Bài giảng Chương 3: Bộ điều khiển điện áp xoay chiều

Chia sẻ: Liêm Phan | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:62

Thêm vào BST

Báo xấu

176
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài giảng chương 3 "Bộ điều khiển điện áp xoay chiều" dưới đây để nắm bắt được những nội dung về bộ biến đổi điện áp xoay chiều, bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha, bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chương 3: Bộ điều khiển điện áp xoay chiều

Chương 3 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 1
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều Dùng để thay đổi trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều ngõ ra Các ứng dụng:  Điều khiển công suất các tải điện trở  Điều khiển chiếu sáng  Điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 1 pha & 3 pha, động cơ vạn năng  Dùng trong các hệ thống bù nhuyễn. 2
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần trở (tải R) Góc kích: 0o 180o 3
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần trở (tải R) Trị hiệu dụng áp trên tải: Dòng trung bình qua SCR: 1 1 Um Um 1 2 2 2 IVAV . s in x .dx (1 cos ) Ut u .dx t 2 R 2 R 2 1 Dòng hiệu dụng qua SCR: sin 2 2 Ut U 1 It 2 IVR MS 2 Trị hiệu dụng dòng qua tải: Ut It R Hệ số công suất ngõ vào bộ biến đổi: 1 P U t2 /R Ut s in 2 2 PF 1 S U .It U 2 4
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần cảm (tải L) Với góc kích : 2 Điện áp tải = điện áp nguồn  Không thể điều khiển áp trên tải Với góc kích : điện áp ra thay đổi theo góc kích 2 5
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần cảm (tải L) Dạng sóng ngõ vào và ngõ ra BBĐDAXC với tải L 6 (góc kích > /2)
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần cảm (tải L) Với góc kích : 2 Trị hiệu dụng áp trên tải: 1 1 1 2 2 2 sin 2 2 Ut U m sin d Um 1 2 Trị hiệu dụng dòng qua tải: 1 1 1 2 2 U 3 2 It it2 d 2 1 1 2 cos 2 sin 2 L 7
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần cảm (tải L) Trong ứng dụng với tải thuần cảm (L), thành phần hài cơ bản của dòng tải có ý nghĩa quan trọng & tính bởi công thức: Um 2 1 I L (1) m ( ) (2 sin 2 ) L Với thành phần hài cơ bản, mạch hoạt động như một cảm kháng điều chỉnh được theo góc kích : Um L XL( ) I L (1) m ( ) 2 1 (2 sin 2 ) 8
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần cảm (tải L) Ứng dụng: BBĐĐAXC + tải L có thể được dùng với tụ C để hình thành bộ bù nhuyển (static compensator) như hình. thay đổi  IL(1) thay đổi  BBĐĐAXC + tải L tương đương với L thay đổi được  dung lượng bù có thể được điều khiển qua góc kích 9
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần cảm (tải L) 1 0.9 Tải L 0.8 Tải R 0.7 Ut / U 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 α (rad) Biến thiên áp ngõ ra theo góc kích Ut: điện áp ngõ ra, U: điện áp ngõ vào, : góc kích 10
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải RL Gọi arctan( L / R) : góc kích tới hạn Với : dòng tải gián đoạn & áp ngõ ra điều khiển được theo Với : dòng tải liên tục & áp ngõ ra không điều khiển được 11
