BÀI GIẢNG điện tử CÔNG SUẤT

Mơn học: ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT ThS PHẠM HỮU THÁI E-mail: phamthai@hcmute.edu.vn Điện thoại: 0985.93.55.69 TP.HCM, THÁNG NĂM 2014 THANG ĐIỂM ĐÁNH GIÁ Bài tập lớn: 30% Kiểm tra kỳ: 20% Thi cuối kỳ: 50% CHƯƠNG NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN & MỘT VÀI ƯD ĐTCS CHƯƠNG 1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 Tên gọi môn học  Điện tử công suất – Power electronics: Điện tử công suất lớn – Kỹ thuật biến đổi điện  ĐTCS phận Điện tử ứng dụng hay Điện tử công nghiệp  Các linh kiện điện tử sử dụng mạch động lựccông suất lớn 1.2 Sự khác linh kiện điện tử ứng dụng (điện tử điều khiển) ĐTCS • Cơng suất: nhỏ – lớn • Chức năng: Điều khiển – đóng cắt dịng điện CS lớn Đóng cắt dịng điện - van 1.3 Phân loại biến đổi (BBĐ) - Converter Chỉnh lưu (rectifier) BBĐ áp DC DC converter BBĐ áp AC AC converter Biến tần Nghịch lưu (inverter) 1.3 Phân loại biến đổi (BBĐ) - Converter Bộ Biến Đổi = Mạch ĐTCS + ĐIỀU KHIỂN • Mạch ĐTCS giới hạn sơ đồ sử dụng linh kiện điện tử làm việc chế độ đóng ngắt, gọi Ngắt Điện Điện Tử (NĐBD) hay Bán Dẫn dùng cho biến đổi lượng điện 1.3 Phân loại biến đổi (BBĐ) - Converter Bộ ĐIỀU KHIỂN = Mạch điều khiển vịng kín (nếu có) + Mạch phát xung • Mạch phát xung cung cấp dịng, áp điều khiển NĐBD để chúng đóng ngắt theo trình tự mong muốn Ví dụ Ngắt Điện Bán Dẫn: Diod, Transistor, SCR • BBĐ cịn phân loại theo phương thức hoạt động NĐBD 1.3 Phân loại biến đổi (BBĐ) - Converter 2.1 Truyền tải điện phân phối (Transmission & Distribution) HVDC TRANSMISSION (High Voltage DC) An HVDC thyristor valve tower 16.8 m tall in a hall at Baltic Cable AB in Sweden 28 2.1 Truyền tải điện phân phối (Transmission & Distribution) 29 2.1 Truyền tải điện phân phối (Transmission & Distribution) 30 2.1 Truyền tải điện phân phối (Transmission & Distribution) 31 2.1 Truyền tải điện phân phối (Transmission & Distribution) 32 2.1 Truyền tải điện phân phối (Transmission & Distribution) FACTS (FLEXIBLE ALTERNATING CURRENT TRANSMISSION SYSTEM) 33 2.1 Truyền tải điện phân phối (Transmission & Distribution) SVC (Static Var Compensator) SVC thiết bị bù ngang dùng để tiêu thụ cơng suất phản kháng điều chỉnh cách tăng hay giảm góc mở thyristor 34 2.1 Truyền tải điện phân phối (Transmission & Distribution) TCSC THYRISTOR CONTROLLED SERIES CAPACITOR THIẾT BỊ BÙ DỌC ĐIỀU KHIỂN BẰNG THYRISTOR Tương tự SVC, phần tử TCSC thiết bị điều khiển trở kháng nhanh đường dây hoạt động điều kiện ổn định hệ thống điện 35 2.1 Truyền tải điện phân phối (Transmission & Distribution) STATCOM STATIC SYNCHRONOUS COMPENSATOR STATCOM hoàn thiện SVC, bao gồm tụ điện điều chỉnh thiết bị điện tử thyistor có cửa đóng mở GTO So với SVC, có ưu điểm kết