mẹo hay

Xác định hiệu điện thế trung bình trên tải

[V], RT = 2Ω. Hãy xác định các thông số để lựa chọn diode cho mạch chỉnh lưu trên, vẽ sơ đồ mạch, dạng sóng điện áp trước, sau chỉnh lưu và dạng sóng dòng điện trên tải [biết diode chỉnh lưu được chế tạo từ Si]. HƯỚNG DẪN: Để có các thông số lựa chọn diode chỉnh lưu, trước tiên cần phải tính điện áp trung bình trên tải Ud, tính dòng qua tải Id và dòng qua diode IDtt, tìm điện áp ngược lớn nhất trên diode theo điện áp xoay chiều UPIVDtt, sau đó chọn theo tiêu chuẩn: - IDst ≥ [1 ÷ 1]IDtt ; - UPIVDst ≥ [1]UPIVDtt. Trong đó IDst; UPIVDst là các thông số dòng và áp làm việc định mức cho trong sổ tay tra cứu của nhà sản xuất [Datasheet]. Bài làm:  Sơ đồ nguyên lý:  Xác định công thức: Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu: Ud= 1 2𝜋 ∫ √ 𝜋 0 U 2 sin𝜃𝑑𝜃= √ 𝜋 U 2 = 0,45 U 2 Giá trị trung bình của dòng tải: Id= Ud 𝑅 = √ 𝜋𝑅 U 2 Giá trị dòng điện trên diode: ID= Id Điện áp ngược trên diode: Ungmax= √2 𝑈 2 Giá trị hiệu dụng của dòng thứ cấp biến áp: I 2 = √ 1 2𝜋 ∫ [√2 𝑈 2 𝑠𝑖𝑛𝜃 𝑅 ] 𝜋 2 0 𝑑𝜃= √2𝑈 𝑅 Công suất biến áp: : SBA = 𝑆1𝐵𝐴+𝑆2𝐵𝐴 2 = 3,09 Ud

Bai tap 2: Cho mạch chỉnh lưu 1 pha, nửa

chu kỳ tải thuần trở R = 100 [𝛺] ,E = 220 [V] như hình 1 với điện áp nguồn vào ui = 220√2sinωt = 220√2sinx [V], tần số nguồn f= 50 [Hz]. Hãy: a] Vẽ dạng sóng điện áp nguồn, điện áp tải, dòng điện tải, điện áp trên diode D? b] Sử dụng phần mềm Mathlab hoặc PSIM để mô phỏng và vẽ các dạng sóng như trên? c] Thiết lập công thức và tính điện áp trung bình, điện áp hiệu dụng và dòng điện trung bình trên tải? d] Tính chọn Diode?

Dòng điện trung bình qua tải: Id = 1 2π ∫ U 2 √2sinθ − E R dθ θ 2 θ 1 = U 2 √ 2πR [2cosθ 1 − ωτsinθ 1 ] Với θ 2 − θ 1 = ωτ = 2πτ T => Id = U 2 √ R [ cosθ 1 π − τ T sinθ 1 ] Điện áp trung bình trên tải : 𝑈𝑑 = 𝐼𝑑. 𝑅 + 𝐸 Dòng điện hiệu dụng qua tải I 2 = √ 1 2π ∫ [U 2 √2 − E R cosθ] 2 dθ ωτ 2 −ωτ 2 = U 2 √2 − E R √ 𝜏 2𝑇 Điện áp hiệu dụng trên tải : Uhd = I 2. R + E = [U 2 √2 − E]√ τ 2T + E Ta có: E = U 2 √2sinθ => sinθ = arcsin [ E U 2 √2] = arcsin [ 220 220√2] => θ = π 4 τ T = [π − θ 1 ] − θ 1 2π = π − 2. π 4 2π = 1 4 Id = 220√ 100 [ cosπ 4 π − 1 4 sin π 4 ]= 0,15 A Ud = 0,15 + 220 = 235 V Uhd = [220√2 – 220].√ 1 8 +220 = 252,22 V d] Điện áp ngược: 𝑈𝑛𝑔 = U 2 √2 + E = 220√2 + 220 = 531,13 𝑉 Chọn diode: IDST ≥ [1,25 ÷ 1,3]ID = 0,1875 𝐴 UPIVDST ≥ 1,6Ung = 849,808 𝑉