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải RL Biến thiên áp ngõ ra theo góc kích 12
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha S TT TAÛ I PHAÏM VI TRÒ HIEÄ U DUÏN G AÙ P TRÒ HIEÄ U DUÏN G DOØ N G HEÄ S OÁ COÂ N G GHI CHUÙ ÑIEÀ U TAÛ I TAÛ I S UAÁ T KHIEÅN 01 R 0 sin 2 U sin 2 sin 2 U. 1 . 1 . 1 2 R 2 2 02 L sin 2 U 3 U . 2(1 ) . 2(1 )(1 2 cos 2 ) sin 2 2 2 L 2 U vuøng khoâ ng 0 U 0 2 L ñieà u khieå n ñöôïc aù p taûi 03 RL L U t ( , R, L) I t ( , R, L) P F( , R, L ) a rctg R 0 U U cos vuøng khoâ ng R 2 ( L) 2 ñieà u khieå n ñöôïc aù p taû i 13
Ví dụ tính toán Ví duï 3.1: Boäbieán ñoå i aù p xoay chieà u moä t pha caá p nguoà n cho taû i thuaà n trôûR=10 . Nguoà n xoay chieà u coùtròhieä u duïng baè ng 220V, 50Hz. Goù c ñieà u khieå n [ rad ] 2 a. Tính tròhieäu duïng aù p taûi b. Tính coâng suaá t tieâ u thuïcuû a taû i c. Tính heäsoácoâ ng suaá t d. Ñeåñaït ñöôïc coâ ng suaát taûi baèng 4 kW, tính ñoälôù n goù c kích e. Ñònh möù c linh kieä n söûduïng 14
Ví dụ tính toán Giaûi: a. Tròhieä u duïng cuû a aù p taû i c. Heäsoácoâng suaá t nguoà n 1 ( boûqua toå n hao treâ n SCR ) s in 2 2 Pt Pt Pt Pt Ut 1 .U PF 2 S U .I U .It U 1 U. t R 2 s in 2 . 2420 2 2 0 ,707 1 . 220 155 ,56 [V ] 155 ,56 2. 220 . 10 b. Coâ ng suaá t tieâ u thuïcuû a taû i 1 2 1 2 u t2 1 Pt u t .i t .dX .dX .U t2 2 0 2 0 R R 155 ,56 2 Pt 2420 [W ] 10 15
Ví dụ tính toán d. Khi Pt =4 kW, ta coù : Ut Pt .R 4000 . 10 200 [V ] . Treâ n ñaë c tính Ut( ), Ta xaù c ñònh goù c töông öù ng vôù i Ut = 200V laø: =0,99979[rad] hay =57,280 Ut (V) 250 200 150 100 50 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 16 Góc kích (rad)
Ví dụ tính toán e. AÙ ù p laø m vieä c lôù n nhaá t cuû a SCR: U DWM U RWM 220. 2 311[V ] Choïn heäsoáan toaø n aù p: K u =2,5 ta coùtham soáSCR caàn choïn thoû a maõ n ñieà u kieä n: UDRM =URRM >2,5.311 =778[V] Tròtrung bình doø ng qua SCR ( =0): 1 2 1 2 .U . s in X IVAV it .dX .dX 2 0 2 0 R 2U 2 . 220 IVAV 9 ,9 [ A ] .R . 10 Tròïhieä u duïng doø ng qua SCR 1 2 2 1 2 2 .U . sin X 2U 2 .220 I RMS .dX 15,55[A] 2 0 R 2R 2.10 17
Ví dụ tính toán Ví duï 3.3 Boäbieán ñoåi aù u moät pha maé p xoay chieà c vaø o taû i L. 2 Tính tròhieä u duïng aù p vaødoø ng taû i khi [rad]. 3 Tính coâ ng suaá t phaû n khaù ng cuû a soù ng haø i cô baû n. Cho bieá t L=0,01H, aùp nguoà n U =220V, =314 rad/s It L U Ut 18
Ví dụ tính toán Giaû i: Trị hiệu dụng áp tải tính theo công thức: 2 2 s in 2 . s in 2 3 3 Ut U. 2 1 220 . 2 1 137 ,566 [V ] 2 2 Trị hiệu dụng dòng tải: U 3 It 2 1 1 2 cos 2 s in 2 .L 2 220 3 2 3 2 It . 2. 1 1 2 cos 2 . s in 2 . 29 ,142 [ A ] 314 . 0 ,01 3 3 19
Ví dụ tính toán Coâng suaá t phaû n khaù ng cuû a soù ng haø i cô baû n: Q(1) =US.I t(1) vôù i US I t (1 ) .2 2 s in 2 . .L 2 220 2 2 I t (1 ) . 2 2. s in 2 . .314 . 0 ,01 3 3 I t (1 ) 27 ,395 [ A ] Ta ñöôïc Q(1) =220.27,397 =6025,8 Var 20