Điện tử công suất I - Chương 3

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Bộ biến đổi điện áp xoay chiều được sử dụng để thay đổi trị hiệu dụng của điện áp ngõ ra. Nó được mắc vào nguồn xoay chiều dạng sin với tần số và trị hiệu dụng không đổi và tạo ở ngõ ra điện áp xoay chiều có cùng tần số nhưng trị hiệu dụng điều khiển được. Do đó, bộ biến đổi điện áp xoay chiều có tính năng giống như máy biến áp điều khiển vô cấp. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điện tử công suất I - Chương 3Ñieän töõ coâng suaát 1 CHÖÔNG BA BOÄ BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP XOAY CHIEÀU Boä bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu ñöôïc söû duïng ñeå thay ñoåi trò hieäu duïng cuûa ñieän aùp ngoõ ra. Noù ñöôïc maéc vaøo nguoàn xoay chieàu daïng sin vôùi taàn soá vaø trò hieäu duïng khoâng ñoåi vaø taïo ôû ngoõ ra ñieän aùp xoay chieàu coù cuøng taàn soá nhöng trò hieäu duïng ñieàu khieån ñöôïc. Do ñoù, boä bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu coù tính naêng gioáng nhö maùy bieán aùp ñieàu khieån voâ caáp. Ñieän aùp ñaùp öùng ôû ngoõ ra thay ñoåi nhanh vaø lieân tuïc. Boä bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu ñöôïc söû duïng ñeå ñieàu khieån coâng suaát tieâu thuï cuûa caùc taûi nhöloø nöôùng ñieän trôû, beáp ñieän, ñieàu khieån chieáu saùng cho saân khaáu, quaûng caùo, ñieàu khieån vaän toác ñoängcô khoâng ñoàng boä coâng suaát vöøa vaø nhoû (maùy quaït gioù, maùy bôm, maùy xay), ñieàu khieån ñoäng cô vaïnnaêng (duïng cuï ñieän caàm tay, maùy troän, maùy saáy). Boä bieán ñoåi xoay chieàu coøn ñöôïc duøng trong caùc heäthoáng buø nhuyeãn coâng suaát phaûn khaùng. 3.1 - BOÄ BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP XOAY CHIEÀU MOÄT PHA Tröôøng hôïp taûi thuaàn trôû : (hình H3.1). Maïch goàm nguoàn ñieän aùp xoay chieàu moät pha daïng sin u = U m . sin ωt maéc noái tieáp vôùi taûi R thoâng qua coâng taéc xoay chieàu baùn daãn. Coâng taéc xoay chieàu goàm hai thyristor maéc ñoái song V1 vaø V2 vaø trong tröôøng hôïp coâng suaát nhoû coù theå thay theá chuùng baèng moät triac. Phaân tích maïch (xem hình H3.2) Trong khoaûng goùc (0,α), doøng qua taûi bò ngaét, ta coù: it = 0 , ut= 0 Treân thyristor V1 xuaát hieän ñieän aùp khoùa vì: uV1 = u – ut= u > 0 Taïi thôøi ñieåm öùng vôùi goùc X = α, xung kích IG1 ñöa vaøo coång ñieàu khieån cuûa V1 trong ñieàu kieän coù aùp khoùa laøm V1 ñoùng. Doøng ñieän kheùp kín qua maïch (u,V1 , R)- traïng thaùi V1. Caùc phöông trình moâ taû traïng thaùi V1 trong thôøi gian V1 daãn ( α ≤ X < π )uV1 = 0 =- uV2 iV1 = it; iV2 = 0 ut= - uV1 + u = u = Um sinX 3-1Ñieän töõ coâng suaát 1 ut= R.it Taïi X = π, doøng qua V1 trieät tieâu. Luùc ño,ù doøng ñieän taûi baèng khoâng vaø ta coù traïng thaùi 0. Caùc phöông trình moâ taû traïng thaùi 0: it= iV1 = iV2 = 0 uV1 = u - R.it= u uV2 = -u Ñieän aùp ñaët leân V2 trong khoaûng thôøi gian öùng vôùi X > π coù giaù trò döông - ñieän aùp khoùa, neân vieäc kích vaøo coång ñieàu khieån cuûa V2 trong khoaûng (π + α < X < 2π ) seõ laøm V2 ñoùng. Caùc phöông trình moâ taû traïng thaùi V2: uV2 = 0; iV2 = -it uV1 = - uV2 = 0; iV1 = 0 ut= u = Um.sinX < 0 u i t= Ñieän töõ coâng suaát 1 π a/- Goùc ñieàu khieån α > ( hình 3.4) 2 Traïng thaùi 0 : Trong khoaûng tröôùc vò trí goùc kích α doøng taûi bò giaùn ñoaïn. Caùc phöông trình vaø heä thöùc moâ taû traïng thaùi khoâng coù doøng ñieän: i t =0 di t =0 ut = L. dt iV1 = iV2 =0 uV1 = - u2 = u > 0 Traïng thaùi V1 (α < X < 2π - α): Taïi vò trí X = α, V1 ñöôïc kích trong luùc coù taùc duïng cuûa ñieän aùp khoùa neân ñoùng. Doøng ñieän daãn kheùp kín qua maïch (u, V1, L). Traïng thaùi maïch ñieän ñöôïc bieåu dieãn bôûi heä thöùc vaø phöông trình sau: uV1 = 0 i V1 =it ut = u = Um.sinX di t ut = L dt Töø ñieàu kieän ban ñaàu it(α) = 0 vaø giaûi phöông trình doøng ñieän ta thu ñöôïc nghieäm: Um ...