Giáo trình Điện tử công suất (Nghề Cơ điện tử Cao đẳng)

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI BÙI VĂN CÔNG (Chủ biên) NGUYỄN ANH DŨNG – LƯU HUY HẠNH GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT Nghề: Cơ điện tử Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên tài liệu cho giáo viên giảng dạy, Khoa điện tử Trường Cao đẳng nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội chỉnh sửa, biên soạn giáo trình “ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT” dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Điện – Điện tử Đây môn học kỹ thuật sở chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ Cao đẳng Nội dung giáo trình “ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT” xây dựng sở kế thừa nội dung giảng dạy trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, Giáo trình nội nhà giáo có nhiều kinh nghiệm nhiều năm làm công tác ngành đào tạo chuyên nghiệp Giáo trình biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề cập nội dung bản, cốt yếu để tùy theo tính chất ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp khơng trái với quy định chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề Tuy tác giả có nhiều cố gắng biên soạn, giáo trình chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận tham gia đóng góp ý kiến bạn đồng nghiệp chuyên gia kỹ thuật đầu ngành Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2019 Chủ biên: Bùi Văn Công MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC Bài Các phần tử bán dẫn công suất phần tử điều khiển 1.1 Ứng dụng điện tử công suất 1.2 Các phần tử bán dẫn công suất việc điều khiển chúng 1.3 Triac 20 Bài 24 Mạch chỉnh lưu 24 2.1 Phân biệt sơ đồ mạch chỉnh lưu, luật đóng mở van Các thông số tương ứng 24 2.2 Mạch chỉnh lưu pha, nửa chu kỳ 26 2.3 Mạch chỉnh lưu pha 29 Bài 48 Thiết bị biến tần 48 3.2 Thiết bị biến tần gián tíếp 49 3.3 Thiết bị biến tần trực tiếp 53 3.4 Điều khiển biến tần 57 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mô đun: Điện tử công suất Mã số môn học: MĐ 27 Thời gian mô đun: 30 (LT: giờ; TH/TT/TN/BT/TL: 22 giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun - Vị trí: Trước học mơ đun học sinh phải hồn thành: MH 07, MH 08, MH 10, MĐ 12, MĐ 15 MH 17, MĐ 18 - Tính chất: Là mơ đun bắt buộc chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử II Mục tiêu mô đun - Kiến thức: + Giải thích cấu tạo, nguyên lý hoạt động linh kiện bán dẫn công suất: Diode, Thyristor, Tranzitor, Triac, GTO - Kỹ năng: + Phân tích nguyên lý hoạt động mạch lực biến đổi: Chỉnh lưu, nghịch lưu, băm điện áp chiều, biến tần + Phân tích nguyên lý làm việc mạch điều khiển sơ đồ khối số mạch điều khiển đơn giản biến đổi - Năng lực tự chủ, trách nhiệm: + Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp biện pháp an toàn + Chủ động, sáng tạo đảm bảo an tồn q trình học tập III Nội