Ñieän öû coâng suaá hương : Giới hiệu.. Á KHÁI NIỆM: ác ên gọi của mônhọc: Điện ử công suấ (Power lecronics) Điện ử công suấ lớn. Kỹ huậ biến đổi điện năng. ĐS là mộ bộ phận của Điện ửứng ụng hay Điện ử công nghiệp. Phân loại cácbộ iến Đổi (Đ onverer) heo mục đích: > : chỉnh lưu. > : Đ áp, iến ần. > : Đ áp. > : Nghịch lưu. ộ iến Đổi = Mạch ĐS bộ ĐIỀ KHIỂN Mạch ĐS giới hạn ở các sơ đồsử ụng linh kiện điện ử làm việc ở chế độđóng ngắ, gọi là Ngắ Điện Điện ử (NĐ) hay án ẫn ùng cho biến đổi năng lượng điện. Mạch ĐS giới hạn ở các sơ đồsử ụng linh kiện điện ử làm việc ở chế độđóng ngắ, gọi là Ngắ Điện Điện ử (NĐ) hay án ẫn ùng cho biến đổi năng lượng điện. ộ ĐIỀ KHIỂN = Mạch điều khiển vòng kín (nếu có) Mạch phá xung. Mạch phá xung cung cấp òng, áp điều khiển các NĐ để chúng có hể đóng ngắ heo rình ự mong muốn. Ví ụ Ngắ Điện ánẫn: io, ransisor, S... Đ còncóhể phân loại heophương hức hoạ động của NĐ.. NGẮ ĐIỆN ÁN ẪN òn gọi làngắ điện điện ử (NĐĐ), hay khóa bán ẫn, là các linh kiện điện ử ùng rong mạch ĐS được lýưởng hóa để các khảo sá của mạch ĐS có giá rị ổng quá bao gồm. IO (chỉnh lưu): Phần ử ẫn điện mộ chiều có hai rạng hái. ON khi phân cực huận: VK >, có hể xem sụ áphuận VF =, òng qua mạch phụ huộc nguồn và các phần ử hụ động khác. OFF khi phân cực ngược: VK <, có hể xem như hở mạch.
. NGẮ ĐIỆN ÁN ẪN. NGẮ ĐIỆN ÁN ẪN S ( hỉnh lưu cóđiều khiển ): OFF : ó hể ngắ mạch cả hai chiều (VK > và VK < ) khi không có ín hiệu điều khiển : G =. ON : S rở nên ẫn điện (đóng mạch) khi có ín hiệu điều khiển: G và phân cực huận VK >. Điểm đặc biệ là S có khả năng ự giữ rạng hái ẫn điện: nó không cần ín hiệu G khiđã ON, S chỉ rở về rạng hái ngắ khi òng qua nó giảm về. Ngắ điện bán ẫn mộ chiều NSISO (NĐM), gọi ắ làngắ điện, có hoạ động như sau: OFF ngắ mạch khi không có ín hiệu điều khiển: G =. ũng như các NSISO, NĐM không cho phép phân cực ngược (VS luôn luôn > ). ON NĐM rở nên ẫn điện (đóng mạch) khi có ín hiệu điều khiển: G và rở về rạng hái ngắ mạch khi mấ ín hiệu G. NĐM có hai loại chính: J ương ứng ín hiệu G làòng cực, và MOSF công suấ với G là áp VGS..3 NỘI NG KHẢO SÁ MẠH ĐS ác NĐ lý huyế rênchỉ làm việc với mộ chiều của òng điện, rong khi các linh kiện điện ử công suấ hực ế có hể ẫn điện cả hai chiều, lúc đó mạch khảo sásẽ biểu iễn bằng ổ hợp các NĐ lý huyế. Đầu vào khảo sá: Mạch ĐS ín hiệu điều khiển NĐ đặc ínhải. Đầu ra:hoạ động của mạch: u(), i() các phần ử => ác đặc rưng áp, òng, công suấ.3.. ác đặc rưng áp, òng Giá rị cực đại: Giá rị rung bình V, I Giá rị hiệu ụng V, I ác biểu hức cho òng điện rung bình và hiệu ụng.3.. Sóng hài bậc cao và hệ số hình áng ác biểu hức chođiện ápv O, V cũng có ạng ương ự. V là rị số rung bình ( hành phần mộ chiều ) của v(). ω: ần số góc của v(), chu kỳ =ω/. v n : sóng hài bậc n cóần số nω. n, n : các hành phần sin, coscủa sóng hài bậc n V n, φ n : biên độ và lệch pha của sóng hài bậc n V : rị hiệu ụng của v().
.3.. Sóng hài bậc cao và hệ số hình áng Hệ số hình ạng (form facor): ỉ số giữa giárịhữu ụng và giá rị hiệu ụng. Ví ụ với bộ biến đổi cóngỏ ra mộ chiều: V O : rị số rung bình áp ra. V : rị số hiệu ụng áp ra. Ví ụ với bộ biến đổi cóngỏ ra xoay chiều: V : rị số hiệu ụng sóng hài bậc (cơ bản) áp ra. V : rị số hiệu ụng áp ra. Độ biến ạng (H oal harmonic isorion):.3.3. ông suấ vàhệ số công suấ ông suấ ácụng P: biểu hị năng lượng sử ụng rong mộ đơn vị hời gian. ông suấ biểu kiến S: ính bằng ích số giá rị hiệu ụng òng và áp, biểu hị năng lượng sử ụng rong mộ đơn vị hời gian nếu xemải làhuần rở. Hệ số công suấ HSS hay cosφ: cho biế hiệu quả sử ụng năng lượng. Khi ải làhuần rở, nguồn điện hình sin hay mộ chiều sẽ có HSS bằng Đối với ngỏ ra : Đối với ngỏ ra : ó nhiều biểu hức ính công suấ rong mạch ĐS, phụ huộc vào mục đích sử ụng: P : Khi quan âm đến hành phần cơ bản của ngỏ ra ( hình sin ần sốω), có điện áp và òng điện biênđộ V, I, góc lệch φ. P O hay P : công suấ mộ chiều (ải điện mộ chiều) với V, I là các rị số áp, òng rung bình. P: công suấ oàn phần ở ngỏ ra, gồm hành phần mộ chiều vàsónghài bậc cao. Ở các Đ ngỏ ra áp mộ chiều, V, I, P là các hành phần mong muốn, sóng hài bậc cao (các hành phần hình sin) là không mong muốn, chỉ ạo racácácụng phụ..4. Hiệu suấ Söï caàn hieá hieäu suaá cao huyeån ñoåi vôùi hieäu suaá cao Hieäu suaá cao: oån haá coâng suaá haáp vaø khoâng coù chuyeån ñoåi coâng suaá. Heä hoáng khaû hi: kích höôùc nhoû, laøm vieäc oån ñònh. Hieäu suaá laø höôùc ño cho quaù rình hieá keá boä chuyeån ñoåi. Moä muïc ieâu cuûa chuyeån ñoåi oøng ñieän: caáu ruùc coù khoái löôïng nheï vaø nhoû, naêng löôïng chuyeån ñoåi lôùn vaø hieäu suaá cao. 3
inh kieän coù heå uøng cho hieá keá maïch inh kieän coù heå uøng cho hieá keá maïch Xöû lyù ín hieäu: khoâng söû uïng linh kieän öø ính. inh kieän coù heå uøng cho hieá keá maïch Xöû lyù nguoàn: khoâng söû uïng linh kieän gaây oån haá ñieän. haá hoaù coâng suaá rong chuyeån maïch Ñoùng maïch: v() = Ngaé maïch: i() = rong röôøng hôïp reân: P() = v().i() = Naêng löôïng söû uïng cho chuyeån maïch =. Moä ví uï ñôn giaûn rong chuyeån ñoåi Nguoàn cung caáp: V aûi ieâu huï: 5V,, 5W oä chuyeån ñoåi naøy coù heå ñöôïc höïc hieän nhö heá naøo? 4
Söï ieâu huï naêng löôïng höïc eá Söû uïng ñieän rôû phaân aùp Söï ieâu huï naêng löôïng höïc eá Ngaén noái ieáp: uøng ransisor rong vuøng kích hoaï. Söû uïng moä boä chuyeån maïch SP SP: Singlepoleoublehrow Quaù rình chuyeån maïch hay ñoåi möùc ñieän aùp : chu kyø coâng suaá chuyeån maïch < <. s : hu kyø chuyeån maïch. f s : aàn soá chuyeån maïch=/ s Giaù rò ñieän aùp rung bình v s () heâm maïch loïc haáp heâm heä hoáng ñieàu khieån ñeå ngaé ñieän aùp Söû uïng maïch loïc haáp ñeå khöû xung vaø aïo ñieàu hoaø. hoïn f < f s Maïch naøy goïi laø: boä chuyeån ñoåi ñieän uck 5
oä chuyeån ñoåi oos Maùy ñoåi ñieän pha ñôn.4 Mộ vàiứng ụng của điện công suấ Nhöõng baé gaëp rong chuyeån ñoåi ñieän vôùi hieäu suaá cao: Nhoû hôn W: rong caùc hieá bò i chuyeån, caàm ay, pin >,, W: caùc hieá bò maùy ính, vaên phoøng kw, MW: rong boä bieán aàn söû uïng cho ñoäng cô, nhaø maùy oâi cao aàn, nhaø maùy sôn maï ñieän MW: maùy chænh löu vaø boä chuyeån ñoåi rong ieän ích ruyeàn aûi ñieän chieàu. V: heä hoáng aøu ñieän oä nguoàn cung caáp rong heä hoáng maùy ính Heä hoáng nguoàn ñieän reân veä inh 6
oä bieán aàn hay ñoåi vaän oác ñoäng cô 7
h ng. inh kiön iön ö c«ng suê h ng inh kiön iön ö c«ng suê. ioe c«ng suê. ransisor l ìng cùc (J) 3. ransisor r êng (J, MOSF) 4. hrysisor (S) 5. riac 6. «ng ¾c Ünh 7. ransisor cùc cöa c ch li (IG).. ioe c«ng suê.. Nguyªn lý cêu ¹o.ioe c«ng suê Gåm hai chê b n Én p,n mé iõp gi p J K > cã ßng iön I K # K < kh«ng ßng I K S å cêu róc p J n K a) x Êu róc pn Ph n cùc cho pn p p n p n ngoμi x c) ngoμi b) n x... Æc Ýnh, h«ng sè cña ioe Æc Ýnh nh h nh vï. ë gãc phçn hø nhê: ßng iön lín, sô p nhá ë gãc phçn hø ba: ßng rß nhá, iön p ng îc lín Æc Ýnh I N I V Δ Δ H nh.
