Chapter 3 Chinh Luu
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Chapter 3 Chinh Luu as PDF for free.
More details
- Words: 6,781
- Pages: 111
Ch¬ng 3 ChØnh lu Kh¸i qu¸t ChØnh lu nöa chu k× ChØnh lu c¶ chu l× víi biÕn ¸p trung tÝnh ChØnh lu cÇu mét pha ChØnh lu tia ba pha ChØnh lu cÇu ba pha ChØnh lu tia s¸u pha N©ng cao chÊt lîng dßng chØnh lu Läc mét chiÒu [email protected]
1
3.1 Kh¸i qu¸t chØnh lu • • • •
CÊu tróc, ®Þnh nghÜa Ph©n lo¹i C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña chØnh lu Nguyªn t¾c dÉn cña c¸c van b¸n dÉn
2
I. CÊu tróc, ®Þnh nghÜa • §Þnh nghÜa: ChØnh lu lµ thiÕt bÞ biÕn ®æi dßng ®iÖn (®iÖn ¸p) xoay chiÒu thµnh dßng ®iÖn mét chiÒu • CÊu tróc chØnh lu nh h×nh vÏ
U1, P1
BA
U2, P2
CL
U=, P=
Läc
3
II. Ph©n lo¹i Theo sè pha: mét pha, hai pha, ba pha, s¸u pha.. Theo lo¹i van: Toµn diod lµ chØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn Toµn tiristor lµ chØnh lu ®iÒu khiÓn Mét nöa chØnh lu, mét nöa diod lµ chØnh lu b¸n ®iÒu khiÓn (chØnh lu ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng) • Ph©n lo¹i theo s¬ ®å m¾c • Ph©n lo¹i theo c«ng suÊt • • • • •
4
III. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña chØnh lu Nh÷ng th«ng sè cã ý nghÜa quan trong ®Ó ®¸nh gi¸ chØnh lu bao gåm: T 1 1. §iÖn ¸p t¶i U d u d t .dt T0 2. Dßng ®iÖn t¶i: Id = Udc/Rd 3. Dßng ®iÖn ch¹y qua van: IV = Id/m 4. §iÖn ¸p ngîc cña van: UN = Umax S 1BA S 2 BA S k sd .U d . 5. C«ng suÊt biÕn ¸p: BA 2 6. Sè lÇn ®Ëp m¹ch trong mét chu k× m 7. §é ®Ëp m¹ch (nhÊp nh«) cña ®iÖn ¸p t¶i
5
IV. Nguyªn t¾c dÉn cña c¸c van b¸n dÉn • Nhãm van nèi chung catod • Nguyªn t¾c diod dÉn: §iÖn ¸p anod van nµo d¬ng h¬n diod Êy dÉn. Khi ®ã ®iÖn thÕ ®iÓm A b»ng ®iÖn thÕ anod d¬ng nhÊt. • Nguyªn t¾c dÉn vµ ®iÒu khiÓn tiristor
V1 V2
D1 D2
+ A
Vn V1 V2
Dn T1 T2
a)
+ A
Vn
Tn b)
6
• Nhãm van nèi chung anod • Nguyªn t¾c diod dÉn: §iÖn ¸p catod van nµo ©m h¬n diod Êy dÉn. Khi ®ã ®iÖn thÕ ®iÓm K b»ng ®iÖn thÕ anod ©m nhÊt. • Nguyªn t¾c dÉn vµ ®iÒu khiÓn tiristor
D1
V1
K
D2
V2 Dn
Vn a) T1
V1
K
T2
V2 Tn
Vn b) 7
3.2. ChØnh lu mét nöa chu k× • I. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn • S¬ ®å chØnh lu mét nöa chu k× kh«ng ®iÒu khiÓn trªn h×nh vÏ D
A U1
E
0
U 2
Ud
R
F
L Ld = 0
a)
t
2 t
Id b)
8
XÐt trêng hîp t¶i thuÇn trë C¸c th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p t¶i U 21 2 U sin t.dt 2 U 0,45U • Dßng ®iÖn t¶i: Id = Udc/Rd • Dßng ®iÖn ch¹y qua diod: ID = Id • §iÖn ¸p ngîc cña van: U N 2U 2 • C«ng suÊt biÕn ¸p: S S 2 S 3,09.U .I
2
d
2
2
0
1BA
2 BA
BA
D
A U1
U2
E
d
Ud 0
R F Ud
d
Id
t
2 t 9
XÐt trêng hîp t¶i ®iÖn c¶m Do cã tÝch luü vµ x¶ n¨ng lîng cña cuén d©y, do ®ã dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p cã d¹ng nh h×nh vÏ C¸c th«ng sè cña s¬ ®å 1 1 cos U 2 U sin t . d t 0 , 45 U d 2 2 • §iÖn ¸p t¶i 2 0 2 • Dßng ®iÖn t¶i: Id = Udc/Rd • Dßng ®iÖn ch¹y qua diod: ID = Id • §iÖn ¸p ngîc cña van: U N 2U 2 • C«ng suÊt biÕn ¸p: SBA S1BA S2 BA 3,09.U d .Id 2
A U1
U2 F
Ud
D
E
U
id
id
t R
L W®t =Li2/2
t1 t2 eL eL =-L.(di/dt)
2
t1 10
II ChØnh lu mét nöa chu k× cã ®iÒu khiÓn 1. Trêng hîp t¶i thuÇn trë §iÖn ¸p t¶i ®îc tÝnh
1 1 cos Ud 2 U 2 sin t.dt 0,45U 2 2 2 A U1
T
Ud 0
U2 R F
E
X®k Id
t
2 t t
11
2. XÐt trêng hîp t¶i ®iÖn c¶m §iÖn ¸p t¶i ®îc tÝnh 1 Ud 2
cos cos 2 U 2 sin t.dt 0,45U 2 2
U1
U
T
A
Ud id
E
U2 F
R
t
L
t2
2
eL X®k t 12
3. T¶i ®iÖn c¶m cã diod x¶ n¨ng lîng T
A U1
Ud E
id
iT
U2 F iD0
U
R
t
L
t1
D0
eL
Kh«ng diod x¶ n¨ng lîng
Ud U
t2
id t
t1 eL Cã diod x¶ n¨ng lîng
13
3.3.ChØnh lu c¶ chu k× víi biÕn ¸p cã trung tÝnh ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn ChÕ ®é trïng dÉn (chuyÓn m¹ch)
14
1. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn • S¬ ®å vµ c¸c ®êng cong A U2 F
U1
U2
D1 i1 L
R D2
i2
B S¬ ®å chØnh lu c¶ chu k× víi biÕn ¸p cã trung tÝnh. D A E U1
U 2
F
Id khi L=0
Ud
t
0
2
UBF
E
Id khi L=
UAF
I1
t
I2
t
UD1
t
R Ud
a.
15
Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p, dßng ®iÖn chØnh lu vµ van
U dtb
1 2 2 2. 2 U 2 sin t.dt U 2 0,9.U 2 2 0
Ud Id Rd I Dtb
Id Id ; I Dhd 2 2
U ND 2. 2 U 2 S BA
S 1BA S 2 BA 1,23 1,74 U d I d 1,48U d I d 2 2 16
2. ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn
25-1
A U1
T1
U2 R
Ud
L
E
F U2
B H×nh 1.2. S¬ ®å chØnh lu c¶ chu k× víi biÕn ¸p cã trung tÝnh.
Id
t 0
T2
Ud
Id
1
p1 2
p2 3
I1
t 0
p3 t
I1
1
2
I1
t I2
I2
I2
3
t
t
UT1
t
UT1
t
UT1
a.
L=0
b.
L=
17
§iÖn ¸p chØnh lu • T¶i thuÇn trë U dtb
1 1 cos 2U 2 sin t.dt 0,9.U 2 2 2
• T¶i ®iÖn c¶m U dtb
1 2
cos cos 2U 2 sin t.dt 0,9.U 2 2
• Khi dßng ®iÖn liªn tôc = • Ud = 0,9 U2cos 18
3. ChØnh lu cã diod x¶ n¨ng lîng • S¬ ®å vµ c¸c ®êng cong Ud
A U1
T1
0
U2 R F U2 T 2
B
I1
L
E D0
Id t
t1
t2
I1
t3 t I2
I2
t I2
ID0
t t
UT1
UT1 b.
19
4. HiÖn tîng chuyÓn m¹ch • ChØ xÐt chuyÓn m¹ch khi dßng ®iÖn t¶i liªn tôc A U1
U2 R F U2
Ud
T1
T2
L
0
E I1
Id
t 1
I1
2
3 t
B
I2
I2
t I2
I2
t X1
X2
X1
20
3.4. ChØnh lu cÇu mét pha ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn ChØnh lu ®iÒu khiÓn ®èi xøng ChØnh lu ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng
21
I. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn • S¬ ®å NK D4
F
_
D2
U
D1 NA
A
D3
B
U,i
L
id t¶i R
id t¶i RL
+ E
R
UEF
0
t
2
3
22
Th«ng sè cña s¬ ®å §iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn t¶i cã h×nh d¹ng gièng nh chØnh lu c¶ chu k× víi BATT, do ®ã th«ng sè gièng nh trêng hîp trªn
2 2 2 Ud . 2 U 2 sin t.dt U 2 0,9 U 2 2 0
Mét sè th«ng sè kh¸c: Ud0 = Ud + UBA + 2.UD + Udn SBA = 1,23 Ud.Id Un = 2 U ~ 23
II. ChØnh lu cÇu ®iÒu khiÓn ®èi xøng S¬ ®å, c¸c ®êng cong T4
F
T2
U
U,i
T1
A
id t¶i R
T3
B
t 0
E R
UEF
L
1
2
2
3
3
id
iT1,2 iT34
X1,2 X3,4 24
§Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn ®ång thêi hai van S¬ ®å ®iÒu khiÓn ®ång thêi hai tiristor D
BAX
T1 (T3)
W2 M¹ch W1 ®iÒu khiÓn
D
T2 (T4)
W3
25
III. ChØnh lu ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng 1. §Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn Kh¾c phôc nhîc ®iÓm vÒ ®iÒu khiÓn ®ång thêi hai tiristor T¹i mçi thêi ®iÓm chØ më mét tiristor
26
2. S¬ ®å • Tuú theo c¸ch m¾c tiristor cã hai lo¹i s¬ ®å: NK
D2 D1 R
U A B
T1
NA
NK
T2
T2
D1
L
R
Van b¸n dÉn nèi cïng cùc tÝnh
U A B
T1
NA
D2 L
Van b¸n dÉn nèi kh«ng cïng cùc tÝnh
27
N D2 UA T1 K T2 D1 B R Ud 0 Id
N A
C¸c ®êng cong
L L=
N T2 K D1
Ud 23
2
IT1 IT2
3
0 t
Id
t
IT1
t
IT2
ID2
t a.
D2
B
N A
L L= t
2
3 t t t
ID1 t
T1
R
t 1
U A
ID1
t
ID2
t b.
28
C¸c ®êng cong Ud
Ud 0 Id
t t1
t3
t2
IL=0
IL= t
0 Id
t t1
t2
t3 t
IT1
IT1
t
t
IT2
t
ID1 t ID2
t a.