cấu gọn nhẹ hơn, khơng địi hỏi diện tích lớn SVC đặc biệt điều khiển linh hoạt hiệu 36 2.1 Truyền tải điện phân phối (Transmission & Distribution) UPFC UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER UPFC khái niệm ứng dụng thiết bị bù đa chức để điều khiển điện áp độc lập, dịng cơng suất tác dụng P phản kháng Q đường dây truyền tải, đặc biệt đường dây siêu cao áp nối HTĐ nhỏ UPFC thiết bị làm cho lưới điện vận hành linh hoạt hiệu 37 2.1 Truyền tải điện phân phối (Transmission & Distribution) TCPAR THYRISTOR CONTROLLED PHASE ANGLE REGULATOR Thiết bị TCPAR khái niệm ứng dụng thyristor để điều chỉnh góc lệch pha điện áp pha đường dây Nó có tác dụng điều khiển cơng suất truyền tải đường dây 38 2.2 Các ứng dụng khác Các thiết bị gia dụng  Tủ lạnh, tủ đông  Gia nhiệt, sưởi  Hệ thống điều hịa khơng khí  Lị nấu  Chiếu sáng  Các thiết bị điện tử dân dụng (TV, máy tính, thiết bị nghe nhìn, giải trí…) Trang thiết bị cho cao ốc  Các hệ thống sưởi, thơng gió, điều hòa  Hệ thống điều hòa trung tâm  Máy tính thiết bị văn phịng  UPS (Uninterruptible Power Supply)  Thang máy Công nghiệp  Bơm  Máy nén  Quạt gió  Máy cơng cụ  Lò nấu hồ quang, Lò nấu cảm ứng  Gia nhiệt cảm ứng (tôi cao tần…)  Máy hàn điện Giao thông vận tải  Điều khiển động xe điện  Nạp acquy xe điện  Các hệ thống tàu điện, tàu điện ngầm Hệ thống điện  Truyền tải điện DC cao áp (HVDC)  Bộ bù tĩnh  Hệ thống máy phát dùng nguồn lượng tái sinh (renewable energy): lượng mặt trời, lượng gió…  Các hệ thống tích trữ lượng (energy storage systems) Hàng không  Hệ thống điện tàu thoi  Hệ thống điện vệ tinh  Hệ thống điện máy bay Viễn thơng  Bộ nạp bình acquy  Bộ nguồn (DC, UPS) 39 2.2 Các ứng dụng khác Van tiết lưu Nguồn lưới Động Nguồn lưới Bơm a Hệ thống bơm kiểu truyền thống Bộ điều khiển tốc độ + Động Bơm b Hệ thống bơm có điều chỉnh tốc độ Tiết kiệm lượng tiêu thụ hệ thống bơm điều chỉnh lưu lượng điều khiển tốc độ động thay cho van tiết lưu 40 Tổng quan ứng dụng 41 BÀI TẬP LỚN BÀI 1: SĨNG HÀI +Khái niệm sóng hài + Ảnh hưởng sóng hài + Nguồn tạo sóng hài + Mạch lọc tích cực + Mơ mạch lọc tích cực (sử dụng biến đổi cơng suất) mà em biết 42 ... electronics: Điện tử công suất lớn – Kỹ thuật biến đổi điện  ĐTCS phận Điện tử ứng dụng hay Điện tử công nghiệp  Các linh kiện điện tử sử dụng mạch động lựccông suất lớn 1.2 Sự khác linh kiện điện tử. .. cơng suất ảo - Cơng suất tác dụng tải -Công suất phản kháng (công suất ảo sóng hài dịng điện tạo nên) -Công suất biến dạng 16 (công suất ảo sóng hài bậc cao dịng điện tạo nên) 1.6 Hệ số công suất. .. 1.6 Hệ số công suất (Power factor) P: Công suất tác dụng (W) S: Công suất biểu kiến (KVAr) Trong trường hợp đặc biệt: nguồn áp dạng sin tải tuyến tính chứa phần tử R,L,C khơng đổi sức điện động