THIẾT BỊ ĐIỀU
KHIỂN VÀ MÁY ĐIỆN
Chương 3: Các bộ biến đổi
công suất trong truyền
động điện
Trao đổi trực tuyến tại:
http://www.mientayvn.com/chat_box_li.html
Nội dung chính:
1. Mạch chỉnh lưu
2. Các bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều
3. Bộ điều chỉnh xung điện áp 1 chiều
4. Biến tần và nghịch lưu độc lập
5. Mô tả toán học chỉnh lưu có điều khiển
6. Bộ băm xung điện áp 1 chiều
7. Mô tả toán học bộ biến đổi tần số
3.1 Khái niệm chung
- Bộ biến đổi(BBĐ): Là thiết bị điện-điện tử dùng biến đổi và
điều khiển năng lượng điện sao cho phù hợp với yêu cầu
phụ tải.
- Truyền động điện ứng dụng rộng rãi các BBĐ loại này
nhiều nhất trong điều chỉnh tốc độ động cơ
- Phần tử cơ bản chủ yếu của mạch BBĐ là diot, tiristor,
transitor, triac, GTO, transitor MOSFET, IGBT
Nội dung chính:
1. Mạch chỉnh lưu
2. Các bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều
3. Bộ điều chỉnh xung điện áp 1 chiều
4. Biến tần và nghịch lưu độc lập
5. Mô tả toán học chỉnh lưu có điều khiển
6. Bộ băm xung điện áp 1 chiều
7. Mô tả toán học bộ biến đổi tần số

sd
: hệ số chỉnh lưu của sơ đồ.
dsd
n
i
iiba
PKIUIU
pp
S 




)(
2
1
2
1
2211
21
1. Chỉnh lưu không điều khiển:
- Loại này chỉ cho ra điện áp 1 chiều cố định về giá trị,
thường dùng cho phần kích từ động cơ, máy phát tốc
hoặc cho các khâu khống chế điều khiển
- Được chia làm 2 nhóm
- Nhóm Anot chung
- Nhóm Katot chung
- Lưu ý xem lại luật dẫn các van
- Mạch chỉnh lưu chỉ có 1 nhóm van A chung hoặc K
chung gọi là chỉnh lưu hình tia còn lại gọi là chỉnh lưu

v1
+ i
v2
.
- Quy luật biến thiên điện áp:
- Khi 2 van đều dẫn ta có:
U
dn
L
a
L
a
U
1
U
2
i
V
1
V
2
I
1
I
d
I
2
3. Quá trình chuyển mạch với La <>0
- Trong giai đoạn trùng dẫn, giả thiết I
d

dt
di
dt
di
LUUU
21
21
21
)(












LX
n
UU
X
U
ii
X
U
IiII

IX
U
IX
n
U
U
.
2
2
.
4







da
IX
U
2



da
IX
U
3


chiều sang phía dòng xoay chiều, khi đó động cơ trở thành máy
phát điện, bộ chỉnh lưu chuyển sang hoạt động ở chế độ nghịch
lưu, vì nó hoạt động đồng bộ theo nguồn dòng xoay chiều nên
gọi là nghịch lưu phụ thuộc. Khi đó mạch có 2 nguồn sức điện
động là e
t
của lưới xoay chiều và E
d
một chiều.
- Để có chế độ nghịch lưu cần có 2 điều kiện:
- Phía nguồn 1 chiều phải chuyển đổi chiều của E
d
để có chiều dòng E
d
và E
d
là trùng nhau
- Phía xoay chiều điều khiển mạch chỉnh lưu sao cho điện áp U
d
< 0.
- Ta có do vậy với tải thuần trở, chỉnh lưu
bán điều khiển không chạy được chế độ
nghịch lưu vì U
d
luôn dương. Chỉ có các bộ chỉnh lưu điều
khiển hoàn toàn làm việc với dòng điện liên tục có quy luật
U
d
= U
d0

Giá trị điện áp: U
dI
= - U
dII
Với dòng liên tục ta có U
dI
= U
d0
cosI; U
dII
= U
d0
cosII
Do vậy I + II = 180
0
6. Các chế độ chỉnh lưu đảo chiều
- Cho phép điều chỉnh nhanh.
- Chức năng cuộn Lcb
2. Phương pháp điều khiển riêng:
- Khi đó 2 mạch hoạt động riêng biệt mạch này được phát xung
điều khiển thì mạch kia nghỉ hoàn toàn(bị ngắt xung điều
khiển). Trong quá trình điều khiển cần trễ vài ms để mạch
phục hồi trạng thái khóa
- Khối logic đảo chiều.
7. Đặc tính ngoài của mạch chỉnh lưu
- Là quan hệ giữa U
d
và I
d
(U




Nội dung chính:
1. Mạch chỉnh lưu
2. Các bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều
3. Bộ điều chỉnh xung điện áp 1 chiều
4. Biến tần và nghịch lưu độc lập
5. Mô tả toán học chỉnh lưu có điều khiển
6. Bộ băm xung điện áp 1 chiều
7. Mô tả toán học bộ biến đổi tần số
3.3 Các bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều
- Dùng để biến đổi điện áp xoay chiều sử dụng loại van triac
(tương đương 2 tiristo đấu song song ngược) cho phép dẫn
dòng cả 2 chiều
- Điện áp xoay chiều có 2 dạng ứng dụng chính
1. Dạng công tắc tơ: đóng cắt dòng điện vào ra tảidùng cho
động cơ có tần số đóng cắt lớn, vì có tác động nhanh và bền.
2. Điều chỉnh điện áp bằng góc  làm thay đổi điện áp ra từ 0
tới bằng nguồn (ít ứng dụng hơn)
3.3.1 điều chỉnh điện áp xoay chiều 1 pha
- Xét mạch thông dụng nhất:
A: Phạm vi điều chỉnh:
1.  >  : các van có xung điều
khiển khi U
AK<
<0 nên 0 dẫn.
Điện áp ra = 0.
2. Khi  ≤  thì ở θ =  phát xung mở T
1

2. Không có van nào dẫn: tải bị ngắt khỏi lưới
3.3.2 điều chỉnh điện áp xoay chiều 3 pha
Các pha trên phụ thuộc vào góc điều khiển  và góc φ của
tải
a) < φ tải nhận đủ điện áp
b)φ <  < 
gh
trong 1 chu kỳ sẽ xen kẽ những giai đoạn 2
hoặc 3 van dẫn trong đó 
gh
được xác định theo biểu thức:
với Q=L/R
Q
Q
ghgh
e
e
3
3
2
21
)sin()
3
4
sin(














CC
BAAA
CABA
ii
iiii
iiii



Nội dung chính:
1. Mạch chỉnh lưu
2. Các bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều
3. Bộ điều chỉnh xung điện áp 1 chiều
4. Biến tần và nghịch lưu độc lập
5. Mô tả toán học chỉnh lưu có điều khiển
6. Bộ băm xung điện áp 1 chiều
7. Mô tả toán học bộ biến đổi tần số