Điện tử công suất (bài tập bài giải ứng dụng) nguyễn bính

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.22 MB, 163 trang )

NGUYỄN BÍNH

ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ cùa kỹ thuật và công nghệ bản dẫn điện, ngày nay
diện tử công suất dã giữ một vai trò quan trọng trong kỹ thuật diện nói chung. Môn họ c
Điện tủ công suất dã trỏ thành môn học bắt buộc dổi với sinh viên các ngành kỹ thuật
điện, tự động hóa.
“Điện tử công suất” vốn dược coi là một trong những môn cơ sờ kỹ thuật khó tiếp
thu vì nó liên quan chặt chẽ với các môn học khác như lí thuyết mạch, kỹ thuật diện tủ,
toán cao cáp: phương trinh vi phân, chuỗi, toán tử, V.V..
Thế nhưng “biết cách” thì không có gỉ khó cả: sau khi nghe bài giảng lí thuyết, ta.
“hành” bằng vài bài tập có lời giải chi tiết với sổ liệu cụ thể thi sự hiểu biết vắn đ’ê sẽ
tháu dáo hơn.
Cuốn sách này gôm 73 bài tập chọn lọc, ờ mức độ trung binh trở lên, là những bài
toán thường ít nhiều gây khó khăn cho sinh viên.
Nội dung của nó dược chia thành 5 phân, bao trùm các phần chính của môn học
Điện tử công suốt.
Phân I: (‘hĩnh lưu diôt, 17 bài.
Phàn II: Chinh lưu tiristor, 29 bài.
Phàn III: Băm điện áp một chiều (hacheur, chopper), 5 bài.
Phàn IV: Điêu chinh diện áp xoay chiêu (gradateur), 10 bài.

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
HÀ NỘI

Phàn V: Biến tần (onduleur), 12 bài.

3

học kỹ thuật uà, các bạn đang làm việc trong ngành kỹ thuật diện nói
chung.
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn dối với Phòng đào tạo, các đồng nghiệp trong bộ môn
Tự dộng hóa xí nghiệp công nghiệp, khoa Diện, trường Đại học Bách khoa Hà Nội,
cũng như Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật dã khích lệ, dộng viên nhiêu dề cuốn sách
sớm dến tay bạn dọc.
Tác giả chân thành cảm ơn những ý kiến, nhận xét của cạc bạn dồng nghiệp, bạn

4

O-Xu

t

ớ

-tì
—————–Ị

\T

MỤC LỤC

\ JDm

*-r

Lời nói dâu

BÀI SỐ 1

PHẦN ỉ
1Ị

CHỈNH LƯU ĐIÔT

PHẦN I. CHỈNH LƯU ĐIÔT

Chỉnh lưu điôt một pha: Bài số 1 -T- 10 Chỉnh
lưu điôt ba pha: Bài 11 T 17
PHẦN II. CHÌNH HƯU TIRISTOR
Cho sơ đõ chinh lưu điôt một pha, nửa chu kỳ, hình 1.
Chỉnh lưu tiristor một pha: Bài 18 -T- 31
Dòng điện
tải id cũng
là dòng
Chỉnh
lưu tiristor
ba pha:
Bài điện
32 -ỉ-chảy
46 trong điôt iD cd dạng trình bày trên hình
lb. Khi điôt dẫn dòng, điện áp rơi trong bản thân nd được mô tả bằng biểu thức:
PHẦN ¡II. BĂM
-:? ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU
Uịj = 0,85 + 0,9.10 .i|:)
Bài 47 – 51

PHẦN IV. DIÊU CHỈNH ĐIỆN ẮP XOAY CHIỀU
Điều chỉnh điện áp xoay chiều một pha: Bài 52 -T- 57 Điều
chỉnh điện áp xoay chiều ba pha: Bài 58 -ỉ- 61

5

R

th = Rjv + Rvr + Rra
th

Px

30

trong đo’ Ir), I là trị trung bình và trị hiệu dụng của dòng chảy trong điôt. Trong sơ đồ
đang xét ID = Id và theo định nghĩa, ta co’:
Id = — / Wsin Odd = ^
2ír o

Tí

/1*”
’ ’ IDm 71.200
= V —— / (IDm.sinớ)2.dớ = — = ——— = 314 A.

I

2ĩt o um
R

R

R

2
3

2

8

ra = bình
th – của
jr = công
– °> suất
= 2,2°c/w.
Vậy trị trung
tổn thất trong điôt là:

BÀI SỐ 2

Nhiệt độ vỏ thiết bị: T; – T„ 125 – 35
Nhiệt trở giữa mặt ghép và cánh tản nhiệt:
Tv
Ta + Rra. P–Rth ==-i———–T =————— = 3°c/w.
Rjr = Rjv + Rw = 0,8°CAV Nhiệt trở
= 35 + 2,2. 30 = 101°c.

giữa cánh tản nhiệt và môi trường:

Công suất tổn thất trong tiristor là PT = 30 w. Nhiệt độ giới hạn của mặt ghép là Tj
= 125°c. Nhiệt độ môi trường là Ta = 35°c.
Cho biết điện trỏ nhiệt giữa mặt ghép và cánh tản nhiệt là Rjr = 0,8°c/w. Hãy
tính:
a. Điện trở nhiệt giữa cánh tản nhiệt và môi trưồng, Rra.
b. Nhiệt độ
a) vỏ thiết bị no’i trên.

b)
Hình 1

Bài giải

Tổng
Bảinhiệt
ỊỊÌÙÌtrở của thiết bị:
Trị trung bình của công suất tổn thất trong điôt, theo định nghỉa, được mô tả
bàng hiểu thức:
1 /
1T
P|, = — / Uiyi^.dt = ——/ (0,85 + 0,0009.i|5).iI5.dt
T ( 1
T o
=

BÀI SÔ 3

8

0,85 T

0,0009 T ,
indt + ———-^—/ ir, .dt = 0,85In + 0,0009I2,
1

R

p=

thqt

300 w
Tổng nhiệt trở Rlh = 0,2°c/w,
Nhiệt độ môi trường T. = 40°c.
Nhiệt đ ộ mặt ghép không được vượt quá T = 1 2 5 ° c .
Hãy tính công suất tổn thất lớn nhất cho phép P T khi làm việc quá tải trong thời
Bài ỊỊÌải

Nhiệt suất
độ mặt
việcquá
ở chế
định
mức:
Công
tổnghép

thất khi
lớn tiristor
nhất cholàm
phép
tải độ
trong
thời
gian ngắn FT = PT + APT =
300 + 500 = 800 w.
T j = T;1 + Rth.PT = 40 + 0,2. 300 = 100°c.
Nhiệt độ cho phép tảng thêm trong thời gian làm việc quá tải ATj = T j m
– T j = 1 2 5 – 100 = 2 5 ư C .
Công suất tổn thất cho phép tăng thêm trong thời gian làm việc quá
AT:

25

APT = —= 500 w

BÀI SỐ 4
Cho sơ đồ chỉnh lưu điôt một pha, nửa chu kỳ, trình bày trên hình 2a. Trị hiệu
dụng của điện áp nguồn bằng 240 V, tần số f = 50 Hz, Mạch tải gôm điện cảm L = 0,1
H nối tiếp với điện trở R = 10 Q.

