Download miễn phí Đề tài Xây dựng hệ thống biến đổi DC - AC đốt đèn trong trường hợp mất điện lưới Thông số - UDC= 6V, UAC= 220V, f=50Hz
Vì sử dụng nhiều phần tử IC chuyên dụng nên mạch họat động ổn
định, khả năng chống nhiễu và hiệu suất của mạch khá cao.
Dạng sóng điện áp ra của bộ biến đổi đã đáp ứng được yêu cầu thiết
kế, sụt áp không đáng kể so với khi không tải.
Trên thị trường hiện nay đã có bán các sản phẩm bộ biến đổi điện áp
của các hãng, tuy nhiên giá cả còn khá cao, hơn nữa chất lượng còn thấp. Như
vậy với mạch điều khiển hoạt động đã ổn định, để nâng cao khả năng mang
tải của bộ biến đổi đã thi công, ta chỉ cần thiết kế biến áp động lực với dung
lượng lớn hơn và chọn van lực chịu được dòng phù hợp. Do đó kinh phí chế
tạo bộ biến đổi điện áp thấp hơn so với các bộ biến đổi cùng công suất hiện có
trên thị trường, theo tính toán chỉ bằng 50%.
Trên thực tế sai số của linh kiện điện trở, tụ điện là không nhỏ. Để
khắc phục điều này ta tiến hành mắc nối tiếp, song song, các linh kiện để có
thể đạt được đúng giá trị như đã tính toán, thiết kế.
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:
ện áp ra bằng sơ đồ có hai khoá chuyển mạchtrong một pha.
Luật điều khiển của phương pháp điều biến độ rộng xung PWM được
sử dụng nhiều nhất là luật so sánh. Tín hiệu điều khiển hình sin có tần số
mong muốn sẽ được so sánh với các xung hình tam giác. Tần số chuyển
mạch của nghịch lưu fcm bằng tần số xung tam giác fx có giá trị không đổi;
tần số xung tam giác còn gọi là tần số mang.
Tần số tín hiệu điều khiển f1 có tên là tần số điều biến sẽ xác định tần số
cơ bản của điện áp ra nghịch lưu.
Hệ số điều biến biên độ được định nghĩa là:
xm
dkm
a
U
U
m
(1.20)
Trong đó :
Udkm – biên độ của tín hiệu điều khiển.
Umx –biên độ của tín hiệu xung tam giác.
Hệ số điều biến tần số là :
1f
f
m xx
(1.21)
Xét một chu kỳ điện áp mang ( hình 1.16).
Khi xếp chồng udk và ux chúng cắt nhau tại các
hoành độ và (2 ). Các giao điểm của
chúng quyết định giá trị trung bình của điện áp ra.
1
2
22222
1
2
2
2
0
E
d
E
d
E
d
E
U tb
(1.22)
Mặt khác ta có :
am1
2
(1.23)
E
2
Uxm
Uđk
Ux
Hình 1.16.
Luật điều khiển
PWM.
20
Do đó :
a
tb m
E
U2 (1.24)
Qua biểu thức (1.24) ta thấy rằng : giá trị trung bình của điện áp ra
trong một chu kỳ điện áp mang tỉ lệ với điện áp điều khiển. Nếu điện áp điều
khiển có dạng hình sin thì Utb dạng hình sin. Người ta có thể điều chỉnh biên
độ điện áp ra bằng cách tác động vào tỉ số Udkm /Uxm .
Trên hình 1.17 biểu diễn sơ đồ khối điều khiển các tiristo của PWM.
Từ sơ đồ cho ta thấy: hai tín hiệu điều khiển Uđk và tín hiệu sóng mang Ux
đưa vào bộ so sánh. Khi hai điện áp này bằng nhau sẽ cho một xung, qua bộ
chia xung ta đưa tới để điều khiển các tiristo tương ứng.
Hình 1.17. Sơ đồ khối bộ điều khiển các van của PWM.
Hình 1.18. Điện áp ra bộ nghịch lưu điều khiển bởi xung đơn cực.
Uđk
Ux
Iara
uara
Udk Umang
21
Trên hình 1.17 biểu diễn phương pháp tạo điện áp ra bằng so sánh điện
áp điều khiển hình sin và điện áp tam giác cân. Ở hình 1.18 là cách tạo ra điện
áp bằng các xung đơn cực (điện áp mang trong trường hợp này chỉ có xung
đơn cực dương hay âm ).
Trong khi đó hình 1.19 là phương pháp tạo điện áp ra bằng các xung
lưỡng cực ( điện áp mang lúc này có xung với hai cực tính khác nhau ). uara Udk
Udk
Umang
Hình 1.19. Điện áp ra bộ nghịch lưu điều khiển bởi xung lưỡng cực.
Ưu điểm của sơ đồ điều biến độ rộng xung điện áp đơn cực là tần số
điện áp ra gấp đôi tần số chuyển mạch và điện áp đầu ra khi chuyển mạch
thay đổi với trị số Ud so với 2Ud ở sơ đồ chuyển mạch điện áp lưỡng cực. Do
tần số điện áp gấp đôi tần số chuyển mạch nên dải tần số thành phần sóng hài
gấp đôi so với sơ đồ nghịch lưu điều biến với chuyển mạch điện áp lưỡng cực.
Một số lưu ý khi chọn tri số mf và ma :
Trị số mf
Với mf là số lẻ, các thành phần sóng hài bậc chẵn sẽ không tồn tại
và các hệ số hàm cos sẽ bằng không.