h«ng sè: I m ßng iön Þnh møc, hiön nay ßng iön lín nhê cña mé ioe c«ng suê íi 7 Δ sô p huën; Sô p cña ioe rong kho ng (,7 )V ΔP æn hao c«ng suê; ΔP = Δ.I ( Õn hμng kw) cp nhiö é lμm viöc cho phðp; ¹i líp iõp gi p kho ng N iön p ng îc; rong kho ng (54)V I rß ßng iön rß, hμng r m m KÕ cêu cã ¹ng nh h nh vï KiÓm ra s bé ïng ång hå v¹n n ng o x x.ransisor l ìng cùc J _ a) á en _ á b) en.. ransisor l ìng cùc J (ipolar Juncion ransisor)... Nguyªn lý cêu ¹o J Êu ¹o cña ransisor cã ¹ng nh h nh vï. Nguyªn lý, cêu ¹o.. Æc Ýnh, h«ng sè 3. Æc ióm cêu ¹o 4. S å arlingon mi mi n p n p az a) p n olec olec c) e) az b) ) f)
Ho¹ éng Ó m«ho¹ éng cña ransisor, a lêy ransisor l¹i pnp lμm vý ßng ô. h¹ ßng h¹ a sè hióu sè p n p p n p Vïng nghìo a. I ßng h¹ a sè p I Vïng nghìo ßng h¹ hióu sè c. H nh. Nguyªn lý ho¹ éng cña ransisor n p I b. rªn h nh.a, khi iõp gi p colecor kh«ng îc ph n cùc, iõp gi p emior îc ph n cùc huën. é réng vïng iön Ých kh«ng gian gi a p vμ n (cßn gäi lμ vïng nghìo) sï bþ gi m, møc gi m uú heo iön p ph n cùc, kõ qu lμ ßng cña c c h¹ a sè (c c lç rèng) khuõch n õ miòn b n Én p (cùc ) sang miòn b n Én n (cùc ). Khi iõp gi p emior kh«ng îc ph n cùc, iõp gi p colecor ph n cùc ng îc, kh«ng cã ßng cña c c h¹ a sè ( iön ö ë b n Én n) chø cã ßng cña c c h¹ hióu sè (lç rèng ë b n Én n) (h nh. b). r êng hîp iõp gi p emior ph n cùc huën, iõp gi p colecor ph n cùc ng îc (h nh.c). Khi iõp gi p emior ph n cùc huën, c c h¹ a sè khuõch n qua iõp gi p íi miòn baz aä nªn ßng I. ¹i miòn baz c c h¹ a sè nμy l¹i chuyón hμnh c c h¹ hióu sè, mé phçn bþ i hîp víi c c iön ö ¹o hμnh ßng I, phçn cßn l¹i o é réng cña miòn baz rê máng, iõp gi p colecor ph n cùc ng îc nªn c c lç rèng ë miòn baz bþ cuèn sang miòn colecor aä lªn ßng I c. ßng I c nμy îc ¹o bëi hai hμnh phçn: ßng cña c c h¹ a sè õ miòn emior, vμ ßng cña c c h¹ hióu sè (lç rèng ë miòn baz khi ch a cã sù khuõch n õ emior sang).... Æc ióm kõ cêu ßng iön iòu khión I b îc x c Þnh I b = I / β rong iön ö c«ng suê, ßng iön lín nªn ransisor lμm viöc ë chõ é ãng c¾ nªn khi më ph i ho m n iòu kiön: I b = k bh. I / β (k bh =,,5 hö sè b o hoμ), iön p b o hoμ kho ng,5 V I b = I / β o cçn hö sè khuõch ¹i lín nªn J h êng cêu ¹o ¹ng arlingon S å cêu róc J hªm mé líp b n Én n lμ vïng cã rë kh ng cao p p p n n p p n n n p p n n Ho¹ éng p n lμ vïng cã rë kh ng cao, ã ã ransisor cã iön p cao hay hêp phô huéc é Çy miòn n ë chõ é b o hoμ, ßng iön I b lín, c c iön ö îc a hõa vμo vïng p, c c iön Ých rung gian kh«ng rung hoμ hõ vïng baz cã iön rë nhá cã ßng iön ch¹y qua. o èc é rung hoμ iön Ých kh«ng kþp, ransisor kh«ng cßn kh n ng khèng chõ ßng iön. 3
Æc Ýnh Ünh cña J Æc Ýnh iòu khión nh h nh bªn Mé sè nhën xð: ïng mé I muèn cã nhá h I ph i lín HÖ sè khuõch ¹i cña ransisorc«ng suê nhá (cì hμng chôc..3. Æc Ýnh cña J ΔI I β=δi / Δ I ΔI =V =V =5V =,5V =,V I Æc Ýnh ra iön p nh hñng khi hë iön p nh hñng khi hë I I ng I = Hë mi Æc Ýnh ión h nh Æc Ýnh ãng c¾ n u b u u b i u i 3 4 5 6 7 8 Æc Ýnh ãng c¾ ión h nh cã hó chia hμnh 8 vïng :. ran. ang kho. hêi gian rô cña ran. khi më 3. Qu r nh ng ßng I o sù Ých luü iön Ých rong baz 4. Vμo vïng b o hoμ 5. hõ é lμm viöc b o hoμ 6. hêi gian rô khi kho, o më é iön Ých lín kh«ng gi m nhanh îc. 7. ßng colecor gi m vò 8. ô îc n¹p víi m b o cho ransisorkho 9. ransisorkho hoμn oμn h«ng sè c h«ng sè c b n I ßng iön Þnh møc, ( íi ) β hö sè khuõch ¹i ßng iön I = I / β ßng iön baz m Δ sô p huën; (kho ng (,7 )V) ΔP æn hao c«ng suê sinh nhiö ( Õn hμng kw) cp nhiö é lμm viöc cho phðp; ¹i líp iõp gi p kho ng iön p ; rong kho ng (55)V iön p ; hμng v«n..4. S å arlingon õ Æc Ýnh Ünh ë rªn hêy r»ng hö sè khuõch ¹i ßng iön cña c c ran. c«ng suê nhá chø kho ng hμng chôc. o ã cçn m¾c hai ran. nèi iõp nhau nh h nh vï HÖ sè khuõch ai: β = β β β β i = i β = β β i i i i = i 4
Ổn định điểm làm việc Khi có xé òng điện rò i = i i = β i I O β i I O = (β β β β )i ( β )I O I O Khi nhiệ độ hay đổi òng rò hay đổi, nó được nhân hêm ( β )I O làm sơđồ kém ổn định heo nhiệ độ Để khắc phục, đưa hêmcác điện rở như hình vẽ Mạch vào được phân hành hai nhánh i = i / ; i =i / / Sau biến đổi có: i = i i = β i I O β i I O = (β β β β )i ( β )(I O β / )(I O β / ) i i i i i i Mésèh nh nhj 3. ransisor r êng (F).3. ransisor ƯỜNG (F).3.. Giới hiệu chung.3.. ấuạovàđặcínhcủajf.3.3 MOSF.3.. Giới hiệu chung Khác với ransisor lưỡng cực mà đặc điểm chủ yếu là òng điện rong chúng o cả hai loại hạ ẫn (điện ử và lỗ rống) ạo nên, ransisor rường (Fiel ffec ransisor F), hoạ động ựa rên nguyên lý hiệu ứng rường, độ ẫn điện của đơn inh hể bán ẫn được điều khiển nhờ ác ụng của mộ điện rường ngoài. òng điện rong F chỉ o mộ loại hạ ẫn ạo nên. 5
ransisor hiệu ứng rường F gồm có hai loại chính: F điều khiển bằng cực cửa iếp xúc pn (viế ắ làjf). F có cực cửa cách ly: hông hường lớp cách điện làlớp ôxí nên gọi là Meal oxie Semiconucor F (MOSF hay MOS). rong loại ransisor rường có cực cửa cách điện lại được chia làm hai loại là MOS có kênh liên ục (kênh đặ sẵn) và MOS có kênh gián đoạn (kênh cảm ứng)..3.. ấuạovàđặcínhcủa JF. ấu ạo vàkýhiệu Vùng nghèo G n p a. S p Vùng nghèo G p N p I S S Vùng nghèo G GS S S b. c. H nh.b p N p I S S. Hoạ động Xé JF kênh N có cực nối với ương nguồn, S nối vớiâmnguồn như hình.b. a. Khi cựcg hở ( GS = V) úc này òng điện sẽđi qua kênh heo chiều ừ cực ương của nguồn vàocực vàraở cực S để rở về âm nguồncủa S, kênh có ác ụng như mộ điện rở b. Khi cựcg cóđiện ápâm( GS <V) hình.c Khi cực G cóđiện ápâmnối vàochấ bánẫn loại P, sẽ làm cho iếp giápp N bị phân cực ngược, điện ử rong chấ bánẫn của kênhn bịđẩyvàolàmhuhẹp iế iện kênh, nên điện rở kênh ẫn ăng lên, òng I giảmxuống..3.3 MOSF MOSF được chia làm hai loại: MOSF kênh liên ục và MOSF kênh gián đoạn. Mỗi loại kênh liên ục hay giánđoạn đều có phân loại heo chấ bánẫn làkênhn hay P. a xé các loại MOSF kênh N và suy ra cấu ạo ngược lại cho kênh P.. ấuạovàkýhiệu của MOSF kênh liên ục ấu ạo S SiO kênh N cực máng N cực cổng G N nền P GS cực nguồn S N Đế G G a. b. S S GS 6 P I (m),9 8 4 3 P /,3 P Đặc ính I I SS I SS / I SS /4 GS =V GS = V GS = V GS = V GS = P /= 3V S 6
. ấu ạo vàkýhiệu của MOSF kênh gián đoạn ấu ạo S GS cực máng cực cổng G cực nguồn S SiO N p N a) kªnh N nòn P Õ G G b) S S Hoạ động Khi phân cực chog có GS >V, các điện ích ương ở cực G sẽ hú các điện ử của nền P về phía giữa của hai vùng bán ẫn N và khi lực húđủ lớn hìsốđiện ử bị hú nhiều hơn, đủ để nối liền haivùngbánẫn N và kênh ẫn đượchìnhhành. Khi đó cóòngđiện I điừ sang S, điện ápphâncực cho cực G càngăng hì òng I càng lớn. Điện áp GS đủ lớn để ạo hành kênh ẫn điện gọi là điện áp ngưỡng GS() hay. Khi GS < hì òng cựcmángi = Đặc ính Mé sè h nh nh ransisor F I (m) I GS = 7V GS = 6V GS = 5V GS = 4V GS = 3V GS c) S 4. hryrisor (S).4. hryrisor (S). Nguyªn lý cêu ¹o. Æc Ýnh, h«ng sè 3. KÕ cêu 4. Më hyrisor 5. Khãa hyrisor 6. KiÓm ra 7
.4.. Nguyªn lý cêu ¹o Êu ¹o p n cña hyrisor p n p n J J J 3 K Êu ¹o õ bèn chê b n Én Æ liªn iõp nhau. NÕu Æ iön p ngoμi vμo rongc ciõpgi prªn cã mé iõp gi p ng îc K > cã J ng îc K < cã J, J 3 ng îc hai r êng hîp nμy Òu kh«ng ßng iön. Muèn cã ßng iön ch¹y qua pn cçn cã ßng iön iòu khión (xo i mé cæp b n n nμo ã) Nguyªn lý lμm viöc lo¹i iòu khión õ noe i G J J J 3 p n p n i K K G a) a hªm mé cùc G (gae) vμo n Khicã iönr êng K >, cã ßng iön i G cæp b n Én p, n hμnh y Én, khi ã coi nh îc Æ rùc iõp vμo p, khi ã xuê hiön ßng i K Khi cã ßng i K, ßng iòu khión kh«ng cßn ý nghüa n a. c chê b n Én p,n chø rë vò r¹ng h i ban Çu khi ng ng ßng iön Nguyªn lý lμm viöc lo¹i iòu khión õ ahoe J J J i K n n 3 K p n p n K_ i GK G a) G c) b) a hªm mé cùc G (gae) vμo p Khicã iönr êng K >, cã ßng iön i GK cæp b n Én p, n hμnh y Én, khi ã K coi nh îc Æ rùc iõp vμo n, khi ã xuê hiön ßng i K Khi cã ßng i K, ßng iòu khión kh«ng cßn ý nghüa n a. c chê b n Én p,n chø rë vò r¹ng h i ban Çu khi ng ng ßng iön p p.4.. Æc Ýnh vμ h«ng sè _ Æc Ýnh cã ¹ng nh h nh bªn h«ng sè: ã c c h«ng sè nh ioe N I G I G3 >I G >I G > 4 nãi ë rªn 3 K O _ c h«ng sè riªng cña hyrisor I G ßng iön ù gi ; m, k hêi gian më, khãa hyrisor, M = m K k, i k iön p vμ ßng iön iòu khión /, i/ giíi h¹n èc é biõn hiªn iön p vμ ßng iön I So s nh hyrisor víi c c linh kiön b n Én c«ng suê kh c u ión chýnh cña hyrisor lμ cã më é ßng iön cao, æn hao nhá Nh îc ióm: èc é chuyón m¹ch chëm, Çn sè lμm viöchêp.4.3. KÕ cêu Æc ióm kõ cêu c b n cña hyrisor lμ Én nhiö ra ngoμi nhanh nhê. 8