Bài tập 3: Cho mạch chỉnh lưu 1 pha, nửa chu kỳ tải cảm có R = 100 [Ω], L = 0,1 [H] như hình 2 với điện

áp nguồn vào 𝑢𝑖 = 220√2 𝑠𝑖𝑛 𝜔 𝑡 = 220√2 𝑠𝑖𝑛 𝑥 [𝑉], tần số nguồn f = 50 [Hz], góc tắt dòng  = 4,625 [rad] = 265 0. Hãy:

Vẽ dạng sóng điện áp nguồn, điện áp tải, dòng điện tải và điện áp trên diode D?b] Thiết lập công thức tính điện áp trung bình, điện áp hiệu dụng và dòng điện trung bình trên tải?c] Tính chọn diode?ui

u 0

M N R L

Hình 2

dạng sóng điện áp và dòng điện khi có tải RL [hệ số tự cảm rất lớn].

Bài tập 5 : Cho mạch chỉnh cầu 1 pha dùng diode chế tạo từ Si. Biết giá trị hiệu dụng của nguồn điện áp

xoay chiều là U = 24V. Tải là R , có dòng điện trung bình Id = 12A. a. Hãy tính công suất trên tải và các thông số lựa chọn diode. b. Vẽ sơ đồ mạch , dạng song điện áp trước và sau chỉnh lưu và dạng song dòng điện trên tải. Bài làm a. Công suất : 𝑈𝑑 = 2√ 𝜋 𝑈 2 = 2√ 𝜋 24 = 21, 𝑃 = 𝑈𝑑. 𝐼𝑑 = 21,61. 12 = 259𝑊 Các thông số lựa chọn diode : 𝐼𝑑 = 𝐼𝑑 2 = 12 2 = 6𝐴 𝑈𝑁𝑔𝑚𝑎𝑥 = 𝑈 2 √2 = 24√2 = 33𝑉 b. Sơ đồ nguyên lý : Vẽ dạng sóng :

Ud

0 𝜋 2𝜋

t

iR

Bài tập 7. Người ta dùng thiết bị chỉnh lưu cầu 1 pha để nạp điện cho ắc quy, có E = 110V, dòng nạp Id = 50A, điện áp nguồn xoay chiều là u = 311Sin314t. a. Tính t 1 tại thời điểm thiết bị chỉnh lưu bắt đầu dòng nạp cho ắc quy trong từng nửa chu kỳ, 𝜏 thời gian dẫn dòng của mỗi diode trong một chu kỳ. b. Điện trở R phải bằng bao nhiêu để đảm bảo dòng nạp yêu cầu. a. Tính t 1 𝑠𝑖𝑛𝜃 1 = 𝐸 √2𝑈 = 110 √2. 220 = 0,

Chỉnh lưu tia 3 pha không điều khiển tải R+E với E=120 V,R=2 Ω,U 2 =220 V,f=50Hz:

a. Xét

√2𝑈 2

2 \=

√2.

2 \= 155,56 𝑉>E=120V

𝑈𝑑 = 3√

2𝜋

𝑈 2 = 3√

2𝜋

𝑥220 = 257,3 𝑉

𝐼𝑑 = 𝑈𝑑

− 𝐸

𝑅

\= 257,3 − 120

2 \= 68,65 𝐴

𝐼𝐷 = 𝐼

𝑑

3 \= 68,

3 \= 22,88 𝐴

𝐼 2 = [√

𝑈 2 − 𝐸

𝑅

] √ 𝜏

2𝑇

\= [√

𝑥220 − 120

2 ] √

6 \= 39 𝐴

𝐝.

𝑈𝑛𝑔𝑚𝑎𝑥 = √6𝑈 2 = √6𝑥220 = 538,89 𝑉

e.

E=170 V

Xét

√2𝑈 2

2 =

√2.