IT2
t
ID1
t
ID2
t b. 29
IV. NhËn xÐt • ChØnh lu cÇu mét pha cã chÊt lîng ®iÖn t¬ng ®¬ng chØnh lu c¶ chu k× víi BATT • Tæng sôt ¸p trªn van lín nªn kh«ng chän khi ®iÖn ¸p t¶i thÊp • BiÕn ¸p dÔ chÕ t¹o h¬n
30
§iÒu khiÓn chØnh lu cÇu mét pha +15V Tr1
R3 R2 U ®f1 Uv
+A 1 -
B
U®f2R2
+A1
C1
D3 R 4
-
A2 +
R4 B
D4
+ - A2
D3 R3
Tr1
12V +
R5 R6
C
12V C+
R6 R5
C1 U®k
Uv
-A D 3 +
+ - A3 D D
4
+15V
31
R3 R2 U ®f1
+A 1 -
B
+15V
Tr1 C1
D3 R 4
R5
V 2 1 +
R6
C A2 +
-AD 3 +
D4
Uv U®k D4 R3 R2 U ®f2
+A 1 -
B
D3 R 4
Tr1
Uv
+15V R5
C1 C A2 +
V 2 1 +
R6
-A D 3 +
+15V
H×nh 1.51 M¹ch ®iÒu khiÓn chØnh l¬u cÇu mét pha ®èi xøng
32
3.5. Chỉnh lưu tia ba pha ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn HiÖn t¬ng trïng dÉn
33
I. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn S¬ ®å vµ ho¹t ®éng cña nã C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña s¬ ®å
34
1. S¬ ®å chØnh lu tia ba pha kh«ng ®iÒu khiÓn A
F
L a.
D1
B
D2
C
D3
Ud
Ud Id
Id 50%
t E
0
1
C
R
3
2
I1
A
4
t B
t t
I2
t
I3 UD1
b.
35
1. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn S¬ ®å vµ c¸c ®êng cong A
D1
B
D2
C
D3
L
Ud
Id
Ud Id 0
0,5Umax t1
t2
L
t t4 t
R a.
t3
I1
t
A
D1
I2
t
B
D2
I3
t
C
D3
UT1
R a.
36
b.
2. Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p, dßng ®iÖn chØnh lu vµ van U dtb
3 2
5 / 6
/6
3 6 2 U 2 f sin t.dt U 2 f 1,17.U 2 f 2
Ud Id Id Id ; I Dtb ; I Dhd ; Rd 3 3
U ND 2 3U 2 f 2,45.U 2 f 2,45 / 1,17 U d S 1BA S 2 BA 1,23 1,48 S BA U d I d 1,35U d I d 2 2 m3
37
II. ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn • • • •
Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi t¶i thuÇn trë Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi t¶i ®iÖn c¶m Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi cã diod x¶ n¨ng lîng
38
2. ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn
S¬ ®å
A
T1
A
B
T2
B
C
T3
C
+
_ L
R
id
T1
T2
T3 _
+ L
R
Ud
39
• §Þnh nghÜa vÒ gãc th«ng tù nhiªn gãc th«ng tù nhiªn
A
T1
B
T2
C
T3
L
R a.
Ud
0
Ud
Ud Ud Id
t
t t1
t2
t3
0
t4
X1
t t
X2 X3
Xung tríc gãc th«ng tù nhiªn
t
t1
t2
t3
X1
t4
t
X2
t
X3
t
Xung sau gãc th«ng tù nhiªn 40
1. Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn Ud
A
T1
B
T2
Gãc th«ng tù nhiªn
Id
Id t 0
C
Ud
T3 X1
t1
t2
t3
t4 t
R a.
X2
X3
t
t
41
2. Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi t¶i thuÇn trë T1
A
0
B C
T2 T3
I1
Id
Ud
Ud Id
>300
<300
Id
Ud
Ud Id t t1
t2
t3
t4
0
t1
t2
t3
t4
t
I1
t
I2
t
I3
t
UT1
t
I2 I3
t t t
R UT1
t
a.
b.
c. 42
Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p chØnh lu 0 • Khi t¶i thuÇn trë gãc më nhá h¬n 30 5 U dtb
3 2
6
2 U 2 f sin t.dt 1,17.U 2 f cos
6
• Khi gãc më van lín h¬n 300
U dtb
3 2 6
1 cos 6 2 U 2 f sin t.dt 1,17.U 2 f 3
• C¸c th«ng sè cßn l¹i nh chØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn 43
3. Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi t¶i ®iÖn c¶m >300
<300 Ud
A
T1
t 0
B C L
Ud Id
T2 T3 R
Id
1
2
3
t 0
4
t1
t2
t3
t4
t
Id
I1
t
I1
t
I2
t
I2
t
I3
a.
t
t
UT1 t
t UT1
t UAC UAB 44
Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p 5chØnh lu U dtb
3 2
6
2 U 2 f sin t.dt 1,17.U 2 f cos
6
45
3. Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi cã diod x¶ n¨ng lîng Ud T1
A B
T2
C
T3 D
L=
R
a.
0
p1 1 p1
2 p2
3 p3
4
t
Id
t
I1
t
I2
t
I3
t
ID
t
1 cos 6 2 U 2 f sin t.dt 1,17.U 2 f 3 b.
U dtb
3 2 6
46
III. HiÖn tîng trïng dÉn • XÐt s¬ ®å cã t¶i ®iÖn c¶m lín ®Ó cho dßng ®iÖn liªn tôc A
T1
B
T2
C
a.
-UC
-UB
-UA t
0
T3
F
L=
Ud
1
1
2
2
3 3
t4
E Id
t
I1
t
I2
t
R
I3
t
47
XÐt trïng dÉn hai pha A, C Ph¬ng tr×mh m¹ch ®iÖn di 2 R BA i dt
A
2 U A U 2 m sin t, U C U 2 m sin t m U A U C 2 U 2 m sin sin t 90 0 m m
A
U A U C 2 L BA
Sau khi gi¶i ph¬ng tr×nh trªn ta cã:
T1 iA
C
T3
L= iC
R
a.
U 2m iA sin cos cost X BA m
iC = Id - iA Gãc trïng dÉn ®îc tÝnh tõ: cos cos
X BA I d
U 2 m sin m 48
Trïng dÉn ë gãc lín h¬n • HiÖn tîng =600
Ud Id 0
Id
-UB/2 UA
Ud UC
UB
1
1
t 2
2
3
I1
t 49
D¹ng ®iÖn ¸p trong vïng trïng dÉn Gi¶ sö cã sù trïng dÉn hai pha A vµ C. khi ®ã, ph¬ng tr×nh ®iÖn ¸p viÕt cho pha A vµ C: A T1 UEF = UA - RBA.iA - LBA (diA/dt) A C T 3 UEF = UC - RBA.iC - LBA (diC/dt) L= iC R Céng hai biÓu thøc trªn l¹i ta cã: a. 2.UEF = UA+ UC - (RBA.iA + RBA.iA) - [ LBA (diA/dt) + LBA (diC/dt)] §iÖn trë biÕn ¸p nhá nªn RBA.iA + RBA.iA 0, ®¹o hµm dßng ®iÖn khi t¨ng vµ gi¶m b»ng nhau nªn LBA (diA/dt) + LBA (diC/dt) = 0. Do ®ã: UEF = (UA+ UC)/2 = -UB/2
iA
50
H×nh d¹ng ®iÖn ¸p trong vïng trïng dÉn Ud
UC
UB
UA (UA-UC )/2= -UB/2
-UC/2
0
51
• Gi¸ trÞ ®iÖn ¸p chØnh lu khi cã xÐt trïng dÉn U d U d 0 cos U U d 0 m U 2 U
U
X BA . I d cos 2 m
A
U dN
0
m UC UA d t U A d t 2 0 2
X BA . I d 2 m
52
Mét sè nhËn xÐt • ChÊt lîng dßng ®iÖn mét chiÒu ë chØnh lu tia ba pha tèt h¬n c¸c lo¹i chØnh lu mét pha • Dßng ®iÖn ch¹y qua van nhá h¬n, ph¸t nhiÖt Ýt h¬n • BiÕn ¸p ®îc chÕ t¹o lµ lo¹i ba pha ba trô
53
3.6. ChØnh lu cÇu ba pha •ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn •ChØnh lu ®iÒu khiÓn ®èi xøng •ChØnh lu ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng
54
I. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn 1. S¬ ®å: M« t¶ s¬ ®å: Hai nhãm van NA m¾c chung catod cho ®iÖn ¸p d¬ng, NK m¾c chung anod cho ®iÖn ¸p ©m ..............................
A B C NK
D2
D1
-
D4
D3
+
F
D6
D5
E
R
L
NA
55
2. Ho¹t ®éng cña s¬ ®å
Uf
1-2
0
E B
A 1
2
3
C 4
5
A 6
t
7 F
A BC NK
D2
D1
D4
D3
NA
Ud
13,4%
t
iAB D6
F
R
Id
D5
L
E
I1
t t
I3
t
I5
t
I2
t
I4 I6 56
3. Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p, dßng ®iÖn chØnh lu vµ van U dtb
6 2
4 / 6
/3
2 .3 6 3 2 U 2 f sin t.dt U 2 f 2.1,17.U 2 f 2
Ud Id Id Id ; I Dtb ; I Dhd ; Rd 3 3
U ND 2 3U 2 f 2,45.U 2 f 2,45 / 2.34 U d S BA 1,05.U d I d m6
57
II. CHØnh lu ®iÒu khiÓn ®èi xøng • 1. S¬ ®å A
A B C
B C
NK
T2
a
b
c
T1
T4
T3
T6
T5
¦
T2
T1
T4
T3
F
NA
E T6
T5
R
L
H×nh 1.71 : S¬ ®å nguyªn lÝ m¹ch ®éng lùc
58
Ba c¸ch cÊp xung ®iÒu khiÓn • CÊp hai xung ®iÒu khiÓn dóng thø tù pha, hai xung ®iÒu khiÓn kh«ng ®óng thø tù pha, ba xung ®iÒu khiÓn nh b¶ng díi XC
X§
t
X1-4
1 X 1
X1-6
1 X 1
X1-4-6
2 X 6
X6-1
2 X 6
X6-3
2 X 6
X6-1-3
3 X 3
X3-6
3 X 3
X3-2
3 X 3
X3-6-4
4 X 2
X2-3
4 X 2
X2-5
4 X 2
X2-3-5
5 X 5 6 X 4
X5-2
5 X 5 6 X 4
X5-4
5 X 5 6 X 4
X5-2-4
t
XC
X§
1 X 1
X4-5
t
X4-3
XC
X§
X4-5-1
59
A BC NK T2
F
T1 NA
T4
T3
T6
T5
R
L
E
§óng thø tù pha
Ngîc thø tù pha
t
t
3 xung ®iÒu khiÓn
XC
X§
t
X1-4
1 X 1
X1-6
1 X 1
X1-4-6
2 X 6
X6-1
2 X 6
X6-3
2 X 6
X6-1-3
3 X 3
X3-6
3 X 3
X3-2
3 X 3
X3-6-4
4 X 2
X2-3
4 X 2
X2-5
4 X 2
X2-3-5
5 X 5 6 X 4
X5-2
5 X 5 6 X 4
X5-4
5 X 5 6 X 4
X5-2-4
XC
X§
1 X 1
X4-5
X4-3
XC
X§
X4-5-1
60
2. §Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn NK
t
XC
X§
A B C T2
T1
T4 T6
T3
A B C T2
T1
T4 T6
T3
NA
T5
A B C
1 X 1
X1-4
2 X 6
X6-1
3 X 3
X3-6
4 X 2
X2-3
T2
T1
T2
T1
X5-2
T4 T6
T3
T4 T6
T3
5 X 5 6 X 4
X4-5
T2 T4 T6
T5
T1 T3 T5
A B C
A B C
T5
A B C T2
T1
T4 T6
T3
T5
T5
§æi thø tù dÉn cña c¸c tiristor 61
ABC NK T2 T4
= 300
T1 NA T3
Uf
T5
R
L
A
C
t
1
0
T6
B
A
2
3
4
7
6
5
Ud Id
t
XC
X§
1 X 1
X1-4
2 X 6
X6-1
3 X 3
X3-6
4 X 2
X2-3
5 X 5 6 X 4
X5-2 X4-5
t I1
X1
X6-1
I3 I5
t X3
X4-5
I6
X2 X4
t X5
I2 I4
X2-3
X1-4
X4-5
t
X5-2
t X4
X6
t
X3-6
t
UT1
t
62
VÝ dô cho c¸c trêng hîp gãc më lín h¬n = 600 Uf
A
B
C
= 900 A
A
B
C
A
Uf t
Ud
t
Ud
t
t d.
