Bài giảng Điện tử cơ sở - Lê Ngọc Tâm

I. Phân loại linh kiện bán dẫn theo khả năng điều khiển:

Các linh kiện bán dẫn công suất trong lĩnh vực điện tữ công suất

có 2 chức năng cơ bản: đóng và ngắt dòng điện đi qua nó.

Các linh kiện bán dẫn công suất theo chức năng đóng ngắt dòng

điện và theo khả năng điều khiển các chức năng này có thể chia

ra làm 03 nhóm chính:

- Nhóm 1: gồm các linh kiện không điều khiển như diode,

diac;

- Nhóm 2: gồm các linh kiện điều khiển kích đóng được như

Thyristor, triac;

- Nhóm 3: gồm các linh kiện điều khiển kích ngắt được như

Transistor (BJT, MOSFET, IGBT), GTO.

pdf 163 trang yennguyen 2220
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Điện tử cơ sở - Lê Ngọc Tâm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Điện tử cơ sở - Lê Ngọc Tâm

Bài giảng Điện tử cơ sở - Lê Ngọc Tâm
1CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
I. Phân loại linh kiện bán dẫn theo khả năng điều khiển:
Các linh kiện bán dẫn công suất trong lĩnh vực điện tữ công suất 
có 2 chức năng cơ bản: đóng và ngắt dòng điện đi qua nó. 
Các linh kiện bán dẫn công suất theo chức năng đóng ngắt dòng 
điện và theo khả năng điều khiển các chức năng này có thể chia 
ra làm 03 nhóm chính: 
- Nhóm 1: gồm các linh kiện không điều khiển như diode, 
diac; 
- Nhóm 2: gồm các linh kiện điều khiển kích đóng được như 
Thyristor, triac; 
- Nhóm 3: gồm các linh kiện điều khiển kích ngắt được như 
Transistor (BJT, MOSFET, IGBT), GTO. 
2CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
II. Diode: 
1. Cấu tạo, hoạt động: 
3CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
2. Đặc tính V – A 
a. Diode lý tưởng 
Hai trạng thái: mở – đóng 
4CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
5CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
Diode thực tế: IDB30E60 – Infineon Technologies
6CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
III. Transistor lưỡng cực (BJT) Bipolar Junction Transistor
1. Cấu tạo, hoạt động:
7CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
- Điện áp: áp thuận UCE > 0
Có thể khoá điện áp 101 ÷ 102 V
- Dòng điện: có thể điều khiển dòng điện từ vài chục đến vài 
trăm ampe (101 ÷ 102 A)
- Tần số fsw cao nhất >20KHz
BJT là loại linh kiện điều khiển hoàn toàn (đóng ngắt)
Tín hiệu dòng IB có 2 đặc điểm:
+ Liên tục.
+ Phải đủ lớn (IB > IB min)
8CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
2. Đặc tuyến Volt – Ampe
9CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
Trong vùng chưá các đặt tuyến ngỏ ra, ta phân biệt vùng 
nghịch, vùng bảo hoà và vùng tích cực.
+ Vùng nghịch: đặt tuyến ngỏ ra với thông số IB = 0 nằm trong 
vùng này. Transistor ở chế độ ngắt. Dòng iCO có giá trị nhỏ đi 
qua transistor và tải. Khi UBE < 0 độ lớn dòng iCO.
+ Vùng bảo hoà: Nếu như điểm làm việc nằm trong vùng bảo 
hoà transistor sẽ đóng, dòng iC dẫn và điện thế UCE đạt giá trị
UCESAT nhỏ không đáng kể (khoảng 1 ÷ 2 V). Điện thế UCESAT
gọi là điện thế bảo hoà.
+ Vùng tích cực: là vùng mà transistor hoạt động tích cực, 
tương ứng với các giá trị làm việc uCE > uCESAT và dòng iC. Mối 
quan hệ giữa hai đại lượng này phụ thuộc vào tải và dòng iB.
10
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
Transistor thực tế - MJW3281A (NPN) – ON 
Semiconductor
11
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
IV. Transistor trường MOSFET
(Metal Oxid Semiconductor Field Effect Transistor)
12
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
MOSFET ở trạng thái ngắt khi điện áp cổng thấp hơn giá trị
UGS
Một số đặt điểm:
Áp điều khiển được điện áp 101 ÷ 102 V
Dòng điện: có thể điều khiển dòng điện đến vài chục ampe
Tần số fsw cao nhất >20KHz
13
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
14
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
V. Transistor lưỡng cực cổng cách ly - IGBT
Insulated Gate Bipolar Transistor
15
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
