Giáo trình Điện tử công suất (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường CĐ Cộng đồng Lào Cai

Giáo trình Điện tử công suất (Nghề: Điện công nghiệp) cung cấp cho người học những kiến thức như: Các linh kiện điện tử công suất; Bộ chỉnh lưu; Bộ biến đổi điện áp xoay chiều; Bộ biến đổi điện áp một chiều; Bộ nghịch lưu và bộ biến tần. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Điện tử công suất (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường CĐ Cộng đồng Lào Cai BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤTNGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ( Áp dụng cho Trình độ Cao đẳng) LƯU HÀNH NỘI BỘ NĂM 2017 1 LỜI GIỚI THIỆU Điện tử công nghiệp ngày nay không chỉ bó hẹp trong lĩnh vực công nghiệp mà còn cómặt ở hầu hết các lĩnh vực kinh tế khác nhau, khi chúng ta phấn đấu xây dựng một nền kinh tếtheo phương thức công nghiệp hóa. Vì vậy Bài giảng điện tử công suất không thể thiếu đượctrong quá trình nghiên cứu học tập của mô đun. Hiện nay có rất nhiều tài liệu điện tử công suất tuy nhiên lại không phù hợp với họcsinh, sinh viên học nghề. Như vậy với mục đích để học sinh, sinh viên học nghề có thể dễdàng tiếp cận tôi viết bài giảng náy. Bài giảng “ Điện tử công suất” gồm 5 bài: Bài 1: Các linh kiện điện tử công suất Bài 2: Bộ chỉnh lưu Bài 3: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều Bài 4: Bộ biến đổi điện áp một chiều Bài 5: Bộ nghịch lưu và bộ biến tần Mỗi bài sẽ đề cập tới các nội dung kiến thức cơ bản, các ví dụ minh hoạ và cácbài tập điều khiển thực tế để học sinh, sinh viên có thể hiểu rõ hơn. Dù đã cố gắngnhưng không thể tránh khỏi sai sót. Vì vậy tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiếnchân thành của đồng nghiệp và các bạn đọc. Xin chân thành cảm ơn Lào Cai, ngày …..tháng …..năm…… Tham gia biên soạn Chủ biên: Phạm Thị Huê 2 MỤC LỤC1 Bài1: Các linh kiện điện tử công suất 4 1. Phân lọai 4 2. Diode 4 3. Transistor 7 4. Thyristor SCR, Diac, Triaac 10 5. Gate Turn off Thyristor GTO 132 Bài 2: Bộ chỉnh lưu 19 1. Bộ chỉnh lưu một pha 19 2. Bộ chỉnh lưu ba pha 32 3. Các chế độ làm việc của bộ chỉnh lưu 443 Bài 3: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 54 1 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều một pha 54 2 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha 604 Bài 4: Bộ biến đổi điện áp một chiều 62 1. Bộ giảm áp 62 2. Bộ tăng áp 69 3. Các phương pháp điều khiển bộ biến đổi điện áp một chiều 755 Bài 5: Bộ nghịch lưu và bộ biến tần 78 1. Bộ nghịch lưu áp một pha 78 2. Phân tích bộ nghịch lưu áp ba pha 81 3. Các phương pháp điều khiển bộ nghịch lưu áp 83 4. Bộ nghịch lưu dòng điện 84 5. Các phương pháp điều khiển bộ nghịch lưu dòng 87 6. Bộ biến tần gián tiếp, trực tiếp 89 3 Bài 1: CÁC LINH KIỆN VỀ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT1. Phân loại linh kiện điện tử công suất + Để thực hiện các ngắt ngắt điện điện tử có thể dung nhiều linh kiện haynhóm linh kiện điện tử chịu được áp cao, dòng lớn, làm việc trong 2 chế độ: - Dẫn điện hay bão hòa (ON) sụt áp qua kênh dẫn điện rất bé, dòng phụthuộc vào tải. - Khóa (OFF) dòng qua nó rất bé (≈ 0) kênh dẫn điện như hở mạch.Các linh kiện chính: Điode, Transisstor BJT, Transistor MOSFET, TransistorIGBT, Thyristor SCR, Triac, Gate Turn Off Thyristor GTO.2. Diode Điôt là phần tử được cấu tạo bởi một lớp tiếp giáp bán dẫn p-n. Điôt cóhai cực, anôt A là cực nối với lớp bán dẫn kiểu p, catôt K là cực nối với lớp bándẫn kiểu n. Dòng điện chỉ chạy qua điôt theo chiều từ A đến K khi điện áp UAKdương. Khi UAK âm, dòng qua điôt gần như bằng không. Cấu tạo và ký hiệu củađiôt nh trên hình 1.12.1 Cấu tạo Tiếp giáp bán dẫn p-n là bộ phận cơbản trong cấu tạo của một điôt. Ở nhiệtđộ môi trường, các điện tử tự do tronglớp bán dẫn n khi khuếch tán sang lớpbán dẫn p sẽ bị trung hoà bởi các iondương ở đây. Do các điện tích trong a) b)vùng tiếp giáp tự trung hoà lẫn nhaunên vùng này trở nên nghèo điện tích, Hình: 1.1hay là vùng có điện trở lớn. Tuy nhiên a) Cấu tạo; b) Ký hiệuvùng nghèo điện tích này chỉ mở rộngra đến một độ dày nhất định vì ở bên vùng n khi các điện tử di chuyển đi sẽ đểlại các ion dương, còn bên vùng p khi các điện tử di chuyển đến sẽ nhập vào lớpcác điện tử hoá trị ngoài cùng, tạo nên các ion âm. Các ion này nằm trong cấutrúc tinh thể của mạng tinh thể silic nên không thể di chuyển được. Kết quả tạothành một tụ điện với các điện tích âm ở phía lớp p và các điện tích dương ởphía lớp n. Các điện tích của tụ này tạo nên một điện trường E có hướng từ vùngn sang vùng p, ngăn cản sự khuếch tán tiếp tục của các điện tử từ vùng n sang 4vùng p. Điện trường E cũng tạo nên một rào cản Uj với giá trị không đổi ở mộtnhiệt độ nhất định, khoảng 0,65V đối với tiếp giáp p-n trên tinh thể silic ở nhiệtđộ 250C (hình 1.2). Các điôt công suất được chế tạo chịu được một giá trị điện áp ngược nhấtđịnh. Điều này đạt được nhờ một lớp bán dẫn n- tiếp giáp với lớp p, có cấu tạogiống như lớp n, nhưng ít điện tử tự do hơn. ...