Bài giảng Điện tử công suất: Tổng quan điện tử công suất (p2) giới thiệu về: Các đại lượng cơ bản, quá trình quá độ và chế độ xác lập, hiện tượng nhiễu trong điện tử công suất,....và các nội dung liên quan khác.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Điện tử công suất: Tổng quan điện tử công suất (p2) - 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
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
- 1/21/2013
Power Electronics
Chương 1
TỔNG QUAN
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
PGS.TS Lê Minh Phương
Khoa Điện –Điện Tử
Trường ĐHBK TPHCM
TPHCM
2012 5
Power Electronic Devices
Các đại lượng cơ bản
Giá trị trung bình (Average)
T T
1
I d i (t )dt 1
U d u (t )dt
T 0 T 0
Giá trị hiệu dụng (Root Mean Square -RMS)
T T
1 2 1 2
T 0 T 0
I rms i (t )dt U rms u (t )dt
6
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
3
- 1/21/2013
Introduction
Các đại lượng cơ bản
Công suất trung bình (Average)
Công suất tức thời p(t ) u(t )i(t )
Công suất trung bình
T 2
1 1
Pd u (t )i(t )dt u(t )i(t )d (t )
T0 2 0
Nếu dòng điện không đổi theo thời gian
Pd U d I d
7
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Introduction
Quá trình quá độ và chế độ xác lập
Chế độ xác lập: là trạng thái
khi mà khoá công suất đóng
hoặc ngắt hoàn toàn.Khoảng
thời gian này lớn hơn so với
thời gian đóng ngắt khoá
Quá trình quá độ: là quá
trình chuyển từ trạng thái xác
lập này (ví dụ trạng thái
ngắt)sang trạng thái xác lập
khác (trạng thái đóng) , quá
trình này diễn ra trong khoảng
thời gian ngắn.
8
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
4
- 1/21/2013
Introduction
Hiện tượng nhiễu trong ĐTCS
Các khóa bán dẫn đóng ngắt với tần số cao nên có
thể gây ra: Hậu quả
Méo dạng điện áp dòng điện
Nhiễu cao tần Giảm hệ số công suất
Bức xạ sóng điện từ Nhiễu tín hiệu điều khiển
Phát sinh thành phần hài
bậc cao
Biện pháp khắc phục
lọc sóng hài bằng mạch cộng hưởng LC
sử dụng tủ kim loại.
Sử dụng cáp bọc
9
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Introduction
Ví dụ
Ví dụ 1: Cho dòng điện có dạng như hình I0=15A;
T=10ms; T1=7.5ms. Xác định trị trung bình và trị
hiệu dụng của dòng điện.
10
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
5
- 1/21/2013
Introduction
Ví dụ
Ví dụ 2:Cho điện áp có dạng như hình vẽ. Xác định
trị trung bình và trị hiệu dụng điện áp
.
u(t ) U m sin t
U m 220 2 (V )
12
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Introduction
Ví dụ
Ví dụ 3:Cho điện áp có dạng như hình vẽ. Xác định
trị trung bình và trị hiệu dụng điện áp
.
u(t ) U m sin t
U m 220 2 (V )
15
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
6
- 1/21/2013
Introduction
Phân tích Fourier
Điện áp, dòng điện của các bộ biến đổi công
suất thường không phải hình Sin và thành phần
sóng hài.
Để lọc thành phần hài trong các dạng sóng phải
xác định được các thành phần hài – giải bài toán
phân tích Fourier
19
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Introduction
Phân tích Fourier
Giả
Trongsử:
đó: Cho một hàm số u(x) có chu kỳ là T, tần số
là f=1/T.A0Khi đó vận tốc góc =2/T và x=t= 2t/T.
