Bài giảng Điện tử công suất: Chương 4 - Lê Văn Doanh

Chia sẻ: Conbongungoc09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

35
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Điện tử công suất: Chương 4 Bộ biến đổi và bộ khóa một chiều cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung – Phân loại; Bộ khóa một chiều; Phân loại thiết bị biến đổi một chiều; Nguyên lý làm việc của các bộ biến đổi xung;...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 4 - Lê Văn Doanh

Chương 4: Bộ biến đổi và bộ khóa một chiều
4.1 Khái niệm chung – Phân loại
4.2 Bộ khóa một chiều Đóng cắt dòng điện một chiều Sơ đồ nguyên lý sử dụng GTO Đóng iG Cắt a) V iZ L R iV Z iV0 iV V0 L U iV0 0 L t iG R R 0
Khi sử dụng thyristor: ĐÓNG ĐÓNG Mở - Đóng S CẮT S OS BCM PS Đóng – Cắt Z V0 S OS S PS t
4.3 Phân loại thiết bị biến đổi một chiều 4.3.1 Phân loại theo phương pháp biến đổi Chỉnh lưu Nghịch lưu có điều khiển • Trực tiếp – bộ biến đổi xung U UZ • Gián tiếp 4.3.2 Phân loại theo chức năng biến đổi • Giảm áp – mắc nối tiếp • Tăng áp – mắc song song • Điều khiển xung giá trị điện trở 4.3.3 Phân loại theo phương pháp điều khiển • Tần số xung • Độ rộng xung • Hai giá trị
4.4 Nguyên lý làm việc của các bộ biến đổi xung 4.4.1 Bộ biến đổi giảm áp – mắc nối tiếp • Nguyên lý làm việc Nhịp S: S V0 S V0 S uZ = U uc uZ iZ = iS: tăng theo đường cong U iZ UZi hàm mũ về giá trị (U - Eư)/R S Z 0 T1 T2 t Năng lượng từ nguồn U, iS iV0 L T ∆iZ một phần tích lũy vào cuộn L, phần lớn nạp U V0 uZ iS iV0 IZ iZMIN iZM R cho Eư, phần còn lại tiêu 0 t tốn trên R Nhịp S kéo dài trong khoản thời gian T1. Kết thúc khi tín hiệu “cắt” đưa vào khóa S.
Nhịp V0: uZ = 0 uc S V0 S V0 S uZ iZ = iV0: giảm theo đường cong U hàm mũ về giá trị -Eư/R S iZ Z UZi 0 iS L T1 T2 t iV0 Năng lượng trước đây tích T ∆iZ lũy trong cuộn L được giải U V0 phóng, phần lớn nạp cho R uZ iS iV0 IZ iZMIN iZM Eư, phần còn lại tiêu tốn 0 t trên R Nhịp V kéo dài trong khoản thời gian T2. Kết thúc khi tín hiệu “đóng” đưa vào khóa S.
• Giá trị trung bình điện áp trên tải T1 uc S V0 S V0 S U Zi = U = zU uZ T U iZ S UZi Z z: tỷ số chu kỳ 0 T1 T2 t iS iV0 L T 0 z 1 ∆iZ U V0 uZ iS iV0 iZM 0 Uzi U R 0 IZ iZMIN t U Zi − E− Iz = R
4.4.2 Bộ biến đổi tăng áp – mắc song song • Nguyên lý làm việc uc Nhịp S: S V0 S V0 S uZ = 0 iV0 uZ Z U iZ = iS; tăng theo đường cong V0 0 UZi L T1 T2 hàm mũ, về giá trị Eư/R S T t iS Năng lượng từ nguồn Eư U uZ iS được tích lũy phần lớn iZ R iV0 iZMIN iZM vào cuộn L, phần còn lại t tiêu tốn trên điện trở R Nhịp S kéo dài trong khoảng thời gian T1. Nhịp kết thúc khi tín hiệu “cắt” đưa vào S
