Bài giảng môn Điện tử công suất - Chương 4: Bộ biến đổi điện áp một chiều

Nội dung text: Bài giảng môn Điện tử công suất - Chương 4: Bộ biến đổi điện áp một chiều

1. CHƯƠNG 4 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU
2. BỘ GIẢM ÁP uS uV0
3. BỘ GIẢM ÁP Chức năng: Dùng để điều khiển điện áp trên tải z với giá trị trung bình điện áp trên tải Uz nhỏ hơn điện áp U của nguồn .
4. BỘ GIẢM ÁP Các phương pháp điều khiển khóa S có thể chia làm ba loại: - Điều khiển với thời gian đóng khóa không đổi - Điều khiển với tần số đóng cắt không đổi - Điều khiển theo dòng điện
5. BỘ GIẢM ÁP Giả thiết: - Nguồn lý tưởng - Trạng thái làm việc xác lập - Dòng tải liên tục - Tải R, L, E với E U Thời gian đóng khóa T1, thời gian ngắt khóaT2, chu kỳ đóng ngắt T = const
6. BỘ GIẢM ÁP Khi S đóng trên tải xuất hiện điện áp uz = U , dòng tải iz = is tăng theo hàm mũ ( thời gian đóng T1 ) Sau khi S ngắt , dòng iz liên tục . Do tác dụng của cảm kháng L dòng tiếp tục đi qua V0 và ta có iz = iV0 . Dòng giảm theo làm mũ. Nếu trong thời gian bị ngắt dòng không giảm đến 0 thì dòng liên tục . Aùp trong thời gian ngắt ( T2 ) bằng 0.
7. BỘ GIẢM ÁP Khi S đóng : di R.i + L Z + E = U Z dt t U − E − Nghiệm : i = − i (0) 1− e  + i (0) Z Z Z R
8. BỘ GIẢM ÁP Khi S ngắt : di R.i + L Z + E = 0 Z dt t−T − 1 Nghiệm : E  iZ = − − iZ (T1 ) 1− e + iZ (T1 ) R
9. BỘ GIẢM ÁP Trị trung bình : 1 T1 T U = Udt = 1 U = zU z T 0 T Trị trung bình dòng tải : U − E I = Z Z R
10. BỘ GIẢM ÁP Điều khiển dòng liên tục: Uzi – E 0 Công suất chỉ có thể truyền từ nguồn → tải Khi S đóng tải thu năng lượng : + 1 phần tiêu hao trên R + 1 phần tích lũy vào L + 1 phần E thu Khi S ngắt năng lượng do L giải phóng : + 1 phần tiêu hao trên R + 1 phần do E thu
11. BỘ TĂNG ÁP - Chức năng: Dùng trong trường hợp cần chuyển năng lượng từ nguồn có điện áp thấp sang nguồn có áp cao (ví dụ như hãm động cơ 1 chiều bằng phương pháp trả năng lượng về nguồn )
12. BỘ TĂNG ÁP
13. BỘ TĂNG ÁP Khi S đóng - Không xảy ra hiện tượng ngắn mạch của nguồn U ( nhờ V0 ) - Uz = 0 - iz = is tăng theo hàm mũ - Một phần năng lượng do nguồn UI giải phóng sẽ tiêu hao trên R Một phần tích luỹ vào cuộn L
14. BỘ TĂNG ÁP Khi S ngắt: Dòng liên tục do tác dụng của L, iz = iv0 - Năng lượng được trả về nguồn qua diode V0 - Dòng iz giảm theo hàm mũ - Trong thời gian S bị ngắt dòng không giảm về 0 thì iz liên tục - Uz = U - Năng lượng sinh ra từ E và L , một phần tiêu hao trên R phần còn lại trả về nguồn U
15. BỘ TĂNG ÁP S đóng : di R.i + L Z = E Z dt Nghiệm t E − i = − i (0) 1− e  + i Z Z Z(0) R
16. BỘ TĂNG ÁP S ngắt : di R.i + L Z = E −U Z dt Nghiệm t−T E −U − 1 i = − i (T ) 1− e  + i (T ) Z Z 1 Z 1 R
17. BỘ TĂNG ÁP Trị trung bình áp tải : T U = 2 U = (1− z)U Z T Trị trung bình dòng tải: E −U RI +U = E I = Z Z Z Z R
18. BỘ ĐẢO DÒNG
19. BỘ ĐẢO DÒNG Cho phép dòng tải đảo chiều – làm việc được trong hai góc ¼ mặt phẳng điện UzIz. Hai công tắc S1 và S2 được kích theo quy tắc đối nghịch và tỷ lệ với tỷ số đóng z. Trị trung bình áp tải : UZ = z.U Dòng tải luôn liên tục có trị trung bình dương hoặc âm : U − E I = Z Z R
20. BỘ ĐẢO ÁP
21. BỘ ĐẢO ÁP Cho phép áp tải đảo chiều – làm việc được trong hai góc ¼ mặt phẳng điện UzIz. Hai công tắc S1 và S2 được kích theo quy tắc tỷ lệ với tỷ số đóng z. Trị trung bình áp tải : UZ = (2z −1).U
22. BỘ TỔNG QUÁT
23. BỘ TỔNG QUÁT Cho phép áp tải và dòng tải đảo chiều – làm việc được trong 4 góc ¼ mặt phẳng điện UzIz. Cặp công tắc S1,S4 và S2,S3 được kích theo quy tắc đối nghịch. Trị trung bình áp tải : UZ = (2z −1).U
24. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 1. Điều khiển với tần số đóng cắt khóa không đổi 2. Điều khiển theo dòng điện