IGBT có những ưu điểm của BJT và MOSFET
- Điện áp: áp thuận UCE > 0
Có thể khoá điện áp ÷ 1200 V
- Dòng điện: có thể điều khiển dòng điện > 1KA
- Tần số fsw cao nhất >20KHz
16
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
VI. Thyristor
1. Cấu tạo – Hoạt động:
17
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
Thyristor có 3 trạng thái làm việc:
- Mở
- Đóng
- Khóa
Ký hiệu:
18
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
Điều kiện để mở Thyristor
• UAK > 0
• Xung điều khiển đưa vào cực điều khiển.
Điều kiện để đóng Thyristor
Đặt điện áp ngược lên A – K
2. Đặc tính Volt - Ampe
a. Thyristor lý tưởng: Ba trạng thái: đóng – mở – khóa
19
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
b. Thyristor thực tế:
20
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
UBR: điện áp ngược đánh thủng
UBO: điện áp tự mở của thyristor
UTO: điện áp rơi trên Thyristor
IH: Dòng duy trì (holding)
IL: Latching
21
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
Thyristor thực tế - 22RIA SERIES – International Rectifier
22
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
VII. Triac
1. Cấu tạo – Hoạt động:
23
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
2. Đặc tính Volt – Ampe
24
CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
Triac thực tế - 2N6344 - ON Semiconductor
25
Chương 2
BỘ CHỈNH LƯU 
26
tω
tωπ4π3π2π0
mU 0U
0i
AU ( )tu2 0U
0i
( )tu2
( )tu2mU
π π2 π3 π40
tω
π4π3π2π0
mU
R
( ) ( )tUtu m ωθθ == sin2
Sơ đồ và dạng sóng mạch chỉnh 
lưu bán kỳ 1 pha tải R
I. Chỉnh lưu bán kỳmột pha :
Khi tải là thuần trở:
• Trong khoảng 0< điện áp nguồn dương, diode được 
phân cực thuận nên dẫn điện (nếu xem diode lý tưởng )
.sin0 θmUu = θsin00 R
U
R
Ui m==Ta có
io có dạng sóng cùng với như hình vẽ)0u
• Tính trị trung bình của điện áp chỉnh lưu
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +== ∫∫∫ θθθπθπ
π
π
ππ
ddUdUU mAV
2
0
2
0
0 .0sin2
1
2
1
= ( ) πππ mm
UU =− cos0cos
2
πθ <
27
• Trị trung bình của dòng tải .
R
U
R
UI mAVAV π==
28
• Trị hiệu dụng của dòng thứ cấp biến áp
• Điện áp ngược cực đại là điện áp phân cực ngược cực đại 
mà diode phải chịu. Như vậy đối với mạch này 
2max 2UUU mN −=−=
R2
UI
d
R
sinU2
2
1I
di
2
1I
2
2
0
2
2
2
2
0
2
22
=⇒
θ⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ θ
π=⇔
θπ=
∫
∫
π
π
29
II. Chỉnh lưu toàn kỳ (Dùng máy biến áp thứ cấp có điểm giữa) 
A.Chỉnh lưu hình tia
™ tải R:
30
9Trị trung bình điện áp ngõ ra: chu kỳ áp chỉnh lưu Tp = ½ T
9Dòng điện trung bình trên tải: 
9Giá trị cực đại của điện áp ngược đặt lên diode:
π=⇒
θθπ=⇒
θπ=
∫
∫
π
π
2
d
2
0
d
2
0
dd
U22
U
dsinU21U
du
2
1U
R
U
I dd =
2max 222 UUU mN −=−=
2
II dD =9Dòng điện trung bình qua mỗi diode: 
31
( )tu2
( )tu1
R
1D 2D
4D 3D
A
B
( )tu2
( )tu2
( )tu2mU
π π2 π3 π40
tωπ4π3π2π0
0U
0i
1D 1D2D 2D
mU
tω
π4π3π2π0
mU
maxngU
2D 2D1D 1D
Sơ đồ và dạng sóng mạch 
chỉnh lưu cầu tải R
B. CHỈNH LƯU HÌNH CẦU:
32
( ) ( )tUtu m ωθθ == sin2™ Tải R
0,0 BA VV điện thế tại điểm A dương πθ <<0Trong khoảng 
Dòng điện đi từ diode D1, D3 dẫn, D2, D4 tắtBA→
Trong khoảng điện thế tại B dương hơn điện thế tại Aπθπ 2<<
dòng điện đi từ D2,D4dẫn , D1, D3 tắt.AB→
33
• Trị trung bình của điện áp chỉnh lưu
( )∫ =−==
π π
πππθθπ 0 0
2cos0cossin1 mmmAV
UUdUU
• Trị trung bình của dòng điện tải
R
U
R
UI mAVAV π
2==
• Trị trung bình của dòng qua D1 ,D3.(D2,D4)
R
UIIIII mAVDDDD π===== 24321
• Trị hiệu dụng ( )∫=
π
θθπ 0
2sin1 dUU mRMS ( )
2
2cos1
2 0
mm UdU =−= ∫
π
θθπ
• Điện áp ngược cực đại 
2max 2UUU mN −=−=
34
™ Tải RL
• Trị trung bình của điện áp chỉnh lưu
• Trị trung bình của dòng điện tải
R
U
R
UI mAVAV π
2==
• Trị trung bình của dòng qua D1 ,D3.(D2,D4)
R
UIIIII mAVDDDD π===== 24321
• Trị hiệu dụng ( )∫=
π
θθπ 0
2sin1 dUU mRMS ( )
2
2cos1
2 0
mm UdU =−= ∫
π
θθπ
2 2
AV mU Uπ=
• Điện áp ngược cực đại 
2max 2UUU mN −=−=
35
tω( )tu1
R
1D 2D
4D 3D
A
B
( )tu2
+
− E
( )tu2
( )tu2mU
π π2 π3 π40
tω
π4π3π2π0
mU
maxngU
2D 2D1D 1D
tωπ4π3π2π0
0U
0i
mU
1θ 2θ
