Bài giảng Điện tử công suất - Chương 5: Nghịch lưu và biến tần - Nguyễn Tiến Ban

Nội dung text: Bài giảng Điện tử công suất - Chương 5: Nghịch lưu và biến tần - Nguyễn Tiến Ban

1. Chương 5 NGHỊCH LƯU VÀ BIẾN TẦN 1
2. Mở đầu 2
3. Mở đầu 3
4. nghịch lu 6
5. nghịch lu nguồn áp Nghịch lu áp là thiết bị biến đổi nguồn áp một chiều thành nguồn áp xoay chiều. Nghịch lu nguồn áp có u điểm tạo điện áp đầu ra giảm đợc sóng điều hoà bậc cao ( dù điều chế theo các phơng pháp khác nhau) Thiết bị thực hiện phổ biến hiện nay: GTO hoặc IGBT (các loại van điều khiển hoàn toàn) Hiện nay nghịch lu áp đợc chuẩn hoá trong các bộ biến tần công nghiệp 8
6. nghịch lu nguồn áp một pha 9
7. nghịch lu nguồn áp một pha Cấu tạo: Sơ đồ gồm bốn van động lực chủ yếu: T1, T2, T3, T4 và các diode D1, D2, D3, D4 dùng để trả công suất phản kháng của tải về lới, tránh đợc hiện tợng quá áp khi xuất hiện năng lợng ngợc từ tải. Tụ Co đợc mắc song song để đảm bảo cho nguồn đầu vào là hai chiều. Nh vậy Co có hai nhiệm vụ: Tiếp nhận công suất kháng của tải và đảm bảo cho nguồn đầu vào là nguồn áp ( Co càng lớn, nội trở nguồn càng nhỏ, điện áp đầu vào càng đợc san phẳng). 10
8. Hoạt động: Ơ nửa chu kì đầu từ 0 đến t2 cặp T1, T2 dẫn điện, phụ tải nhận điện áp bằng chính SĐĐ nguồn Ut = E. Hớng dòng điện màu đỏ. Tại t = t2, T1 và T2 khoá, T3 và T4 dẫn, tải đ- ợc cấp nguồn theo chiều ngợc lại, điện áp trên tải U = - E ( đảo chiều). Do tải mang tính chất cảm kháng nên dòng vẫn giữ nguyên hớng cũ, vi T1, T2 khoá nên dòng khép mạch qua D3, D4. SĐĐ cảm ứng trên tải trở thành nguồn nên thông qua D3, D4 cấp về tụ Co ( đờng màu xanh). T- ơng tự khi khoá T3, T4 dòng sẽ khép qua mạch D1, D2. 12
9. Điện áp trên tải khi tính gần đúng ( lấy theo sóng điều hoà cơ bản): 4E U sin t t 4E it = sin(.t − ) Dòng qua tải: 2 2 Rt + X t 1 I = I sin(.t − )d.t Dòng trung bình qua van động lực: T m 2 t1 1 t1 I = I sin(.t − )d.t Dòng trung bình qua diode: D m 2 t E.T Giá trị tụ Co: C = t (1− 2ln 2) 3Rt U c L T = t Trong đó: t Rt 13
10. nghịch lu điện áp một pha điều khiển độ rộng xung (PWM) 24
11. nghịch lu nguồn áp ba pha 29
12. Một số giả thiết khi đọc sơ đồ: + Cỏc van dẫn là lớ tưởng, khi đúng mở nguồn cú nội trở nhỏ vụ cựng, Dẫn điện theo hai chiều. + T1 T6 làm việc với độ dẫn điện  = 180o + Cỏc tổng trở Za = Zb = Zc Cỏc diode D1 – D6 làm chức năng trả năng lượng về nguồn Tụ C tạo nguồn ỏp, tiếp nhận năng lượng khỏng từ tải. 30
13. Để đảm bảo tạo ra điện ỏp ba pha đối xứng, luật dẫn điện của cỏc van phải theo đồ thị Slide 16 a,b,c. Như vậy: + T1 và T4 phải dẫn lệch nhau 180o để tạo ra pha A, + T3 và T6 phải dẫn lệch nhau 180o để tạo ra pha B, + T5 và T2phải dẫn lệch nhau 180o để tạo ra pha C, Cỏc pha lệch nhau 120o 32
14. Trong khoảng 0  t1: T1, T6, T5 dẫn sơ đồ thay thế như hỡnh vẽ, điện ỏp pha A nhận được: UZA = E/3 33
15. Trong khoảng t1  t2: T1, T2, T6 dẫn sơ đồ thay thế như hỡnh vẽ, điện ỏp pha A nhận được: UZA = 2E/3 34
16. Trong khoảng t2  t3: T1, T2, T3 dẫn sơ đồ thay thế như hỡnh vẽ, điện ỏp pha A nhận được: UZA = E/3 35
17. Giỏ trị hiệu dụng điện ỏp pha : 1 2 2 U = U 2 (t)dt = E p P 2 0 3 Điện ỏp tức thời: 2 u (t) = E.Sin.t A 3 2 u (t) = E.Sin(.t −120o ) B 3 2 u (t) = E.Sin(.t − 240o ) C 3 Tụ C: E.T C = t (1− 2ln 2) 3Rt U c 36
18. bộ nghịch lu điện áp ba pha điều khiển PWM 41