63
ABC NK T2
T1 NA
T4
T3
T6
T5
R
L
Uf 0
A
C
B
A t
1
2
3
4
6
5
Ud Id
t
XC
X§
1 X 1
X1-4
2 X 6
X6-1
3 X 3
X3-6
4 X 2
X2-3
5 X 5 6 X 4
X5-2 X4-5
t I1
X1
X6-1
I3
t X3
X2-3
I5 I2 I4 I6
X2
t X5
t
X5-2
t
X1-4
t X6
X3-6
t
UT1
t
64
A BC N T2 K T 4
§iÒu khiÓn kh«ng ®óng thø tù pha T1 N T A
Uf
B
A
=300 A
C
t
3
T6
T5
R
L
0
1
2
3
4
7
6
5
Ud
t
XC
X§
1
X1
X1-6
2
X6
X6-3
Id t I1 I3
3
X3
4
X2
X2-5
I2
5
X5
X5-4
I4
6
X4
X4-3
I6
X3-2
X1
X4-1 X6-3
X3
I5
t X2-5
X3-4
X5
X6
t
X2
t X5-4
X1-6
t
X4
t t
65
=600 Uf
B
A 0
1
A
C
2
3
4
6
5
t 7
Ud
t I1
X1
I3
X4-1 t X6-3
X3
I5
X2-5
I2
X3-4
I4 I6
t X5
X2
t X5-4 X4
X1-6
X6
t
t t 66
III. ChØnh lu ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng • S¬ ®å NK
NK T1
D1
T1
D2
T2
T2
D2
D3
T3
T3
D3
R
L
a)
NA
D1 NA
L
R
b)
67
Ho¹t ®éng
=300 Uf 0
D1
T1
D2
T2
D3
T3
R
L
a.
A
B
1 1
C
2 2
A
3 3
4
t
Ud Id t IT1 IT2
t
X1 X2
t
IT3
X3
ID1
t t
ID2 ID3
t b. 68
Khi gãc më lín • . S¬ ®å
=900 Uf
A
B
C
A t
0 D1
T1
D2
T2
D3
T3
R
L
Ud Id t IT1 IT2
X1
t X2
IT3
t X3
ID1
t t
ID2 ID3 2 ®iÒu 2b.khiÓn kh«ng 3 ®èixøng 3 H×nh 1.12.1ChØnh 1lu cÇu ba pha a- s¬ ®å ®éng lùc, b- gi¶n ®å c¸c ®êng cong
4
t 69
3.7. ChØnh lu tia s¸u pha S¬ ®å chØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn
70
ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn • S¬ ®å
F
*
A
D1
*
B
D2
*
C
D3
* A*
D4
*
B*
D5
*
C*
D6
a.
A
C*
A*
B
C
B*
t
L
R
U
E
1
2
3
4
5
6
b.
71
Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p, dßng ®iÖn chØnh lu vµ van /3
U dtb
6 2 U 2 f sin t.dt 1,35.U 2 f 2 / 6
Ud Id Id Id ; I Dtb ; I Dhd ; Rd 6 6 U ND 2. 2 U 2 f S BA 1,26.U d I d m6
72
ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn • S¬ ®å
T1
*
A
*
B
T2
*
C
T3
U
A
C*
B
A*
C
B*
t
L
R
* A*
T4
*
B*
T5
*
C*
T6
b.
a. 73
3.8. ChØnh lu chÊt lîng cao
74
ChØnh lu 1 pha • ChØnh lu c¬ së UEF
U,i T4
U
id t¶i R
T1
A
t F
T2
0
T3
B
E R
1
2
2
3
3
L id
iT1,2
X1,2
iT34
X3,4 75
S¬ ®å t¬ng ®¬ng CL - BA U
D4
A
D2
B
F
UEF
D1
U,i
D3 E
T3 F
t 0
2
3
L
R
A
id t¶i R
UV
B
T4 E
T2
T1 ZT
76
ChØnh lu dïng tranzitor • S¬ ®å
UEF
id t¶i R
U,i
UV A
t 0
F
T4
T3
B
2
3
E id
T2
T1 ZT
iT1,2 iT34 77
ChØnh lu cÇu ba pha Uf
A
B
C
A t
0
Ud t
78
ABC NK T2 T4
= 300
T1 NA T3
Uf
T5
R
L
A
C
t
1
0
T6
B
A
2
3
4
5
6
7
Ud Id
t
XC
X§
1 X 1
X1-4
2 X 6
X6-1
3 X 3
X3-6
4 X 2
X2-3
5 X 5 6 X 4
X5-2 X4-5
t I1
X1
X6-1
I3 I5
t X3
X4-5
I6
X2 X4
t X5
I2 I4
X2-3
X1-4
X4-5
t
X5-2
t X4
X6
t
X3-6
t
UT1
t
79
2.8. ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn 1. M¹ch ®iÒu khiÓn tiristor ®¬n gi¶n ZT
D
ZT D
Ud
Ud R1
U1
VR
T
U1
D0
UJT R2
iT
iT
VR
T
C
C b)
a) U
U
U2
U2 t
t1 UC
UUJT
t t1
UC
c)
d)
80
ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn theo nguyªn t¾c th¼ng ®øng. • a. Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn. U®f t
Urc
U®k t
X®k
t
Ud
t t1 t2 t3 t4 t5 H×nh 1.18. Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn chØnh lu.
81
b. S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn. S¬ ®å khèi h×nh 1.
U®k §ång pha
So s¸nh
T¹o xung
H×nh 1.19. S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn
82
Chøc n¨ng cña c¸c kh©u • Kh©u ®ång pha cã nhiÖm vô t¹o ®iÖn ¸p tùa Urc (thêng gÆp lµ ®iÖn ¸p d¹ng r¨ng ca tuyÕn tÝnh) trïng pha víi ®iÖn ¸p anod cña Tiristor. • Kh©u so s¸nh nhËn tÝn hiÖu ®iÖn ¸p r¨ng ca vµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn, cã nhiÖm vô so s¸nh gi÷a ®iÖn ¸p tùa víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k, t×m thêi ®iÓm hai ®iÖn ¸p nµy b»ng nhau (U®k = Urc). T¹i thêi ®iÓm hai ®iÖn ¸p b»ng nhau, th× ph¸t xung ë ®Çu ra ®Ó göi sang tÇng khuÕch ®¹i • Kh©u t¹o xung cã nhiÖm vô t¹o xung phï hîp ®Ó më Tiristor. Xung ®Ó më Tiristor cã yªu cÇu: sên tríc dèc th¼ng ®øng (h×nh 1.20), ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu Tiristor më tøc thêi khi cã xung ®iÒu khiÓn (thêng gÆp lo¹i xung nµy lµ xung kim hoÆc xung ch÷ nhËt); ®ñ ®é réng (víi ®é réng xung lín h¬n thêi gian më cña Tiristor); ®ñ c«ng suÊt; c¸ch ly gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn víi m¹ch ®éng lùc (nÕu ®iÖn ¸p ®éng lùc qu¸ lín). 83
• D¹ng xung phï hîp ®Ó më tiristor X®k
X®k
t
t tx
tx
tx >tm; thêng tm trong kho¶ng 100 – 200 s
X®k t tx
Sai
84
C¸c kh©u c¬ b¶n • Kh©u ®ång pha dïng diod vµ tô -E R2 A U1
R1
D2
B
U2
C C
D
a.
UA
0 U rc
t1
t
2 U RC
b.
85
• §ång pha dïng tranzitor vµ tô -E
+E R2
R1 GHEP QUANG
R2 Tr A U1
U2
R1
D
C
C
Ura
Uv
Ura
b.
D U
UA t
a.
URC c.
86
• §ång pha dïng K§TT UA
Tr R2
A U1
R1 -
A1
C1
D1
B
t
UB R3
-
A2
t
C Ura URC
a.
t
b. H×nh 1.23: Kh©u ®ång pha dïng K§TT. a- s¬ ®å; b- c¸c ®êng cong ®iÖn ¸p c¸c kh©u.
87
• Kh©u so s¸nh dïng tranzitor -E Urc
U®k R3 R1
-U®k
Tr
Urc U®k
t
Ura R2
t1 t11
t3
t2
t4 t
Ura
a.
88
• So s¸nh dïng K§TT R1 Urc U®k
-
R2
A3 +
U®k
t
Ura -U®k
b. Urc
Urc
U®k
t1
R1
t3
t2
t4 t
-
A +
R2
Ura
Ura
c.
89
• Kh©u khuÕch ®¹i +E
iC
D
UV BAX
t
X®k iC
R
Tr
Uv
t1
t2
t3
t4 t
X®k a.
90
• Kh©u so s¸nh víi khuÐch ®¹i m¾c darlington BAX D0 Tr1 Tr2 Uv
D
b.
