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

Chương 2: Truyền động điện

Chia sẻ: Đinh Gấu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

Thêm vào BST
Báo xấu
90
lượt xem 3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2 trong "Dịch tài liệu truyền động điện" trình bày những nội dung như: Khí cụ bán dẫn công suất, bộ chỉnh lưu diode, công suất tổn hao và dòng định mức, sóng xung dòng định mức, dòng hoạt động tần số cao, điều kiện lựa chọn điện dung, sự tăng vọt dòng điện định mức.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 2: Truyền động điện

  1. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 DỊCH TÀI LIỆU TRUYỀN ðỘNG ðIỆN (Chương 2) Translator: 1. ð Trng Hà (Page 56-56) 2. Phm Văn Hà (Page 57-61) 3. ð Xuân Hin (Page 62-68) 4. Trn Văn Trng(Page 69-72) 5. Nguyn ð c H ng –Không có trong b n này 6. Phm Văn H o (Page 82-87) L
  2. p: DT05 Edit and Convert : Nguyễn Hoàng Sơn Nguyễn Vũ Hiệp May 16, 2008 HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 1
  3. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 --------------------------- Ñoã Troïng Haø -------------------------------------- KHÍ CUÏ BAÙN DAÃN COÂNG SUAÁT Ñaïi cöông: Taát caû linh kieän baùn daãn coâng suaát AC vaø DC duøng bieán ñoåi vaø ñieàu khieån coâng suaát ñieän. Nhöõng linh kieän vaän haønh trong chuyeån maïch hieän ñaïi (khoâng ON vaø OFF) keát quaû toån hao bò giaûm vaø hieäu suaát chuyeån ñoåi ñöôïc caûi thieän so vôùi vaän haønh kieåu tröïc tieáp. Thöïc teá linh kieän baùn daãn coâng suaát trong vieäc ñieàu khieån ñoäng cô coù theå xeùt nhö: Boä chænh löu diode Thyristor ( goàm ñieàu khieån pha, loaïi coá ñònh vaø baát ñoái xöùng) Thyristor coång ngaét (GTO) Transitor löôõng cöïc (BJT) MOSFET Transitor löôõng cöïc coång caùch li (IGBT) Thyristor chænh löu coång toå hôïp (IGCT) Vaø nhieàu linh kieän khaùc Caàn xem xeùt nhöõng ñöôøng ñaëc tuyeán quan troïng cuûa linh kieän. Ñieän cöïc tuyeán ñieàu khieån cho nhieàu quaù trình vaän haønh cuûa chuùng, trong phaàn ñaïi cöông, toå hôïp vôùi tích phaân cuûa nhieàu raøo baûo veä nhö doøng quaù taûi. Cho boä phaän naøy, chi tieát cuûa maïch hoaït ñoäng, cho nhieàu linh kieän nhaát, dung sai moâ taû ñieàu kieän cuûa cöïc ñieàu khieån linh kieän. BOÄ CHÆNH LÖU DIODE Ñieåm noái PN diode, hình 2.1, laø linh kieän baùn daãn moät chieàu. Noù coù theå xeùt nhö coâng taéc ñieän cheá ñoä daãn cuûa noù phuï thuoäc vaøo cöïc tính ñieän aùp ngoaøi ñaët vaøo. Khi ñieän aùp döông ñuû cao ñaët vaøo anode vôùi ñieän aùp töông thích ñaët vaøo cathode, doøng ñieän seõ coù höôùng di chuyeån. Linh kieän coù taùc duïng nhö coâng taéc ngaét, ñieän aùp chuyeån tieáp suït qua moät ñeán hai volts ñaëc tröng linh kieän. Ñaûo laïi, khi ñieän aùp aâm ñaët vaøo, doøng ñieän bò caûn trôû vaø diode bò khoái ñieän aùp cao ñaët leân, VRRM, noù laø ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi coù theå ñaët vaøo neáu phaù vôõ moái noái PN bò ngaên caûn. Ñöôøng ñaëc tuyeán ñieän aùp – doøng ñieän cuûa diode ñöôïc bieåu dieån hình 2.1c, minh hoaï daïng hoaït ñoäng. Diode khoâng hoaït ñoäng nhö moät coâng taéc lyù töôûng khi noù bò cöôõng böùc töø moät ñieàu kieän daãn HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 2
  4. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 ñieän tôùi ñieàu kieän khoaù. Ñaûo chieàu doøng ñieän, vôùi giaù trò ñænh Irrm, doøng thôøi gian ñaûo phuïc hoài trr, nhìn hình 2.2. thôøi gian, löu tröõ toån hao, möùc cho doøng ñieän chuyeån tieáp, moái noái PN bò phaù huyû. Toång toån hao phuïc hoài, Qrr, vôùi Irrm vaø trr, daïng caáu kieän cuûa ñaëc ñieåm kó thuaät diode; ñoù laø nhöõng tham soá quan troïng trong nhieàu öùng duïng nhö hoï xaùc ñònh naêng löôïng toån hao trong moãi khoaûng thôøi gian coâng taéc taét. Thôøi gian khoâi phuïc ñaûo chieàu giaûm bôûi keát caáu cuûa maãu taïp chaát cuûa moái noái PN vaø bôûi væa gioáng nhö taïp chaát vôùi phaàn töû rieâng hoaëc böùc xaï moái noái vôùi moät tia electron. Ñöôøng bao bò maãu giaûm soá haït taûi ñieän trong diode vaø giaûm thôøi gian Irrm vaø trr laø caû hai giaûm. Moät phaàn hieäu suaát cuûa noù laø ñieän aùp ngoaøi suït taêng leân ñoù laø trade off giöõa noù vaø toác ñoä. Toång theå, moät diode duøng cho boä chænh löu haï taàn cuûa nguoàn AC bieán ñoåi DC coù trr daøi, vaø Qrr cao nhöng noù toái öu cho ñieän aùp ñaët vaøo suït nhoû nhaát. Nhieàu loaïi cuûa diode duøng trong ñònh möùc cao ñeán 8000V vaø 6000A. diode vôùi ñöôøng ñaëc tuyeán coá ñònh, trr ngaén vaø Qrr chaäm, tìm kieám nhö diode khoâi phuïc nhanh. Nhöng ñoù laø toái öu cho ñieàu chænh toác ñoä hoï höôùng ñeán ñieän aùp ñaët vaøo cao hôn noù haïn cheá doøng ñònh möùc ñöa vaøo chip. Iode phuïc hoài nhanh tìm thaáy maïch duøng trong moái noái moät chieàu ( ôû noù töø doøng chuyeån maïch phaûi nhanh vaø ñeán linh kieän coâng taéc cô baûn) vaø boä chænh löu taàn soá cao. THYRISTOR Thyristor , hoaëc silicon controlled rectifier (SCR) , laø linh kieän baùn daãn 4 lôùp PNPN nhö hình 2.3. Trong cheá ñoä taét cuûa linh kieän coù theå xeùt nhö ba diode cuøng loaïi, doøng ñieän daãn bò caûn theo höôùng khoâng xaùc ñònh. Hình 2.3c ñöôøng ñaëc tính ñaûo gioáng nhö cuûa diode; tuy nhieân, ñöôøng ñaëc tuyeán chuyeån tieáp löôïng doøng bieåu hieän khoâng khaùc doøng ñieän roø cho ñeán khi nuùt ñieàu khieån, J2, bò phaù vôõ. Doøng Anode Ia (is then able to