E
™ Tải RE
36
• Trị trung bình của điện áp chỉnh lưu 
∫∫
−
+=
11
1 0
2sin1
θθπ
θ
θπθθπ EddUU mAV
( )( ) π
θθπθπ
EUm 2coscos 11 +−−=
1θ
EUm =1sinθ 1θ⇒
được xác định theo pt hoành độ
37
Trị trung bình của dòng tải
( )( ) ( )111 2coscos.sin1 1
1
θππθπθπθ
θ
π
θπ
θ
−−−−=−= ∫
−
R
E
R
Ud
R
EUI mmAV
Trị trung bình của dòng qua diode 
2
.sin
2
1 1
1
AVm
D
Id
R
EUI =−= ∫
−
θθπ
θπ
θ
Điện áp ngược cực đại,
2max 2UUU mN −=−=
38
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
1. CHỈNH LƯU HÌNH TIA 3 PHA:
™ TẢI RE:
™ Trường hợp 0<E<Um/2:
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ π+θ=
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ π−θ=
θ=
3
2sinU2u
3
2sinU2u
sinU2u
2c2
2b2
2a2
39
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
•Trường hợp 0 < E < Um/2 nên dòng qua tải id liên tục.
40
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
Điện áp chỉnh lưu có 3 xung, chu kỳ áp chỉnh lưu Tp = T/3
Với T là chu kỳ áp nguồn xoay chiều
Điện áp trung bình trên tải Ud :
π=
θθπ= ∫
π
π
2
U63U
dsinU2
2
3U
2
d
6
5
6
2d
41
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
Dòng trung bình qua tải Id : 
R
EUI dd
−=
Dòng trung bình qua mỗi diod: 
3
II dD =
Điện áp ngược cực đại trên mỗi diod: 
2maxN U6U −=
42
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
•Trường hợp Um/2<E<Um nên dòng qua tải id không liên tục.
43
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
Dòng trung bình qua tải:
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ θτ−π
θ=
θ=
θ−θπ= ∫
θ
θ
1
12
d
12
2
d
sin
T
cos
R
U23I
sinU2E
d
R
EsinU2
2
3I
2
1
Dòng trung bình qua mỗi diod:
3
II dD =
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
2. CHỈNH LƯU HÌNH CẦU 3 PHA:
™ TẢI R:
)
3
2sin(U2u
)
3
2sin(U2u
sinU2u
2c2
2b2
2a2
π+θ=
π−θ=
θ=
44
45
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
Hoạt động của sơ dồ được trình bày trong bảng sau: 
Khoảng Chiều dòng điện Diod mở Điện áp tải ud
A _ B 1 _ 5 Uab
A – C 1 – 6 Uac
B – C 2 – 6 Ubc
B – A 2 – 4 Uba
C – A 3 – 4 Uca
C – B 3 – 5 Ucb
/ 6 3 / 6π π−
3 / 6 5 / 6π π−
5 /6 7 /6π π−
7 / 6 9 / 6π π−
9 / 6 11 / 6π π−
11 /6 13 / 6π π−
46
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
Trò trung bình ñieän aùp treân taûi :
π=⇒
θ−π=⇒
θπ=
∫
∫
π
π
π
2
d
2
6
b2a2d
2
0
dd
U63U
d)uu(
2
6U
du
2
1U
Trò trung bình cuûa doøng qua taûi:
R
UI dd =
47
48
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
• Trò trung bình cuûa doøng qua moãi diod:
™ Taûi RE
3
II dD =
49
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 3 PHA
Trò trung bình cuûa doøng qua taûi:
di du E>Để có dòng tải liên tục phải thõa mãn điều kiện: 
d
d
u Ei
R
−=
3
6 2
6
6 os
6 3
2
d
d
U c E
U EI d
R R
π
π
πθ
θπ
⎛ ⎞− −⎜ ⎟ −⎝ ⎠= =∫
Dòng trung bình qua diode:
3 3
d d
D
I U EI
R
−= =
50
51
I. Chỉnh lưu bán kỳ :
a. Tải R
51
θ là góc mở.
Trị trung bình điện áp trên tải:
Trị trung bình dòng qua tải:
R
UI dd =
2
cos1
U45,0td.tsinU2
2
1
U 22d
α+=ωωπ= ∫
π
α
Dòng điện qua SCR : Iscr = Id
52
I. Chỉnh lưu bán kỳ :
b. Tải RL
ud
u2
T
L
R
u1
+
-
α là góc mở.
53
53
54
Phương trình mạch tải:
ud + eL = Rid
dt
diLRiu dd +=⇔
( )
( )[ ]αλcosαcos
π2
U2U
θdαθsinU2
π2
1U
'2
d
λ
0
2d
'
+−=
+= ∫
Trị trung bình điện áp trên tải:
Trị trung bình dòng qua tải:
R
UI dd =
55
55
II. Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ
a.Tải R
tωπ4π3π2π0
0U
0i
( )tu1 R
21i
22i
( )tu21
( )tu22
mU
α
α απ +
1G
2G
tω
( )tu2
mU
π π2 π3 π40
( )tu21 ( )tu22
2SCR
1SCR
Trị trung bình điện áp trên tải.
Trị trung bình dòng qua tải
R
UI dd =
Điện áp ngược cực đại trên mỗi SCR
( )παπθθπ
π
α
coscossin1 −== ∫ mmAV UdUU
2maxT U22U −=
56
II. Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ
b. Tải RL Nếu ωL >>R nên id là dòng liên tục.
ud
u21
T1
L R
u1
+
-
u22
T2
+
θsinU2uu 22221 =−=
57
58
u2Um
0
‐Um
π 2π
θ
u21 u22
iG
α0 θπ+αud
0
α
λ
0’ 2π θ
id
α π+α θ
:góc mở dòngα
λ = : góc tắt dòngπ+α
∫+= απ
α
2d θdθsinU2π
1U
Trị trung bình điện áp trên tải.
Trị trung bình dòng qua tải
R
UI dd =