.4.4. Më hyrisor Þnh nghüa viöc më hyrisor lμ chuyón nã õ r¹ng h i kh«ng ßng iön sang r¹ng h i cã ßng iön. iòu kiön cã ßng iön ch¹y qua hyrisor Muèn cã ßng iön ch¹y qua hyrisor ph i p øng hai iòu kiön: ã iön p K >; ã ßng iön iòu khión i GK rong m¹ch iön mé chiòu, hyrisor îc më Ô μng, cßn rong m¹ch xoay chiòu viöc më hyrisor phøc ¹p h n o iön p vμ ßng iön hõ ng xuyªn æi chiòu Mé sè s å më hyrisor rong m¹ch xoay chiòu,i Më hyrisor b»ng iön p noe K p K Më hyrisor b»ng nguån phô M K a) b) c),i,i iòu khión b»ng m¹ch K.4.5. Kho hyrisor Þnh nghüa viöc kho hyrisor lμ chuyón õ r¹ng h i cã ßng iön vò r¹ng h i kh«ng ßng iön (hay pn rë vò r¹ng h i ban Çu) iòu kiön Ó kho hyrisor lμ ph i a ßng iön ch¹y qua nã vò ãhóhióuvò iòukiönnμy lμ Æ mé iön p ng îc rùc iõp rªn hai Çu K <, hyrisor îc kho. ViÖc Æ iön p ng îc nh hõ kh«ng ph i khi nμo còng huën iön, o ã cã mé sè c ch kho nh sau: Mé sè s å kho hyrisor rong m¹ch mé chiòu rong m¹ch iön xoay chiòu hyrisor ù kho o ßng iön ù éng æi chiòu heo iön p, khi ßng iön b»ng hyrisor ù kho. Mé sè s å kho hyrisori rong m¹ch mé chiòu a) Hë m¹ch b) Ng¾n c) ¹o ßng ch¹y ßng iön m¹ch ng îc hyrisor víi hyrisor I I N = I N Mé sè s å m¹ch kho hyrisor b»ng m¹ch iön phô I 3 I I 3 Z Z 4 Z 5 a. b. c. I I I Z Z Z 3 3 3 Z. e. f. Z W W I I 3 4 Z Z 5 3 g. h. i. I I Z 9
I I N I Z.4.6. Kiểm ras bé íc : Kiểm rabằng đång hå v¹n n ng Ó hang iön rë o lín nhê: ± víi ± K ( æi Çu que o) cã iön rë Ω ± víi G ( æi Çu que o) cã iön rë Ω. ± K víi G ( æi Çu que o) cã iön rë (5 ) Ω îc nh hõ nμy cã hó m¾c hyrisor vμo m¹ch íc. KiÓm ra iòu khión ïng c c m¹ch a, b ë môc 4 Ó kióm ra hyrisor VÝ ô m¹ch kióm ra hyrisor îc m¾c vμo l íi iön xoay chiòu nh c ch nhvï íi. iòu kiön îc phðp m¾c hyrisor vμo m¹ch: N >. ~ Khi kho K hë hyrisor kho Ìn kh«ng s ng Khi kho K ãng hyrisor Én Ìn s ng /4 c«ng suê K K ~ ~ p.4.7. ioe Shockley (cïng hä Æc Ýnh cßn cã SS Siliconnilaeral Swich) ioe Shockley cã cêu ¹o bèn chê b n Én nh hyrisor nh ng kh«ng cã cæng iòu khión. Ng êiachõ¹o linhkiönnμy cã Ønh Æc Ýnh phi uyõn ë gãc phçn hø nhê nhá. inh kiön nμy gièng ioe æn p lμ chóng cho ßng iön ch¹y qua khi iön p v î mé ng ìngj nμo J ã. Khi J I 3 cã ßng iön ch¹y qua K råi, ioe shockley cã sô p b»ng p n p n N O Mésèh nh nhs 5 riac
.5 riac. Nguyªn lý cêu ¹o. Æc Ýnh, h«ng sè 3. KÕ cêu 4. Më riac 5. KiÓm ra.5.. Nguyªn lý cêu ¹o XuÊ xø cêu ¹o riac i α α i α α a b Z iòu khión èi xøng hai hrysisor iòu khión mê èi xøng hai hrysisor Z Nguyªn lý cêu ¹o Êu ¹o riac cã c c líp b n Én ghðp nèi iõp nh h nh vï vμ îc nèi ra ba ch n, hai ch n, vμ ch n iòu khión (G). VÒ nguyªn lý cêu ¹o, riac cã hó coi nh hai hrysisor ghðp song song nh ng ng îc chiòu nhau (ghðp song song ng îc) nh rªn h nh vï c r êng hîp iòu khión riac heo nguyªn lý ho¹ éng cña riac nªu ë rªn, riac sï îc kých më cho ßng iön ch¹y qua khi iön p vμ G ång Êu, nghüa lμ: ng vμ G ng so víi. m vμ G m so víi. N P N G N P N 3 4 G G P N P N G G N P N P G G a) b) c) Ngoμi ra vμ G r i Êu riac còng cã hó kých më îc: ng vμ G m so víi, cã ßng iön m vμ G ng so víi, kh«ng ßng iön. G o¹i nμy gäi lμ lo¹i iòu khión r i Êu m Mé sè nhμ chõ ¹o cho xuê x ëng lo¹i riac ng vμ G m so víi, kh«ng ßng iön. m vμ G ng so víi cã ßng iön o¹i nμy gäi lμ lo¹i iòu khión r i Êu ng.5.. Æc Ýnh vμ h«ng sè Æc Ýnh Gåm hai Æc Ýnh hrysisor èi xøng nhau qua gèc o¹ é I h«ng sè: nh cña hrysisor < I G <I G <I G3 I G3 >I G >I G > O
.5.3. KÕ cêu Hoμn oμn gièngnh hrysisor.5.4. S å më riac K K ~ G ~ p G G a) b) ~ M K c).5.5. KiÓm ra, ph n biö riac víi hrysisor íc : KiÓm ra s bé gièng nh kióm ra hrysisor G G íc : KiÓm ra iòu khión b»ng s å sau Hë K Ìn kh«ng s ng ãng K: Ìn kh«ng s ng lμ hrysisor Ìn s ng hõ c«ng suê lμ riac iòu khión r i Êu m 3 Ìn s ng /4 c«ng suê lμ riac iòu khión r i Êu ng p K ~.5.6. iac (linh kiön cã cïng Æc Ýnh SS Silicon ilaeral Swich) iac cã cêu ¹o b n Én nh riac nh ng kh«ng cã cæng iòu khión. Ng êi a chõ ¹o linh kiön nμy cã Ønh Æc Ýnh phi uyõn nhá. inh kiön nμy gièng ioe Shockley lμ chóng cho ßng iön ch¹y qua khi iön p v î mé ng ìng nμo ã. iac cho ßng iön ch¹y qua c hai chiòu N P I øng ông ión h nh cña iac V Z N N P N O
Mésèh nh nhriac 6. «ng ¾c Ünh (elay b n É.6. «ng ¾c Ünh. Nguyªn lý cêu ¹o. So s nh u nh îc ióm cña c«ng c Ünh 3. S å cho r êng hîp nguån ba pha 4. Ph¹m vi øng ông ión h nh.6.. Nguyªn lý cêu ¹o S å nguyªn lý b»ng hai hrysisor Nguyªn lý ho¹ éng nh sau: Kho K hë, hai hrysisor kh«ng iòu khión Òu kho Kho K ãng: iön hõ ng, cã ßng iön i (mçu á) lμm cho cã ßng iön iòu khión, Én, cã ßng iön i heo chiòu rªn xuèng iön hõ ng, cã ßng iön i (mçu xanh) lμm cho cã ßng iön iòu khión, Én, cã ßng iön i heo chiòu íi lªn K Z S å nguyªn lý b»ng riac K Z Nguyªn lý ho¹ éng nh sau: Kho K hë, riac kh«ng iòu khión bþ kho Kho K ãng: iön hõ ng, cã ßng iön iòu khión i (mçu á) lμm cho Én, cã ßng iön i heo chiòu rªn xuèng iön hõ ng, cã ßng iön iòu khión heo chiòu ng îc l¹i lμm cho Én, cã ßng iön i heo chiòu íi lªn.6.. So s nh u nh îc ióm cña c«ng c «ng ¾c cã iõp ióm u ióm: n gi n, in cëy n oμn khi c¾ iön ã kh n ng qu i lín æn hao sinh nhiö nhá μm viöc víi mäi ¹ng ßng iön Nh îc ióm: ã hå quang nªn Ô ch y Mau háng khi nhiòu bôi Çn sè vμ sè lçn ãng c¾ giíi h¹n ùc ãng c¾ lín Ünh «ng ¾c Ünh u ióm: Kh«ng hå quang Kh«ng bþ nh h ëng rong m«i r êng nhiòu bôi Çn sè vμ sè lçn ãng c¾ kh«ng giíi h¹n Nh îc ióm: Kh«ng an oμn khi c¾ iön Kh«ng kh n ng qu i æn hao sinh nhiö lín hø lμm viöc ë ßng iön xoay chiòu 3
S å c«ng¾c Ünh ión h nh rong c«ng nghiöp.6.3. S å cho r êng hîp nguån ba pha (33)V o¹i ïng iac Khi cã ßng iön, iac Én, riac Én (33)V o¹i ïng quang iön rë Khi cã ßng iön, gi m iön rë, riac Én Z Z K K Z Z Z Z.6.4. Ph¹m vi øng ông ión h nh rong iòu kiön m«i r êng Ô ch y: c c má han, s n xuê vμ kinh oanh x ng Çu... rong iòu kiön m«i r êng nhiòu bôi: c c nhμ m y xi m ng, xay x, b nh kño... Khi Çn sè vμ sè lçn ãng c¾ lín: iòu khión nhiö é cña c c lß nhiö, 7. IG.7. ransisor l ìng cùc cùc cöa c ch li IG Êu róc h«ng sè Æc r ng Yªu cçu èi víi m¹ch iòu khión.7.. Êu róc cña IG S å cêu róc cña IG p G n n n n n p p n ch iön G S np n pn p 4
Về cêuróccôhócoiig nh hai ransisor. NPN, PNP vμ mé MOSF Đặc ínhđóng cắ S å hö nghiöm G S np n pn p Sơ đồương đương Kí hiệu G Nguån iòu khión G, G ôkýsinh G G G G c iòu kiön Ó IG Én >; G >ng Khi ã xuê hiön kªnh Én. Nhê c c iön ö ch¹y qua kªnh Én, b m hªm vμo N lμm iönhõ cñanãgi m, kðo heo P N Én I chø kh c khi > ng Mồi IG Æc Ýnh i G > ng Khãa IG o Én b»ng h¹ hióu sè nªn hêi gian khãa μi h n, Çn sè hêp h n. Hai giai o¹n khãa (như h nh vï). c c kªnh biõn mê, MOS khãa nhanh chãng. c h¹ cña N i hîp Çn vμ i gi m chëm Qu r nh khãa G i Qu r nh khãa G h«ng sè IG S iön p cùc ¹i khi G ng¾n m¹ch. GS iön p G cùc ¹i cho phðp khi ng¾n m¹ch. I ßng iön mé chiìu cùc ¹i I max ßng iön Ønh cña colecor; P m «ng suê æn hao cùc ¹i; P NhiÖ é cho phðp; I ßng iön i c m cùc ¹i; I r ßng iön rß Gng iön p ng ìng G 5
h ng 3. huyón æi h ng 3 é chuyón æi (iõn p chiòu) ( m xung chiòu) Kh i qu vò iòu p mé chiòu huyón æi mé chiòu nèi iõp huyón æi mé chiòu song song huyón æi o chiòu Ých luü n ng l îng khi chuyón æi huyón æi ng p 3. Kh i qu vò iòu p mé chiòu iòu p mé chiòu îc Þnh nghüa lμ bé iòu khiónßng iönvμ iön p mé chiòu khi nguån cêp lμ iön m«chiòu I. c ph ng ph p iòu p mé chiòu ãmésèc ch iòukhiónméchiòunh sau: iòu khión b»ng c ch m¾c nèi iõp víi i mé iön rë iòu khión liªn ôc b»ng c ch m¾c nèi iõp víi i mé ransisor iòu khión b»ng b m p (xung p) iòu khión b»ng c ch m¾c nèi iõp víi i mé iön rë I f S å ßng iön vμ iön p iòu chønh îc Ýnh I = ; Nh îc ióm cña ph ng ph p: f = f HiÖu suê hêp (ΔP f = I. Δ ) Kh«ng iòu chønh liªn ôc khi ßng i lín iòu khión liªn ôc b»ng c ch m¾c nèi iõp víi i mé ransisor Δ S å vμ nguyªn lý iòu khión I = β.i I M K Δ = I. iön p qua : =I c. =β.i. Nh îc ióm cña ph ng ph p: æn hao rªn ransisor lín, ph nhþª nhiòu ransisor Ô háng. M K c M K b a I =I Z Z iòu khión b»ng b m p (b m xung) m p mé chiòu lμ bé biõn æi iön p mé chiòu hμnh xung iön p. iòu chønh é réng xung iön p, iòu chønh îc rþ sè rung b nh iön p i. c bé b m p mé chiòu cã hó hùc hiön heo s å m¹ch nèi iõp (phçn ö ãng c¾ m¾c nèi iõp víi i) hoæc heo s å m¹ch song song (phçn ö ãng c¾ îc m¾c song song víi i).
