ứng dụng của điện tử công suất trong điều chỉnh tốc độ động cơ, chương 8

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

412
lượt xem 206
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bộ biến tần gián tiếp là bộ biến đổi nguồn điện xoay chiều có V1,f1 là hằng số thành nguồn điện xoay chiều có Vr,fr biến đổi, qua khâu trung gian một chiều. Tần số đầu ra được xác định bởi nhịp đóng mở của các thiết bị nghịch lưu. Thiết bị biến tần gián tiếp gồm ba khâu cơ bản. + Khâu chỉnh lưu: biến đổi nguồn xoay chiều sang một chiều. + Bộ lọc: để giảm bớt độ nhấp nhô của áp và dòng ở đầu ra của bộ chỉnh lưu. + Khâu nghịch lưu: biến đổi điện...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: ứng dụng của điện tử công suất trong điều chỉnh tốc độ động cơ, chương 8

Chương 8: BIEÁN TAÀN GIAÙN TIEÁP Boä bieán taàn giaùn tieáp laø boä bieán ñoåi nguoàn ñieän xoay chieàu coù V1,f1 laø haèng soá thaønh nguoàn ñieän xoay chieàu coù Vr,fr bieán ñoåi, qua khaâu trung gian moät chieàu. Taàn soá ñaàu ra ñöôïc xaùc ñònh bôûi nhòp ñoùng môû cuûa caùc thieát bò nghòch löu. Thieát bò bieán taàn giaùn tieáp goàm ba khaâu cô baûn. + Khaâu chænh löu: bieán ñoåi nguoàn xoay chieàu sang moät chieàu. + Boä loïc: ñeå giaûm bôùt ñoä nhaáp nhoâ cuûa aùp vaø doøng ôû ñaàu ra cuûa boä chænh löu. + Khaâu nghòch löu: bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu ñeå ñaët vaøo ñoäng cô. Thieát bò nghòch löu coù theå laø Thyristor hoaëc transistor coâng suaát Hình II-7:Sô ñoà khoái boä bieán taàn giaùn tieáp ÑIEÀ U KHIEÅ N + + nguoà n VdF1 CHÆNH NGHÒCH fr,vr LÖU LOÏ C LÖU - - HSOÁ bieá n ñoå i ÑKÑ Do tính chaát khaùc nhau cuûa caùc khaâu trung gian ta coù hai loaïi bieán taàn laø bieán taàn aùp vaø bieán taàn doøng. 1. Bieán taàn aùp.
a. Bieán taàn aùp duøng Thyristor. Sô ñoà nguyeân lyù bieán taàn aùp duøng Thyristor nhö hình veõ.II-8. Nhoùm chænh löu goàm 6 Thyristor T7 ñeán T12 vöøa laøm chöùc naêng bieán ñoåi daïng ñieän aùp töø xoay chieàu thaønh moät chieàu vöøa coù nhieäm vuï ñieàu chænh giaù trò ñieän aùp v0. Boä loïc phaúng goàm caùc cuoän khaùng ÑK vaø tuï C0. Phaàn chænh löu cuûa nhoùm nghòch löu laø caùc Thyristor T1-T6. Chuùng ñöôïc môû theo thöù töï T1-T2----T6. Caùch nhau 1/6 chu kyø aùp ra. Nhö vaäy taïi moïi thôøi ñieåm coù hai Thyristor môû, moät noái vôùi cöïc döông vaø moät noái vôùi cöïc aâm cuûa ñieän aùp v0. Keát quaû ñieän aùp daây ñaàu ra ñöa vaøo ñoäng cô coù daïng nhö sau.
