Bài giảng Điện tử công suất: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều AC-AC converter - PGS.TS Lê Minh Phương

1/21/2013

Ho Chi Minh City University of Technology

PGS.TS Lê Minh Phương

Khoa Điện –Điện Tử

Trường Đại Học Bách Khoa TP HỒ CHÍ MINH

Contact info: Address: 268 Lý Thường Kiệt, P.14,Q.10, TP Hồ Chí Minh Telephone: 84-08-38647256 (5722) Mobile: 0988572177 E-mail: lmphuong@hcmut.edu.vn; ivanphuong@yahoo.com 1

Power Electronics

ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012

2

1

1/21/2013

Contents – Nội dung

1. Tổng quan về Điện tử công suất

2. Các linh kiện bán dẫn cơ bản

3. Mô phỏng Matlab-Simulink

4. Bộ chỉnh lưu

5. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều

6. Bộ biến đổi điện áp một chiều

7. Bộ nghịch lưu –biến tần

3

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

References

1. MÔ PHỎNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRONG MATLAB/SIMULINK - Lê Minh Phương, Phan Quốc Dũng – Nhà xuất bản ĐHQG 2011

2. POWER ELECTRONICS HANDBOOK –

Muhammad H. Rashid

3. MATLAB/SIMULINK - Mathworks.

http://www.mathworks.com/

4. ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1 – Nguyễn Văn Nhờ

Nhà xuất bản ĐHQG

4

2

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

Power Electronics

Chương 4

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

AC-AC CONVERTER

PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012

5

Contents – Nội dung

1. Tổng quan về bộ biến đổi điện áp xoay chiều

2. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha

3. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha

4. Điều khiển bộ biến đổi điện áp xoay chiều

6

3

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Chức năng

7

Chức năng: biến đổi điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng không đổi thành điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng thay đổi được

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Ứng dụng

Điều khiển động cơ AC

Khởi động động cơ không đồng bộ

Bù nhuyễn công suất phản kháng

Điều khiển các lò nhiệt điện

Điều khiển hệ thống chiếu sáng.

8

4

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Phân loại

9

1. Theo số pha 1 pha 3 pha

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Phân loại

2. Theo dạng mạch  Dạng đầy đủ: các linh kiện là SCR  Dạng tiết kiệm: linh kiện là SCR và Diode

10

5

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Phân loại

11

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Phân loại

12

6

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 1 PHA

13

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

1. Tải là thuần trở Nguồn xoay chiều 1 pha, tần số 50Hz có trị hiệu dụng U

14

7

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

15

Góc điều khiển có thể thay đổi từ 0 đến 1800. -Trị hiệu dụng điện áp tải luôn nhỏ hơn trị hiệu dụng điện áp nguồn - Dòng điện tải gián đoạn

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Hệ quả

Trị hiệu dụng dòng điện tải

Trị hiệu dụng điện áp tải

16

Hệ số công suất

8

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Hệ quả

Công suất tiêu thụ của tải

Trị hiệu dụng dòng điện trên SCR

17

Trị trung bình dòng điện trên SCR

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Bài tập 1

Cho bộ biến đổi điện áp xoay chiều một pha tải R=10(). Áp nguồn xoay chiều ngõ vào có thông số 220V, f=50Hz. Góc điều khiển SCR của bộ biến đổi là =75o 1. Vẽ giản đồ áp tải uz và dòng tải iz; 2. Tính trị hiệu dụng điện áp tải, dòng tải 3. Vẽ giản đồ điện áp, dòng điện trên các linh kiện 4. Tính công suất tiêu thụ trên tải

18

9

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

1. Tải là thuần cảm Nguồn xoay chiều 1 pha, tần số 50Hz có trị hiệu dụng U

19

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

20

Góc điều khiển có thể thay đổi từ 900 đến 1800. -Trị hiệu dụng điện áp tải luôn nhỏ hơn trị hiệu dụng điện áp nguồn - Dòng điện tải gián đoạn

10

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Hệ quả

(Um*cos(w))/(L*w) - (Um*cos(t*w))/(L*w)

Dòng điện tải trong trạng thái T1

Dòng điện tải trong trạng thái T2

21

Cực trị của dòng điện tải

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

22

Điện

11

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Hệ quả

Trị hiệu dụng điện áp tải

23

Trị hiệu dụng dòng điện tải

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Bài tập 2

Cho bộ biến đổi điện áp xoay chiều một pha tải L=20(mH). Áp nguồn xoay chiều ngõ vào có thông số 220V, f=50Hz. Góc điều khiển SCR của bộ biến đổi là =135o 1. Vẽ giản đồ áp tải uz và dòng tải iz; 2. Tính trị hiệu dụng điện áp tải, dòng tải 3. Vẽ giản đồ điện áp, dòng điện trên các linh kiện 4. Tính Izmax, Izmin

24

12

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

1. Tải tổng quát Nguồn xoay chiều 1 pha, tần số 50Hz có trị hiệu dụng U

25

Góc tới hạn là góc điều khiển mà dòng điện tải ở ranh giới giữa chế độ dòng điện gián đoạn và dòng liên tục. Góc điều khiển có thể thay đổi từ góc tới hạn đến 1800. -Trị hiệu dụng điện áp tải luôn nhỏ hơn trị hiệu dụng điện áp nguồn - Dòng điện tải gián đoạn

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

26

13

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Hệ quả

Dòng điện tải trong trạng thái T1

(Um*exp((R*alpha)/L)*(cos(alpha) - (R*sin(alpha))/L))/(L*exp((R*t)/L)*(R^2/L^2 + 1)) - (Um*(cos(t) - (R*sin(t))/L))/(L*(R^2/L^2 + 1))

27

Dòng điện tải trong trạng thái T2

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

28

14

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

1/21/2013

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

29

1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong

Power Electronics

For Building



THANK YOU

FOR YOUR ATTENTION

30

15

1/21/2013