Thiết kế và xây dựng bộ nghịch lưu một pha

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG…………… Luận văn Thiết kế xây dựng nghịch lưu pha LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI NÓI ĐẦU Nhiệm vụ sinh viên trước trường phải thực bảo vệ thành công đồ án tốt nghiệp Đây bước cuối để người sinh viên trở thành kỹ sư, kết thúc chặng đường học tập rèn luyện mái trường đại học Giờ đây, trải qua bốn năm tu dưỡng trau dồi kiến thức mái trường Đại học Dân lập Hải Phòng, em nhận nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp Nội dung đề tài: “Thiết kế xây dựng nghịch lưu pha ” Dưới hướng dẫn tận tình Thạc sỹ Nguyễn Đồn Phong thầy mơn, em hồn thành phần thiết kế nghịch lưu Do thời gian trình độ hạn chế nên đề tài em cịn thiếu sót Rất mong thầy bảo buổi bảo vệ để em rút kinh nghiệm cho công việc sau Qua đây, em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo dìu dắt em bốn năm học vừa qua Em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Điện tự động công nghiệp - Đại học Dân lập Hải Phòng, trực tiếp dạy dỗ trang bị cho em kiến thức kỹ chuyên môn bổ ích Em vơ biết ơn thầy giáo Thạc sỹ Nguyễn Đoàn Phong người trực tiếp tận tình hướng dẫn em hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo môn Điện, thầy cô tận tình giúp đỡ để em có điều kiện hồn thành đề tài Sẽ trở thành cán kỹ thuật, em tự nhủ phải không ngừng học tập trau dồi kiến thức kỹ năng, áp dụng sáng tạo hiểu biết học vào cơng việc thực tế Hải Phịng, ngày 12 tháng 07 năm 2010 Sinh viên thực Nguyễn Đức Sơn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương TỔNG QUAN VỀ CÁC BỘ NGHỊCH LƯU Nghịch lưu độc lập thiết bị biến đổi dòng điện chiều thành dịng điện xoay chiều có tần số thay đổi làm việc với phụ tải độc lập Nguồn điện chiều thông thường điện áp chỉnh lưu, acquy nguồn điện chiều độc lập khác Nghịch lưu độc lập biến tần sử dụng rộng rãi lĩnh vực cung cấp điện từ nguồn độc lập acquy, hệ truyền động xoay chiều, giao thông, truyền tải điện năng, luyện kim… Người ta thường phân loại nghịch lưu theo số pha, ví dụ nghịch lưu pha, nghịch lưu ba pha, nghịch lưu nhiều pha Phân loại theo sơ đồ : hình cầu, hình tia Người ta phân loại chúng theo trình điện từ xảy nghịch lưu như: nghịch lưu áp, nghịch lưu dòng, nghịch lưu cộng hưởng 1.1 BỘ NGHỊCH LƯU NGUỒN DÒNG 1.1.1 Bộ nghịch lưu pha Điện áp xoay chiều chỉnh lưu thành chiều nhờ chỉnh lưu có điều khiển, thường thysistor, điện áp chiều sau chỉnh lưu đưa qua cuộn kháng lọc Cuộn kháng lọc có tác dụng biến nguồn điện sau chỉnh lưu thành nguồn dòng để cung cấp cho mạch nghịch lưu Đối với nghịch lưu dòng điện cung cấp từ nguồn điện chiều thực tế không đổi, không phụ thuộc vào tượng nghịch lưu khoảng làm việc trước Trong thực tế nghịch lưu nguồn dòng cung cấp nguồn điện chiều qua cuộn dây có điện cảm lớn (hình 1.1), điều cho phép làm thay đổi điện áp nghịch lưu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.1 Bộ nghịch lưu nguồn dịng pha Các biến thiên dòng điện cân nhờ Ldi/dt Nhưng di/dt nhỏ nên nguồn dịng