Hình II-8: Sô ñoà nguyeân lyù vaø ñoà thò ñieän aùp ñaàu ra cuûa boä bieán taàn aùp giaùn tieáp. ÑK ÑK1 T3 T5 T1 D7 D9 D11 + + - - T7 T9 T11 C1 C3 + - C5 Vuf1 D1 D5 ~ D3 a C0 b V0 D4 D6 c D2 C4 C6 ÑKÑ D10 + - + - D12 D8 C2 T10 + - T12 T8 T4 T6 T2 ÑK2 a.Sô ñoà nguyeân lyù boä bieán taàn giaùn tieáp. Vab [V] 2 wt (rad) b. Ñieän aùp ñaàu ra boä bieán taàn giaùn tieáp.
Baèng caùch thay ñoåi khoaûng thôøi gian môû Thyristor ta thay ñoåi ñöôïc thôøi gian chu kyø cuûa ñieän aùp ra, nghóa laø ñieàu chænh ñöôïc taàn soá ra. Ñeå chuyeån maïch giöõa caùc Thyristor ngöôøi ta duøng caùc tuï C1-C6. Giöõa söû duïng trong moät khoaûng naøo ñoù T1 vaø T2 môû, tuï C1 ñöôïc naïp töø nguoàn vôùi cöïc tính nhö hình veõ. Khi cho xung môû T3 tuï C1 phoùng qua T1 vaø T3 taïo ra doøng ñieän khoùa T1 hoã trôï cho T3 môû. Caùc diode D1-D6 ngaên taùc duïng cuûa caùc tuï chuyeån maïch vôùi phuï taûi, laøm cho aùp treân taûi khoâng bò aûnh höôûng bôûi söï phoùng naïp cuûa tuï. Caùc diode D7-D12 taïo moät caàu ngöôïc, coù taùc duïng môû ñöôøng cho doøng ñieän phaûn khaùng töø phía ñoäng cô chaïy veà tuï C0. Doøng ñieän naøy xuaát hieän do söï leäch pha giöõa doøng vaø aùp ñoäng cô. Vaäy tuï C0 coù nhieäm vuï chöùa naêng löôïng phaûn khaùng vì ñoäng vô laø moät taûi ñôn giaûn ñoái vôùi boä nghòch löu maø coù taùc ñoäng moät caùch khaùc nhau vôùi töøng ñieàu hoøa cuûa daïng soùng ñieän aùp. Ñoái vôùi boä nghòch löu aùp daïng soùng naøy gaàn nhö chöõ nhaät. Ñeå duy trì töø thoâng toái öu trong ñoäng cô khoâng ñoàng boä caàn giöõ tæ soá ñieän aùp/taàn soá=const. Moïi bieán thieân taàn soá ñaàu ra cuûa boä nghòch löu ñoøi hoûi phaûi coù bieán thieân aùp. Ñeå giöõ ñöôïc quan heä ñieän aùp/taàn soá=const, ta coù theå aùp duïng phöông phaùp ñieàu cheá beà roäng xung. Ñeå cho ñieän aùp ra coù daïng gaàn vôùi hình sin hôn ngöôøi ta tìm caùch phoái hôïp caùc xung ñieàu khieån boä nghòch löu. Ñieàu naøy ñöôïc thöïc hieän baèng caùch taïo ra moät soùng sin chuaån mong muoán vaø so saùnh noù vôùi moät daûi xung tam giaùc. Giao ñieåm giöõa hai soùng ñoù xaùc ñònh caùc thôøi ñieåm moài caùc Thyristor. Khi muoán giaûm bieân ñoä soùng cô baûn ñi moät nöûa thì soùng chuaån hình sin cuõng phaûi giaûm ñi moät nöûa.
Khi giaûm taàn soá soùng chuaån hình sin thì soá xung ôû moãi chu kyø seõ taêng leân. Ñeå traùnh ñieän aùp coù caùc khoaûng baèng khoâng ngöôøi ta cuõng coù theå ñieàu khieån boä nghòch löu sao cho nguoàn moät chieàu luoân noái vôùi taûi do vieäc moài caùc Thyristor T1 vaø T2 töøng ñoâi moät, vaø moät ñoâi khaùc goàm T3 – T4 – T5 – T6 Xeùt nguyeân lyù laøm vieäc cuûa boä nghòch löu Thyristor theo phöông phaùp ñieàu khieån xung nhö hình sau. + T5 T1 D1 T3 D3 D5 Vo T6 D4 T4 D6 D2 T2 - a b c Hình II-9: Hoaït ñoäng cuûa boä nghòch löu khi ñieàu khieån xung.