αcos
π
U22U 2d =
Điện áp ngược cực đại trên mỗi SCR
2maxT U22U −=
59
60
c. Tải RLE:
tωπ4π3π0
0U 0i
mU
α
α απ +
1G
2G
E
tω
( )tu2
mU
π π2 π3 π40
( )tu21 ( )tu22
( )tu1
R
21i
22i
( )tu21
( )tu22
1SCR
2SCR
L
61
Trị trung bình điện áp trên tải
( )λcosαcos
π
U2U 2d −=
( ) ( )αλ
Rπ
Eλcosαcos
Rπ
U2I 2d −−−=
Trường hợp id là dòng liên tục, λ = ta có:π+α
R
EUI
UU
d
d
d
−=
= απ cos
22 2
62
63
u2
Um
-Um
0
π
2π
θ
iG1,3
0
αiG2,4
0
π+αud
0
α π+απ 2π
θ
θ
θ
III. Mạch chỉnh lưu cầu:
a. Tải R:
Ru2 ud
u1
T1 T2
T3T4
θ= sinU2u 22
Dòng qua tải id là dòng gián đọan
Khi θ = θ1 ; iG1,3 > 0, T1 dẫn & T3 dẫn⇒ ud = u2
Khi θ = π + α iG2,4 > 0 T2 & T4 dẫn⇒ uT2,4 = 0 ⇒ ud = u2
Trị trung bình điện áp trên tải Ud
∫π
α
θθπ= dsinU2
1U 2d
( )α+π= cos1
U2U 2d
64
Trị trung bình của dòng qua tải
R
UI dd =
Trị trung bình của dòng qua mỗi SCR
2
II dT =
Điện áp ngược cực đại trên mỗi SCR
2maxT U2U −=
65
66
66
b.Tải RL:
67
III. Mạch chỉnh lưu cầu một pha không đối xứng:
a. Tải R:
68
68
Giá trị trung bình điện áp ra: 
69
69
70
MẠCH CHỈNH LƯU 3 PHA HÌNH TIA CÓ ĐIỀN KHIỂN
tω0
mU 0U
0
0
0
1G
2G
3G
απ +
6 α
π +
6
5
0i
tω
( )tua ( )tubmU
π
π2
π3
( )tuc
0
π4
0U
0i
R
( )tub
( )tuc
1SCR
2SCR
3SCR
( )tua
•TẢI R:
71
MẠCH CHỈNH LƯU 3 PHA HÌNH TIA CÓ ĐIỀN KHIỂN
Trị trung bình của điện áp chỉnh lưu.
απ=
θθπ=θπ= ∫∫
α+π
α+π
π
cos
2
U63U
dsinU2
2
3du
2
1U
2
d
6
5
6
2
2
0
dd
Trị Trung bình của dòng qua tải
R
UI AVAV =
72
MẠCH CHỈNH LƯU 3 PHA HÌNH TIA CÓ ĐIỀN KHIỂN
T1
T2
T3
Lc
Lc
Lcec
eb
ea
LR
Trị trung bình điện áp trên tải : παπ <<6
•TẢI RL:
∫
+
+
=
απ
απ
θθπ
65
6
sin
2
3 dUU mAV
( ) ( )( )απαππ +−+= 65cos6cos2
3 mU
73
MẠCH CHỈNH LƯU 3 PHA HÌNH TIA CÓ ĐIỀN KHIỂN
36
π≤α≤π
π<α<π
3
74
Xét hiện tượng trùng dẫn:
)
3
2sin(U2e
)
3
2sin(U2e
sinU2e
2c
2b
2a
π+θ=
π−θ=
θ=
•Giả sử T1 dẫn,cho dòng chảy qua T1 là : iT1 = Id
•Khi θ = θ2 có xung kích cho T2 dẫn. Lúc này cả 2 SCR T1 
& T2 cùng dẫn cho dòng chảy qua làm cho 2 nguồn ea & eb
ngắn mạch .
•Nếu ta dời góc tọa độ từ 0 đến θ2 ,ta có :
)
6
sin(U2e
)
6
5sin(U2e
2b
2a
α+π+θ=
α+π+θ=
75
MẠCH CHỈNH LƯU 3 PHA HÌNH TIA CÓ ĐIỀN KHIỂN
• Điện áp ngắn mạch uc :
• Dòng điện ngắn mạch :
• Giả sử quá trình chuyển mạch chỉ xảy ra trong đọan
từ θ2 -> θ3 và gọi µ là góc trùng dẫn : µ = θ3- θ2
• Khi θ = µ⇒ iT1 = 0 & iT2 = Id . 
• Do đó ta có phương trình chuyển mạch:
)sin(U6eeu 2abc α+θ=−=
[ ])cos(cos
2
62)sin(6 22 αθαθαθ +−==+ c
c
c X
U
d
diXU
2
dc
U6
IX2)cos(cos =α+µ−α
76
77
• Xác định ∆Uµ
∫
∫
∫
µ
µ
µ
µ
µ
µ
θα+θπ=∆
θ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −
π=∆
θ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +−π=∆
0
2
0
ab
0
ba
b
d
2
)sin(U6
2
3U
d
2
ee
2
3U
d
2
eee
2
3U
[ ])cos(cos
4
U63U 2 α+µ−απ=∆ µ
Phương trình chuyển mạch
π=∆ µ 2
IX3U dc
Trị trung bình của điện áp trên tải Ud’ bị giảm đi 1
lượng ∆Uµ
πµ 2
3/ dc
ddd
IXUUUU −=∆−=
78
79
MẠCH CHỈNH LƯU 3 PHA HÌNH TIA CÓ ĐIỀN KHIỂN
•Tải R+E
tω0
mU 0U
0
0
0
1G
2G
3G
α
απ +
6
απ +
6
5
0i
1θ
tω
( )tua ( )tubmU
π
π2
π3
( )tuc
0
π4
+
−E
0U
0i
R
( )tub
( )tuc
1SCR
2SCR
3SCR
( )tua
80
MẠCH CHỈNH LƯU 3 PHA HÌNH TIA CÓ ĐIỀN KHIỂN
2
mUE <™Nếu dạng sóng điện áp ngõ ra không bị ảnh hưởng
m
m UEU <<
2
™Nếu dạng sóng điện áp ngõ ra bị ảnh hưởng
oTrị trung bình của điện áp chỉnh lưu
∫ ∫
+
+
+=
1
16
65
2
3sin
2
3 θ
απ
απ
θ
θπθθπ EddUU mAV
( )( ) ( )11 652
3cos6cos
2
3 θαππθαππ −++−+=
EUm
81
MẠCH CHỈNH LƯU 3 PHA HÌNH CẦU CÓ ĐIỀN KHIỂN
•Tải R
tω0
0U
0i
R
( )tua
( )tub
( )tuc
0U
A
B
C
1SCR 2SCR 3SCR
4SCR5SCR6SCR
0
0
0
0
0
0
5,1G
4,1G
4,2G
6,2G
6,3G
5,3G
tω
( )tua ( )tubmU
π π2 π3
( )tuc
0
π4
mU3
( ) θsinma Utu =
( ) ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −=
3
2sin πθmb Utu
( ) ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −=
3
4sin πθmc Utu
82
MẠCH CHỈNH LƯU 3 PHA HÌNH CẦU CÓ ĐIỀN KHIỂN
Trường hợp 30 πα ≤≤
•Trị trung bình điện áp chỉnh lưu
( )∫
+
+
+=
απ
απ
θθππ
63
6
6sin33 dUU mAV
( ) ( )( )απαππ +−+= 32cos3cos
33 mU
•Trị trung bình qua tải
R
UI AVAV =
( ) ( )( )απαππ +−+= 32cos3cos
33
R
Um
