Điện tử công suất - Chương 4: Biến đổi ac ba pha

Nội dung text: Điện tử công suất - Chương 4: Biến đổi ac ba pha

1. CHƯƠNG4:BINĐIACBAPHA GI ITHI U o GIITHIU
   Bộ điều chỉnh AC 3 pha gồm 3 bộ điều chỉnh AC 1 pha nối với nhau và sử dụng o BINðIACBAPHA nguyên tắc điều khiển pha. 1. Bin đi ACba pha ti mc hình sao
   Cĩ nhiều cách nối tùy theo các bộ cấp 2. Ba cách điu khin sĩng ra điện 3 pha nối hình sao hay tam giác vào tải, sử dụng TRIAC hay SCR. 1 2 BI Nð IACBAPHA BI Nð IACBAPHA Các dạng mạch biến đổi AC ba pha: Các dạng mạch biến đổi AC ba pha: ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ a b c a b c Z Z Z ZA ZB ZC ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ A B C S3 S5 S3 S5 S a b c a b c S1 1 S3 S5 S S3 S5 S 1 1 S S S S4 S6 S2 4 6 2 S4 S6 S2 S4 S6 S2 ∼ Z Z Z ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ A B C Z Z Z A B C a b c a b c a b c T1 T2 T3 T1 T2 T3 T1 T2 T3 Z Z ZA ZB ZC ZA ZB ZC A B ZC 3 4 1
2. 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO o Ti thun tr: o Bng hot đng: • Sơ đồ nguyên lý: ðưng ðưng dây ðin th ngõ ra dây dn khơng dn Pha (v an ) Dây (v ab ) ABC đin đin S S S 1 3 5 Tt c Khơng cĩ S4 S6 S2 A, B C c a b B, C A ZA ZB ZC C, A B N Khơng Tt c 5 6 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO o Bng hot đng: o Tìm ngun gia hai dây: π  ðưng ðưng dây ðin th ngõ ra VVVV=−=ω tV − ω t − 4 ac an cn Msin M sin   dây dn khơng dn 3  Pha (v an ) Dây (v ab ) π  π đin đin =Vω t − 2 2 M cos  sin V / 3  3 Tt c Khơng cĩ AB 3 v AB π π   =V AN =Vω t − + 3M cos    2 6   A, B C ½ vAB vAB π  π  =Vω t − − B, C A 0 ½ vCB 3M cos    6  2  C, A B ½ vAC ½ vAC π V t  =3M sin ω −  Khơng Tt c 0 0 7 6  8 2
3. 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO o o Tương t cho Vab : Ngun cho các pha: v = V ωt  π  2π  an M sin v AB = 3VM sinωt +  VVVVab=−= an bn Msinω tV − M sin  ω t −   6  3   2π  π vbn = VM sinωt −    v AC = 3VM sinωt −  π   3   6  =3VM sin ω t +  6  π  π   4  v = V ωt − vcn = VM sinωt −  BC 3 M sin   3   2  9 10 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO • Hoạt động của mạch: o Các trưng hp ba SCR dn: • Các SCR được kích lần lượt theo thứ tự 1, S5 0 B S6 Dn 2, 3, 4, 5, 6 cách nhau 60 . A1 1 S1 • Khi cĩ 3 SCR cùng dẫn, điện thế mỗi pha S S S 5 của tải v =v =(V /)3 ; xem V = 0 khi 1 3 an bn ab SCR S S 6 S dẫn. 4 2 a b c • Khi cĩ 2 SCR cùng dẫn, VD: khi A và B Z Z Z v v A B C = AB = ab cùng dẫn thì điện thế của tải bằng:v ao 2 2 0 0 N và sớm pha 30 so với van ; và chậm pha 30 so với van ; vBO = vbo = 0. 11 12 3
4. 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO o Các trưng hp ba SCR dn: o Các trưng hp ba SCR dn: S6 S1 B1 A1 B1 A1 C1 C1 S1 Dn S2 Dn S2 S3 S3 S5 S S S1 S 3 5 1 S S 6 S2 S4 S 4 S6 2 a b c a b c ZA ZB ZC ZA ZB ZC N N 13 14 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO o Các trưng hp ba SCR dn: o Các trưng hp ba SCR dn: S2 B S3 B1 A 1 C A1 C1 1 1 S3 Dn S4 Dn S4 S5 S S S S1 3 5 S1 3 S5 S4 S2 S S6 4 S6 S2 a c a b c b Z Z Z ZA ZB ZC A B C N N 15 16 4
