Bài giảng Điện tử công suất - Chương 5: Nghịch lưu ba pha (Phần 2)
ðiều biến xung sin (SPWM):
• Điểm giao hoán được xác định là giao điểm của
sóng sin và sóng tam giác. Độ rộng xung tw được
xác định bởi thời gian trong đó vst(t)
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài giảng Điện tử công suất - Chương 5: Nghịch lưu ba pha (Phần 2), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 5: NGH CH LƯU M T PHA GI I THI U
o GI I THI U
Bộ nghịch lưu có nhiệm vụ chuyển đổi
o CÁC B NGH CH LƯU M T PHA
năng lượng từ nguồn điện một chiều
1. B ñ i ñi n cơ b n
không đổi sang dạng năng lượng điện
2. B ngh ch lưu bán c u
xoay chiều để cung cấp cho tải xoay chiều.
3. B ngh ch lưu c u ñ y ñ
Đại lượng được điều khiển ở ngõ ra là
4. B ñ i ñi n song song
điện áp hoặc dòng điện.
5. Các k thu t ñi u khi n b ñ i ñi n
12:01 PM 1 12:01 PM 2
GI I THI U GI I THI U
1. Nguồn thế VSI (voltage source Inverter)
Nghịch lưu là bộ chuyển đổi điện thế
DC thành AC tuần hoàn với tần số mong
muốn khác tần số điện khu vực nhưng có
dạng không sin. Muốn có dạng hình sin ta 2. Nguồn dòng CSI (Current source Inverter)
có thể dùng các kỹ thuật khác nhau để
thực hiện biến đổi thành dạng sin.
12:01 PM 3 12:01 PM 4
1
1. B ð I ðI N C Ơ B N 1. B ð I ðI N C Ơ B N
• Nguyên lý cơ bản: • Khi chỉ cho mạch hoạt động ở 1 và 3,
ta có dạng sóng ra có dạng sóng vuông:
V
Tt S1 S2 V0 o
S1 +
1 + - +E E
+ + +
R S2 2 - - 0 1 3 1 3
t
E 3 - + -E T
- - -
4 + + 0 E
• Với chu kỳ T và tần số 1/T.
12:01 PM 5 12:01 PM 6
1. B ð I ðI N C Ơ B N 2. B NGH CH L ƯU BÁN C U
o
• Khi cho hoạt động cả 1, 2, 3, 4 theo T i thu n tr :
E G1 S1 D1
trình tự như hình, ta có dạng sóng ra có • Sơ đồ nguyên lý:
dạng nấc. : TAI
V • Ta chọn hoạt
o D2
+E động cả 1, 2, 3, 4 E G2 S2
1 12 3 3 4 1 1 2 3 3
Vo
t +E
T
1 12 3 3 2 1 1 2 3 3
E t
T
• Với chu kỳ T và tần số 1/T.
