Download miễn phí Bài giảng Điện tử công suất - Bộ biến đổi và bộ khóa một chiều
4.3.1 Phân loại theo phương pháp biến đổi
•Trực tiếp – bộbiến đổi xung
• Gián tiếp
4.3.2 Phân loại theo chức năng biến đổi
•Giảm áp – mắc nối tiếp
• Tăng áp – mắc song song
• Điều khiển xung giá trị điện trở
4.3.3 Phân loại theo phương pháp điều khiển
•Tần sốxung
• Độrộng xung
• Hai giá trị
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Chương 4: Bộ biến đổivà bộ khóa
một chiều
4.1 Khái niệm chung – Phân loại
4.2 Bộ khóa một chiều
Đóng cắt dòng điện một chiều
Sơ đồ nguyên lý sử dụng GTO
a) V
U
V0 L
R
iZ
Z
iG
iV0
iV
L
R
0
0
iG
iV
iV0
t
R
L
Đóng
Cắt
Khi sử dụng thyristor:
Mở - Đóng
Đóng – Cắt
ĐÓNG
CẮTS
BCM
S
S
PS
Z
V0
OS
OS
S
PS
t
4.3 Phân loại thiết bị biến đổi một chiều
4.3.1 Phân loại theo phương pháp biến đổi
• Trực tiếp – bộ biến đổi xung
• Gián tiếp
4.3.2 Phân loại theo chức năng biến đổi
• Giảm áp – mắc nối tiếp
• Tăng áp – mắc song song
• Điều khiển xung giá trị điện trở
4.3.3 Phân loại theo phương pháp điều khiển
• Tần số xung
• Độ rộng xung
• Hai giá trị
Nghịch lưu
Chỉnh lưu
có điều khiển
U UZ
4.4 Nguyên lý làm việc của các bộ biến đổi xung
4.4.1 Bộ biến đổi giảm áp – mắc nối tiếp
• Nguyên lý làm việc
Nhịp S:
uZ = U
iZ = iS: tăng theo đường cong
hàm mũ về giá trị (U - Eư)/R
Năng lượng từ nguồn U,
một phần tích lũy vào
cuộn L, phần lớn nạp
cho Eư, phần còn lại tiêu
tốn trên R
Nhịp S kéo dài trong khoản thời gian T1. Kết thúc khi tín hiệu “cắt” đưa vào khóa S.
uc
S
iS
U
iV0
V0
R
L
uZ
iZ
Z
uZ
0
0
S V0 S V0 S
U
UZi
tT1 T2
T
iS iV0 IZ
∆iZ
iZMiZMIN
t
Nhịp V0:
uZ = 0
iZ = iV0: giảm theo đường cong
hàm mũ về giá trị -Eư/R
Năng lượng trước đây tích
lũy trong cuộn L được giải
phóng, phần lớn nạp cho
Eư, phần còn lại tiêu tốn
trên R
Nhịp V kéo dài trong khoản thời gian T2. Kết thúc khi tín hiệu “đóng” đưa vào
khóa S.
uc
S
iS
U
iV0
V0
R
L
uZ
iZ
Z
uZ
0
0
S V0 S V0 S
U
UZi
tT1 T2
T
iS iV0 IZ
∆iZ
iZMiZMIN
t
• Giá trị trung bình điện áp trên tải
zUU
T
TUZi == 1
z: tỷ số chu kỳ
0 z 1
0 Uzi U
Zi
z
U EI
R
−= −
uc
S
iS
U
iV0
V0
R
L
uZ
iZ
Z
uZ
0
0
S V0 S V0 S
U
UZi
tT1 T2
T
iS iV0 IZ
∆iZ
iZMiZMIN
t
4.4.2 Bộ biến đổi tăng áp – mắc song song
• Nguyên lý làm việc
Nhịp S:
uZ = 0
iZ = iS; tăng theo đường cong
hàm mũ, về giá trị Eư/R
Năng lượng từ nguồn Eư
được tích lũy phần lớn
vào cuộn L, phần còn lại
tiêu tốn trên điện trở R
Nhịp S kéo dài trong khoảng thời gian T1. Nhịp kết thúc khi tín hiệu “cắt” đưa vào S
uc
iV0
V0
iS
S
iZ
Z
U
R
L
uZ
S V0 V0S S
T1 T2
T
0
UUZi
t
uZ
iS iV0 iZMIN iZM
t
Nhịp V0:
uZ = U
iZ = iV0; giảm theo đường
cong hàm mũ, về giá trị
(Eư – U)/R < 0
Năng lượng từ nguồn Eư
cùng với năng lượng đã
tích lũy trong cuộn L ở
nhịp trước, tiêu tốn một
phần trên điện trở R,
phần lớn còn lại được
trả về nguồn U.