thực tế khơng thay đổi thời gian ngắn Chuyển mạch đơn giản nghịch lưu có dịng điện khơng đổi cần có tụ điện Ta xét mạch đơn giản có sơ đồ hình 1.1a Khi thysistor T1 T2 dẫn, tụ tích điện dương cực trái Việc kích mở thysistor T3 T4 làm tụ điện nối vào cực thysistor T1 T2 tương ứng để khóa chúng lại Bây dòng điện qua T3C1D1, qua tải sau qua D2C2T4 nguồn Điện áp hai cực tụ điện đảo chiều số thời điểm định phụ thuộc vào điện áp tải, diode D3 D4 bắt đầu dẫn Dòng điện nguồn sau thời gian ngắn chuyển từ D1 sang D3 từ D4 sang D2 Cuối diode D1 D2 ngừng dẫn, dịng điện qua tải hồn tồn ngược chiều Điện áp tụ đổi chiều chuẩn bị cho nửa chu kì sau Các diode vẽ hình 1.1 có tác dụng ngăn cách tụ điện với điện áp tải Dòng điện tải hình chữ nhật ta bỏ qua trình chuyển mạch, điện áp có thành phần hình sin có đỉnh nhọn điểm chuyển mạch LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.1.2 Bộ nghịch lưu ba pha Sơ đồ mạch nghịch lưu ba pha có dạng hình vẽ 1.2 Hình 1.2 Sơ đồ mạch nghịch lưu dịng điện điển hình Dịng điện cấp cho động có dạng xung hình chữ nhật có biên độ khơng đổi nên sụt áp điện cảm tản stator không sụt áp điện trở stator khơng đổi Do điện áp hai cực động tao tải, khơng phải mạch nghịch lưu dịng điện thường sử dụng thysistor điều khiển khơng hồn tồn có sơ đồ ngun lý hình 1.4 Dây quấn ba pha bố trí đối xứng, nên điện áp động có dạng gần với điện áp hình sin Trong trường hợp lý tưởng dịng điện có dạng hình chữ nhật có biên độ khơng đổi Nhưng thực tế q trình chuyển mạch thysistor khơng phải tức thời, thysistor cần có thời gian để dẫn khóa hồn tồn, nên dạng sóng dịng điện khơng phải vng hồn tồn Trong khoảng thời gian van T1 T6 dẫn dòng, dòng điện pha ia = -ib, tụ chuyển mạch nạp điện có cực tính hình vẽ Khi có xung mở T2, T2 dẫn T6 bị khóa điện áp ngược Do tải có tính cảm, dịng điện I d không bị gián đoạn mà khép mạch qua D6-C12 song song với mạch nối tiếp C46 – C42 – T2 nạp cho tụ C62, điện áp tụ C62 tăng tuyến tính dòng ic xuất hiện, bắt đầu chuyển dòng D6 cho D2, tức chuyển dòng từ pha a sang pha b Kết thúc trình chuyển mạch ib = ic = Id tụ C62 phân cực ngược lại LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.3 Sơ đồ nối dây chuyển mạch dạng dòng điện pha Một số ưu điểm nghịch lưu nguồn dịng: + Có khả vượt qua cố chuyển mạch tự phục hồi trạng thái làm việc bình thường + Có khả hãm tái sinh trả lượng lưới đảo dấu cực tính điện áp chiều chiều dịng điện khơng đổi chiều Vì khơng cần yêu cầu thêm chỉnh lưu đảo chiều điện áp Sự làm việc động độ trượt âm tự động đảo dấu điện áp chiều dịng điện chiều đại lượng điều khiển Do nghịch lưu nguồn dịng lượng tự động nghịch lưu trả lưới LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu nguồn dòng Nhược điểm nghịch lưu nguồn dòng: + Nhược điểm nghịch lưu nguồn dịng khơng thể làm việc chế độ không tải + Kích thước tụ điện điện cảm lọc nguồn chiều lớn Các tụ chuyển mạch phải có trị số lớn cần thiết để thu nhận lượng cuộn dây stator chuyển mạch + Để đảm bảo lượng phản kháng tối thiểu động phải thiết kế