91
• S¬ ®å cã tô ghÐp tÇng UV BAX D0
ib
iC
Tr1
ib Tr2
Uv
D
c.
t1
t2
t3
t
t4 t
iC X®k UC
92
3. ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn b»ng m¹ch sè. • Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn UAT t
X®h
t n.X®h
X§
t
X®k
t
Ura t
93
S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn b»ng m¹ch sè
§F §X
K§-TX
X®h H×nh 1.28 S¬ ®å khèi ®iÒu khiÓn tiristor trong m¹ch chØnh lu b»ng m¹ch sè
94
• S¬ ®å vÝ dô mét hªnh ®iÒu khiÓn +15V Tr
R2
D3 1
C1 R1
A
-
A1 +
UA
-
D1
B
R5
R3
+
A2
C
+
R4
A3
D
C
2
R
6
U®k
Uv
U
®f1
+ -
A1
B
D3
+15V
Tr 1 R5
C1 R2
T2
D 2
A6 +
R3
T3
R4
+
A2
-A + C
AND
U®k
95
A
U t
• Nguyªn lÝ ho¹t ®éng cña s¬ ®å UB
t t
UC
U®k
Urc UD
t
UE UF
t
X®k
t
Ud t1
t2
t3
t4
t5
t
H×nh 1.47. Gi¶n ®å c¸c ®êng cong m¹ch ®iÒu khiÓn. 96
• S¬ ®å kh«ng chïm xung
UA t
UB
t Urc
UC
Udk t
UD
t
X®k
t
Ud t t1
t2
t3
t4
t5
H×nh 1.48. Gi¶n ®å c¸c ®êng cong m¹ch ®iÒu khiÓn h×nh 1.49 97
• VÝ dô ®iÒu khiÓn chØnh lu hai nöa chu k× +15V R3 R2
+A 1 -
R5
C1
D3 R B 4
C A2 +
R6
-A D 3 +
C2
T r 2
+12V
U®f1
D4
Tr1
T r
T1
3
Uv 1
B
D3
Tr
1
C
1
R6
C +12V
R3
A2
U®k
R5
+
R4
A
+
+
U®f2R2
A3 D C2
T r
T r 3
T2
2
D
4
+15V H×nh 1.49 S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn chØnh lu mét pha c¶ chu k×
98
• §Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn chØnh lu tia ba pha • Sù kh¸c nhau gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn chØnh lu mét pha víi m¹ch chØnh lu ba pha chØ ë ®iÖn ¸p ®ång pha ®a vµo. Gãc th«ng tù nhiªn (h×nh 1.52) cña m¹ch chØnh lu ba pha dÞch pha so víi ®iÖn ¸p pha mét gãc lµ 300 (nÕu lÖnh më tiristor tríc thêi ®iÓm gãc th«ng tù nhiªn nµy tiristor kh«ng dÉn, v× tiristor pha tríc ®ã ®ang dÉn, ®iÖn ¸p ®ang cßn d¬ng h¬n). Do ®ã, ®iÖn ¸p tùa lµm nÒn ®a vµo ®Ó më tiristor còng cÇn dÞch pha mét gãc 300. §Ó dÞch pha ®iÖn ¸p ®ång pha ®i mét gãc 300 cÇn nèi biÕn ¸p ®ång pha cã s¬ cÊp nèi tam gi¸c. Khi ®ã ®iÖn ¸p thø cÊp mçi pha biÕn ¸p trïng pha víi ®iÖn ¸p d©y (®iÖn ¸p d©y dÞch pha so víi ®iÖn ¸p pha mét gãc lµ 300, UAC trªn h×nh 1.52).
99
• T¹o ®iÖn ¸p ®ång pha cña chØnh lu tia ba pha
U
Gãc th«ng tù nhiªn UB UA
UC t
300 U
UAC
t
1
1
U
t 2
2
H×nh 1.52 X¸c ®Þnh gãc th«ng tù nhiªn vµ kho¶ng dÉn cña tiristor trong chØnh lu ba pha.
100
• §Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn chØnh lu cÇu ba pha • Thø tù cÊp xung ®iÒu khiÓn nh h×nh bªn
NK A B C T2
T1
T4
T3
T6
T5
A B C T2
T1
T4
T3
T6
T5
NA A B C T2
T1
T4
T3
T6
T5
A B C
A B C T2
T1
T2
T1
T4
T3
T4
T3
T6
T5
T6
T5
A B C T2
T1
T4
T3
T6
T5
H×nh1.53a §æi thø tù dÉn cña c¸c tiristor
101
• §iÒu khiÓn kiÓu ®Öm xung ®iÒu khiÓn
UB
UA
UC t
XT1
XC
XT6
XC
XT3
t X§ XC
XT2
t X§ XC
XT5 XT4
X§
t X§ XC
XC
X§
t X§
t t
H×nh 1.55b C¸p xung ®iÒu khiÓn chØnh lu cÇu ba pha ®èi xøng b»ng c¸ch ®Öm xung ®iÒu khiÓn
102
• §iÒu khiÓn b»ng chïm xung ®iÒu khiÓn
UA
UB
UC t
XT1 XT6 XT3 XT2 XT5 XT4
t t t t t t H×nh 1.55c CÊp xung ®iÒu khiÓn chØnh lu cÇu ba pha ®èi xøng b»ng chïm xung ®iÒu khiÓn
103
3. ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn b»ng m¹ch sè. • Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn UAT t
X®h
t n.X®h
X§
t
X®k
t
Ura t
104
S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn b»ng m¹ch sè
§F §X
K§-TX
X®h H×nh 1.28 S¬ ®å khèi ®iÒu khiÓn tiristor trong m¹ch chØnh lu b»ng m¹ch sè
105
S¬ ®å vÝ dô 15V 4 3
8
555
VR1
D1
f
R1 R 2 A R C1 3
N1 LM324
B
N2 4070
C
C2 N3 E R4 D 4001
N5
N4
F
4070
10
H 4
15V U®k
16 9 6
G
11 4020 14
8 3,5,14
4046 10
C3
4 11
N7 4001
4001 J
L 4001 6 5
C4 R 6 C5
C6
1
15V U®
R8
6 2
15V 14
D2 R7
M N
6 8 4
7
556
5
9 10
R9 D3
P D5 Q D6
D4 Tr1 Tr2
N6
K VR2 R5
106
• Gi¶n ®å ®êng cong UA
UB UC
t
t t
UD
t
UE
t
UF
t
UK
t
UH
t
UG
t
UJ
t
UL
t
UM
t
UN
t
UP
t
UQ
t
107
• §iÖn ¸p h×n sin UA tõ líi ®iÖn cung cÊp cho bé chØnh lu, ®ång thêi cung cÊp cho m¹ch ®iÒu khiÓn qua biÕn ¸p, ®a tíi ®Çu vµo cña vi m¹ch so s¸nh (N1), ®Çu ra UB cña N1 ®a tíi cæng kh«ng ®ång trÞ 4070 (N2), nh»m t¹o ®iÖn ¸p UC mét dÊu. PhÇn tö NOR (N3) cïng víi cæng kh«ng ®ång trÞ N4 t¹o ra tÝn hiÖu UF ®a vµo ch©n 11 cña vi m¹ch 4020 lµm tÝn hiÖu RESET ë ®Çu mçi nöa chu kú cña sãng ®iÖn ¸p líi cña mçi pha. • §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (U®k) ®îc ®a vµo ch©n 9 cña vi m¹ch 4046 ®Ó t¹o ra tÝn hiÖu dao ®éng UK víi tÇn sè cao ë ch©n 4, vi m¹ch 4046 lµm viÖc ë chÕ ®é VCO, tÇn sè xung fx cña ®iÖn ¸p ®Çu ra (UK) ®îc ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn ¸p VCO (U®k). Nh vËy tuú vµo sù thay ®æi ®iÖn ¸p U®k mµ tÇn sè fx cña tÝn hiÖu ®Çu ra UK còng thay ®æi theo. §iÖn trë nèi vµo ch©n 11 (R5, VR2) vµ tô C3 nèi gi÷a ch©n 6 vµ ch©n 7 quyÕt ®Þnh d¶i tÇn sè cña tÝn hiÖu UK, ®iÖn trë ë ch©n 11 tõ 10K1M, tô C3 cã gi¸ trÞ tõ 50 50 F trë lªn. 108
• TÝn hiÖu ra UK tõ ch©n 4 cña 4046 ®îc ®a vµo ch©n 10 (ch©n cp) cña bé ®Õm 4020 th«ng qua cæng NOR (N7) ®Ó lµm tÝn hiÖu ®Õm (UH). • Khi b¾t ®Çu chu k× ®iÖn ¸p, cã tÝn hiÖu RESET UF (tÝch cùc ë møc cao) ®a tíi ch©n 11 cña bé ®Õm sÏ xo¸ tÊt c¶ c¸c tr¹ng th¸i tríc ®ã cña c¸c ®Çu ra vÒ møc logic 0 v× thÕ ch©n 14 cña 4020 (UG) còng ë møc logic 0. TÝn hiÖu nµy UG ®îc ®a tíi phÇn tö NOR (N7) chê s½n. Khi tÝn hiÖu vµo thø hai UK cña phÇn tö NOR (N7) tõ ch©n 4 cña 4046 ë møc logic thÊp th× ®iÖn ¸p ra UH cña phÇn tö NOR (N7) ë møc cao, khi tÝn hiÖu UK ë møc cao th× ®iÖn ¸p UH ë møc thÊp. Nh vËy qua phÇn tö NOR (N7) chïm xung tõ ®Çu ra 4 cña 4046 bÞ dÞch pha ®i mét nöa chu k× xung. Chïm xung nµy ®îc ®a vµo ch©n 10 cña bé ®Õm, bé ®Õm sÏ tiÕn hµnh ®Õm. 109
• §Çu ra cña bé ®Õm ®îc lÊy ë ch©n 14 (O9). V× vËy, khi bé ®Õm ®Õm ®îc 29 =512 xung th× ch©n 14 (UG) cña bé ®Õm sÏ chuyÓn tõ møc logic 0 lªn møc logic 1, tÝn hiÖu UG cã møc logic cao nµy ®a l¹i ch©n 6 cña phÇn tö NOR (N7), cho tÝn hiÖu ra UH cña N7 møc 0 kho¸ xung ®a vµo bé ®Õm 4020. Nh vËy bé ®Õm kh«ng nhËn ®îc xung ®Õm sÏ ngõng ®Õm vµ gi÷ møc logic 1 cña UG t¹i ®Çu ra 14. UG ®îc gi÷ ë møc logic cao cho ®Õn khi cã mét tÝn hiÖu RESET UF tiÕp theo ®îc ®a tíi ch©n 11 cña bé ®Õm (bëi v× phÇn tö N7 ®· kho¸ xung ®Çu vµo cña bé ®Õm nªn bé ®Õm kh«ng thÓ tù ®éng quay l¹i ®Õm khi kh«ng cã tÝn hiÖu rõ ch©n RESET, chØ khi nµo cã tÝn hiÖu RESET UF, ®Çu ra UG cña bé ®Õm míi chuyÓn vÒ møc thÊp vµ bé ®Õm míi b¾t ®Çu ®Õm l¹i tõ ®Çu). 110
• Nh vËy, thêi ®iÓm më tiristor ®îc x¸c ®Þnh khi ®©ï ra UG t¹i ch©n 14 cña bé ®Õm 4020 chuyÓn møc logic tõ 0 lªn 1. Thêi gian ®Ó bé ®Õm 4020 ®Õm ®îc 29 ®Ó UG chuyÓn tõ møc 0 lªn møc 1 phô thuéc vµo tÇn så xung ®Çu vµo, khi tÇn så xung cµng lín th× kho¶ng thêi gian ®Õm cµng nhá, nghÜa lµ gãc më còng nhá. Vµ ngîc l¹i nÕu tÇn sè xung vµo cµng nhá th× kho¶ng thêi gian ®Õm cµng lín dÉn ®Õn gãc më cµng lín, mµ tÇn sè ®Çu vµo bé ®Õm l¹i ®îc ®iÒu khiÓn bëi ®iÖn ¸p U®k.VËy gãc më phô thuéc vµo ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (U®k). V× thÕ ta cã thÓ khèng chÕ gãc më b»ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (U®k).