dung mô đun: Nội dung tổng quát phân phối thời gian: Thời gian Thực hành/thực Số TT Tên mô đun Tổng Lý tập/thí số thuyết nghiệm/bài tập/thảo luận Bài 1: Các phần tử bán dẫn công suất phần tử điều khiển Ứng dụng điện tử công suất Các phần tử bán dẫn công suất việc điều khiển chúng Triac Kiểm tra Kiểm tra* Bài 2: Mạch chỉnh lưu Phân biệt sơ đồ mạch chỉnh lưu, luật đóng mở van Các thông số tương ứng Mạch chỉnh lưu pha, nửa chu kỳ Mạch chỉnh lưu pha Bài 3: Thiết bị biến tần Phân loại thiết bị biến tần (Theo nguyên tắc biến tần, theo số pha) Thiết bị biến tần gián tíếp Thiết bị biến tần trực tiếp Điều khiển biến tần 14 Cộng 30 20 Bài Các phần tử bán dẫn công suất phần tử điều khiển Mục tiêu - Biết phân loại nguyên lý hoạt động công dụng cuả loại phần tử bán dẫn công suất việc điều khiển chúng - Biết lắp ráp loại phần tử vào mạch - Tích cực, chủ động sáng tạo học tập Nội dung 1.1 Ứng dụng điện tử công suất Điện tử công suất đóng vai trị quan trọng ngành Điện,Điện tử, Cơ điện tử, đáp ứng yêu cầu phức tạp qui luật biến đổi lượng, kích thước nhỏ gọn, khả đóng cắt cao, tổn hao cơng suất giảm Điện tử công suất ứng dụng rộng rãi hầu hết ngành công nghiệp đại Có thể kể đến ngành kỹ thuật mà có ứng dụng tiêu biểu biến đổi bán dẫn công suất truyền động điện, giao thông đường sắt, nấu luyện thép, gia nhiệt cảm ứng, điện phân nhơm từ quặng mỏ, q trình điện phân cơng nghiệp hóa chất, nhiều thiết bị công nghiệp dân dụng khác Trong năm gần công nghệ chế tạo phần tử bán dẫn cơng suất có tiến vượt bậc ngày trở nên hoàn thiện dẫn đến việc chế tạo biến đổi ngày nhỏ gọn, nhiều tính sử dụng ngày dễ dàng 1.2 Các phần tử bán dẫn cơng suất việc điều khiển chúng 1.2.1 Điốt Trình bầy cấu tạo,nguyên lý hoạt động, đặc tính ứng dụng điển hình điốt cơng suất 1.2.1.1.Cấu tạo Hình 1.1 Diot a Cấu tạo ; b Ký hiệu Điốt phần tử cấu tạo lớp tiếp giáp PN Điốt có cực, anốt A cực nối với lớp bán dẫn P, catôt K cực nối với lớp bán dẫn kiểu N Cấu tạo ký hiệu điốt (hình 1-1) 1.2.1.2 Nguyên lý hoạt động Các điốt công suất chế tạo để chịu giá trị điện áp ngược định Điều đạt nhờ lớp bán dẫn n- tiếp giáp với lớp p có cấu tạo giống lớp n có điện tử tự Khi tiếp giáp pn- đặt tác dụng điện áp bên ngoài, điện trường ngồi chiều với điện trường E vùng nghèo điện tích mở rộng sang vùng n- điện trở tương đương điốt lớn dòng điện khơng thể chạy qua Tồn điện áp ngồi rơi vùng nghèo điện tích Trường hợp gọi điốt bị phân cực ngược ( hình 1-2a) Khi điện áp bên tạo điện trường có hướng ngược với điện trường E, vùng nghèo điện tích bị thu hẹp lại Nếu điện áp bên đủ lớn U khoảng 0,65V, vùng nghèo điện tích thu hẹp đến khơng điện tích di chuyển tự qua cấu trúc tinh thể điốt Dòng điện chạy qua điốt lúc bị hạn chế điện trở tải mạch phần điện trở điốt bao gồm điện trở tinh thể bán dẫn tiếp xúc phần kim loại bán dẫn Trường hợp gọi điốt bị phân cực thuận ( hình 1-2b) Hình 1- 2a Điơt