9

m

VR2 + X2

m

32,97

a. Xác
Biểu
thức
định
củadạng
i p sóng dòng điện tải ij.
b. Tỉnh
trung bình-của
điện +áp9,81.e”
tải u 1 °và3l83tí
của
dòng
tảicủa
Ij. điôt, ký hiệu là
id =trị
10,295.sin(ớ
1,2626)
Góc
dẫnđiện
dòng
Bùixác
giảiđịnh bàng cách giải phương trình siêu việt (11.3):
A, được

1,2626)

0,9528.é”
’3lH3A
a. Xácsin(A
dinh-biểu
thức- dòng
diện0tải
ij.Ả =
4,6251 rad. = 265°
Khi đóng nguồn điện xoay chiều, xem điôt D là phần tử lí tưởng, có thể viết
phương
trình
sau:
Dòng
điện
tải id đạt trị cực đại khi 8 = bị ứng với giao điểm của đường cong R.i I
và đường cong biểu diễn
didđiện áp nguồn. Dê’ xác
_ định 8ị ta giải phương trình:
L —–R.i.i
= u = v^Usintut
R.Imsin(0,
– f) ++ R.I
= ^2U.sinớ,
m.e-Ve»’
u
dt
= 2,7052 rad. = 155°

Vận dụng công thức (II.2), nghiệm của phương trình trên sẽ là: id =
Trị cực đại của dòng điện tải:

Imsin(ớ – học kỹ thuật uà, những bạn đang thao tác trong ngành kỹ thuật diện nóichung. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn dối với Phòng giảng dạy, những đồng nghiệp trong bộ mônTự dộng hóa nhà máy sản xuất công nghiệp, khoa Diện, trường Đại học Bách khoa Thành Phố Hà Nội, cũng như Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật dã khuyến khích, dộng viên nhiêu dề cuốn sáchsớm dến tay bạn dọc. Tác giả chân thành cảm ơn những quan điểm, nhận xét của cạc bạn dồng nghiệp, bạnO-Xu-tì—————–Ị \ TMỤC LỤC \ JDm * – rLời nói dâuBÀI SỐ 1PH ẦN ỉ1ỊCHỈNH LƯU ĐIÔTPHẦN I. CHỈNH LƯU ĐIÔTChỉnh lưu điôt một pha : Bài số 1 – T – 10 Chỉnhlưu điôt ba pha : Bài 11 T 17PH ẦN II. CHÌNH HƯU TIRISTORCho sơ đõ chinh lưu điôt một pha, nửa chu kỳ luân hồi, hình 1. Chỉnh lưu tiristor một pha : Bài 18 – T – 31D òng điệntải id cũnglà dòngChỉnhlưu tiristorba pha : Bài điện32 – ỉ-chảy46 trong điôt iD cd dạng trình diễn trên hìnhlb. Khi điôt dẫn dòng, điện áp rơi trong bản thân nd được miêu tả bằng biểu thức : PHẦN ¡ II. BĂM – : ? ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀUUịj = 0,85 + 0,9. 10. i | 🙂 Bài 47 – 51PH ẦN IV. DIÊU CHỈNH ĐIỆN ẮP XOAY CHIỀUĐiều chỉnh điện áp xoay chiều một pha : Bài 52 – T – 57 Điềuchỉnh điện áp xoay chiều ba pha : Bài 58 – ỉ – 61 th = Rjv + Rvr + RrathPx30trong đo ‘ Ir ), I là trị trung bình và trị hiệu dụng của dòng chảy trong điôt. Trong sơ đồđang xét ID = Id và theo định nghĩa, ta co ‘ : Id = — / Wsin Odd = ^ 2 ír oTí / 1 * ” ’ ’ IDm 71.200 = V — — / ( IDm. sinớ ) 2. dớ = — = — — — = 314 A. 2 ĩt o umra = bìnhth – củajr = công – ° > suất = 2,2 ° c / w. Vậy trị trungtổn thất trong điôt là : BÀI SỐ 2N hiệt độ vỏ thiết bị : T ; – T „ 125 – 35N hiệt trở giữa mặt ghép và cánh tản nhiệt : TvTa + Rra. P–Rth = = – i———–T = ————— = 3 ° c / w. Rjr = Rjv + Rw = 0,8 °C AV Nhiệt trở = 35 + 2,2. 30 = 101 ° c. giữa cánh tản nhiệt và môi trường tự nhiên : Công suất tổn thất trong tiristor là PT = 30 w. Nhiệt độ số lượng giới hạn của mặt ghép là Tj = 125 ° c. Nhiệt độ thiên nhiên và môi trường là Ta = 35 ° c. Cho biết điện trỏ nhiệt giữa mặt ghép và cánh tản nhiệt là Rjr = 0,8 ° c / w. Hãytính : a. Điện trở nhiệt giữa cánh tản nhiệt và môi trưồng, Rra. b. Nhiệt độa ) vỏ thiết bị no’i trên. b ) Hình 1B ài giảiTổngBảinhiệtỊỊÌÙÌtrở của thiết bị : Trị trung bình của công suất tổn thất trong điôt, theo định nghỉa, được mô tảbàng hiểu thức : 1 / 1TP |, = — / Uiyi ^. dt = — — / ( 0,85 + 0,0009. i | 5 ). iI5. dtT ( 1T oBÀI SÔ 30,85 T0, 0009 T, indt + ———- ^ — / ir ,. dt = 0,85 In + 0,0009 I2, p = thqt300 wTổng nhiệt trở Rlh = 0,2 ° c / w, Nhiệt độ thiên nhiên và môi trường T. = 40 ° c. Nhiệt đ ộ mặt ghép không được vượt quá T = 1 2 5 ° c. Hãy tính công suất tổn thất lớn nhất được cho phép P T khi thao tác quá tải trong thờiBài ỊỊÌảiNhiệt suấtđộ mặtviệcquáở chếđịnhmức : Côngtổnghépthất khilớn tiristornhất cholàmphéptải độtrongthờigian ngắn FT = PT + APT = 300 + 500 = 800 w. T j = T ; 1 + Rth. PT = 40 + 0,2. 300 = 100 ° c. Nhiệt độ được cho phép tảng thêm trong thời hạn thao tác quá tải ATj = T j m – T j = 1 2 5 – 100 = 2 5 ư C. Công suất tổn thất được cho phép tăng thêm trong thời hạn thao tác quáAT : 25APT = — = 500 wBÀI SỐ 4C ho sơ đồ chỉnh lưu điôt một pha, nửa chu kỳ luân hồi, trình diễn trên hình 2 a. Trị hiệudụng của điện áp nguồn bằng 240 V, tần số f = 50 Hz, Mạch tải gôm điện cảm L = 0,1 H tiếp nối đuôi nhau với điện trở R = 10 Q.VR 2 + X232, 97 a. XácBiểuthứcđịnhcủadạngi p sóng dòng điện tải ij. b. Tỉnhtrung bình-củađiện + áp9, 81. e ” tải u 1 ° và3l83tícủadòngtảicủaIj. điôt, ký hiệu làid = trị10, 295.sin ( ớ1, 2626 ) GócdẫnđiệndòngBùixácgiảiđịnh bàng cách giải phương trình siêu việt ( 11.3 ) : A, được1, 2626 ) 0,9528. é ” ’ 3 lH3Aa. Xácsin ( Adinh-biểuthức – dòngdiện0tảiij. Ả = 4,6251 rad. = 265 ° Khi đóng nguồn điện xoay chiều, xem điôt D là thành phần lí tưởng, hoàn toàn có thể viếtphươngtrìnhsau : Dòngđiệntải id đạt trị cực lớn khi 8 = bị ứng với giao điểm của đường cong R.i Ivà đường cong biểu diễndidđiện áp nguồn. Dê ’ xác_ định 8 ị ta giải phương trình : L —– R.i.i = u = v ^ UsintutR. Imsin ( 0, – f ) + + R.I = ^ 2U. sinớ, m. e-Ve » ’ dt = 2,7052 rad. = 155 ° Vận dụng công thức ( II. 2 ), nghiệm của phương trình trên sẽ là : id = Trị cực lớn của dòng điện tải : Imsin ( ớ -trong đó:

Idm = 10,295 sin( 1,4426) + 9,81 .e- °’8<>1 = 14,36 A.

X binh 31,416
b. TínhcuL
trị trung
Uá, /d.
J1

_

4,(>251

tgr =—— =
=——— = n ; ip = 1,2626 rad. = 72u34
ud =— / V2UsinỡdO = 54 / sinOdO = 58,7 V
R
R 10
2 7Ĩ.
V2.ou
339,41 o
Im =

10

=7 = ———’— = 10,295 ; Imsiny) = 9,81

d

pr 10

Đường cong biểu
1 / diễn i ị và ud được trình bày trên hình 2b.