2 = 155,56 𝑉𝜃 1 = 0,

𝐼𝐷 = 𝐼𝑑

3 \= 124

3 \= 41,33 𝐴

Câu hỏi số 10 : Cho mạch chỉnh lưu tia 6 pha không dùng cuộn kháng cân bằng, làm nguồn cấp dòng cho máy hàn có điện

trở R = 0Ω, biết điện áp dây hiệu dụng cuộn sơ cấp máy biến áp nối Y/YY là 380V, tỷ số biến áp là Kba = 6,3.

a. Tính dòng điện hàn, dòng trung bình qua mỗi diode và điện áp ngược lớn nhất trên mỗi diode, tính I 1 , I 2 và Sba;

b. Giả sử khi có gắn thêm cuộn kháng cân bằng thì các thông số trên thay đổi như thế nào, cho biết tác dụng của cuộn

kháng cân bằng?

c. Vẽ sơ đồ chỉnh lưu và dạng sóng điện áp trên tải trong các trường hợp trên?

d. Sử dụng phần mềm Matlab hoặc PSIM để mô phỏng và vẽ các dạng sóng như trên?

e. Mạch chỉnh lưu tia 6 pha không điều khiển được sử dụng cho những loại tải nào, tại sao? nêu một vài tên loại tải?

Bài Làm

a] Điện áp hiệu dụng pha thứ cấp:

U2=

380 √3𝐾𝑏𝑎

𝑥2 = 69,64 [ V ]

Điện áp trung bình qua trở :

Ud =

6 2𝜋 𝑥 ∫ √2𝑈2 sin[𝜃 ]𝑑𝜃 = 1,35 𝑈2 = 94 [ 𝑉 ]

2𝜋

𝜋 3

3 Dòng trung bình qua trở :

Id = Ud/R = 626,6 [ A ]

Dòng trung bình qua mỗi Diot:

ID = Id/6 = 104,4 [A ]

Điện áp ngược lớn nhất trên mỗi diot

UngM = 2√2𝑈2 = 197 [ 𝑉 ]

Dòng diện hiệu dụng trong cuộn thứ cấp MBA

I2 = Id / 2√3 = 0,29 𝐼𝑑 = 181,7 [ A ]

Dòng sơ cấp MBA

I1 =

1 𝐾𝑏𝑎 𝑥

𝐼𝑑

√

x 2 =

2 𝐾𝑏𝑎 x 0,408x Id = 81,16 [ A ]

Sba = 1,26 Ud x Id = 74214,5 [ VA ]

b] Các thông số bị thay đổi khi cuộn kháng cân bằng

Điện áp ngược lớn nhất trên mỗi diot

UngM = √6 U2 = √6 x 69,64 = 170,5 [ V ]

Giá trị điện áp chỉnh lưu Ud = 1,17 U2 = 81,5 [ A ]

Các thông số còn lại thay đổi theo Ud và Id

SCR 1 SCR 2 E L R U 1 U 2 ud id

####### Hình

Vẽ hình Dạng sóng ngõ ra Bài tập 12. Cho mạc chỉnh lưu tia 2 pha như hình vẽ 3 biết tỷ số biến áp Kba = U 1 /U 2 = 2, giá trị hiệu dụng của U 1 = 380V, f = 50Hz cấp dòng cho tải R = 1; L có giá trị xác định, E = 50V [bỏ qua điện trở thuần của cuộn cảm và sụt áp trên các SCR, Lng = 0, RLE không thay đổi giá trị]. a. Tính dòng điện trung bình trên tải và qua mỗi SCR khi góc kích cho các SCR  = 60 0 , góc tắt dòng  = 225 0 ; b. Tính dòng điện trung bình trên tải khi  = 30 0 ; c. Giả sử bỏ E, tải chỉ còn R, L, tính dòng điện trung bình trên tải khi các SCR được kích với góc  = 75 0 và  = 45 0 ; d. Tính dòng điện trung bình trên tải khi các SCR được kích với  = 90 0 trong trường hợp bỏ L, E tải chỉ còn R; e. Giả sử người ta thay tải L bằng tải LT = ∞, hãy tính Id khi  = 90 0 ; f. Vẽ dạng sóng điện áp trên tải trong các trường hợp trên; g. Giả sử tải có Lng = 10mH, LT = , R = 2, E = 0V, hãy tính dòng điện trung bình trên tải khi các SCR được kích góc  = 30 0? Bài làm