low), dung sai ngöôõng ngoaøi taûi vaø ñieän dung cung öùng. Ñieän aùp thuaän vöôït quaù baèng ñoä lôùn ñieän aùp ñaûo maïch, bôûi vì trong cheá ñoä khoaù J1 choáng gaàn nhö taát caû ñieän aùp, moái noái J3 vöôït qua ôû 10V. Ñoâi khi phaù vôõ trong chuyeån tieáp höôùng xuaát hieän, thyristor hoaït ñoäng gioáng moät diode noù coù hai moái noái (J1 vaø J2) bôûi vì mieàn cöïc P thì trung gian chuyeån tieáp doøng ñieän. Toaøn phaàn ñieän aùp rôi chuyeån tieáp thì khoaûng 1.5V ñeán 2V. Vôùi thyristor thuaän khoâng ñoái xöùng noù thöôøng môû baèng caùch ñöa moät doøng xung döông,IG, vaøo cöïu coång, keát quaû J2 bò phaù vôõ ( giaû söû linh kieän khoaù thuaän). Ñoâi khi doøng anode vöôït qua doøng choát, xung cöïc coù theå bò phaù huyû. Daïng soùng ñaëc tröng cuûa doøng cöïc, doøng anode vaø ñieän aùp anode cathode môû bieåu dieån treân hình 2.4. thôøi gian môû ñaëc tröng cho thyristor laø moät vaøi micro giaây, phuï thuoäc doøng anode. Thyristor trong cheá ñoä ñaãn, doøng anode phaûi ñaït ñöôïc möùc doøng choát,IL, vaø khoâng döôùi doøng ñònh möùc,IH, IL lôùn hôn IH. Thyristor thöôøng ñoùng baèng doøng cöôõng böùc anode giaûm xuoáng khoâng baèng caùch ñaët ñieän aùp vaøo nhoû nhaát moät chu kyø cuûa thôøi gian tröôùc doù noù coù theå khoâng coù lôïi cheá doä khoaù thuaän, nhö bieåu dieån trong hình 2.4. möùc thöù nhaát cuûa ngaét doøng ñieän ñaûo chieàu bôûi vì thay ñoåi löu laïi moät thôøi gian, trr, trong khi J1 vaø J2 khoâi phuïc. Khi cheá taïo noù gioáng moät diode ñoùng. Ñieàu khieån moái noái J2 caàn moät thôøi gian boå sung ñeå khoâi phuïc, goïi ñoù laø thôøi gian taùi hôïp, tqr, vaø moät laàn HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 3
  5. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 coù theå coù moät ñieän aùp thuaän ôø cheá ñoä xaùc laäp lôùn nhaát. Toaøn boä thôøi gian taét, tq laø moät tham soá quan troïng cho thyristor trong öùng duïng ñoùng môû nhanh. HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 4
  6. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 Thyristor gating requirements ( yeâu caàu choïn thyristor) Chæ soá coång cathode cuûa moät thyristor gioáng nhau taïi moät moái noái PN ngheøo vaø seõ thay ñoåi giöõa naêng suaát cho moät loaïi xaùc ñònh. Ñaõ bieát thyristor môû, doøng ñieän coång vaø caáp ñieän aùp nhoû nhaát phaûi ñaït ñöôïc, phuï thuoäc nhieät ñoä moái noái, noù giöõa vuøng ñieän trôû cao vaø thaáp bieåu dieån trong hình 2.5a. noù thì caàn ñaûm baûo giaù trò coâng suaát ñænh (VG*IG) khoâng vöôït quaù. Hình 2.5b bieàu dieãn moät daïng ñaëc tuyeán ñaëc tröng, minh hoaï ñieàu kieän giôùi haïn . Moät moâ hình ñôn giaûn hoaùcuûa moät baûn cöïc maïch bieán aùp doøng thì bieåu dieãn tong hình 2.6. Dung sai ñieän trôû R1 doøng ñieän coång trong khi R2 cung caáp moät lieân keát qua cöïc coång daãn ñeán laøm giaûm ñieän aùp coång khi thyristor ôû tring cheá ñoä taét. ñaït ñöôïc thôøi gian môû ngaén, doøng ñieän coång yeâu caàu ñoä cao nhoï nhaát cuûa 1A/us. Moät xung keá tieáp cuûa coång, hình 2.6b, ñaùp öùng bôûi doøng ñieàu khieån coång, keát quaû xaùc ñònh tôùi söï suaát hieän khi ñieàu kieän ngoaøi thì tieän duïng cho söï daãn ñieän. HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 5
  7. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 Coâng suaát toån hao vaø doøng ñònh möùc Söï vaän haønh bình thöôøng thyristor coâng suaát phaân taùn trong khuoân khoå cuûa khaû naêng chòu nhieät töø: Toån hao daãn ñieän thuaän, noù laø moät haøm soá cuûa cheá ñoä ñieän aùp vaø doøng thuaän Toån hao ñoùng môû, noù laø naêng löôïng taùn xaï trong khoaûng môû vaø taét Toån hao doø ñieän traïng thaùi khoaù, noù laø haøm soá cuûa cheá ñoä ngaét thuaän hoaëc doøng doø ngöôïc vaø ñieän aùp khoaù Nhieät phaùt sinh phaûi loaïi boû baèng moät heä thoáng laøm maùt trong giai ñoaïn nhieät ñoä moái noái lôùn nhaát cuûa linh kieän khoâng vöôït quaù ( thöôøng 1250C cho thyristor ). Ñaúng thöùc tieáp moâ taû moái quan heä giöõa nhieät ñoä moái noái TJ vaø coâng suaát tích thoaùt PD cho moät vaø baùn daãn: TJ =PDx Rthjc + Tcase Vôùi Rthjc laø nhieät ñieän trôû, voû moái noái, vaø Tcase laø nhieät ñoä voû cuûa linh kieän. Deã hieåu, heä thoáng laøm maùt toát, coâng suaát lôùn hôn nhôø coù lôùp voû taûn nhieät, noù daãn ñieän coù dung löôïng doøng lôùn hôn. Ñoù laø dung sai xaùc ñònh, tuy nhieân, bieåu dieãn baèng doøng ñieän hieäu duïng ñònh möùc. Noù ñaûm baûo nhieät dö cuûa choå noái beân trong vaø daây noái bò ngaên caûn. Thyristor cho doøng trung bình ñònh möùc döïa treân lôùp voû caùch nhieät thöïc teá cho daïng song xaùc ñònh, vaø moät doøng hieäu duïng, ñònh möùc, caû hai thì khoâng vöôït quaù. Haõng saûn xuaát cung caáp ñoà thò cuûa coâng suaát trung bình (versus) doøng ñieän trung bình, hình 2.7a, vaø lôùp taûn nhieät ñöôïc (versus) doøng trung bình cho khaùc hình soùng, hình 2.7b. töø bieåu ñoà treân hình 2.7a noù theå hieän doøng trung bình suït vôùi chu trình hoaït ñoäng, ñöôøng neùt cuoái ôû ñieåm khi doøng hieäu duïng lôùn nhaát ñaït ñöôïc. Hình 2.7b chöùng toû nhieät ñoä ôû moái noái laø 1300C vaø taát caû ñöôøng cong hoäi tuï taïi ñieåm nhö doøng ñieän suït. Döõ lieäu cuûa loaïi ñoù laø baûn chaát cho löïa choïn cuûa loaïi thyristor vaø cho thieát keá cuûa boä laøm maùt. Soùng xung doøng ñònh möùc Noù thì coù theå cho nhieät ñoä moái noái bò vöôït quaù cho giai ñoaïn ngaén cuûa