intTypePromotion=1
ADSENSE

Ứng dụng điện tử công suất trong lĩnh vực truyền động điện

Chia sẻ: Nguyen Hieu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:38

100
lượt xem
18
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu Ứng dụng điện tử công suất trong lĩnh vực truyền động điện giới thiệu tới các ban những kiến thức về cơ sở nguồn dự phòng và linh kiện điện tử; mạch các khối chức năng; các sơ đồ inverter của UPS cơ bản; nhận xét về nguồn UPS; một số hình ảnh minh họa về UPS. Mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng điện tử công suất trong lĩnh vực truyền động điện

  1. Truyeàn Ñoäng Ñieän 1 * Muïc luïc * Chöông 1 : Giôùi thieäu chung .  Chöông 2 : Cô sôû nguoàn döï  phoøng vaø linh kieän ñieän töû . Chöông 3 : Giôùi thieäu maïch  caùc khoái chöùc naêng . Chöông 4 : Caùc sô ñoà inverter  cuûa UPS cô baûn . Chöông 5 : Nhaän xeùt veà  nguoàn UPS . Chöông 6 : Ví duï minh hoïa .  Chöông 7 : Ñaùnh giaù . 
  2. Truyeàn Ñoäng Ñieän 2 Chöông 8 : Moät soá hình aûnh minh hoïa veà boä nguoàn UPS . CHÖÔNG1: GIÔÙI THIEÄU CHUNG ÑAËT VAÁN ÑEÀ: - Ñieän laø nguoàn naêng löôïng khoâng theå thieáu ñöôïc trong sinh hoaït ñôøi soáng haèng ngaøy cuûa con ngöôøi cuõng nhö trong vieäc saûn xuaát kinh doanh. Hieän nay nöôùc ta ñang treân ñöôøng hieän ñaïi hoùa, coâng nghieäp hoùa ñaát nöôùc. Vì theá nguoàn cung caáp ñieän ñöôïc quan taâm haøng ñaàu. - Thöïc teá ñaõ coù nhieàu nhaø maùy ñieän coù coâng ñuû lôùn ñeå ñaùng öùng cho nhu caàu sinh hoaït cuûa ngöôøi daân vaø coâng vieäc saûn xuaát cuûa caùc coâng ty, xí nghieäp. Beân caïnh ñoù, vieäc cung caáp moät nguoàn ñieän oån ñònh laø heát söùc caàn thieát vì noù coù aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa caùc thieát bò ñieän – ñieän töû vaø gaây ra nhöõng haäu quaû khoâng theå löôøng ñöôïc. Vaø quan troïng hôn, vieäc moät soá thieát bò ñoøi hoûi phaûi cung caáp moät nguoàn ñieän lieân tuïc nhö maùy vi tính ñeå löu laïi döõ lieäu khi nguoàn ñieän löôùi bò maát. Ñoù laø vaán ñeà caàn ñöôïc quan taâm. MUÏC ÑÍCH YEÂU CAÀU: - Ñeå ñaùp öùng nhu caàu cung caáp ñieän ngaøy caøng cao cuûa caùc thieát bò ñieän – ñieän töû hieän ñaïi, thì ñoøi hoûi nguoàn ñieän cung caáp phaûi ñaït chaát löôïng oån ñònh cao cuõng nhö vieäc trang bò caùc thieát bò ñieän döï phoøng vaø ñöa vaøo söû duïng khi nguoàn ñieän löôùi bò maát hoaøn toaøn. - Vì vaäy, chuùng ta caàn tìm hieåu caùch hoaït ñoäng cuûa caùc thieát bò ñieän – ñeän töû ñang ñöôïc söû duïng ñeå cung caáp nguoàn ñieän döï tröõ kòp thôøi. Ví duï nhö maùy vi
  3. Truyeàn Ñoäng Ñieän 3 tính ñoøi hoûi thôøi gian chuyeån ñoåi töø nguoàn ñieän löôùi sang nguoàn ñieän döï tröõ phaûi ñuû nhoû ñeå traùnh maát döõ lieäu vaø nhöõng haäu quaû khaùc. GIÔÙI HAÏN ÑEÀ TAØI: - Vieäc chuyeån ñoåi ñieän aùp töø moät chieàu (DC) sang xoay chieàu (AC) vaø vieäc chuyeån maïch caáp ñieän laø nhöõng phaàn quan troïng trong boä nguoàn döï phoøng, noù ñaûm baûo cho thieát bò hoaït ñoäng bình thöôøng nhö khi söû duïng nguoàn ñieän löôùi oån ñònh. Trong phaïm vi ñeà taøi naøy, nhoùm chæ thöûc hieän trong phaïm vi haïn heïp laø döï phoøng cho nguoàn ñieän 1pha xoay chieàu.  