\=>Hiện tượng trùng dẫn 𝑈𝑑 = 1 2𝜋 × 2. ∫ √2. 𝑈 2 sin 𝜃𝑑𝜃 = 2√ 𝜋 . 𝑈 2 [ 1+cos 𝛼 2 ] 𝜋 𝛼 = 2√ 𝜋 × 190. [ 1+cos 30 2 ] = 159 [𝑉]

𝐼′𝑑 =

𝑈𝑑 𝑅+ 𝐿𝑛𝑔.𝜔 𝜋

1+ 10−2×2𝜋× 𝜋 \= 63 [A]

Bài tập 13. Cho mạch chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần, biết điện áp hiệu dụng nguồn xoay chiều hình sin là

200V, tần số điện áp nguồn 50Hz, cung cấp dòng cho tải R= 10 Ω, E=40V, L có giá trị xác định [bỏ qua điện trở thuần của cuộn cảm RL và sụt áp trên SCR, Lng=0]. a. Tính dòng điện trung bình trên tải Id khi góc kích cho các SCR =45 0 , góc tắt dòng =210 0 ; b. Tính dòng điện trung bình trên tải Id khi góc kích cho các SCR =20 0 [R, L, E không thay đổi giá trị]; c. Nếu bỏ E, tải chỉ còn R, L, hãy tính Id khi = 60 0 và = 10 0 ; d. Nếu bỏ L, E tải chỉ còn R hãy tính dòng trung bình trên tải Id và dòng điện trung bình qua SCR, khi = 30 0 ; e. Nếu thay 2 SCR chung anode bằng 2 diode, bỏ E tải chỉ còn R, L, tính dòng điện trung bình qua mỗi SCR và diode khi các SCR được kích với = 45 0 [dòng liên tục]; f. Tính liên tục và gián đoạn của dòng điện trên tải phụ thuộc vào các yếu tố nào? Với tải cảm, trường hợp nào dòng điện liên tục, trường hợp nào dòng điện bị gián đoạn? g. Vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải trong các trường hợp trên. h. Sử dụng phần mềm Matlab hoặc PSIM để mô phỏng và vẽ các dạng sóng như trên? BÀI LÀM a] Dòng điện trung bình trên tải Id khi góc kích cho các SCR α=45 0 , góc tắt dòng λ=210 0 : 𝐼𝑑 = 1 2𝜋 ∗ 2 ∫ √ 𝑈 2 𝑠𝑖𝑛 𝜃 − 𝐸 𝑅 𝜆 𝛼 𝑑𝜃 = 1 𝜋𝑅 [√2𝑈 2 [𝑐𝑜𝑠 𝛼 − 𝑐𝑜𝑠 𝜆] − [𝜆 − 𝛼]𝐸]