II. nguån cêp rong b m p mé chiòu. Þnh nghüa vò nguån ßng vμ nguån p Nguån p: lμ nguån mμ ¹ng sãng vμ gi rþ iön p cña nã kh«ng phô huéc ßng iön (kó c gi rþ còng nh èc é biõn hiªn) Æc r ng c b n cña nguån p lμ iön p kh«ng æi vμ iön rë rong nhá Ó sô p bªn rong nguån nhá Nguån ßng: lμ nguån mμ ¹ng sãng vμ gi rþ ßng iön cña nã kh«ng phô huéc iön p p cña nã (kó c gi rþ còng nh èc é biõn hiªn) Æc r ng c b n cña nguån ßng lμ ßng iön kh«ng æi vμ iön rë lín Ó sô ßng bªn rong nguån nhá. Ýnh huën nghþch cña nguån Nguån cã Ýnh huën nghþch: iön p cã hó kh«ng o chiòu (acquy), hay o chiòu (m y ph mé chiòu) ßng iön h êng cã hó æi chiòu «ng suê p = u.i cã hó æi chiòu khi mé rong hai ¹i l îng u, i o chiòu.. i hiön Æc Ýnh cu nguån Nguån p h êng cã,, khi cã ßng iön cã i, (i/) lμm cho iön p rªn cùc nguån hay æi. Ó c i hiön Æc Ýnh cña nguån p ng êi a m¾c song song víi nguån mé ô ng ù, nguån ßng cã Z =. Khi cã biõn hiªn u/ lμm cho ßng iön hay æi. Ó c i hiön Æc Ýnh nguån ßng ng êi a m¾c nèi iõp víi nguån mé iön c m. huyón æi nguån p hμnh nguån ßng vμ ng îc l¹i:. Quy ¾c nèi c c nguån èi víi nguån p: Kh«ng nèi song song c c nguån cã iön p kh c nhau Kh«ng ng¾n m¹ch nguån p ho phðp hë m¹ch nguån p èi víi nguån ßng: Kh«ng m¾c nèi iõp c c nguån ßng cã ßng iön kh c nhau Kh«ng hë m¹ch nguån ßng ho phðp ng¾n m¹ch nguån ßng 3.. m p mé chiòu nèi iõp 3... Nguyªn lý b m p mé chiòu nèi iõp _ K a. Z H nh 3. m p mé chiòu nèi iõp; a. s å nguyªn lý; b. êng cong iön p. K b. S å nguyªn lý b m p mé chiòu nèi iõp giíi hiöu rªn h nh 3.a. heo ã phçn ö chuyón m¹ch ¹o c c xung iön p m¾c nèi iõp víi i. iön p mé chiòu îc iòu khión b¾ng c ch iòu khión hêi gian ãng kho K rong chu k ãng c¾. rong khoang (h nh 3.b) kho K ãng iön p i b»ng iön p nguån ( = ), rong kho ng kho K më iön p i b»ng.
rþ sè rung b nh iön p mé chiòu îc Ýnh = K = ck nõu coiγ = h : ck = γ. f=/ K. K b. 3... Ho¹ éng cña s å víi i iön c m S å ión h nh cã ¹ng K ßng iön îc x c Þnh bëi ph ng r nh vi ph n rong ã: i: ßng iön i; i =.i iön rë i; iönc m i I b ßng iön ban Çu cña chu k ang xð (më hay ãng kho K); I X: ßng iön x c lëp cña chu k ang xð Khi kho K ãng ; Khi kho K më I X = h»ng sè hêi gian iön õ cña m¹ch,i = i I b.e I X e = W =i / i é nhêp nh«ßng iön îc Ýnh: ( γ ). γ..k ( γ ). γ. ΔI = =.f õ bióu høc hêy r»ng, biªn é ao éng ßng iön phô huéc vμo bèn h«ng sè: iön p nguån cêp ( ); é réng xung iön p (γ); iön c m i ( ) vμ chu k chuyón m¹ch kho K ( K ). c h«ng sè: iön p nguån cêp, é réng xung iön p phô huéc yªu cçu iòu khión iön p i, iön c m i lμ h«ng sè cña i. o ã Ó c i hiön chê l îng ßng iön i (gi m nhá ΔI) cã hó c éng vμo K. Nh vëy, nõu chu k chuyón m¹ch cμng bð (hay Çn sè chuyón m¹ch cμng lín) h biªn é Ëp m¹ch ßng iön cμng nhá, chê l îng ßng iön mé chiòu cμng cao. o ã bé iòu khión nμy h êng îc hiõ kõ víi Çn sè cao hμng chôc khz. x ã hó minh ho¹ b»ng gi n å ßng iön iön p cho hai Çn sè kh c nhau,i i,i a) b) 3..3. c s å éng lùc cña b m p nèi iõp c s å ión h nh: ïng hrysisor h nh a ïng ransisor. l ìng cùc h nh b ïng ransisor. r êng hinhg f c ïng IG h nh a M K c Z M K b M K Z Z 3.3. m p o chiòu S å nh h nh vï heo chiòu ch¹y huën, iòu khión, 3, ßng iön i i cã chiòu rªn xuèng nh h nh vï, >. heo chiòu ch¹y ng îc, iòu khión, 4, ßng iön i i N cã chiòu íi lªn nh h nh vï, <. i Z N i N 4 3 3
,i,i,i,i 3 hiều huận 4 hiều ngược 3.4. m p song song Nguyªn lý b m p song song æn hao c«ng suê khi b m p song song m p cã hoμn r n ngl îng vò nguån 3.4.. Nguyªn lý b m p song song S å: hc ßng iön vμ iön p i S îc Ýnh ng øng khi K kho K ãng i S = ; = hc vμ kho K hë i = ; = hc hc i N i S K i kho K K kho Khë 3.4.. æn hao c«ng suê khi b m p song song r êng hîp æng qu hci S i ΔP = hc hc ΔP = hc Khi iòu chønh, chu k xung iön p kh«ng æi. Khi ã, cø ng h gi m vμ ng îc l¹i. Khi cçn gi m iön p i, cçn ng vμ gi m, c«ng suê æn hao rong bióu høc rªn ng o ã, b m p song song kh«ng hých hîp khi i nhën n ng l îngõl íi. 3.4.3. m p cã hoμn r n ng l îng vò nguån r êng hîp nμy chø xð khi i cã søc iön éng (vý ô cêp iön mé chiòu vò nguån i huçn rë) i i N i S K a. ßng iön ch¹y ng îc vò nguån chø ån ¹i khi > i N i S K kho K K kho Khë b. XÐ r êng hîp khi i iön c m vμ cã søc iön éng (vý ô éng c lμm viöcëchõ éh¹ i) i N i S K a. i i N i S K b. kho K K kho Khë 4
m p nèi iõp, song song kõ hîp rong r êng hîp i lμm viöc c chõ é nhën n ng l îng vμ r n ng l îng, s å phèi hîp nèi iõp vμ song îc sö ông. Khi nhën n ng l îng õ l íi, iòu khión K N. Khi r n ng l îng vò l íi, iòu khión K S. K S i N i K N i S 3.5. m p Ých luỹ năng lượng m p Ých luü iön c m m p Ých luü iön ung 3.5.. m p Ých luü iön c m Khi bé b m n»m gi a nguån p víi i nguån p, phçn ö Ých luü n ng l îng ph i lμ iön c m W đ =i / N i N i K i Z W đ =i / i i u i u γ Ho¹ éng Khi Én: i N =i = i, i = i =, = ( ), =.i/, i ng uyõn Ýnh Khi Én: i N =i =, i = i = i, = ( ), =.i/, i gi m uyõn Ýnh. rþ sè rung b nh ßng iön nguån: I N = γi rþ sè rung b nh ßng i:i = ( γ)i. á qua æn hao a cã:.i = N.I N hay: N I = I N = γ γ Z 3.5.. m p Ých luü iön ung Khi bé b m liªn hö gi a hai nguån ßng, phçn ö Ých luü n ng l îng ph i lμ iön ung J N J N K K i i i u i u γ Ho¹ éng Khi Én, ô cêp cho i víi ßng iön kh«ng æi, u N =, u = u, i = I, u / = I /; i =I N I ; u =; i =, u = u Khi io Én, kho, nguån n¹p cho ô víi ßng iön I N : u N = u, u =,I N =i, u / = i N /; i =; u = u ; i = I N I, u =. rþ sè rung b nh iön p nguån: N = (γ) rþ sè rung b nh iön p i: = γ. á qua æn hao a cã:.i = N.I N hay: N I = I N = γ γ 5
S å éng lùc 3.6. é b m ng p S å vμ ho¹ éng c bióu høc c b n N i i i i u u i i 3 4 u N u i i rong kho ng ransisor Én cã ßng iön i ch¹y qua cuén y; io kho vμ chþu mé iön p b»ng iön p nguån. rong kho ng ransisor kho, cuén y x n ng l îng qua i b»ng ßng i. ßng iön nμy ång hêi n¹p cho ô. Khi ransisor. Én l¹i, ô x qua i Ó uy r ßng iön rªn i. oi iön ung cña ô lín, ßng iön i qua i b y giêi gçn nh kh«ng æi c bióu høc c b n Khi Én, io chþu mé iön p: = N = N i Khi kho, nã chþu mé iön p = N = N i c gi rþ ßng iön γ I N = I ;I = I N I = I. γ γ γ γ I = = γ NÕucoi = acã γ = γ γ γ N = ; ( γ) I 3.7. Điều khiển mộ chiòuc c ng¾ b n Én. Nguyªn lý iòu khión. Sơ đồ khối mạch điều khiển 3. c ckh uc b n 4. Mạch vý ụ 3.7.. Nguyªn lý iòu khión Mạch điều khiển băm áp mộ chiều có nhiệm vụ xác định hời điểm mở và khoá van bán ẫn rongmộ chu kì chuyển mạch. Như đãbiế ở rên, chu kì đóng cắ van nên hiế kế cố định. Điện ápải khi điều khiển được ính ải = γ. 6
Nguyên lí điệnápựa đk điệnápđiều khiển k 3.7.. Sơđồkhối mạch điều khiển Sơ đồkhối đk i 3 4 5 ¹o Çn sè So s nh ¹o xung khuõch ¹i Van b n Én γ H nh 3.4 S å khè m¹ch iòu khión iòu p mé chiòu. H nh 3.3. Nguyªn lý iòu khión iòu p mé chiòu Khâu ạo ần số có nhiệm vụ ạo điện áp ựa răng cưa rc với ần số heoýmuốn người hiế kế. ần số của cácbộ điều áp mộ chiều hường chọn khá lớn (hàng chục KHz). ần số này lớn hay bé là o khả năng chịu ần số của vanbánẫn. Nếu vanđộng lực làhrysisorần số của khâu ạo ần số khoảng 5 KHz. Nếu van động lực là ransisor lưỡng cực, rường, IG ần số có hể hàng chục KHz. Khâu so sánh có nhiệm vụ xác định hời điểm điện ápựa bằng điện ápđiều khiển. ại các hời điểm điện áp ựa bằng điện áp điều khiển hì phá lệnh mở hoặc khoá van bán ẫn.. Khâu ạo xung, khuếch đại có nhiệm vụ ạo xung phù hợp để mở van bán ẫn. Mộ xung được coilà phù hợp để mở van là xung có đủ công suấ (đủ òng điện vàđiện ápđiều khiển), cách ly giữa mạch điều khiển với mạch động lực khi nguồn động lực hàngchục vôn rở lên. Hình ạng xung điều khiển phụ huộc loại van động lực được sử ụng. 3.7.3. ác khâu cơ bản. Kh u ¹o Çn sè. k γ γ γ ck ck ck a b c H nh 3.5 c ¹ng iön p ùa cña m¹ch iòu khión iòu p mé chiòu ¹o iön p am gi c b»ng ao éng đa hμi. V V a = = 3....ln = V V b =...ln 3 =..., =,.. 7