cho điển cảm tản nhỏ Điểu làm tăng mức giá động 1.2 BỘ NGHỊCH LƯU NGUỒN ÁP 1.2.1 Bộ nghịch lưu pha có điểm Điện áp xoay chiều tần số cơng nghiệp sau qua chỉnh lưu có điều khiển tụ C lọc thành nguồn áp, cung cấp cho mạch nghịch lưu a Sơ đồ nghịch lưu pha có điểm Sơ đồ nghịch lưu pha có điểm có sơ đồ nguyên lý hình 1.5 Nối điện áp chiều vào nửa dây quấn sơ cấp máy biến áp, cách đổi nối luân phiên hai thysistor làm điện áp cảm ứng bên thứ cấp máy biến áp có dạng hình chữ nhật cung cấp cho động Tụ điện C có vai trị giúp cho thysistor chuyển mạch Vì tụ C mắc song song với tải qua máy biến áp nên phải mắc nối tiếp cuộn dây L nối tiếp với nguồn để ngăn không cho tụ C phóng ngược trở lại nguồn q trình chuyển mạch van bán dẫn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.5 Sơ đồ nghịch lưu pha có điểm Khi thysistor dẫn điện, điện áp nguồn chiều E đặt vào nửa cuộn dây sơ cấp Điện áp tổng cộng 2E nạp cho tụ C Mở thysistor làm khóa thysistor trước, nhờ q trình chuyển mạch qua tụ mắc song song Trong trường hợp máy biến áp lý tưởng, sức từ động máy biến áp cân Trong thực tế, điện áp chiều hai đầu dây quấn trì từ thơng biến thiên, cần có dịng điện từ hóa ban đầu Để cải thiện dạng sóng điện áp tải cho gần với sóng hình sin nên chọn phần tử cách thích hợp cho tránh phần nằm ngang điện áp, nghĩa kích mở thysistor gần thời điểm dẫn thysistor khác, làm cho điện áp tải có trị số cực đại Nếu tải khơng phải tải điện trở tải điện cảm, dịng điện tải tăng lên lại giảm xuống Khi thysistor T1 dẫn Dòng điện chảy từ c tới a, c dương so với a tải nhận dòng điện chảy từ c tới a Khi thysistor T mở để đổi chiều điện áp thysistor T1 bị khóa, dịng điện tải khơng thể đổi chiều đột ngột, dịng điện sơ cấp khơng thay đổi điện áp dịng điện có lệch pha Sơ đồ trình bày hình 1.6 Khi T1 bị khóa, có dịng điện chảy từ d đến c qua D2 nạp trở lại nguồn chiều Trong D2 dẫn, thysistor T2 bị khóa, điện điểm d âm so với c Vì cơng suất từ tải đưa trở lại nguồn chiều LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.6 Sự làm việc với tải phản kháng Ta xét hình 1.6b: thời điểm t2 dòng điện tải triệt tiêu, diode D2 ngừng dẫn thysistor T2 trở lại dẫn dòng Làm ngược chiều dòng điện tải, tải trở thành nguồn điện Để đảm bảo thysistor T2 chắn dẫn thời điểm t2, ta phải kích mở theo nguyên tắc chùm xung, Quá trình diễn tương tự cho thysistor T1 Ta phối hợp diode đầu bên phía sơ cấp máy biến áp, dẫn đến tổn hao lượng chuyển mạch cuộn dây lọc nguồn Sự phối hợp diode gần đầu dây quấn cho phép lấy lại lượng tích lũy cuộn dây sau chuyển mạch làm giảm tổn hao mạch Ta xét tải có tính điện dung Dạng điện áp trình bày đơn giản LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hình 1.6c, dịng điện qua diode thời điểm t t4 trước mở thysistor làm đổi chiều điện áp Trong trường hợp tổng quát sóng điện áp dịng điện khơng phải sin hồn tồn, ta xét sóng điện áp trường hợp đơn giản b Mạch nghịch lưu nửa cầu Sơ đồ mạch nghịch lưu nửa cầu có dạng hình vẽ 1.7 Hình 1.7 Sơ đồ mạch nghịch lưu nửa cầu Tải mạch nghịch