E
12:01 PM 7 12:01 PM 8
2
2. B NGH CH L ƯU BÁN C U 2. B NGH CH L ƯU BÁN C U
• Trư ng h p R: • Trư ng h p R:
Điện thế trung bình trên một công tắc:
t
Điện thế hiệu dụng ngõ ra: 2 ON tON
VAV _ SW = Edt = 2E = 2ED
T ∫0 T
t
2 ON 2 tON
VRMS = E dt = E 2 = 2DE Dòng trung bình trong công tắc:
T ∫0 T
I
I = AV
Dòng tải trung bình: AV _ SW 2
V t
I = AV D = ON Công suất hấp thụ trung bình:
AV R T
V 2 E 2
P = RMS = 2D
OAV R R
12:01 PM 9 12:01 PM 10
2. B NGH CH L ƯU BÁN C U 2. B NGH CH L ƯU BÁN C U
• Trư ng h p t i c m: • Trư ng h p t i c m:
Vo
E G1 S1 D1 Phương trình dòng qua cuộn dây:
t
T/2
D S di
D1 S1 2 2
R L L + Ri = E
D2 dt
E G2 S2 i1
t Giải ta có nghiệm toàn thể:
Vo
+E −t −t
SCR1 SCR1 E τ τ T
i2 ()ti = 1− e − I e ; 0 ≤ t ≤
R 01 2
t t
T
ON − t−T − t−T
SCR2 SCR2 − E ( 2) ( 2) T
E ti = 1+ e τ + I e τ ;
() 01 ≤ t ≤ T
R 2
12:01 PM 11 12:01 PM 12
3
2. B NGH CH L ƯU BÁN C U 3. B NGH CH L ƯU C U ð Y ð
• Trư ng h p t i c m: • Trư ng h p R:
S3 TT S1 S2 S3 S4 V
G1 S1 D1 D3 0
Trị số dòng hiệu dụng: G3
1 On Off Off On +E
2 E TAI
1 T 2 T E −t −t
I = i2 ()t dt = 2 1− e τ − I e τ dt 2 Off On On Off -E
RMS ∫0 ∫0 01
T T R D2 D4 S4 3 On Off Off On +E
G2 S2
G4
Nếu công tắc là lý tưởng, công suất 4 Off On On Off -E
Vo
nguồn cấp điện DC phải bằng công suất +
E
S Dạng sóng vuông
1 S4 S2 S3 S1 S4 S2 S3
hấp thụ bởi tải: PDC = VDC I1 t
T
12:01 PM 13 12:01 PM E 14
3. B NGH CH L ƯU C U ð Y ð 3. B NGH CH L ƯU C U ð Y ð
• Trư ng h p R:
TT S1 S2 S3 S4 V0
• Trư ng h p R: 1 On Off Off On +E
2 On Off Off On +E Điện áp trung bình trên một công tắc:
3 On Off On Off 0
4 Off On On Off -E
Dạng sóng nấc 5 Off On On Off -E T
T −δ
2 −δ 2δ
6 Off On Off On 0 2 2
VAV _ SW = Edt = E = E1−
7 On Off Off On +E T ∫0 T T
8 On Off Off On +E 2
Vo
+E Điện áp hiệu dụng ngõ ra:
S1 S4 S1 S3 S1 S4 S1 S3
S2 S4
t T
T 2 −δ 2δ
T T/2 S2 S3 2 2
V0RMS = E dt = E 1−
S2 S3 ∫0
δ T T
E
12:01 PM 15 12:01 PM 16
4
3. B NGH CH L ƯU C U ð Y ð 3. B NGH CH L ƯU C U ð Y ð
• Trư ng h p c m:
Trư ng
h p
c m:
ψ: là góc dự kiến đóng các SCR.
ψS: là góc dẫn cho các SCR.
ψD: là góc dẫn cho các diode ngược.
12:01 PM 17 12:01 PM 18
4. B NGH CH L ƯU C U ð Y ð 4. B NGH CH L ƯU C U ð Y ð
• B ñ i ñi n song song d ng 1: • B ñ i ñi n song song d ng 2:
• Để tránh sự
Khi có điện thế ZL
• ZL
tăng quá và T1
E tác động cùng T1
đảm bảo điện
1 lúc vào 2 anod L0
C1
SCR, thì SCR nào C thế ra có dạng
+ C2 SCR1 SCR2
hình vuông ta T2 T2
có xung kích E SCR1 D4 D4
SCR2 + E
- sử dụng 2 xung xung
dương hiện diện dk1 dk2
sẽ dẫn trước. diod D4 và hồi - L0
T2 tiếp bằng C3
Itoff toff toff
C = = ≥ cuộn cảm L.
2E R ,0 693R xung dk
12:01 PM 19 12:01 PM 20
5
4. B NGH CH L ƯU C U ð Y ð 4. B NGH CH L ƯU C U ð Y ð
• B ñ i ñi n song song d ng 2: • B ñ i ñi n song song d ng 3:
• Cuộn cảm L
tạo nên điện ZL
T1 • Là bộ đổi điện ZL
thế dương ở
song song sử T1
C1
catod các SCR dụng Mosfet công
C2 SCR1 SCR2
nhằm bảo T2 D4 D4 T2
+
+ E suất để có thể
đảm SCR được xung xung E
dk1 dk2 điều khiển bằng Q1 Q2
- L0 -
ngưng nhanh G1
C3 áp .
khi chuyển G2
trạng thái .