BÀI SỐ 5 h = T— / »d-dơ
2àJĩ- (>
1Ản1

Ả

Ij = ——- / Im.sin(ớ — Ip).d0 + — / sinyue ■L,sv\dớ

2JI II
2JI o
Cho sơ đồ chinh lưu điôt một pha, hai nửa chu kỳ, lọc bằng tụ điện,
Ầ
k
1 -r
1′
xem hình 3.
— ——– / Imsin QdQ H——–/ Imsiny>.e- **ct^yi.d$
u = ^2.U.sinwt; u = 70,71 V; R = 300 Q; f = 50 Hz; c = 333 juF.
2 Jĩ — tf1
2JI 1 >
a. Viết các biểu
thức
(trị

tức
thời)
của—iR—
, ir1,-——
i|v
t costrong đó : Idm = 10,295 sin ( 1,4426 ) + 9,81. e – ° ‘ 8 < > 1 = 14,36 A.X binh 31,416 b. TínhcuLtrị trungUá, / d. J14, ( > 251 tgr = — — = = — — — = n ; ip = 1,2626 rad. = 72 u34ud = — / V2UsinỡdO = 54 / sinOdO = 58,7 VR 102 7 Ĩ.V 2. ou339, 41 oIm = 10 = 7 = ——— ’ — = 10,295 ; Imsiny ) = 9,81 pr 10 Đường cong biểu1 / diễn i ị và ud được trình diễn trên hình 2 b. BÀI SỐ 5 h = T — / » d-dơ2àJĩ – ( > 1 Ản1Ij = ——- / Im. sin ( ớ — Ip ). d0 + — / sinyue ■ L, sv \ dớ2JI II2JI oCho sơ đồ chinh lưu điôt một pha, hai nửa chu kỳ luân hồi, lọc bằng tụ điện, 1 – r1 ‘ xem hình 3. — — —– / Imsin QdQ H ——– / Imsiny >. e – * * ct ^ yi. d $ u = ^ 2. U.sinwt ; u = 70,71 V ; R = 300 Q. ; f = 50 Hz ; c = 333 juF. 2 Jĩ — tf12JI 1 > a. Viết những biểuthức ( trịtứcthời ) của — iR —, ir1, – — — i | vt cos

)]
(e~
— 1) = 5,87 A
2 JỈ t2 là thời điểm điôt Dị bị khóa2ĩi.ctg

b. Xác định
lại.
ud 58,7
c. Viết biểu thức (trị tức thời) của uc(t) trong giai đoạn tụ điện c phóng
Ngiíời ta thường tính: 1,1 =—— =—7—
= 5,87 A.
điện vào tải R.

d. Xác định là thời điểm điôt bất đầu dẫn dòng.
tị

e.

Tính uim và iỊ)m-

Hình 3

11

Bài giãi

a. Biểu thức của các dòng diện:
72.U
iu = ——. sincyt
R
Khoảng thời gian Dj dẫn dòng:
hì =0-, – ớ,
T = ————-ĨR + k’ 1,6 -V2U
1,16
UI
1,4. lơ* s,
314
in – 0,333sina)t + 10,456 • COSOít
chỉ bằng 7% của một chu kỳ.

e. Tính u.m và iDmax.

b. Tinh

Khi một điôt dẫn dòng10,456
thì điôt còn lại phải chịu điện áp ngược u U|m =
V.
tgUot?)2V2.U
= – = 200
0,333
j – 88°175 0jtz =
Biểuu thức của dòng chảy trong điôt Dj là:
I 91 824 Ta lấy nghiệm
dương:

iị, = 0,333sinwt + 10,456.cosait

(1)

cut-,
= 91°824
hoặc
rad,và cho bằng không, sẽ tìm được:
Lấy đạo
hàm
của biểu
thức1,6trên
(cot.’) =

‘ 6 hoặc 0,0318
1″824

0,0051
Vì biểut7 = thức-—
(1)=chỉ
đúngs.

BÀI SỐ 6

rad, đối

với gốc tọa độ là o.

trong khoảng 6ị < uit <
02 ưên (cyt)m =

314

c. Biểu thức ‘la uc trong giai doạn phóng điện vào R,
Khi t = t,: u.(t-2) = V2.u.sinait2 = 100. 0,9995 = 99,55 V u, =
99,95.e4M2)/RC = 99,95.e“l0(H2).
Người ta dùng thiết bị chỉnh lưu cầu một pha để nạp điện cho ắcquy, có sức điện
động E = 120 V, dòng nạp Id = 40 A.
d. Tính tị.
Trị hiệu dụng của điện áp nguồn là 220 V, tần số f = 50 Hz.
Ỏ chế độ xác lập, thời điểm bắt đầu dẫn dòng của Dj cũng bằng thời điểm dẫn
dòng a.
củaTính
D, đối
tị là
vớithời
nửađiểm
chu thiết
kỳ thích
bị chỉnh
ứng, lưu
do đó
bắtco’
đâu
thểcung
viết:cấp dòng nạp cho ắcquy
trong từng nửa chu kỳ.
u.(t3 — t2) = — V2Usina>t3
13

12

d. Tính hiệu suất của thiết bị.
Bài ỊỊÌài

Sơ đồ chinh lưu và đò thị điện áp chỉnh lưu trình bày trên hình 4.
a. Biểu thức diện áp ngùôn diện xoay chiêu: u =
V2 u sinỡ, trong đó tì = tut, tu = 2nf =314 s~*.

Hlnh 4.

Thiết bị chỉnh lưu bắt đầu cung cấp dòng điện nạp ácquy khi tì = tì ỳ
v^.u.sinỡi = E
120

Vây

sinỡ. =—=——— = 0,3857
1 V2.220
tìi = 0,3959 rad

IUT = K — 2tìị = 2,3482 rad
2,3482
= 7,478 ms.
314
b. Tính R
Trị trung bình của dòng tải, vận dụng công thức (11.17):

14

trong đó costìị = 0,9226; sinớị = 0,3856; T = 0,02 s; Ij = 40 A.
272.220 r 0,9226

7,478.10~3

R = ————— 1 ———————–r— – -. 0,3856 1 = 2,32 Q.
40 L n

0,02

J

c. Trị hiệu dụng của dòng tải, vận dụng công thức (11.19):
<72U - E) r~T (2.220 - 120) ____________________
I =————– —- 7 — = ————–z-z———– VO,3739 = 50,38 A.
R
T
2,32
d. Hiệu suất của thiết bị, vận dụng công thức:
E.L|
4800
ri =———~ =
= 449%.

BÀI SỐ 7
Cho sơ đồ chỉnh lưu điôt cầu một pha, hình 5, u = 71 V, E = 48 V, R = 0,8 Q, f =
50 Hz.
2.72.U

2
Điên áp tài Uj = —————– (1 + — cos2wt)
JI
3
a. Tính trị trung bình của dòng tải Ir
b. Tính trị sô của điện cảm L cần đấu nối tiếp vào mạch tải để trị hiệu dụng Ị
của thành phần xoay chiều của dòng id chỉ còn bằng 10%Ij.
c.

Vẽ các đường cong if,ị, iD2, iD3, iD4, và i.

d. Tính trị hiệu dụng I.
Bài giải

a. Tính 1!
Vận dụng công thức (11.17):
272.11 cosớ, T d R v n T
E
48
trong đó sind, =—=— = ———————- = 0,478.
72.u
100,4
Vậy 6 ị — /28n5577 hoặc 0,498 rad.
15

A

A

A

ĩ

=

LV2 =
2. 314V2.L
i.,
=
/ —— cosoiịtdt =——– sinoiịt.
=
0,3413
L
0I
cu |L
Nếu I., =T0,llj = 2,926MAịỉ.thìLíngười ta phải đấu
nối tiếp vào mạch tải một điện cảm
Tycó trị số:
2V2.71
0,8783
Trị hiệu dụng của thành phần xoay chiều Ị, của dòng tải i I :
‘Id = ——–— ( —————– 0,3413. 0,478) = 29,26 A.
A
42,6365
0,8
3,14
Wl

b, Tính L.