phân cực ngược Hình 1- 2b Điốt bị phân cực thuận 1.2.1.3 Khảo sát hoạt động điôt a Thiết bị dụng cụ chuẩn bị - Mudun linh kiện chứa Điốt công suất - Tải đèn - Dây có chốt cắm hai đầu - Nguồn 12VDC - Máy sóng b Qui trình thực Đ Hình 1-3a Hình 1-3b - Cấp nguồn 12VDC, nối tải bóng đèn điốt (hình 1-3a) Quan sát tượng đèn Đo Uđèn Uđiốt Nhận xét kết thu - Cấp nguồn 12VDC, nối tải bóng đèn điốt (hình 1-3b) Quan sát tượng đèn Đo Uđèn Uđiốt Nhận xét kết thu - Kết luận hoạt động điốt 1.2.1.4 Đặc tính V - A điốt Đặc tính gồm phần, đặc tính thuận đặc tính ngược : + Đặc tính thuận nằm góc phần tư thứ tương ứng với UAK > + Đặc tính ngược nằm góc phần tư thứ ba tương ứng UAK < Trên đường đặc tính thuận, điện áp anơt – catôt tăng dần từ đến vượt qua ngưỡng điện áp UD.0 khoảng 0,6V đến 0,7V, gọi điện áp rơi điốt theo chiều thuận Dòng qua điốt có giá trị lớn điện áp rơi điốt khơng thay đổi Như vậy, đặc tính thuận điốt đặc trưng tính chất có điện trở tương đương nhỏ Trên đường đặc tính ngược, điện áp UAK tăng dần từ đến giá trị Ung.max, gọi điện áp ngược lớn nhất, dịng qua điốt có giá trị nhỏ gọi dòng rò, tức điốt cản trở dòng chạy theo chiều ngược Cho đến UAK đạt đến giá trị Ung.max xảy tượng dịng qua điốt tăng đột ngột dẫn đến tính chất cản trở dòng điện ngược điốt bị phá vỡ Q trình khơng có tính đảo ngược nghĩa ta giảm điện áp dịng điện khơng giảm Hiện tượng gọi tượng đánh thủng điốt.(hình 1-4) iA iD Dßng rß Ungmax u u mA Hình 1-4 Đặc tính V- A điốt 1.4a Đặc tính thực tế 1.4 Đặc tính tuyến tính hố 1.2.1.5.Đặc tính đóng cắt điốt Đặc tính đóng cắt tiêu biểu điốt thể (hình 1-5) Hình1-5 Đặc tính đóng cắt điốt Theo hình vẽ ta thấy: - Điốt trạng thái khóa khoảng thời gian (1) (6) với điện áp phân cực ngược dịng điện khơng - Ở khoảng (2) điốt bắt đầu vào dẫn dòng - Trong khoảng (3) điốt hoàn toàn trạng thái dẫn - Quá trình điốt bắt đầu khoảng (4) Ở cuối giai đoạn (4), tiếp giáp PN trở nên phân cực ngược điốt có khả ngăn cản dòng điện - Trong giai đoạn (5) tụ điện tương đương tiếp giáp PN nạp tiếp tục tới điện áp phân cực ngược Điện tích Qr điện tích phục hồi Thời gian tr đầu giai đoạn (4) đến cuối giai đoạn (5) gọi thời gian phục hồi 1.2.1.6.Các thông số điốt Khi sử dụng điốt ta cần quan tâm tới thơng số sau: - Giá trị trung bình dịng điện cho phép chạy qua điốt theo chiều thuận, ID - Giá trị điện áp ngược lớn mà điốt chịu đựng được, Ung.max - Tần số -Thời gian phục hồi tr điện tích phục hồi - Kết luận hoạt động mạch * Báo cáo thí nghiệm Sinh viên cần hồn thành u cầu sau: - Trình bày q trình thí nghiệm theo trình tự hướng dẫn - Ghi kết thí nghiệm vào báo cáo - Giải thích kết thu - Nhận xét, đánh giá so sánh kết 2.3.2.3.Mạch chỉnh lưu pha hai nửa chu kỳ có điều khiển hình cầu a Sơ đồ hoạt động Sơ đồ mạch chỉnh lưu pha hai nửa chu kỳ có điều khiển hình cầu ( tải R, RL ) cho (hình 2-16) T1 T3 Zt T4 T2 Hình 2-16 chỉnh lưu pha hai