nhieãu döôùi hoaëc vöôït quaù ñieàu kieän. Thyristor ñieän trôû cao hôn vaø noù coù theå thaùo rôõ nhieät ñoä cao thì tæ leä : I2*tp Tp laø xung thôøi gian vaø I laø giaù trò hieäu duïng cuûa doøng xung vöôït quaù thôøi gian tp. Giaû söû bình sai taát caû phaùt nhieät khoâng taùn xaï nhöng löu trong khoái silicon. I2t ñònh möùc coù theå xaùc laäp vaø laø tham soá trong xaùc ñònh ñoä lôùn cuûa boä baûo veä cho baûo veä quaù taûi. Thyristor vaãn laø moät soùng khoâng laëp ñònh möùc, moät nöõa daïng soùng sin, cho 10ms vaø laø ñaëc tröng nhö nhau khoaûng 10 laàn doøng hieäu duïng ñònh möùc. Thyristor thoâng thöôøng, noù laø ñoùng bôûi ñieän aùp ngöôïc ñaët vaøo, coù caáu truùc noù caàn söûa ñoåi ñaëc tuyeán aùp duïng rieâng. Ba loaïi cuûa thyristor thoâng duïng: thyristor cho boä chænh löu AC (phase control thyristor) – thyristor duøng trong AC uùng duïng laø ñoùng, hoaëc chænh löu, dó nhieân baèng söï toàn taïi cuûa AC cung öùng, noù thay ñoåi cöïc tính trong nöõu chu kyø xoay chieàu. thyristor thì ñöôïc thieát keá coù ñieän aùp thuaän thaáp, doøng khueách ñaïi ñònh möùc ôû hao toån cuûa thôøi gian ñoùng töông ñoái HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 6
  8. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 i. daøi ( ñaëc tröng 100 ñeán 200us). Noù khoâng sao bôûi vì thyristor taàn soá ñoùng môû thaáp. Baèng thuaän chieàu vaø ñaûo chieàu ñieän aùp leân ñeán 12000V laø coù theå cho thyristor ñieàu khieån pha lôùn . aùp duïng cho AC cung caáp leân ñeán 500VAC, noù thì thöôøng ñònh loaïi 1400V, ñöôïc pheùp vöôït thoâng soá hai laàn. Noù thì thöôøng hoaït ñoäng duøng (RC networks) heä thoáng ñieän trôû tuï vaø qua bieán trôû thyristor cho theâm söï baûo veä. ii. Fast thyristor – laø linh kieän cô baûn duøng trong maïch DC nhö trong boä taïo xung, hoaëc inverters, maëc duø hieän nay söû duïng khoâng nhieàu nhö linh kieän môùi nhö IGBT coù theå thay theá noù trong nhieàu öùng duïng. Trong maïch DC noù khoâng töï nhieân ñaûo chieàu cuûa ñaùp öùng cho boä chænh löu thyristor, noù thì phaûi ñieàu khieån baèng maïch ngoaøi. Chu trình cuûa ñieàu kieän ñoùng döôùi goïi laø chænh löu cöôûng böùc töông phaûn ñeán ñöôøng chænh löu. Ñaëc tröng maïch chænh löu laø reû vì noù bao goàm cuoän daây, boä tuï vaø thyristor phuï; tuy nhieân kích thöôùc coù theå giaûm neáu tq, toång thôøi gian ñoùng, laø ñoùng ñeán nhoû nhaát. Thieát keá cuûa thyristor thì toái öu cho tq thaáp (giaù trò ñaëc tröng, 15 deán 20us) HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 7
  9. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 nhöng khoán noåi noù khoâng hieäu suaát cuûa ñieän aùp suït taêng, haäu quaû doøng ñieän ñònh möùc giaûm. iii. ( khoâng ñoái xöùng) Asymmetric thyristor – trong nhieàu öùng duïng ñoùng môû nhanh boä ñaûo chieàu ñieän dung cuûa thyristor khoâng yeâu caàu vì moät diode ñoái xöùng phaûi ñöôïc noái qua linh kieän hoaït ñoäng daãn ñieän. Nhaø saûn xuaát coù khai thaùc goïi asymmetric thyristor hoaëc ASCR, noù coù thôøi gian tq thaát hôn fast thyristor nhöng söû duïng giôùi haïn ôû boä ñaûo chieàu. Thôøi gian ñoùng thaát baêngˆ8 us laø coù theå trong duy trì nhaän ñöôïc 15V boä ñaûo chieàu. Kyõ thuaät khaùc cho taêng hieäu suaát cuûa caû ASCR vaø fast thyristor laø duøng xen keõ caáu truùc coång noù xeùt ñeán taêng linh kieän di/dt ñònh möùc ôû cheá ñoä môû. Kyõ thuaät ñoù goäp hieäu quaû vuøng môû cuûa silicon coù saün ôû baét ñaàu cuûa coång kích, ngaên caûn quaù maät ñoä doøng gaàn coång noù coù theå daãn ñeán linh kieän hoûng. Doøng hoaït ñoäng taàn soá cao Maëc duø ASCR vaø fast thyristor coù thieát keá cho hoaït ñoäng ñieàu chænh cao, taàn soá coù theå ñoùng môû trong hoaït ñoäng laø giôùi haïn ñeán xaáp xæ 1-2 kHz vôùi boä chænh löu cöôõng böùc. Taàn soá ñoùng môû cao vôùi toác ñoä cao cuûa doøng thuaän cao keát quaû toåi hao cheá ñoä môû ñaït ñöôïc raát ñaùng keå: trong moät vaøi tình traïng linh kieän khoâng hoaøn toaøn môû daãn ñeán bò giôùi haïn doøng lan truyeàn qua chip, nhu caàu doøng bò giaûm. Doøng coäng höôûng, gioáng nhö noù duøng trong caûm öùng nhieät, vöôït qua söï coá cuûa toån hao ñoùng caét baèng coâng taéc môû ôû ñieåm chuyeån qua doøng khoâng hoaëc ñieän aùp khoâng. Kyõ thuaät chaïy fast thyristor duøng tôùi 50kHz. Ngoaøi ra, daïng doøng coäng höôûng cuûa doøng chænh löu cöôûng böùc vaø trong moät vaøi thyristor phuï laø khoâng yeâu caàu cho boä chænh löu nhö haøm söû duïng baèng maïch thyristor. Thyristor cöïc ñoùng Thyristor cöïc ñoùng (GTO), gioáng thyristor thoâng thöôøng, coù theå choát trong daãn baèng moät cöïc tín hieäu döông ngaén, khoâng gioáng thyristor, GTO coù theå phuïc hoài cheá ñoä khoaù thuaän baèng ñaët vaøo moät ñieän aùp aâm ôû cöïc tín hieäu. GTO coù theå thay theá fast thyristor vaø noù ñöôïc gheùp boä chænh löu DC öùng duïng laøm coâng taéc. Daáu hieäu doøng vaø coøn caáu truùc GTO bieåu dieãn hình 2.8. Noù theå hieän 4 lôùp linh kieän vôùi dung tích ñieän aùp gioáng cuûa thyristor. Cöïc neàn thì xen keõ cao vôùi cathode, saûn xuaát moät maãu caáu truùc noù laø thieát keá dung löôïng doøng cao baèng caûn trôû truyeàn daãn trong cathode döôùi cöïc tieáp ñieåm. Noù vaãn ñaûm baûo maät ñoä doøng qua taét cheá ñoä ñoùng. Maëc duø vaät chaát hoaït ñoäng cuûa GTO thì raát phöùc taïp, noù thì chæ hoã trôï hai kieåu transitor cuûa GTO, hình 2.8c, hieåu nhö traïng thaùi ñoùng laø ñaït ñöôïc. Linh kieän coù theå xeùt nhö hai transitor ñöôïc noái thoâng noù coù hoaït ñoäng töï duy trì: doøng collector cuûa transitor caáp doøng base cho transitor coøn laïi. Noù theå hieän (boû qua doøng doø ) doøng anode IA : IG * α NPN IA = 1 − (α NPN + α PNP ) HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 8