Vận dụng công thức (11.20):
dia
2V2.U
2
L—- =———— — — cos2wt
dt
n
3
di.,
A
—— =—— cosưj|t, với A = 42,6365, IV ị = 2w.
dt

L

Biểu thức của thành phân xoay chiều của dòng tải id co’ dạng:

42,6365
L = ————-—~=~z—– = 16,4 mH.

ố i
•V

bĩ, 4

0
d)
16

Hình 5

c. Vẽ các dường cong im, i|)2, i|„, iị)4 và i
Sau khi đấu cuộn cảm L vào mạch tải, co’ thể xem dòng tải id được nán thảng, id =
Id :
Ud – E
Id =

2V2.U

—– với ud = ———
R

= 63,95 V
JI

63,95 – 48
L = ——————-

= 20 A.

0,8

Các đường cong biểu diễn điện áp u ! và các dòng điện được trình bày trên hình
5.
d.

Tính I:
■1
l = V Ị (Id)2dfl = 20 A.

2 Jĩ

o

BÀI SỐ 8

Cho hai sơ đồ chỉnh lưu điôt, xem hình 6b, một pha, hai nửa chu kỳ và câu một
pha.
Trị hiệu dụng của điện áp nguồn xoay chiều là Uj = 240 V.
Tải là một điện cảm lớn, tiêu thụ dòng điện Id = 12 A = const.
Điện áp trên tải là U I = 150 V. Giả thiết điện áp rơi trên mỗi điôt là 0,7 V.
Hãy tính toán chi tiết hai sơ đồ trên và so sánh.
Bùi giúi

Dạng điện áp và dòng điện trong hai sơ đô đang xét được trình bày trên hình 6a.
17

I V, 1 2
/ iẵdỡ =

*2) – *22
!2JI
Tỉ số biến áp m =

u,

y/
2

– = 8,48 A =
0,6975

L
Trị tức thời của dòng điện sơ cấp: ij = m.i,
Trị hiệu dụng của dòng điện sơ cấp:
r~l Y. 7”” /ĩ ‘
I| = / ~ í (m.i,)2dö =V— J(m.lj)2d0 = 0,6975.12
V

‘¿JT

JỊ

II

s=

18

s, + s2

o

= 8,37 A

s, = 240. 8,37 = 2008,8 VA
s2 = 2U2I21 = 2. 167,4. 8,48 = 2839,1
s ^ 2,424 kVA

‘-11> ngược cực đại mỗi điôt phải chịu: riM
2V^2U2 = 473,5 V Tri tru 11: hình cúa dòng
chảy qua điôt:
!>••! vói sơ dò cầu một pha:
ud =- 2%/2U,
– 1,4 = 150 V
do đó:

u, = 168,2 V
u2

Tỉ số biến áp:

Tí,

168,2

= 0,7
240
. Trị hiệu dụng của dòng điện thứ cấp
m=

Trị hiệu dụng của dòng điện sơ cấp:
I, = m.I, = 8,4 A
. Công suất biểu kiến của máy biến áp: s, = 240

8,4 = 2016 VA

s. = 168,2. 12 = 2018,4 VA s =
2,018 kVA

. Điện áp ngược cực đại mỗi điôt phải chịu:
u|m = V2U2 = 238 V
. Trị trunặ bình của dòng chảy qua điôt: I|, = 6A

19

BAI SO 9
Cho sơ đồ chỉnh lưu điôt câu một pha được nuôi tìí nguồn điện xoay chiều 50 V,
50 Hz. Dòng điện tải được nắn thảng, Id = 60 A.
a. Tính các điện áp rơi do:
. điện cảm nguồn Lc = 0,1 mH;
. mỗi điôt. co’ điện áp rơi thuận là (0,6 + 0,002i) V;

Bài Ịỉidi
Sơ đồ chỉnh lưu tiristor càu một pha, khi go’c 111Ở a = 0, sẽ trở thành sơ đồ
chỉnh lưu điôt cầu một pha.
ơ. Tính các diện áp rai
. Theo (IV.21) điện áp rơi do điện cảm nguồn gây nên là:
. Vi lúc nào cũng có hai điôt dẫn dòng nén điện áp rơi trên điốt là: 2AƯ„ = 2(0,6
+ 0,002. 60) = 1,44 V.
. Điện áp rơi trên điện trở = 0,002. 60 = 0,12 V.
2V2 u 2V2. 50

utl =

ĨT.

+ 2 điỏị
+_

¡ 2 ự 0,004£2

JT

=h

= 45,016 V

Diện càm
Điện ịrơ’ 7. = SOA
J—–€
0.02£ỉ

-^T” 45,0!6 /

0,002 51
u’

Hình 7

= 42.2S6 V

u

d = u2» – u2b – u2c

BAI SO 10

ír

II

Ihd = / v- / lịM = 42,42 A
V 2JI Õ
V^2U
– sin(ớ – 2^/3) – sin(ỡ – 4jr/3)] = 2V2U2sinỡđiện ba pha, xem
( =ba
2 [sin#lưu
Cho
sơU
đồ
bộ chỉnh
b. Tính
các dòng
diện. điôt càu một pha, được nuôi tìí nguồn
hình 8a.
Giả
thiết:
Trị
trung
bình
do mỗi
trênáptảiI2bằng
. Trị
hiệu
dụngcủa

củađiện
dòngápđiện
thứ cầu
cấp tạo
máyrabiến
= Id =một phần
2Jltải
ớ- Ij trong nửa chu kỳ.. Trị
Mỗi điôt dẫn dòng điện
60 điện
A áp tải, do đó có thể viết phương trình:
ba của trị trung bình
– điện áp rơi trên mỗi điôt là AUp = 0,7 V;
trung bình của dòng điện điôt:
300
2V2U-,
I,b
f
Iddỡ
=~
A = 60 A;
-c. đòng
điện
tải
được
nắn
thẳng
b) dường cong=biểu
——-=(230. 11
0,7)

Các
diễn
ZJĨ O

z

-Các
trịđường
trung binh
áp
V. trinh bày trên hình 8b.
3 của
cong
biểuđiện
diễnJĩ
udtải
và là
iB U
= iIlb=-300
i1.| được
Sơ dô

sơ đồ dang xét

và rúta.ra Tính
11-,= trị
112,627
V. của điện áp pha thứ cấp U-,.
hiệu dụng

Cầu ba pha

Lúc nào cũng có 6 điôt dẫn dòng. Ví dụ, trong khoảng Oj02 các điôt sau đây đồng
b. Tính trị trung binh và trị hiệu dụng của dòng điện chảy trong mỗi điôt.
thòi dẫn dòng:
c. Vẽ dạng điện áp tải u( và dạng dòng điện dây sơ cấp iịỊ.
Dp Dv D(), Ds, D1(), D12.
d. So sánh sơ đồ chỉnh lưu này với sơ đồ chỉnh lưu điôt cầu ba pha thông thường.
s
1,126Pd
1,047Pd
Để minh chứng, co’ thê’ tính trị trung
bình của điện áp tải như sau:
Bùi Ịiiải

; 6 271/3 _
a. Tính U-,.

ud = ——. / 2V2. 112,627.sin^dô – (6. 0,7) =
2 JĨ .7/3

Trị tức thời của điện áp tải bằng tổng điện áp ra của ba cầu một pha. Trong
= 304,2 – 4,2 = 300 V
khoảng OJOT trên hỉnh 8b ta co’:

a)

Hình 8

21

Ij

– ĩ,jr~~n —————————–)•” – (-

Bùi giải

V2U
a. Vì ——– > E nên ic| là dòng liên tục. Mỗi điôt dẫn dòng trong 1/3
chu kỳ.
>/2U – E

Qua so sánh các chỉ tiêu ghi trong bảng trên, co’ thể rút ra kết luận: Chỉ nên
dùng sơ đồ đang xét trong trường hợp điện áp tải cao.

