Đề cương bài giảng môn Điện tử công suất

Đề cương bài giảng Điện tử công suất được biên soạn nhằm trang bị cho các bạn những kiến thức tổng quan về điện tử công suất; biến đổi DC-DC (Dc-DC Converter); phương thức điều rộng xung (PWM) và một số kiến thức khác. Với các bạn chuyên ngành Điện thì đây là tài liệu hữu ích.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề cương bài giảng môn Điện tử công suất Đề cương bài giảng Điện tử công suất BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT1. Giới thiệu chung về điện tử công suất. 1.1. Khái niệm: Điện tử công suất là chuyên ngành nghiên cứu các phương pháp và các thiết bị dùng để biến đổi và điềukhiển năng lượng điện. Các thiết bị sản xuất của chúng ta sử dụng các loại năng lượng điện khác nhau, có loại dùng điện mộtchiều, có loại dùng điện xoay chiều, các mức điện áp khác nhau, các tần số khác nhau, và đặc biệt là để điềukhiển hoạt động của các thiết bị đó, ta cần điều khiển nguồn năng lượng điện cấp cho nó. Như vậy, biến đổivà điều khiển năng lượng điện là một nhiệm vụ hàng đầu trong tự động hoá sản xuất. Việc biến đổi và điều khiển năng lượng điện trong công nghiệp trước đây chủ yếu sử dụng các relay (rơ-le), dựa vào việc đóng mở các relay mà có được nguồn điện năng theo ý muốn. Tuy nhiên, do yêu cầu ngàycàng cao của thực tiến sản xuất, kèm theo đó là sự tiến bộ của công nghệ bán dẫn đã cho phép chế tạo cácphần tử đóng cắt bán dẫn (không tiếp điểm) công suất lớn nhằm thay thế các mạch relay tiếp điểm –>> ngànhĐiện tử công suất. Như vậy, theo tôi, có thể nói rằng Điện tử công suất tức là dùng các thiết bị điện tử có công suất lớn vớicác thuật toán điều khiển nhằm biến đổi và điều khiển năng lượng điện. 1.2. Nguyên tắc biến đổi tĩnh Các bộ biến đổi điện tử công suất được phân loại dựa vào các Điện xoay chiều –>> Điện một chiều: Cácbộ Chỉnh lưu (Rectifier) điều khiển (dùng Thyristor) hoặc không điều khiển (dùng Diode) tuỳ theo việc ta cócần điều khiển giá trị của dòng điện một chiều ở đầu ra hay không. Điện một chiều –>> Điện xoay chiều: Các bộ Nghịch lưu (Inverter). Các bộ nghịch lưu có khả năngbiến một dòng điện một chiều thành một dòng điện xoay chiều có giá trị điện áp và tần số thay đổi được tuỳvào luật đóng mở các van bán dẫn. Điện một chiều –>> Điện một chiều: Các bộ Băm xung một chiều (còn có tên là Điều áp một chiều,biến đổi điện áp một chiều – DC to DC converter, DC chopper). Các bộ biến đổi này biến dòng điện mộtchiều có giá trị cố định thành dòng điện một chiều có giá trị điện áp, dòng điện điều khiển được. Điện xoay chiều –>> Điện xoay chiều: Các bộ Biến tần (Frequency Drive) trực tiếp (Cycloconverter)hoặc gián tiếp (Inverter). Các bộ biến tần có khả năng biến nguồn điện xoay chiều có giá trị dòng điện, điệnáp và tần số cố định của lưới điện thành dòng điện xoay chiều có giá trị dòng, áp và tần số điều khiển đượctheo ý muốn. Đó chỉ là sự phân loại mang tính chất cơ bản và rất chung chung, khi đi sâu vào từng khía cạnh ta sẽ thấysự phong phú của các loại thiết bị biến đổi điện tử công suất.2. Các linh kiện chuyển mạch dùng trong điện tử công suất (Diode, SCR, DIAC, TRIAC, IGBT, GTO). 2.1. Diode. 2.1.1. Cấu tạo: 1Đề cương bài giảng Điện tử công suất 2.1.2. Đặc tính V-A: Diode lý tưởng gồm 2 trạng thái đóng mở Hình 2.1 Đặc tính của Diode lý tưởng Diode thực tế: Với rR = : điện trở ngược trong diode UBR: điện áp đánh thủng UTO: điện áp rơi trên diode rF = : điện trở thuận trong diode Các thông số chính của diode: - Giá trị điện áp đánh thủng UBR - Giá trị điện áp ngược lập lại URRM. - Giá trị điện áp ngược không lập lại: URSM. - Dòng điện, nhiệt độ làm việc. - Giá trị trung bình cực đại dòng điện thuận I F(AV)M. - Giá trị cực đại dòng điện thuận không lập lại I FSM. 2 Đề cương bài giảng Điện tử công suất 2.1.3. Đo, Kiểm tra và khảo sát Diode 2.1.3.1.Đo. Kiểm tra Diode 2.1.3.2.Khảo sát đặc tuyến Volt – Ampe của Diode2.2. DIAC: (Diod Ac Semiconductor Switch) T2- Caáu taïo, kyù hieäu. N P N T2 T1 T1 Hình 1.70a: Caáu taïo Hình 1.70b: Kyù hieäu, hình daùng- Nguyeân lyù, ñaëc tính vaø caùc thoâng soá kyõ thuaät.Xeùt maïch ñieän nhö hình 1.71a: I R T2 T2 T2 -VBO IBO VDC T1 -IBO VBO V T1 T ...