ạo điện ápựa bằng mạch ích phân Mạch ích hoá (J) V V _ 3 a b a cc b cc c f = ln P Mạch ao động bằng I 566 Mạch ao động bằng I 566 cc = V 6 8 K 9 3..,. fmax = = 6 5Hz 6 8 3 5 urren Sources Schmi rigger 3 4 5 K 5 K 5 7,MF 4,9 7Hz 3..,. fmax = = 6 7 H nh 3.6 S å cêu róc cña I566 Mạch ạo điện ápựa bằng 446 Khâu so sánh rc k _ a. ss b. 8
Khâu khuếch đại Sơđồmạch a. M¹ch khuõch ¹i cho iòu p mé chiòu b»ng hrysisor. () Z k rc 3 4 ss r 3 5V X r r 3 r 4 X 4 5V k rc Sơđồmạch khuếch đai (iếp) ss r 5V X r b. M¹ch khuõch ¹i cho van éng lùc lμ ransisor 6 r n k q q q 6 6 n q r r r 3 r 4 r r r z a. b. c. X 4 3 5V 9
Néi ung h ng 4 hønh l u. Kh i qu. hønh l u nöa chu k 3. hønh l u c chu l víi biõn p rung Ýnh 4. hønh l u cçu mé pha 5. hønh l u ia ba pha 6. hønh l u cçu ba pha 7. hønh l u ias upha 8. N ng cao chê l îng ßng chønh l u 9. äc mé chiòu 4. Kh i qu chønh l u Êu róc, Þnh nghüa Ph n lo¹i ch«ngsèc b ncñachønhl u Nguyªn ¾c Én cña c c ng¾ iön b n Én 4... Êu róc, Þnh nghüa Þnh nghüa: hønh l u lμ hiõ bþ biõn æi ßng iön ( iön p) xoay chiòu hμnh ßng iön mé chiòu Êu róc chønh l u nh h nh vï, P, P =, P = äc 4... Ph n lo¹i heo sè pha: mé pha, hai pha, ba pha, s u pha.. heo lo¹i ng¾ iön: oμn ioe lμ chønh l u kh«ng iòu khión oμn hrysisorlμ chønh l u iòukhión Mé nöa chønh l u, mé nöa ioe lμ chønh l u b n iòu khión (chønh l u iòu khión kh«ng èi xøng) Ph n lo¹i heo s å m¾c Ph n lo¹i heo c«ng suê 4..3. c h«ng sè c b n cña chønh l u Nh ng h«ng sè cã ý nghüa quan rong Ó nh gi chønh l u baogåm: = u ( ω).ω. iön p i. ßng iön i: I = c / 3. ßng iön ch¹y qua ng¾ iön: I N = I /m 4. iön p ng îc cña ng¾ iön: N = max 5. «ng suê biõn p: S S S = k.. = s 6. Sè lçn Ëp m¹ch rong mé chu k m 7. é Ëp m¹ch (nhêp nh«) cña iön p i
4..4. Nguyªn ¾c Én cña c c ng¾ iön b n Én Nhãm ng¾ iön nèi chung cahoe Nguyªn ¾c ioe Én: iön p anoe cña ioe nμo ng h n ioe Êy Én. Khi ã iön hõ ióm b»ng iön hõ anoe ng nhê. Nguyªn ¾c Én vμ iòu khión hrysisor V V V n V V V n n n a) b) Nhãm ng¾ iön nèi chung anoe Nguyªn ¾c ioe Én: iön p cahoe ng¾ iön nμo m h n ioe Êy Én. Khi ã iön hõ ióm K b»ng iön hõ anoe m nhê. Nguyªn ¾c Én vμ iòu khión hrysisor: Phô huéc vμo iönhõ ng rªn cùc anoe vμ ÝnhiÖu iòukhión. V V V n V V V n n n b) a) K K 4.. hønh l u mé nöa chu k 4... hønh l u kh«ng iòu khión S å chønh l u ménöachuk kh«ng iòu khión rªn h nh vï I F = a) b) XÐ r êng hîp i huçn rë c h«ng sè cña s å iön p i = sin ω.ω = =, ßng iön i: I = c / ßng iön ch¹y qua ioe: I = I iön p ng îc cña ng¾ iön: N = S S «ng suê biõn p: S = = 3, 9.. I F 45 I XÐ r ênghîp i iönc m o cã Ých luü vμ x n ng l îng cña cuén y, o ã ßng iön vμ iön p cã ¹ng nh h nh vï c h«ng sè cña s å ϕ cosϕ iön p i = sinω.ω =,45 ßng iön i: I = c / ßng iön ch¹y qua ioe: I = I iön p ng îc cña ng¾ iön: N = S S «ng suê biõn p: S = = 3, 9.. I F W =i / i e ϕ e =.(i/) i 4.. hønh l u mé nöa chu k cã iòu khión a. r êng hîp i huçn rë iön p i îc Ýnh = α F cosα sinω.ω =,45 X k I α
b. XÐ r êng hîp i iön c m iön p i îc Ýnh ϕ = α cosϕ cosα sinω.ω =,45 F α i c. i iön c m cã ioe x n ng l îng i F i α e i i Kh«ng ioe x n ng l îng X k e α e ã ioe x n ng l îng 4.3. hønh l u c chu k víi biõn p cã rung Ýnh hønh l u kh«ng iòu khión hønh l u cã iòukhión hõ é rïng Én (chuyón m¹ch) 4.3.. hønh l u kh«ng iòu khión S å vμ c c êng cong i F I i S å chønh l u c chu k víi biõn p cã rung Ýnh. I I khi = I khi = F F F a. h«ng sè cña s å iön p, ßng iön chønh l u vμ ng¾ iön I b I = b =. I = ;I h N =. S S S = sinω.ω = I =,3,74 = I,48 I =,9. 4.3.. hønh l u cã iòu khión F H nh.. S å chønh l u c chu k víi biõn p cã rung Ýnh. I I p α α p α 3 p 3 a. I = I I I α α α 3 I b. I = 3
i huçn rë = i iön c m iön p chønh l u cosα sin ω.ω =,9. b α ϕ b = α cosϕ cosα sin ω.ω =,9. Khi ßng iön liªn ôc α = ϕ =,9 cos α 4.3.3. hønh l u cã ioe x n ng l îng S å vμ c c êng cong F I I I 3 I I I I b. 4.3.4. HiÖn îng chuyón m¹ch hø xð chuyón m¹ch khi ßng iön i liªn ôc F α α α I 3 I I I I 4.4. hỉnh lưu cầu mộ pha hỉnh lưu không điều khiển hỉnh lưu điều khiển đối xứng hỉnh lưu điều khiển không đối xứng I I X X X _ F 4.4.. hỉnh lưu không điều khiển Sơđồ NK 4 N 3,i F i i i i 3 hông số của sơđồ Điện áp và òng điện ải có hình ạng giống như chỉnh lưu cả chu kì với, o đó hông số giống như rường hợp rên =. sin ω.ω = =,9 Mộ số hông số khác: = Δ.Δ Δ n S =,3.I n = ~ 4
4.4.. hønh l u cçu iòu khión èi xøng S å, c c êng cong Æc ióm iòu khión ång hêi hai ng¾ iön S å iòu khión ång hêi hai hrysisor 4,i F i i X ( 3 ) F 3 i 3 α α α 3 M¹ch iòu khión W W W 3 ( 4 ) i, X, i 34 X 3,4 4.4.3. hønh l u iòu khión kh«ng èi xøng a. Æc ióm iòu khión Kh¾c phôc nh îc ióm vò iòu khión ång hêi hai hrysisor ¹i mçi hêi ióm chø më mé hrysisor b. S å uú heo c ch m¾c hrysisor cã hai lo¹i s å: NK NK N N ng¾ iön b n Én nèi cïng cùc Ýnh ng¾ iön b n Én nèi kh«ng cïng cùc Ýnh a. c êng cong N N N K K = = I α α α 3 3 α α α 3 I I I I I I I I I b. N I I I I I 3 a. c êng cong I = I <> I 3 I I I I b. 5
4.4.4. NhËn xð iòu khión chønh l u cçu mé pha hønh l u cçu mé pha cã chê l îng iön ng ng chønh l u c chuk víi æng sô p rªn ng¾ iön lín nªn kh«ng chän khi iön p i hêp iõn p Ô chõ ¹o h n v f f 3 3 3 3 4 4 r r V V k 5 6 6 5 3 3 4 4 5V v 5V v f r 3 3 4 V 5 6 3 5V 4 4.5 hønh l u ia ba pha f r 3 3 4 V k 5 6 3 4 5V v hønh l u kh«ng iòu khión hønh l u cã iòukhión HiÖn ng rïng Én 5V M¹ch iòu khión chønh l u cçu mé pha èi xøng a. S å chønh l u ia ba pha kh«ng iòu khión 4.5.. hønh l u kh«ng iòu khión S å vμ ho¹ éng cña nã c h«ng sè c b n cña s å F 3 a. I I I I θ θ θ 3 θ 4 5 % I 3 b. 6
b. hønh l u kh«ng iòu khión S å vμ c c êng cong a. a. 3 3 I I I I 3 I 3 4,5 max c. h«ng sè cña s å iön p, ßng iön chønh l u vμ ng¾ iön 5/ 6 3 3 6 b = f sinω.ω = f =,7. / 6 I I I = ; I b = ;I h = ; 3 3 N = 3 f =,45. f = (,45/,7) S S,3,48 S = = I,35 I m = 3 f b. 4.5.. hønh l u cã iòukhión Nguyªn ¾c iòu khión Ho¹ éng cña s å khi i huçn rë Ho¹ éng cña s å khi i iön c m Ho¹ éng cña s å khi cã ioe x n ng l îng a. hønh l u cã iòukhión S å _ 3 3 i _ Þnh nghüa vò gãc h«ng ù nhiªn gãc h«ng ù nhiªn 3 4 X X Xung r íc gãc h«ng ù nhiªn I α 3 4 X 3 X 3 X X Xung sau gãc h«ng ù nhiªn a. 3 b. Nguyªn ¾c iòu khión 3 a. I X X X 3 Gãc h«ng ù nhiªn I 3 4 α 7
c. Ho¹ éng cña s å khi i huçn rë h«ng sè cña s å α<3 α>3 3 a. I I I I 3 b. I 3 4 I I I I 3 3 4 c. I iön p chønh l u Khi i huçn rë gãc më nhá h n 3 b = 3 5 α 6 α 6 f sinω.ω =,7. cosα Khi gãc më ng¾ iön lín h n 3 cos α 3 6 b = f sinω.ω =,7. f 3 α 6 c h«ng sè cßn l¹i nh chønh l u kh«ng iòu khión f. Ho¹ éng cña s å khi i iön c m h«ng sè cña s å α<3 α>3 a. 3 I I I I 3 α α α 3 α 4 I I I I 3 4 iön p chønh l u b 5 α 6 3 = α 6 f sinω.ω =,7. f cosα e. Ho¹ éng cña s å khi cã ioe x n ng l îng I p α p α p α 3 p 3 α 4 3 I I = I 3 a. I b. cos α 3 6 b = f sinω.ω =,7. f 3 α 6 F 4.5.3. HiÖn îng rïng Én XÐ s å cã i iön c m lín Ó cho ßng iön liªn ôc 3 I = a. I I I 3 α α α β β 3 4 β 3 8