NOÄI DUNG ÑEÀ TAØI:  Chöông 1 : Giôùi thieäu chung  Chöông 2 : Cô sôû nguoàn döï phoøng vaø linh kieän ñieän töû  Chöông 3 : Giôùi thieäu maïch caùc khoái chöùc naêng  Chöông 4 : Caùc sô ñoà inverter cuûa UPS cô baûn  Chöông 5 : Nhaän xeùt veà nguoàn UPS  Chöông 6 : Ví duï minh hoïa  Chöông 7 : Ñaùnh giaù   Chöông 8 : Moät soá hình aûnh minh hoïa veà boä nguoàn UPS CHÖÔNG2: CÔ SÔÛ NGUOÀN DÖÏ  PHOØNG VAØ LINH KIEÄN ÑIEÄN  TÖÛ
  4. Truyeàn Ñoäng Ñieän 4 Ñaïi cöông veà caùc linh kieän baùn daãn: Diode:linh kieän chæ cho doøng ñieän ñi qua noù theo 1. moät chieàu nhaát ñònh. + Caáu taïo vaø kyù hieäu: Ñaëc tính : +
  5. Truyeàn Ñoäng Ñieän 5 Trasistor:(BJT):linh kieän chuyeån doøng ñieän töø 2. moäât giaù trò nhoû sang moät giaù trò doøng lôùn hôn. Caáu taïo vaø kyù hieäu: +
  6. Truyeàn Ñoäng Ñieän 6 Ñaëc tính: + Trasistor tröôøng:linh kieän chuyeån töø ñieän aùp 3. khieån nhoû sang doøng ñieän lôùn hôn.
  7. Truyeàn Ñoäng Ñieän 7 Caáu taïo vaø kyù hieäu: +
  8. Truyeàn Ñoäng Ñieän 8 Ñaëc tính: + 4. UJT:
  9. Truyeàn Ñoäng Ñieän 9 Caáu taïo vaø kyù hieäu: + Ñaëc tính: +
  10. Truyeàn Ñoäng Ñieän 10   IGBT:  5. Caáu taïo vaø kyù hieäu: +
  11. Truyeàn Ñoäng Ñieän 11 Ñaëc tính: Sô ñoà töông ñöông Ñaïi cöông veà nguoàn döï phoøng (ups): IGBT Sô ñoà khoái vaø yù nghóa cuûa caùc khoái 1. chöùc naêng:
  12. Truyeàn Ñoäng Ñieän 12 Sô ñoà khoái: + TỪ M AÏC H C HÆ N H BO Ä L Ư ỚI N AÏ P VAØ L ÖU Ñ O ÅI B AÛ O N G U ỒN Ñ I EÄN VEÄ A C CU BO Ä Ñ I EÀU   KH I Ể N TAÛI YÙù nghóa cuûa sô ñoà khoái: + Khoái chænh löu: chuyeån töø ñieän xoay chieàu sang ñieän aùp moät chieàu o cung caáp cho caùc khoái phía sau (maïch naïp,boäbieán ñoåi,boä dieàu khieån) vaø laø nguoàn naïp ñieän cho acquy löu ñieän . Ñaây laø moät trong nhöõng thaønh phaàn quan troïng quyeát ñònh tính oån ñònh cuõng nhö hieäu quaû cung caáp ñieän . o Khoái naïp vaø baûo veä accu: Khoái naïp: ñaây laø moät maïch ñieän töû coù coâng suaát khaù nhoû, chuyeân thöïc hieän tính naêng naïp ñieän cho acquy. Do yeâu caàu laø acquy luoân phaûi naïp ñaày khi coù ñieän nguoàn neân maïch naïp phaûi coù tính oàn ñònh cao, ñoä tin caây cao.Chæ caàn coù moät trong nhöõng sô suaát nhoû laø aïnh höôûng saâu roâng tôùi caùc khoái phía sau cuõng nhö thieát bò caàn nguoàn döï phoøng. Caùc linh kieän ñieän töû trong maïch cuõng phaûi chòu noài doøng ñieän naïp. Moät trong nhöõng ñieàu quan troïng vôùi maïch naïp laø phaïi bieát khi naøo acquy ñaõ ñaày ñieän ñeå töï ngaét doøng ñieän naïp, ñoàng thôøi phaûi naïp laïi ñieän neáu acquy thieáu ñieän. Khoái accu: Moät trong nhöõng thaønh phaàn quan troïng caáu taïo neân boä o löu ñieän laø nguoàn ñieän löu tröû. Chính noù quyeát ñònh moät soá ñaëc tính kyõ thuaät cuûa UPS( thôøi gian löu ñieän, doøng ñieän,coâng suaát...). Thöôøng ngöôøi ta thöôøng söû duïng acquy,hay pin ñeå löu tröû ñieän moät chieàu.Nguoàn naøy seõ ñöôïc naïp thöôøng xuyeân bôûi maïch naïp .Ñeå naâng cao ñoä tin caäy cung caáp ñieän ngöôøi ta thöôøng duøng nhieàu acquy,hay pin maéc song song vôùi nhau ñeå taêng coâng suaát cuûa nguoàn.