83
MẠCH CHỈNH LƯU 3 PHA HÌNH CẦU CÓ ĐIỀN KHIỂN
323 παπ <<Trường hợp
•Trị trung bình điện áp chỉnh lưu
( )∫
+
+=
65
6
6sin33
π
απ
θθππ dUU mAV
( )( )αππ ++−= 3cos1
33 mU
•Trị trung bình qua tải
R
UI AVAV =
84
MẠCH CHỈNH LƯU 3 PHA HÌNH CẦU CÓ ĐIỀN KHIỂN
•Tải R+L : 
tω0
0U
0i
 ... ể điều khiển trị
hiệu dụng điện áp ngõ ra, nó đuợc mắc vào nguồn xoay chiều 
dạng sin với tần số và trị hiệu dụng không đổi và tạo ra điện áp 
ngõ ra xoay chiều có cùng tần số nhưng trị hiệu dụng điều khiển 
được.
II. Ứng dụng:
- Truyền động điện động cơ không đồng bộ (khởi động mềm).
- Điều khiển tốc độ động cơ KĐB như máy quạt, máy bơm..
- Bù nhuyễn công suất phản kháng.
- Điều khiển động cơ vạn năng (máy trộn, máy xấy, dụng cụ điện 
cầm tay..)
- Nguồn AC điều khiển dùng trong ánh sáng sân khấu, quảng 
112
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
III. Bộ biến đổi áp AC 1 pha
1. Sơ đồ
113
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
2. Phân tích mạch:
2.1 Trường hợp tải thuần trở:
a. Trạng thái 0 [0÷α]
Iz =0, uz = 0
uv1=u > 0
uv2 = -u < 0
iv1 = iv2 =0
114
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
uv1= 0; iv1 = iz
Uz = u; iz = uz /R
uvz = 0; iz = 0
Tại thời điểm ωt = π; u = 0
=> Uz = 0 => iz = 0 => iv1 = 0
V1 ngắt
b. Trạng thái v1 [α ÷π ]
c. Trạng thái 0 [π ÷ (α +π) ]
Iz =0, uz = 0
Uv1 = u < 0; iv1 = 0
uv2 = -u > 0 ; iv2 =0
Tại thời điểm ωt = π + α; IG2 >0
V2 đóng
115
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
d. Trạng thái v2 [(α +π) ÷ 2π ]
Uv2 = 0
Uz = u; iz = uz /R
uv1= o, iv1 = o
Iv2 = - iz
Tại thời điểm ωt = 2π
U = 0 => uz = 0
iz = 0 => iv2 = 0
V2 ngắt
116
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
e. Các hệ quả:
- Trị hiệu dụng áp tải
π
α+π
α−=
ωω∫
π
απ
=
2
2sin1Uzu
)t(d.t2sin2mU
1
zU
Với α [rad]
Khi 0 ≤ α ≤ π Ù 0 ≤ uz ≤ U
- Trị hiệu dụng dòng tải
Iz = Uz / R
117
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
- Hệ số công suất nguồn: 
λ = Pz /S = Uz.Iz / U.I
I = Iz
π
α+π
α−=λ
2
2sin1
* Khuyết điểm:
Khi góc điều khiển tăng thì hệ số công suất nguồn giảm
118
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
Ví dụ:
Cho bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha, áp nguồn có phương 
trình
t314sin2220u =
R = 10Ω, α = 600 
a. Vẽ giản đồ Uz , iz
b. Tính trị số Uz , Iz
c. Tính hệ số công suất nguồn
d. Tính định mức linh kiện khi biết Ku = 3; Ki = 2
119
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
2.2 Tải L
120
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
* Xét hai trường hợp:
- 0 ≤ α ≤ π/2 : Dòng tải liên tục
uz = u
- π/2 ≤ α ≤ π: dòng tải gián đoạn
0 ≤ uz ≤ u
a. Trạng thái 0
iz =0, uz = 0
uv1 = u > 0; iv1 = 0
uv2 = -u < 0 ; iv2 =0
Tại thời điểm ωt = α; IG1 >0
V1 đóng
121
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
uv1= 0; iv1 = iz
uz = u; 
uv2 = 0; i2 = 0
b. Trạng thái v1 [α ÷ (2π - α )]
))tcos((cos
L
mUzi
t
)t(d).tsin(
L
mUzi
tsinmUzudt
zdi.L
ω−αω=
∫
ω
α
ωωω=
ω==
122
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
Khi ωt = α => iz = 0
ωt = π => iz = Izmax
ωt = 2π – α => iz = 0 => SCR V1 ngắt
c. Trạng thái 0: [(2π – α) ÷ (π + α)]
Phân tích tương tư như tải R
d. Trạng thái V2: [(π + α) ÷ (3π - α)
123
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
* Hệ quả:
Đối với tải L và góc điều khiển π/2 ≤ α ≤ π ta có:
+ Dòng tải gián đoạn
+ Trị hiệu dụng áp trên tải
2
1
)
2
2sin1(mUzU π
α+π
α−=
+ Trị hiệu dụng dòng điện qua tải:
2
1
2sin32cos21.12
L
U
zI ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ απ+⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ α+⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
π
α−ω=
124
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
IV. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha
125
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
Các dạng sơ đồ động lực:
∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼
∼ ~ ∼∼ ~ ∼
126
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −=
