Giáo trình Điện tử công suất - Huỳnh Văn Kiểm

Giáo trình Điện tử công suất trình bày các nội dung chính: Mở đầu, linh kiện điện tử công suất, điều khiển công suất xoay chiều, phụ lục giải bài toán điều khiển pha dòng, chỉnh lưu và điều khiển pha, bộ biến đổi áp một chiều, nghịch lưu độc lập và biến tần. Đây là tài liệu học tập dành cho sinh viên ngành Điện.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Điện tử công suất - Huỳnh Văn Kiểm http://www.ebook.edu.vn Dàn bài điện tử công suất 1 Moân hoïc ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT ( Maïch ñieän töû coâng suaát, ñieàu khieån vaø öùng duïng ) Taøi lieäu tham khaœo: - tieáng Anh: - POWER ELECTRONICS – Circuits, devices and applications , M.H. Rashid Pearson Education Inc. Pearson Prentice Hall 2004. - tieáng Vieät: - Baøi giaûng Ñieän tuû coâng suaát 1 & Baøi taäp, PTS. Nguyeãn vaên Nhôø, Khoa Ñieän & Ñieän töû, ÑHBK TP HCM - Ñieän tuû coâng suaát, NGUYEÃN BÍNH, Haønoäi, nhaø xuaát baûn KHKT - Ñieän töû coâng suaát vaø ñieàu khieån ñoäng cô ñieän, ( dòch töø tieáng Anh ) Chöông 1 : MÔÛ ÑAÀU I.1 CAÙC KHAÙI NIEÄM: - Caùc teân goïi cuûa moân hoïc: Ñieän töû coâng suaát (Power Electronics) Ñieän töû coâng suaát lôùn. Kyõ thuaät bieán ñoåi ñieän naêng. - ÑTCS laø moät boä phaän cuûa Ñieän töû öùng duïng hay Ñieän töû coâng nghieäp. BBÑ Hình 1.0 : Sô ñoà khoái thieát bò ÑTCS - Phaân loaïi caùc boä Bieán Ñoåi (BBÑ - Converter) theo muïc ñích: AC --> DC: chænh löu AC --> AC: BBÑ aùp AC, Bieán taàn. DC --> DC: BBÑ aùp DC DC --> AC: Nghòch löu - Boä Bieán Ñoåi = Maïch ÑTCS + boä ÑIEÀU KHIEÅN Maïch ÑTCS giôùi haïn ôû caùc sô ñoà söû duïng linh kieän ñieän töû laøm vieäc ôû cheá ñoä ñoùng ngaét, goïi laø Ngaét Ñieän Ñieän Töû (NÑBD) hay Baùn Daãn duøng cho bieán ñoåi naêng löôïng ñieän. Boä ÑIEÀU KHIEÅN = Maïch ñieàu khieån voøng kín (neáu coù) + Maïch phaùt xung. Maïch phaùt xung cung caáp doøng, aùp ñieàu khieån caùc NÑBD ñeå chuùng coù theå ñoùng ngaét theo trình töï mong muoán. Ví duï Ngaét Ñieän Baùn Daãn: Diod, Transistor, SCR ... - BBÑ coøn coù theå phaân loaïi theo phöông thöùc hoaït ñoäng cuûa NÑBD. I.2 NGAÉT ÑIEÄN BAÙN DAÃN: Coøn goïi laø ngaét ñieän ñieän töû ( NÑÑT ), laø caùc linh kieän ñieän töû duøng trong maïch ÑTCS ñöôïc lyù töôûng hoùa ñeå caùc khaûo saùt cuûa maïch ÑTCS coù giaù trò toång quaùt bao goàm ( hình 1.1 ): - DIODE ( chænh löu ): Phaàn töû daãn ñieän moät chieàu coù hai traïng thaùi: Trang 1/ Chương 1_Mở đầu © Huỳnh Văn Kiểm http://www.ebook.edu.vn Học kì 2 năm học 2004-2005 ON : khi phaân cöïc thuaän: VAK > 0, coù theå xem suït aùp thuaän VF = 0, doøng qua maïch phuï thuoäc nguoàn vaø caùc phaàn töû thuï ñoäng khaùc. OFF : khi phaân cöïc ngöôïc: VAK < 0, coù theå xem nhö hôû maïch. G Diode NDBDMC SCR Hình 1.1: Caùc loaïi ngaét ñieän baùn daãn. - SCR ( Chænh löu coù ñieàu khieån ): Hoaït ñoäng nhö sau: OFF : Coù theå ngaét maïch caû hai chieàu ( VAK > 0 vaø VAK < 0 ) khi khoâng coù tín hieäu ñieàu khieån : G = 0. ON : SCR trôû neân daãn ñieän ( ñoùng maïch ) khi coù tín hieäu ñieàu khieån: G ≠ 0 vaø phaân cöïc thuaän VAK > 0. Ñieåm ñaët bieät laø SCR coù khaû naêng töï giöõ traïng thaùi daãn ñieän: noù khoâng caàn tín hieäu G khi ñaõ ON, SCR chæ trôû veà traïng thaùi ngaét khi doøng qua noù giaûm veà 0. - Ngaét ñieän baùn daãn moät chieàu ( NÑBDMC ), goïi taét laø ngaét ñieän hay TRANSISTOR coù hoaït ñoäng nhö sau: OFF : Ngaét maïch khi khoâng coù tín hieäu ñieàu khieån : G = 0. Cuõng nhö caùc TRANSISTOR, NÑBDMC khoâng cho pheùp phaân cöïc ngöôïc ( VS luoân luoân > 0 ) . ON : NÑBDMC trôû neân daãn ñieän ( ñoùng maïch ) khi coù tín hieäu ñieàu khieån: G ≠ 0 vaø trôû veà traïng thaùi ngaét maïch khi maát tín hieäu G. NÑBDMC coù hai loaïi chính : BJT töông öùng tín hieäu G laø doøng cöïc B, vaø MOSFET coâng suaát vôùi G laø aùp VGS . Caùc NÑBD lyù thuyeát treân chæ laøm vieäc vôùi moät chieàu cuûa doøng ñieän, trong khi caùc linh kieän ñieän töû coâng suaát thöïc teá coù theå daãn ñieän caû hai chieàu, luùc ñoù maïch khaûo saùt seõ bieåu dieãn baèng toå hôïp caùc NÑBD lyù thuyeát. I.3 NOÄI DUNG KHAÛO SAÙT MAÏCH ÑTCS: Ñaàu vaøo khaûo saùt : Maïch ÑTCS + tín hieäu ñieàu khieån NÑBD + ñaëc tính taûi. Ñaàu ra: hoaït ñoäng cuûa maïch: u(t), i(t) caùc phaàn töû => Caùc ñaëc tröng aùp, doøng, coâng suaát 1. Caùc ñaëc tröng aùp, doøng: - Giaù trò cöïc ñaïi: - Giaù trò trung bình VO, IO - Giaù trò hieäu duïng VR, IR Caùc bieåu thöùc cho doøng ñieän trung bình vaø hieäu duïng: Trang 2/ Chương 1_Mở đầu http://www.ebook.edu.vn Dàn bài điện tử công suất 1 1 1 ∫T [i(t )] dt 2 T ∫T I0 = i (t )dt IR = T Caùc bieåu thöùc cho ñieän aùp VO, VR cuõng coù daïng töông töï. 2. Soùng haøi baäc cao vaø heä soá hình daùng: ∞ ∞ v( t ) = V0 + ∑ ( An sin nωt +Bn cos nωt ) = V0 + n=1 ∑v ...