  13. Truyeàn Ñoäng Ñieän 13 Khoái ñoåi ñieän: Ñaëc ñieåm cuûa moät soá thieát bò laø o phaûi hoaøn taát moät soá coâng ñoaïn nhaát ñònh trong thôøi gian maát ñieän.Ta phaûi tieán haønh caáp nguoàn döï phoøng trong khoaûn thôøi gian ngaén ñoù .Moät trong nhöõng vaán ñeà quan taâm laø ña soá caùc thieát bò trong coâng nghieäp,cuõng nhö daân duïng hieän nay ñieàu söû duïng nguoàn ñieän xoay chieàu coù taàn soá 50-60hz. Nguoàn ñieän naøy raát khoù löu tröû,trong khi ñieän moät chieàu laïi deã o Boä ñieàu khieån: Ñaây cuõng laø moät maïch ñieän töû (coù theå baèng tay) chuyeân duøng ñeåñieàu khieån vieäc chuyeån ñoåi giöûa vieäc söû duïng tröïc tieáp löôùi ñieän vôùi vieän söû duïng ñieän aùp ra bôûi boä bieán ñoài ñieän aùp moät chieàu xoay chieàu. Taûi: laø thieát bò tieâu thuï ñieän naêng caàn coù ñieän o haàu nhö lieân tuïc. Yeâu caàu cuûa boä nguoàn UPS: 2. Ñieän aùp ra phaûi oån ñònh. o Taàn soá ra gaàn daïng sine nhaát(thaønh phaàn baäc moät), o vaø ít soùng haøi baäc cao nhaát. o Ít can nhieåu thieát bò ñieän cuõng nhö heä thoáng voâ tuyeán ñieän. o Coâng suaát vaø doøng ra ñaùp öùng ñöôïc phuï taïi tieâu thuï ñieän. o Coâng suaát tieâu toán thaáp nhaát. o Tuoài thoï caøng laâu caøng toát. o Thôøi gian löu ñieän caáp cho thieát bò. CHÖÔNG 3:GIÔÙI THIEÄU MAÏCH CAÙC KHOÁI CHÖÙC NAÊNG
  14. Truyeàn Ñoäng Ñieän 14 CHÆNH LÖU: Chöùc naêng cuûa boä chænh löu laø cung caáp nguoàn ñieän – moät chieàu oån ñònh, coù ñoä dôïn soùng raát nhoû cho boä ñoåi ñieän cuõng nhö laø naïp vaøo Accu, ñoàng thôøi cuõng ñaûm baûo ñieän aùp laøm vieäc cuûa diode. Thoâng thöôøng, ñoái vôùi caùc nguoàn chænh löu coù ñieän aùp nhoû, doøng ñieän nhoû thì vieäc chænh löu maéc theo sô ñoà sao moät pha laø hôïp lyù. Ñieän aùp ra thöôøng naèm trong caùc möùc 12\24\36\48V, tuøy theo dung löôïng cuûa UPS. - Daïng soùng ñieân aùp : -Maïch chænh löu toaøn kyø boán Diode D1,D2,D3,D4,ñöôïc cung caáp nguoàn xoay chieàu töø löôùi ñieän 220V coù taàn soá f = 50 Hz, haï aùp xuoáng phía thöù caáp U2 nhö hình     Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch :     Soâ ñoà chænh löu Giaû söû baùn kyø ñaàu döông : Doøng ñieän ñi – caàu 1 pha pha töø A qua D1, qua phuï taûi R, qua D3 vaø trôû veà B. Vaäy trong baùn kyø naøy D1,D3 daãn, coøn D2 vaø D4 ngaét. Baùn kyø sau : Doøng ñieän ñi töø B qua D2 qua R vaø qua D4 trôû veà A u 2um 0.9u I DC DC R L R L R L KHOÁI ÑIEÀU KHIEÅN:
