3 sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển
Mạch chỉnh lưu 3 pha là gì
Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển là mạch điện biến đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều sử dụng 3 cặp diode mắc tương ứng với 3 pha của điện nguồn. Mạch cầu 3 pha có ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật điện tử, do chất lượng điện áp tốt hơn so với mạch chỉnh lưu tia 3 pha đã tìm hiểu ở bài trước.
Trong các mạch điện tìm hiểu sau đây chúng ta sẽ sử dụng nguồn điện 3 pha lý tưởng. Nguồn điện 3 pha biên độ 380V mỗi pha sẽ lệch pha nhau 120 độ điện, giã sử phương trình điện áp của mỗi pha V1, V2, V3 lần lượt như trong hình trên.
Mạch cầu 3 pha sẽ sử dụng 6 diode, mỗi pha nguồn điện sẽ nối với điểm giữa của một cặp diode. Cực âm của 3 diode trên cùng được nối với nhau tạo nên cực dương của điện áp một chiều ngõ ra và cực dương của 3 diode bên dưới được nối lại làm cực âm của áp một chiều ngõ ra .
3 sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển
– Nguyên tắc chung cho mạch điều khiển cầu 3 pha:
+ Hai diode trên cùng một cột sẽ không cùng dẫn vì cùng dẫn sẽ gây ra ngắn mạch .
+ Các diode cùng một hàng ( D1, D2, D3 hay D4, D5, D6 ) sẽ không dẫn cùng lúc, tại mỗi thời gian chỉ có 1 diode dẫn điện. Thứ tự dẫn phụ thuộc vào vào điện áp của pha nguồn mắc vào mỗi diode .
1. Mạch cầu 3 pha sử dụng tải thuần trở
Mạch cầu 3 pha sử dụng tải thuần trở R = 10 Ohm, phong cách thiết kế sơ đồ và mô phỏng dạng sóng ngõ ra, ngõ vào của tải như hình bên dưới .
Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha tải thuần trở
– Nhận xét:
+ Gọi T = 0.02s là chu kỳ của điện áp nguồn, ta thấy chu kỳ của điện áp và dòng điện ngõ ra sẽ là T/6. Điện áp 1 pha nguồn sẽ đi qua tải và về 1 pha nguồn khác nên điện áp ngõ ra sẽ là điện áp dây.
So với mạch tia 3 pha có chu kỳ luân hồi tải ngõ ra là T / 3 thì mạch cầu 3 pha có dạng sóng điện áp tốt hơn, dễ chỉnh lưu hơn .
+ Mỗi diode sẽ dẫn tuần hoàn trong khoảng chừng 1/3 chu kỳ luân hồi, diode ở hàng trên dẫn khi điện áp pha nguồn ứng với nó là lớn nhất. Ngược lại diode ở hàng dưới dẫn khi điện áp mắc ứng với nó là nhỏ nhất .
Ta thấy dòng tải IRL liên tục do những diode theo thứ tự có đặc thù bắt cầu. Thứ tự lần lượt 6 bước sẽ là : D1 + D5, D1 + D6, D2 + D6, D2 + D4, D3 + D4, D3 + D5 …
– Nguyên lý hoạt động:
+ Ở đầu chu kỳ luân hồi điện áp V3 lớn nhất nên D3 dẫn và V2 nhỏ nhất nên D5 dẫn. Dòng điện đi từ nguồn V3 qua diode D3, qua tải, qua D5 và về nguồn V2 nên điện áp tải ud = V3 – V2 .
+ Tiếp theo một góc 30 độ, điện áp pha V1 lớn nhất nên D1 dẫn, V2 nhỏ nhất nên D5 liên tục dẫn .
+ Góc 90 độ, V1 lớn nhất V3 nhỏ nhất nên D1 và D6 dẫn .
+ Ở góc 150 độ, V2 lớn nhất, V3 nhỏ nhất nên D2 và D6 dẫn. tựa như cho 50% chu kỳ luân hồi còn lại .
2. Mạch cầu 3 pha với tải có tính cảm L
Đối với mạch có tính cảm, ta giả sử L = 0.1 H, R = 10 Ohm, mô phỏng trên ứng dụng Psim ta có được dạng sóng như sau :
Mạch cầu 3 pha với tải RL
– Nhận xét:
+ Dạng sóng ngõ ra của điện áp, cũng như thứ tự và khoảng chừng thời hạn dẫn của những diode giống với trường hợp tải thuần trở .
+ Dạng sóng dòng điện trên tải không còn gợn sóng mà tăng dần đến khi xác lập sẽ là dạng đường thẳng. Điều này là do đặc thù của tải cảm làm cho dòng điện không bị biến hóa bất ngờ đột ngột, sau mỗi lần diode chuyển mạch thì dòng điện lại tăng lên .
Tăng thời gian mô phỏng trong trường hợp tải RL
3. Mạch cầu 3 pha có sử dụng tụ lọc
Trong trường hợp sử dụng tụ điện mắc song song với tải để làm phẳng điện áp ngõ ra, sơ đồ mạch điên và dạng sòng như hình bên dưới .
Mạch cầu 3 pha sử dụng tụ điện
– Nguyên lý hoạt động:
+ Ở đầu chu kỳ luân hồi tiên phong, 2 diode dẫn mang dòng điện qua qua tải và đồng thời tụ điện nạp điện đến khi bằng với giá trị biên độ điện áp của tải .
+ Nếu giá trị tụ nhỏ thì khi điện áp nguồn lớn hơn điện áp tụ điện thì những diode sẽ dẫn điện nạp điện cho tụ. Nếu tụ đủ lớn thì sau khi tụ được nạp điện những diode sẽ ngưng dẫn, điện áp được lọc phẳng .
Tham khảo video mô phỏng nguyên tắc mạch cầu chỉnh lưu 3 pha
>>> Xem thêm:
10 mạch chỉnh lưu không điều khiển dùng diode
10 mạch chỉnh lưu có điều khiển dùng thyristor.
4 ưu điểm của mạch chỉnh lưu bán kỳ nửa sóng
>>> Bài viết tham khảo
3 phase rectifier circuit ( 4 bridge rectifier circuits )
Source: https://dichvusuachua24h.com
Category : Góc Tư Vấn