lưu thơng thường mang tính cảm nên sơ đồ có thêm hai diode ngược đấu song song với transistor tương ứng, nhằm ngăn ngừa điện áp lớn xuất cực transistor đóng cắt dịng tải Q trình dẫn van bán dẫn thấy đơn giản qua đồ thị dòng điện điên áp đầu nghịch lưu Ưu điểm sơ đồ cấu trúc điều khiển đơn giản, tốn van bán dẫn Nhược điểm sơ đồ khả đáp ứng công suất lớn không cao c Mạch nghịch lưu cầu Sơ đồ mạch nghịch lưu cầu có sơ đồ động lực hình vẽ 1.8 Nếu tải hình 1.8a tải trở, việc mồi thysistor T1, T2 T3, T4, điện áp chiều đặt lên hai cực tải theo hai chiều tạo nên sóng hình chữ nhật Trong trường hợp tải điện cảm, dòng điện chậm pha so với điện áp dạng điện áp cịn dạng hình chữ nhật LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.8 Bộ nghịch lưu cầu pha Dạng sóng biểu diễn hình 1.8c vẽ trường hợp tải mang tính chất điện cảm Các thysistor mồi xung chùm liên tục khoảng 1800 điện áp nghịch lưu Cuối nửa chu kì dương 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com điện áp, dòng điện tải dương tăng theo hàm số mũ, thysistor T3 T4 đổi chiều Mạch để dòng điện tải chảy qua qua diode D3 D4 Nguồn điện chiều nối với tải theo điện áp ngược với ban đầu cung cấp nguồn cho tải, dịng điện tải tăng theo hàm mũ Vì thysistor yêu cầu phải mồi lúc sau dòng điện tải tăng theo hàm mũ Vì thysistor yêu cầu phải mồi lúc sau dòng điện tải triệt tiêu, nên cần phải đưa xung chùm vào cực điều khiển khoảng 180 dẫn van Từ nguồn chiều điện áp cố định ta điều chỉnh điện áp chữ nhật có khoảng điện áp khơng (hình1.8c) Ta nhận điện áp hình chữ nhật cách kích mở thysistor T1 T4 trước thysistor T2 T3 Trên hình 1.29c biểu diễn góc  góc vượt trước Hay nói cách khác chùm xung đưa vào T1 T4 vượt trước góc  so với đưa vào T2 T3 Dạng sóng hình 1.8c, thời điểm thysistor T4 kích mở để khóa T1, dịng điện tải chạy qua diode D4 thysistor T2 cịn dẫn nên dịng tải chảy qua D4 T2 làm ngắn mạch tải triệt tiêu điện áp tải Khi thysistor T3 kích mở thysistor T2 bị khóa dịng điện chảy qua diode D3 làm đổi chiều điện áp nối với nguồn Các thysistor T3 T4 bắt đầu dẫn dòng điện tải triệt tiêu Các dòng điện chạy qua thysistor diode khơng cịn giống Hình 1.9 ta có cách khác để nhận sóng gần hình chữ nhật có bề rộng thay đổi cách phối hợp đầu lệch pha hai nghịch lưu sóng hình chữ nhật Bộ nghịch lưu lệch pha so với nghịch lưu góc  tạo nên điện áp chung có khoảng điện áp khơng có độ rộng xung  Điện áp đầu điều chỉnh cách giảm điện áp chiều đặt vào nghịch lưu 1.2.2 Bộ nghịch lưu ba pha Mạch công suất nghịch lưu cầu ba pha sử dụng Thysistor trình bày hình vẽ 1.9, q trình chuyển mạch độ bỏ 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com qua trường hợp đơn giản Dạng sóng điện áp đầu trình bày hình 1.10 Hình 1.9 Bộ nghịch lưu cầu ba pha Bộ nghịch lưu gồm ba nửa cầu, nửa cầu bao gồm hai transistor cao thấp, transistor đóng cắt biến đổi khoảng thời gian 180 Mỗi nửa cầu dịch pha 1200 dạng sóng cân ba pha trình bày hình 1.10 Nguồn DC có trung tính giả, mục đích trung tính giả làm thuận lợi cho ta xét dạng