intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Điện tử công suất: Bộ chỉnh lưu - PGS.TS Lê Minh Phương

Chia sẻ: 5A4F5AFSDG 5A4F5AFSDG | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:42

Thêm vào BST
Báo xấu
485
lượt xem 93
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Điện tử công suất "Bộ chỉnh lưu" gồm có những nội dung: Tổng quan về bộ chỉnh lưu, bộ chỉnh lưu tia 3 pha không điều khiển, bộ chỉnh lưu tia 3 pha điều khiển, bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển hoàn toàn, bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển bán phần, bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn, bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần, hiện tượng chuyển mạch.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử công suất: Bộ chỉnh lưu - PGS.TS Lê Minh Phương

  1. 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
  2. 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 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 2
  3. 1/21/2013 Power Electronics Chương 3 BỘ CHỈNH LƯU PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012 5 Contents – Nội dung 1. Tổng quan về bộ chỉnh lưu 2. Bộ chỉnh lưu tia 3 pha không điều khiển 3. Bộ chỉnh lưu tia 3 pha điều khiển 4. Bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển hoàn toàn 5. Bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển bán phần 6. Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn 7. Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần 8. Hiện tượng chuyển mạch 6 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 3
  4. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Diode rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: fixed dc voltage SCR rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: adjustable dc voltage Main feature: – AC to DC conversion – Solid state device, no rotating machine. 7 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Chức năng Chức năng: biến đổi điện áp, dòng điện xoay chiều thành điện áp dòng điện một chiều ~ U1,I1,f1 U2,I2,f2 AC input f1=50-60Hz = DC output f2=0Hz 8 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 4
  5. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Ứng dụng Truyền động điện (Động cơ DC) Nguồn cho mạch kích từ máy phát điện Nguồn cho mạch kích từ động cơ DC, đồng bộ Dùng cho thiết bị hàn điện một chiều, mạ kim loại, nạp ác quy Dùng biến đổi thành dạng một chiều và truyền tải Dùng cho phương tiện giao thông công cộng 9 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Phân loại 1. Theo khả năng điều khiển Không điều khiển Điều khiển bán phần Điều khiển hoàn toàn 10 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 5
  6. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Phân loại 2. Theo dạng mạch: Dạng mạch tia Dạng mạch cầu Dạng ghép nối tiếp, song song Dạng chỉnh lưu kép 11 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Phân loại 3. Theo số pha:  Một pha  Ba pha  Nhiều pha 12 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 6
  7. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Diode rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: fixed dc voltage SCR rectifier – Input: AC voltage, fixed magnitude and fixed frequency, such as 50Hz, 60Hz, 400Hz, etc – Output: adjustable dc voltage Main feature: – AC to DC conversion – Solid state device, no rotating machine. 13 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Các đại lượng cơ bản Công suất dc tiêu thụ trên tải Pdc = Vdc I dc Công suất ac tiêu thụ trên tải Pac = Vrms I rms Hiệu suất (efficientcy - rectification ratio) của bộ chỉnh lưu Pdc = Pac Trị hiệu dụng thành phần ac (effective) trong điện áp tải Vac = Vrms 2  Vdc2 14 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 7
  8. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Các đại lượng cơ bản Hệ số hình dáng (form factor) đồ thị điện áp tải Vrms FF = Vdc Độ nhấp nhô (ripple factor) điện áp tải Vac V RF = = ( rms )2  1 = FF 2  1 Vdc Vdc Hệ số biến áp (transformer utilization factor) - hệ số công suất bộ chỉnh lưu Pdc TUF = Vs I s Hệ số công suất 15 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU BỘ CHỈNH LƯU TIA 3 PHA KHÔNG ĐIỀU KHIỂN Sơ đồ nguyên lý Dòng điện diodes iD1,iD2, iD3 Điện áp trên diodes uD1 , uD2 , uD3 Điện áp và dòng điện tải ud ,id Trị trung bình điện áp, dòng điện tải Ud,Id Trị hiệu dụng áp pha nguồn U Trị hiệu dụng dòng điện nguồn I1 Biên độ điện áp pha nguồn Um U A = U m sin t U B = U m sin(t  2 / 3) U C = U m sin(t  4 / 3) 16 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 8