BÀI SỐ 11
■^/é

tt/s

cưt

Hình 9

b. Trịbịtrung
bình
tải: hình tia, ba điôt cấp dòng cho một mạch tải gồm
Thiết
chỉnh

lưucủa
điôtdòng
ba pha
U,J
2JIV,
ă/(,”
R hiệu dụng của điện áp pha là u = 220 V, tân E
s.đ.đ E = 120
R = 5 Q. Trị
số nguồn
5 r/,
3 :’ ’/ V2U sinớ – E ,
– E) =R12n3V6U
điện xoay chiều là f = 50 Hz.
R
257,43 – 120
a. Vẽ đường cong của dòng điện id chảy trong tải và của iD chảy trong một điôt.
= 27,48 A
b. Tính trị trung bình của dòng id và của dòng iD.
. Trị trung bình của dòng chảy trong điôt:
Tỉnh trị hiệu dụng của dòng chảy trong mỗi cuộn dây thứ cấp máy biến áp.
In —”

•

IH

J 5jr/(

( \ V2Usinớ – E

2JĨ 71/6.7\ r/6
R
1

‘

1I

dớ =- 3

3V6U
= 9,16 A.

cos3cut

Trị hiệu dụng của dòng thứ cấp biến áp
24

23

1

5ĩl/< \ V2U sin# – E, , V/2U – E r 2JI .-i/b R
2T

= 15,6 A

T
trong đo’ au = 2jr/3, —— = 0,166.
2T
c. Tính L. Theo công thức (11.25): ud = Ud + u.
di.,
dt.

3V6U
8 JI cosa/|t, với UI ị = 3OJ.
3V6U

i., = J ———. cosớ. dỡ = 87101
jL

3V6.220

8. 3,14. 3. 314.L

. sin#

0,06832
0,06832

V2.L

0,06832
Vậy L = _= 17,58 mH. ^2.2,748

BÀI 12

Thiết bị chỉnh lưu điôt cầu ba pha cung cấp dòng cho mạch tải gồm, s.đ.đ E = 200
V, R = 6 Q, Trị hiệu dụng của điện áp pha của nguồn điện xoay chiều là u = 220 V, tần
sô là f = 50 Hz.
a. Vẽ các đường cong biểu diễn các dòng điện:
– trong mạch tải, id
– trong một điôt,
– trong mỗi pha của nguồn điện xoay chiêu i
b. Tính trị trung bình Id và ID
25

Bài giúi

Tại điểm A trên sơ đồ ta có thể viết:
* “ *D1

*04

a. Sơ đồ chỉnh lưu và các đường cong biểu diễn các dòng điện trình bày trên
b. Trị
bìnhdòng
của các
dòng
hỉnh 10.
Mỗitrung

điôt dẫn
trong
1/3điện.
chu kỳ.
u 1

UH

Từ: biểu thức
2 n của trị
o tức thòi của
6aiLdòng tải id =—

-E
R

Nếu chuyển gốc tọa độ o sang O’ ta có:
6o»L\(2
/6
Id =6a/L V2 * ,uđ – E .
2JĨ 4/6
1

3V6U

Id =— (—————–E) = 52,48 A
7l/b

ỉ (-

lo =-

E

I dớ

2lĩ “71/6 ^ R ‘

IH

3

= 17,5 A.

.cos6cut = A.cos6wt, với A = 29,42
ia =

A
——.sin6wt

Trị hiệu dụng của ia là:
Để Ia = 10%Id = 5,248 A thì 29,42
1
f~\
2” Ã
~
A
L = ————–————–=- = 2,1.10_3H = 2,1 mH.
1 = 7 —

/ (——. Sin6ớ)2dỡ =

6. 314. 5,248V2

-=

29,42
—

BÀI SỐ 13

Một bộ chỉnh lưu điôt càu ba pha được nuôi từ nguồn điện xoay chiều co’ điện áp
dậy 380 V, thông qua máy biến áp ba pha nối tam giác – sao
26

27

a. Tính trị trung bình của dòng điện điôt I|J
phải chịu u

và điện áp ngược mỗi điôt

b. Tính máy biến áp:
Bài giải

3V6 u2

Đối với sơ đô lí tưởng: Ut1 =——————3^6 u,

Đôi với trường hợp đang xét: U’j =———————— — (2. 0,7) = 300 V,
trong đo’ U-. là trị hiệu dụng của điện áp pha thứ cấp;
(300 + 1,4)71
a. Các dặc tinh của diôt.
In =-

I..

3

60

= 20 A

3

– Trị cực đại của điện áp ngược đặt trên mỗi điôt:
u.
= V6.u2 = 315,6 V
ỏ. Dối vái. máy biến áp:
60. 0,816 = 49 A.
– Công suất biểu kiến của máy biến áp:
s = 3.Ư2.I2 = 3. 128,85. 49 = 18,94 kVA. u, 128,85
– Tỉ sô biến áp: m =—— =————– — – – 0,339
Uj 380
– Trị hiệu dụng của dòng chảy trong mỗi cuộn dây sơ cấp:

BÀI SỐ 14

28

8

lph —

Hãy vẽ dạng đường cong điện áp tải và dòng điện nguồn khi dòng điện tải giả thiết
được nán thẳng là Id = 140 A.
Bài giải

. Công suất biểu kiến ngắn mạch của một pha:
75000

= 25000 VA

220
Trị hiệu dụng điện áp pha u =——

= 127 V

V3
thuần kháng):

^nm

s lph

25000

u 127

= 196,85 A

. Điện kháng của một pha nguồn: ,
X,. =- L
‘nm 196>85

= 0,645 Q

. Xác định góc trùng dẫn.
— coslưu
(fi tiristor
+ rt)J .cầu ba pha:
Theo công thức (IV.34) đốiỊ^cos«
với chỉnh

Jĩ
Tỉ

2
2X6.U
c Id

= 1 — cos//

cos/í = 1 —

2. 0,645. 140
^6.127

= 0,41945

// = 65l,2
Kết quả này không chấp nhận được, vì trong một chu kỳ 360″ có 6 lần
36Ơ’
chuyển mạch,^gìới hạn của mỗi lần chuyển mạch là ụ ị =—“ = 60″. Phải giải
bài toán theo cách khác.
29

catôt của D4 khiến D4 bị phân cực ngược, do đó D2 không thể chuyển dòng điện tải
sang D4 như bình thường được. D2 tiếp tục đơn dẫn thêm một khoảng nữa, cho đến
khi sự chuyển mạch từ Dj sang D3 kết til!, Tinh hình diễn ra gióng như các điôt là
những tiristor với góc mở a nào J
Để xác định góc a, có thể xem sơ đồ đang xét là sơ đồ chỉnh lưu t!’ h.ior

Hlnh 11

càu ba pha, có góc 1Ì1Ở là a và go’c trũng dẫn là ịi = 60°. Vận dụng
công thức (IV.34):

2XA,
= cosư — cos(/i -i- a)
cos a — cos(60 + «) = 0,5806

30

]

I

a

Đường cong biểu diễn điện áp tải u’j và dòng điện nguồn i. = iT1 — iT4 được trình
bày trên hình Ịlb, với gtíc a được vẽ lớn hơn một chút.

BÀI SỐ 15

Cho sơ đô chỉnh lưu điôt cầu một pha và sơ đồ chỉnh lưu điôt cầu ba pha. Giả
thiết dòng điện tải được nắn thảng ij = I ị và bỏ qua điện áp rơi trên cae phân từ. bỏ
qua hiện tương trùng dẩn.
a. Vẽ dạng điện áp tải và dòng điện nguồn xoay chiều của hai sơ đồ chỉnh lưu.
b. Xác định hệ số công suất đầu vào cosy1 và tỉ số sóng cơ bản Tj! của dòng điện
nguồn xoay chiều của hai sơ đồ chỉnh lưu.
Bài Ịỉiủi

a. Điện áp tải u 1 và dòng điện nguồn xoay chiêu i;í co’ dạng trình bày trên hình
12.
b. Xác định cosy1 và T|!