  10. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 IG laø doøng cöïc, αNPN laø base khueách ñaïi, α= β/(1+ β) vaø β laø doøng khueách ñaïi transitor, IC/IB, doøng khueách ñaïi laø phuï thuoäc treân doøng collector vaø taêng nhö doøng taêng töø 0. truyeàn daãn cuûa thyristor thì baét ñaàu baèng moät xung doøng cöïc noù naâng voøng khueách ñaïi (αNPN + αPNP) ñeán phaàn töû ñôn vò töø daúng thöùc cao hôn IA laø voâ cuøng. Trong quy trình kyõ thuaät, doøng anode thì dung sai baèng taûi. Hoaït ñoäng ñoùng thì gaây ra ruùt ra ñuû doøng töø cöïc deán voû voøng khueách ñaïi suït ñeán moät ñieåm taïi döøng hoaït ñoäng duy trì. Taét khueách ñaïi βoff thì heä soá cuûa doøng anode ñöôïc ñieàu chænh ñeán doøng aâm cöïc yeâu caàu gaây ra ñoùng, vaø laø moät tham soá quan troïng. Giaù trò ñaëc tröng cuûa βoff döôùi ba vaø naêm. Giaûm voøng khueách ñaïi, vaø töø ñoù taêng khueách ñaïi ñoùng, cöïc thì thöôøng noái ñeán cathode vôùi ñieän trôû thaáp vôùi boù, cöïc phaùt, noù coù hieäu öùng phuï cuûa laøm nhaïy thaáp cho traïng thaùi môû. Khoán noåi, noù laø moät dung sai doøng anode lôùn coù theå coâng taéc ñoùng; cô baûn thì khoaûng 4 laàn doøng trung bình. HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 9
  11. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 --------------------------------Phaïm Vaên Haø ------------------------------------- ðIỀU KIỆN LỰA CHỌN ðIỆN DUNG -cửa âm chỉ số của ñiện dung giống nhau và có ñiểm nút PN và chia ñôi ñường chuyền của một kiểu ñã cho. ñường cong cường ñộ dòng ñiện của ñiện dung,cổng ko có ñiện dung và ko có ñiện áp phải ñạt phân áp tối thiểu,chỉ số trong lớp chuyển tiếp nhiệt ñộ ở ñó chỉ số ñiện trở caova thấp giới hạn ở hình 2.5a .bản vẽ minh hoạ 2.5b chỉ ra ñặc ñiểm ñược chọn có tính chất ñặc thù 1 ví dụ ñược rút gọn của một ñường bắt lửa mạch xung ñược biệu hiện ở hình minh hoạ 2.6 .biến trở R1 giới hạn cường ñộ dòng ñiện trong khi R2 cung cấp 1 ñiện trở kháng thấp ñi qua cửa thiết bị bất cứ cổng ñiên áp nơi mà ñiện dung ñang ở chế ñộ tắt. ñể ñặt ñược tong thời gian ngắn cường ñộ dòng ñiện cường ñộ dòng ñiện phải nhỏ nhất 1A/ms.một chuối cổng mạch,hình 2.6b. ñược cấp bởi cổng dòng ñiện làm vận hành làm bắn lửa sảy ra khi ñiêu kiện bên ngoài thích ứng với sự truyền dẫn ðỘ THẤT THOÁT VÀ MỨC ðỘ CƯỜNG ðỘ DÒNG ðIỆN Trong sự vận hành bình thường mức tán xạ ñiện dung trong hình thái ñốt cháy cuối cùng có dạng: - về sự thất thoát truyền dẫn, ñặc trưng của ñiện áp thuận và cường ñộ dòng ñiện chuyển tiếp. - sự thất thoat ñảo mạch,năng lượng tán xạ trong quá trình mở và tắt - thất thoát ñộ rò bị nghén, ñặc trưng của sự chuyển tiếp sang thời kỳ tắt hoặc dòng rò rỉ máy ñảo chiều và thất thoát ñiện áp - phát sinh ñộ thất thoat phải loại bỏ bởi hệ thống làm lạnh bên duới ma ko vượt quá nhiệt ñộ lớn nhất của máy(thường là 125 ñộ C cho một ñiện dung) - theo ñó ñẵng thức miêu tả mối quan hệ giữa nhiệt ñộ tại ñiểm nút Tj và ñộ giảm Pd cho nhửng dụng cụ bán dẫn • Tj=Pd.Rthjc+Tcase Rthjc là ñiện trở nhiệt,sự rò rỉ lớp bọc và Tcase là nhiệt ñộ vỏ mạch Rõ rang là có hiệu dụng hệ thống làm lạnh,lớn hơn ñộ có thể d0ược tán xạ cho nhiệt ñộ vỏ ngoài cho phép có khả năng cường ñộ dòng ñiện lớn hơn giới hạn thì hưu hạn,tuy nhiên ñược hiện thị bởi dòng ñiện hiệu dụng ñịnh mức. ñiều này ñảm bảo sự ñốt nóng thừa của mỗi ghép bên trong và dây ñiên bị cản. ñiên dung trở thành bản cực ñịnh mức. dòng ñiện trung bình tại nhiệt ñộ vỏ thực tế cho dạng song ñược xác ñịnh,và một hiệu mức hiệu dụng,cả 2 phải không vượt quá.sản phẩm cungn cấp biểu ñộ cương ñộ dóng ñiện trung bình hình 2.7a và ñược phép chứa nhiệt ñộ dong ñiện trung bình cho dạng song khác nhau nhu hình 2.7b.từ biểu ñồ hình 2.7a có thể ñược nhìn thấy dòng ñiện trung bình giảm vời chu trình hoat ñộng, ñường kết thúc tại ñiểm khi dòng ñiện hiện dạng lớn nhất ñạt ñược. biểu ñồ hình 2.7b cho thấy nhiệt ñộ tại ñiểm nútlớn nhất là 130 ñộ C và tất cả các ñường ñồng quy tại ñiểm này như dòng ñiên giảm.mẫu thong tin là chủ yếu cho sự lựa chọn kích cỡ ñiện dung và thiết kế làm giảm sự ñốt nóng SỰ TĂNG VỌT DÒNG ðIỆN ðỊNH MỨC Có thể nhiệt ñộ ñiểm nút vượt quá sự cho phép cho chu trình ngắn của thời gian sa sót hoặc quá tải. ñiện dung trở thành ñiện trở cao hơn và có thể biểu hiện ñộ cao nhiệt ñộ theo tỉ lệ: I^2 *Tp Tp là tuổi thọ của mạch ñẳng thức cho rằng sự ñốt nóng ñược tạo thành thì không tán xạ nhưng bộ phân lưu chữ khối silic.I^2*t ñịnh mức ñược ñịnh vị và là 1 giá trị hữu íchtrong việc xác ñịnh kích cỡ cửa cầu chì ñể HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 10