Nhịp V0 kéo dài trong khoảng thời gian T2. Nhịp kết thúc khi tín hiệu “đóng” đưa
vào S.
uc
iV0
V0
iS
S
iZ
Z
U
R
L
uZ
S V0 V0S S
T1 T2
T
0
UUZi
t
uZ
iS iV0 iZMIN iZM
t
• Giá trị trung bình điện áp trên tải
( )
2
1
1
Zi
TU U
T
T T U
T
z U
= =
−= =
= −
Zi
z
E UI
R
−= −
uc
iV0
V0
iS
S
iZ
Z
U
R
L
uZ
S V0 V0S S
T1 T2
T
0
UUZi
t
uZ
iS iV0 iZMIN iZM
t
4.4.3 Bộ biến đổi xung giá trị điện trở
• Nguyên lý làm việc
Nhịp S:
iZ = iS: tăng với hệ số góc bằng U/L
Nhịp S kéo dài trong khoảng thời gian T1. Kết thúc khi tín hiệu “cắt” đưa vào S.
U
RP
S
uc
L
iZ
L
iS
SiR
Rp
U
uc
T1 T2
T
iS iR iZMIN
iZM
t
0
iZ =iS+iR
Nhịp 0
iZ = iR; giảm theo đường cong hàm mũ về giá trị U/Rp.
Nhịp 0 kéo dài trong khoảng thời gian T2. Kết thúc khi tín hiệu”đóng” được đưa
vào S
iZ
L
iS
SiR
Rp
U
uc
T1 T2
T
iS iR iZMIN
iZM
t
0
iZ =iS+iR
• Xác định giá trị điện trở tương đương Rei
ei
p
ZZpZ R
U
T
TR
UITIRTUI ==⇒=
2
2
2
( )2 1ei p pTR R z RT= = − 0 ei pR R≤ ≤
iZ
L
iS
SiR
Rp
U
uc
T1 T2
T
iS iR iZMIN
iZM
t
0
iZ =iS+iR
4.5 Bộ chuyển mạch
4.5.1 Mạch LC
U
dt
diLidt
C
u
t
C =++ ∫
0
1)0(
(0) sin (0)cosC v v
U ui t i t
L
C
ω ω−= +
ωv: tần số góc của mạch LC …
1
v LC
ω =
C uC
i
L
t = 0
uC(0)
0
uC
i
t
U
t = 0
L
i
uC C O
t
uC(0)=0
uC
i U
2U
V iV
S C
[ ]
0
1(0)
(0) cos (0)sin
t
C C
C v v
u u idt
C
LU u U t i t
C
ω ω
= + =
= + − +
∫
4.5.2 Phân tích bộ chuyển mạch của bộ biến đổi xung áp
uc
S
iS
U
iV0
V0
R
L
uZ
iZ
Z
i
iV1
V1
C
uC
iC uV1
V2
V3L1
U
V0
Z
iZ
uZ
Nhịp V0 – (0, t1)
iZ = iV0, uV0 = 0, uZ = 0
Giả thiết uC = U
uV2 = 0; uV1 = U
iC = iV1 = iV2 =0
i
iV1
V1
C
uC
iC uV1
V2
V3L1
U
V0
Z
iZ
uZ
t
0
0
0
0
U
U
U
-K1U
K1U
uC iC
IZ
iV1
uV1
t0V1
uV2 iV2
t0V2
t
IZ
iZ iV2
iV0
V0
T
T1 T2
V1
V3
V1 V2 V0
K1U
U
uZ
t2
0 t1 t3 t4 t5 t6 t7
QK
Nhịp V1, V3 (t1, t3)
Tại t1 đưa xung điều khiển mở V1
uZ = U; uV0 = -uZ = -U Æ V0 đóng lại
iZ = iV1
1cos ( )C vu U t tω= −
1sin ( )C v
Ui t t
L
C
ω−= −
i
iV1
V1
C
uC
iC uV1
V2
V3L1
U
V0
Z
iZ
uZ
t
0
0
0
0
U
U
U
-K1U
K1U
uC iC
IZ
iV1
uV1
t0V1
uV2 iV2
t0V2
t
IZ
iZ iV2
iV0
V0
T
T1 T2
V1
V3
V1 V2 V0
K1U
U
uZ
t2
0 t1 t3 t4 t5 t6 t7
QK
uV1 = 0
iV1 = IZ - iC
uV2 = -uC
iV2 = 0
Tại t = t3, dòng iC = 0; V3 đóng lại
uC(t3) = -K1U; K1 = 0.7 – 0.9
i
iV1
V1
C
uC
iC uV1
V2
V3L1
U
V0
Z
iZ
uZ
t
0
0
0
0
U
U
U
-K1U
K1U
uC iC
IZ
iV1
uV1
t0V1