L R

SCR 4 SCR 1 SCR 3 SCR 2

0 π 2 πUd

U 2

0 2 π θI

\= 1 10𝜋 [200√2 [𝑐𝑜𝑠 𝜋 4 − 𝑐𝑜𝑠 7𝜋 6 ] − [7𝜋 6 − 𝜋 4 ] ∗ 40] = 10,5[𝐴] b] Dòng điện trung bình trên tải Id khi góc kích cho các SCR α=20 0 [Dòng liên tục] 𝐼𝑑 = 1 2𝜋 ∗ 2 ∫ √2𝑈 2 𝑠𝑖𝑛 𝜃 − 𝐸 𝑅 𝜋+𝛼 𝛼 𝑑𝜃 = 1 𝜋𝑅 [2√2𝑈 2 𝑐𝑜𝑠 𝛼 − 𝜋𝐸] = 1 10𝜋 [2√2 ∗ 200 𝑐𝑜𝑠 𝜋 9 − 40𝜋] = 12,9[𝐴] c. Nếu bỏ E, tải chỉ còn R, L. Hãy tính Id khi α=60 0 và α=10 0 α=10 0 , dòng liên tục Dòng trung bình qua tải: I𝑑 = 1 2𝜋 ∗ 2 ∫ √2𝑈 2 𝑠𝑖𝑛𝜃 𝑅 𝑑𝜃 = 𝜋+𝛼 𝛼 1 𝜋𝑅 √2𝑈 2 [𝑐𝑜𝑠𝛼 − 𝑐𝑜𝑠[𝜋 + 𝛼]] = 1 𝜋𝑅 2√2𝑈 2 𝑐𝑜𝑠𝛼 = 2√ 𝜋𝑅 𝑈 2 𝑐𝑜𝑠𝛼 = 2√ 10𝜋 ∗ 200𝑐𝑜𝑠10 0 = 17,73 𝐴 α=60 0 , dòng gián đoạn Theo câu a, α=45 0 thì λ= 210 0. Suy ra: α=60 0 thì λ=280 0 Dòng trung bình qua tải: I𝑑 = 1 2𝜋 ∗ 2 ∫ √ 𝑈 2 𝑠𝑖𝑛𝜃 𝑅 𝑑𝜃 = 𝜆 𝛼 1 𝜋𝑅 √2𝑈 2 [𝑐𝑜𝑠𝛼 − 𝑐𝑜𝑠𝜆] = √ 10𝜋 ∗ 200[𝑐𝑜𝑠60° − 𝑐𝑜𝑠280°] = 2,94𝐴 d. Nếu bỏ L,E tải chỉ còn R. Hãy tính dòng trung bình trên tải Id và dòng trung bình qua SCR khi α=30 0. SCR 4 SCR 1 SCR 3 SCR 2 U 2 Ud 0 0 α п п+α 2п U 2 0 0 α п п+α 2п θ θ θ θ α nhỏ, L lớn α lớn, L nhỏ

\>

I 2

Dòng điện trung bình qua Diode: 𝐼𝐷 = 1 2𝜋 ∫ 𝐼𝑑 𝑑𝜃 𝜋+𝛼 0 = 𝐼𝑑 ∗ 𝜋 + 𝛼 2𝜋 = 15,37 ∗ 𝜋 + 0,25𝜋 2𝜋 = 9,6 𝐴 f. Tính liên tục và gián đoạn của dòng điện trên tải phụ thuộc vào các yếu tố nào? Với tải cảm, trường hợp nào dòng điện liên tục, trường hợp nào dòng điện bị gián đoạn?

Tính liên tục và gián đoạn của dòng điện trên tải phụ thuộc vào góc kích α và góc tắt dần λ
Với tải cảm khi:
α nhỏ, L lớn thì dòng liên tục.
α lớn, L nhỏ thì dòng gián đoạn.

####### Bài tập 14. Cho mạch điện như hình vẽ, biết u 2 = 70Sin100t [V], RT = 1  , LT = ∞.

####### a. Nêu tên gọi và chức năng của các khối 1; 2; 3; 4; 5, 6 trong sơ đồ;

####### b. Tính dòng điện trung bình trên tải khi góc kích cho các SCR  = 60 0 ;

####### c. Hãy vẽ giản đồ xung [dạng sóng điện áp] tại các điểm A; B; C; D; E; F; trên biến trở VR

####### trong nửa chu kỳ đầu [A là dương B là âm];

####### d. Vẽ dạng sóng điện áp trên tải khi  = 45 0 ;

####### e. Tại sao ngõ vào IN- của 2 bộ so sánh trên hình vẽ lại lấy điện áp trên cùng một biến trở

####### VR?

####### Ghi chú: Điện áp điều chỉnh trên biến trở để thay đổi góc kích  có giá trị tương ứng 1V = 30 0.

Nêu tên gọi và chức năng các khối 1;2;3;4;5;6 trong sơ đồ?