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −=
=
3
4sin2
3
2sin2
sin2
πθ
πθ
θ
Uu
Uu
Uu
c
b
a
Tải 3 pha đối xứng mắc dạng 
hình sao
127
CHƯƠNG 4: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
Xét dòng điện tải pha a: các điện áp liên quan đến pha a:
Usin θ2u a =
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +=
6
πωtUsin6
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −−=−=
3
2πθUsin2Usinθ2uuu baab
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −=−=
6
πωtUsin6uuu caac
128
Bộ biến đổi áp xoay chiều một pha cấp nguồn
cho tải thuần trở R=10Ω. Nguồn xoay chiều có
trị hiệu dụng bằng 220V, 50Hz. Góc điều
khiển α = 90 
a. Tính trị hiệu dụng áp tải.
b. Tính công suất tiêu thụ của tải.
c. Tính hệ số công suất
d. Để đạt được công suất tải bằng 4 kW, tính độ
lớn góc kích
e. Định mức linh kiện sử dụng.
129
• Giải:
130
131
• Công tắc xoay chiều ba pha dạng đầy đủ
mắc vào tải theo cấu hình sao. Công suất
tải P= 20kW , hệ số công suất 0,707. Định
mức áp và dòng cho linh kiện. Áp nguồn
có trị hiệu dụng 440V .
132
133
Chương 5
BỘ NGHỊCH LƯU 
BỘ BIẾN TẦN
134
Giới thiệu
Bộ nghịch lưu: DC Æ AC 
Phân loại theo cấu hình: 
ƒ Nghịch lưu nguồn áp 
ƒ Nghịch lưu nguồn dòng 
Phân loại theo tín hiệu được điều khiển 
ở ngõ ra bộ nghịch lưu: 
ƒ Bộ nghịch lưu áp 
ƒ Bộ nghịch lưu dòng 
Ứng dụng của bộ nghịch lưu: 
Truyền động điện động cơ xoay chiều 
Thiết bị gia nhiệt cảm ứng: lò cảm ứng, thiết bị hàn 
Các áp dụng trong lãnh vực truyền tải điện, chiếu sang 
135
Giới thiệu
Bộ biến tần: ACÆ AC 
Biến tần gián tiếp: ACÆ DC Æ AC 
Biến tần trực tiếp (Cycloconverter): AC (tần số cao) Æ AC (tần số thấp) 
Với bộ biến tần: cần thay đổi điện áp và tần số đồng thời 
Bộ biến tần trực tiếp 1 pha
Bộ biến tần gián tiếp 3 pha
136
Bộ nghịch lưu áp một pha
Cấu hình bộ nghịch lưu áp một pha
Nguyên tắc kích: 
ƒ Hai công tắc bán dẫn trên cùng một nhánh cầu (S1 & S4, S3 & S2) 
 được kích đối nghịch nhau 
ƒ Không có trường hợp hai công tắc trên cùng một nhánh cầu 
 cùng dẫn hoặc cùng tắt 
137
Bộ nghịch lưu áp một pha
Nghịch lưu áp một pha điều khiển đơn giản: 
138
Bộ nghịch lưu áp một pha
Nghịch lưu áp một pha điều khiển đơn giản: 
Phaân tích Fourier của điện áp ngõ ra dạng xung vuông:
1,3,5...
4.( ) .sin( . . )t
n
Uu t n t
n
ωπ
∞
=
= ∑ 
Aùp taûi chæ chöùa caùc thaønh phaàn haøi baäc leû. 
Ñoä meùo daïng ñieän aùp ñöôïc tính theo heä thöùc sau: 
)1(t
2
)1(t
2
t
)1(t
2n
2
)n(t
U U
UU
U
U
THD
−==
∑∞
= 
Deã daøng suy ra raèng: 
2
2
2 2
(1)
(1)
4
2 0,4834
2
48,3%t tU
t
U UU U
THD
U U
π
π
⎛ ⎞− ⎜ ⎟− ⎝ ⎠== = = = ; Ut=U 
139
Bộ nghịch lưu áp một pha
Ví duï 5.4: 
Cho boä nghòch löu aùp daïng caàu moät pha vôùi daïng soùng ñieän aùp cho treân hình. 
Giaû thieát doøng ñieän qua taûi coù daïng 540sin( 4)ti tω π= − . 
Nguoàn DC coù ñoä lôùn 300V. 
a. Veõ daïng soùng doøng taûi vaø doøng qua nguoàn vaø xaùc ñònh khoaûng daãn 
 cuûa töøng linh kieän. 
b. Xaùc ñònh trò trung bình doøng qua nguoàn vaø coâng suaát do nguoàn cung caáp. 
c. Xaùc ñònh coâng suaát tieâu thuï cuûa taûi. 
140
Bộ nghịch lưu áp một pha
a. Dạng sóng dòng tải và dòng nguồn vẽ trên hình 
b. Dòng trung bình qua nguồn: 
 ∫ =−=
π
ωπωπ
0
1243
4
5401 AtdtI sAV ,)().sin(. 
 Công suất nguồn cung cấp: 
 Ps=300.243,1=72.930W=72,93kW 
c. Trò hieäu duïng thaønh phaàn haøi cô baûn aùp ra: 
 VUUt 14270
2
300400
2
4
1 ,
.
)( === ππ 
 Pt=Ut(1).It(1).cos 1ϕ =270,14. 42
540 πcos. =72,930W=72,93kW 
141
Bộ nghịch lưu áp một pha
Ví duï 5.5: 
Boä nghòch löu aùp moät pha maéc vaøo nguoàn moät chieàu U. 
Taûi R = 10Ω, L =0,01H. 
Boä nghòch löu aùp ñöôïc ñieàu khieån theo phöông phaùp ñieàu bieân. 
a- Tính ñoä lôùn nguoàn U ñeå trò hieäu duïng aùp taûi Ut = 100V. 
b- Vôùi aùp nguoàn xaùc ñònh ôû caâu a. Tính trò hieäu duïng haøi cô baûn của điện áp ngõ ra. 
c- Tính trò hieäu duïng doøng taûi . 
142
Bộ nghịch lưu áp một pha
Giaûi: 
a/- Trò hieäu duïng aùp taûi: Utrms = U = 100V 
Vaäy cần có aùp nguoàn U = 100V 
