Tài liệu học tập Điện tử công suất và ứng dụng: Phần 2

Tiếp nội dung phần 1, Tài liệu học tập Điện tử công suất và ứng dụng: Phần 2 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Bộ biến đổi một chiều – một chiều; Bộ biến đổi xoay chiều – xoay chiều; Bộ biến đổi một chiều – xoay chiều. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu học tập Điện tử công suất và ứng dụng: Phần 2 CHƯƠNG 3: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU-MỘT CHIỀU (Bộ biến đổi xung điện áp)3.1. KHÁI NIỆM CHUNG Trong kỹ thuật điện cũng có nhiều trường hợp phải thực hiện quá trình biến đổimột điện áp một chiều không đổi thành một điện áp một chiều khác có giá trị điềuchỉnh được trong phạm vi rộng. Để thực hiện quá trình biến đổi này người ta đã từngsử dụng nhiều phương pháp khác nhau. Phương pháp biến đổi cho hiệu suất cao, dùngđược trong giải công suất từ nhỏ đến lớn và thực hiện điều chỉnh điện áp ra một cáchthuận tiện nhất là sử dụng các BBĐ điện áp một chiều thành điện áp một chiều, thườnggọi tắt là BBĐ một chiều-một chiều và cũng còn được gọi là xung điện áp hoặc trongmột số tài liệu khác người ta gọi là bộ băm điện áp. BBĐ một chiều-một chiều là thiếtbị biến đổi điện năng ứng dụng các dụng cụ bán dẫn có điều khiển. Nguyên tắc hoạtđộng của BBĐ được minh hoạ bằng sơ đồ nguyên tắc hình 3.1. K id it ut it+ Ud ut(nét liền) it(nét đứt) iDo RtUd ut D0 t Lt 0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 Et tđ tc Tck- Tck b a Hình 3.1: Sơ đồ nguyên tắc chung (a) và dạng điện áp, dòng điện trên tải (b) của BBĐ một chiều – một chiều Trong sơ đồ này khoá đóng cắt K đặc trưng cho BBĐ một chiều-một chiều; phụtải gồm các phần tử: s.đ.đ phụ tải Et (còn được gọi là sức phản điện động), điện trởtải Rt và điện cảm phụ tải Lt (thường gồm tự cảm của tải, ví dụ như điện cảm cuộndây phần ứng động cơ một chiều, và điện cảm của cuộn kháng đưa thêm vào mạchđể san bằng dòng tải); điôt ngược D0 (còn gọi là điôt không). Điện áp Ud là điện áp 141một chiều thường có giá trị không đổi dùng để cung cấp cho BBĐ. Dòng qua khoáđóng cắt K đồng thời là dòng nguồn ký hiệu là id. Dòng qua điốt ngược ký hiệu là iDo.dòng và áp trên tải ký hiệu là it và ut . Điện áp trên D0 là uDo = -ut giống như điôtkhông trong sơ đồ chỉnh lưu. Nguyên tắc hoạt động của BBĐ như sau: Người ta điều khiển đóng-cắt khoáK theo một chu kỳ nào đó. Ví dụ trong khoảng từ t=0 đến t=t1 thì đóng K, trên tải sẽđược đặt điện áp bằng Ud và có dòng từ nguồn qua khoá K kín và qua tải. Phươngtrình vi phân để xác định dòng qua tải trong giai đoạn này là: dit (3.1) Rt .it  Lt .  Et  U d dtdòng qua tải sẽ tăng từ giá trị Imin đến bằng Imax tại t=t1. Trên D0 có điện áp ngược vàD0 không làm việc. Tại thời điểm t=t1 người ta thực hiện cắt khoá K, điện áp nguồnmột chiều Ud được tách khỏi mạch tải, s.đ.đ. tự cảm xuất hiện trong điện cảm phụ tảiLt sẽ làm mở van D0 và dòng tải sẽ được duy trì qua D0. Phụ thuộc vào chế độ làmviệc cũng như thông số các phần tử phụ tải mà có thể xẩy ra 2 chế độ làm việc tươngtự như với sơ đồ chỉnh lưu. Nếu giá trị Lt đủ lớn, giá trị dòng tải không quá nhỏ thìnăng lượng tích luỹ trong Lt ở giai đoạn K đóng đủ để duy trì dòng tải đến thời điểmđóng lại khoá K (t=t2), ta có chế độ dòng điện tải liên tục (dạng dòng tải trường hợpnày biểu diễn trên đồ thị hình 3.1b), và dòng tải giai đoạn này sẽ giảm dần từ Imaxxuống bằng Imin tại t=t2. Trường hợp do Lt quá nhỏ, hoặc do dòng tải quá nhỏ (tải nhỏhoặc không tải) thì năng lượng tích luỹ trong Lt không đủ để duy trì dòng tải đến thờiđiểm đóng lại khoá K, ta có chế độ dòng điện tải gián đoạn, khi sơ đồ làm việc ở chếđộ dòng tải gián đoạn thì dòng tải khi cắt K sẽ giảm dần đến bằng không tại một thờiđiểm t1 nào đó (t1 Thông thường đối với bộ biến đổi này thì người ta phải tính toán sao cho khiBBĐ làm việc bình thường (dòng tải từ 0,2 dòng tải định mức trở lên) thì BBĐ làmviệc ở chế độ dòng liên tục. Do vậy ta chủ yếu nghiên cứu sự làm việc của BBĐ ởchế độ dòng tải liên tục. Tại t=t2 người ta lại đóng khoá K nên trên tải lại được đặt điện áp bằng Ud và lạicó dòng từ nguồn Ud đi vào tải, dòng tải lại tăng, van D0 lại bị đặt điện áp ngược vàkhoá lại. Các chu kỳ tiếp theo sự hoạt động của sơ đồ tương tự như đã xét. Từ đồ thị điện áp trên tải ở chế độ dòng điện tải liên tục ta có giá trị trung bìnhcủa điện áp trên tải được xác định bằng biểu thức: ...