111
1
3.1 Kh¸i qu¸t chØnh lu • • • •
CÊu tróc, ®Þnh nghÜa Ph©n lo¹i C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña chØnh lu Nguyªn t¾c dÉn cña c¸c van b¸n dÉn
2
I. CÊu tróc, ®Þnh nghÜa • §Þnh nghÜa: ChØnh lu lµ thiÕt bÞ biÕn ®æi dßng ®iÖn (®iÖn ¸p) xoay chiÒu thµnh dßng ®iÖn mét chiÒu • CÊu tróc chØnh lu nh h×nh vÏ
U1, P1
BA
U2, P2
CL
U=, P=
Läc
3
II. Ph©n lo¹i Theo sè pha: mét pha, hai pha, ba pha, s¸u pha.. Theo lo¹i van: Toµn diod lµ chØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn Toµn tiristor lµ chØnh lu ®iÒu khiÓn Mét nöa chØnh lu, mét nöa diod lµ chØnh lu b¸n ®iÒu khiÓn (chØnh lu ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng) • Ph©n lo¹i theo s¬ ®å m¾c • Ph©n lo¹i theo c«ng suÊt • • • • •
4
III. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña chØnh lu Nh÷ng th«ng sè cã ý nghÜa quan trong ®Ó ®¸nh gi¸ chØnh lu bao gåm: T 1 1. §iÖn ¸p t¶i U d u d t .dt T0 2. Dßng ®iÖn t¶i: Id = Udc/Rd 3. Dßng ®iÖn ch¹y qua van: IV = Id/m 4. §iÖn ¸p ngîc cña van: UN = Umax S 1BA S 2 BA S k sd .U d . 5. C«ng suÊt biÕn ¸p: BA 2 6. Sè lÇn ®Ëp m¹ch trong mét chu k× m 7. §é ®Ëp m¹ch (nhÊp nh«) cña ®iÖn ¸p t¶i
5
IV. Nguyªn t¾c dÉn cña c¸c van b¸n dÉn • Nhãm van nèi chung catod • Nguyªn t¾c diod dÉn: §iÖn ¸p anod van nµo d¬ng h¬n diod Êy dÉn. Khi ®ã ®iÖn thÕ ®iÓm A b»ng ®iÖn thÕ anod d¬ng nhÊt. • Nguyªn t¾c dÉn vµ ®iÒu khiÓn tiristor
V1 V2
D1 D2
+ A
Vn V1 V2
Dn T1 T2
a)
+ A
Vn
Tn b)
6
• Nhãm van nèi chung anod • Nguyªn t¾c diod dÉn: §iÖn ¸p catod van nµo ©m h¬n diod Êy dÉn. Khi ®ã ®iÖn thÕ ®iÓm K b»ng ®iÖn thÕ anod ©m nhÊt. • Nguyªn t¾c dÉn vµ ®iÒu khiÓn tiristor
D1
V1
K
D2
V2 Dn
Vn a) T1
V1
K
T2
V2 Tn
Vn b) 7
3.2. ChØnh lu mét nöa chu k× • I. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn • S¬ ®å chØnh lu mét nöa chu k× kh«ng ®iÒu khiÓn trªn h×nh vÏ D
A U1
E
0
U 2
Ud
R
F
L Ld = 0
a)
t
2 t
Id b)
8
XÐt trêng hîp t¶i thuÇn trë C¸c th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p t¶i U 21 2 U sin t.dt 2 U 0,45U • Dßng ®iÖn t¶i: Id = Udc/Rd • Dßng ®iÖn ch¹y qua diod: ID = Id • §iÖn ¸p ngîc cña van: U N 2U 2 • C«ng suÊt biÕn ¸p: S S 2 S 3,09.U .I
2
d
2
2
0
1BA
2 BA
BA
D
A U1
U2
E
d
Ud 0
R F Ud
d
Id
t
2 t 9
XÐt trêng hîp t¶i ®iÖn c¶m Do cã tÝch luü vµ x¶ n¨ng lîng cña cuén d©y, do ®ã dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p cã d¹ng nh h×nh vÏ C¸c th«ng sè cña s¬ ®å 1 1 cos U 2 U sin t . d t 0 , 45 U d 2 2 • §iÖn ¸p t¶i 2 0 2 • Dßng ®iÖn t¶i: Id = Udc/Rd • Dßng ®iÖn ch¹y qua diod: ID = Id • §iÖn ¸p ngîc cña van: U N 2U 2 • C«ng suÊt biÕn ¸p: SBA S1BA S2 BA 3,09.U d .Id 2
A U1
U2 F
Ud
D
E
U
id
id
t R
L W®t =Li2/2
t1 t2 eL eL =-L.(di/dt)
2
t1 10
II ChØnh lu mét nöa chu k× cã ®iÒu khiÓn 1. Trêng hîp t¶i thuÇn trë §iÖn ¸p t¶i ®îc tÝnh
1 1 cos Ud 2 U 2 sin t.dt 0,45U 2 2 2 A U1
T
Ud 0
U2 R F
E
X®k Id
t
2 t t
11
2. XÐt trêng hîp t¶i ®iÖn c¶m §iÖn ¸p t¶i ®îc tÝnh 1 Ud 2
cos cos 2 U 2 sin t.dt 0,45U 2 2
U1
U
T
A
Ud id
E
U2 F
R
t
L
t2
2
eL X®k t 12
3. T¶i ®iÖn c¶m cã diod x¶ n¨ng lîng T
A U1
Ud E
id
iT
U2 F iD0
U
R
t
L
t1
D0
eL
Kh«ng diod x¶ n¨ng lîng
Ud U
t2
id t
t1 eL Cã diod x¶ n¨ng lîng
13
3.3.ChØnh lu c¶ chu k× víi biÕn ¸p cã trung tÝnh ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn ChÕ ®é trïng dÉn (chuyÓn m¹ch)
14
1. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn • S¬ ®å vµ c¸c ®êng cong A U2 F
U1
U2
D1 i1 L
R D2
i2
B S¬ ®å chØnh lu c¶ chu k× víi biÕn ¸p cã trung tÝnh. D A E U1
U 2
F
Id khi L=0
Ud
t
0
2
UBF
E
Id khi L=
UAF
I1
t
I2
t
UD1
t
R Ud
a.
15
Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p, dßng ®iÖn chØnh lu vµ van
U dtb
1 2 2 2. 2 U 2 sin t.dt U 2 0,9.U 2 2 0
Ud Id Rd I Dtb
Id Id ; I Dhd 2 2
U ND 2. 2 U 2 S BA
S 1BA S 2 BA 1,23 1,74 U d I d 1,48U d I d 2 2 16
2. ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn
25-1
A U1
T1
U2 R
Ud
L
E
F U2
B H×nh 1.2. S¬ ®å chØnh lu c¶ chu k× víi biÕn ¸p cã trung tÝnh.
Id
t 0
T2
Ud
Id
1
p1 2
p2 3
I1
t 0
p3 t
I1
1
2
I1
t I2
I2
I2
3
t
t
UT1
t
UT1
t
UT1
a.
L=0
b.
L=
17
§iÖn ¸p chØnh lu • T¶i thuÇn trë U dtb
1 1 cos 2U 2 sin t.dt 0,9.U 2 2 2
• T¶i ®iÖn c¶m U dtb
1 2
cos cos 2U 2 sin t.dt 0,9.U 2 2
• Khi dßng ®iÖn liªn tôc = • Ud = 0,9 U2cos 18
3. ChØnh lu cã diod x¶ n¨ng lîng • S¬ ®å vµ c¸c ®êng cong Ud
A U1
T1
0
U2 R F U2 T 2
B
I1
L
E D0
Id t
t1
t2
I1
t3 t I2
I2
t I2
ID0
t t
UT1
UT1 b.
19
4. HiÖn tîng chuyÓn m¹ch • ChØ xÐt chuyÓn m¹ch khi dßng ®iÖn t¶i liªn tôc A U1
U2 R F U2
Ud
T1
T2
L
0
E I1
Id
t 1
I1
2
3 t
B
I2
I2
t I2
I2
t X1
X2
X1
20
3.4. ChØnh lu cÇu mét pha ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn ChØnh lu ®iÒu khiÓn ®èi xøng ChØnh lu ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng
21
I. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn • S¬ ®å NK D4
F
_
D2
U
D1 NA
A
D3
B
U,i
L
id t¶i R
id t¶i RL
+ E
R
UEF
0
t
2
3
22
Th«ng sè cña s¬ ®å §iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn t¶i cã h×nh d¹ng gièng nh chØnh lu c¶ chu k× víi BATT, do ®ã th«ng sè gièng nh trêng hîp trªn
2 2 2 Ud . 2 U 2 sin t.dt U 2 0,9 U 2 2 0
Mét sè th«ng sè kh¸c: Ud0 = Ud + UBA + 2.UD + Udn SBA = 1,23 Ud.Id Un = 2 U ~ 23
II. ChØnh lu cÇu ®iÒu khiÓn ®èi xøng S¬ ®å, c¸c ®êng cong T4
F
T2
U
U,i
T1
A
id t¶i R
T3
B
t 0
E R
UEF
L
1
2
2
3
3
id
iT1,2 iT34
X1,2 X3,4 24
§Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn ®ång thêi hai van S¬ ®å ®iÒu khiÓn ®ång thêi hai tiristor D
BAX
T1 (T3)
W2 M¹ch W1 ®iÒu khiÓn
D
T2 (T4)
W3
25
III. ChØnh lu ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng 1. §Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn Kh¾c phôc nhîc ®iÓm vÒ ®iÒu khiÓn ®ång thêi hai tiristor T¹i mçi thêi ®iÓm chØ më mét tiristor
26
2. S¬ ®å • Tuú theo c¸ch m¾c tiristor cã hai lo¹i s¬ ®å: NK
D2 D1 R
U A B
T1
NA
NK
T2
T2
D1
L
R
Van b¸n dÉn nèi cïng cùc tÝnh
U A B
T1
NA
D2 L
Van b¸n dÉn nèi kh«ng cïng cùc tÝnh
27
N D2 UA T1 K T2 D1 B R Ud 0 Id
N A
C¸c ®êng cong
L L=
N T2 K D1
Ud 23
2
IT1 IT2
3
0 t
Id
t
IT1
t
IT2
ID2
t a.
D2
B
N A
L L= t
2
3 t t t
ID1 t
T1
R
t 1
U A
ID1
t
ID2
t b.
28
C¸c ®êng cong Ud
Ud 0 Id
t t1
t3
t2
IL=0
IL= t
0 Id
t t1
t2
t3 t
IT1
IT1
t
t
IT2
t
ID1 t ID2
t a.
