Xem mẫu

  1. Chương 9: PHÖÔNG PHAÙP LOÏC PHAÚNG ÑIEÄN AÙP VAØ DOØNG ÑIEÄN CHÆNH LÖU Boä loïc laø thieát bò noái giöõa boä nguoàn chænh löu vaø phuï taûi. Chöùc naêng chung cuûa noù laø cho doøng ñieän coù taàn soá naøo ñoù ñi qua maø khoâng bò suy giaûm, ñoàng thôøi laøm suy giaûm maïnh doøng ñieän ôû taàn soá khaùc. Ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä loïc ngöôøi ta xaùc ñònh heä soá nhaáp nhoâ cuûa ñieän aùp sau khi loïc. Kf =knvaøo /knra : Heä soá nhaáp nhoâ 2 u do 2 Trong ñoù: k un max  n 1  2 laø tæ soá nhaáp u u nvao 2 do n 1 do nhoâ ñieän aùp chænh löu ñöa vaøo maïch loïc Knra = Unmaxra / Udo : tæ soá nhaáp nhoâ ñieän aùp ra khoûi boä loïc. Unmaxra : Bieân ñoä thaønh phaàn dao ñoäng cô baûn ñieän aùp ra cuûa boä loïc. Coù ba phöông phaùp loïc phaúng ñieän aùp vaø doøng ñieän chænh löu: I. Boä loïc duøng tuï ñieän: Xeùt sô ñoà chænh löu moät pha hai nöõa chu kyø coù maïch loïc duøng tuï ñieän C H.III.1a. Trong sô ñoà naøy tuï C maéc song song vôùi phuï taûi. Do ñoù aùp treân hai ñaàu phuï taûi Ud = Uc Ñeå deã khaûo saùt ta chæ xeùt tröôøng hôïp phuï taûi laø thuaàn trôû. Ñieän aùp thöù caáp cuûa MBA ñöôïc chia laøm hai nöõa baèng nhau nhöng ngöôïc pha nhau. u1 = - u2 = um Sin t vaø coù daïng ñöôøng cong u1, u2 ( H.III.1b). Giaû söû goùc pha ban ñaàu (t = 0) tuï coù aùp laø Uc (0). Suy ra Uc(o) > u1 = u2 = 0.
  2. H.III.1a H.III.1b
  3. Do diode D1, D2 khoaù neân C xaû ñieän qua R. Trong quaù trình xaû ñieän Uc giaûm daàn, ñeán thôøi ñieåm t1 töông öùng vôùi goùc pha 1 = t1, ñieän aùp U1 baét ñaàu lôùn hôn Uc vaø D1 môû, doøng ñieän ñi töø ñieåm 1 qua D1 ñeán M, sau ñoù chia laøm hai doøng ñieän: iR = u 1 / R = (um / R ). Sint qua R vaø ic = C. ( du1 / dt ) = um c Cost qua tuï C vaø naïp cho tuï ñieän. AÙp treân tuï C (Uc) taêng theo U1 ñeán thôøi ñieåm t2 töông öùng vôùi goùc pha 2 =  t2 = /2, U1 baét ñaàu giaûm vaø nhoû hôn Uc. Luùc naøy D1 khoaù vaø tuï C phoùng ñieän qua R. Trong quaù trình phoùng ñieän Uc giaûm daàn, ñeán thôøi ñieåm t3 töông öùng vôùi 3 = t3, aùp u 2 baét ñaàu lôùn hôn Uc vaø D2 môû, doøng ñieän ñi töø ñieåm 2 qua D2 ñeán M sau ñoù chia laøm hai doøng ñieän: iR = u2 / R qua R vaø iC = C (du2/dt) qua tuï C vaø naïp cho tuï ñieän. Ñieän aùp treân tuï C taêng theo u2. Ñeán thôøi ñieåm t4 töông öùng vôùi 4 = t = 3/2, u2 giaûm xuoáng vaø nhoû hôn hôn UC, luùc ñoù D2 khoaù laïi vaø tuï C phoùng ñieän qua R, trong quaù trình phoùng UC giaûm xuoáng. Sang chu kyø sau quaù trình laëp laïi nhö chu kyø vöøa xeùt. Töø lyù luaän treân ta coù ñoà thò bieán thieân cuûa Ud nhö ñöôøng cong ñaäm neùt H.III.1b. Töø ñoà thò H.III.1b, ta coù: T / 2 = tn + tp T : Chu kyø ñieän aùp xoay chieàu caàn chænh löu. tn : Thôøi gian naïp tuï C. tp : Thôøi gian phoùng tuï C. Thoâng thöôøng tp >> tn neân ta coù theå xem nhö gaàn ñuùng: tp  T /2 Maët khaùc ñieän löôïng cuûa tuï C phoùng qua R trong thôøi gian phoùng tp: Qc = C Uc = IR tp = IR T/2
