Điện tử công suất 1

2-12

2.4 - BỘ CHỈNH LƯU CẦU MỘT PHA ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN

Sơ đồ mạch vẽ trên hình H2.8:
Bằng cách chia nguồn điện áp u làm 2 nửa bằng nhau, ta tạo nên hệ thống nguồn xoay chiều
2 pha đối xứng u
1
, u
2()
π
−=−=
==
X
Uu
u
X
Uu
u
m
m
sin
sin
22
22
2

u
dA
= u
1

Khi V
3
dẫn:
u
V3
= 0 ;u
V1
= u
1
- u
2
=u
u
dA
= u
2Tương tự
nhóm cathode gồm V
2
,V
4
, góc α cho V
4

- u
1
=-u ; u
dA
= u
2

Điện áp và dòng tải chỉnh lưu
u
d
= u
dA
- u
dK

E
dt
di
LiRu
d
dd
++= ..

Điện tử công suất 1

2-13
Tổng hợp các kết quả phân tích, ta có thể biểu diễn trạng thái hoạt động của mạch
chỉnh lưu, ví dụ khi V
1
V

dt
di
L
d
d
++ .iRu
d
= .

Kết quả phân tích dưới dạng đồ
thò được vẽ trên hình H2.10
Các hệ quả:
- Nếu dòng qua tải liên tục,
điện áp tải có dạng chỉ phụ thuộc vào
góc điều khiển α và áp nguồn. Dạng áp
chỉnh lưu có hai xung trong một chu kỳ
áp nguồn với chu kỳ xung chỉnh lưu
bằng 1/2 chu kỳ áp lưới T
p
= T/2
- Ví dụ khi V
1
dẫn, áp khóa
xuất hiện trên V
3
khi u
V3
= -u > 0, tức
trong nửa chu kỳ âm của áp nguồn. Từ
đó suy ra, phạm vi góc điều khiển α là

++
(2.27)
Với 0 < α < π, điện áp chỉnh lưu trung bình được điều khiển thay đổi trong
khoảng:

()
UUU
d
..
π
α
π
2222
+<<−
(2.28)

- Mỗi thyristor dẫn điện trong 1/2 chu kỳ áp nguồn, từ đó trò trung bình dòng
qua nó bằng
2
d
I
. Điện áp cực đại xuất hiện trên thyristor bằng biên độ áp nguồn U
m

Điện tử công suất 1

2-14
Ví dụ 2.4
Cho bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn với các tham số sau: áp pha nguồn
ac 120V, f=50Hz. Tải R-L mắc nối tiếp R=10

thực tế đạt đến giá trò lý tưởng (ví dụ α
max
= π )
Phân tích hoạt động của các bộ chỉnh lưu chứa diode có thể dựa trên ba bước chính
1/ -Tách dạng mạch chỉnh lưu cầu thành hai nhóm mạch tia mắc nối tiếp. Mỗi nhóm
mạch tia gồm hai hai nhiều nhánh mạch tia mắc song song. Mỗi nhánh của mạch tia có thể
gồm:
a. nguồn điện mắc nối tiếp với linh kiện. Linh kiện có thể ở dạng điều khiển
(SCR) hoặc không điều khiển (diode)
b. linh kiện. Trường hợp này, nguồn điện được giả thiết bằng 0.
2/- Với giả thiết dòng điện qua tải liên tục và bỏ qua tác dụng cảm kháng trong của
nguồn, thực hiện phân tích giản đồ đóng ngắt các linh kiện trong từng nhóm mạch tia theo
qui tắc phân tích bộ chỉnh lưu mạch tia như sau:

Qui tắc 1: Dấu qui ước chọn cho các điện áp pha nguồn có cực dương tiếp xúc với
anode linh kiện.
Trong nhóm mạch chỉnh lưu mạch tia nhiều pha, tại thời điểm đang xét giữa cáùc
thyristor được kích đồng thời, diode và linh kiện đang dẫn điện thì linh kiện nào mắc vào
nguồn áp pha có trò tức thời lớn nhất trong tất cả các pha nguồn sẽ chuyển sang trạng thái
đóng, tất cả các linh kiện còn lại bò ngắt. (Diode được xem như một dạng đặc biệt của
thyristor có chế độ kích đóng liên tục).
Qui tắc 2: Trong trường hợp, dấu điện áp pha nguồn ngược lại với qui tắc 1-
Trong nhóm mạch chỉnh lưu mạch tia nhiều pha, tại thời điểm đang xét, giữa cáùc

thyristor được kích
đồng thời, diode và linh kiện đang dẫn điện thì linh kiện nào mắc vào
nguồn áp pha có trò tức thời nhỏ nhất trong tất cả các pha nguồn sẽ chuyển sang trạng thái
đóng, tất cả các linh kiện còn lại bò ngắt
Khi một nhánh của mạch tia chỉ chứa linh kiện thì điện áp nguồn của nhánh đó bằng
0. Một linh kiện đang dẫn điện sẽ bò ngắt khi có linh kiện khác mắc vào nguồn áp tức thời

và nhóm cathode V
2
V
4
.
Nhóm mạch tia anode V
1
,V
3
với các pha
nguồn tương ứng là u và 0, dấu qui ước thỏa mãn qui
tắc 1.
Nhóm cathode gồm V
2
,V
4
với các pha nguồn
tương ứng là u và 0, dấu nguồn thỏa mãn qui tắc 2.
Giản đồ đóng ngắt linh kiện V
1
V
2
V
3
V
4
được suy ra
trên hình vẽ H2.12.
Tổng hợp giản đồ đóng ngắt linh kiện của hai
nhóm mạch tia, ta có giản đồ đóng ngắt cho mạch

dd
++= ..

Trò trung bình điện áp tải:
Điện tử công suất 1

2-16
)cos()cos()(
α
π
α
π
α
+=+= 1
2
1
U
U
U
m
d
(2.29)
Nếu giả thiết dòng qua tải được lọc phẳng i
d
=I
d
, ta có:
- Trò trung bình dòng qua linh kiện:
dSCRAV
II .


Mạch cầu được phân tích thành hai mạch tia –nhóm anode V
1
V
3
và nhóm cathode V
2
V
4

(hình H2.13).