Đ3 dẫntrong khoảng θ3÷ θ5 khi Ub dương nhất, Đ5 dẫn trong khoảng θ5÷ θ7 khi Uc dươngnhất.Các điôt Đ2, Đ4, Đ6 đấu kiểu atôt chung nên:Đ2 dẫn trong khoảng θ2÷ θ4 khi Uc âm nhấtĐ4 dẫn trong khoảng θ4÷ θ6 khi Ua âm nhấtĐ6 dẫn trong khoảng θ6÷ θ8 khi Ub âm nhất8a)b)Hình 5: Chỉnh lưu cầu ba phaĐiện áp trung bình nhận được trên tải:990o16Ud =(U a − U b )dθ =∫2π / 6 30o2π=90o∫ U30o2msin θ − U 2 m sin(θ − 120o) dθ3 6U 2 = 2,34U 2π1.2.5(2.3)Chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiểna)b)Hình 6: Chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiểnNhóm catôt chung là các tiristo nên chung được mở ở các thời điểm α của nó.Nhóm anôt chung là các van điôt nên chúng luôn mở tự nhiên theo điện áp nguồn:10Đ1 mở khi U2 bắt đầu âm, Đ2 mở khi U2 bắt đầu dương. Do vậy sự dẫn của các vantrong chu kỳ lưới là:Trong khoảng π +(π+α): T1Đ1 dẫn . θ1 mở tự nhiên làm θ2 khóaTrong khoảng (π+α)+2 π: T2Đ1 dẫn . T2 được phát xung mở ở điểm (π+α) vàdẫn làm T1 khóaTrong khoảng 2π+(2π+α): T2Đ2 dẫn, Đ2 mở tự nhiên ở điểm 2π.U dα = U d 0Điện áp dây:Id =Dòng tải:1 + cos α1 + cos α= 0, 9U 222U dαRd(2.5)Trị số trung bình của dòng qua van dẫn:1.2.6(2.4)Id/2.Chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiểna)11b)Hình 7: Chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiểnƯu điểm: là có thể điều khiển các thyristor một cách trực tiếp mà không cần cáchly bằng biến áp xung. Điều đó có thể áp dụng nếu như sơ đồ làm vịêc với điện ápthấp, ví dụ như một nguồn hàn hồ quang một chiều. Với sơ đồ này có ưu thế làdùng ít van tuy nhiên nhược điểm của các sơ đồ này là số lần dập mạch của điệnáp chỉnh lưu phụ thuộc vào góc điều khiển α.Công thức tính toán :- Điện áp chỉnh lưu nhận được :Ud =3 6U 2 (1 + Cosα ) = 1,17U 2 (1 + Cosα )2Π=2,341 + cos α2- Điện áp ngược đặt lên van :U ng max = 6U 2 = 2,45U 212- Dòng điện trung bình qua tải :Id =UdRd- Dòng điện trung bình qua van :I tbv =Id3- Dòng điện thứ cấp máy biến áp :Π5Π3 22 62I2 =idθ+2ΠΠ2Π ∫6 +α3Π ∫ 2+α2i 2 = 0,816 I d- Công suất máy biến áp :S=3U 1 I 1 + 3U 2 I 2= 1,05Pd2- Điện áp ngược đặt lên van :U ng max = 6U 2 = 2,45U 2- Trị số dòng trung bình của cuộn thứ cấp MBA :I2 =2Id313Chương 2: Tính toán mạch công suất2.1. Tính toán các tham sốThông số chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển:Ud=110VDC; Pd=7,5KW tải R-LTa lựa chọn mạch điều khiển là mạch chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển vớithyristo đấu katôt chung.Hình 2.1. Chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển với thyristo đấu katôt chung•Id =Dòng điện dây:Pd 7500== 68,18( A)Ud11014•Điện áp pha cuộn thứ cấp:U2 =Ud110== 47,01(V )2,34 2,34Ud=2,34U2 →•I tbv =Dòng trung bình qua van:I d 68.18== 27, 73( A)33→Vậy chọn van với trị số dòng điện cỡ:I tb max = 2 I tbv = 2.27,73 = 55, 46( A)•Điện áp ngược cực đại trên van:U ng max = 2, 45U 2 = 2, 45.47, 01 = 115,16(V )→ Vậy chọn van chịu được điện áp khoảng:U v max = 4U ng max = 4.115,16 = 460.64(V )2.2. Chọn van bán dẫnNhư vậy với yêu cầu thực tế về các thông số mạch ta chọn van động lực: Điôt loạiSW08PCN75 với Itbmax=75A Ungmax=800, Thyristor IRG4PC50FD với Itbmax=70A,Uvmax=600V.15Chương 3: Mô phỏng trên matlab3.1. Sơ đồ mạch3.1.1. Khối nguồn phát163.1.2. Khối mạch lực173.1.3. Khối phát xung3.1.4. Khối hiện thị183.2. Kết quả mô phỏngScope1: Hiện thị UABC, XUNG, UDC, IDC19Scope2: Hiện thị UABC, IABC, UT1, IT1Kết luận20Tài liệu tham khảo1)Phạm Quốc Hải. Hướng dẫn thiết kế điện tử công suất. Nhà xuất bản Khoa2)học và kỹ thuật, 2009Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất. Nhàxuất bản Khoa học và kỹ thuật, 20042122

Tài liệu liên quan

Hệ điều khiển chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển mắc trực tiếp với lưới điện có nhiệm vụ tạ nguồn dòng có các thông số như sau: Lưới 3x220 V Itmax = 60 A; Itmin = 15A Rt = 2Ω; Lt = 2,6H
- 9
- 2
- 14
Báo cáo bài tập dài hệ điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển có nhiệm vụ tạo nguồn dòng
- 16
- 872
- 2
Dang nhat minh 20091770 hệ điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển có nhiệm vụ tạo nguồn dòng
- 20
- 868
- 2
Tài liệu MẮC NỐI TIẾP HAI BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA -BỘ CHỈNH LƯU 12 XUNG docx
- 11
- 1
- 22
Tài liệu MẠCH CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA DÙNG 6 TIRISTO CÓ ĐiỀU KHIỂN pptx
- 9
- 9
- 273
xây dựng mô hình mô phỏng cầu chỉnh lưu thyristor 3 pha đối xứng. mô phongr trên matlab
- 31
- 3
- 12
thiết kế bộ điều khiển van - động cơ sử dụng chỉnh lưu cầu 3 pha
- 105
- 1
- 1
Đề tài " Thiết kế chỉnh lưu cầu 3 pha điều kiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập " Chương 1&2 docx
- 27
- 5
- 52
Đề tài " Thiết kế chỉnh lưu cầu 3 pha điều kiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập " Chương 3 docx
- 12
- 2
- 29
Đề tài " Thiết kế chỉnh lưu cầu 3 pha điều kiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập " Chương 4 ppt
- 28
- 2
- 28