trong đo’ ‘I và I là trị hiệu dụng của thành phần sóng cơ bản của dòng điện nguồn i., và
trị hiệu dụng của dòng điện nguồn Í.J.
Dòng điện nguồn i của cả hai sơ đồ co’ dạng “hình sin chữ nhật” và “hình sin
gàn chữ nhật”. Chúng là những hàm số lẻ, có chu kỳ 2L = 2n.
Khai triển Fourier của chúng co’ dạng:
1. = b’Sinuit + b1sin2wt + … bnsinno>t + …, trong đó
bn là biên độ cực đại của sóng bậc n.
2 ’•

rmtì

31

=

7HJT

—í

1 — cosrưr

2 ‘T 21 bn =-— f Id.sinn#dỡ =

41,

(

i.. =

sin3cot
sinait +-

JT. ‘

sinõoit

sin7cot +
————– +

3
,, cosrưi/6 — cos5n7ĩ/6

A

Đối với sơ đồ cầuJbadpha
/ Id.sinnfldO =
2V3

.( ——————————-)

sinõait sin7tot sinllcut sinl3wt
11

i,, = ——- .I,|(sina>t
JT

5

Hệ số công suất cos(p =

7

Ud-Id

2V2 u

trong đó: u,

I=

–

= Id

2V2 U.I,
= 0,9

Vậy cosp

Trị hiệu dụng của thành phái) sóng cơ bản của dòng điện nguồn
■ = – 4 I jJIV2
Ti sổ sóng cơ bản:
T„ =-