IT2
t
ID1
t
ID2
t b. 29
IV. NhËn xÐt • ChØnh lu cÇu mét pha cã chÊt lîng ®iÖn t¬ng ®¬ng chØnh lu c¶ chu k× víi BATT • Tæng sôt ¸p trªn van lín nªn kh«ng chän khi ®iÖn ¸p t¶i thÊp • BiÕn ¸p dÔ chÕ t¹o h¬n
30
§iÒu khiÓn chØnh lu cÇu mét pha +15V Tr1
R3 R2 U ®f1 Uv
+A 1 -
B
U®f2R2
+A1
C1
D3 R 4
-
A2 +
R4 B
D4
+ - A2
D3 R3
Tr1
12V +
R5 R6
C
12V C+
R6 R5
C1 U®k
Uv
-A D 3 +
+ - A3 D D
4
+15V
31
R3 R2 U ®f1
+A 1 -
B
+15V
Tr1 C1
D3 R 4
R5
V 2 1 +
R6
C A2 +
-AD 3 +
D4
Uv U®k D4 R3 R2 U ®f2
+A 1 -
B
D3 R 4
Tr1
Uv
+15V R5
C1 C A2 +
V 2 1 +
R6
-A D 3 +
+15V
H×nh 1.51 M¹ch ®iÒu khiÓn chØnh l¬u cÇu mét pha ®èi xøng
32
3.5. Chỉnh lưu tia ba pha ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn HiÖn t¬ng trïng dÉn
33
I. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn S¬ ®å vµ ho¹t ®éng cña nã C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña s¬ ®å
34
1. S¬ ®å chØnh lu tia ba pha kh«ng ®iÒu khiÓn A
F
L a.
D1
B
D2
C
D3
Ud
Ud Id
Id 50%
t E
0
1
C
R
3
2
I1
A
4
t B
t t
I2
t
I3 UD1
b.
35
1. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn S¬ ®å vµ c¸c ®êng cong A
D1
B
D2
C
D3
L
Ud
Id
Ud Id 0
0,5Umax t1
t2
L
t t4 t
R a.
t3
I1
t
A
D1
I2
t
B
D2
I3
t
C
D3
UT1
R a.
36
b.
2. Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p, dßng ®iÖn chØnh lu vµ van U dtb
3 2
5 / 6
/6
3 6 2 U 2 f sin t.dt U 2 f 1,17.U 2 f 2
Ud Id Id Id ; I Dtb ; I Dhd ; Rd 3 3
U ND 2 3U 2 f 2,45.U 2 f 2,45 / 1,17 U d S 1BA S 2 BA 1,23 1,48 S BA U d I d 1,35U d I d 2 2 m3
37
II. ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn • • • •
Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi t¶i thuÇn trë Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi t¶i ®iÖn c¶m Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi cã diod x¶ n¨ng lîng
38
2. ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn
S¬ ®å
A
T1
A
B
T2
B
C
T3
C
+
_ L
R
id
T1
T2
T3 _
+ L
R
Ud
39
• §Þnh nghÜa vÒ gãc th«ng tù nhiªn gãc th«ng tù nhiªn
A
T1
B
T2
C
T3
L
R a.
Ud
0
Ud
Ud Ud Id
t
t t1
t2
t3
0
t4
X1
t t
X2 X3
Xung tríc gãc th«ng tù nhiªn
t
t1
t2
t3
X1
t4
t
X2
t
X3
t
Xung sau gãc th«ng tù nhiªn 40
1. Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn Ud
A
T1
B
T2
Gãc th«ng tù nhiªn
Id
Id t 0
C
Ud
T3 X1
t1
t2
t3
t4 t
R a.
X2
X3
t
t
41
2. Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi t¶i thuÇn trë T1
A
0
B C
T2 T3
I1
Id
Ud
Ud Id
>300
<300
Id
Ud
Ud Id t t1
t2
t3
t4
0
t1
t2
t3
t4
t
I1
t
I2
t
I3
t
UT1
t
I2 I3
t t t
R UT1
t
a.
b.
c. 42
Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p chØnh lu 0 • Khi t¶i thuÇn trë gãc më nhá h¬n 30 5 U dtb
3 2
6
2 U 2 f sin t.dt 1,17.U 2 f cos
6
• Khi gãc më van lín h¬n 300
U dtb
3 2 6
1 cos 6 2 U 2 f sin t.dt 1,17.U 2 f 3
• C¸c th«ng sè cßn l¹i nh chØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn 43
3. Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi t¶i ®iÖn c¶m >300
<300 Ud
A
T1
t 0
B C L
Ud Id
T2 T3 R
Id
1
2
3
t 0
4
t1
t2
t3
t4
t
Id
I1
t
I1
t
I2
t
I2
t
I3
a.
t
t
UT1 t
t UT1
t UAC UAB 44
Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p 5chØnh lu U dtb
3 2
6
2 U 2 f sin t.dt 1,17.U 2 f cos
6
45
3. Ho¹t ®éng cña s¬ ®å khi cã diod x¶ n¨ng lîng Ud T1
A B
T2
C
T3 D
L=
R
a.
0
p1 1 p1
2 p2
3 p3
4
t
Id
t
I1
t
I2
t
I3
t
ID
t
1 cos 6 2 U 2 f sin t.dt 1,17.U 2 f 3 b.
U dtb
3 2 6
46
III. HiÖn tîng trïng dÉn • XÐt s¬ ®å cã t¶i ®iÖn c¶m lín ®Ó cho dßng ®iÖn liªn tôc A
T1
B
T2
C
a.
-UC
-UB
-UA t
0
T3
F
L=
Ud
1
1
2
2
3 3
t4
E Id
t
I1
t
I2
t
R
I3
t
47
XÐt trïng dÉn hai pha A, C Ph¬ng tr×mh m¹ch ®iÖn di 2 R BA i dt
A
2 U A U 2 m sin t, U C U 2 m sin t m U A U C 2 U 2 m sin sin t 90 0 m m
A
U A U C 2 L BA
Sau khi gi¶i ph¬ng tr×nh trªn ta cã:
T1 iA
C
T3
L= iC
R
a.
U 2m iA sin cos cost X BA m
iC = Id - iA Gãc trïng dÉn ®îc tÝnh tõ: cos cos
X BA I d
U 2 m sin m 48
Trïng dÉn ë gãc lín h¬n • HiÖn tîng =600
Ud Id 0
Id
-UB/2 UA
Ud UC
UB
1
1
t 2
2
3
I1
t 49
D¹ng ®iÖn ¸p trong vïng trïng dÉn Gi¶ sö cã sù trïng dÉn hai pha A vµ C. khi ®ã, ph¬ng tr×nh ®iÖn ¸p viÕt cho pha A vµ C: A T1 UEF = UA - RBA.iA - LBA (diA/dt) A C T 3 UEF = UC - RBA.iC - LBA (diC/dt) L= iC R Céng hai biÓu thøc trªn l¹i ta cã: a. 2.UEF = UA+ UC - (RBA.iA + RBA.iA) - [ LBA (diA/dt) + LBA (diC/dt)] §iÖn trë biÕn ¸p nhá nªn RBA.iA + RBA.iA 0, ®¹o hµm dßng ®iÖn khi t¨ng vµ gi¶m b»ng nhau nªn LBA (diA/dt) + LBA (diC/dt) = 0. Do ®ã: UEF = (UA+ UC)/2 = -UB/2
iA
50
H×nh d¹ng ®iÖn ¸p trong vïng trïng dÉn Ud
UC
UB
UA (UA-UC )/2= -UB/2
-UC/2
0
51
• Gi¸ trÞ ®iÖn ¸p chØnh lu khi cã xÐt trïng dÉn U d U d 0 cos U U d 0 m U 2 U
U
X BA . I d cos 2 m
A
U dN
0
m UC UA d t U A d t 2 0 2
X BA . I d 2 m
52
Mét sè nhËn xÐt • ChÊt lîng dßng ®iÖn mét chiÒu ë chØnh lu tia ba pha tèt h¬n c¸c lo¹i chØnh lu mét pha • Dßng ®iÖn ch¹y qua van nhá h¬n, ph¸t nhiÖt Ýt h¬n • BiÕn ¸p ®îc chÕ t¹o lµ lo¹i ba pha ba trô
53
3.6. ChØnh lu cÇu ba pha •ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn •ChØnh lu ®iÒu khiÓn ®èi xøng •ChØnh lu ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng
54
I. ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn 1. S¬ ®å: M« t¶ s¬ ®å: Hai nhãm van NA m¾c chung catod cho ®iÖn ¸p d¬ng, NK m¾c chung anod cho ®iÖn ¸p ©m ..............................
A B C NK
D2
D1
-
D4
D3
+
F
D6
D5
E
R
L
NA
55
2. Ho¹t ®éng cña s¬ ®å
Uf
1-2
0
E B
A 1
2
3
C 4
5
A 6
t
7 F
A BC NK
D2
D1
D4
D3
NA
Ud
13,4%
t
iAB D6
F
R
Id
D5
L
E
I1
t t
I3
t
I5
t
I2
t
I4 I6 56
3. Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p, dßng ®iÖn chØnh lu vµ van U dtb
6 2
4 / 6
/3
2 .3 6 3 2 U 2 f sin t.dt U 2 f 2.1,17.U 2 f 2
Ud Id Id Id ; I Dtb ; I Dhd ; Rd 3 3
U ND 2 3U 2 f 2,45.U 2 f 2,45 / 2.34 U d S BA 1,05.U d I d m6
57
II. CHØnh lu ®iÒu khiÓn ®èi xøng • 1. S¬ ®å A
A B C
B C
NK
T2
a
b
c
T1
T4
T3
T6
T5
¦
T2
T1
T4
T3
F
NA
E T6
T5
R
L
H×nh 1.71 : S¬ ®å nguyªn lÝ m¹ch ®éng lùc
58
Ba c¸ch cÊp xung ®iÒu khiÓn • CÊp hai xung ®iÒu khiÓn dóng thø tù pha, hai xung ®iÒu khiÓn kh«ng ®óng thø tù pha, ba xung ®iÒu khiÓn nh b¶ng díi XC
X§
t
X1-4
1 X 1
X1-6
1 X 1
X1-4-6
2 X 6
X6-1
2 X 6
X6-3
2 X 6
X6-1-3
3 X 3
X3-6
3 X 3
X3-2
3 X 3
X3-6-4
4 X 2
X2-3
4 X 2
X2-5
4 X 2
X2-3-5
5 X 5 6 X 4
X5-2
5 X 5 6 X 4
X5-4
5 X 5 6 X 4
X5-2-4
t
XC
X§
1 X 1
X4-5
t
X4-3
XC
X§
X4-5-1
59
A BC NK T2
F
T1 NA
T4
T3
T6
T5
R
L
E
§óng thø tù pha
Ngîc thø tù pha
t
t
3 xung ®iÒu khiÓn
XC
X§
t
X1-4
1 X 1
X1-6
1 X 1
X1-4-6
2 X 6
X6-1
2 X 6
X6-3
2 X 6
X6-1-3
3 X 3
X3-6
3 X 3
X3-2
3 X 3
X3-6-4
4 X 2
X2-3
4 X 2
X2-5
4 X 2
X2-3-5
5 X 5 6 X 4
X5-2
5 X 5 6 X 4
X5-4
5 X 5 6 X 4
X5-2-4
XC
X§
1 X 1
X4-5
X4-3
XC
X§
X4-5-1
60
2. §Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn NK
t
XC
X§
A B C T2
T1
T4 T6
T3
A B C T2
T1
T4 T6
T3
NA
T5
A B C
1 X 1
X1-4
2 X 6
X6-1
3 X 3
X3-6
4 X 2
X2-3
T2
T1
T2
T1
X5-2
T4 T6
T3
T4 T6
T3
5 X 5 6 X 4
X4-5
T2 T4 T6
T5
T1 T3 T5
A B C
A B C
T5
A B C T2
T1
T4 T6
T3
T5
T5
§æi thø tù dÉn cña c¸c tiristor 61
ABC NK T2 T4
= 300
T1 NA T3
Uf
T5
R
L
A
C
t
1
0
T6
B
A
2
3
4
7
6
5
Ud Id
t
XC
X§
1 X 1
X1-4
2 X 6
X6-1
3 X 3
X3-6
4 X 2
X2-3
5 X 5 6 X 4
X5-2 X4-5
t I1
X1
X6-1
I3 I5
t X3
X4-5
I6
X2 X4
t X5
I2 I4
X2-3
X1-4
X4-5
t
X5-2
t X4
X6
t
X3-6
t
UT1
t
62
VÝ dô cho c¸c trêng hîp gãc më lín h¬n = 600 Uf
A
B
C
= 900 A
A
B
C
A
Uf t
Ud
t
Ud
t
t d.