  12. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 bảo vệ khi quá tảiñiện dung còn ñưa 1 ñịnh mức ñột biến.một nửa vòng sin trong hình,trong 10ms và ñiển hình bằng nhau 10 lần dòng ñiên mức hiệu dụng ñiện dung quy ước ñược ñặt bởi chương trình công dụng của ñiện áp ñảo.kết cấu có thể phong hoá ñể có chỉ số ñến ưng dụng ñặc chưng.có 3 loại ñiện dung có thể ñươc phân biệt hiện tượng chuyển mạch dòng xoay chiều AC . ñiện dung ñược sử dụng cho AC ở chế ñộ tắt hoặc luân chuyển một cách tự nhiên bởi sự tồn tại của nguồn AC,làm thay ñổi phân cực cửa một nửa chu kì làm việc luân chuyển. ñiện dung ñược thiết kế có một ñiện áp thuận, ñịnh mức dòng ñiên nhỏ nhất của phí tổn thời gian tắt dài tương ñối(ñiển hình 100 tới 200ms) ñiều này ko có vấn ñề gì bởiñiện dung bộ chuyển tần suất thấp. chuyển tiếp bằng và ñiện áp ñảo chiều lên ñên 1200v có thể dung ñiện dung dai ñoạn lớn. ứng dụng cho cung ứng AC lên tới 500VAC bình thường nó ñinh loại 1400v cho phép 2 yếu tố quá tải ñó là thực tế chung ñể sử dung RC và ñiện trở thay ñổi khi ñi qua ñiên dung và hệ thống bảo vệ ñiên dung ñiện dung nhánh-những thiết bị ñó sử dụng chung trong dong DC như bị ñổi ñiện hay bị biến tần mặc dù sử dụng chúng bây giờ thì thường xuyên bé hơn những thiết bị hiện ñại như IBGTs, ñổi chỗ cho chúng trong nhiều hệ thống ứng dụng giữa dòng,dong DC ko có sự ñảo chiều tự nhiên của nguồn cung cấp cho sự ñổi chiều ñiện dung.nó phải ñược dẫn xuất bởi dòng ñiện bên ngoài.cách thức ñể tắt trong những ñiều kiên ñó ñươc gọi là cưỡng chế ñường chuyền trong những nút lại ñến hệ thống truyền ñiên cao bỏi thanh 2 phần cảm biến.bộ tụ ñiện và ñiện dung bổ sung,cho lên kích cỡ của chúng có thể ñược giảm bởi tq,toàn bộ thời gian ngừng ñuọc giữ ở mức ñộ nhỏ nhất.tq giá trị từ 15-30ms.diều này có tác ñộng nhỏ gia tang ko xác ñịnh ñến ñộ sụt ñiên áp thuận làm giảm ñịmh mức dòng ñiện sau ñó -ñiện dung ko ñối xứng-trong nhiều hệ thống cắt mạch nhanh khoá bảo vệ ñiện dung thì khôngn bị bắt buộc bởi diot ñối xong phải ñược lien kết qua thiết bị ñể cho dòng ñiện phản ứng sản phẩm ñược khai thác hồi phục này ñược ñưa ra ñiều duy bất ñối xứngASCR ngay cả thòi gian chậm hơn tq;hơm ñiện dung nhanh nhưng tải hao tổn của khoá ñảo bất giới hạn.thời gian tắt chậm 8ms có thể trong khi vẩn duy trì 15v khoá ñảo chiều nhận ñược -kĩ thuật khác cho thấy’’enhancing’’ ñặc tính của ASCR và sử dụng ñiện dung nhanh là sử dung một cấu trúc cổng sen ké gia tăng một cách ñãng cân nhắc,thiết bị ñịnh mức di/dt. ở chế ñộ hoạt ñộng kĩ thuật nàyảnh hưởng rộng tới vùng hoạt ñộng của ‘’silicon’’ có giá trị ở cổng bắt lửa.cản trở mật ñộ dòng ñiện dư thừa gần cổng có thể dẫn tới hỏng máy ðIỀU HÀNH DÒNG ðIỆN TẦN SUẤT CAO mặc dù ASCR và ñiện dung dược thiết kế cho viêc ñiều chỉnh vận tốc cao,tấn suất cao nhất vẫn có thể bị tắt trong thực tế bị giói hạn từ 1-2khz với sự chuyền ñiện cưỡng chế tần suất bị tắt cao,lien kết với ñộ mức cao cửa võng dòng ñiện do chiều thuận gây ra, ñộ suy giảm mở ñể ñạt tới tốc ñộ rất quan trọng.trong một vài truòng hợp thiết bị ko mở chiều rộng dòng ñiện giới hạn cho dòng ñịnh mức dòng ñiện ngắt nhu cầu dòng ñiện tải cộng hưởng cũng như sử dụng những cái ñó trong bộ phận làm long cảm ứng, ñể khắc phục vấn ñề giảm sự ngắt cho quá tải bằng cánh ngắt tại ñiểm tải ñiện qua dòng ñiện ñiểm không hay ñiện áp ñiểm không.kĩ thuật này cho phép ñiện dung nhanh ñược sử dụnglênn ñến 50khz .hơnn nữa mạch cộng hưởng tải của sự chuyền dòng ñiện cưỡng chế và một cấu trúc ñiện bổ xung thì ko buộc phải chuyển mạch như ñăc trưng này là sử dụng bởi ñiện dung chinh CỬA ðIỆN DUNG ðÓNG của ñiênn dung ñóng(GTO) giống như ñiện dung thông thường có thể bị chặn ñường dẫn bởi dấu hiệu cổng dương ngắn ko giống như ñiện dung GTO có thể khôi phục chế ñộ cản thuận chiều ,sự vận dụng của dấu hiệu cực âm.GTO có thể thay thế cho ñiện dung nhanh ,dòng ñiện dần lien kết ở HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 11
  13. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 ứng dụng ngắt DC .biểu tượng dòng ñiện và cấu trúc GTO thích hợp ñược biểu hiện ở hình 2.8 .nó vẫn còn là 1 linh kiện 4 lớp với ñiện áp giống nhau .khu vực cổng thì sen ké với cực âm canot .sản xuất một kết cấu theo mẫu ñể ñưa ñiên dung ngắt dòng cao bằng cách ngăn cản sự dẩn liên tục vào vùng cực âm giữa những công tắc cổng. ñiều này chắc chắn rằng ngay cả mật ñộ dòng ñiện ñi qua ren trong suốt quá trình tắt mặc dù sự ñiều hành GTO thì rất phức tạp nhưng no lại có ích ñể tham chiếu ñến 2 bản mẫu ñiên trở của GTO ,hình 2.8c chỉnh trạng thái tắt ñạt ñược như thế nào thiết bị có thễ ñược xét như 2 ñiện trở lien kết co tái sinh.bộ gom của một dòng ñiện chuẩn cho ñiện trở khác no có thể ñược biểu hiện ở cực dương .Ia ñược tạo bởi: Ia=(Ig-@npn)/I-2@npn ðộ khuyếch ñại dòng ñiện thì lệ thuộc vào bộ thu ống góp và làm tăng dòng ñiện từ ñiểm không .sự dẫn dòng ñiện ñược bắt ñầu từ cổng mạch ñiện.mà nâng ñộ khuyếch ñại (@npn+@npn) phần tử ñơn vị ñể ñẳng thức bên trên Ia là vô cưc. Trong thực tế dòng ñiện dương thì có giới -------------------------------ðỗ Xuân Hiển--------------------------------------- Những ứng dụng than Diot là rẽ nhánh tụ boi một diot nhanh như ñã trình bày ở hình minh họa 2.19. Bộ diot ñược lắp ghép ngăn cản dòng ñiện chạy trong thân diot TRANSISTOR LƯỠNG CỰC-CỔNG CÁCH ðIỆN -Transistor lưỡng cực-cổng cách ñiện(IGBT) kết nối những ñường bao tốt nhất của MOSFET và BJT ñể ñưa ra 1 linh kiện ñiều khiển ñiện áp với chế ñộ tổn hao thấp ñường ñi của dòng ñiện va sự bố trí cực ñược trình bày ở hình 2.20a VẬN HÀNH HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 12