1- Khối cách li ngõ vào Chức năng : Cách li mạch điều khiển SCR với phần công suất của mạch chỉnh lưu [có điện áp cao] không cho dòng từ phần công suất chảy vào phần điều khiển hay ngược lại.
Khối 2- Khối đồng bộ Chức năng : Tạo điện áp rang cưa, 1răng cưa trong mỗi chu kì hoặc 2 răng cưa trong mỗi chu kì nếu là sơ đồ 1 pha dùng 2 SCR kích đồng thời
Khối 3- Khối so sánh Chức năng : Khối này so sánh điện áp răng cưa Us với điện áp điều chỉnh Udc
Khối 4- Khối tạo xung Chức năng : Điện áp ra sau khối so sánh không thích hợp với việc kích SCR, cần có các xung biên độ lớn tồn tại trong thời gian dài hơn thời gian kích SCR dẫn trễ nhất
Khối 5- Khối khuếch đại và cách li ngõ ra Vcc Vcc X X Y Y LOAD ~U Vcc Maïch ñieàu khieån ñoàng boä ñieän aùp moät chieàu 1 pha tia duøng SCR 50k 100k 4007 4007 T T 50k 4007 4007 BAX NPN 4007 103
LM 224
LM 9V 4007 4007 4007 BAX NPN 4007 103
LM 224
LM 9V 4007 1k 47k 330 1M 100k 47k 1M 2k 1k 47k 330 1M 100k 47k 1M 2k VR A D B 12V 12V RT SCR 1 SCR 2 LT E D F E u 2 u 2 A B 1 2 3 4 5 C

####### Hình 4

Chức năng : Cách li mạch điều khiển SCR với phần công suất của mạch chỉnh lưu [có điện áp cao] không cho dòng từ phần công suất chảy vào phần điều khiển hay ngược lại.

Khối 6 – Khối công suất Chức năng : Cung cấp công suất cho mạch điều khiển b. Tính dòng điện trung bình trên tải khi góc kích cho các SCR với 𝛼 =60 0 Giải Vì góc 𝛼 nhỏ , L =∞ → dòng liên tục Do đó Id = 1 2𝜋 ×∫ × 𝜋+𝛼 𝛼 √2 𝑈2 sin 𝜃𝑑𝜃𝑅2√ 𝜋𝑅 U 2 cos 𝛼 = 2√ 𝜋×1× 70 √ ×cos 60 =14 [A] c. Hãy vẽ giản đồ xung tại các điển A;B;C;D;E;F trên biến trở VR trong nửa chu kì đầu d. Vẽ dạng sóng điện áp trên tải khi 𝛼 = 45 0 Vì góc 𝛼 = 45 nhỏ , L lớn a. Ngõ vào IN của 2 bộ so sánh trên hình vẽ lại lấy điện áp trên cùng 1 biến trở VR là vì muốn điện áp ngõ ra giống nhau Bài tập 15. Cho mạch điện như hình 5 , 6 dưới đây, biết điện áp vào là hình Sin, f = 50 Hz.a. Hãy vẽ dạng sóng điện áp tại các điểm A; B; E; B 1 ở hình 5 và A, B, B 1 , OUT ở hình 6.b. Xung ngõ ra trên cuộn thứ cấp BAX [hình 5 ] có thể điều khiển cho các SCR trong mạchchỉnh lưu cầu điều khiển bán phần không?c. Nếu tín hiệu ngõ ra tại B 1 của hình 5 và OUT của hình 6 quá nhỏ không đủ kích cho SCRthì cần giải quyết như thế nào?