XÐ rïng Én hai pha, Ph ng r mh m¹ch iön = = m sinω, = i i m = sin ω m sin sin ω 9 m m Sau khi gi i ph ng r nh rªn a cã: m i = sin [ cosα cos( ω α) ] X m m 3 = a. i i = I i X I Gãc rïng Én îc Ýnh õ: cosα cos( α γ) = m sin m i rïng Én ë gãc lín h n HiÖn îng α=6 I I / α β β α α 3 I ¹ng iön p rong vïng rïng Én Gi sö cã sù rïng Én hai pha vμ. khi ã, ph ng r nh iön p viõ cho pha vμ : F =.i (i /) F =.i (i /) éng hai bióu høc rªn l¹i a cã:. F = (.i.i ) [ (i /) (i /)] iön rë biõn p nhá nªn.i.i, ¹o hμm ßng iön khi ng vμ gi m b»ng nhau nªn (i /) (i /) =. o ã: F = ( )/ = / 3 = i a. i H nh ¹ng iön p rong vïng rïng Én ( )/= / γ / Gi rþ iön p chønh l u khi cã xð rïng Én α = m Δ γ = ( N ) X.I Δ γ = m cosα Δ = γ γ m ω = X.I cosα m γ ω Mé sè nhën xð hê l îng ßng iön mé chiòu ë chønh l u ia ba pha è h n c c lo¹i chønh l u mé pha ßng iön ch¹y qua ng¾ iön nhá h n, ph nhiö Ý h n iõn p îc chõ ¹o lμ lo¹i ba pha ba rô 9
4.6. hønh l u cçu ba pha hønh l u kh«ng iòu khión hønh l u iòu khión èi xøng hønh l u iòu khión kh«ng èi xøng 4.6.. hønh l u kh«ng iòu khión a. S å: M«s å: Hai nhãm ng¾ iön N m¾c chung cahoe cho iön p ng, NK m¾c chung anoe cho iön p m NK F 4 6 3 5 N i b. Ho¹ éng cña s å F NK 4 6 3 5 N f I I I 3 I 5 I I 4 I 6 ϕ θ θ θ 3 θ 4 θ 5 θ 6 θ 7 ϕ F 3,4% c. h«ng sè cña s å iön p, ßng iön chønh l u vμ ng¾ iön 4 / 6 6.3 6 b = 3 f sinω.ω = / 3 I I I = ; I b = ;I h = ; 3 3 N = 3 f =,45. f = (,45/.34) S =,5. I m = 6 f =.,7. f 4.6.. HØnh l u iòukhión èi xøng a. S å 4 6 a b c 3 5 S å nguyªn lý m¹ch éng lùc F NK 4 6 3 5 N a c ch cêp xung iòu khión Êp hai xung iòu khión óng hø ù pha, hai xung iòu khión kh«ng óng hø ù pha, ba xung iòu khión nh b ng íi X X α X X 4 α X 6 X 6 α 3 X 3 X 36 α 4 X X 3 α 5 X 5 X 5 α 6 X 4 X 45 X X α X X 6 α X 6 X 63 α 3 X 3 X 3 α 4 X X 5 α 5 X 5 X 54 α 6 X 4 X 43 X X α X X 46 α X 6 X 63 α 3 X 3 X 364 α 4 X X 35 α 5 X 5 X 54 α 6 X 4 X 45
X X α X X 4 α X 6 X 6 α 3 X 3 X 36 α 4 X X 3 α 5 X 5 X 5 α 6 X 4 X 45 F NK 4 6 óng hø ù pha Ng îc hø ù pha 3 xung iòu khión X X α X X 6 α X 6 X 63 α 3 X 3 X 3 α 4 X X 5 α 5 X 5 X 54 α 6 X 4 3 5 N X 43 X X α X X 46 α X 6 X 63 α 3 X 3 X 364 α 4 X X 35 α 5 X 5 X 54 α 6 X 4 X 45 X X α X X 4 α X 6 X 6 α 3 X 3 X 36 α 4 X X 3 α 5 X 5 X 5 α 6 X 4 b. Æc ióm iòu khión X 45 4 6 4 6 3 5 3 5 NK 4 6 4 6 3 5 3 5 N æi hø ù Én cña c c hrysisor 4 3 6 5 4 3 6 5 NK 4 3 6 5 N f α = 3 α α α 3 α 4 α 5 α 6 α 7 VÝ ô cho c c r êng hîp gãc më lín h n α = 6 α = 9 f f X X α X X 4 α X 6 X 6 α 3 X 3 X 36 α 4 X X 3 α 5 X 5 X 5 α 6 X 4 X 45 I I 3 I 5 I I 4 I 6 X 45 X 4 X X 4 X 6 X 6 I X 3 X 3 X 5 X 45 X X 5 X 4 X 36. NK 4 6 X X α X X 4 α X 6 X 6 α 3 X 3 X 36 α 4 X X 3 α 5 X 5 X 5 α 6 X 4 3 5 X 45 N f I I 3 I 5 I I 4 I 6 α α α 3 α 4 α 5 α 6 I X X 6 X 3 X 3 X 5 X X 5 X 4 X 6 X 36 N K α α α 3 α 4 α 5 α 6 4 6 X X X 6 X 3 X X 5 X 4 iòu khión kh«ng óng hø ù pha N 3 5 X X 6 X 63 X 3 X 5 X 54 X 43 f I I 3 I 5 I α=3 α α α 3 α 4 α 5 α 6 α 7 X X 63 X 4 I 4 X 54 X 4 I 6 X 6 X 6 X 3 X 34 X 5 X X 5 I
f α α α 3 α 4 α 5 α 6 α 7 α=6 4.6.3. hønh l u iòu khión kh«ng èi xøng S å NK N NK N I I 3 I 5 X X 63 X 3 X 5 X 5 X 4 3 3 3 3 I X 34 X I 4 X 54 X 4 I 6 X 6 X 6 a) b) Ho¹ éng f α=3 α θ α θ α 3 θ 3 α 4 Khi gãc më lín. S å f α=9 3 a. 3 I I I 3 I X X X 3 I 3 3 I I I 3 I I X X X 3 I I I 3 b. I 3 α b. θ α θ α 3 θ 3 α 4 hønh l u cçu ba pha iòu khión kh«ng èi xøng a s å éng lùc, b gi n å c c êng cong 4.7.. hønh l u kh«ng iòu khión a. S å * * * * 4.7 hønh l u ia s u pha S å chønh l u kh«ng iòu khión hønh l u cã iòukhión F * * * * * * * * 3 4 5 6 θ θ θ 3 θ 4 θ 5 θ 6 a. b.
b. h«ng sè cña s å iön p, ßng iön chønh l u vμ ng¾ iön / 3 6 b = f sinω.ω =,35. / 6 I I I = ; I b = ;I h = ; 6 6 N =. f S =,6. I m = 6 f 4.7.. hønh l u cã iòukhión S å * * * * * * a. * * * 3 4 5 6 * * * b. hønh l u pha hønh l u c së 4.8. hønh l u chê l îng cao F 4 3,i F i i 3 α α α 3 i i, X, i 34 X 3,4 S å ng ng 4,i F i i S å hønh l u ïng ranzior,i V F i i F 3 3 3 V F 3 4 i F 3 4 Z i, i 34 Z 3
hønh l u cçu ba pha NK 4 3 N f α = 3 α α α 3 α 4 α 5 α 6 α 7 6 5 f X X α X X 4 α X 6 X 6 α 3 X 3 X 36 α 4 X X 3 α 5 X 5 X 5 α 6 X 4 X 45 I I 3 I 5 I I 4 I 6 X 45 X 4 X X 4 X 6 X 6 I X 3 X 3 X 5 X 45 X X 5 X 4 X 36 4.9. hiõ kõ m¹ch iòu khión 4.9.. M¹ch iòu khión hrysisor n gi n hiõ kõ m¹ch iòu khión heo nguyªn ¾c h¼ng øng. a. Nguyªn lý iòu khión. Z Z f V V J rc k i i a) b) X k J 3 4 5 Nguyªn lý iòu khión chønh l u. c) ) b. S å khèi m¹ch iòu khión. S å khèi. k ång pha So s nh ¹o xung S å khèi m¹ch iòu khión høc n ng cña c c kh u Kh u ång pha cã nhiöm vô ¹o iön p ùa rc (h êng gæp lμ iön p ¹ng r ng c a uyõn Ýnh) rïng pha víi iön p anoe cña hrysisor. Kh u so s nh nhën Ýn hiöu iön p r ng c a vμ iön p iòu khión, cã nhiöm vô so s nh gi a iön p ùa víi iön p iòu khión k, m hêi ióm hai iön p nμy b»ng nhau ( k = rc). ¹i hêi ióm hai iön p b»ng nhau, h ph xung ë Çu ra Ó göi sang Çng khuõch ¹i Kh u ¹o xung cã nhiöm vô ¹o xung phï hîp Ó më hrysisor. Xung Ó më hrysisor cã yªu cçu: s ên r íc èc h¼ng øng, Ó m b o yªu cçu hrysisor më øc hêi khi cã xung iòu khión (h êng gæp lo¹i xung nμy lμ xung kim hoæc xung ch nhë); ñ é réng (víi é réng xung lín h n hêi gian më cña hrysisor); ñ c«ng suê; c ch ly gi a m¹ch iòu khión víi m¹ch éng lùc (nõu iön p éng lùc qu lín). 4
¹ng xung phï hîp Ó më hrysisor X k X k c kh u c b n Kh u ång pha ïng ioe vμ ô X k x x > m; h êng m rong kho ng μs x rc a. b. x Sai ång pha ïng ranzior vμ ô r v ra GHP QNG b. ra ång pha ïng khuõch ¹i uyõn Ýnh r 3 ra a. a. b. c. Kh u ång pha ïng K. a s å; b c c êng cong iön p c c kh u. Kh u so s nh ïng ranzior So s nh ïng K 3 k rc rc k 3 ra k rc rc k r ra k 3 4 ra rc k b. ra k 3 4 ra a. c. 5
Kh u khuõch ¹i Kh u so s nh víi khuõch ¹i m¾c arlingon X i X k V r X v r i X k 3 4 v r b. a. S å cã ô ghðp Çng V X i 3 4 4.9.. hiõ kõ m¹ch iòu khión b»ng m¹ch sè. Nguyªn lý iòu khión i b r i b r v i X h n.x h c. X k X X k ra S å khèi m¹ch iòu khión b»ng m¹ch sè S å vý ô mé m¹ch iòu khión 5V F X K X r 3 5 4 k 6 3 3 3 X h S å khèi iòu khión hrysisor rong m¹ch chønh l u b»ng m¹ch sè 6 3 v f 3 4 r 5V k 5 N 6
Nguyªn lý ho¹ éng cña s å S å kh«ng chïm xung rc k rc k F X k X k 3 4 5 Gi n å c c êng cong m¹ch iòu khión. 3 4 5 Gi n å c c êng cong m¹ch iòu khión VÝ ô iòu khión chønh l u hai nöa chu k v f f 3 3 3 3 4 4 r r V V k 5 6 6 5 3 S å m¹ch iòu khión chønh l u mé pha c chu k 3 4 4 5V r r 5V r 3 r 3 Æc ióm iòu khión chønh l u ia ba pha Sù kh c nhau gi a m¹ch iòu khión chønh l u mé pha víi m¹ch chønh l u ba pha chø ë iön p ång pha a vμo. Gãc h«ng ù nhiªn cña m¹ch chønh l u ba pha Þch pha so víi iön p pha mé gãc lμ 3 (nõu lönh më hrysisor r íc hêi ióm gãc h«ng ù nhiªn nμy hrysisor kh«ng Én, v hrysisor pha r íc ã ang Én, iön p ang cßn ng h n). o ã, iön p ùa lμm nòn a vμo Ó më hrysisor còng cçn Þch pha mé gãc 3. Ó Þch pha iön p ång pha i mé gãc 3 cçn nèi biõn p ång pha cã s cêp nèi am gi c. Khi ã iön p hø cêp mçi pha biõn p rïng pha víi iön p y ( iön p y Þch pha so víi iön p pha mé gãc lμ 3, ` ¹o iön p ång pha cña chønh l u ia ba pha Gãc h«ng ù nhiªn 3 λ λ Æc ióm iòu khión chønh l u cçubapha høùcêpxung iòu khión nh h nh bªn NK 4 3 6 5 4 3 6 5 N 4 3 6 5 4 6 3 5 4 3 4 6 3 5 6 5 X c Þnh gãc h«ng ù nhiªn vμ kho ng Én cña hrysisor rong chønh l u ba pha. æi hø ù Én cña c c hrysisor 7