– Thành phần một chiều
Theo định luậtn)Fouries
A(1)..A( có thể
taCOS
– thành phần biểu
của hài bậcdiễn
1…n được viết
dưới dạng:
B(1)…B(n) – thành phần SIN của hài bậc 1…n
u ( x) A0 A(1) cos x A( 2) cos 2 x .. A( n ) cos nx
B(1) sin x B( 2) sin 2 x ... B( n ) sin nx
u (t ) A0 A(1) cos t A( 2) cos 2t .. A( n ) cos nt
B(1) sin t B( 2) sin 2t ... B( n ) sin nt
20
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
7
- 1/21/2013
Introduction
Phân tích Fourier
T 2
1 1
A0 f ( x)dx f (t )d (t )
T0 2 0
T 2
2 1
A( n )
T0 f ( x) cos(nx)dx
f (t ) cos(nt )d (t )
0
T 2
2 1
T 0 f (t ) sin(nt )d (t )
B( n) f ( x ) sin( nx ) dx
0
Khi n=1 ta có thành phần hài cơ bản
Khi n>=2 ta có thành phần hài bậc cao
21
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Introduction
Phân tích Fourier
Nếu:
Um(n) - Biên độ thành phần sóng hài bậc n
(n) – Góc lệch pha hài bậc n
B
U m( n ) A(2n ) B(2n ) n arctan( ( n ) )
A( n )
Khi đó
u ( x) A0 U m ( n ) sin(nx n )
n 1
u (t ) A0 U m ( n ) sin(nt n )
n 1
22
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
8
- 1/21/2013
Introduction
Phân tích Fourier
Trị hiệu dụng thành phần hài bậc n
U m( n) A(2n ) B(2n )
U (n)
2 2
Trị hiệu dụng
U m2 ( n )
U rms U U U
2
0
2
(1)
2
( 2) ...U 2
(n) U 2
0
n 1 2
U0 – Thành phần DC
23
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Introduction
Phân tích Fourier
Công suất trung bình
Pd U 0 I 0 U ( n ) I ( n ) cos( n _ U n _ I )
n 1
U m(n) I m( n)
Pd U 0 I 0 cos( n _ U n _ I )
n 1 2
24
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
9
- 1/21/2013
Introduction
Thông số đánh giá
Chất lượng các bộ biến đổi được đánh giá bởi các
thông số của điện áp và dòng điện ngõ ra
Hệ số hài bậc n (n>1)
U ( n)
HFn
U (1)
U1 - trị hiệu dụng thành phần hài cơ bản,
Un - trị hiệu dụng thành phần hài bậc n.
25
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Introduction
Hệ số méo dạng toàn phần - Total Harmonic
Distortion (THD)
1 2
U rms U (1)
2
THD
U (1)
n 2,3,...
U (2n )
U (1)
Hệ số méo dạng - Distortion Factor (DF)
2
1
U ( n)
DF 2
n 2,3,... n
U (1)
26
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
10
- 1/21/2013
Introduction
Hệ số méo dạng của thành phần bậc n (n>1)
V( n )
DFn
V(1) n 2
Thành phần hài bậc thấp - Lowest order harmonic
(LOH) là thành phần hài có tần số gần với tần số cơ bản
và biên độ lớn hơn hoặc bằng 3% thành phần cơ bản.
27
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Introduction
Ví dụ
Ví dụ 4: Hãy phân tích Fouries dòng điện có dạng
đồ thị như hình vẽ. Tìm trị hiệu dụng hài cơ bản, trị
hiệu dụng dòng điện, và độ méo dạng toàn phần
THD dòng điện này.
i(t)
Ia
2 3 wt
-Ia
28
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
11
- 1/21/2013
Introduction
Ví dụ
Ví dụ 5: Hãy phân tích Fouries điện áp có dạng đồ
thị như hình vẽ. Tìm trị hiệu dụng hài cơ bản, trị hiệu
dụng và độ méo dạng toàn phần THD điện áp này.
Xác định công suất tiêu thụ trên tải nếu tải là thuần
trở
u(t ) U m sin t
U m 220 2 (V )
f 50 Hz
32
1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong
Power Electronics
For Building
THANK YOU
FOR YOUR ATTENTION
38
1/21/2013
12
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
