Chương 1:Các bộ chỉnh lưu có điều khiến. Chương 2:Giới thiệu bộ chỉnh lưu cầu một pha cho tải điện trở R biến đồi. Chương 3:Téng hợp và mô phỏng bộ điều chỉnh dòng điện của bộ chỉnh lưu một pha tiristor cấp điện cho điện trở R. CAC BO CHINH LUU CO DIEU KHIEN.
Đề cấp nguồn cho tải một chiều, cần thiết kế các bộ chỉnh lưu. Các bộ chỉnh lưu biến đổi năng lương điện xoay chiều thành một chiều. Các loại bộ biến đổi này có thể là chỉnh lưu có điều khiển hoặc không điều khiến. Để giảm công suất vô cùng, người ta thường mắc song song ngược với tải một chiều một điốt ( loại sơ đồ này được gọi là sơ đồ có điết ngược).
Trong các sơ đồ chỉnh lưu có điết ngược, khi có và không có điều khiển năng lượng được truyền từ phía lưới xoay chiều sang một chiều, nghĩa là các loại chỉnh lưu đó chỉ có thể làm việc ở chế độ chỉnh lưu nhận năng lượng từ lưới. Các bộ chỉnh lưu có điều khiến, không có didt ngược có thể trao đôi năng lượng theo cả hai chiều. Khi năng lượng truyền từ lưới xoay chiều sang tải một chiều, bộ nguồn làm việc ở chế độ chỉnh lưu nhận năng lượng từ lưới, khi năng lượng truyền theo chiều ngược lại (nghĩa là từ phía tải một chiều về lưới xoay chiều) thì bộ nguồn làm việc ở chế độ nghịch lưu trả năng lượng về lưới. Theo dạng xoay chiều cấp nguồn, có thể chia thành một hay ba pha.
Các thông số quan trọng của sơ đồ chỉnh lưu là: dòng điện và điện áp tải; dòng điện chạy trong cuộn dây thứ cấp của mày biến ap; số lần đập mạch trong một chu kỳ. Dòng điện chạy trong cuộn dây thứ cấp của mày biến áp có thể là một chiều hay xoay chiều, có thể phân loại thành sơ đồ có dòng điện biến áp một chiều hay xoay chiều. Số lần đập mạch trong một chu kỳ là quan hệ của tần số sóng hài thấp nhất của điện áp chỉnh lưu với tần số điện ap xoay chiêu. Chỉnh lưu có thể là loại có hoặc không có điều khiến, trong đề tài này em xin đi nghiên cứu sâu về loại chỉnh lưu có điêu khiên.CHỈNH LƯU MỘT PHA.Chỉnh lưu một nửa chu kỳ.
Ở sơ đồ chỉnh lưu một nửa chu kỳ hình 1.1, sóng điện áp ra một chiều sẽ bị gián đoạn trong một nửa chu kỳ, khi điện áp anot của van bán dẫn âm. Do vậy khi sử dụng sơ đồ chỉnh lưu một nửa chu kỳ, chất lượng điện áp xấu, trị số điện áp tải trung bình lớn nhất(khi không điều khiển) được tính: Udo_ = 045U2 (1- l) Chất lượng điện áp xấu và cũng cho hệ số sử dụng máy biến ap xâu: Sba = 3,09.1: Sơ đồ chỉnh lưu một nửa chu kỳ. Đánh giá chung về loại chỉnh lưu này có thể nhận thấy đây là loại chỉnh lưu cơ bản, sơ đồ nguyên lý đơn giản. Tuy vậy các chất lượng kỹ thuật như: chất lượng điện áp một chiều; hiệu suất sử dụng máy biến ap qua xấu.
Do đó loại chỉnh lưu này ít được ứng dụng trong thực tế. Khi cần chất lượng điện áp tốt hơn, người ta thường sử dụng sơ đồ chỉnh lưu cả chu kỳ theo các phương án sau.Chỉnh lưu cả chu kì với biến áp có điểm trungtính.2: Sơ đồ chỉnh R L A lưu hai nửa chu kỳ với U \ biến áp có điểm trung k tính. T; ^^ lỗi > ) “2 Z¬^¬ Theo sơ đồ hình 1.2, biến áp phải có hai cuộn dây thứ cấp VỚI thống sé giống hệt nhau, có thể coi đây là hai sơ đồ chỉnh lưu một nửa chu kỳ hình 1.1, hoạt động lệch pha nhau 180”. Ở mỗi nửa chu kỳ có một van dẫn cho dòng điện chạy qua.
