Bài giảng Điện tử công suất: Chương 1 - ThS. Phạm Hữu Thái

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:42

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Điện tử công suất" Chương 1 - Những khái niệm cơ bản và một vài ứng dụng điện tử công suất, gồm các nội dung chính sau: Tên gọi của môn học; Sự khác nhau giữa linh kiện điện tử ứng dụng (điện tử điều khiển) và điện tử công suất; Phân loại bộ biến đổi (BBĐ); Giá trị trung bình của một đại lượng; Giá trị hiệu dụng của một đại lượng;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử công suất: Chương 1 - ThS. Phạm Hữu Thái

Môn học: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ThS. PHẠM HỮU THÁI E-mail: phamthai@hcmute.edu.vn Điện thoại: 0985.93.55.69 1 TP.HCM, THÁNG 2 NĂM 2014
THANG ĐIỂM ĐÁNH GIÁ 1. Bài tập lớn: 30% 2. Kiểm tra giữa kỳ: 20% 3. Thi cuối kỳ: 50% 2
CHƯƠNG 1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN & MỘT VÀI ƯD ĐTCS 3
CHƯƠNG 1 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 4
1.1 Tên gọi của môn học  Điện tử công suất – Power electronics: Điện tử công suất lớn – Kỹ thuật biến đổi điện năng  ĐTCS là một bộ phận của Điện tử ứng dụng hay Điện tử công nghiệp.  Các linh kiện điện tử sử dụng trong mạch động lực- công suất lớn 5
1.2 Sự khác nhau giữa linh kiện điện tử ứng dụng (điện tử điều khiển) và ĐTCS • Công suất: nhỏ – lớn • Chức năng: Điều khiển – đóng cắt dòng điện CS lớn 6 Đóng cắt dòng điện - van
1.3 Phân loại bộ biến đổi (BBĐ) - Converter Chỉnh lưu (rectifier) BBĐ áp AC BBĐ áp DC AC converter DC converter Biến tần Nghịch lưu 7 (inverter)
1.3 Phân loại bộ biến đổi (BBĐ) - Converter Bộ Biến Đổi = Mạch ĐTCS + bộ ĐIỀU KHIỂN • Mạch ĐTCS giới hạn ở các sơ đồ sử dụng linh kiện điện tử làm việc ở chế độ đóng ngắt, gọi là Ngắt Điện Điện Tử (NĐBD) hay Bán Dẫn dùng cho biến đổi năng 8 lượng điện.
1.3 Phân loại bộ biến đổi (BBĐ) - Converter Bộ ĐIỀU KHIỂN = Mạch điều khiển vòng kín (nếu có) + Mạch phát xung. • Mạch phát xung cung cấp dòng, áp điều khiển các NĐBD để chúng có thể đóng ngắt theo trình tự mong muốn. Ví dụ Ngắt Điện Bán Dẫn: Diod, Transistor, SCR ... • BBĐ còn có thể phân loại theo phương thức hoạt động của NĐBD. 9
1.3 Phân loại bộ biến đổi (BBĐ) - Converter 1 0
1.4 Giá trị trung bình của một đại lượng Giá trị trung bình của đại lượng i: Tp 1 I AV   i(t )dt to + T P Tp 0 Hoặc: to 2 1 I AV  2  i(t )d (t ) 0 AV: Average value Chú ý thời điểm đầu chu kỳ to ở biểu thức bên được lấy giá trị là 0 11
1.4 Giá trị trung bình của một đại lượng Công suất tức thời: p(t )  v(t ).i (t ) Công suất trung bình: Tp 2 1 1 PAV  Tp  0 p(t )dt  2  p(t )d (t ) 0 Tải R: rms: Root Mean Square Tải L,C: PAV=0 12
1.5 Giá trị hiệu dụng của một đại lượng Trị hiệu dụng: Tp 2 1 1 I  I RMS   i (t )dt  2  i (t )d (t ) 2 2 Tp 0 0 13
1.6 Hệ số công suất (Power factor) P: Công suất tác dụng (W) S: Công suất biểu kiến (KVAr) Trong trường hợp đặc biệt: nguồn áp dạng sin và tải tuyến tính chứa các phần tử như R,L,C không đổi và sức điện động dạng sin, dòng điện qua tải sẽ có dạng sin cùng tần số của nguồn áp với góc lệch pha có độ lớn bằng ᵩ 14 U,I giá trị hiệu dụng m: tổng số pha
1.6 Hệ số công suất (Power factor) Các bộ biến đổi công suất là những thiết bị có tính phi tuyến Giả sử nguồn điện áp cung cấp có dạng sin và dòng điện qua nó có dạng tuần hoàn không sin. Phân tích Fourier cho dòng điện i Ta có thể tách dòng điện thành các thành phần sóng hài cơ bản I(1) cùng tần số với nguồn áp và các sóng hài bậc cao I(2), I(2), I(3)… Dễ dàng thấy rằng : sóng điện áp nguồn và sóng hài cơ bản của dòng điện tạo nên công suất tiêu thụ của tải: ᵩ1: Là góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện sóng hài cơ bản 15
1.6 Hệ số công suất (Power factor) Các sóng hài bậc cao còn lại tạo nên công suất ảo. - Công suất tác dụng của tải -Công suất phản kháng (công suất ảo do sóng hài cơ bản của dòng điện tạo nên) -Công suất biến dạng 16 (công suất ảo do sóng hài bậc cao của dòng điện tạo nên)
1.6 Hệ số công suất (Power factor) Khái niệm biến dạng (deformative): Xuất hiện từ ý nghĩa tác dụng gây ra biến dạng điện áp nguồn của các thành phần dòng điện này. Vì khi đi vào lưới điện chúng tạo nên sụt áp tổng không sin trên trở kháng trong của nguồn.  từ đó sóng điện áp thực tế cấp cho tải bị méo dạng. 17
1.6 Hệ số công suất (Power factor) + Giảm Q1 : bù công suất phản kháng Biện pháp bù: bằng tụ, bằng máy điện đồng bộ kích từ dư, thiết bị hiện đại bù bán dẫn SVC – Static VAr Compensator + Giảm D : tùy thuộc vào dãy tần sóng hài bậc cao •Lọc sóng hài •Khử nhiễu 18
1.7 Phân tích Fourier đại lượng tuần hoàn không sin Đại lượng f(t) tuần hoàn, không sin, biến thiên có chu kỳ có thể triển khai thành tổng các đại lượng sin theo hệ thức:   f (t )  FAV   f n (t )  FAV    An sin(nt )  Bn cos(nt )  n 1 n 1 Với: 2 1 FAV  2  0 f (t )d (t ) 2 1 An    0 f (t )sin(nt )d (t ), n  1, 2,3... 2 1 Bn    0 f (t ) cos(nt )d (t ), n  1, 2,3... 19
1.7 Phân tích Fourier đại lượng tuần hoàn không sin Thành phần sóng hài bậc n: fn (t )  An sin(nt )  Bn cos(nt ) Sóng hài bậc n có thể biểu diễn qua giá trị hiệu dụng và dưới dạng: Fn  Fn e jn An  Bn 2 2 Fn  2 B  n  arctan  n   An  Trị trung bình của f(t): FAV  Trị hiệu dụng của f(t): F  FRMS  F 2 AV   Fn2 1 20