Nhịp V0: uc uZ = U S V0 S V0 S iV0 uZ iZ = iV0; giảm theo đường Z cong hàm mũ, về giá trị 0 UZi U V0 (Eư – U)/R < 0 S L T1 T2 t T iS Năng lượng từ nguồn Eư U cùng với năng lượng đã iZ R uZ iS iV0 iZMIN iZM tích lũy trong cuộn L ở nhịp trước, tiêu tốn một t phần trên điện trở R, phần lớn còn lại được trả về nguồn U. Nhịp V0 kéo dài trong khoảng thời gian T2. Nhịp kết thúc khi tín hiệu “đóng” đưa vào S.
• Giá trị trung bình điện áp trên tải uc T2 S V0 S V0 S U Zi = U= iV0 uZ T Z U T − T1 0 UZi = U= V0 L T1 T2 S t T T iS = (1 − z )U U iZ R uZ iS iV0 iZMIN iZM t E− − U Zi Iz = R
4.4.3 Bộ biến đổi xung giá trị điện trở iZ uc iS L L iR S S uc Rp U RP U T iZ =iS+iR T1 T2 iS iR iZM iZMIN 0 t • Nguyên lý làm việc Nhịp S: iZ = iS: tăng với hệ số góc bằng U/L Nhịp S kéo dài trong khoảng thời gian T1. Kết thúc khi tín hiệu “cắt” đưa vào S.
iZ iS L iR S uc Rp U T iZ =iS+iR T1 T2 iS iR iZM iZMIN 0 t Nhịp 0 iZ = iR; giảm theo đường cong hàm mũ về giá trị U/Rp. Nhịp 0 kéo dài trong khoảng thời gian T2. Kết thúc khi tín hiệu”đóng” được đưa vào S
• Xác định giá trị điện trở tương đương Rei iZ iS L iR S uc Rp U T iZ =iS+iR T1 T2 iS iR iZM iZMIN 0 t U U UI Z T = R p I Z T2 ⇒ I Z = 2 = T R p 2 Rei T T2 Rei = R p = (1 − z ) R p 0 ≤ Rei ≤ R p T
4.5 Bộ chuyển mạch 4.5.1 Mạch LC V iV C S uC(0)=0 uC i 2U t=0 t=0 uC uC(0) L i U i U C uC L 0 i uC C O t t 1 t di U − uC (0) uC (0) + ∫ idt + L = U i= sin ωvt + i (0) cos ωvt C0 dt L C 1 ωv: tần số góc của mạch LC … ωv = LC
t 1 uC = uC (0) + ∫ idt = C0 L = U + [uC (0) − U ] cos ωvt + i (0)sin ωvt C
4.5.2 Phân tích bộ chuyển mạch của bộ biến đổi xung áp iV1 i iZ uc V1 C iC uV1 iZ uC V2 S Z Z iS iV0 L V3 L1 V0 U uZ U V0 R uZ
T T1 T2 iV1 i iZ V0 V1 V2 V0 V1 V1 C V3 iC uV1 QK uC K1U V2 Z uZ U V3 t2 L1 0 t1 t3 t4 t5 t6 t7 V0 t U uZ uC iC U 0 -K1U Nhịp V0 – (0, t1) iZ = iV0, uV0 = 0, uZ = 0 t0V1 Giả thiết uC = U iV1 U IZ 0 uV2 = 0; uV1 = U uV1 t0V2 uV2 iV2 iC = iV1 = iV2 =0 K1U 0 U iV0 iZ iV2 IZ 0 t
T T1 T2 iV1 i iZ V0 V1 V2 V0 V1 V1 C V3 iC uV1 QK uC K1U V2 Z uZ U V3 t2 L1 0 t1 t3 t4 t5 t6 t7 V0 t U uZ uC iC U Nhịp V1, V3 (t1, t3) 0 -K1U Tại t1 đưa xung điều khiển mở V1 t0V1 uZ = U; uV0 = -uZ = -U Æ V0 đóng lại iZ = iV1 iV1 U IZ 0 uV1 uC = U cos ωv (t − t1 ) uV2 iV2 t0V2 −U K1U iC = sin ωv (t − t1 ) 0 U L iV0 iZ iV2 C IZ 0 t
T T1 T2 iV1 i iZ V0 V1 V2 V0 V1 V1 C V3 iC uV1 QK uC K1U V2 Z uZ U V3 t2 L1 0 t1 t3 t4 t5 t6 t7 V0 t U uZ uC iC U 0 -K1U uV1 = 0 iV1 = IZ - iC t0V1 uV2 = -uC iV1 iV2 = 0 U IZ 0 uV1 Tại t = t3, dòng iC = 0; V3 đóng lại t0V2 uV2 iV2 K1U uC(t3) = -K1U; K1 = 0.7 – 0.9 0 U iV0 iZ iV2 IZ 0 t