  14. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 -ðiện trở trên của MOSFET ñiện áp cao thì hầu hết ñáng ñể khoảng lệch xã như ñã giải thích ở bộ phận trước. Trong 1 IGBT, ñiện trở suất của khoảng này thì bị khử nặng bởi sự phun của bệ charge từ 1 lớp bán dẫn bổ sung trong linh kiện. Cách chế tạo thì ñược gọi là sự ñiều biến ñiện dẫn suất và kết quả trong chế ñộ tổn hao mở,có thể so sánh với hững thứ ñó của BJT. 1 IGBT có thể bị ở chế ñộ như một Transistor PNP khuyếch ñại thấp và MOSFET liên kết như ở hình 2.20b, lớp bán dẫn bổ sung trở thành cực phát của Transistor PNP. Nó cũng như cực thu của IGBT -ðiện áp chế ñộ mở Vce(sat)của IGBT có 3 thành phần: Vce(sat)=Vbe+(Id x Rdrift)+(Id x Rch) Trong ñó: Vbe là sụt áp chuyển mạch của Transistor PNP Rdrift là ñiện trở khoảng lệch và nhiều nhất là nhỏ hơn trong 1 ñương lượng MOSFET,xứng ñáng ñể sự ñiều biến ñiện dẫn suất Rch là ñiện trở kênh của MOSFET -Giá trị ñặc trưng cho Vce(sat) là 2-3V ở dòng ñịnh mức, và 25’C. Một linh kiện ñịnh mức ñã ñược ñánh giá là 1200V -Cổng rãnh IGBTs ñược phát triển gần ñây với một khách quan hẹp hình dáng ngoài cả 2 Rdrift và Rchcung cấp 1 Vce thấp hơn cho cường ñộ dòng ñiện -Có 2 loại IGBT cơ bản : chọc xuyên qua (PT) và không chọc xuyên qua (NPT).Sự khác biệt liên hệ ñến ñộ sụt và ñộ dày của khoảng lệch và lớp cực thu,loại PT có khoảng lệch mỏng hơn và ñộ sụt cực thu cao hơn loại NPT. Nói chung linh kiện loại NPT có sự chuyển mạch ñộc lập nhiệt ñộ nhanh hơn và 1 hệ số nhiệt ñộ cực (+) của Vce,và linh kiện PT có 1 sự ñộc lập nhiệt ñộ của tổn hao chuyển mạch,và 1 hệ số nhiệt ñộ cực (-) của Vce -Không như MOSFET, IGBT không có diot nhiễu sẵng bên trong cấu trúc của nó,vậy nên 1 diot nhanh tiện dụng ñồng thời có thể ñược chọn ñể hợp với tốc ñộ của IGBT HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 13
  15. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 ðIỆN ÁP VÀ DÒNG ðIỆN ðỊNH MỨC -ðiện áp ñịnh mức cơ bản của IGBT là bộ thu-phát ñánh thủng ñiện áp(Vce) xác lập với ñiện áp phát cổng zero. Những kết cấu có giá trị với những ñịnh mức từ250V lên tới 6500V.Mặc dù cấu hình cho phép dòng ñịnh mức cực ñại lên tới 2400A, những kết cấu này sử dụng nhiều chip IGBT liên kết ñồng thời. Chip ñơn ñều có ñịnh mức tối ña là 300A CHẾ ðỘ CHUYỂN MẠCH VÀ CỔNG TRUYỀN ðỘNG -Giống như MOSFET, IGBT là bộ ñiều khiển ñiện áp và cổng hiện tại 1 tải ñiện dung ñến dòng truyền ñộng. ðể ở vị trí mở khi tụ ñã ñược nạp ñến cao hơn giới hạn ñiện áp cổng phát,thường là 4-5V. ðiển hình 1 IGBT 1200V-100A sẽ mở trong ít hơn 200ns. Trong suốt thời gian dẫn,ñiện áp cổng phát bị giữ ở mức thấp nhất có thể ñể tổn hao dẫn nhỏ nhất. Chế ñộ tắt ñược bắt ñầu bằng cách ngưng nạp cho cổng tụ phát . Cấu trúc MOSFET tắt ñầu tiên , cấp Ic ñến sụt nhanh ñến 1 mức trung gian . 1 sự sụt chậm của dòng theo sau ñó như là tắt cấu trúc PNP. Không may, cồng dẫn dòng chỉ có thể ñiều khiển MOSFET tắt và không ảnh hưởng ñến chế ñộ PNP mở. Thời gian tắt trễ và thời gian sụt dòng thì ngăn hơn nhiều so với ñương lượng Transistor lưỡng cực bởi vì ñộ khuyếch ñại thấp của cấu trúc PNP và bước phát triển làm giảm tuổi thọ vận chuyển . Cả 2 biện pháp này ñều có ảnh hưởng của việc tăng Vce(sat) nên có 1 sự tắt hụt giữa tổn hao chuyển mạch thấp và tổn hao dẫn thấp ñể ñưa ra sự xuất hiện tốt nhất trong tần số thấp và cao,những IGBT ứng dụng thì có giá trị trong những họ khác nhau, khách quan cho mỗi tổn hao dẫn thấp hay chuyển mạch thấp -Caû 2 thôøi gian môû vaø taét coù theå ñieàu chænh ñöôïc bôûi boä choïn cuûa coång giaù trò choáng laïi .Caùi naøy ñieàu khieån tæ leä taïi caùi maø ngoõ vaøo tuï laø naïp hay khoâng naïp . Ñaây laø 1 ñöôøng bao raát quan troïng nhö noù cho pheùp môû ñeå ñaët ôû 1 tæ leä thích hôïp chæ soá phuïc hoài ñaûo chieàu cuûa diot Free- wheeling (laên) vaø caáp tæ leä cuûa taét(off) ñeå bò khöû neáu yeâu caàu dean möùc ñieän caûm quaù taûi ñieän aùp -Suoát traïng thaùi off,coång phaùt IGBT thì giöõ 1 caùch bình thöôøng ôû möùc thaáp nhaát -5V ñeán chaéc chaén raèng keát caáu khoâng theå bò hoûng turn on VUØNG VAÄN HAØNH AN TOAØN -Ñöôøng FBSOA vaø RBSOA cho 1 chip IGBT laø caû 2 bình phöông vaø giôùi haïn bôûi taàm ñieän aùp ñaùnh thuûng vaø keùo doøng ñieän thu Idm , thöôøng laø 2 laàn doøng 1 chieàu (DC) Id. Bình phöông SOA laøm IGBT -1 cô caáu raát thaúng vaø cho pheùp vaän haønh khoâng caàn doøng giaûm soác hay laø heä thoáng khöû toån hao vaø kích thöôùt .Maëc duø chip RBSOA laø bình phöông ,caáu hình RBSOA coù theå coù 1 vaøi söï khöû trong Vce ôû doøng lôùn . Caùi naøy xöùng ñeå ñieän caûm keát noái vôùi thieát keá ,trong suoát khi turn off ñieän aùp taêng leân taïi chip cao hôn caùi kia ôû cöïc .Bôûi IGBTs khoâng chòu thieät haïi töø söï phaù vôõ phuï ,khoâng gioáng BJTs. RBSOA cho 1 Eupec SM100GD120DLC thì ñöôïc trình baøy ôû hình 2.21 ÑOÀ THÒ DOØNG NGAÉN HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 14