I

4I,i
= 0,9
i.V2.h

. Tìuỉòng hợp sơ dô câu ba pha:
ML ,

ud =32

3V6U

13

b. Xác địnhlại. ud 58,7 c. Viết biểu thức ( trị tức thời ) của uc ( t ) trong quy trình tiến độ tụ điện c phóngNgiíời ta thường tính : 1,1 = — — = — 7 — = 5,87 A.điện vào tải R.d. Xác định là thời gian điôt bất đầu dẫn dòng. tịe. Tính uim và iỊ ) m-Hình 311B ài giãia. Biểu thức của những dòng diện : 72. Uiu = — —. sincytKhoảng thời hạn Dj dẫn dòng : hì = 0 -, – ớ, T = ————- ĨR + k ‘ 1,6 – V2U1, 16UI1, 4. lơ * s, 314 in – 0,333 sina ) t + 10,456 • COSOítchỉ bằng 7 % của một chu kỳ luân hồi. e. Tính u. m và iDmax. b. TinhKhi một điôt dẫn dòng10, 456 thì điôt còn lại phải chịu điện áp ngược u U | m = V.tgUot ? ) 2V2. U = – = 2000,333 j – 88 ° 175 0 jtz = Biểuu thức của dòng chảy trong điôt Dj là : I 91 824 Ta lấy nghiệmdương : iị, = 0,333 sinwt + 10,456. cosait ( 1 ) cut -, = 91 ° 824 hoặcrad, và cho bằng không, sẽ tìm được : Lấy đạohàmcủa biểuthức1, 6 trên ( cot. ’ ) = ‘ 6 hoặc 0,03181 ” 8240,0051 Vì biểut7 = thức – — ( 1 ) = chỉđúngs. BÀI SỐ 6 rad, đốivới gốc tọa độ là o.trong khoảng chừng 6 ị < uit < 02 ưên ( cyt ) m = 314 c. Biểu thức ' la uc trong giai doạn phóng điện vào R, Khi t = t, : u. ( t-2 ) = V2. u. sinait2 = 100. 0,9995 = 99,55 V u, = 99,95. e4M2 ) / RC = 99,95. e “ l0 ( H2 ). Người ta dùng thiết bị chỉnh lưu cầu một pha để nạp điện cho ắcquy, có sức điệnđộng E = 120 V, dòng nạp Id = 40 A.d. Tính tị. Trị hiệu dụng của điện áp nguồn là 220 V, tần số f = 50 Hz. Ỏ chính sách xác lập, thời gian mở màn dẫn dòng của Dj cũng bằng thời gian dẫndòng a. củaTínhD, đốitị làvớithờinửađiểmchu thiếtkỳ thíchbị chỉnhứng, lưudo đóbắtco'đâuthểcungviết : cấp dòng nạp cho ắcquytrong từng nửa chu kỳ luân hồi. u. ( t3 — t2 ) = — V2Usina > t31312d. Tính hiệu suất của thiết bị. Bài ỊỊÌàiSơ đồ chinh lưu và đò thị điện áp chỉnh lưu trình diễn trên hình 4. a. Biểu thức diện áp ngùôn diện xoay chiêu : u = V2 u sinỡ, trong đó tì = tut, tu = 2 nf = 314 s ~ *. Hlnh 4. Thiết bị chỉnh lưu khởi đầu phân phối dòng điện nạp ácquy khi tì = tì ỳv ^. u. sinỡi = E120Vâysinỡ. = — = ——— = 0,38571 V2. 220 tìi = 0,3959 radIUT = K — 2 tìị = 2,3482 rad2, 3482 = 7,478 ms. 314 b. Tính RTrị trung bình của dòng tải, vận dụng công thức ( 11.17 ) : 14 trong đó costìị = 0,9226 ; sinớị = 0,3856 ; T = 0,02 s ; Ij = 40 A. 272.220 r 0,92267,478. 10 ~ 3R = — ———— 1 — — —————– r — – -. 0,3856 1 = 2,32 Q. 40 L n0, 02 c. Trị hiệu dụng của dòng tải, vận dụng công thức ( 11.19 ) : < 72U - E ) r ~ T ( 2.220 - 120 ) ____________________I = — ----------- ---- 7 — = -------------- z-z ----------- VO, 3739 = 50,38 A. 2,32 d. Hiệu suất của thiết bị, vận dụng công thức : E.L | 4800 ri = — --- — ~ = = 449 %. BÀI SỐ 7C ho sơ đồ chỉnh lưu điôt cầu một pha, hình 5, u = 71 V, E = 48 V, R = 0,8 Q, f = 50 Hz. 2.72. UĐiên áp tài Uj = ----------------- ( 1 + — cos2wt ) JIa. Tính trị trung bình của dòng tải Irb. Tính trị sô của điện cảm L cần đấu tiếp nối đuôi nhau vào mạch tải để trị hiệu dụng Ịcủa thành phần xoay chiều của dòng id chỉ còn bằng 10 % Ij. c. Vẽ những đường cong if, ị, iD2, iD3, iD4, và i. d. Tính trị hiệu dụng I.Bài giảia. Tính 1 ! Vận dụng công thức ( 11.17 ) : 272.11 cosớ, T d R v n T48trong đó sind, = — = — = ---------------------- = 0,478. 72. u100, 4V ậy 6 ị — / 28 n5577 hoặc 0,498 rad. 15LV2 = 2. 314V2. Li., / ------ cosoiịtdt = -------- sinoiịt. 0,34130 Icu | LNếu I., = T0, llj = 2,926 MAịỉ. thìLíngười ta phải đấunối tiếp vào mạch tải một điện cảmTycó trị số : 2V2. 710,8783 Trị hiệu dụng của thành phần xoay chiều Ị, của dòng tải i I : ' Id = -------- — ( — — ----------- 0,3413. 0,478 ) = 29,26 A. 42,63650,83,14 Wlb, Tính L.Vận dụng công thức ( 11.20 ) : dia2V2. UL ---- = ------------ — — cos2wtdtdi., — — = ------ cosưj | t, với A = 42,6365, IV ị = 2 w. dtBiểu thức của thành phân xoay chiều của dòng tải id co ' dạng : 42,6365 L = ------------- — ~ = ~ z ----- = 16,4 mH. ố i • Vbĩ, 4 d ) 16H ình 5 c. Vẽ những dường cong im, i | ) 2, i | „, iị ) 4 và iSau khi đấu cuộn cảm L vào mạch tải, co ' thể xem dòng tải id được nán thảng, id = Id : Ud - EId = 2V2. U ----- với ud = — — — = 63,95 VJI63, 95 - 48L = ------------------- = 20 A. 0,8 Các đường cong trình diễn điện áp u ! và những dòng điện được trình diễn trên hình5. d. Tính I : ■ 1 l = V Ị ( Id ) 2 dfl = 20 A. 2 JĩBÀI SỐ 8C ho hai sơ đồ chỉnh lưu điôt, xem hình 6 b, một pha, hai nửa chu kỳ luân hồi và câu mộtpha. Trị hiệu dụng của điện áp nguồn xoay chiều là Uj = 240 V.Tải là một điện cảm lớn, tiêu thụ dòng điện Id = 12 A = const. Điện áp trên tải là U I = 150 V. Giả thiết điện áp rơi trên mỗi điôt là 0,7 V.Hãy đo lường và thống kê cụ thể hai sơ đồ trên và so sánh. Bùi giúiDạng điện áp và dòng điện trong hai sơ đô đang xét được trình diễn trên hình 6 a. 17I V, 1 2 / iẵdỡ = * 2 ) - * 22 ! 2JIT ỉ số biến áp m = u, y / - = 8,48 A = 0,6975 Trị tức thời của dòng điện sơ cấp : ij = m. i, Trị hiệu dụng của dòng điện sơ cấp : r ~ l Y. 7 ” " / ĩ ' I | = / ~ í ( m. i, ) 2 dö = V — J ( m.lj ) 2 d0 = 0,6975. 12 ‘ ¿ JTJỊIIs = 18 s, + s2 = 8,37 As, = 240. 8,37 = 2008,8 VAs2 = 2U2 I21 = 2. 167,4. 8,48 = 2839,1 s ^ 2,424 kVA ' - 11 > ngược cực lớn mỗi điôt phải chịu : riM2V ^ 2U2 = 473,5 V Tri tru 11 : hình cúa dòngchảy qua điôt : ! > • • ! vói sơ dò cầu một pha : ud = – 2 % / 2U, – 1,4 = 150 Vdo đó : u, = 168,2 Vu2Tỉ số biến áp : Tí, 168,2 = 0,7240. Trị hiệu dụng của dòng điện thứ cấpm = Trị hiệu dụng của dòng điện sơ cấp : I, = m. I, = 8,4 A. Công suất biểu kiến của máy biến áp : s, = 2408,4 = năm nay VAs. = 168,2. 12 = 2018,4 VA s = 2,018 kVA. Điện áp ngược cực lớn mỗi điôt phải chịu : u | m = V2U2 = 238 V. Trị trunặ bình của dòng chảy qua điôt : I |, = 6A19 BAI SO 9C ho sơ đồ chỉnh lưu điôt câu một pha được nuôi tìí nguồn điện xoay chiều 50 V, 50 Hz. Dòng điện tải được nắn thảng, Id = 60 A.a. Tính những điện áp rơi do :. điện cảm nguồn Lc = 0,1 mH ;. mỗi điôt. co ‘ điện áp rơi thuận là ( 0,6 + 0,002 i ) V ; Bài ỊỉidiSơ đồ chỉnh lưu tiristor càu một pha, khi go’c 111 Ở a = 0, sẽ trở thành sơ đồchỉnh lưu điôt cầu một pha. ơ. Tính những diện áp rai. Theo ( IV. 21 ) điện áp rơi do điện cảm nguồn gây nên là :. Vi lúc nào cũng có hai điôt dẫn dòng nén điện áp rơi trên điốt là : 2A Ư „ = 2 ( 0,6 + 0,002. 60 ) = 1,44 V.. Điện áp rơi trên điện trở = 0,002. 60 = 0,12 V. 2V2 u 2V2. 50 utl = ĨT. + 2 điỏị + _ ¡ 2 ự 0,004 £ 2JT = h = 45,016 VDiện càmĐiện ịrơ ‘ 7. = SOAJ —– € 0.02 £ ỉ – ^ T ” 45,0 ! 6 / 0,002 51 u’Hình 7 = 42.2 S6 Vd = u2 » – u2b – u2cBAI SO 10 írIIIhd = / v – / lịM = 42,42 AV 2JI ÕV ^ 2U – sin ( ớ – 2 ^ / 3 ) – sin ( ỡ – 4 jr / 3 ) ] = 2V2 U2sinỡđiện ba pha, xem ( = ba2 [ sin # lưuChosơUđồbộ chỉnhb. Tínhcác dòngdiện. điôt càu một pha, được nuôi tìí nguồnhình 8 a. Giảthiết : Trịtrungbìnhdo mỗitrênáptảiI2bằng. Trịhiệudụngcủacủađiệndòngápđiệnthứ cầucấp tạomáyrabiến = Id = một phần2Jltảiớ – Ij trong nửa chu kỳ luân hồi. . TrịMỗi điôt dẫn dòng điện60 điệnA áp tải, do đó hoàn toàn có thể viết phương trình : ba của trị trung bình – điện áp rơi trên mỗi điôt là AUp = 0,7 V ; trung bình của dòng điện điôt : 3002V2 U -, I, bIddỡ = ~ A = 60 A ; – c. đòngđiệntảiđượcnắnthẳngb ) dường cong = biểu — — – = ( 230. 