Dạng sóng tại điểm B 1 Câu b xung ngõ ra trên cuộn thứ cấp BAX [hình 5] có thể điều khiển cho các SCR trong mạch chỉnh lưu cầu điều khiển bán phần không đối xứng được. Vì trong mạch có 2 SCR và 2 diode nếu mắc trong mạch như hình 6 vẫn có thể tạo ra được xung giống máy biến xung được Câu c Nếu tín hiệu ngõ ra tại B 1 của hình 5 và OUT của hình 6 quá nhỏ không đủ kích cho SCR thì phải khuếch đại tín hiệu bằng khối cách ly ngõ ra , hoặc dùng biến áp xung Bài tập 16. Một mạch chỉnh lưu tia 3 pha có điều khiển được cấp nguồn từ máy biến áp nối tam giác/sao [∆/Y], biết điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp máy biến áp là 660V, tỷ số biến áp Kba = 1,73, tải có điện trở thuần R = 5Ω [ bỏ qua sụt áp trên các linh kiện bán dẫ n] a. Tính dòng điện trung bình qua tải và qua mỗi diode khi các SCR được kích với góc α = 0 0 𝑈 𝑈 = Kba = 1 => Up2 = 660 1√ =220 [V] 𝐼d = 𝑈𝑑 𝑅 = 3√ 2𝜋𝑅 U 2 cosα = 3√ 2𝜋𝑅 U 2 cos 0 = 51,5 [A] Iscr = Id 3 = 51. 3 = 17,16 [𝐴] c. Tính dòng điện hiệu dụng cuộn dây biến áp I 1 , I 2 và công suất biến áp Sba? I 1 = 𝐼𝑑 √ = 29,73 [A] I 2 = 51,5 [A] S 1 = 3U 1 I 1 = 3.660.29= 58,8 KVA S 2 = 3U 2 I 2 = 3.220,5 = 34 KVA S = 𝑆1+𝑆 2 = 46,4 KVA d. Tính công suất tiêu thụ trên tải khi góc kích cho các SCR α=45 0 P 1 = U 1 .I 1 cos45 0 = 660. 29 cos45 0 = 13,87KW P 2 = U 2 .I 2 cos45 0 = 220. 51,5 cos45 0 = 8KW Pd = 𝑃𝑑1+𝑃𝑑 2 = 11KW e. Tính dòng điên trung bình trên tải khi các SCR được kích với α=45 0 Id = 3√ 2𝜋𝑅 .220 0 = 44,58 [A] f. Xác định góc α để kích cho các SCR khi dòng điện trung bình trên tải 49,72A 49,72= 3√ 2𝜋𝑅 .220α => α = 15 0 g. Giả sử có gắn thêm LT = ∞ nối tiếp với R, hãy tính điện áp trung bình trên tải khi các SCR được kích với góc α = 60 0 Ud = 3√ 2𝜋 .220 0 = 128,71 [V]

####### Bài tập 17. Cho mạch chỉnh lưu tia 3 pha không điều khiển, biết điện áp dây hiệu dụng cuộn thứ cấp

####### biến áp U 2 = 220V, sơ cấp U 1 = 380V, cung cấp dòng cho tải trở có công suất tiêu thụ P = 3kW [bỏ

####### qua sụt áp trên các linh kiện bán dẫn].

####### a. Tính dòng điện trung bình trên tải và trên mỗi diode và các thông số của máy biến áp I 1 , I 2 ,

####### Sba?

####### b. Sử dụng phần mềm Matlab hoặc PSIM để mô phỏng và vẽ các dạng sóng như trên?

####### c. Tính công suất tiêu thụ trên tải khi thay các diode bằng các SCR với góc kích  = 60 0 ;

####### d. Xác định góc kích  của các SCR khi tải có công suất P = 2,65 kW.

Bài làm : a]. Mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha không điều khiển. Áp trung bình trên tải được tính theo công thức : Ud = 3 2𝜋

####### . ∫ √2. 𝑈 2. 𝑠𝑖𝑛𝜃 𝑑𝜃

5𝜋/ 𝜋/ = 3 2𝜋

####### . ∫ √2. 220. 𝑠𝑖𝑛𝜃 𝑑𝜃

5𝜋/ 𝜋/ = 257 [V]. Với Ptải = 3kW = 3000W mà Ptải = [Ud] 2 /R => R = [257] 2 /3000 = 22[Ω]. Id = Ptải/Ud = 3000/257 = 11,67[A]. Dòng trên mỗi Diode = Id/3 = 11,67/3 = 3,89[A]. Dòng hiệu dụng chạy trong mỗi pha của máy biến áp bên thứ cấp :