  15. Truyeàn Ñoäng Ñieän 15 Caùc ñaëc 1. tröng cuûa ton toff xung: +V C C Xung ñieàu khieàn ñöôïc ñaëc tröng bôûi caùc thoâng soá sau: Taàn soá cuûa xung(chu kyø xung) 0 Thôøi gian coù xung (thôøi T gian ngaét chung) treân thôøi gian moät chu kyø. 2. Caùc thoâng soá cuûa xung: - Xung ñieàu khieån ôû ñaây laø tín hieäu ñieàu khieån boân phaän laùi trong khoái bieán ñoåi dc\ac.Moät xung ñieàu khieån phaûi ñaõm baûo ñoä oån ñònh cao (taàn soá khoâng ñoåi,bieân ñoä oån ñònh, khoâng bò nhieåu bôûi tín hieäu beân ngoaøi).Theo nguyeân taéc coù theå ñieàu khieån tröïc tieáp baèng soùng sine nhöng nhö theá seõ phaùt sinh nhöõng nhöôïc ñieåm khoâng theå chaáp nhaän ñöôïc(toån hao quaù cao, hieäu suaát thaáp, phaùt noùng cao...).Cho neân trong thöïc teá ngöôøi ta thöôøng söû duïng xung vuoâng ñeå ñieàu khieån.Xeùt veà maët naøy coù nhieàu lôïi ích nhö toån hao trong linh kieän baùn daån thaáp(cheá ñoä baûo hoaø), deå daøng trong vieäc taïo ra xung vuoâng( soùng sine coù taàn soá cao hôn)......Thoâng thöôøng thì nguoàn acquy seõ caáp ñieän khi nguoàn chính maát ñieän vaø khoâng phuï thuoâc vaøo nguoàn acquy löu ñieän khi coù ñieän. Sau ñaây laø moät soá sô ñoà phaùt xung ñieàu khieån.: Caùc sô ñoà phaùt xung vuoâng: 3. Sô ñoà phaùt xung vuoâng duøng dao ñoâng ña haøi :
  16. Truyeàn Ñoäng Ñieän 16 Öu ñieåm: ñôn giaûn reû tieàn, deã cheá taïo, toán ít linh kieän Taàn soá dao ñoâng cuûa maïch laø: 1 f 0,69( R1C1 R2 C 2 ) Sô ñoà phaùt xung vuoâng söû duïng IC NE555 Öu ñieåm: maïch ñôn giaûn laøm vieäc oån ñònh Nhöôïc ñieåm: chæ coù moät tín hieäu ra toán theâm maïch ñaûo Taàn soá cuûa maïch: 1 f 0,69( R1C1 R2 C 2 ) Sô ñoà phaùt xung vuoâng söû Sô ñoà phaùt xung vuoâng söû duïng IC soá: duïng IC NE555 Taàn soá cuûa maïch laø: 1 f 1,69.2.R1C1 Sô ñoà phaùt xung vuoâng söû duïng IC 7404 Sô ñoà phaùt soùng sine duøng op- 4. amp: Sô ñoà phaùt soùng sine duøng cuoän caûm: Sô ñoà phaùt soùng sine baèng
  17. cuoän daây Truyeàn Ñoäng Ñieän 17 Taàn soá cuûa maïch : Sô ñoà phaùt soùng sine duøng tuï ñieän: Taàn soá cuûa maïch : * Ñieàu cheá xung ñieàu khieån: - Vôùi caùc daïng xung ñieàu khieån nhö treân khoâng theå taïo ra ñöôïc daïng soùng sine nhö mong Sô ñoà phaùt soùng muoán maø chæ taïo ra sine baèng tuï ñöôïc ñieän aùp soùng vuoâng. Trong nhieàu thieát bò ñieän töû neáu söû duïng ñieän aùp naøy aûnh höôùng raát lôùn ñeán tính Ñieàu chaát cuûa thieát bò( maùy bieán aùp, vi tính, ñoâng cô khieån H 3 pha) . Chính vì theá ngöôøi ta tieán haønh ñieàu Ñieàu cheá tín hieäu xung naøy thaønh caùc xung nhoû hôn khieån L ñeå ñieàu khieån ñieän aùp boä UPS coù daïng gaàn sine nhaát.
