Bài giảng Điện tử công suất – Chương 4: Bộ biến đổi điện áp một chiều

Chương 4 - Bộ biến đổi điện áp một chiều. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Bộ giảm áp, bộ tăng áp, bộ đảo dòng, bộ tổng quát, phương pháp điều khiển. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điện tử công suất – Chương 4: Bộ biến đổi điện áp một chiều CHÖÔNG IV BOÄ BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP MOÄT CHIEÀU (BBÑAMC)I. Boä giaûm aùpHình 4.1 trình baøy sô ñoà nguyeân lyù cuûa boä giaûm aùp. Hình 4.1(b) laø daïng soùng ngoõ ra cuûa boäBBÑAMC loaïi naøy. Khoùa baùn daãn S coù theå duøng caùc linh kieän ñieän töû coâng suaát khaùc nhaunhö thyristor vaø maïch taét, GTO, MOSFET, transistor coâng suaát … Hình 4.1: Boä giaûm aùpCaùc phöông phaùp ñieàu khieån khoùa S coù theå chia laøm hai loaïi:- Ñieàu khieån tæ leä thôøi gian (Time Ratio Control)- Ñieàu khieån doøng (Current Limit Control)Phöông phaùp ñieàu khieån tæ leä thôøi gian coù theå chia laøm hai caùch:- Taàn soá coá ñònh: chu kyø ñoùng caét T khoâng ñoåi, thôøi gian daãn ton thay ñoåi ñeå thay ñoåi γ .- Taàn soá thay ñoåi: γ thay ñoåi baèng caùch giöõ ton coá ñònh vaø thay ñoåi T hoaëc baèng caùch thay ñoåi caû ton vaø T.Vôùi phöông phaùp thay ñoåi γ baèng caùch giöõ ton coá ñònh, taàn soá ñoùng caét seõ raát thaáp neáu caàn ñaïtñieän aùp ra Vd nhoû. Taàn soá ñoùng caét thaáp cuûa boä BBÑAMC seõ aûnh höôûng khoâng toát ñeán ñaëctính taûi. Ngoaøi ra, vieäc thay ñoåi taàn soá hoaït ñoäng cuûa boä BBÑAMC seõ gaây khoù khaên cho vieäcthieát keá maïch loïc ngoõ vaøo cuûa boä BBÑAMC. Do ñoù, phöông phaùp thay ñoåi taàn soá ít khi ñöôïcsöû duïng.Vôùi phöông phaùp ñieàu khieån doøng , γ ñöôïc ñieàu khieån giaùn tieáp baèng caùch ñieàu khieån doøngtaûi bieán thieân giöõa hai giaù trò giôùi haïn treân vaø döôùi quanh giaù trò doøng taûi caàn thieát. Thôøi gianON vaø OFF cuûa khoaù S ñöôïc thay ñoåi moät caùch töï ñoäng. Khi doøng taûi giaûm ñeán giaù trò giôùihaïn döôùi , khoùa S ñöôïc kích daãn (ON), taûi ñöôïc noái vôùi nguoàn vaø doøng taêng leân. Khi doøng taûitaêng ñeán giaù trò max ñaët tröôùc, khoùa S ñöôïc kích taét (OFF) vaø taûi ngaét ra khoûi nguoàn. Sai leächgiöõa giôùi haïn treân vaø döôùi cuûa doøng chính laø dôïn soùng doøng. Dôïn soùng doøng caøng nhoû, taàn soáñoùng ngaét cuûa S caøng taêng cao. Lôïi ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø ñieàu khieån tröïc tieáp doøngtaûi, do ñoù coù theå thieát keá ñeå traùnh ñöôïc hieän töôïng doøng giaùn ñoaïn. 73Vieäc giaûi tích hoaït ñoäng cuûa maïch hình 4.1 döïa treân caùc giaû thieát sau:- Maïch loïc L-C duøng ñeå giaûm nhaáp nhoâ cuûa aùp vaø doøng ngoõ vaøo boä BBÑAMC. Neáu giaû thieát boû qua toån hao treân maïch loïc vaø tuï C ñuû lôùn, ñieän aùp ngoõ vaøo boä BBÑAMC coù theå giaû thieát khoâng ñoåi vaø baèng V.- Tuyø thuoäc ñieän caûm maïch phaàn öùng vaø taàn soá hoaït ñoäng cuûa boä BBÑAMC, doøng qua taûi coù theå ôû cheá ñoä lieân tuïc hoaëc giaùn ñoaïn. Tuy nhieân, vôùi caùc linh kieän baùn daãn hieän nay, boä BBÑAMC coù theå hoaït ñoäng ôû taàn soá ñuû cao ñeå doøng taûi luoân laø lieân tuïc ôû cheá ñoä hoaït ñoäng bình thöôøng. Cheá ñoä doøng giaùn ñoaïn luùc naøy chæ coù theå xaûy ra ôû giai ñoaïn quaù ñoä. Do ñoù, neáu khaûo saùt ôû cheá ñoä xaùc laäp nhö tieán haønh ôû döôùi ñaây, coù theå giaû thieát laø doøng taûi luoân lieân tuïc. V Iö2 Iö1 (c) Doøng iö lieân tuïc V E (d) Doøng iö giaùn ñoaïn (b) : Sô ñoà töông ñöông Hình 4.2Trong khoaûng S daãn (0≤ t ≤ γT), ta coù phöông trình bieåu dieãn maïch phaàn öùng: diRöiö + Lö ö + E = V (4-2) dtTrong khoaûng S taét (γT ≤ t ≤ T), ta coù phöông trình bieåu dieãn maïch phaàn öùng: diRöiö + Lö ö + E = 0 (4-3) dt Trong ñoù: t’ = t - γT 74Giaûi heä phöông trình vi phaân treân vôùi löu yù raèng ôû cheá ñoä xaùc laäp, giaù trò cuûa iö ôû cuoái quaùtrình khoaù S daãn seõ baèng giaù trò iö taïi thôøi ñieåm baét ñaàu quaù trình S taét, ta tính ñöôïc bieåu thöùccuûa iö(t). Töø ñoù , coù theå suy ra doøng Iö1 vaø Iö2 treân hình 3.1 ñöôïc tính theo bieåu thöùc: V ⎛ e γT / τ ö − 1 ⎞ EIö1 = ⎜ ⎟− (4-4) R ö ⎜⎝ e T / τ ö − 1 ⎟⎠ R ö ⎛ 1 − e −γT / τ ö V ⎞ EIö2 = ⎜⎜ ⎟⎟ − ...