CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU

Bộ băm điện áp cho phép, từ một nguồn điện một chiều Us tạo ra điện áp tải Ud cũng là điện một chiều nhưng có thể điều chỉnh được. Thiết bị băm điện áp được sử dụng nhiều trong truyền động đầu máy chạy điện trong giao thông đường sắt, ôtô chạy điện, xe vận chuyển hàng trong nhà máy, trên bến cảng, v.v…
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU CHƯƠNG 3: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU ( Bộ băm điện áp 1 chiều)MỤC TIÊU THỰC HIỆN:- Nắm được nguyên lý họat động của các sơ đồ khác nhau của bộ biến đổi điện áp 1 chiều.- Các công thức tính điện áp, dòng điện, độ nhấp nhô dòng điện trên tải.- Ứng dụng của bộ biến đổi điện áp 1 chiều.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ BĂM ĐIỆN ÁP Bộ băm điện áp cho phép, từ một nguồn điện mộtchiều Us tạo ra điện áp tải Ud cũng là điện một chiềunhưng có thể điều chỉnh được. Thiết bị băm điện áp được sử dụng nhiều trongtruyền động đầu máy chạy điện trong giao thông đườngsắt, ôtô chạy điện, xe vận chuyển hàng trong nhà máy,trên bến cảng, v.v… Bộ băm điện áp thường được kí hiệu bằng một cầudao mở kèm theo chữ H, hoặc một Thyristor có haicổng điều khiển. Tuỳ theo mục đích sử dụng người ta có sơ đồHacheur nối tiếp và Hacheur song song.3.1. HACHEUR NỐI TIẾP (băm áp một chiều nối tiếp) 1.Nguyên lý băm áp một chiều nối tiếp: H U + Ud U1 U1 Ud Zd t _ 0 t1 t2 a. TCK b.HÌNH 3.1 a. s¬ ®å nguyªn lÝ; b. ®−êng cong ®iÖn ¸p.• Sơ đồ nguyên lý băm áp một chiều nối tiếp giới thiệu ở hình 3.1 a theo đó phần tử chuyển mạch tạo các xung điện áp mắc nối tiếp với tải.• Điện áp một chiều được điều khiển bằng cách điều khiển thời gian đóng khóa H trong chu kỳ đóng cắt. Trong khoảng thời gian từ 0 ÷ t1 ( hình 3.1b) khóa H đóng điện áp tải bằng điện áp nguồn (Ud = U1). Trong khoảng thời gian từ t1 ÷ t2 ( hình 3.1b) khóa H mở điện áp tải bằng 0 Trị trung bình điện áp một chiều được tính 1t 1 Ud = ∫ U 1 .dt U TCK 0 Ud U1 t1 = UTB U1 Tck t 0 t1 t2 t1• Nếu ε = thì: TCK Tck• Ud = ε. U1• F = 1/TCK2. Hoạt động của sơ đồ với tải điện cảm:• Sơ đồ điển hình có dạng W®t =Li2/2 H• Dòng điện được xác định bởi phương trình vi phân: Ld di U1 = R d .i + L d Ud D0 dt Rd ⎛ ⎞ t t − − + I XL ⎜ 1 − e Td ⎟ i = I bd .e Td ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ U,i Ud idTrong đó:• id -- dòng điện tải• Rd – điện trở tải;• Ld – điện cảm tải t• Ibd - dòng điện ban đầu của chu kỳ đang xét (mở hay đóng khóa H);• IXL -- dòng điện xác lập của chu kỳ đang xét ( khi khóa H đóng, khi H mở IXL = 0• Td = L d - hằng số thời gian điện từ của mạch Rd• Độ nhấp nhô dòng điện được tính: (1 − ε ).ε .U 1 .TCK (1 − ε ).ε .U 1 ΔI = = 2 Ld 2 Ld . f x Từ biểu thức ta thấy rằng, biên độ dao động dòng điện phụ thuộc vào:• điện áp nguồn(U1);• độ rộng xung điện áp (ε );• điện cảm tải (Ld)• và chu kỳ chuyển mạch khóa H (TCK)• Các thông số: điện áp nguồn cấp,độ rộng xung điện áp phụ thuộc yêu cầu điều khiển điện áp tải, điện cảm Ld là thông số của tải. Do đó để cải thiện chất lượng dòng điện ( giảm nhỏ ΔI) có thể tác động vào TCK.• Như vậy, nếu chu kỳ chuyển mạch càng bé ( hay tần số chuyển mạch càng lớn) thì biên độ đập mạch dòng điện càng nhỏ, chất lượng dòng điện một chiều càng cao. Do đó bộ điều khiển này thường được thiết kế với tần số cao hàng chục kHz. • Có thể minh họa bằng giản đồ dòng điện, điện áp cho hai tần số khác nhau. U,iU,i Ud id t t a) b) 3. Các sơ đồ động lực của băm áp nối tiếp T1Các sơ đồ điển hình: ...