Tài liệu Ắc quy P2 doc

Đường đặc tính biểu diễn Hình 2-2.Đường đặc tính sơ đồ cầu 3 pha điều khiển đối xứng... Chỉnh lưu điều khiển cầu một pha không đối xứng II.3.1Sơ đồ nguyên lý Trong sơ đồ này, góc dẫn d

CHƯƠNG II

PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

CHỈNH LƯU

1 Chỉnh lưu điều khiển đối xứng sơ đồ cầu 3 pha

II.1.1Sơ đồ nguyên lý

Sơ đồ gồm 6 Tiristor được chia làm hai nhóm:

- Nhóm Katot chung : T1, T3, T5

- Nhóm Anot chung : T2, T4, T6

Góc mở α được tính từ giao điểm của các nửa hình sin

Giá trị trung bình của điện áp trên tải

T2 T6

T4 Uc

Ub Ua

Rd

Ld T5

T3 T1

Hình 2-1.Sơ đồ nguyên lí cầu 3 pha điều khiển đối xứng

α

π θ

θ π

α π

α π

cos 6

3 sin

2 2

5

6

2

U d

U

+

+

Trên thực tế người ta lấy cosα=30o

Khi đó ta có

30 cos 6 3

max

U

Trong đó Udmax=Un=2.6.2,7=32,4V

Suy ra U2=16V

Điên áp các pha thứ cấp của máy biến áp là:

) 3

2 sin(

39

) 3

2 sin(

39

sin 39

π θ

π θ

θ

+

=

−

=

=

c b a

U U U

Giá trị trung bình của dòng thứ cấp máy biến áp

2 max max

3

2

d

I

Trong đó Idmax=2,7(420+260)=95,2A

Chọn Idmax=100A

Giá trị trung bình của dòng chạy qua 1 Tiristor là:

ITBV Id 33 , 3 A

3

max

Giá trị điện áp ngược mà Tiristor phải chịu

Ung U Ud 1 , 05 Ud 34 V

3

Công suất biến áp

V I

U

Sba d d 33 , 3 34 1 , 185

3

3 max max = =

Nhận xét : Với sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển thì điện áp ra

Ud ít đập mạch ( trong một chu kì đập mạch 6 lần ) do đó vấn đề lọc rất đơn giản, điện áp ngược lên mỗi van nhỏ, công suất biến áp nhỏ nhưng mạch phức tạp nhiều kênh điều khiển

II.1.2 Đường đặc tính biểu diễn

Hình 2-2.Đường đặc tính sơ đồ cầu

3 pha điều khiển đối xứng

Uc Ub Ua

Rd Ld

D3 D2

D1

T3 T2

T1

II.2 Chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển

II.2.1Sơ đồ nguyên lý

Trong sơ đồ này sử dụng 3 Tiristor ở nhóm Katot chung và 3 Diot

ở nhóm Anot chung

Giá trị trung bình của điện áp trên tải

U d = U d1 − U d2

Trong đó : Ud1 là thành phần điện áp do nhóm Katot chung tạo

nên

Ud2 là thành phần điện áp do nhóm Anot chung tạo

nên

π θ

θ π

α π

θ θ π

α π

α π

α π

α π

2

6 3 sin

2 2

3

cos 2

6 3 sin

2 2

3

2 6

11

6 7

2 2

2 6

11

6 7

2 1

U d

U U

U d

U U

d

d

=

=

=

=

∫

∫

−

−

−

−

Hình 2-3.Sơ đồ nguyên lí cầu 3 pha điều khiển không đối xứng

Vậy ( 1 cos )

2

6

α

Ud

Trên thực tế lấy cosα=30o

khi đó ta có U Ud 14 , 8 V

) 30 cos 1

( 6 3

+

Điện áp thứ cấp máy biến áp

) 3

2 sin(

39

) 3

2 sin(

39

sin 39

π θ

π θ

θ

+

=

−

=

=

c b a

U U U

Giá trị trung bình của dòng chảy trong Tiristor và Diot

I I I d A

diot

3

max max

Giá trị dòng điện ngược lớn nhất

Ung U Ud 1 , 05 Ud 34 V

3

Công suất biến áp

Sba Ud Id 33 , 3 34 1 , 185 KVA

3

3 max max = =

Nhận xét :Tuy điện áp chỉnh lưu chứa nhiều sóng hài nhưng chỉnh lưu cầu 3 pha không đối xứng có quá trình điều chỉnh đơn giản , kích thước gọn nhẹ hơn

II.2.2 Đường đặc tính biểu diễn

u

ud

id

ua

θ

θ

θ α

Ia

θ θ

Hình 2-4.Đường đặc tính cầu 3 pha điều khiển không đối xứng

II.3 Chỉnh lưu điều khiển cầu một pha không đối xứng

II.3.1Sơ đồ nguyên lý

Trong sơ đồ này, góc dẫn dòng chảy của Tiristor và của điốt không bằng nhau

Góc dẫn của điốt là : λD = π + α

Góc dẫn của Tiristor là : λT = π − α

Giá trị trung bình của điện áp tải

= π∫ = +

α

α π

θ θ

2 sin

2

2

U d

U

U d

2 2 ( 1 cos 30 )