sóng đầu nghịch lưu, thực tế nguồn chung tính khơng có thật Điện áp DC có từ chỉnh lưu cầu mach lọc LC để có nguồn áp tương đối lý tưởng Dạng sóng điện áp Dạng sóng điện áp đầu nghịch lưu xác định dạng mạch điện phương pháp đóng cắt mà khơng phụ thuộc vào dạng tải Dạng sóng nhiều thành phần sóng hài bậc cao, dịng điện tương đối phẳng hơn, điều có ảnh hưởng hiệu ứng lọc tải Theo dạng sóng trình bày hình 1.10b vẽ trường hợp tải trở Dịng điện dây có dạng gần hình chữ nhật, thysistor dẫn 1/3 chu kì dịng điện tải Ta coi thysistor khóa chuyển mạch, tức ta bỏ qua độ van bán dẫn Nguồn chiều đóng mở sáu khoảng để tổng hợp nên đầu ba pha Tần số đóng cắt thysistor xác định tần số điện áp Điện cảm tải làm thay đổi dạng sóng hình bậc thang điện áp Nguyên nhân chủ yếu việc chuyển mạch dịng điện tải diode làm trì chuyển mạch (hình 1.10a) khép kín khoảng lớn 1200 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.10 Bộ nghịch lưu cầu ba pha dạng sóng Trong điều khiển thysistor thơng thường góc điều khiển chọn 1800 Do nguồn điện chiều nối vào tải qua thysistor đến hai cực có hai thysistor nối song song cực khác 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Dạng sóng hình 1.11 biểu diễn q trình dẫn vùng 1800, điện áp dây hình chữ nhật Dịng điện tải có dạng hình bậc thang thysistor dẫn 1800 Hình 1.11 Bộ nghịch lưu cầu ba pha làm việc vùng 1800 tải R dạng sóng Ưu điểm nghịch lưu nguồn áp – chỉnh lưu có điều khiển: Bộ nghịch lưu nguồn áp nghịch lưu thông dụng nghịch lưu loại có số ưu điểm sau: + Điện áp dòng điện điều biến gần sin 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Điều chỉnh điện áp dễ dàng điều chỉnh góc mở chỉnh lưu điều chỉnh khoảng dẫn thysistor + Có khả làm việc chế độ không tải + Do sử dụng tụ làm mạch lọc nguồn nên nghịch lưu loại có kích thước nhỏ gọn nghịch lưu nguồn dịng Khơng có tổn hao cuộn kháng lọc nguồn Nhược điểm nghịch lưu nguồn áp – chỉnh lưu có điều khiển: + Dịng điện điện áp chứa nhiều thành phần sóng hài tần số + Dễ bị ngắn mạch pha khơng khóa thysistor hợp lý + Với hệ u cầu cao điều chỉnh tốc độ nghịch lưu khó đáp ứng khả chuyển mạch van bán dẫn 1.3 BỘ NGHỊCH LƯU ĐIỀU BIẾN ĐỘ RỘNG XUNG [1] Bộ nghịch lưu điều biến độ rộng xung đời khắc phục nhược điểm hai nghịch lưu Dạng sóng đầu nghịch lưu điều biến độ rộng xung (PWM – Pulse Width Modulation) điều biến gần sin hơn, thành phần hài bậc cao loại trừ đến mức tối thiểu, khả điều khiển thích nghi theo cấp điện áp tần số dải tần số định mức Bằng phương pháp PWM ta điều khiển động thích nghi theo đường đặc tính cho trước Nhược điểm lớn nghịch lưu PWM yêu cầu van bán dẫn có khả đóng cắt tần số lớn Tần số thông thường lớn khoảng 15 lần tần số định mức đầu nghịch lưu  Nguyên lý hoạt động PWM Sơ đồ mạch lực PWM pha biểu diễn hình 1.12 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.12 Sơ đồ mạch nghịch lưu PWM pha Hai đại lượng cần phải quan tâm xem xét PWM là: sóng mang sóng điều biên + Sóng mang: Sóng mang sóng tam giác có tần số lớn đến hàng chục chí hàng trăm kHz + Sóng điều biên: Sóng điều biên sóng hình sin có tần số tần số sóng đầu nghịch lưu Sóng điều biên dạng sóng mong muốn đầu mạch nghịch lưu Hình 1.13 biểu diễn điện áp đầu nghịch lưu PWM đơn cực Chu kì đóng mở điều khiển cho bề rộng xung chu kì cực đại đỉnh sóng hình sin Hình 1.13 Điện áp nghịch lưu PWM đơn cực Để ý diện tích xung tương ứng gần với diện tích dạng sóng hình sin mong muốn hai khoảng mở liên tiếp Các điều hịa sóng điều chế theo phương pháp PWM giảm rõ rệt theo phương pháp Để xác định thời điểm kích mở cần thiết để tổng hợp dạng sóng đầu theo phương pháp PWM mạch điều khiển người ta tạo sóng sin chuẩn mong muốn so sánh với dãy xung tam giác biểu diễn hình 1.13 Giao điểm hai sóng xác định thời điểm kích mở van bán dẫn 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.14 Đồ thị xác định thời điểm kích mở thysistor Điện áp đầu nghịch lưu PWM cực đại chế độ xung vng, có nghĩa đầu PWM giống nghịch lưu nguồn áp đề cập Khi điện áp điều khiển giảm bề rộng xung giảm độ trống xung tăng, điện áp giảm Vì điều khiển điện áp đầu điện áp điều khiển Hình 1.15 giải thích việc sử dụng sóng tam giác để so sánh tạo điểm kích mở van bán dẫn Phần sóng hình sin nằm phía xung tam giác tương ứng cho xung có bề rộng b Xung sin có tần số nhỏ nhiều tần số xung tam giác nên coi chu kì xung tam giác xung hình sin khơng thay đổi độ lớn, ta có c = b/2 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.15 Giải thích việc sử dụng sóng tam giác để so sánh Biên độ điện áp điều biến không đổi bề rộng xung thay đổi, điện áp trung bình đầu thay đổi ta có biên độ điện áp sau nghịch lưu thay đổi Cách điều chế tương tự xem xét cho phần âm sóng sin chuẩn Bề rộng a hình vẽ ứng với giá trị cực đại sóng sin Điều đồng nghĩa với biên độ cực đại sóng sin chuẩn khơng lớn xung tam giác Q trình đưa xung có tần số cao vào tạo đóng cắt tần số lớn làm tăng điều hịa bậc cao Nhưng ta dễ dàng lọc điều hòa bậc thấp tần số sin Bên cạnh động tải điện cảm nên dễ dàng làm suy giảm điều hòa bậc cao điện áp dòng điện Thay cho phương pháp điều khiển PWM đơn cực để nâng cao chất lượng điều khiển ta có phương pháp điều khiển PWM lưỡng cực Các thysistor kích mở theo cặp nhằm tránh khoảng điện áp không (lưỡng cực) Giản đồ điện áp điều biến PWM lưỡng cực biểu diễn hình 1.16 Phần điện áp ngược nửa chu kì đầu ngắn Để xác định thời điểm van bán dẫn người ta điều chế sóng tam giác tần số cao sóng sin chuẩn khơng tạo độ lệch pha sóng tam giác sóng hình sin cần điều biến 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.16 Điều chế độ rộng xung lưỡng cực Số lần chuyển mạch nhiều chu kì sóng tam giác dẫn tới tổn hao đổi chiều thysistor nghịch lưu lớn Để chọn nghịch lưu có sóng gần chữ nhật nghịch lưu PWM phải ý đến giá thành bổ xung phần tử chuyển mạch tổn hao chuyển mạch, song song với điều phải tính đến sóng cịn lại đầu 1.4 NGHỊCH LƯU CỘNG HƯỞNG Đặc điểm nghịch lưu cộng hưởng trình chuyển mạch van dựa vào tượng cộng hưởng Giá trị điện cảm khơng lớn nghịch lưu dịng ( Ld =  ) không nhỏ nghịch lưu áp ( Ld = ), mà chiếm vị trí trung gian cho kết hợp với điện cảm tải Lt tụ điện C mạch xuất hiện tượng dao động 1.4.1 Nghịch lưu cộng hưởng song song Xét sơ đồ hình 1.17, t = cặp van T1, T2 mở Tụ C nạp qua mạch (+)  Ld  T1  Zt  T2  (-) Dòng nạp cho tụ có dạng hình sin mạch dao động cộng hưởng i iT1=iT2 Ld + id  iT3=iT4 T1 Lt T3 Zt i E Uc=Ut  C - T2 UC=Ut T4 a)  1  4 5 b) Hình 1.17 a) Nghịch lưu cộng hưởng song song – b) Giản đồ xung Tại thời điểm .t  1 dịng qua tải giảm khơng T1 T2 bị khóa lại Trong khoảng thời gian từ 1 đến  tất tiristo bị khóa lại Lt = Điện áp T1, T2 nửa điện áp tụ Uc điện áp nguồn E 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Điện áp tụ khoảng thời gian 1   phải lớn nguồn E đảm bảo khóa T1 T2 chắn Tại thời điểm .t   cặp van T3 T4 mở Điện áp T1 T2 điện áp ngược tụ C đặt lên (= Uc), tụ nạp theo chiều ngược lại đảo dấu Dịng nạp tụ C mang tính dao động giảm không thời điểm  Lúc T3, T4 khóa lại Dịng qua tiristo coi xung sin: I t  I m sin o t (1.1) 1.4.2 Nghịch lưu cộng hưởng nối tiếp Sơ đồ gồm hai cuộn cảm L1 L2 quấn lõi thép để tạo tượng cảm ứng, tụ C mắc nối tiếp với tải Các giá trị L1, L2, C Rt chọn cho dòng qua tiristo dịng dao động Nghịch lưu nối tiếp có ba chế độ làm việc : a) Chế độ khóa tự nhiên : f0 > f , dòng qua T1 giảm không sau thời gian mở T2, chế độ tương tự chế độ làm việc nghịch lưu song song L1 T1 L2 T2 L K + C i1 E i2 C E Rt - rt b) a) Hình 1.18 Mạch nghịch lưu cộng hưởng nối tiếp sơ đồ thay b) Chế độ giới hạn : f0 = f dòng qua T1 giảm khơng T2 mở chế độ đảm bảo dịng tải điện áp tải Ut hình sin c) Chế độ chuyển mạch cưỡng : f0 < f T1 chưa khóa kích xung mở cho T2 Sở dĩ nghịch lưu nối tiếp làm việc chế độ tượng cảm ứng hai cuộn L1 L2 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Khi T1 dẫn mở cho T2, dịng phóng qua tụ C qua L2 T2 gây nên tượng cảm ứng cuộn L2 Sức điện động có dấu chống lại tăng dòng, tức (+) bên trái (-) bên phải Do L1 L2 quấn lõi thép nên sức điện động cảm ứng nên L1 Như T1 chịu điện áp UT : UT = E - ( UL1 + UL2 ) (1.2) Các tham số chọn cho Ut < nên T1 bị khóa lại Nghịch lưu chủ yếu làm việc hai chế độ Nghịch lưu nối tiếp làm việc với dải phụ tải thay đổi tương đối rộng Để giữ cho điện áp tải không đổi phụ tải thay đổi, cần thay đổi tần số xung điều khiển f Chế độ f > f0 chế độ mà nghịch lưu cộng hưởng làm việc chế độ nghịch lưu dòng điện 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... nghịch lưu theo số pha, ví dụ nghịch lưu pha, nghịch lưu ba pha, nghịch lưu nhiều pha Phân loại theo sơ đồ : hình cầu, hình tia Người ta phân loại chúng theo trình điện từ xảy nghịch lưu như: nghịch. .. nghịch lưu như: nghịch lưu áp, nghịch lưu dòng, nghịch lưu cộng hưởng 1.1 BỘ NGHỊCH LƯU NGUỒN DÒNG 1.1.1 Bộ nghịch lưu pha Điện áp xoay chiều chỉnh lưu thành chiều nhờ chỉnh lưu có điều khiển, thường... 1800 Hình 1.11 Bộ nghịch lưu cầu ba pha làm việc vùng 1800 tải R dạng sóng Ưu điểm nghịch lưu nguồn áp – chỉnh lưu có điều khiển: Bộ nghịch lưu nguồn áp nghịch lưu thơng dụng nghịch lưu loại có