Bài giảng Điện tử công suất – Chương 3: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều

Chương 3 - Bộ biến đổi điện áp xoay chiều. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Chức năng và ứng dụng bộ biến đổi điện áp xoay chiều, phân loại bộ biến đổi điện áp xoay chiều, bộ biến đổi áp xoay chiều một pha, các phương pháp điều khiển. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điện tử công suất – Chương 3: Bộ biến đổi điện áp xoay chiềuÑHBK TPHCM – KHOA ÑIEÄN & ÑIEÄN TÖÛ – BOÄ MOÂN CCÑ & ÑKH CHÖÔNG III: BOÄ BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP XOAY CHIEÀUI. TOÅNG QUAÙT1.Chöùc naêng : Duøng ñeå ñieàu khieån trò hieäu duïng ñieän aùp xoay chieàu ngoõ ra boä bieán ñoåi coùnguoàn ngoõ vaøo coù daïng ñieän aùp xoay chieàu khoâng ñoåi.2. ÖÙng duïng: - Caùc thieát bò nhieät ñieän (loø ñieän, thieát bò tieâu thuï nhieät ñieän trong gia ñinh) - Ñoùng ngaét ñeøn vaø ñieàu khieån ñoä saùng (treân saân khaâu, ñeøn quaûng caùo…) - Caùc ñoäng cô khoâng ñoàng boä coâng suaát nhoû vaø trung bình (truyeàn ñoäng cuûa caùc maùy quaït, maùy bôm, maùy xay) - Caùc truyeàn ñoäng nhoû vôùi caùc ñoäng cô vaïn naêng coâng suaát nhoû (duïng cuï ñieän caàm tay, maùy saáy, maùy troän) - Heä thoáng buø nhuyeãn coâng suaát phaûn khaùng3. Phaân loaïi: a) Theo soá pha: - 1 pha - 3 pha - m pha b) Theo daïng maïch: - Cô baûn (ñoái xöùng) - Tieát kieäm (khoâng ñoái xöùng) c) Nguyeân taéc ñieàu khieån boä bieán ñoåi: - Ñieàu khieån pha - Ñieàu khieån theo thôøi gian4. Caùc loaïi khoaù xoay chieàu baùn daãn: a) Duøng khoaù TriAC, Thyristor SCR (thöôøng gaëp) : H3.1 H3.1 b) Duøng khoaù BJT, MOSFET, IGBT : H3.2 58ÑHBK TPHCM – KHOA ÑIEÄN & ÑIEÄN TÖÛ – BOÄ MOÂN CCÑ & ÑKH H3.2II. BOÄ BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP XOAY CHIEÀU MOÄT PHA1.Sô ñoà : V1 iz V2 u Z uz H3.3. Boä bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu moät pha taûi ZAùp nguoàn xoay chieàu moät pha coù phöông trình u = U m sin ωtBoä bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu goàm 2 SCR maéc ñoái songTaûi coù theå daïng R, L hoaëc RL2. Phaân tích:2.1. Tröôøng hôïp taûi R: - V1 ñöôïc ñoùng vôùi goùc treã pha α, phaàn soùng döông cuûa ñieän aùp nguoàn ñöôïc ñaët leân taûi. - V2 ñöôïc ñoùng vôùi goùc treã pha α, phaàn soùng aâm cuûa ñieän aùp nguoàn ñöôïc ñaët leân taûi. Quaù trình ñieän aùp vaø doøng ñieän cuûa caùc ñaïi löôïng ñöôïc veõ treân hình H3.3. Caùc traïng thaùi trongmoät chu kyø aùp nguoàn : o Traïng thaùi 0: [0 … α] u z = 0; i z = 0; uV 1 = u = U m sin ωt > 0; iV 1 = 0; (3.1) uV 2 = −uV 1 = −U m sin ωt < 0; iV 2 = 0; 59ÑHBK TPHCM – KHOA ÑIEÄN & ÑIEÄN TÖÛ – BOÄ MOÂN CCÑ & ÑKH ÔÛ thôøi ñieåm ωt = α, tín hieäu kích IG1 > 0 ⇒ Thyristor V1 ñoùng vì thoaû ñieàu kieän khoùa aùp döông vaø ñöôïc kích ñoùng. o Traïng thaùi V1: [α … π] uV 1 = 0; u z = u = U m sin ωt ; iV 1 = i z ; i z = u z ; (3.2) R uV 2 = 0; iV 2 = 0; ÔÛ thôøi ñieåm ωt = π, u=0 ⇒ uz=0 ⇒ iz=0 ⇒ iV1=0 ⇒ SCR V1 ngaét o Traïng thaùi 0: [π … π+α] u z = 0; i z = 0; uV 1 = u = U m sin ωt < 0; iV 1 = 0; (3.3) uV 2 = −uV 1 = −U m sin ωt > 0; iV 2 = 0; ÔÛ thôøi ñieåm ωt = π+α, tín hieäu kích IG2 > 0 ⇒ Thyristor V2 ñoùng vì thoaû ñieàu kieän khoùa aùp döông vaø ñöôïc kích ñoùng. o Traïng thaùi V2: [π+α … 2π] uV 2 = 0; u z = u = U m sin ωt ; iV 2 = −i z ; i z = u z ; (3.4) R uV 1 = 0; iV 1 = 0; ÔÛ thôøi ñieåm ωt = 2π, u=0 ⇒ uz=0 ⇒ iz=0 ⇒ iV2=0 ⇒ SCR V2 ngaét vaø quaù trình laäp laïi töø ñaàu. Giaûn ñoà quaù trình aùp vaø doøng ñöôïc trình baøy treân H3.4 400 300 200 100 , [V] 0 u -100 -200 -300 -400 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 time, [s] 60ÑHBK TPHCM – KHOA ÑIEÄN & ÑIEÄN TÖÛ – BOÄ MOÂN CCÑ & ÑKH 300 200 z, [V] 100 0 u -100 -200 -300 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 ...