π

U

Ud

Do đó

Hình 2-5.Sơ đồ nguyên lí điều khiển cầu 1 pha không đối xứng

U

2

4 , 32 ) 30 cos 1

( 2

max

Giá trị trung bình của dòng tải

t

d d

Z

U

Dòng qua Tiristor

IT Idd Id 41 , 66 A

2 2

π

π

α Dòng qua Điốt

ID Idd Id 58 , 3 A

2 2

= π∫+α

α π θ

π Giá trị hiệu dụng của dòng chạy qua sơ cấp máy biến áp

I 1 Id2d Id 1 91 , 3 A

2 = ∫ θ = − α π =

π

π α

Nhận xét : Sơ đồ chỉnh lưu điều khiển 1 pha không đối xứng có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ , dễ điều khiển , tiết kiệm van Thích hợp cho các máy

có công suất nhỏ và vừa

II.3.2 Đường đặc tính biểu diễn

Hình 2-6.Đường đặc tính sơ đồ cầu 1 pha không đối xứng

II.4 Chỉnh lưu cầu 1 pha đối xứng

II.4.1Sơ đồ nguyên lý

II.4.2Đường đặc tính biểu diễn

Các đặc tính điện áp tải , dòng qua tải , dòng qua van và điện áp ngược trên van trong trường hợp tải RL , R đủ lớn để đảm bảo dòng qua tải là liên tục được biểu diễn trên hình vẽ

Hình 2-7.Sơ đồ nguyên lí cầu

1 pha đối xứng

- Mạch có T1 , T3 chung Katot

T2 , T4 chung Anot

Nửa chu kỳ đầu U2 > 0 , Anot của T1 dương , Katot của T2 âm Nếu có xung điều khiển mở đồng thời T1 và T2 thì cả hai van này được mở thông và đặt điện áp lưới lên tải Ud = U2 Điện áp tải một chiều bằng điện áp xoay chiều (Ud = U2) cho đến khi nào T1 , T2 còn dẫn (Khoảng dẫn của các van phụ thuộc vào tải )

Nửa chu kỳ sau, điện áp đổi dấu , anot của T3 dương và katot T4 âm , nếu có xung điều khiển mở đồng thời T3,T4 thì các van này được mở thông và

Ud = - U2 , với điện áp một chiều có cùng chiều với nửa chu kỳ trước

i2 Id

U T1

o

2 ?

I d

iT1T2 Id

0

a

2 ?

iT3T4

U d

Hình 2-8.Đường đặc tính sơ đồ cầu

1 pha đối xứng

+ Giá trị trung bình của tải

Ud = π∫+α

α

θ θ

2

2

2

2 2

2

U = Udo cosα

Udo : điện áp trung bình tải trong chỉnh lưu cầu không điều khiển

+ Dòng qua máy biến áp cũng bằng dòng qua van (khi van mở)

+ Giá trị hiệu dụng dòng thứ cấp biến áp

I2 = π+α∫

α

θ

2

2

d

I = Id =71A

+ Điện áp ngược lớn nhất van phải chịu

Unv = 2U2

+ Dòng làm việc của van tính theo giá trị trung bình

IT = π+α∫

α

θ

2

1

d

I =

2

Id = 0.71 Id=0,71.100=71A

+ Hệ số đập mạch kđm = 0,67

+ Công suất biến áp Sba = 1,23Pd=1,23.3,1=3,8KVA

+ Ưu điểm :

- Điện áp ngược trên van nhỏ

- Máy biến áp chế tao đơn giản hơn , và có hiệu suất cao

+ Nhược điểm :

- Số van nhiều hơn

- Điều khiển van T1 ,T2 và nhóm T3 , T4 phải đồng thời nên khó khăn

hơn

Kết luận

Cả ba phương án dùng sơ đồ chỉnh lưu đối xứng cầu ba pha ,chỉnh lưu không đối xứng cầu ba pha và chỉnh lưu cầu 1 pha đối xứng đều có nhiều kênh điều khiển, nhiều Tiristor nên giá thành cao không kinh tế

Do yêu cầu của đầu bài, vì số kênh điều khiển ít nên ta chọn sơ đồ chỉnh lưu điều khiển cầu 1 pha đông đối xứng Chúng có một số ưu điểm:

- Hiệu suất sử dụng máy biến áp cao hơn một số sơ đồ như cầu 1 pha đối xứng

- Đơn giản hơn vì số lượng Tiristor giảm xuống chỉ còn 2 nên mạch điều khiển có ít kênh điều khiển hơn, bảo đảm kinh tế hơn

- Cùng một dải điều chỉnh điện áp một chiều thì cầu không đối xứng điều khiển chính xác hơn

Qua phân tích trên ta chọn sơ đồ chỉnh lưu điều khiển cầu 1 pha không đối xứng dùng cho mạch lực mạch nạp ắcqui tự động Phương án này vừa đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật vừa bảo đảm cho việc thiết kế