  9. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Phân tích Giả thiết: Nguồn lý tưởng: nguồn xoay chiều ba pha cân bằng, đối xứng và điện trở trong của nguồn bằng không. Linh kiện bán dẫn lý tưởng: điện áp trên linh kiện khi dẫn bằng 0. Tải L đủ lớn để dòng tải phẳng và liên tục. Mạch ở trạng thái xác lập. 17 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Diode pha A được Phân tích dẫn từ / 6 đến 5/6. Diode pha B được dẫn từ 5/6 đến 9/6. Diode pha C được dẫn từ 9/6 đến 13/6 18 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 9
  10. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU vs D1 D2 D3 D1 Diode pha A được Vm Van Vbn Vcn t 0  2 dẫn từ / 6 đến 5/6. -Vm vdc Diode pha B được Vm dẫn từ 5/6 đến 9/6. Van Vbn Vcn t 0 /6 5/6 9/6 13/6 Diode pha C được dẫn từ 9/6 đến idc Vm/R 13/6 t 0 /6 5/6 9/6 13/6 VD1 0 /6 5/6 9/6 13/6 t Vab Vac  3Vm iD1 Vm/R t 0 /6 5/6 9/6 13/6 19 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Hệ quả Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải 3 6 3 3 Ud = U= Um 2 2 Trị hiệu dụng điện áp tải 5 /6 3 1 3 3 Vrms = 2  /6 (Vm sin t )2 dt = Vm  2 8 Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điện tải Ud  E Id = R 20 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 10
  11. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Hệ quả Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Id I D1 = ... = I D 3 = 3 Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Id I1 = 3 Áp ngược lớn nhất trên diode U RWM = 3U m = 6U Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu Pd U d I d = = S 3UI1 21 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Bài tập 1 Cho bộ chỉnh lưu tia ba pha không điều khiển. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id 2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện D2, D3 và vẽ giản đồ điện áp qua D2, D3 22 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 11
  12. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU BỘ CHỈNH LƯU TIA 3 ĐIỀU KHIỂN Sơ đồ nguyên lý Dòng điện Thyristor iT1,iT2, iT3 Điện áp trên diodes uT1 , uT2 , uT3 id iT1 iT2 iT3 Điện áp và dòng điện tải ud ,id UT1 T1 UT2 T2 UT3 T3 R Trị trung bình điện áp, dòng điện tải Ud,Id Trị hiệu dụng áp pha nguồn U Ud Trị hiệu dụng dòng điện nguồn I1 L UA UB UC E Biên độ điện áp pha nguồn Um U A = U m sin t U B = U m sin(t  2 / 3) U C = U m sin(t  4 / 3) 23 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Phân tích Giả sử góc điều khiển là /4 24 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 12
  13. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU vs T1 T2 Phân tích T3 Khi tải là cảm và L đủ lớn để dòng điện Vm t 0 /6  2 tải liên tục a Vdc t 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a idc t 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a vT1 t 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a  3Vm iT1 t 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a 25 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Hệ quả Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải 3 6 3 3 Ud = U cos a = U m cos a 2 2 Trị hiệu dụng điện áp tải Khi a 90, trị trung bình điện áp dc trở thành âm. tải bộ chỉnh lưu bắt Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điệnKhi đầu làm việc như một bộ nghịch lưu, tải cần Ud  E Id = phải tạo công suất R bằng cách đảo chiều điện áp DC. 27 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 13
  14. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Hệ quả Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Id IT 1 = ... = IT 3 = 3 Trị hiệu dụng dòng điện nguồn Id I1 = 3 Áp ngược lớn nhất trên SRC U RWM = 3U m = 6U Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu Pd U d I d = = S 3UI1 29 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Bài tập 2 Cho bộ chỉnh lưu tia ba pha điều khiển. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Góc điều khiển của bộ chỉnh lưu là 750 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều khiển. 2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T2, T3 và vẽ giản đồ điện áp qua T2, T3 30 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 14