nửa chu kỳ có điều khiển hình cầu ( tải R, RL ) Dạng dòng điện điện áp phần tử sơ đồ biểu diễn (hình 2-17) (hình 2-18), nhận thấy sơ đồ cầu pha giống sơ đồ cầu pha hình tia, có hai điểm khác biệt: - Dịng điện qua cuộn cảm MBA có dạng đối xứng - Điện áp đặt SCR (điện áp ngược) có giá trị U2 nửa U2 không gấp đơi U2 sơ đồ hình tia Ở cần ý: Các xung điều khiển van theo cặp phải đồng thời Dạng dòng áp phần tử 44 - Với tải R: Hình 2.17 Dạng điện áp phần tử tải trở - Với tải RL: Hình 2.18 Dạng điện áp phần tử tải trở cảm, L = ∞ 45 b.Lắp ráp khảo sát hoạt động mạch * Thiết bị dụng cụ chuẩn bị - Mudun chứa SCR công suất - Tải đèn tải cảm - biến áp pha có điểm trung tính - Nguồn phát tín hiệu - Dây có chốt cắm hai đầu - Đồng hồ vạn - Máy sóng * Qui trình thực - Nối sơ đồ mạch theo (hình 2-16) - Cấp điện áp điều khiển cho cực G - Cấp nguồn cho mạch Thay đổi góc điều khiển Quan sát tượng đèn Dùng máy sóng quan sát dạng tín hiệu u2 tải bóng đèn Vẽ dạng sóng u2 bóng đèn Nhận xét - Đo điện áp đèn điện áp u2 cho trường hợp góc điều khiển Điền vào bảng sau Bảng 2-8 Kết thí nghiệm Góc α Ud đo Ud TT Ung đo Ung TT Id đo Id TT ID đo ID TT α1 = α2= α3 = α4 = α5 = - Thay tải trở tải cảm - Cấp nguồn cho mạch Thay đổi góc điều khiển Quan sát tượng đèn - Dùng máy sóng quan sát dạng tín hiệu u2 tải bóng đèn Vẽ dạng sóng u2 bóng đèn.Nhận xét - Đo điện áp tải điện áp u2 cho trường hợp góc điều khiển 46 Điền vào bảng sau Bảng 2-9.Kết thí nghiệm Góc α Ud đo Ud TT Ung đo Ung TT Id đo Id TT ID đo α1 = α2= α3 = α4 = Kết luận hoạt động mạch * Báo cáo thí nghiệm Sinh viên cần hồn thành u cầu sau: - Trình bày q trình thí nghiệm theo trình tự hướng dẫn - Ghi kết thí nghiệm vào báo cáo - Giải thích kết thu - Nhận xét, đánh giá so sánh kết 47 ID TT Bài Thiết bị biến tần Mục tiêu - Biết phân biệt biến tần gián tiếp trực tiếp; - Đọc sơ đồ phân tích nguyên lý hoạt động thiết bị - Đo thử, kiểm tra mạch điều khiển mạch động lực - Tích cực, chủ động sáng tạo học tập Nội dung 3.1 Phân loại thiết bị biến tần (Theo nguyên tắc biến tần, theo số pha) Biến tần trực tiếp: Là loại biến tần tạo điện áp tải thông qua phần điện áp lưới lần nối tải vào nguồn phần tử đóng ngắt khoảng thời gian định, đặc biệt khơng thơng qua khâu lượng trung gian Biến tần gián tiếp: Là loại biến tần có tên gọi khác biến tần có khâu trung gian chiều, biến tần sử dụng chỉnh lưu có khả biến đổi nguồn xoay thành dòng điện chiều dùng nghịch lưu để biens đổi từ dòng điện chiêu thành nguồn điện xoay chiều Khâu trung gian chiều có vai trị khâu tích lũy lượng dạng nguồn áp dùng tựu điện hay nguồn dòng sử dụng cuộn cảm tạo khâu cách ly phụ tải nguồn điện áp lưới Biến tần gián tiếp có cấu tạo từ chỉnh lưu khâu lọc trung gian Khơng thể phủ nhận vai trị hệ thống biến tần hoạt động sản xuất có khả tăng hiệu suất kinh doanh Tùy vào mục đích sử dụng mà bạn lựa chọn loại biến tần phù hợp để vừa mang