  18. Truyeàn Ñoäng Ñieän 18 - Thoâng thöôøng thì ngöôøi ta tieán haønh ñieàu cheá xung naøy baèng caùch ñieàu cheá ñoä roäng xung (PWM), töùc laø tieán haønh baêm xung vuoâng taïo ñöôïc ôû treân . Phöông phaùp naøy raát phöùc taïp nhöng hieäu quaû raát cao , öu ñieåm laø ñaït ñöôïc chæ tieâu cung caáp ñieän. - Moät trong nhöng phöông phaùp ñöôïc laøm nhieàu nhaát laø tieán haønh taïo ra moät daïng soùng sine chuaån, ñoàng thôøi taïo ra moät soùng tam giaùc . So saùnh daïng soùng tam giaùc vôùi soùng sine taïo ñöôïc ôû treân baèng vi maïch (op-amp) seõ taïo ra ñöôïc xung ñieàu khieån.Ñaïng soùng cuûa xung ñieàu khieån khoâng coøn laø daïng vuoâng nöõa maø laø moät chuoài xung vuoâng coù ñoä roäâng khaùc nhau. - Treân thöïc teá thì, ngöôøi ta chæ chia ra laøm 5 xung leõ trong nöûa chu kyø ñieän aùp. Do doù maø xung ñieàu khieån chæ caàn 5 xung cho moãi chu kyø . KHOÁI OÅN AÙP: - Do acquy laøm vieäc ôû caáp ñieän aùp 12\24\36\48 V neân ñieän aùp nhanh choáng giaûm nhanh, khi ñoù bo nguoàn döï phoøng seõ khoâng ñuû aùp ra . Vì vaäy thöôøng thì ngöôøi ta söû duïng theâm maïch oån aùp vôùi möùc ñieän aùp oàn ñònh thaáp hôn ñieän aùp cuûa acquy.Sau ñaây laø moät soá maïch oån aùp thoâng duïng : 24V 7812 12V + Accu 100 F / 22 F  / ­ 50V 25V MAS S
  19. Truyeàn Ñoäng Ñieän 19 KHOÁI BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP: - Ñaây laø boä phaän quan troïng nhaát cuûa heä thoáng löu ñieän.Chuùng ta khoâng theå döï phoøng ñöôïc ñieän xoay chieàu nhöng ñieän 1 chieàu thì coù theà vaø raát deå daøng.Moät boä phaän coù theå chuyeån ñoåi ñöôïc töø dc sang ac laø moätgiaûi phaùp khaù khaû thi. Cô sôû lyù thuyeát: Sô ñoà ñaåy keùo 2 trasistor : T1 vaø T2 luaân phieân nhau daån ñieän trong moãi chu kyø Baùn kyø ñaàu : T1 daàn, T2 khoâng daãn , doøng vaøo cuoän cuoän n1 treân töø ñaàu coù chaám ñeán ñaàu khoâng chaám Vv i1 t I1min L1 - Do soá amper voøng n1i1 bieán thieân tuyeán tính töø Imin ñeán Imax trong thôøi T gian töø 0 ñeán 2 d Vaäy Vr w2 = = khoâng ñoåi(const) dt - Baùn kyø sau: T1 khoâng daàn, T2 daãn , doøng vaøo cuoän cuoän n1 treân töø ñaàu khoâng chaám ñeán ñaàu coù chaám Vv i1 t I 1 min L1
  20. Truyeàn Ñoäng Ñieän 20 - Do soá amper voøng n1i1 bieán thieân tuyeán tính töø Imin T ñeán Imax trong thôøi gian töø ñeán T 2 d Vaäy Vr = w2 = khoâng ñoåi(const) dt - Ñieän aùp ra coù daïng hình chö nhaät nhö hình veõ. Ñeå tính ñieän aùp ra ta coù : d Vr = w2 , d max min 2 dt 2 max Vaäy Vr= w2 4w2 max f =const T 2 -Töông töï vaäy ta coù : 2 max Vr= w1 4w1 max f =const T 2 - Vaäy : w2 khi 0
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2