110,7 ) CácdiễnZJĨ O-Cáctrịđườngtrung binhápV. trinh bày trên hình 8 b. 3 củacongbiểuđiệndiễnJĩudtảivà làiB U = iIlb = – 300 i1. | đượcSơ dôsơ đồ dang xétvà rúta. ra Tính11 -, = trị112, 627V. của điện áp pha thứ cấp U – ,. hiệu dụngCầu ba phaLúc nào cũng có 6 điôt dẫn dòng. Ví dụ, trong khoảng chừng Oj02 những điôt sau đây đồngb. Tính trị trung binh và trị hiệu dụng của dòng điện chảy trong mỗi điôt. thòi dẫn dòng : c. Vẽ dạng điện áp tải u ( và dạng dòng điện dây sơ cấp iịỊ. Dp Dv D ( ), Ds, D1 ( ), D12. d. So sánh sơ đồ chỉnh lưu này với sơ đồ chỉnh lưu điôt cầu ba pha thường thì. 1,126 Pd1, 047P dĐể vật chứng, co ‘ thê ’ tính trị trungbình của điện áp tải như sau : Bùi Ịiiải ; 6 271 / 3 _a. Tính U – ,. ud = — —. / 2V2. 112,627. sin ^ dô – ( 6. 0,7 ) = 2 JĨ. 7/3 Trị tức thời của điện áp tải bằng tổng điện áp ra của ba cầu một pha. Trong = 304,2 – 4,2 = 300 Vkhoảng OJOT trên hỉnh 8 b ta co ‘ : a ) Hình 821I j – ĩ, jr ~ ~ n —————————– ) • ” – ( – Bùi giảiV2Ua. Vì ——– > E nên ic | là dòng liên tục. Mỗi điôt dẫn dòng trong 1/3 chu kỳ luân hồi. > / 2U – EQua so sánh những chỉ tiêu ghi trong bảng trên, co ‘ thể rút ra Kết luận : Chỉ nêndùng sơ đồ đang xét trong trường hợp điện áp tải cao. BÀI SỐ 11 ■ ^ / étt / scưtHình 9 b. Trịbịtrungbìnhtải : hình tia, ba điôt cấp dòng cho một mạch tải gồmThiếtchỉnhlưucủađiôtdòngba phaU, J2JIV, ă / (, ‘ ‘ R hiệu dụng của điện áp pha là u = 220 V, tân Es. đ. đ E = 120R = 5 Q. Trịsố nguồn5 r /, 3 : ‘ ’ / V2U sinớ – E, – E ) = R12n3V6Uđiện xoay chiều là f = 50 Hz. 257,43 – 120 a. Vẽ đường cong của dòng điện id chảy trong tải và của iD chảy trong một điôt. = 27,48 Ab. Tính trị trung bình của dòng id và của dòng iD .. Trị trung bình của dòng chảy trong điôt : Tỉnh trị hiệu dụng của dòng chảy trong mỗi cuộn dây thứ cấp máy biến áp. In — ” IHJ 5 jr / ( ( \ V2Usinớ – E2JĨ 71/6. 7 \ r / 61I dớ = – 33V6 U = 9,16 A.cos 3 cutTrị hiệu dụng của dòng thứ cấp biến áp24235ĩl / < \ V2U sin # - E, , V / 2U - E r2JI. - i / b2T = 15,6 Atrong đo ' au = 2 jr / 3, — — = 0,166. 2T c. Tính L. Theo công thức ( 11.25 ) : ud = Ud + u.di., dt. 3V6 U8 JI cosa / | t, với UI ị = 3OJ. 3V6 Ui., = J — — —. cosớ. dỡ = 87101 jL3V6. 2208. 3,14. 3. 314. L. sin # 0,068320,06832 V2. L0, 06832V ậy L = _ = 17,58 mH. ^ 2.2,748 BÀI 12T hiết bị chỉnh lưu điôt cầu ba pha cung ứng dòng cho mạch tải gồm, s. đ. đ E = 200V, R = 6 Q., Trị hiệu dụng của điện áp pha của nguồn điện xoay chiều là u = 220 V, tầnsô là f = 50 Hz. a. Vẽ những đường cong màn biểu diễn những dòng điện : - trong mạch tải, id - trong một điôt, - trong mỗi pha của nguồn điện xoay chiêu ib. Tính trị trung bình Id và ID25Bài giúiTại điểm A trên sơ đồ ta hoàn toàn có thể viết : * “ * D1 * 04 a. Sơ đồ chỉnh lưu và những đường cong màn biểu diễn những dòng điện trình diễn trênb. Trịbìnhdòngcủa cácdònghỉnh 10. Mỗitrungđiôt dẫntrong1 / 3 điện. chu kỳ luân hồi. u 1UHT ừ : biểu thức2 n của trịo tức thòi của6aiLdòng tải id = — - ENếu chuyển gốc tọa độ o sang O ’ ta có : 6 o » L \ ( 2/6 Id = 6 a / L V2 *, uđ - E. 2J Ĩ 4/63 V6UId = — ( — — ----------- E ) = 52,48 A7l / bỉ ( - lo = - I dớ2lĩ “ 71/6 ^ R ' IH = 17,5 A.. cos6cut = A.cos 6 wt, với A = 29,42 ia = — —. sin6wtTrị hiệu dụng của ia là : Để Ia = 10 % Id = 5,248 A thì 29,42 f ~ \ 2 ” ÃL = -------------- — ----------- = - = 2,1. 10_3 H = 2,1 mH. 1 = 7 — / ( — —. Sin6ớ ) 2 dỡ = 6. 314. 5,248 V2 - = 29,42 BÀI SỐ 13M ột bộ chỉnh lưu điôt càu ba pha được nuôi từ nguồn điện xoay chiều co ' điện ápdậy 380 V, trải qua máy biến áp ba pha nối tam giác - sao2627a. Tính trị trung bình của dòng điện điôt I | Jphải chịu uvà điện áp ngược mỗi điôtb. Tính máy biến áp : Bài giải3V6 u2Đối với sơ đô lí tưởng : Ut1 = ------------------ 3 ^ 6 u, Đôi với trường hợp đang xét : U’j = --------------------- — — ( 2. 0,7 ) = 300 V, trong đo ' U -. là trị hiệu dụng của điện áp pha thứ cấp ; ( 300 + 1,4 ) 71 a. Các dặc tinh của diôt. In = - I.. 60 = 20 A - Trị cực lớn của điện áp ngược đặt trên mỗi điôt : u. = V6. u2 = 315,6 Vỏ. Dối vái. máy biến áp : 60. 0,816 = 49 A. - Công suất biểu kiến của máy biến áp : s = 3. Ư2. I2 = 3. 128,85. 49 = 18,94 kVA. u, 128,85 - Tỉ sô biến áp : m = — — = -------------- -- - - 0,339 Uj 380 - Trị hiệu dụng của dòng chảy trong mỗi cuộn dây sơ cấp : BÀI SỐ 1428 lph — Hãy vẽ dạng đường cong điện áp tải và dòng điện nguồn khi dòng điện tải giả thiếtđược nán thẳng là Id = 140 A.Bài giải. Công suất biểu kiến ngắn mạch của một pha : 75000 = 25000 VA220Trị hiệu dụng điện áp pha u = — — = 127 VV3thuần kháng ) : ^ nms lph25000u 127 = 196,85 A. Điện kháng của một pha nguồn :, X ,. = - L ‘ nm 196 > 85 = 0,645 Q. Xác định góc trùng dẫn. — coslưu ( fi tiristor + rt ) J. cầu ba pha : Theo công thức ( IV. 34 ) đốiỊ ^ cos « với chỉnhJĩTỉ2X6. Uc Id = 1 — cos / / cos / í = 1 — 2. 0,645. 140 ^ 6.127 = 0,41945 / / = 65 l, 2K ết quả này không gật đầu được, vì trong một chu kỳ luân hồi 360 ” có 6 lần36Ơ ’ chuyển mạch, ^ gìới hạn của mỗi lần chuyển mạch là ụ ị = — “ = 60 “. Phải giảibài toán theo cách khác. 29 catôt của D4 khiến D4 bị phân cực ngược, do đó D2 không hề chuyển dòng điện tảisang D4 như thông thường được. D2 liên tục đơn dẫn thêm một khoảng chừng nữa, cho đếnkhi sự chuyển mạch từ Dj sang D3 kết til !, Tinh hình diễn ra gióng như những điôt lànhững tiristor với góc mở a nào JĐể xác lập góc a, hoàn toàn có thể xem sơ đồ đang xét là sơ đồ chỉnh lưu t ! ‘ h. iorHlnh 11 càu ba pha, có góc 1 Ì1Ở là a và go’c trũng dẫn là ịi = 60 °. Vận dụngcông thức ( IV. 34 ) : 2XA, = cosư — cos ( / i – i – a ) cos a — cos ( 60 + « ) = 0,580630 Đường cong trình diễn điện áp tải u’j và dòng điện nguồn i. = iT1 — iT4 được trìnhbày trên hình Ịlb, với gtíc a được vẽ lớn hơn một chút ít. BÀI SỐ 15C ho sơ đô chỉnh lưu điôt cầu một pha và sơ đồ chỉnh lưu điôt cầu ba pha. Giảthiết dòng điện tải được nắn thảng ij = I ị và bỏ lỡ điện áp rơi trên cae phân từ. bỏqua hiện tương trùng dẩn. a. Vẽ dạng điện áp tải và dòng điện nguồn xoay chiều của hai sơ đồ chỉnh lưu. b. Xác định thông số công suất đầu vào cosy1 và tỉ số sóng cơ bản Tj ! của dòng điệnnguồn xoay chiều của hai sơ đồ chỉnh lưu. Bài Ịỉiủia. Điện áp tải u 1 và dòng điện nguồn xoay chiêu i ; í co ‘ dạng trình diễn trên hình12. b. Xác định cosy1 và T | ! trong đo ‘ ‘ I và I là trị hiệu dụng của thành phần sóng cơ bản của dòng điện nguồn i., vàtrị hiệu dụng của dòng điện nguồn Í.J.Dòng điện nguồn i của cả hai sơ đồ co ‘ dạng ” hình sin chữ nhật ” và ” hình singàn chữ nhật “. Chúng là những hàm số lẻ, có chu kỳ luân hồi 2L = 2 n. Khai triển Fourier của chúng co ‘ dạng : 1. = b’Sinuit + b1sin2wt + … bnsinno > t + …, trong đóbn là biên độ cực lớn của sóng bậc n. 2 ’ • rmtì317HJT — í1 — cosrưr2 ‘ T 21 bn = – — f Id. sinn # dỡ = 41, i .. = sin3cotsinait + – JT. ‘ sinõoitsin7cot + ————– +, , cosrưi / 6 — cos5n7ĩ / 6 Đối với sơ đồ cầuJbadpha / Id. sinnfldO = 2V3. ( ——————————- ) sinõait sin7tot sinllcut sinl3wt11i, , = ——-. I, | ( sina > tJTHệ số công suất cos ( p = Ud-Id2V2 utrong đó : u, I = = Id2V2 U.I, = 0,9 Vậy cospTrị hiệu dụng của thành phái ) sóng cơ bản của dòng điện nguồn ■ = – 4 I jJIV2Ti sổ sóng cơ bản : T „ = – 4I, i = 0,9 i. V2. h. Tìuỉòng hợp sơ dô câu ba pha : ML, ud = 323V6 U13

Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category : Điện Tử Bách Khoa