  16. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 -Haàu heát IGBTs ñöôïc saûn xuaát cho nhöõng öùng duïng naêng löôïng cao thì taàm ñieän ngaén . Nghóa laø caáu hình coù theå chòu beàn ñöôïc 1 chu kyø ngaén cuûa 1 toån hao cao maø khoâng coù gaây toån hao.1 loaïi caáu hình seõ laø ñònh möùc cho doøng ngaén thôøi gian cuûa 10us vôùi cheá ñoä chaïy thöû cuûa 1 doøng gaáp 10 laàn Id, vôùi 1 aùp cöïc thu cuûa nöûa ñieän aùp ñònh möùc vaø125’C . Suoát cheá ñoä khuyeát naøy caáu truùc nhieät ñoä coù theå vöôït quaù 300’C . Boä ñieàu khieån vaø doøng coång truyeàn ñoäng phaûi doø tìm cheá ñoä quaù doøng vaø chuyeån sang cheá ñoä off IGBT trong khoûang thôøi gian ñònh möùc ñeå traùnh toån hao. Doøng ngaén naøy coù theå bò ñieàu khieån baèng caùch thay ñoåi ñieän aùp coång . Cho caáu hình EupecDN2 1 Vce 10vaø17V seõ sinh doøng ngaén cuûa khoûang giöõa 2vaø10 laàn Id. Ñeå khöû quaù aùp ñieän caûm ,khi off doøng ngaén lôùn doøng coång truyeàn ñoäng coù theå chaäm xuoáng tôùi off, thaáp hôn nhöõng cheá ñoä naøy baèng caùch giôùi haïn doøng coång naïp SÖÏ VAÄN HAØNH DAÕY(BOÄ) VAØ ÑOÀNG THÔØI -Maëc duø nhöõng caáu hình thì cho pheùp leân tôùi 6500V . Giaù trò bình thöôøng laø hôn 330V cho 1 vaøi öùng duïng ôû nay thì khoâng ñuû vaø nhöõng caáu hình phaûi keát noái thaønh daõy(boä). Caùi naøy thì deã daøng ñaït ñöôïc vôùi IGBTs hôn laø vôùi nhöõng caáu hình naêng löôïng khaùc xöùng ñaùng ñeå cho pheùp keát noái cuûa chæ soá ñieän aùp ñieàu khieån , chuyeån maïch nhanh , bình phöông SOA . Hình 2.22 chæ ra caùch 2 IGBTs coù theå keát noái trong boä . Trong thôøi gian raát nhanh , laø caân baèng bôû tuï noù coù theå nhoû hôn 1 doøng ñieän töông töï söû duïng BJTs hay Thyristor . Suoát thôøi gian chuyeån maïch, söï khaùc bieät trong thôøi gian treã töø 1 caáu hình ñeán thöù khaùc seõ ñöùng ñaàu ñeå ñieän aùp khoâng caân baèng . Doøng ñieän cöïc (+), ñöôïc bieåu dieãn baèng ñöôøng zener vaø IGBT, giôùi haïn Vce ñeå 1 giaù trò nhoû ñieän aùp cao hôn ñieän aùp ñaùnh thuûng cuûa zener. Coång ñieàu khieån ñieän aùp nghóa laø doøng nhoû thì caàn thieát vaø chaùc chaùn chuyeån maïch nhanh. IGBT thì coù theå thay theá caùch vaän haønh naøy vì bình phöông SOA -Caáu hình coù theå keát noái ñoàng thôøi ñeà taïo neân naêng löôïng chuyeån maïch vôùi taàm khoûang vaøi KA. Khi söû duïng caáu hình vôùi nhieät ñoä ,heä soá nhieät ñoä cöïc (+) nhoû hay khoâng quaù taàm thì ñöôïc HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 15
  17. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 ñoøi hoûi.Khi söû duïng caáu hình vôùi heä soá nhieät ñoä cöïc (-), noù thöôøng ñeå choïn caàu hình vôùi cuøng Vce (sat) vaø aùp duïng 1 heä soá quaù taàm THYRISTOR COÅNG DAØI HAÏN TROÏN VEÏN (IGCT) -IGCT laø 1 söï tieán boä cuûa GTO vaø coù cuøng caáu truùc caáu hình thieát yeáu.Vaäb haønh vôùi 1 turn off ñoä khuyeách ñaïi 1. 3-5 cho GTO ñaït ñöôïc turn off nhanh hôn vaø ñoøi hoûi cho khöû nhieàu . Ngoaøi ra ñeå cheá ñoä chính xaùc cho off söï quy naïp doøng coång phaûi raát chaäm. Ñeå ñaït ñöôïc nhö vaäy doøng coång laø troïn veïn vaøo caáu hình –IGCT coù theå duøng coù hay khoâng coù diot ñoàng thôøi. -Gioáng vôùi 1 GTO ,IGCT laø 1 caáu hình 4 lôùp vôùi caáu truùc coång kyõ thuaät soá cao. Caáu hình coù theå khôûi ñoäng vaøo cheá ñoä on baèng caùch öùng duïng 1 doøng ñieän cöïc(+) cho pheùp doøng qua giuõa Anot vaø Catot. 1 laàn chuyeån maïch treân doøng thì chæ sai ñònh möùc bôûi doøng ngoøai. Ñieän aùp cheá ñoä on thì thöôøng laø 3V cho caáu hình 4500V ñònh möùc. Turn off coù theå ñaït ñöôïc baèng caùch ñaûo cheäch doøng naêng löôïng chính hay caùch bình thöôøng hôûn laøtaùch doøng töø coång . Doøng ñuû thì taùch töø coång do ñoù khoâng coù doøng qua ngang coång tôùi Catot vaø caáu hình coù leõ gioáng 1 Transistor PNP. Noù giuùp turn off nhanh vôùi 1 SOA töông töï cho 1 Transistor löôõng cöïc ÑIEÄN AÙP VAØ DOØNG ÑÒNH MÖÙC HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 16
  18. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 -Ñieän aùp toái ña maø noù coù theå bò khoùa ñöôïc ñaïi dieän baèng VDRM ,vôùi caáu hình cho pheùp leân tôùi 5500V . Ñieän aùp naøy thì lôùn hôn ñieän aùp toái ña maø noù coù theå lieân tuïc trong suoát chuyeån off. Traïng thaùi on trung bình vaø r.m.s doøng ñònh möùc.ITAVE vaø ITRMS,doøng taûi lôùn nhaát. Trong traïng thaùi on,caáu hình coù theå chòu ñöôïc doøng vöôït cao, nhöng caáu hình khoâng theå chuyeån sang off nhöõng doøng naøy. Doøng lôùn nhaát , noù coù theå turn off döôùi möùc xaùc ñònh ñöôïc ,laø ITGQM. Nhöõng caáu hình vôùi ñònh möùc leân tôùi 4000A. Doøng ñieàu khieån toái ña gaáp 2 laàn doøng traïng thaùi on HAØNH VI CHUYEÅN MAÏCH VAØ COÅNG TRUYEÀN ÑOÄNG -Turn on laø khôûi taïo baèng öùng duïng cuûa 1 doøng coång(+) leân tôùi 100A. Doøng coång thaáp hôn coù theå ñöôïc söû duïng nhöng noù taêng thôøi gian turn on vaø giôùi haïn coâng di/dt . 1 laàn daãn laø khôûi taïo doøng coù theå bò khöû ñeå doøng phaûn hoài khoûang vaøi A. Cuøng vôùi GTO , noù caàn caáu hình khuyeách ñaïi thaáp taïi doøng Anot thaáp. -Taïi luùc turn on doøng Anot di/dt phaûi bò giôùi haïn ñeå ngaên noùng pots nhö daãn leach ra töø coång vaø cuõng trong nhöõng öùng duïng vôùi 1 diot Free-wheel ñeå giôùi haïn di/dt coù theå khoâng bò ñieàu khieån qua höôùng coång -Ngoøai ra ñeå caáu hình turn off doøng coàng ñuû phaûi bò taùch ra töø caáu hình ñeå haønh ñoäng taùi sinh vaø döøng (haõm taùi sinh). Ñeå cho pheùp vaän haønh vôùi ít hay khoâng snubber vaø ít toån hao switch off nhaát. 1 boä khuyeách ñaïi turn off 1 ñöôïc söû duïng. Vaø noù phaûi hoøan thaønh ñuû nhanh ñeå traùnh doøng Redistribution trong caáu hình noù seõ noùng pots . Trong 1 thieát keá GTO chuaån , coång ñieän caûm laø cuûa caùi khaùc , khoûang 50nH. Ñeå chuyeån 1 doøng Anot 2000A ra khoûi coång trong 1us ñoøi hoûi 100V . Ñieàu naøy daãn ñeán toån hao naêng löôïng coång truyeàn ñoäng raát cao.Vaø cuõng vöôït quaù ñieän aùp ñaùnh thuûng coång,xaáp xó 20V. Bôûi troïn veïn , coång truyeàn ñoäng ñôn vò vaøo IGCT boä phaän 1 ñieän caûm khoûang 5nH thì ñaït ñöôïc. Giôø chæ 10V thì coù theå yeâu caàu ñaït ñöôïc , yeâu caàu doøng coång di/dt, naêng löôïng coång truyeàn ñoäng bò khöû vaø ñieän aùp ñaùnh thuûng thì khoâng bò vöôït quaù. HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 17