b/- Áp dụng phân tích Fourier cho aùp taûi ut, bieân ñoä cuûa soùng haøi baäc n cuûa aùp ra: 
4
n
UU
nπ= , n = 1, 3, 5, 7 
Trò hieäu duïng soùng haøi cô baûn (n = 1) cuûa aùp taûi: 
( ) 11
4. 90,03[ ]
2 . 2t
U UU Vπ= = = 
143
Bộ nghịch lưu áp một pha
c/- Trò hieäu duïng doøng ñieän taûi coù theå tính theo heä thöùc: 
∫ ππ= 20 tt dx.i21I 
Ñeå khoâng phaûi giaûi phöông trình xaùc ñònh doøng it, ta coù theå aùp duïng coâng thöùc sau : 
( )
2
1
1j
2
jtt iI ⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
= ∑∞
=
Vôùi ( )
( )
( ) ( )22
4
2t n
t n
n
U
U nI
Z R n L
π
ω
= =
+
Ta thaáy baäc n cuûa soùng haøi baäc cao, trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän töông öùng caøng thaáp. 
Do ñoù, ta coù theå tính it gaàn ñuùng thoâng qua vaøi haøi baäc thaáp. Ví duï choïn n = 1,3,5,... 
Ut(k) Ut(1) [A] Ut(3) Ut(5) Ut(7) Ut(9) Ut(11) 
[V] 87,828 29,27 17,56 12,54 9,75 7,98 
It(n) It(1) [A] It(3) It(5) It(7) It(9) It(11) 
[A] 8,37 2,13 0,94 0,51 0,325 0,22 
Tính gần đúng It qua hài dòng bậc 1, 3, 5: 
( ) ( ) ( )( ) =++≈ 2125t23t21tt IIII 8,72 [A] 
144
Bộ nghịch lưu áp một pha
Ví duï 5.7: 
Cho boä chænh löu aùp moät pha daïng maïch caàu. 
Taûi thuaàn trôû R = 2,4Ω ; ñieän aùp nguoàn moät chieàu U= 48V. 
a. Tính trò hieäu duïng haøi cô baûn cuûa aùp ra ; 
b. Tính coâng suaát trung bình cuûa taûi ; 
c. Tính trò trung bình vaø trò töùc thôøi lôùn nhaát cuûa doøng ñieän qua transistor; 
d. Xaùc ñònh ñieän aùp khoùa lôùn nhaát ñaët leân transistor ; 
e. Tính heä soá bieán daïng cuûa aùp ra . 
145
Bộ nghịch lưu áp một pha
Giaûi: 
a. ]V[2,43
2.
48.4
2.
U4U )1(t =π=π= 
b. Coâng suaát trung bình cuûa taûi : 
 960
4,2
48
R
U
R
dx.u
2
1
R
UP
22
2
1
2
0
2
t2
t
t ===
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
π== ∫
π
 [w] 
c. Trò trung bình doøng qua transistor: 
0
1 10[ ]
2 2TAV
U UI dx A
R R
π
π= = =∫ 
 Trò töùc thôøi lôùn nhaát cuûa doøng qua transistor: 
 ]A[20
4,2
48
R
U
i maxT === 
146
Bộ nghịch lưu áp một pha
a. Ñieän aùp khoùa lôùn nhaát ñaët leân transistor x?y ra khi transistor cùng nhánh d?n 
 ví duï khi S4 daãn (UT4=0): 
 uT1= U - uT4 = U = 48[V] 
e. Heä soá méo daïng cuûa aùp ra: 
( )
)1(t
2
1
2
)1(t
2
t
)1(t
2
1
2k
2
)K(t
U U
UU
U
U
THD
−=
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
=
∑∞
= 
 vôùi Ut= 48 [V], Ut(1)= 43,2 [V] 
 Ta ñöôïc: ( ) 484,0
2,43
2,4348THD
2
1
22
U =−= 
147
Bộ nghịch lưu áp một pha
Nghịch lưu áp một pha điều khiển kiểu điều rộng xung (PWM) 
148
Bộ nghịch lưu áp một pha
Nghịch lưu áp một pha điều khiển kiểu điều rộng xung (PWM) 
149
Bộ nghịch lưu áp một pha
Nghịch lưu áp một pha điều khiển kiểu điều rộng xung (PWM) 
Goïi mf laø tæ soá ñieàu cheá taàn soá (Frequency modulation ratio) : 
e
tria
reference
carrier
f f
f
f
fm
sin
== 
Tăng mf Æ taêng giaù trò taàn soá caùc soùng haøi Æ dễ lọc các sóng hài hơn. 
Ñieåm baát lôïi cuûa vieäc taêng taàn soá soùng mang laø vaán ñeà toån hao do ñoùng ngaét lôùn. 
Töông töï, goïi ma laø tæ soá ñieàu cheá bieân ñoä (Amplitude modulation ratio) : 
trim
em
carrierm
referencem
a U
U
U
U
m
−
−
−
− == sin 
Neáu 1≤am (bieân ñoä soùng sin nhoû hôn bieân ñoä soùng mang) 
thì quan heä giöõa bieân ñoä thaønh phaàn cô baûn cuûa aùp ra vaø aùp ñieàu khieån laø tuyeán tính. 
Ñoái vôùi boä nghòch löu aùp moät pha, biên độ hài cơ bản của điện áp ngõ ra: 
UmU amt .)( =1 
150
Bộ nghịch lưu áp một pha
Phổ tần sóng hài điện áp – điều khiển kiểu PWM
151
Bộ nghịch lưu áp một pha
Bậc của sóng hài
Un/U
Phổ tần sóng hài điện áp – điều khiển kiểu sóng vuông
152
Bộ nghịch lưu áp ba pha
153
Bộ nghịch lưu áp ba pha
Giaû thieát taûi ba pha ñoái xöùng thoûa maõn heä thöùc: 
 ut1 + ut2 + ut3 = 0 
Ñieän aùp pha taûi ut1,ut2,ut3. Ta coù: 
ut1= u10- uNO; ut2 = u20- uNO; ut3 = u30-uNO 
Có thể chứng minh được: uNO=
u u u10 20 30
3
+ +
Thay uNO vaøo bieåu thöùc tính ñieän aùp moãi pha taûi, ta coù: 
10 20 30 20 30 10 30 10 20
1 2 3
2 2 2; ;
3 3 3t t t
u u u u u u u u uu u u− − − − − −= = = 