5. 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO o Các trưng hp ba SCR dn: o Các trưng hp cĩ 2 SCR dn: S4 S1 A B1 1 C1 S5 Dn B S2 Dn A1 1 S6 S3 S5 S1 S1 S3 S5 S6 S S4 2 S2 S4 S a b c 6 a b c ZA ZB ZC ZA ZB ZC N N 17 18 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO o Các trưng hp cĩ 2 SCR dn: o Các trưng hp cĩ 2 SCR dn: A B1 S3 B1 S3 1 C1 A1 C1 S2 Dn S4 Dn S S S1 S3 S5 S1 3 5 S S2 S S S4 6 4 6 S2 a c a b c b ZA ZB ZC ZA ZB ZC N N 19 20 5
6. 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO o Các trưng hp cĩ 2 SCR dn: o Các trưng hp cĩ 2 SCR dn: S5 B1 A1 C1 S4 Dn A B1 C 1 1 S5 S6 Dn S S S1 3 5 S S S4 1 S 5 S6 S2 3 S a b c S4 6 S2 a b c ZA ZB ZC ZA ZB ZC N N 21 22 1.BI Nð IACT IMCHÌNHSAO • Bng hot đng ðư ng dây Đường dây Điện thế Điện thế o Các trưng hp cĩ 2 SCR dn: dn không dẫn ra ra vab B S van A1 1 C1 1 S Dn 6 Tấtcả không Van= vab vab/ S1 S S 5 3 a,b c 1/2vab vab S 4 S6 S2 a b c b,c a 0 1/2vac ZA ZB ZC c,a b 1/2vac 1/2vac N không Tất cả 0 vac 23 24 6
7. 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o o Dng sĩng ba pha vào: Dng sĩng UAB/2 vào : u uAN uBN uCN u uAN uAB uBN uCN 2 π π π/2 +π/6 π/6 ωt π/2 +π/6 π/6 ωt i i S1 ωt S1 ωt i i S2 ωt S2 ωt i i S3 ωt S3 ωt iS4 iS4 i ωt i ωt S5 ωt S5 ωt i i S6 ωt S6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 25 26 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o o Dng sĩng UAC/2 vào: Xung kích ba pha: u uAN uAB uBN uCN uAB u uAN uBN uCN 2 uAC 2 uAC 2 2 π π/2 +π/6 π/6 ωt π/2 π ωt i X S S1 i 1 1 ωt S1 iS2 ωt i X2 S2 ωt S2 ωt iS3 i X S3 ωt S3 3 iS4 ωt i X S ωt S4 4 4 iS5 ω i X S t ωt S5 5 5 ωt iS6 i X6 S6 ωt S6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 27 28 7
8. 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp 0<α<π/3 : o Trưng hp 0<α<π/3 : uAB uAB u uAN uBN uCN u uAN uBN uCN 2 2 uAC uAC 2 2 π/2 π π/2 π α ωt α ωt i i S1 ωt S1 ωt i i S2 ωt S2 ωt i i S3 ωt S3 ωt iS4 iS4 i ωt i ωt S5 ωt S5 ωt i i S6 ωt S6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 29 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 30 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp 0<α<π/3 : o Trưng hp 0<α<π/3 : uAB uAB u uAN uBN uCN u uAN uBN uCN 2 2 uAC uAC 2 2 π/2 π π/2 π α ωt α ωt X S X S i 1 1 i 1 1 S1 ωt S1 ωt i i S2 ωt S2 ωt i i S3 ωt S3 ωt iS4 iS4 i ωt i ωt S5 ωt S5 ωt i i S6 ωt S6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 32 8
9. 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp 0<α<π/3 : o Trưng hp 0<α<π/3 : uAB uAB u uAN uBN uCN u uAN uBN uCN 2 2 uAC uAC 2 2 π/2 π π/2 π α ωt α ωt X S X S i 1 1 i 1 1 S1 ωt S1 ωt i X2 S2 i X2 S2 S2 ωt S2 ωt i i S3 ωt S3 ωt iS4 iS4 i ωt i ωt S5 ωt S5 ωt i i S6 ωt S6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 33 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 34 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp 0<α<π/3 : o Trưng hp 0<α<π/3 : uAB uAB u uAN uBN uCN u uAN uBN uCN 2 2 uAC uAC 2 2 π/2 π π/2 π α ωt α ωt X S X S i 1 1 i 1 1 S1 ωt S1 ωt i X2 S2 i X2 S2 S2 ωt S2 ωt i X S3 i X S3 S3 3 ωt S3 3 ωt iS4 iS4 i ωt i ωt S5 ωt S5 ωt i i S6 ωt S6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 36 9