  19. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 -Ñeå chuyeån doøng coång lôùn ñoøi hoûi 1 maûng cuûa MOSFET ñieän aùp thaáp ñöôc söû duïng caëp tôùi 1 baûng cuûa tuï phaân cöïc thaáp.Naêng löôïng tieâu hao, coång truyeàn ñoäng coù theå saáp xæ 80W cho 700A caáu hình chuyeån maïch ôû 500Hz -Cuøng vôùi 1 GTO, 1 IGCT coù thôøi gian on hay off nhoû nhaát.Thôøi gian nhoû nhaát khoûang 10us, ñöôïc ñònh bôûi 1 söï kieän lieân tuïc cuûa yeâu caàu thôøi gian cho CÑDÑ baêng qua chip ñeå beàn vaø cho doøng coång truyeàn ñoäng chuaån bò cho laàn cghuyeån maïch keá tieáp. Taàn soá chuyeån maïch trung bình lôùn nhaát laø 500Hz, maëc duø coù theå taêng leân 2KHz vôùi coång ñôn vò vaø vaøi doøng roø trong doøng ñònh möùc -Trong söï kieän cuûa doøng ngaén khuyeát,caáu hình phaûi chuyeån sang turn off tröôùc khi doøng Anot taêng ñeán cao nhaát hay ñieàu khieån seõ bò toån hao vaø caáu hình maát taùc duïng. CAÁU HÌNH NAÊNG LÖÔÏNG VAØ NHÖÕNG CHAÁT KHAÙC +Thyristor ñieàu khieån MOS -MCT ñaõ ñöôï phaùt trieån ñeå khai thaùc cheá ñoä toån hao thaáp cuûa 1 Thyristor vôùi naêng löôïng coång truyeàn ñoäng thaáp vaø haønh vi ñieàu khieån ñaày ñuû cuûa 1 MOSFET. Kyù hieäu vaø doøng ñieän cuûa MCT ñöôïc trình baøy ôû hình 2.25 -Caùch vaän haønh thì deã daøng ñeå hieåu töø doøng ngang ôû traïng thaùi turn off . MOSFET thì turn on, noù giöõ caáu hình PNP turn off. Vaø MCT coù theå khoùa ñieän aùp cöï(+) Anot Catot. Ñeå môû,FET ñang taét vaø phaûi turn on FET chuyeån maïch on. Noù cung caáp doøng cô baûn ñeå Transistor NPN vaø taùi sinh naêng löôïng vôùi thyristor chuaån. 1 laàn ôû traïng thaùi on, MCT coù 1 tuï töông töï ñeå 1 Thyristor vaø Drop ñieän aùp thaáp khoûang 1-2V. Ñeå turn off MCT, FET dang off 1 laàn nuõa döôïc turn on. Doøng ngaén naøy Thyristor PND cô baûn vaø haõm taùi sinh vaø caáu hình taét trong 1 maner raát töông töï, ñeå duøng cho GTO -Maëc duø MCT thöôøng toån hao traïng thaùi on thaáp , naêng löôïng coång truyeàn ñoäng thaáp, ñoù laø giôùi haïn quan troïng , traùnh duøng sai caáu hình. Coång cheäch phaûi ñöôïc baûo döôõng ôû moïi thôøi ñieåm ñeå chaéc raèng caáu hình turn off, khoâng gian vaän haønh chuyeån maïch an toøan laø giôùi haïn cho 1 nöûa ñieän aùp ñònh möùc ôû doøng ñònh möùc. Nhöõng caáu hình ñaõ ñöôïc laøm vôùi ñònh möùc toái ña xaáp xó 1500V,100A +MOS turn off Thyristor -MTO thì raát gioáng trong nhöõng ñieåm vôùi MCT vaø GCT , kyù hieäu vaø doøng ñöôïc bieåu dieãn ôû hình 2.26. Trong vaøi caáu hình naêng löôïng khaùc, MTO laø 1 caáu hình 4 cöïc . Trong vieäc boå sung cho cöïc naêng löôïng chính, noù coù 2 coång cöïc, 1 on vaø 1 off. -Nhö ñaõ thaáy töø luoàng doøng , MTO noái vôùi 1 GTO, caùi coù theå chòu traùch nhieäm cho cheá ñoä vaø 1 MOSFET, caùi chæ coù theå duøng suoát thôøi gian off. Ñeå turn on, doøng phaûi chaïy vaøo coång on. 1 laàn cheá ñoä laø khôûi taïo vaø baét ñaàu vaø doøng Anot bò giôùi haïn duy nhaát bôûi doøng ngoøai. Gioáng vôùi GTOs, v2IGCTs 1 doøng Back-porch khoûang vaøi A rieâng laø yeâu caàu ñeå chaêùc raèng caáu hình vaãn turn on vôùi ñieän aùp nhoû nhaát. Ñeå taét Back-porch turn off cöïc coång chuyeån maïch naøy leân treân MOSFET vôùi doøng truyeàn ñoäng ra ngoaøi coång cöôõng böùc, doøng coång ñuû thì chaïy ngöôïc ñeå 1 boä khuyeách ñaïi cheá ñoä turn off, caùi giöõ turn off nhanh hôn cho 1 GTO vaän haønh ôû 1 boä khuyeách HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 18
  20. Chương 2- Control Techniques Drives and Controls Handbook – Page 51->87 ñaïi turn off 3-5 . Nhö MOSFET turn off thì troïn veïn vaøo MTO, tuï thì ñuû thaáp ñeå chaéc laø doøng coång coù theå removed ñuû nhanh ñeå traùnh toån hao trong luùc turn off. - caáu hình ñaõ ñöôïc laøm vôùi ñònh möùc leân tôùi 4500V, 500A, vôùi keá hoïach cho ñònh möùc leân baèng ñònh möùc cuûa GTOs SILICON CARBIDE (SiC) -Ña soá phaàn chính caáu hình baùn daãn söû duïng Silicon(Si) nhö laø vaät lieäu caên baûn , maëc duø kyõ thuaät tieán boä phaùt trieån raát toát. Si coù vaøi haïn cheá cho caáu hình naêng löôïng , haàu heát chiu ñöôï nhieät ñoä cao nhaát laø 125-175’C. Baèng caùch söû duïng SiC laøm vaät lieäu chính , caáu hình coù theå vaän haønh vôùi nhieät ñoä 250-380’C, xa hôn nöõa, SiC coù 1 ñoä beàn gaáp 5 laàn Si . Overall SiC coáng hieán caáu hình toån hao thaáp chuyeån maïch nhanh hôn vaø nhieät ñoä vaän haønh cao hôn. Noù laøm caáu hình ñònh möùc taïi hôn 1 vaøi A khoâng theå giôùi thieäu . Maëc duø noù thì ñöôïc döï tính thay theá toøan boä trong 5-10 naêm. THIEÁT KEÁ CAÁU HÌNH NAÊNG LÖÔÏNG -Caáu hình naêng löôïng thì coù theå duøng trong 1 haïng roäng 1 söï löïa choïn coù noù ñöôïc trình baøy ôû hình 2.27. 1 thieát keá nhoû nhaát laø thieát keá boùc voû baùnh queá, treân beà maët cuûa chip chæ coù 1 lôùp, chuùng phaûi ñöôïc haøn laïi ñeå 1 baûng in ñieän hay chaát goác khaùc vaø bò giôùi haïn khoûang vaøi traêm VA. Caáu hình thieát keá bình thöôøng laø 1 chip ñôn, cho xuyeân loã hay maët phaúng ñeàu coù theå duøng HTTP://DT05.NET – Dientau05@yahoo.com – Dientau05@gmail.com 19
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2430 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