iòu khión kióu Öm xung iòu khión X X 6 X 3 X X X X X X X X X iòu khión b»ng chïm xung iòu khión X X 6 X 3 X X 5 X X X 5 X 4 X X X 4 p xung iòu khión chønh l u cçuba pha èi xøng b»ng c ch Öm xung iòu khión Êp xung iòu khión chønh l u cçu ba pha èi xøng b»ng chïm xung iòu khión S å vý ô m¹ch iòu khión sè Gi n å êng cong 5V V f N N 5 4 J 4 6 7 N 4 N F N 47 4 G 3 4 3 M34 47 4 4 5 N 4 H 7 5V 4 6 4 N 5 6 6 8 3,5, K k 9 4 4 446 6 V 5 3 5V 4 8 8 6 3 555 6 9 5V 4 7 3 4 M 556 P 5 6 5 Q 6 N 9 8 4 r r F K H G J M N P Q iön p h n sin õ l íi iön cung cêp cho bé chønh l u, ång hêi cung cêp cho m¹ch iòu khión qua biõn p, a íi Çu vμo cña vi m¹ch so s nh (N), Çu ra cña N a íi cæng kh«ng ång rþ 47 (N), nh»m ¹o iön p mé Êu. PhÇn ö NO (N3) cïng víi cæng kh«ng ång rþ N4 ¹o ra Ýn hiöu F a vμo ch n cña vi m¹ch 4 lμm Ýn hiöu S ë Çu mçi nöa chu kú cña sãng iön p l íi cña mçi pha. iön p iòu khión ( k) îc a vμo ch n9 cñavi m¹ch 446 Ó ¹o ra Ýn hiöu ao éng K víi Çn sè cao ë ch n 4, vi m¹ch 446 lμm viöc ë chõ é VO, Çn sè xung fx cña iön p Çu ra (K) îc iòu khión b»ng iön p VO ( k). Nh vëy uú vμo sù hay æi iön p k mμ Çn sè fx cña Ýn hiöu Çu ra K còng hay æi heo. iön rë nèi vμo ch n (5, V) vμ ô 3 nèi gi a ch n 6 vμ ch n 7 quyõ Þnh i Çn sè cña Ýn hiöu K, iön rë ë ch n õ KΩ MΩ, ô 3 cã gi rþ õ 5 F rë lªn. Ýn hiöu ra K õ ch n 4 cña 446 îc a vμo ch n (ch n cp) cña bé Õm 4 h«ng qua cæng NO (N7) Ó lμm Ýn hiöu Õm (H). Khi b¾ Çu chu k iön p, cã Ýn hiöu S F (Ých cùc ë møc cao) a íi ch n cña bé Õm sï xo Ê c c c r¹ng h i r íc ã cña c c Çu ra vò møc logic v hõ ch n 4 cña 4 (G) còng ë møc logic. Ýn hiöu nμy G îc a íi phçn ö NO (N7) chê s½n. Khi Ýn hiöu vμo hø hai K cña phçn ö NO (N7) õ ch n 4 cña 446 ë møc logic hêp h iön p ra H cña phçn ö NO (N7) ë møc cao, khi Ýn hiöu K ë møc cao h iön p H ë møc hêp. Nh vëy qua phçn ö NO (N7) chïm xung õ Çu ra 4 cña 446 bþ Þch pha i mé nöa chu k xung. hïm xung nμy îc a vμo ch n cña bé Õm, bé Õm sï iõn hμnh Õm. 8
Çu ra cña bé Õm îc lêy ë ch n 4 (O9). V vëy, khi bé Õm Õm îc 9 =5 xung h ch n 4 (G) cña bé Õm sï chuyón õ møc logic lªn møc logic, Ýn hiöu G cã møc logic cao nμy a l¹i ch n 6 cña phçn ö NO (N7), cho Ýn hiöu ra H cña N7 møc kho xung a vμo bé Õm 4. Nh vëy bé Õm kh«ng nhën îc xung Õm sï ngõng Õm vμ gi møc logic cña G ¹i Çu ra 4. G îc gi ë møc logic cao cho Õn khi cã mé Ýn hiöu S F iõp heo îc a íi ch n cña bé Õm (bëi v phçn ö N7 kho xung Çu vμo cña bé Õm nªn bé Õm kh«ng hó ù éng quay l¹i Õm khi kh«ng cã Ýn hiöu rõ ch n S, chø khi nμo cã Ýn hiöu S F, Çu ra G cña bé Õm míi chuyón vò møc hêp vμ bé Õm míi b¾ Çu Õm l¹i õ Çu). ` Nh vëy, hêi ióm më hrysisor îc x c Þnh khi ï ra G ¹i ch n 4 cña bé Õm 4 chuyón møc logic õ lªn. hêi gian Ó bé Õm 4 Õm îc 9 Ó G chuyón õ møc lªn møc phô huéc vμo Çn så xung Çu vμo, khi Çn så xung cμng lín h kho ng hêi gian Õm cμng nhá, nghüa lμ gãc më α còng nhá. Vμ ng îc l¹i nõuçnsèxungvμo cμng nhá h kho ng hêi gian Õm cμng lín Én Õn gãc më α cμng lín, mμ Çn sè Çu vμo bé Õml¹i îc iòu khión bëi iön p k.vëy gãc më α phô huéc vμo iön p iòu khión ( k). V hõ a cã hó khèng chõ gãc më α b»ng iön p iòu khión ( k). 9
h ng 5. iòu p xoay chiòu 5.. Kh i qu vò iòu p xoay chiòu 5. iòu p xoay chiòu mé pha 5.3. iòu khión iòu p xoay chiòu mé pha 5.4 iòu p xoay chiòu ba pha 5.5. iòu khión iòu p xoay chiòu 3 pha 5.. Kh i qu vò iòu p xoay chiòu c ph ng n iòu p xoay chiòu H nh 5. giíi hiöu mé sè m¹ch iòu p xoay chiòu mé pha Z f i Z i Z i Z a b H nh 5. c s å iòu p xoay chiòu 5.. iòu p xoay chiòu mé pha I. S å iòu p xoay chiòu mé pha II. iòu p mé pha i huçn rë III. iòu p mé pha i rë c m I. S å iòu p xoay chiòu mé pha H nh 5. giíi hiöu c c s å iòu p xoay chiòu mé pha b»ng b nén Z Z a. b. Z 4 3 Z 3 c.. H nh 5. S å iòu p xoay chiòu mé pha b»ng b n Én a. b»ng hai hrysisor song song ng îc; b. b»ng riac; c. b»ng mé hrysisor mé io;. b»ng bèn io mé hrysisor 4 II. iòu p xoay chiòu mé pha i huçn rë Khi i huçn rë ho¹ éng cña s å h nh 5. cho iön p ¹ng h nh 5.3 ¹i c c hêi ióm α, α, cã xung iòu khión c c hrysisor,, c c hrysisor nμy Én. NÕu bá qua sô p rªn c c hrysisor, iön p i cã ¹ng nh h nh vï. ßng iön i ång ¹ng iön p vμ îc Ýnh: m sinω i = (5.) Khi hrysisor Én i α α Khi hrysisor kho i = rþsèßng iönhiöuông îc Ýnh m m ω sinω I = sin ω.ω = α 4 α (5.) i G i G = m I α sinα 4 I = α sinα (5.3) H nh 5.3 5 6
III. iòu p xoay chiòu mé pha i iön c m Nguyªn lý iòu khión i êng cong iön p vμ ßng iön khi c c gãc më kh c nhau i ϕ α>ϕ i α a α i i ϕ α α ϕ α 3 i b i ϕ i α=ϕ a i G i G b a c α i α α ϕ ϕ i α<ϕ H nh 5.4 H nh 5.5 7 8 Khi α>ϕ, ßng iön i gi n o¹n Ph ng r nh cña m¹ch lμ: NghiÖm cña ph ng r nh ßng iön lμ: i = i cb rong ã Z = i..i = sinω m i m = sin Z ω ( ω) ;gϕ = Z m ( ω ϕ) sin( α ϕ) e (5.4) α ω (5.6) (5.5) Khi α<ϕ, xung måi hñp NÕu xung måi ¹ng xung nhän vμ hñp, hrysisor Én khi nhën îc xung måi, ph ng r nh ßng iön vén lμ: α m m ω i = sin( ω ϕ) sin( α ϕ) e (5.7) Z Z ßng iön riö iªu khi ω> ϕ, o ã lín h n α. Xung a íi cùc iòu khión r íc khi iön p ano cña nã chuyón sang, o ã kh«ng Én. ViÖc kh«ng Én cña lμ o: ¹i hêi ióm cã xung måi cuén y cßn ang x n ng l îng, lμm cho K <. 9 êng cong ßng iön khi α<ϕ u i ϕ i ϕ α i cb r êng hîp iòu khión b»ng xung cã é réng lín NÕu xung måi ¹ng xung réng, hrysisor nhën îc xung måi Én, ph ng r nh ßng iön vén lμ: ßng iön riö iªu khi ω> ϕ, o ã lín h n α. Xung a íi cùc iòu khión r íc khi iön p ano cña nã chuyón sang, nh ng xung måi cã é réng ñ lín nªn Õn khi ßng iön riö iªu vén cßn ån ¹i xung iòu khión nªn nã îc Én. i H nh 5.6 a
rþ hiöu ông cña ßng iön Kho ng Én λ cña c c hrysisor îc x c Þnh õ ph ng r nh siªu viö rþ hiöu ông cña ßng iön îc Ýnh õ bióu høc inh nghüa (5.9) hay (5.7) vμo (5.9) a cã (5.) c hö sè rong bióu høc (5.) cã ¹ng: a =,5[ λ sinλ.cos ( α ϕ λ) ]; λ = ( α ϕ ) Q b Qsin. e ; Q c = sin( α ϕ) Q ( α λ ϕ) = sin( α ϕ) αλ I = i ( ω).ω i α sin I h = X e a b c( h). λ ω λ Q = e sin( α λ ϕ) cos( α λ ϕ) ; Q h = sin( α ϕ) cos( α ϕ) ; Q X ω Q = = (5.8) (5.9) ( 4.) 3 Æc Ýnh iòu khión rþsè iön p i îc Ýnh i α sinα = ( 4.),9,8,7,6,5,4 3,3, 5, 7 α 3 6 9 5 8 λ sin( α λ) sinα = i,9,8,7,6,5,4,3 3 5,, 7 α 3 6 9 5 8 ϕ = ϕ = 45 ( 4.) 4 ßng iön c b n cña c c iòu hoμ iõn hiªn c«ng suê heo gãc më I = ( f. ) 3 I 3 = 9Q 5 I 5 = 5Q = Q,9,8,7 P S,6,5,4 Q,3,, α 3 6 9 5 8 ϕ =,9,8,7 Q S,6,5,4 P,3,, α 3 6 9 5 8 ϕ = 45 5 6 5.3. M¹ch iòu khión iòu p xoay chiòu mé pha Z Z V V Z Z V 3 a) b) 4 3 V b) a) V Z J c) ) H nh 43. 3 4 c) H nh 43. 7 ) 8 I. M¹ch iòu khión n gi n M¹ch iòu khión riac n gi n 3