####### I 2 = √

1 2𝜋

####### . ∫ [

√2.𝑈 2 .𝑠𝑖𝑛𝜃 𝑅

####### ] 2 𝑑𝜃

5𝜋/ 𝜋/6 = 6,86[A]. Ta có: Sba = 𝑈 1 𝑈 2

####### = 380/220 = 1,

Dòng hiệu dụng chạy trong mỗi pha của máy biến áp bên sơ cấp :

####### Với I 1 =

𝐼 2 𝑆𝑏𝑎 = 6,86/1,73 = 3,965[A]. b]. Mô phỏng mạch trên bằng phần mềm PSIM. c]. Khi thay Diode bằng các SCR ta có mạch chỉnh lưu tia 3 pha có điều khiển : Với α = 60 0 = 𝜋 3 > 𝜋 6 => Dòng qua tải là gián đoạn.

Ud= 3√ 𝜋 U2cosα[1 + cos[α + 𝜋 3 ]]= 492 V Id = 𝑈𝑑 𝑅 = 492. 10 = 49 𝐴 d. Khi thay 3 SCR anode chung bằng 3 diode thì mạch chuyển sang dạng cầu 3 pha không điều khiển Lúc đó, ta có : Ud = 2 = 2.34.220=514 V Id = 514. 10 = 51 𝐴 Bài tập 22. Cho mạch chỉnh lưu tia 6 pha không điều khiển, không dùng cuộn kháng cân bằng biết điện áp pha hiệu dụng cuộn thứ cấp U 2 = 200V, sơ cấp U 1 = 380V, cung cấp dòng cho tải thuần trở có công suất tiêu thụ P = 10kW [bỏ qua sụt áp trên các linh kiện bán dẫn]. a. Tính dòng điện trung bình trên tải và trên mỗi diode, tính thông số của biến áp I 1 , I 2 , Sba; b. Sử dụng phần mềm Matlab hoặc PSIM để mô phỏng và vẽ các dạng sóng như trên? c. Giả sử thay các diode bằng các SCR, tính công suất tiêu thụ trên tải khi các SCR được kích với góc  = 300 ; d. Tính dòng điện trung bình trên tải khi các SCR được kích với  = 90 0 ; e. Xác định góc kích  của các SCR khi tải tiêu thụ hết công suất P = 5kW; f. Tính điện áp ngược lớn nhất trên mỗi SCR và vẽ sơ đồ mạch; g. Giả sử khi có gắn thêm cuộn kháng cân bằng, hãy tính công suất tiêu thụ trên tải khi góc kích  = 15 0? a. Ud= 3√ 𝜋 U 2 = 3√ 𝜋 ∗ 200 = 270 [V] Id= Pd Ud = 10000 270 = 37,03 [A] ID= Id 6 = 37, 6 = 6,17 [A] 𝐼 2 = 𝐼𝑑 2√ = 37, 2√ = 10,69 [𝐴] 𝑈 1 𝑈 2 = 𝐼 2 𝐼 1 → 𝐼 1 = 𝑈 2 𝐼 2 𝑈 1 = 200. 10, 380 = 5,63 [𝐴] 𝑆𝐵𝐴 = 𝑆 1 + 𝑆 2 2 = 3𝑈 1 𝐼 1 + 6𝑈 2 𝐼 2 2 = 3.380.5 + 6.200. 2 = 9623,1 [𝑉𝐴] 2 c. Ud= 3√ 𝜋 U 2 cos 𝑎 = 3√ 𝜋 ∗ 200 ∗ cos 30= 233,9 [V] Id= Ud 𝑅 = 233, 7,29 = 32,08 [A] Suy ra Pd= UdId= 233,9*32,08= 7503,5 [W] d. Ud= 3√ 𝜋 U 2 cos 𝑎= 3√ 𝜋 200cos 90= 0 [V] e. P=5kW suy ra Ud= √𝑃 ∗ 𝑅=√5000 ∗ 7=190 [V] Ud= 3√ 𝜋 U 2 cos 𝑎 suy ra cos 𝑎= 190∗𝜋 3√2∗ = 0. Suy ra 𝑎=45,3o f. Ungmax= 2√2U 2 = 2√2 * 200= 565,7 [V]