10. 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp 0<α<π/3 : o Trưng hp 0<α<π/3 : uAB uAB u uAN uBN uCN u uAN uBN uCN 2 2 uAC uAC 2 2 π/2 π π/2 π α ωt α ωt X S X S i 1 1 i 1 1 S1 ωt S1 ωt i X2 S2 i X2 S2 S2 ωt S2 ωt i X S3 i X S3 S3 3 ωt S3 3 ωt i X i X S4 4 S4 S4 4 S4 i ωt i ωt S5 ωt S5 ωt i i S6 ωt S6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 37 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 38 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp 0<α<π/3 : o Trưng hp 0<α<π/3 : uAB uAB u uAN uBN uCN u uAN uBN uCN 2 2 uAC uAC 2 2 π/2 π π/2 π α ωt α ωt X S X S i 1 1 i 1 1 S1 ωt S1 ωt i X2 S2 i X2 S2 S2 ωt S2 ωt i X S3 i X S3 S3 3 ωt S3 3 ωt i X i X S4 4 S4 S4 4 S4 ω ω i X S t i X S t S5 5 5 ωt S5 5 5 ωt i i S6 ωt S6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 39 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 40 10
11. 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp 0<α<π/3 : o Trưng hp 0<α<π/3 : uAB uAB u uAN uBN uCN u uAN uBN uCN 2 2 uAC uAC 2 2 π/2 π π/2 π α ωt α ωt X S X S i 1 1 i 1 1 S1 ωt S1 ωt i X2 S2 i X2 S2 S2 ωt S2 ωt i X S3 i X S3 S3 3 ωt S3 3 ωt i X i X S4 4 S4 S4 4 S4 ω ω i X S t i X S t S5 5 5 ωt S5 5 5 ωt i X6 S6 i X6 S6 S6 ωt S6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 41 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 42 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o π  α  o Trưng hp 0<α<π/3 : V =V 1 − 3 α − sin2 Trưng hp π/3<α<π/ 2: ORMS M    π  2 4  2  u uAN uAC uBN uCN u V α α 2 u u AB u u M 3 3sin2 u AB AN BN CN = 1− + 2 2 2π 4π 2 uAC 2 π/2 π ωt π/2 π α ωt α i X S s1 i 1 1 ωt S1 i ω s2 X S t iS2 2 2 ωt ωt is3 i S S3 X3 3 ωt i ωt s4 i X S4 4 S4 i ωt ω s5 i X S t S5 5 5 ωt ωt X6 S6 is6 i X6 S6 S6 ω ωt t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 43 44 11
12. 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp π/3<α<π/ 2: o Trưng hp π/3<α<π/ 2: u uAN uAC uBN uCN u uAN uAC uBN uCN 2 u AB 2 u AB 2 2 π/2 π ωt π/2 π ωt α α is1 is1 ωt ωt is2 is2 ωt ωt is3 is3 ωt ωt is4 is4 i ωt i ωt s5 S5 s5 S5 ωt ωt X S X X S X i 6 6 6 S6 i 6 6 6 S6 s6 ωt s6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 46 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp π/3<α<π/ 2: o Trưng hp π/3<α<π/ 2: u u u u u u u u AN u AB BN CN AN u AB BN CN 2 2 u AC u AC 2 2 π/2 π ωt π/2 π ωt α α S1 X1 S1 X1 is1 is1 ωt X S ωt is2 is2 2 2 ωt ωt is3 is3 ωt ωt is4 is4 i ωt i ωt s5 S5 s5 S5 ωt ωt X S X X S X i 6 6 6 S6 i 6 6 6 S6 s6 ωt s6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 47 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 48 12
13. 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp π/3<α<π/ 2: o Trưng hp π/3<α<π/ 2: u u u u u u u u AN u AB BN CN AN u AB BN CN 2 2 u AC u AC 2 2 π/2 π ωt π/2 π ωt α α S1 X1 S1 X1 is1 is1 X S ωt X S ωt is2 2 2 is2 2 2 ωt ωt X S X S is3 3 3 is3 3 3 ωt ωt is4 is4 X4 S4 i ωt i ωt s5 S5 s5 S5 ωt ωt X S X S i 6 6 i 6 6 s6 ωt s6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 49 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 50 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp π/3<α<π/ 2: o Trưng hp π/3<α<π/ 2: u u u u u u u u AN uAB BN CN AN u AB BN CN u 2 AC 2 u AC 2 2 π/2 π ωt π/2 π ωt α α S1 X1 S1 X1 is1 is1 X S ωt X S ωt is2 2 2 is2 2 2 ωt ωt X S X S is3 3 3 is3 3 3 ωt ωt is4 X4 S4 is4 X4 S4 i X S ωt i X S ωt s5 S5 5 5 s5 S5 5 5 ωt ωt X S X S X i 6 6 i 6 6 6 S6 s6 ωt s6 ωt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 51 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 52 13