II. Nguyªn lý iòu khión VÒ nguyªn lý, m¹ch iòu p xoay chiòu cã van b n Én îc m¾c vμo l íi iön xoay chiòu, nªn m¹ch iòu khión hoμn oμn gièng nh chønh l u. r êng hîp m¹ch éng lùc îc chän lμ hai hrysisor m¾c song song ng îc nh s å h nh 3.a, cçn cã hai xung iòu khión rong mçi chu k. M¹ch iòu khión cã hó sö ông s å hoμn oμn gièng iòu khión chønh l u mé pha c chu k, víi mçi hrysisor mé m¹ch iòu khión éc lëp èi víi nh ng i cçn iòu khión èi xøng, ßi hái hai hrysisor më èi xøng, lóc nμy cçn c c kªnh iòu khión hrysisor cã gãc më cμng Ý kh c nhau cμng è. Mong muèn lμ chóng hoμn oμn gièng nhau. Nh ng sù gièng nhau nμy chø cã hó ¹ Õn mé chõng mùc nμo ã 9 Nguyªn lý iòu khión Gi n å nªu nguyªn lý iòu khión gi i hiöu rªn h nh 43.3 rc X k i k 3 4 5 6 7 8 H nh 43.3 Nguyªn lý iòu khión iòu p xoay chiòu. S å nguyªn lý ¹o iön p ùa liªn iõp hai nöa chu k êng cong cña c c kh u r V 4 f 3 5 v f γ H nh 3. Nguyªn lý ¹o iön p ùa rong iòu p xoay chiòu III. M¹ch iòu khión vý ô M¹ch iòu khión cæp hrysisor song song ng îc r 4 X 5 5 M K M K M K v V f f 3 3 4 4 5 6 k 7 3 r r3 a K X b M K K X 3 H nh 3.3 c ph ng n iòu khión cæp hrysisor m¾c song song ng îc a, hai m¹ch iòu khión éc lëp; b, mé biõn p xung hai cuén y hø cêp; c chung lönh më van, kh c nhau khuõch ¹i c 4 4
M¹ch iòu khión Gi i hých ho¹ éng cña s å 5V V f V f 4 3 3 5 4 r 4 5 6 k 3 V V 4 5V F V X V X ra k 5 6 5.4. iòu p xoay chiòu ba pha I. S å éng lùc. II. Nguyªn lý ho¹ éng 5.3. iòu p xoay chiòu ba pha I. S å éng lùc. S å iòu khión b»ng cæp hrysisor song song ng îc a b c ~ ~ 7 e 8 S å iòu p xoay chiòu b»ng riac S å iòu p cã o chiòu 3 4 5 6 7 8 9 a b c H nh 3.5: iòu p ba pha b»ng riac H nh 3.7: S å iòu p ba pha cã æi hø ù pha 9 3 5
S å éng lùc ión h nh h êng gæp 3 5 4 6 II. Nguyªn lý ho¹ éng Nguyªn ¾c Én ßng rong s å iòu p ba pha a pha cã van Én: f = f Hai pha cã van Én: f =(/) y rªn pha ang xð kh«ng van Én f = Z Z Z 3 3. Nguyªn ¾c Én ßng rong s å iòu p ba pha a pha cã van Én: f = f 3 5 4 6 Z Z Z 3 5 4 6 Z Z Z 3 5 4 6 Z Z Z 3 5 4 6 Z Z Z 3 5 4 6 Z Z Z 3 5 4 6 Z Z Z 33 Hai pha cã van Én f =(/) y 3 5 4 6 Z Z Z 3 5 4 6 Z Z Z 3 5 4 6 Z Z Z 3 5 4 6 3 5 4 6 Z Z Z Z Z Z 3 5 4 6 Z Z Z 34. Gi i hých ho¹ éng cña s å (vý ô α = 3 ) 3 4 5 6 Mé sè nhën xð vò ho¹ éng cña s å rªn iön p icã¹ng Ëpm¹ch α / X X X 6 X 3 X X X 5 X 3 X 3 X 3 3 X 4 X 4 4 X 4 X 4 X 5 X 5 X 45 5 X 6 X 6 X 36 6 3 4 5 6 7 8 9 3 4 35 36 6
Ho¹ éng cña s å khi gãc më lín (vý ô α = ) / / 3 4 5 6 f o'! ' 3 3 ' 4 5 ' 6 ' 5 6 III. Æc ióm iòu khión iòu p ba pha iòu khión iòu p ba pha cã hó coi nh chønh l u cçu ba ph 3 5 4 6 3 5 4 6 X X X6 X X 5 X X 5 a) b) X 3 X 3 X 3 X 4 X 5 X 4 X 4 X 4 X 5 X 45 X 5 X 45 4 6 5 X 6 X 6 X 36 37 c) H nh 3.3 c c ch nèi y cña iòu p xoay chiòu ba pha i nèi Y kh«ng y rung Ýnh 38 iòu khión b»ng biõn p xung hai cuén y 6 4 Öm xung r íc Çng khuõch ¹i íi 4 5V íi 5 M K M K 6 H M K 6 M K M K 4 H nh 3.34 Öm xung r íc Çng khuõch ¹i H nh 3.33 Öm xung b»ng biõn p. 39 4 iòu khión b»ng xung n α / M¹ch iòu khión f V f V 4 3 3 5 r 4 4 5 V 6 k 3 5V 4 V H H V 5V r X X X 3 X 4 X X 6 X 4 4 X X 5 X 3 X 3 3 X 3 X 4 X 4 V V f f 4 3 3 5 4 4 5 V 6 k 3 V3 3 H3 H4 4 V4 X 5 X 6 X 5 X 45 5 X 6 X 36 6 3 4 5 6 7 8 9 34 V V f f 3 3 r 4 4 5 V 6 k 3 5V V5 5 H5 4 4 5 V k V6 H6 6 4 7
iòu khión iòu p ba pha khi van lμ riac 5V 5 iòu khión b»ng chïm xung f V f V 3 3 4 r 4 V 5 6 k 3 H 7 4 r r3 X 5 5 α f V f f V f V V 3 3 3 3 4 4 r r 4 4 V V 5 6 k 5 6 k V 3 3 H H 7 7 4 4 r r r3 r3 X X 5 5 5 X 5 X X X 3 X 4 X6 H nh 3.39 iòu khión ba pha b»ng chïm xung 43 44 3 r 5 3 4 5V v v v f f f f f 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 r r 5 r 3 5 3 5 r 3 5 3 N N 6 N N N 4 5V 4 5V 4 4 4 3 6 5 5.5 Æc ióm iòu khión iòu p ba pha Nguyªn lý iòu khión iòu khión b»ng c ch ªmh xung iòu khión b»ng chïm xung f 3 3 4 5 r 3 N 4 5V 45 46 I. Nguyªn lý iòu khión iòu p ba pha iòu khión iòu p ba pha cã hó coi nh chønh l u cçu ba pha 3 5 4 6 a) 4 6 c) 3 5 4 6 5 b) 47 a c ch cêp xung iòu khión Êp xung «ng hêi cho c c van ë nhãm N vμ nhãm NKvÝ ô nh h nh vï: ã hó cã ba c ch cêp xung iòu khión X X 4, 3 4 5 6 6 3, 5 6, 4 5,, 4, 3 X X 4 3 3 6 4 5 5 6 X X 4 3 3 6 4 5 5 6 3 5 3 5 4 6 4 6 Z Z Z Z Z Z 3 5 3 5 4 6 4 6 Z Z Z Z Z Z 48 8
iòu khión b»ng biõn p xung hai cuén y 6 4 Öm xung r íc Çng khuõch ¹i íi 4 5V íi 5 M K M K 6 H M K 6 M K M K 4 H nh 3.34 Öm xung r íc Çng khuõch ¹i H nh 3.33 Öm xung b»ng biõn p. 49 5 iòu khión b»ng xung n α / M¹ch iòu khión f V f V 4 3 3 5 r 4 4 5 V 6 k 3 5V 4 V H H V 5V r X X X 3 X 4 X X 6 X 4 4 X X 5 X 3 X 3 3 X 3 X 4 X 4 V V f f 4 3 3 5 4 4 5 V 6 k 3 V3 3 H3 H4 4 V4 X 5 X 6 X 5 X 45 5 X 6 X 36 6 3 4 5 6 7 8 9 34 V V f f 3 3 r 4 4 5 V 6 k 3 5V V5 5 H5 5 4 5 V k V6 H6 6 5 iòu khión iòu p ba pha khi van lμ riac 5V 5 iòu khión b»ng chïm xung f V f V 3 3 4 r 4 V 5 6 k 3 H 7 4 r r3 X 5 5 α f V f f V f V V 3 3 3 3 4 4 r r 4 4 V V 5 6 k 5 6 k V 3 3 H H 7 7 4 4 r r r3 r3 X X 5 5 5 X 5 X X X 3 X 4 X6 H nh 3.39 iòu khión ba pha b»ng chïm xung 53 54 9
3 r 5 3 4 5V v f 3 4 N v f f 3 3 3 3 4 4 r 5 r 3 5 3 N 6 N 4 5V 4 4 3 6 5 f 3 3 4 5 r 3 N 3 r 5 3 5V 4 4 v f 3 4 N f 3 3 4 5 r 3 N 4 5V 55
6. Ph n lo¹i biõn Çn 6.. iõn Çn rùc iõp 6.3. iõn Çn éc lëp h ng 6 hiõ bþ biõn Çn iõn Çn quay; iõn Çn Ünh. 6. Ph n lo¹i biõn Çn I. iõn Çn quay. iõn Çn quay lμ m y ph iön xoay chiòu K I K / 38V ; 5 Hz n.p w.p f =,hayf = 6 p rong ã: f Çn sè iön p Ýnh b»ng hec Hz; n èc é quay Ýnh heo vßng/phó; w èc é quay Ýnh heo raian/gi y; p sè «i cùc m y iön. c) 3 II. iõn Çn Ünh iõn Çn Ünh lμ lo¹i biõn Çn îc chõ ¹o õ c c linh kiön b n Én c«ng suê. ã hai lo¹i biõn Çn Ünh h êng gæp: iõn Çn rùc iõp; iõn Çn éc lëp. iõn Çn rùc iõp biõn æi rùc iõp êng cong l íi iön xoay chiòu c«ng nghiöp, nã cã ¹ng: iõn Çn éc lëp y lμ lo¹i biõn Çn biõn æi õ iön mé chiòu hμnh iön xoay chiòu. iön p nguån cêp mé chiòu, nªn khi biõn æi iön p xoay chiòu lμ nh ng xung vu«ng cã ¹ng nh h nh b4 4 5 6
6.. iõn Çn rùc iõp Kh i niöm iõn Çn rùc iõp nguån cêp mé pha iõn Çn rùc iõp nguån cêp ba pha Kh i niöm Ng êi a rùc iõp biõn æi êng cong l íi iön c«ng nghiöp, khi ã a hu îc iön p víi Çn sè kh c Çn sè iön l íi ã hó ïng m¹ch iön víi nguån cêp mé pha hay nguån cêp ba pha»ng c ch ãng më irisor heo quy luë nμo ãacã îc iön p xoay chiòu. iõn Çn rùc iõp nguån cêp mé pha S å m¹ch iön Z f = Hz f = 6,66Hz 7 8 9 Mé s å kh c cña biõn Çn rùc iõp mé pha. iõn Çn éc lëp nguån p ¹ng biõn p cã rung Ýnh f=6.6 Hz S å nguyªn lý 6.3 iõn Çn éc lëp mé pha K i F 3 4 iõn Çn éc lëp víi biõn p rung Ýnh iõn Çn éc lëp víi s å nöa cçu iõn Çn éc lëp víi s å cçu W N W K W 3 N i * * * f=5 Hz
Ho¹ éng cña s å îc gi i hých heo êng cong i i. iõn Çn éc lëp nguån p ¹ng nöa cçu S å nguyªn lý K ¹ng sãng ßng iön vμ iön p u / u / i / i / ϕ ϕ i N Z N Z K i K i u K i K i u K ϕ> ϕ< a b / / / / 3 4 5 3. iõn Çn éc lëp nguån p ¹ng cçu S å nguyªn lý K K 3 N Z N Z 4 K K ¹ng sãng ßng iön vμ iön p u i / i u K ik ϕ / / / ω ω ω ω ω u i / i u K i K β ϕ / / β / / ω ω ω ω ω ω ω S å nguyªn lý S å m«pháng b»ng Pesim 6 7 8 3
¹ng sãng iön p iòu bión é réng rong hùc Õ ¹ng sãng iön p vμ ßng iön khi Çn sè sãng mang f r =5Hz ¹ng sãng xung iòu khión víi Çn sè f r = Hz 9 ¹ng sãng iön p vμ ßng iön víi Çn sè f r = Hz ¹ng sãng iön p vμ ßng iön khi f r =5Hz. iõn Çn éc lëp nguån p ba pha nöa cçu S å nguyªn lý 3 5 N 4 6 Z Z Z 3 4 4