Hoaït ñoäng maïch nhö sau: Trong ½ chu kyø cuûa ñieän aùp ra ta ñoùng caét Thyristor moät soá laàn nhaát ñònh giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp ra phuï thuoäc vaøo tyû soá thôøi gian ñoùng môû. Traïng thaùi moät töông öùng vôùi taát caû hai Thyristor T1 vaø T2 cuøng daãn. Doøng ñieän ñi töø nguoàn qua T1 vaø T2 pha a vaø pha c, ñieän aùp Vac=V0. Neáu ta cho T2 ngöng daãn thì luùc ñoù doøng taûi qua T1,D5 vaø Vac=0. Neáu cho T1 ngöng daãn T2 daãn thì doøng taûi qua T2 vaø D4, Vac=0. Neáu T1 vaø T2 ngöng daãn. Doøng ñieän taûi seõ qua D5, D4 vaø ngöôïc chieàu nguoàn ñieän Vac=-V0. Khi T1 vaø T2 cuøng daãn naêng löôïng ñöôïc ñöa töø nguoàn moät chieàu vaøo taûi. Khi T1, T2 ngöng daãn naêng löôïng töø taûi ñöôïc ñöa trôû laïi nguoàn coøn khi coù moät Thyristor daãn thì giöõa nguoàn vaø taûi khoâng coù trao ñoåi naêng löôïng. Ñoà thò bieåu dieãn quaù trình xung ñieän aùp luùc ban ñieàu khieån boä bieán taàn baèng phöông phaùp xung. t1 t2 + v0 t(s) a -v0 0 +v0 b 0 ts) -v0 t2 ts)
t1 c 0 HìnhII-10: quaù trình ñieän aùp khi ñieàu cheá ñoä roäng xung. a. Luùc coù hai traïng thaùi ñieän aùp +V0, -V0. b. Luùc coù hai traïng thaùi ñieän aùp +V0,0,-V0. c. Quaù trình taïo ñieän aùp hình sin. Ñeå taêng toác ñoä vaø hieäu quaû ñoåi chieàu cuûa boä nghòch löu vaø khoâng caàn ñeán boä chuyeån maïch phuï nhö duøng Thyristor thoâng thöôøng. Ngöôøi ta duøng Thyristor khoùa baèng cöïc khieån (GTO) trong khaâu nghòch löu cuûa boä bieán taàn coù ñieàu cheá beà roäng xung. Sô ñoà: Bieán taàn ñieàu cheá beà roäng xung vôùi caùc Thyristor khoùa baèng cöïc khieån. Sô ñoà maïch ñieän: ÑK Maïc h baûo veä D5 D3 D1 T3 T5 D7 D9 D11 T1 Vdf1 1 C Const D10 D12 D8 T4 D6 T6 D2 T2 ÑKÑ D4
* Bieán taàn coù ñieàu cheá beà roäng xung vôùi caùc Thyristor khoùa baèng cöïc khieån. Daïng soùng ñieån hình khi coù boä ñieàu cheá beà roäng xung. Caùc daïng soùng doøng ñieän cho thaáy roõ vieäc giaûm caùc ñieàu hoøa doøng ñieän, so vôùi daïng soùng nhaän ñöôïc cuûa boä nghòch löu coù daïng soùng gaàn nhö chöõ nhaät
a 0 b c Hình II-11: Caùc daïng soùng cuûa boä nghòch löu ba pha coù ñieàu cheá ñoä roäng xung.