63
ABC NK T2
T1 NA
T4
T3
T6
T5
R
L
Uf 0
A
C
B
A t
1
2
3
4
6
5
Ud Id
t
XC
X§
1 X 1
X1-4
2 X 6
X6-1
3 X 3
X3-6
4 X 2
X2-3
5 X 5 6 X 4
X5-2 X4-5
t I1
X1
X6-1
I3
t X3
X2-3
I5 I2 I4 I6
X2
t X5
t
X5-2
t
X1-4
t X6
X3-6
t
UT1
t
64
A BC N T2 K T 4
§iÒu khiÓn kh«ng ®óng thø tù pha T1 N T A
Uf
B
A
=300 A
C
t
3
T6
T5
R
L
0
1
2
3
4
7
6
5
Ud
t
XC
X§
1
X1
X1-6
2
X6
X6-3
Id t I1 I3
3
X3
4
X2
X2-5
I2
5
X5
X5-4
I4
6
X4
X4-3
I6
X3-2
X1
X4-1 X6-3
X3
I5
t X2-5
X3-4
X5
X6
t
X2
t X5-4
X1-6
t
X4
t t
65
=600 Uf
B
A 0
1
A
C
2
3
4
6
5
t 7
Ud
t I1
X1
I3
X4-1 t X6-3
X3
I5
X2-5
I2
X3-4
I4 I6
t X5
X2
t X5-4 X4
X1-6
X6
t
t t 66
III. ChØnh lu ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng • S¬ ®å NK
NK T1
D1
T1
D2
T2
T2
D2
D3
T3
T3
D3
R
L
a)
NA
D1 NA
L
R
b)
67
Ho¹t ®éng
=300 Uf 0
D1
T1
D2
T2
D3
T3
R
L
a.
A
B
1 1
C
2 2
A
3 3
4
t
Ud Id t IT1 IT2
t
X1 X2
t
IT3
X3
ID1
t t
ID2 ID3
t b. 68
Khi gãc më lín • . S¬ ®å
=900 Uf
A
B
C
A t
0 D1
T1
D2
T2
D3
T3
R
L
Ud Id t IT1 IT2
X1
t X2
IT3
t X3
ID1
t t
ID2 ID3 2 ®iÒu 2b.khiÓn kh«ng 3 ®èixøng 3 H×nh 1.12.1ChØnh 1lu cÇu ba pha a- s¬ ®å ®éng lùc, b- gi¶n ®å c¸c ®êng cong
4
t 69
3.7. ChØnh lu tia s¸u pha S¬ ®å chØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn
70
ChØnh lu kh«ng ®iÒu khiÓn • S¬ ®å
F
*
A
D1
*
B
D2
*
C
D3
* A*
D4
*
B*
D5
*
C*
D6
a.
A
C*
A*
B
C
B*
t
L
R
U
E
1
2
3
4
5
6
b.
71
Th«ng sè cña s¬ ®å • §iÖn ¸p, dßng ®iÖn chØnh lu vµ van /3
U dtb
6 2 U 2 f sin t.dt 1,35.U 2 f 2 / 6
Ud Id Id Id ; I Dtb ; I Dhd ; Rd 6 6 U ND 2. 2 U 2 f S BA 1,26.U d I d m6
72
ChØnh lu cã ®iÒu khiÓn • S¬ ®å
T1
*
A
*
B
T2
*
C
T3
U
A
C*
B
A*
C
B*
t
L
R
* A*
T4
*
B*
T5
*
C*
T6
b.
a. 73
3.8. ChØnh lu chÊt lîng cao
74
ChØnh lu 1 pha • ChØnh lu c¬ së UEF
U,i T4
U
id t¶i R
T1
A
t F
T2
0
T3
B
E R
1
2
2
3
3
L id
iT1,2
X1,2
iT34
X3,4 75
S¬ ®å t¬ng ®¬ng CL - BA U
D4
A
D2
B
F
UEF
D1
U,i
D3 E
T3 F
t 0
2
3
L
R
A
id t¶i R
UV
B
T4 E
T2
T1 ZT
76
ChØnh lu dïng tranzitor • S¬ ®å
UEF
id t¶i R
U,i
UV A
t 0
F
T4
T3
B
2
3
E id
T2
T1 ZT
iT1,2 iT34 77
ChØnh lu cÇu ba pha Uf
A
B
C
A t
0
Ud t
78
ABC NK T2 T4
= 300
T1 NA T3
Uf
T5
R
L
A
C
t
1
0
T6
B
A
2
3
4
5
6
7
Ud Id
t
XC
X§
1 X 1
X1-4
2 X 6
X6-1
3 X 3
X3-6
4 X 2
X2-3
5 X 5 6 X 4
X5-2 X4-5
t I1
X1
X6-1
I3 I5
t X3
X4-5
I6
X2 X4
t X5
I2 I4
X2-3
X1-4
X4-5
t
X5-2
t X4
X6
t
X3-6
t
UT1
t
79
2.8. ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn 1. M¹ch ®iÒu khiÓn tiristor ®¬n gi¶n ZT
D
ZT D
Ud
Ud R1
U1
VR
T
U1
D0
UJT R2
iT
iT
VR
T
C
C b)
a) U
U
U2
U2 t
t1 UC
UUJT
t t1
UC
c)
d)
80
ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn theo nguyªn t¾c th¼ng ®øng. • a. Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn. U®f t
Urc
U®k t
X®k
t
Ud
t t1 t2 t3 t4 t5 H×nh 1.18. Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn chØnh lu.
81
b. S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn. S¬ ®å khèi h×nh 1.
U®k §ång pha
So s¸nh
T¹o xung
H×nh 1.19. S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn
82
Chøc n¨ng cña c¸c kh©u • Kh©u ®ång pha cã nhiÖm vô t¹o ®iÖn ¸p tùa Urc (thêng gÆp lµ ®iÖn ¸p d¹ng r¨ng ca tuyÕn tÝnh) trïng pha víi ®iÖn ¸p anod cña Tiristor. • Kh©u so s¸nh nhËn tÝn hiÖu ®iÖn ¸p r¨ng ca vµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn, cã nhiÖm vô so s¸nh gi÷a ®iÖn ¸p tùa víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k, t×m thêi ®iÓm hai ®iÖn ¸p nµy b»ng nhau (U®k = Urc). T¹i thêi ®iÓm hai ®iÖn ¸p b»ng nhau, th× ph¸t xung ë ®Çu ra ®Ó göi sang tÇng khuÕch ®¹i • Kh©u t¹o xung cã nhiÖm vô t¹o xung phï hîp ®Ó më Tiristor. Xung ®Ó më Tiristor cã yªu cÇu: sên tríc dèc th¼ng ®øng (h×nh 1.20), ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu Tiristor më tøc thêi khi cã xung ®iÒu khiÓn (thêng gÆp lo¹i xung nµy lµ xung kim hoÆc xung ch÷ nhËt); ®ñ ®é réng (víi ®é réng xung lín h¬n thêi gian më cña Tiristor); ®ñ c«ng suÊt; c¸ch ly gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn víi m¹ch ®éng lùc (nÕu ®iÖn ¸p ®éng lùc qu¸ lín). 83
• D¹ng xung phï hîp ®Ó më tiristor X®k
X®k
t
t tx
tx
tx >tm; thêng tm trong kho¶ng 100 – 200 s
X®k t tx
Sai
84
C¸c kh©u c¬ b¶n • Kh©u ®ång pha dïng diod vµ tô -E R2 A U1
R1
D2
B
U2
C C
D
a.
UA
0 U rc
t1
t
2 U RC
b.
85
• §ång pha dïng tranzitor vµ tô -E
+E R2
R1 GHEP QUANG
R2 Tr A U1
U2
R1
D
C
C
Ura
Uv
Ura
b.
D U
UA t
a.
URC c.
86
• §ång pha dïng K§TT UA
Tr R2
A U1
R1 -
A1
C1
D1
B
t
UB R3
-
A2
t
C Ura URC
a.
t
b. H×nh 1.23: Kh©u ®ång pha dïng K§TT. a- s¬ ®å; b- c¸c ®êng cong ®iÖn ¸p c¸c kh©u.
87
• Kh©u so s¸nh dïng tranzitor -E Urc
U®k R3 R1
-U®k
Tr
Urc U®k
t
Ura R2
t1 t11
t3
t2
t4 t
Ura
a.
88
• So s¸nh dïng K§TT R1 Urc U®k
-
R2
A3 +
U®k
t
Ura -U®k
b. Urc
Urc
U®k
t1
R1
t3
t2
t4 t
-
A +
R2
Ura
Ura
c.
89
• Kh©u khuÕch ®¹i +E
iC
D
UV BAX
t
X®k iC
R
Tr
Uv
t1
t2
t3
t4 t
X®k a.
90
• Kh©u so s¸nh víi khuÐch ®¹i m¾c darlington BAX D0 Tr1 Tr2 Uv
D
b.
