Điện tử công suất và điều khiển động cơ - Chương 2: Mạch chỉnh lưu

CHƯƠNG 2 – MẠCH CHỈNH LƯU
Sơ đồ chỉnh lưu 1 pha
Sơ đồ chỉnh lưu 3 pha
Thiết kế bộ chỉnh lưu điốt công suất
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA
Chỉnh lưu 1 pha nửa sóng
sv : điện áp xoay chiều
Lv : điện áp tải
Dv : điện áp rơi trên điốt
Tải R thuần trở
Điốt
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA
Chỉnh lưu 1 pha nửa sóng Tải cảm R, L
- Trong tải cảm có thành phần 
L – kho tích trữ năng lượng
- Điện áp trung bình đầu ra
∫ == φϕ ϕϕπ 0 sin21 dVU mave
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA
Chỉnh lưu 1 pha nửa sóng Tải R thuần trở
Thyristor
sv : điện áp xoay chiều
Lv : điện áp tải
: điện áp rơi trên TTv
Gi : dòng điện điều khiển
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA
Chỉnh lưu 1 pha nửa sóng Tải cảm R, L
- Trong tải cảm có thành phần 
L – kho tích trữ năng lượng
- Điện áp trung bình đầu ra
∫ == β αϕ ϕϕπ dVU mave sin21
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA
Chỉnh lưu 1 pha toàn sóng Có điểm trung tính
sv : điện áp xoay chiều
Lv : điện áp tải
: điện áp rơi trên điốt
Điốt
2,1Dv
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA
Chỉnh lưu 1 pha toàn sóng Không trung tính
sv : điện áp xoay chiều
Lv : điện áp tải
: điện áp rơi trên điốt
Điốt
4,3,2,1Dv
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA
Chỉnh lưu 1 pha toàn sóng Có điểm trung tính
Thyristor
sv : điện áp xoay chiều
Lv : điện áp tải
: điện áp tải21, TT vv
: dòng điện điều khiển21, GG ii
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA
Chỉnh lưu 1 pha toàn sóng Không trung tính
Thyristor
sv : điện áp xoay chiều
Lv : điện áp tải
: điện áp tải
: dòng điện điều khiển
4,3,2,1Tv
4,3,2,1Gi
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA
Chỉnh lưu 3 pha hình sao
( )tVv ma ωsin= ( )120sin += tVv mb ω( )240sin += tVv mc ω
Điốt
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA
Chỉnh lưu 3 pha hình sao
∫= 65 6 sin23
π
π θθπ dVV mdc
mdc VV 827,0=
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA
Chỉnh lưu 3 pha hình sao Điốt
( )tVv ma ωsin= ( )120sin += tVv mb ω( )240sin += tVv mc ω
( )tVv mu ωsin−= ( )120sin +−= tVv mv ω( )240sin +−= tVv mw ω
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA
Chỉnh lưu 3 pha hình sao
∫= 32 3 sin326
π
π θθπ dVV mdc mdc VV 654,1=
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA
Chỉnh lưu 3 pha hình sao Thyristor
( )tVv ma ωsin= ( )120sin += tVv mb ω( )240sin += tVv mc ω
Góc mở của thyristor chỉ nằm 
trong khoảng 
[ ]65,6 ππ
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA
Chỉnh lưu 3 pha hình sao
Thành phần L của tải 
sẽ quyết định dạng 
đặc tính của dòng 
điện là liên tục hay 
gián đoạn
Li
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA
Chỉnh lưu cầu 3 pha Điốt
( )tVv ma ωsin= ( )120sin += tVv mb ω( )240sin += tVv mc ω
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA
Chỉnh lưu cầu 3 pha ∫= 32 3 sin326
π
π θθπ dVV mdc
mdc VV 654,1=
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA
Chỉnh lưu cầu 3 pha Thyristor
( )tVv ma ωsin= ( )120sin += tVv mb ω( )240sin += tVv mc ω
Góc mở của thyristor chỉ nằm 
trong khoảng 
[ ]32,3 ππ
SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA
Chỉnh lưu cầu 3 pha
THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT
Bộ chỉnh lưu 1 pha
sv : điện áp xoay chiều
Lv : điện áp tải
: điện áp rơi trên điốt4,3,2,1Dv
THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT
Bước thiết kế
- Bước 1: xác định điện áp xoay chiều trước bộ chỉnh lưu
Cho trước điện áp một chiều sau 
chỉnh lưu, dòng điện tải tiêu thụ
dcV
LI
là biên độ điện áp xoay chiều.
- Bước 2: Gọi là điện áp lưới, vậy biến áp được lựa 
chọn có hệ số khuếch đại như sau
dcm VV 572,1=
mV
V
baN
V
VN mba =
- Bước 3: xác định dòng điện dẫn qua điốt
LDx II ××≈ 572,15,2
2,5 là hệ số an toàn của thiết bị (làm mát không khí).
THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT
Bước thiết kế (tiếp)
- Bước 4: chọn điốt có thông số như sau
DxFmb IIVV =>> ,
- Bước 5: chọn biến áp đầu vào có hệ số biến đổi là 
và có dòng tải sơ cấp thiết kế
baN
Dxba INI ×=1
THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT
Bộ chỉnh lưu 3 pha
( )tVv ma ωsin= ( )120sin += tVv mb ω( )240sin += tVv mc ω
dcm VV 605,0=
LDx II ××≈ 605,05,2
THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT
Bước thiết kế
- Bước 1: xác định điện áp xoay chiều trước bộ chỉnh lưu
Cho trước điện áp một chiều sau 
chỉnh lưu, dòng điện tải tiêu thụ
dcV
LI
là biên độ điện áp xoay chiều.
- Bước 2: Gọi là điện áp lưới, vậy biến áp được lựa 
chọn có hệ số khuếch đại như sau
mV
baN
V
VN mba =
- Bước 3: xác định dòng điện dẫn qua điốt
2,5 là hệ số an toàn của thiết bị (làm mát không khí).
V
THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT
Bước thiết kế (tiếp)
- Bước 4: chọn điốt có thông số như sau
DxFmb IIVV =>> ,
- Bước 5: chọn biến áp đầu vào có hệ số biến đổi là 
và có dòng tải sơ cấp thiết kế
baN
Dxba INI ×=1