12:01 PM 21 12:01 PM 22
5. K THU T ðI U KHI N ðI N TH B BI N ð I 5. K THU T ðI U KHI N ðI N TH B BI N ð I
Có nhiều cách để thực hiện sự điều Phương pháp điều biến độ rộng xung
chỉnh điện thế AC ngõ ra: (PWM) là phương pháp thông dụng để điều
o Điều khiển điện thế DC cấp vào bộ đổi điện. khiển điện thế trong bộ đổi điện:
o
o Điều khiển điện thế AC ngõ ra bộ đổi điện. Điều biến độ rộng đơn xung .
o Điều khiển điện thế trong bộ đổi điện. o Điều biến độ rộng đa xung .
o Điều biến độ rộng xung dùng sóng sin .
12:01 PM 23 12:01 PM 24
6
5. K THU T ðI U KHI N ðI N TH B BI N ð I 5. K THU T ðI U KHI N ðI N TH B BI N ð I
• PWM ñơn xung: • PWM ñơn xung:
• Trong cách này, dạng sóng điện thế ra gồm 1 • Điện thế ra có thể được điều chỉnh tuyến tính từ
xung đơn trong mỗi bán kỳ. Với tần số cho sẵn (f = trị cực đại đến 0 hoặc bằng cách làm sớm pha hoặc
1/T ), độ rộng xung tw có thể thay đổi để điều khiển bằng chậm pha sự khởi dẫn của các cặp công tắc
điện thế ra.
V V
+E A +E A
S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2
t t
V V
+E B +E B
S4 S3 S4 S3 S4 S3 S4 S3
t t
Vo = V A VB Vo = V A VB
+E +E
T/2
t t
T T
T/2
S1 S4 S2 S3 S1 S4 S2 S3 S1,4 S1,3S2,3 S2,4 S1,4 S1,3 S2,3
E E
12:01 PM 25 12:01 PM 26
5. K THU T ðI U KHI N ðI N TH B BI N ð I 5. K THU T ðI U KHI N ðI N TH B BI N ð I
• PWM ña xung: • PWM ña xung:
• Điện thế ra có thể được giao hoán on/off nhanh • Với m = 2 → tw< π/2, với m = 3, rõ ràng là tw<
nhiều lần trong suốt mỗi bán kỳ để tạo nên chuỗi π/3
xung có biên độ không đổi. Tần số xung fp=2m do
đó 1 ô xung trong một chu kỳ 2m=fp/f
Vo VA
+E m=2 +E m=5
t t
0 π 2π E π 2π
E 1
f p
Vo T VB
+E m=3 +E m=5
t t
E 1 E
f p
12:01 PM 27 12:01 PM 28
7
5. K THU T ðI U KHI N ðI N TH B BI N ð I 5. K THU T ðI U KHI N ðI N TH B BI N ð I
• ði u bi n xung sin (SPWM): • ði u bi n xung sin (SPWM):
• Trong SPWM điện thế ra được điều • Điểm giao hoán được xác định là giao điểm của
sóng sin và sóng tam giác. Độ rộng xung t được
khiển bằng cách làm thay đổi chu kỳ w
xác định bởi thời gian trong đó vst (t)<vca (t) trong
on/off sao cho chu kỳ (độ rộng xung) dài bán kỳ dương của v (t) và v (t)>v (t) trong bán
nhất tại đỉnh của dạng sóng hình ca st ca
kỳ âm của vR (t) .
Vo
+E f
N = c
t f m
π 2π
E VR Vm
T M = = ; 0 ≤ M ≤1
Vc Vc
12:01 PM 29 12:01 PM 30
NGH CH LƯU BA
PHA
12:01 PM 31
8
Các file đính kèm theo tài liệu này:
bai_giang_dien_tu_cong_suat_chuong_5_nghich_luu_ba_pha_phan.pdf