22
Lựa chọn tần số chuyển mạch và hệ số điều biến tần số: để giảm
thành phần sóng hài bậc cao, do đó giảm kích thước và giá thành bộ lọc, tần
số chuyển mạch nên chọn trị số lớn. Tuy nhiên tổn hao do chuyển mạch của
nghịch lưu sẽ tăng tỉ lệ với tần số chuyển mạch.
Trị số ma
Khi ma < 1 phương pháp điều khiển có ưu thế tạo được quan hệ
tuyến tính giữa biên độ điện áp thành phần cơ bản và hệ số tuyến tính. Tuy
nhiên không thể tăng trị số điện áp đó lên cao được.
Khi ma > 1 thì có thể tăng biên độ điện áp tần số cơ bản, phương
pháp này là quá điều biến, so với phương pháp ma 1
có nhiều sóng hài hơn.
1.0
0
3.24 ma
1.273
(uAOm)1
ud
2
vïng
tuyÕn
tÝnh
vïng
qu¸ ®iÒu
biÕn
Hình 1.20. Quan hệ điện áp và ma
Mạch nghịch lưu ba pha PWM gồm ba mạch nghịch lưu một pha ghép
lại với nhau.
Trong sơ đồ nghịch lưu ba pha ta có thể sử dụng chung một bộ phát dao
động sóng mang. Còn điện áp điều khiển để so sánh thì phải có 3 bộ phát dao
động hình sin có cùng biên độ nhưng lệch pha nhau 120o theo thứ tự pha.
23
Ch•¬ng 2: x©y dùng hÖ thèng biÕn ®æi dc/ac tõ
6vdc lªn 220vac tÇn sè 50hz
2.1. lùa chän hÖ thèng biÕn ®æi dc/ac.
Ta đưa ra thông số và yêu cầu bộ nghịch lưu cần thiết kế như sau:
Nguồn cấp là Acquy 6VDC/20Ah.
Công suất 100W.
Điện áp đầu ra 220VAC/50Hz.
Với nguồn cấp là Acquy nên ta sử dụng mạch nghịch lưu độc lập.Như
vậy ta có ba sự chọn lựa : Nghịch lưu độc lập nguồn áp, nguồn dòng và cộng
hưởng.
Mạch nghịch lưu độc lập dòng điện được cấp từ nguồn dòng, ở đây ta
sử dụng nguồn cấp là acquy nên không phù hợp.
Mạch nghịch lưu độc lập cộng hưởng có dạng điện áp ra gần sin nhất,
tuy nhiên với tần số lớn từ 500Hz trở lên do vậy không phù hợp để sử dụng
cho mạch mà ta cần thiết kế.
Như vậy ta sử dụng mạch nghịchlưu độc lập nguồn áp, có hai lựa chọn:
Nghịch lưu độc lập nguồn áp một pha.
Nghịch lưu độc lập nguồn áp ba pha sau đó lấy một pha để sử dụng.
Nghịch lưu độc lập nguồn áp ba pha có dạng hình sin hơn so với nghịch
lưu độc lập nguồn áp một pha, tuy nhiên với mục đích sử dụng như ban đầu ta
đưa ra thì hoàn toàn không cần thiết phải dùng như vậy, bởi bộ nghịch lưu áp
ba pha cho chi phí cao hơn và tính toán điều khiển cũng phức tạp hơn rất
nhiều, trong khi đó ta chỉ cần sử dụng một pha cho nhu cầu sinh hoạt hàng
ngày.
Do vậy ta sẽ chọn mạch nghịch lưu độc lập nguồn áp một pha với các
thông số và yêu cầu đã đề ra.
Bộ biến đổi DC/AC sẽ gồm hai thành phần chính như sau :
24
Mạch điều khiển : Có nhiệm vụ phát xung vuông dao động với tần số
50 Hz cấp xung mở cho transitor, transitor dẫn sẽ làm cho mosfet dẫn.
Mạch lực bộ nghịch lưu một pha :có nhiệm vụ đẩy kéo điện áp 6V
DC lên 220VAC tần số 50Hz.
2.2. thiÕt kÕ m¹ch biÕn ®æi ®iÖn ¸p dc/ac tõ 6vdc lªn
220vac tÇn sè 50hz
2.2.1. Nguyên lý mạch biến đổi điện áp.
Nguyên lý mạch nâng điện áp acquy có thể trình bày như sau:
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý mạch nâng điện áp.
Điện áp acquy được đưa tới điểm trung tính của cuộn sơ cấp biến áp T1,
hai Mosfet Q1 và Q2 nối chung cổng nguồn S để nối tới cực âm của acquy,
các cổng máng D của Q1 và Q2 nối với các đầu còn lại của sơ cấp máy biến áp
rồi được nối với cực dương của acquy
2.2.2. Mạch khuếch đại đẩy kéo ( push-pull ).
2.2.2.1. Giới thiệu về mạch push-pull [9].
Nguyên lý mạch đẩy kéo dạng xung dòng, áp được trình bày như sau:
25
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý mạch Push-pull và đồ thị các dạng xung.
a) Sơ đồ nguyên lý
b) Xung điện áp VDS của van Q1
c) X ung điện áp VDS của van Q2
Sơ đồ gồm một máy biến áp với một hay nhiều cuộn thứ cấp. Cuộn
thứ cấp cung cấp một cặp xung vuông lệch nhau 1800 mà biên độ của nó được
xác định bởi số vòng dây cuộn thứ cấp. Hai van động lực Q1 và Q2 là loại
mosfet. Khi hai van mở sẽ làm điện áp rơi trên cuộn sơ cấp giảm đi một lượng
là VDS ( là điện áp rơi trên hai cực D và S của van ).
Điện áp VDS phụ thuộc vào nội trở RDS-on của van khi dẫn và dòng chảy
q...