  15. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Bài tập 3 Cho bộ chỉnh lưu tia ba pha điều khiển. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Điều khiển góc kích sao cho trị trung bình áp chỉnh lưu Ud=128V. Xác định góc điều khiển. Với góc tìm được: 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều khiển. 2. Tính trị trung bình dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T2, T3 và vẽ giản đồ điện áp qua T2, T3 31 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN Sơ đồ nguyên lý id iT1 iT3 iT5 Giả thiết dòng qua tải liên tục, ta tách UT1 T1 UT3 T3 UT5 T5 mạch cầu thành hai nhóm linh kiện Anode L (T1,T3,T5) và Cathode (T2 ,T4 , T6) R Ud E UT4 T4 UT6 T6 UT2 T2 iT4 iT6 iT2 U A = U m sin t U B = U m sin(t  2 / 3) U C = U m sin(t  4 / 3) 32 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 15
  16. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN id id iT1 iT3 iT5 UT1 T1 UT3 T3 UT5 T5 UA UB UC UdA UdK UA UB UC UT4 T4 UT6 T6 UT2 T2 iT4 iT6 iT2 Mạch tia Anode Mạch tia Cathode ud = udA  udK 33 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Phân tích Tại một thời điểm sẽ có hai SCR dẫn: một của nhóm Anode và một của nhóm Cathode KhiT5 dẫn uuTT11 ==0uu A =uuuTB3u= 3 B=0u Au  uT 5 = uС  u AB u = 0 T 3 = u B  uC A  uС Khi T1 T3dẫn Tu  i0 i =i 0 = i  i = 0 T1  T5 = = TT11 diT 1 = 0T 3 T 3 d iT 3 = 0T 5 iT 5 = id ii di Rid LLdidd EE uudd ==Ri uudAdA ==uuCAB d dt dt 34 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 16
  17. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Phân tích Khi T2 dẫn Khi T6 T4 dẫn uuTT44 ==0uuB =uTuA6 =uuuAT6 u=B0u =uTu2 =uuBA  uC u = 0  T 4 С  A T 6 С B  T2 iiTT44 == i0diT 4 =iT06 = 0iT 6 = id iT 6 =iT02 = 0 iT 2 = id di uudK = uuBA dK = uudd == Ri Rid  LL didd  E d dt E C dt 35 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong vs T5 a T1 T3 T5 Khi tải là cảm và L Van Vbn Vcn Vm đủ lớn để dòng điện 0 /6  BỘ CHỈNH LƯU 2 t tải liên tục T6 T2 T4 T6 a T5T6 T6T1 T1T2 T2T3 T3T4 T4T5 T5T6 Vdc Vcb Vab Vac Vbc Phân VbaVca tích Vcb t 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a idc t 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a vT1 t 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a  3Vm isa t 0 /6 /6a 5/6a 9/6a 13/6a 36 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 17
  18. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Hệ quả Trị trung bình điện áp chỉnh lưu - điện áp tải 3 6 3 3 Ud = U cos a = U m cos a   Trị hiệu dụng điện áp tải Khi a 90, trị trung bình điện áp dc trở thành âm. tải bộ chỉnh lưu bắt Trị trung bình dòng điện chỉnh lưu - dòng điệnKhi đầu làm việc như một bộ nghịch lưu, tải cần Ud  E Id = phải tạo công suất R bằng cách đảo chiều điện áp DC. 37 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Hệ quả Trị trung bình dòng điện trên linh kiện Id IT 1 = ... = IT 6 = 3 Trị hiệu dụng dòng điện nguồn 2 I1 = I d 3 Áp ngược lớn nhất trên SCR U RWM = 3U m = 6U Hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu Pd U d I d = = S 3UI1 38 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 18
  19. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU Bài tập 4 Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn toàn. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Góc điều khiển của bộ chỉnh lưu là 750 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều khiển. 2. Tính trị trung bình điện áp Ud, dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T4, T5 và vẽ giản đồ điện áp qua T4, T5 39 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU Bài tập 5 Cho bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn toàn. Điện áp pha nguồn có trị hiệu dụng Upha=220V, Tần số 50Hz. Tải R=10, E=50V và L có giá trị đủ lớn để dòng tải liên tục và phẳng. Điều khiển góc kích sao cho trị trung bình áp chỉnh lưu Ud=128V. Xác định góc điều khiển. Với góc tìm được: 1. Vẽ giản đồ điện áp chỉnh lưu ud, id ứng với góc điều khiển. 2. Tính trị trung bình dòng điện chỉnh lưu Id; 3. Tính hệ số công suất nguồn bộ chỉnh lưu. 4. Xác định khoảng dẫn của linh kiện T2, T3 và vẽ giản đồ điện áp qua T2, T3 40 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 19
  20. 1/21/2013 BỘ CHỈNH LƯU BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN BÁN PHẦN Sơ đồ nguyên lý id Giả thiết dòng qua tải liên tục, ta tách iT1 iT3 iT5 mạch cầu thành hai nhóm linh kiện Anode UT1 T1 UT3 UT5 T5 T3 L (T1,T3,T5) và Cathode (D2 ,D4 , D6) Ud R E UD4 D4 UD6 D6 UD2 D2 iD4 iD6 iD2 U A = U m sin t U B = U m sin(t  2 / 3) U C = U m sin(t  4 / 3) 41 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ CHỈNH LƯU BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 ĐIỀU KHIỂN BÁN PHẦN id id iT1 iT3 iT5 UT1 T1 UT3 T3 UT5 T5 UA UB UC UdA UdK UA UB UC UD4 D4 UD6 D6 UD2 D2 iD4 iD6 iD2 Mạch tia Anode Mạch tia Cathode ud = udA  udK 42 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2