14. 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp π/3<α<π/ 2: o Trưng hp π/π/π/ 2<α< 5π/ 6: 3  π 3 3  =  + α + α  u u u u VORMS VM  sin 2 cos 2  AN u AB BN CN 4π  3 4 4  u uAN u AB uBN uCN 2 u AC 2 uAC 2 2 π/2 π ωt π/2 π ωt α α S X i 1 1 s1 X1 S1 IS1 X S ωt ω is2 2 2 t I X2 S2 ωt S2 i X3 S3 ωt s3 I X S ωt S3 3 3 i X S ωt s4 4 4 I X S ωt S4 4 4 is5 S X5 S5 ωt 5 I S X S ωt S5 5 5 5 X S X i 6 6 6 S6 ωt s6 X S ωt I 6 6 S6 ω 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 53 t 54 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp π/π/π/ 2<α< 5π/ 6: o Trưng hp π/π/π/ 2<α< 5π/ 6: u uAN u AB uBN uCN u uAN u AB uBN uCN 2 uAC 2 uAC 2 2 π/2 π ωt π/2 π ωt α α X S X S I 1 1 I 1 1 S1 ωt S1 ωt X S X S IS2 2 2 IS2 2 2 ωt ωt X S X S IS3 3 3 IS3 3 3 ωt ωt IS4 X4 S4 IS4 X4 S4 ωt ωt I X S I X S S5 S5 5 5 S5 S5 5 5 ωt ωt X X I 6 S6 I 6 S6 S6 ω S6 ω t 55 t 56 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14
15. 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp π/π/π/ 2<α< 5π/ 6: o Trưng hp π/π/π/ 2<α< 5π/ 6: u uAN u AB uBN uCN u uAN u AB uBN uCN 2 uAC 2 uAC 2 2 π/2 π ωt π/2 π ωt α α X S X S I 1 1 I 1 1 S1 ωt S1 ωt X S X S IS2 2 2 IS2 2 2 ωt ωt X S X S IS3 3 3 IS3 3 3 ωt ωt IS4 X4 S4 IS4 X4 S4 ωt ωt I X S I X S S5 S5 5 5 S5 S5 5 5 ωt ωt X X I 6 S6 I 6 S6 S6 ω S6 ω t 57 t 58 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp π/π/π/ 2<α< 5π/ 6: o Trưng hp π/π/π/ 2<α< 5π/ 6: u uAN u AB uBN uCN u uAN u AB uBN uCN 2 uAC 2 uAC 2 2 π/2 π ωt π/2 π ωt α α X S X S I 1 1 I 1 1 S1 ωt S1 ωt X S X S IS2 2 2 IS2 2 2 ωt ωt X S X S IS3 3 3 IS3 3 3 ωt ωt IS4 X4 S4 IS4 X4 S4 ωt ωt I X S I X S S5 S5 5 5 S5 S5 5 5 ωt ωt X X I 6 S6 I 6 S6 S6 ω S6 ω t 59 t 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
16. 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp π/π/π/ 2<α< 5π/ 6: o Trưng hp π/π/π/ 2<α< 5π/ 6: u uAN u AB uBN uCN u uAN u AB uBN uCN 2 uAC 2 uAC 2 2 π/2 π ωt π/2 π ωt α α X S X S I 1 1 I 1 1 S1 ωt S1 ωt X S X S IS2 2 2 IS2 2 2 ωt ωt X S X S IS3 3 3 IS3 3 3 ωt ωt IS4 X4 S4 IS4 X4 S4 ωt ωt I X S I X S S5 S5 5 5 S5 S5 5 5 ωt ωt X X I 6 S6 I 6 S6 S6 ω S6 ω t 61 t 62 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA 2.BACÁCHðI UKHI NSĨNGRA o Trưng hp π/π/π/ 2<α< 5π/ 6: o Quan h gia cơng sut và gĩc kích : V 1  5π 3 3  V = M  − 3α + cos 2α  u ORMS π   u uAN AB uBN uCN 2  2 4  α P% α P% 2 uAC 2 0 100 90 29,3 20 98,6 100 18,1 π/2 π ωt P% α 30 95,6 110 9,7 100 40 90,2 120 4,3 80 50 81,8 130 1,3 X S I 1 1 S1 ωt 60 60 70,6 140 0,1 X S IS2 2 2 ωt 40 70 57,16 150 0 X S IS3 3 3 ωt 20 80 42,8 IS4 X4 S4 ωt I X S S5 S5 5 5 0 α ωt 20 40 60 80 100 120 140 X S X I 6 6 6 S6 S6 ω t 63 64 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16
17. BINðIACTI MCTAMGIÁC 65 17