91
• S¬ ®å cã tô ghÐp tÇng UV BAX D0
ib
iC
Tr1
ib Tr2
Uv
D
c.
t1
t2
t3
t
t4 t
iC X®k UC
92
3. ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn b»ng m¹ch sè. • Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn UAT t
X®h
t n.X®h
X§
t
X®k
t
Ura t
93
S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn b»ng m¹ch sè
§F §X
K§-TX
X®h H×nh 1.28 S¬ ®å khèi ®iÒu khiÓn tiristor trong m¹ch chØnh lu b»ng m¹ch sè
94
• S¬ ®å vÝ dô mét hªnh ®iÒu khiÓn +15V Tr
R2
D3 1
C1 R1
A
-
A1 +
UA
-
D1
B
R5
R3
+
A2
C
+
R4
A3
D
C
2
R
6
U®k
Uv
U
®f1
+ -
A1
B
D3
+15V
Tr 1 R5
C1 R2
T2
D 2
A6 +
R3
T3
R4
+
A2
-A + C
AND
U®k
95
A
U t
• Nguyªn lÝ ho¹t ®éng cña s¬ ®å UB
t t
UC
U®k
Urc UD
t
UE UF
t
X®k
t
Ud t1
t2
t3
t4
t5
t
H×nh 1.47. Gi¶n ®å c¸c ®êng cong m¹ch ®iÒu khiÓn. 96
• S¬ ®å kh«ng chïm xung
UA t
UB
t Urc
UC
Udk t
UD
t
X®k
t
Ud t t1
t2
t3
t4
t5
H×nh 1.48. Gi¶n ®å c¸c ®êng cong m¹ch ®iÒu khiÓn h×nh 1.49 97
• VÝ dô ®iÒu khiÓn chØnh lu hai nöa chu k× +15V R3 R2
+A 1 -
R5
C1
D3 R B 4
C A2 +
R6
-A D 3 +
C2
T r 2
+12V
U®f1
D4
Tr1
T r
T1
3
Uv 1
B
D3
Tr
1
C
1
R6
C +12V
R3
A2
U®k
R5
+
R4
A
+
+
U®f2R2
A3 D C2
T r
T r 3
T2
2
D
4
+15V H×nh 1.49 S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn chØnh lu mét pha c¶ chu k×
98
• §Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn chØnh lu tia ba pha • Sù kh¸c nhau gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn chØnh lu mét pha víi m¹ch chØnh lu ba pha chØ ë ®iÖn ¸p ®ång pha ®a vµo. Gãc th«ng tù nhiªn (h×nh 1.52) cña m¹ch chØnh lu ba pha dÞch pha so víi ®iÖn ¸p pha mét gãc lµ 300 (nÕu lÖnh më tiristor tríc thêi ®iÓm gãc th«ng tù nhiªn nµy tiristor kh«ng dÉn, v× tiristor pha tríc ®ã ®ang dÉn, ®iÖn ¸p ®ang cßn d¬ng h¬n). Do ®ã, ®iÖn ¸p tùa lµm nÒn ®a vµo ®Ó më tiristor còng cÇn dÞch pha mét gãc 300. §Ó dÞch pha ®iÖn ¸p ®ång pha ®i mét gãc 300 cÇn nèi biÕn ¸p ®ång pha cã s¬ cÊp nèi tam gi¸c. Khi ®ã ®iÖn ¸p thø cÊp mçi pha biÕn ¸p trïng pha víi ®iÖn ¸p d©y (®iÖn ¸p d©y dÞch pha so víi ®iÖn ¸p pha mét gãc lµ 300, UAC trªn h×nh 1.52).
99
• T¹o ®iÖn ¸p ®ång pha cña chØnh lu tia ba pha
U
Gãc th«ng tù nhiªn UB UA
UC t
300 U
UAC
t
1
1
U
t 2
2
H×nh 1.52 X¸c ®Þnh gãc th«ng tù nhiªn vµ kho¶ng dÉn cña tiristor trong chØnh lu ba pha.
100
• §Æc ®iÓm ®iÒu khiÓn chØnh lu cÇu ba pha • Thø tù cÊp xung ®iÒu khiÓn nh h×nh bªn
NK A B C T2
T1
T4
T3
T6
T5
A B C T2
T1
T4
T3
T6
T5
NA A B C T2
T1
T4
T3
T6
T5
A B C
A B C T2
T1
T2
T1
T4
T3
T4
T3
T6
T5
T6
T5
A B C T2
T1
T4
T3
T6
T5
H×nh1.53a §æi thø tù dÉn cña c¸c tiristor
101
• §iÒu khiÓn kiÓu ®Öm xung ®iÒu khiÓn
UB
UA
UC t
XT1
XC
XT6
XC
XT3
t X§ XC
XT2
t X§ XC
XT5 XT4
X§
t X§ XC
XC
X§
t X§
t t
H×nh 1.55b C¸p xung ®iÒu khiÓn chØnh lu cÇu ba pha ®èi xøng b»ng c¸ch ®Öm xung ®iÒu khiÓn
102
• §iÒu khiÓn b»ng chïm xung ®iÒu khiÓn
UA
UB
UC t
XT1 XT6 XT3 XT2 XT5 XT4
t t t t t t H×nh 1.55c CÊp xung ®iÒu khiÓn chØnh lu cÇu ba pha ®èi xøng b»ng chïm xung ®iÒu khiÓn
103
3. ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn b»ng m¹ch sè. • Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn UAT t
X®h
t n.X®h
X§
t
X®k
t
Ura t
104
S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn b»ng m¹ch sè
§F §X
K§-TX
X®h H×nh 1.28 S¬ ®å khèi ®iÒu khiÓn tiristor trong m¹ch chØnh lu b»ng m¹ch sè
105
S¬ ®å vÝ dô 15V 4 3
8
555
VR1
D1
f
R1 R 2 A R C1 3
N1 LM324
B
N2 4070
C
C2 N3 E R4 D 4001
N5
N4
F
4070
10
H 4
15V U®k
16 9 6
G
11 4020 14
8 3,5,14
4046 10
C3
4 11
N7 4001
4001 J
L 4001 6 5
C4 R 6 C5
C6
1
15V U®
R8
6 2
15V 14
D2 R7
M N
6 8 4
7
556
5
9 10
R9 D3
P D5 Q D6
D4 Tr1 Tr2
N6
K VR2 R5
106
• Gi¶n ®å ®êng cong UA
UB UC
t
t t
UD
t
UE
t
UF
t
UK
t
UH
t
UG
t
UJ
t
UL
t
UM
t
UN
t
UP
t
UQ
t
107
• §iÖn ¸p h×n sin UA tõ líi ®iÖn cung cÊp cho bé chØnh lu, ®ång thêi cung cÊp cho m¹ch ®iÒu khiÓn qua biÕn ¸p, ®a tíi ®Çu vµo cña vi m¹ch so s¸nh (N1), ®Çu ra UB cña N1 ®a tíi cæng kh«ng ®ång trÞ 4070 (N2), nh»m t¹o ®iÖn ¸p UC mét dÊu. PhÇn tö NOR (N3) cïng víi cæng kh«ng ®ång trÞ N4 t¹o ra tÝn hiÖu UF ®a vµo ch©n 11 cña vi m¹ch 4020 lµm tÝn hiÖu RESET ë ®Çu mçi nöa chu kú cña sãng ®iÖn ¸p líi cña mçi pha. • §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (U®k) ®îc ®a vµo ch©n 9 cña vi m¹ch 4046 ®Ó t¹o ra tÝn hiÖu dao ®éng UK víi tÇn sè cao ë ch©n 4, vi m¹ch 4046 lµm viÖc ë chÕ ®é VCO, tÇn sè xung fx cña ®iÖn ¸p ®Çu ra (UK) ®îc ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn ¸p VCO (U®k). Nh vËy tuú vµo sù thay ®æi ®iÖn ¸p U®k mµ tÇn sè fx cña tÝn hiÖu ®Çu ra UK còng thay ®æi theo. §iÖn trë nèi vµo ch©n 11 (R5, VR2) vµ tô C3 nèi gi÷a ch©n 6 vµ ch©n 7 quyÕt ®Þnh d¶i tÇn sè cña tÝn hiÖu UK, ®iÖn trë ë ch©n 11 tõ 10K1M, tô C3 cã gi¸ trÞ tõ 50 50 F trë lªn. 108
• TÝn hiÖu ra UK tõ ch©n 4 cña 4046 ®îc ®a vµo ch©n 10 (ch©n cp) cña bé ®Õm 4020 th«ng qua cæng NOR (N7) ®Ó lµm tÝn hiÖu ®Õm (UH). • Khi b¾t ®Çu chu k× ®iÖn ¸p, cã tÝn hiÖu RESET UF (tÝch cùc ë møc cao) ®a tíi ch©n 11 cña bé ®Õm sÏ xo¸ tÊt c¶ c¸c tr¹ng th¸i tríc ®ã cña c¸c ®Çu ra vÒ møc logic 0 v× thÕ ch©n 14 cña 4020 (UG) còng ë møc logic 0. TÝn hiÖu nµy UG ®îc ®a tíi phÇn tö NOR (N7) chê s½n. Khi tÝn hiÖu vµo thø hai UK cña phÇn tö NOR (N7) tõ ch©n 4 cña 4046 ë møc logic thÊp th× ®iÖn ¸p ra UH cña phÇn tö NOR (N7) ë møc cao, khi tÝn hiÖu UK ë møc cao th× ®iÖn ¸p UH ë møc thÊp. Nh vËy qua phÇn tö NOR (N7) chïm xung tõ ®Çu ra 4 cña 4046 bÞ dÞch pha ®i mét nöa chu k× xung. Chïm xung nµy ®îc ®a vµo ch©n 10 cña bé ®Õm, bé ®Õm sÏ tiÕn hµnh ®Õm. 109
• §Çu ra cña bé ®Õm ®îc lÊy ë ch©n 14 (O9). V× vËy, khi bé ®Õm ®Õm ®îc 29 =512 xung th× ch©n 14 (UG) cña bé ®Õm sÏ chuyÓn tõ møc logic 0 lªn møc logic 1, tÝn hiÖu UG cã møc logic cao nµy ®a l¹i ch©n 6 cña phÇn tö NOR (N7), cho tÝn hiÖu ra UH cña N7 møc 0 kho¸ xung ®a vµo bé ®Õm 4020. Nh vËy bé ®Õm kh«ng nhËn ®îc xung ®Õm sÏ ngõng ®Õm vµ gi÷ møc logic 1 cña UG t¹i ®Çu ra 14. UG ®îc gi÷ ë møc logic cao cho ®Õn khi cã mét tÝn hiÖu RESET UF tiÕp theo ®îc ®a tíi ch©n 11 cña bé ®Õm (bëi v× phÇn tö N7 ®· kho¸ xung ®Çu vµo cña bé ®Õm nªn bé ®Õm kh«ng thÓ tù ®éng quay l¹i ®Õm khi kh«ng cã tÝn hiÖu rõ ch©n RESET, chØ khi nµo cã tÝn hiÖu RESET UF, ®Çu ra UG cña bé ®Õm míi chuyÓn vÒ møc thÊp vµ bé ®Õm míi b¾t ®Çu ®Õm l¹i tõ ®Çu). 110
• Nh vËy, thêi ®iÓm më tiristor ®îc x¸c ®Þnh khi ®©ï ra UG t¹i ch©n 14 cña bé ®Õm 4020 chuyÓn møc logic tõ 0 lªn 1. Thêi gian ®Ó bé ®Õm 4020 ®Õm ®îc 29 ®Ó UG chuyÓn tõ møc 0 lªn møc 1 phô thuéc vµo tÇn så xung ®Çu vµo, khi tÇn så xung cµng lín th× kho¶ng thêi gian ®Õm cµng nhá, nghÜa lµ gãc më còng nhá. Vµ ngîc l¹i nÕu tÇn sè xung vµo cµng nhá th× kho¶ng thêi gian ®Õm cµng lín dÉn ®Õn gãc më cµng lín, mµ tÇn sè ®Çu vµo bé ®Õm l¹i ®îc ®iÒu khiÓn bëi ®iÖn ¸p U®k.VËy gãc më phô thuéc vµo ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (U®k). V× thÕ ta cã thÓ khèng chÕ gãc më b»ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (U®k).
111
Related Documents
Chapter 3 Chinh Luu
November 2019 10
Chinh Luu 3fa-1
June 2020 1
He Chinh Luu Dien Phan
June 2020 8
Luu Tru
October 2019 12
Luu Tru
November 2019 12
Vu An Hanh Chinh 3
November 2019 8More Documents from ""
Thiet_ke_kcd_ha
November 2019 24
06_lenh So Hoc Va Chuong Trinh
November 2019 24
10_truyen Thong Noi Tiep
November 2019 18
Ki Thuat Vxl
November 2019 21
Ki Thuat Vxl
November 2019 28