lại hiệu cao lại vừa tiết kiệm cần sửa chữa biến tần có cố để hoạt động nhanh chóng trở lại ổn định Sự phân loại biến tần đề cập dựa thói quen lựa chọn biến tần người sử dụng biến tần, viết khơng có tính chất viết dạng nghiên cứu kỹ thuật chuyên sâu Tùy theo mong muốn người tìm kiếm biến tần mà người sử dụng phân loại biến tần sau: + Biến tần pha + Biến tần pha Vào Pha 220VAC - Ra Pha 220VAC 23 Sản phẩm Vào Pha 220VAC - Ra Pha 220VAC 31 Sản phẩm Vào Pha 380VAC - Ra Pha 380VAC 48 3.2 Thiết bị biến tần gián tíếp 3.2.1 Bộ biến tần áp gián tiếp 3.2.1.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạch Sơ đồ mạch cho (hình 3-1) sơ đồ có điều kiển cho (hình 3-2) ZA ZB ZC Hình 3-1 Mạch biến tần nguồn áp Biến tần nguồn áp dùng chỉnh lưu có điều khiển (hình 3-2) ZA Hình 3-2 Biến tần nguồn áp dùng chỉnh lưu có điều khiển 49 ZB ZC Biến tần nguồn áp dùng chỉnh lưu không điều khiển biến đổi xung áp chiều Biến tần nguồn áp loại này, điện áp chiều cung cấp dùng chỉnh lưu có điềukhiển chỉnh lưu khơng điều khiển sau điều chỉnh nhờ biến đổi xung áp Với hình b hệ số công suất sơ đồ không đổi, không phụ thuộc vào tải, nhiên sơ đồ qua nhiều khâu biến đổi hiệu suất phù hợp cho tải nhỏ, 30kw Đặc điểm: Dạng điện áp xung chữ nhật, biên độ điều chỉnh nhờ thay đổi điện áp chiều, hình dạng điện áp khơng phụ thuộc vào tải, dịng điện tải xác định, điện áp có độ méo lớn khơng phù hợp với số loại phụ tải Hiện nay, loại chế tạo chủ yếu với điện áp biến điệu bề rộng xung 3.2.1.2 Lắp ráp khảo sát hoạt động mạch a.Thiết bị dụng cụ chuẩn bị - Bộ dụng cụ cầm tay nghề điện tử - Panel chân cắm nhỏ - Máy đo VOM DVOM - Máy sóng kênh 40MHz - Linh kiện điện tử rời phục vụ cho - Mạch in thiết kế sơ đồ sẵn - Dây nối mạch điện - Linh kiện làm tải giả cho mạch - Chì hàn, nhựa thơng - Dây có chốt cắm đầu b Qui trình thực + Lắp ráp mạch theo sơ đồ hình cho trước: + Cấp nguồn cho mạch, cấp nguồn cho điện áp kích + Thay đổi góc kích Quan sát tượng tải Đo điện áp đầu vào/ đầu ra.Nhận xét + Tự thiết kế mạch theo yêu cầu cho trước giá trị điện áp đầu dòng tiêu thụ tải 50 c Báo cáo thí nghiệm Sinh viên cần hồn thành u cầu sau: - Trình bày q trình thí nghiệm theo trình tự hướng dẫn - Ghi kết thí nghiệm vào báo cáo - Giải thích kết thu - Nhận xét, đánh giá so sánh kết 3.2.2 Bộ biến tần dòng gián tiếp 3.2.2.1 Sơ đồ mạch Loại dùng chỉnh lưu có điều khiển, nghịch lưu SCR Đặc điểm dạng dòng điện nguồn chiều xác định dạng dòng điện tải, dạng điện áp tải phụ thuộc tính chất tải Ưu điểm biến tần loại có sơ đồ đơn giản sử dụng loại SCR với tần số không cao Sơ đồ mạch cho (hình 3-3) M Hình 3-3 Mạch biến tần nguồn dịng 3.2.2.2 Hoạt động Bộ chỉnh lưu có điều khiển với cuộn cảm tạo nên nguồn dòng cấp cho nghịch lưu Nghịch lưu sơ đồ nguồn dòng song song, hệ thống tụ chuyển thành mạch cách ly với tải qua hệ thống điốt cách ly, dịng nghịch lưu có dạng xung CN , điện áp có dạng