Cho nên ở cả hai nửa chu kỳ sóng điện áp tải trùng với điện áp cuộn dây có van dẫn. Điện áp tải đập mạch trong cả hai nửa chu kỳ, với tần số bằng 2 lần tần số điện áp xoay chiều (fđm = 2fI). Hình dạng các đường cong điện áp, dòng điện tải,(Ud, Id), dòng điện các van bán dẫn I1, I2 và điện áp của van TỊ mô tả trên hình 1.3a khi tải thuần trở và trên hình 1.3b khi tải điện cảm lớn. A } Ih ( ` ; ( « h lạ 'á à t1 Uri Un Hình 1.3: Các đường cong điện áp, dòng điện tải, dòng điện các van và dién ap cua Tiristor T1.
Điện áp trung bình trên tải, khi tải thuần trở (dòng điện gián đoạn) được tính : 1 + cosœ Trong đó: Udo - Điện áp chỉnh lưu không điều khiển và bằng: Udo =0,9.U2 ơ - Góc mở của cac Tiristor. Khi tải điện cảm lớn, dòng điện, điện áp tải liên tục, lúc này điện áp một chiều được tính: Ud =a (1 -4) Trong các sơ đồ chỉnh lưu, thì loại này có điện áp ngược của van phải chịu lớn nhất: Uny = 2.U Mỗi van dẫn trong một nửa chu kỳ, do vậy dòng điện trung bình ma van bán dẫn phải chịu tối đa bằng một nửa dòng điện tải, trị hiệu dụng của dong dién chay qua van I, = 0,71.Một số ưu nhược điểm của sơ đồ. So với chỉnh lưu một nửa chuy kỳ thì loại chỉnh lưu này có chất lượng điện áp tốt hơn. Dòng điện chạy qua van không quá lớn, tổng điện áp rơi trên van nhỏ.
Đối với chỉnh lưu có điều khiển, thì sơ đồ hình 1.2 nói chung và việc điều khiển các van bán dẫn ở đây tương đối đơn giản. Tuy vậy việc chế tạo biến áp có hai cuộn dây thứ cấp giống nhau, mà mỗi cuộn chỉ làm việc ở một nửa chu kỳ là rất phức tạp, hiệu suất sử dụng máy biến ap xấu đi. Mặt khác điện áp ngược của các van bán dẫn phải chịu có trị số lớn nhất, làm cho việc lựa chọn van bán dẫn khó hơn.Chỉnh lưu cầu một pha đối xứng. Chỉnh lưu cầu một pha đối xứng được cấu tạo từ bốn tiristor mắc theo hình 1.
Hoạt động của sơ đồ khái quát có thể mô tả như sau. Trong nửa chu kỳ đầu (UAB > 0) điện áp anod của Tiristor T1 dương (catod T2 âm), nếu có xung điều khiển mở cho cả hai van T1,T2 đồng thời, thì các van này sẽ được dẫn để đặt điện áp lưới lên tải.Điện áp tải một chiều còn trùng với điện áp xoay chiều chừng nào các Tiristo còn dẫn (khoảng dẫn của các tiristo phụ thuộc vào tính chất của tải). Đến nửa chu kỳ sau, điện áp đổi dấu (UAB < 0), anod của tiristo T3 dương và T4 âm, nếu có xung điều khiển cho cả 2 van T3,T4 đồng thời, thì các van này sẽ được dẫn, đề đặt điện áp lưới lên tải, với điện áp một chiêu trên tải có chiêu trùng với nửa chu kỳ trước.4 : Sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha đối xứng. Chinh lưu cầu một pha hình 1.4 có chất lượng điện áp ra hoàn toàn giống như chỉnh lưu cả chu kỳ với biến áp có trung tính như sơ đồ hình 1.
