Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu “Giáo trình điện tử công suất” được dùng để giảng dạy và học tập trong các trường THCN ở Hà Nội, đồng thời là tài liệu tham khảo hữu ích cho các trường có đào tạo các ngành kỹ
Chương BỘ NGHỊCH LƯU BỘ BIẾN TẦN Giới thiệu Bộ nghịch lưu: DC AC Phân loại theo cấu hình: Nghịch lưu nguồn áp Nghịch lưu nguồn dịng Phân loại theo tín hiệu điều khiển ngõ nghịch lưu: Bộ nghịch lưu áp Bộ nghịch lưu dòng Ứng dụng nghịch lưu: Truyền động điện động xoay chiều Thiết bị gia nhiệt cảm ứng: lò cảm ứng, thiết bị hàn… Các áp dụng lãnh vực truyền tải điện, chiếu sang… Giới thiệu Bộ biến tần: AC AC Biến tần gián tiếp: AC DC AC Biến tần trực tiếp (Cycloconverter): AC (tần số cao) AC (tần số thấp) Với biến tần: cần thay đổi điện áp tần số đồng thời Bộ biến tần gián tiếp pha Bộ biến tần trực tiếp pha Bộ nghịch lưu áp pha Cấu hình nghịch lưu áp pha Nguyên tắc kích: Hai công tắc bán dẫn nhánh cầu (S1 & S4, S3 & S2) kích đối nghịch Khơng có trường hợp hai cơng tắc nhánh cầu dẫn tắt Bộ nghịch lưu áp pha Nghịch lưu áp pha điều khiển đơn giản: Bộ nghịch lưu áp pha Nghịch lưu áp pha điều khiển đơn giản: Phân tích Fourier điện áp ngõ dạng xung vuông: 4.U sin( n..t ) n 1,3,5 n ut (t ) p tải chứa thành phần hài bậc lẻ Độ méo dạng điện áp tính theo hệ thức sau: THDU U n 2 t( n ) U t (1 ) U t2 U t2(1 ) U t (1 ) Dễ dàng suy rằng: THDU U t2 U t2(1) U t (1) U2 U 0, 483 48,3% ; Ut=U U Bộ nghịch lưu áp pha Ví dụ 5.4: Cho nghịch lưu áp dạng cầu pha với dạng sóng điện áp cho hình Giả thiết dòng điện qua tải có dạng it 540sin(t 4) Nguồn DC có độ lớn 300V a Vẽ dạng sóng dòng tải dòng qua nguồn xác định khoảng dẫn linh kiện b Xác định trị trung bình dòng qua nguồn công suất nguồn cung cấp c Xác định công suất tiêu thụ tải Bộ nghịch lưu áp pha a Dạng sóng dịng tải dịng nguồn vẽ hình b Dịng trung bình qua nguồn: I sAV 540 sin(t ).d (t ) 243,1A Cơng suất nguồn cung cấp: Ps=300.243,1=72.930W=72,93kW c Trị hiệu dụng thành phần hài áp ra: U t (1) 4U 400.300 270,14V Pt=Ut(1).It(1).cos =270,14 540 cos =72,930W=72,93kW Bộ nghịch lưu áp pha Ví dụ 5.5: Bộ nghịch lưu áp pha mắc vào nguồn chiều U Tải R = 10, L =0,01H Bộ nghịch lưu áp điều khiển theo phương pháp điều biên a- Tính độ lớn nguồn U để trị hiệu dụng áp tải Ut = 100V b- Với áp nguồn xác định câu a Tính trị hiệu dụng hài điện áp ngõ c- Tính trị hiệu dụng dòng tải Bộ nghịch lưu áp pha Giải: a/- Trị hiệu dụng áp tải: Utrms = U = 100V Vậy cần có áp nguồn U = 100V b/- Áp dụng phân tích Fourier cho áp tải ut, biên độ sóng hài bậc n aùp ra: 4U U n , n = 1, 3, 5, 7… n Trị hiệu dụng sóng hài (n = 1) áp tải: U 4.U U t 1 90, 03[V ] 10 Bộ nghịch lưu áp pha Nghịch lưu áp pha điều khiển kiểu điều rộng xung (PWM) Gọi mf tỉ số điều chế tần số (Frequency modulation ratio) : mf f carrier f reference f tria f sin e Tăng mf taêng giá trị tần số sóng hài dễ lọc sóng hài Điểm bất lợi việc tăng tần số sóng mang vấn đề tổn hao đóng ngắt lớn Tương tự, gọi ma tỉ số điều chế biên độ (Amplitude modulation ratio) : ma U m reference U m carrier U m sin e U m tri Neáu ma 1 (biên độ sóng sin nhỏ biên độ sóng mang) quan hệ biên độ thành phần áp áp điều khiển tuyến tính Đối với nghịch lưu áp pha, biên độ hài điện áp ngõ ra: U t (1)m ma U 17 Bộ nghịch lưu áp pha Un/U Bậc sóng hài Phổ tần sóng hài điện áp – điều khiển kiểu PWM 18 Bộ nghịch lưu áp pha Un/U Bậc sóng hài Phổ tần sóng hài điện áp – điều khiển kiểu sóng vng 19 Bộ nghịch lưu áp ba pha 20 ... Ut(7) 12 ,54 It(7) 0 ,51 Ut(9) 9, 75 It(9) 0,3 25 Ut(11) 7,98 It(11) 0,22 Tính gần It qua hài dòng bậc 1, 3, 5: It It21 It2 It 8,72 [A] 11 Bộ nghịch lưu áp pha Ví dụ 5. 7: Cho chỉnh... khiển đơn giản: Phân tích Fourier điện áp ngõ dạng xung vuông: 4.U sin( n..t ) n 1,3 ,5 n ut (t ) p tải chứa thành phần hài bậc lẻ Độ méo dạng điện áp tính theo hệ thức sau: THDU U... biên a- Tính độ lớn nguồn U để trị hiệu dụng áp tải Ut = 100V b- Với áp nguồn xác định câu a Tính trị hiệu dụng hài điện áp ngõ c- Tính trị hiệu dụng dòng tải Bộ nghịch lưu áp pha Giải: a /- Trị