วงจรเรียงกระแสสามเฟสหกพัลส์แบบควบคุมได้ (6 pulse thyristor rectifier) แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง(DC Source) ที่พบบ่อยในเครื่องจักรกำลัง -

วงจรเรียงกระแสสามเฟสหกพัลส์แบบควบคุมได้เป็นวงจรที่แปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง โดยมากจะใช้ Thyrister หรือ Silicon Controlled Rectifier (SCR) จำนวน 6 ตัวเพื่อควบคุมกำลังไฟฟ้า จัดเรียงในรูปแบบบริดจ์ ไฟฟ้า 3 เฟสที่ป้อนให้แก่วงจรเรียงกระแส จะมีความสมดุล ขนาดเท่ากันและห่างกัน 120 องศาทางไฟฟ้า พบมากในเครื่องจักรที่ต้องการแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง และต้องการควบคุม Output Waveform ของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง แสดงได้ดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 วงจรเรียงกระแสสามเฟสหกพัลส์แบบควบคุมได้

เมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับถูกจ่ายให้กับวงจรเรียงกระแส ไทริสเตอร์จะถูกป้อนสัญญาณทริกเป็นคู่ เพื่อปล่อยให้กระแสไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น แรงดันเอาต์พุต V_dc ของวงจรเรียงกระแสจะกิดจากผลรวมของแรงดันไฟฟ้าสามเฟส Output Waveform ของวงจรเรียงกระแสสามเฟสหกพัลส์แบบควบคุมได้ แสดงได้ดังรูปที่ 2

จากรูปที่ 2 เราจะพบว่าแรงดันไฟฟ้าระหวา่งสาย V_AB เกิดจากความต่างศักดิ์ทางไฟฟ้าระหว่างแรงดันเฟส V_A และ V_B และเกิดขึ้นที่ตำแหน่ง 30^o ทางไฟฟ้า เพื่อให้เกิดกระแสไหลในวงจรเรียงกระแสอย่างต่อเนื่องจึงต้องป้อนสัญญาณทริกเป็นคู่ให้แก่ Thyristor หรือ SCR ดังรูปที่ 3

และใน 1 คาบเวลา \(2 \pi\) มีแรงดันไฟฟ้าระหว่างสาย V_L-L เกิดขึ้น 6 ลูก

กรณีกระแสมีการอย่างต่อเนื่อง มุมทริก \(\alpha\) จะอยู่ระหว่าง 0-60^o แรงดันไฟฟ้าระหว่างสาย V_AB เขียนได้ดังนี้

\(V_{AB}=\sqrt{3}V_{m}sin(\omega t+30^{\circ})\)

(1)

แรงดันเอาพุตเฉลี่ยของวงจร แสดงได้ดังนี้

\(V_{o(avg)}=V_{dc}=\frac{6}{2\pi }\int_{(\pi /6)+\alpha }^{(\pi /2)+\alpha}V_{AB}\: d(\omega t)\)

(2)

แทนค่าสมการ (1) ลงใน สมการ (2) จะได้

\(V_{o(avg)}=V_{dc}=\frac{3\sqrt{3}V_{m}}{\pi }\: cos\: \alpha \)

(3)

จากสมการ (3) จะพบว่า V_dc จะขึ้นอยู่กับค่า \(\alpha\)

Matlab ได้จัดเตรียมเครื่องมือในการ Simulation การทำงานของวงจรเรียงกระแสสามเฟสหกพัลส์แบบควบคุม ไว้ให้แล้วโดยแหล่งจ่ายเป็นแรงดัน 3 เฟส แรงดันระหว่างสาย 208.45 โวลท์ และมีการเพิ่มค่า Impedance ของแหล่งจ่าย รวมถึงจำลองโหลดเป็นแบบ R-L

ให้ทำการค้นใน google และ กดปุ่ม Open Model ดังแสดงในภาพ

เมื่อทำการกดปุ่ม Open Model โปรแกรม Matlab จะย้ายแบบจำลองข้างต้นมาไว้ในเครื่องคอมพิวเตอร์ของเราและจะปรากฎหน้าจอขึ้นมาดังน้

เนื่องจากคอนโทรลบล๊อก 6 pulse generator ของ Simulink จะเริ่มให้สัญญาณ Trig ตั้งแต่ 0^o ให้ทดสอบเปลี่ยนค่า Firing angle ตามแรงดัน Line-Lin ระหว่าง pi/6 – pi/2 ดังรูปที่ 2 จะพบว่าให้ผลลัพธ์ DC Output Waveform ดังนี้