uV2 iV2
t0V2
t
IZ
iZ iV2
iV0
V0
T
T1 T2
V1
V3
V1 V2 V0
K1U
U
uZ
t2
0 t1 t3 t4 t5 t6 t7
QK
Nhịp V1 (t3, t4)
Tất cả các đại lượng giữ nguyên giá trị
tại thời điểm t = t3
i
iV1
V1
C
uC
iC uV1
V2
V3L1
U
V0
Z
iZ
uZ
t
0
0
0
0
U
U
U
-K1U
K1U
uC iC
IZ
iV1
uV1
t0V1
uV2 iV2
t0V2
t
IZ
iZ iV2
iV0
V0
T
T1 T2
V1
V3
V1 V2 V0
K1U
U
uZ
t2
0 t1 t3 t4 t5 t6 t7
QK
Nhịp V2 (t4, t6)
Tại t = t4 đưa xung điều khiển vào V2 – mở V2
uV2 = 0
Điện áp ngược trên C đặt lên V1 Æ đóng V1
4
4
4 1
1( )
( )
t
C Z C C Z
t
Z
i I u u t I dt
C
I t t K U
C
= ⇒ = +
= − −
∫
i
iV1
V1
C
uC
iC uV1
V2
V3L1
U
V0
Z
iZ
uZ
t
0
0
0
0
U
U
U
-K1U
K1U
uC iC
IZ
iV1
uV1
t0V1
uV2 iV2
t0V2
t
IZ
iZ iV2
iV0
V0
T
T1 T2
V1
V3
V1 V2 V0
K1U
U
uZ
t2
0 t1 t3 t4 t5 t6 t7
QK
Nhịp V2 (t4, t6)
iV2 = IZ
uV1 = uC
iV1 = 0
uZ = U – uC = -uV0
Tại t = t6, uZ = 0 Æ V0 mở, V2 đóng lại
Î Bắt đầu nhịp V0
uZ(t6) = 0 ÆuC = U
i
iV1
V1
C
uC
iC uV1
V2
V3L1
U
V0
Z
iZ
uZ
t
0
0
0
0
U
U
U
-K1U
K1U
uC iC
IZ
iV1
uV1
t0V1
uV2 iV2
t0V2
t
IZ
iZ iV2
iV0
V0
T
T1 T2
V1
V3
V1 V2 V0
K1U
U
uZ
t2
0 t1 t3 t4 t5 t6 t7
QK
Nạp điện cho tụ C khi bắt đầu làm việc
• Mở V2 trước
• Đóng tụ C trực tiếp vào nguồn U qua một điện trở hạn chế dòng
Xác định các thông số C và L
• V1 sử dụng khoảng (t4, t5) để phục hồi khả năng khóa Æ (t5 – t4)MIN = toffV1
11
5 4
1
( ) ZM offV
Z
I tK UCt t C
I K U
− = ⇒ =
• V2 sử dụng khoảng (t1, t2) để phục hồi khả năng khóa Æ (t2 – t1)MIN = toffV2
2
2
2 1 2
4
( )
4 2
offVv tTt t LC L
C
π
π− = = ⇒ =
4.6 Nguyên tắc điều khiển bộ biến đổi xung áp
• Độ rộng xung – thay đổi T1
• Tần số xung – thay đổi T
• Hai giá trị
4.6.1 Nguyên tắc điều khiển độ rộng xung
Giữ nguyên f = 1/T, thay đổi T1
BÐK
M
Đ
uc BCM
Đ
C
T T1 T2
0
ucM uP uc
t
4.6.2 Nguyên tắc điều khiển tần số xung
Giữ nguyên T1, thay đổi T
f = 1/T M
Đ
BÐK
M
Đ
uc BCM
Khâu
phát xung
Trễ T1
4.6.3 Nguyên tắc điều khiển hai giá trị
Bộ phát xung đóng vai trò của một bộ điều khiển dòng điện
∆iZ
t
0
iZMIN
iZM
I'Z=IZ
ui1
ui2
iZ
ui1
ui2
ui1 ui2
uc
uc > 0
uc < 0
M
Ð
uc
BCM
V0
Z
iZ
ui1
ui2
ucÐ
M
4.7 Các bộ biến đổi xung nhiều góc phần tư
4.7.1 Bộ biến đổi hai góc phân tư đảo chiều dòng điện
V
S1
U
S2
V0
Z
uZ
iZ
4.7.2 Bộ biến đổi hai góc phân tư đảo chiều điện áp
)12(21 −=−= zU
T
TTUUZi
z > 0.5 Æ Uzi > 0
z < 0.5 Æ Uzi < 0
U
S1
V2
u...