Ñieän aùp daây treân taûi: 
ut12 =u10 - u20; ut23 = u20 - u30 ; ut31 = u30 -u10
154
Bộ nghịch lưu áp ba pha
Điều khiển kiểu 6 bước (six-step)
155
Bộ nghịch lưu áp ba pha
Điều khiển kiểu 6 bước (six-step)
156
Bộ nghịch lưu áp ba pha
Điều khiển kiểu 6 bước (six-step)
Phaân tích Fourier của điện áp pha (ut1, ut2, ut3): 
1
1,3,5...
2
1,3,5...
3
1,3,5...
4( ) sin sin
33
4 2( ) sin sin ( )
3 33
4 2( ) sin sin ( )
3 33
t
n
t
n
t
n
U nu t n t
n
U nu t n t
n
U nu t n t
n
π ωπ
π πωπ
π πωπ
∞
=
∞
=
∞
=
=
= −
= +
∑
∑
∑
Aùp taûi chæ chöùa caùc thaønh phaàn haøi baäc lẻ (n = 1, 3, 5...)û. 
Trị hiệu dụng của áp pha tải: 
,
2
3t rms
U U= 
157
Bộ nghịch lưu áp ba pha
Điều khiển kiểu 6 bước (six-step)
Ví duï 5.8: 
Boä nghòch löu aùp ba pha điều khiển kiểu 6 bước (six-step) 
Taûi thuaàn trôû ba pha ñoái xöùng ñaáu thaønh daïng sao. 
Ñoä lôùn ñieän trôû moãi pha R = 10Ω. 
Taàn soá laøm vieäc cuûa boä nghòch löu aùp f= 50Hz. 
Điện aùp nguoàn moät chieàu U = 220V. 
a. Xaùc ñònh trò hieäu duïng ñieän aùp ra ; 
b. Vieát phöông trình soùng haøi baäc 1 cuûa ñieän aùp taûi vaø doøng taûi ; 
c. Tính coâng suaát taûi ; 
d. Tính heä soá bieán daïng cuûa aùp ra . 
e. Tính trò trung bình doøng ñieän qua transistor . 
158
Bộ nghịch lưu áp ba pha
Điều khiển kiểu 6 bước (six-step)
Giaûi: 
a. Trị hiệu dụng áp pha: 
]V[7,103220.
3
2U.
3
2Ut === 
b. Bieân ñoä soùng haøi baäc moät cuûa aùp: 
(1)
4. 4 3sin . . 0,6366. 0,6366.220 140[ ]
3 23. 3t m
U UU U Vπ ππ= = = = = 
Phöông trình soùng haøi baäc moät cuûa aùp taûi - pha A 
uAt(1) = 140.sin(314t) 
Phöông trình soùng haøi baäc moät cuûa doøng taûi- pha A 
t314sin.14t314sin
R
140i )1(At == 
159
Bộ nghịch lưu áp ba pha
Điều khiển kiểu 6 bước (six-step)
c. Vì taûi thuaàn trôû neân coâng suaát taûi cho bôûi heä thöùc : 
]W[1,3226
10
7,103.3
R
U.3P
22
t
t === 
d. Heä soá méo daïng cuûa aùp ra: 
( )
312,0
2
140
2
1407,103
U
UU
THD
2
1
2
2
)1(t
2
1
2
)1(t
2
t
U =
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
⎟⎟
⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎜
⎝
⎛
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛−
=−= 
e. Trò trung bình doøng ñieän ngoõ vaøo boä nghòch löu : 
]A[664,14
220
1,3226
U
PI tC === 
Caùc diode ñoái song vôùi transistor khoâng daãn ñieän. 
Moãi transistor daãn ñieän trong 1/3 chu kyø vôùi trò trung bình doøng ñieän qua noù baèng : 
][,, AII CTAV 88843
66414
3
=== 
160
Bộ nghịch lưu áp ba pha
Điều khiển kiểu điều rộng xung (PWM)
161
Bộ nghịch lưu áp ba pha
Dạng sóng điều khiển và dạng điện áp ngõ ra
162
Bộ nghịch lưu áp ba pha
Goïi mf laø tæ soá ñieàu cheá taàn soá (Frequency modulation ratio) :
e
tria
reference
carrier
f f
f
f
fm
sin
== 
Tăng mf Æ taêng giaù trò taàn soá caùc soùng haøi Æ dễ lọc các sóng hài hơn. 
Ñieåm baát lôïi cuûa vieäc taêng taàn soá soùng mang laø vaán ñeà toån hao do ñoùng ngaét lôùn. 
Töông töï, goïi ma laø tæ soá ñieàu cheá bieân ñoä (Amplitude modulation ratio) : 
trim
em
carrierm
referencem
a U
U
U
U
m
−
−
−
− == sin 
Neáu 1≤am (bieân ñoä soùng sin nhoû hôn bieân ñoä soùng mang) 
thì quan heä giöõa bieân ñoä thaønh phaàn cô baûn cuûa aùp ra vaø aùp ñieàu khieån laø tuyeán tính. 
Ñoái vôùi boä nghòch löu aùp ba pha, biên độ hài cơ bản của điện áp ngõ ra: 
(1) 2t m a
UU m= 
163
Bộ nghịch lưu áp ba pha
Ví duï 5.10 
Boä nghòch löu aùp moät pha ñöôïc ñieàu khieån theo phöông phaùp ñieàu roäng xung. 
Soùng mang tam giaùc up coù taàn soá fp = 500Hz, bieân ñoä thay ñoåi giöõa (12V,+12V), 
Đieän aùp ñieàu khieån xoay chieàu udk daïng sin, taàn soá fdk = 50 Hz. 
Nguoàn aùp moät chieàu U = 100V. 
Tính bieân ñoä soùng haøi cô baûn cuûa aùp ra khi udk coù bieân ñoä UdkM baèng 1V,5V,10V,12V. 
Giaûi: 
Bieân ñoä thaønh phaàn ñieän aùp haøi cô baûn cuûa aùp taûi coù theå tính theo heä thöùc : 
(1) 2t m a
UU m= 
UdkM[V] ma Ut(1)M[V] 
1 0.083 8,33 
5 0,4166 41,66 
10 0,8334 83,34 
12 1 100 

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_dien_tu_co_so_le_ngoc_tam.pdf