4 sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển dùng SCR

Tìm hiểu về 4 mạch chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển và bán điều khiển dùng SCR  nguyên lý hoạt động của mạch ra sao, tín hiệu điều khiển được tạo ra theo nguyên tắc nào?

Mạch chỉnh lưu cầu có điều khiển là gì

Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển là mạch dùng để đổi khác từ dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Trong đó sử dụng 4 Thyristor hoàn toàn có thể điều khiển được để đổi khác điện áp ngõ ra .
So với mạch chỉnh lưu cầu 1 pha không điều khiển sử dụng 4 diode có điện áp trung bình không biến hóa UTB, thì mạch sử dụng 4 SCR hoàn toàn có thể đổi khác điện áp trung bình ngõ ra từ 0V – UTB ( giảm áp ) .

Mạch chỉnh lưu cầu có điều khiển là gì

Mạch chỉnh lưu có điều khiển phức tạp và có giá tiền cao hơn mạch không điều khiển. Nhưng do tính linh động nên ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong những bộ điều khiển điện áp như biến tần, máy hàn …

>>> Xem thêm: SCR là gì  – bài viết hay nhất về SCR

4 mạch chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển

1. Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển dùng 4 Thyristor

Mạch chỉnh lưu cầu hay mạch chỉnh lưu toàn phần có điều khiển sẽ sử dụng 4 SCR. Trong đó D1 và D2 được mắc chung cực G để dẫn cùng lúc, tương tự như cho D3, D4 sẽ đóng, mở cùng lúc. Cần chú ý quan tâm hai SCR ở cùng một cột không được dẫn cùng lúc để tránh hiện tượng kỳ lạ ngắn mạch .
Sơ đồ và dạng sóng mạch chỉnh lưu toàn thế giới với tải thuần trở được phong cách thiết kế như hình bên dưới :

Mạch chỉnh lưu toàn cầu 1 pha có điều khiển tải R

– Nguyên lý mạch tạo góc kích

Mạch kích dẫn những SCR phải được phong cách thiết kế sao cho tín hiệu điều khiển đồng nhất với điện áp nguồn. Khi SCR D1, D3 được kích ở một góc α so với đầu mỗi chu kỳ luân hồi thì D2, D4 sẽ được kích ở góc π + α .

Để đơn giản trong mạch mô phỏng trên phần mềm Psim chúng ta sẽ sử dụng khối “Gating Block“. Và nhập tần số tín hiệu điều khiển trùng với tần số điện áp nguồn là 50Hz.

Giả sử ta sử dụng góc kích là 60 và độ rộng xung kích là 10 độ, thì cần nhập “Switch point” cho D1, D2 là 60 70 và cho D3, D4 là 240 250.

– Nguyên lý mạch cầu chỉnh lưu có điều khiển tải R

+ Ở bán kỳ dương: Khi chưa có góc kích thì điện áp tải Vo = 0V, khi xuất hiện góc kích ở cực G làm SCR D1, D2 dẫn. Khi đó dòng điện đi từ nguồn dương qua D1, qua tải, qua D2 sau đó quay về nguồn âm. Điện áp tải Vo = Vs, dòng điện qua tải Io = Is.

+ Ở bán kỳ âm: Đầu bán kỳ âm SCR D1, D2 ngưng dẫn và D3, D4 chưa được kích nên mở Vo = 0V. Đến khi có xung điều khiển kích dẫn D3, D4 thì dòng điện đi từ nguồn qua D3, qua tải, qua D4 và quay lại nguồn. Khi đó áp tải dương và ngược với áp nguồn Vo = -Vs > 0.

2. Mạch chỉnh lưu cầu có điều khiển với tải RL

Trong trường hợp tải có tính cảm L = 0.1 H thì dạng sóng ngõ ra như sau .

Mạch cầu chỉnh lưu toàn phần với tải RL

– Nguyên lý mạch với tải RL

+ Ở bán kỳ dương: Ở chu kỳ đầu tiên khi chưa có tín hiệu kích thì Vo = 0V. Khi có tín hiệu kích thì D1, D2 dẫn nên Vo = Vs.

+ Ở bán kỳ âm: Tải mang tính cảm vừa bị ngắt điện nên giải phóng năng lượt phát dòng duy trì 2 SCR D1 và D2. Do đó D1 và D2 dẫn điện nên áp tải bằng với áp nguồn Vo < Vs < 0. Dòng tải trễ pha so với điện áp nên không về 0 ở cuối bán kỳ dương.

Nếu L nhỏ thì sau khi tải phát hết nguồn năng lượng thì Vo = 0V, cho đến khi có tín hiệu điều khiển .

– Nhận xét: ở trường hợp này có phần điện áp âm nên làm giảm giá trị điện áp trung bình thu được. Một trong những cách làm triệt tiêu phần điện áp âm để nâng cao chất lượng điện áp là kết hợp dùng SCR và diode. Ngoài ra sử dụng kết hợp với diode còn giúp sử dụng triệt để phạm ví góc kích từ 0 – 180.

3. Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển đối xứng

Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển đối xứng sẽ dùng 2 SCR ở trên và hai diode ở dưới như hình bên dưới. Xung điều khiển sẽ được phong cách thiết kế tương tự như như mạch dùng 4 SCR .

Mạch chỉnh lưu cầu bán phần đối xứng

– Nguyên lý hoạt động của mạch:

+ Ở bán kỳ dương: Chu kỳ đầu tiên khi chưa xuất hiện xung kích thì Vo = 0, Io = 0. Khi có xung kích G1 thì SCR D1 và Diode D2 dẫn nên Vo = Vs.

+ Ở bán kỳ âm: SCR D1 ngưng dẫn, nhưng ngay lập tức tải sẽ phát dòng đi qua D1 nên duy trì trạng thái dẫn. Lúc này dòng điện sẽ đi qua D1 và D4 (thay vì D1, D2 do dòng điện luôn đi đường thẳng thay vì qua vật cản trong trường hợp này là nguồn điện). Hai đầu tải lúc này nối tắc nên Vo = 0, nhưng dòng tải luôn lớn hơn 0.

Khi có xung kích G3 thì SCR D3 và diode D4 sẽ dẫn điện nên, điện áp tải ngược cực với áp nguồn nên Vo = – Vs > 0 .

– Nhận xét: Đối với mạch cầu bán phần đối xứng tải thì không có phần điện áp âm sau chỉnh lưu.

4. Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển bất đối xứng

Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển bất đối xứng sử dụng 2 SCR và 2 diode ở một cột khác nhau. Sơ đồ mạch và nguyên tắc như hình bên dưới :

Mạch cầu chỉnh lưu bất đối xứng

– Nguyên lý hoạt động:

+ Ở bán kỳ dương : Khi có tín hiệu kích G1 thì SCT D1 và diode D2 dẫn : Vo = Vs .
+ Ở bán kỳ âm : SCR ngưng dẫn, tải phát dòng đi qua D2 và D3 nên hai đầu tải nối tắt : Vo = 0V. Khi có xung kích G4 thì SCR D4 và diode D3 dẫn điện Vo = – Vs > 0

Tham khảo video mô phỏng nguyên lý mạch cầu chỉnh lưu 1 pha dùng SCR

>>> Xem thêm:

10 mạch chỉnh lưu có điều khiển dùng SCR

10 mạch chỉnh lưu không điều khiển dùng diode
Sơ đồ mạch cầu chỉnh lưu 1 pha không điều khiển dùng 4 diode

Source: https://dvn.com.vn
Category: Phụ Kiện