Hình dạng các đường cong điện áp, dòng điện tải, dòng điện các van bán dẫn tương tự như trên hình 1. Trong sơ đồ này, dòng điện chạy qua van giống như sơ đồ hình 1.2, nhưng điện áp ngược van phải chịu nhỏ hơn U„„ = V2.Việc điều khiển đồng thời các Tiristor T1,T2 và T3,T4 có thé thực hiện được bằng nhiều cách, một trong những cách đơn giản nhất là sử dụng biến áp xung có hai cuộn thứ cấp như hình 1.5: Phuong an cap xung chỉnh lưu cau 1 pha.Chỉnh lưu cầu một pha không đối xứng. Điều khiển các Tiristo trong sơ đồ hình 1.4 đôi lúc gặp khó khăn khi cần mở tiristo đồng thời, nhất là khi công suất xung không đủ lớn. Đề tránh việc mở đồng thời các van như trên, mà chất lượng điện áp chừng mực nào đó vẫn có thể đáp ứng được, người ta có thể sử dụng chỉnh lưu cầu một pha không đối xứng.
Chinh lưu cầu một pha không đối xứng có thể thực hiện bằng hai phương án khác nhau như hình 1. Giống nhau ở hai sơ đồ này là: chúng đều có hai Tiristor và hai điết, mỗi lần cấp xung điều khiển chỉ cần một xung; điện áp một chiều trên tải có hình dạng như trên hình 1.7a,b và trị số giống nhau, đường cong điện áp tải chỉ có phần điện áp dương, nên sơ đồ không làm việc với tải có nghịch lưu trả năng lượng về lưới. Sự khác nhau giữa hai sơ đồ trên được thể hiện rõ rệt khi làm việc với tải điện cảm lớn, lúc này đòng điện chạy qua các van điều khiển và không điều khiển sẽ khác nhau.6 :Sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển không đối xứng.6a (với minh hoạ bằng các đường cong hình 1.7a) khi điện áp anod T1 dương và catod DỊ âm có dòng điện tải chạy qua T1, DỊ đến khi điện áp đôi dấu (với anod T2 dương) mà chưa có xung mở T2, năng lượng của cuộn đây tải L được xả ra qua D2, TỊ. Như vậy việc chuyển mạch của các van không điều khiển DỊ, D2 xảy ra khi điện áp bắt đầu đổi dấu.
Tiristor TỊ sẽ bị khoá khi có xung mở T2. Kết quả là chuyên mạch các van có điều khiến được thực hiện bằng việc mở van kế tiếp. Từ những giải thích trên thấy rằng, các van bán dẫn được dẫn trong một nửa chu kì (các điốt dẫn từ đầu đến cuối nửa chu kì điện áp âm catod, còn các Tiristor được dẫn từ thời điểm có xung mở và bị khoá bởi việc mở Tiristor ở nửa chu kì kế tiếp). Về trị số, dòng điện trung bình chạy qua van bằng lịb = (1⁄2 ).
Dòng điện hiệu dụng của van Ihd = 0,71.ób (với minh họa bằng các đường cong hình 1.7b), khi điện áp lưới đặt vào anod và catod của các tiristor thuận chiều và có xung điều khiến, thì việc dẫn của các van hoàn toàn giống như sơ đồ hình 1. Khi điện áp đổi dấu, năng lượng của cuộn dây L được xả ra qua các điết DỊ, D2, các van này đóng vai trò của điết ngược. Chính do đó mà các Tiristor sẽ tự động khoá khi điện áp đổi dấu. Từ đường cong dòng điện các van trên hình 1.7b có thé thấy rằng, ở sơ đồ này dòng điện qua tiristor nhỏ hơn dòng điện qua các điốt.
U; Us 0 0 L au tb tạ ˆ tị u tạ d + Iy i t t > es Ty —Ẻ — In — — t t Ip Ip — t t > —. Ip: 4 Ip‡ ị t 4 t Ip | : Hình 1.7 :Giản đồ các đường cong. Nhìn chung, các loại chỉnh lưu cầu một pha có chất lượng điện áp tương đương như chỉnh lưu cả chu kì với biến áp có trung tính.