  4. Uc : Löôïng giaûm cuûa UC trong thôøi gian phoùng (Uc = Ucmax - Ucmin ) IR : Giaù trò trung bình cuûa doøng ñieän qua R Suy ra Uc = (1/2C) IRT vôùi IR = Udo / R, T = 1/f Suy ra Uc = Ucmax - Ucmin = Udmax - Udmin = ( 1/ 2CRf) Udo Trong ñoù f : laø taàn soá cuûa ñieän aùp xoay chieàu caàn chænh löu Udo : Giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp caàn chænh löu Töø ñaây ta suy ra heä soá nhaáp nhoâ cuûa ñieän aùp chænh löu: 1 K  2 ncRf Löu yù raèng chæ soá nhaáp nhoâ cuûa sô ñoà chænh löu ñöôïc xeùt laø n = 2. Trong tröôøng hôïp duøng tuï ñieän C ñeå loïc trong sô ñoà chænh löu coù chæ soá nhaáp nhoâ n, ta coù: K = 1 / 2nCRf Vôùi n vaø f khoâng ñoåi thì K caøng nhoû neáu R vaø C caøng taêng. Do ñoù caùch loïc baèng tuï ñieän C thöôøng ñöôïc duøng khi phuï taûi coù ñieän trôû lôùn. II Maïch loïc duøng ñieän caûm: Xeùt sô ñoà chænh lö ba pha thöù caáp coù maïch loïc duøng ñieän caûm H.III.2a. Trong sô ñoà naøy L maéc noái tieáp vôùi phuï taûi. Ñeå deã khaûo saùt ta chæ xeùt tröôøng hôïp phuï taûi laø thuaàn trôû. Daïng ñieàu aùp sau khi chænh löu ñöôïc trình baøy H.III.2b. Ñieän aùp naøy coù chæ soá nhaáp nhoâ n = 3.
  5. H.III.2a H.III.2b Ta coù Ud= Udo + Unmax Cos3t Vôùi : u n max  22 udo  22 u do  0 . 25 u do 1 1 n 3 - Ñoái vôùi thaønh phaàn khoâng ñoåi Udo, taàn soá goùc  = 0, ñieän khaùng XL =  L = 0, Toång trôû maïch loïc vaø phuï taûi laø Z = R - Do ñoù doøng qua L vaø R do Udo taïo ra laø: Id = Udo / R - Ñoái vôùi thaønh phaàn dao ñoäng UnmaxCos3t taïo ra, ñieän khaùng XL = 3L, toång trôû cuûa maïch loïc vaø phuï taûi laø: ( 3 L ) 2 2 R   Z Do ñoù doøng qua L vaø R do UnmaxCos3t taïo ra laø: u Cos ( 3  t   ),   arctg 3 L  i  n max ( 3 L ) n 2 2 R R  Theo nguyeân lyù xeáp choàng, doøng qua L vaø R laø: id = Id + in Ñieän aùp treân taûi R sau khi loïc: R Cos ( 3  t   ), u R  i d R  u do  u n max  ( 3 L ) 2 2 R Khi locï baèng ñieän caûm, thoâng thöôøng choïn L sao cho XL = 3L >> R ( 3 L ) 2 2 Trong tröôøng hôïp ñoù : Z  R   3 L 3 Cos ( 3 t   ) u R  u do  3 L u n max
  6. Nhö vaäy tæ soá nhaáp nhoâ tröôùc khi loïc laø: Knvaøo =Unmax / Udo = 0.25 Tæ soá nhaáp nhoâ coøn laïi sau khi loïc laø: R u R  3 L max K  0 . 25 3 L ra u do Heä soá loïc duøng ñieän caûm laø: K 3 L K  nvao  f K nra R Toång quaùt khi duøng ñieän caûm L ñeå loïc trong maïch chænh löu coù chæ soá nhaáp nhoâ laø n: 2 K nvao  2 n 1 2 R K nra  2  1 nL n K n L K  nvao  f K nra R Ta thaáy raèng R caøng nhoû vaø L caøng lôùn thì heä soá loïc Kf caøng lôùn vaø hieäu quaû loïc caøng toát. Do ñoù caùch locï duøng ñieän caûm L thöôøng ñöôïc duøng khi phuï taûi coù ñieän trôû beù.