tương đối hình sin phụ tải động Loại biến tần có đặc điểm: dùng với động khơng đồng sơ đồ có khả trả lượng lưới, động chuyển sang chế độ máy phát dòng đầu vào nghịch lưu giữ không đổi chỉnh lưu chuyển 51 sang chế độ nghịch lưu phụ thuộc nhờ lượng từ phía nghịch lưu đưa lưới Sơ đồ không phù hợp với cơng suất nhỏ hiệu suất cồng kềnh, với công suất cỡ 100 kw lại phù hợp Nhược điểm sơ đồ hệ số công suất thấp phụ thuộc vào tải, tải nhỏ 3.2.2.3 Lắp ráp khảo sát hoạt động mạch a.Thiết bị dụng cụ chuẩn bị - Bộ dụng cụ cầm tay nghề điện tử - Panel chân cắm nhỏ - Máy đo VOM DVOM - Máy sóng kênh 40MHz - Linh kiện điện tử rời phục vụ cho - Mạch in thiết kế sơ đồ sẵn - Dây nối mạch điện - Linh kiện làm tải giả cho mạch - Chì hàn, nhựa thơng - Dây có chốt cắm đầu b Qui trình thực + Lắp ráp mạch theo sơ đồ hình cho trước: + Cấp nguồn cho mạch, cấp nguồn cho điện áp kích + Thay đổi góc kích Quan sát tượng tải Đo điện áp đầu vào/ đầu ra.Nhận xét + Tự thiết kế mạch theo yêu cầu cho trước giá trị điện áp đầu dòng tiêu thụ tải c Báo cáo thí nghiệm Sinh viên cần hồn thành u cầu sau: - Trình bày q trình thí nghiệm theo trình tự hướng dẫn - Ghi kết thí nghiệm vào báo cáo - Giải thích kết thu - Nhận xét, đánh giá so sánh kết 52 3.3 Thiết bị biến tần trực tiếp 3.3.1 Bộ biến tần trực tiếp pha 3.3.1.1.Sơ đồ mạch nguyên lý hoạt động Sơ đồ mạch cho (hình 3-4) sơ đồ điều khiển cho (hình 3-5.) Hình 3-4 Biến tần nguồn lưới pha có điều khiển Hình 3-5 Sơ đồ điều khiển Bộ biến tần có cấu tạo chỉnh lưu kép Do đó, phân tích hoạt động phương pháp điều khiển biến tần giống chỉnh lưu kép 53 3.3.1.2 Lắp ráp khảo sát hoạt động mạch a.Thiết bị dụng cụ chuẩn bị - Bộ dụng cụ cầm tay nghề điện tử - Panel chân cắm nhỏ - Máy đo VOM DVOM - Máy sóng kênh 40MHz - Linh kiện điện tử rời phục vụ cho - Mạch in thiết kế sơ đồ sẵn - Dây nối mạch điện - Linh kiện làm tải giả cho mạch - Chì hàn, nhựa thơng - Dây có chốt cắm đầu b Qui trình thực + Lắp ráp mạch theo sơ đồ hình cho trước: + Cấp nguồn cho mạch, cấp nguồn cho điện áp kích + Thay đổi góc kích Quan sát tượng tải Đo điện áp đầu vào/ đầu ra.Nhận xét + Tự thiết kế mạch theo yêu cầu cho trước giá trị điện áp đầu dòng tiêu thụ tải c Báo cáo thí nghiệm Sinh viên cần hồn thành u cầu sau: - Trình bày q trình thí nghiệm theo trình tự hướng dẫn - Ghi kết thí nghiệm vào báo cáo - Giải thích kết thu - Nhận xét, đánh giá so sánh kết 3.3.2 Bộ biến tần trực tiếp ba pha 3.3.2.1 Sơ đồ hoạt động mạch Sơ đồ sau: dùng sơ đồ tia pha dùng sơ đồ cầu pha Sơ đồ biến tần trực tiếp pha hình tia 54 Za Zb Zc N Hình 3-6 Sơ đồ tia pha Sơ đồ biến tần trực tiếp pha hình cầu Za Zb Zc Hình 3-7 Sơ đồ trực tiếp hình tia pha Gồm chỉnh lưu nối song song ngược, phận chỉnh lưu sơ đồ pha có điểm trung tính, sơ đồ cầu chỉnh lưu nhiều pha Số pha chỉnh lưu lớn thành phần sang điều hồ bậc cao giảm f2 ln nhỏ f1 nên tải biến tần trực tiếp thường động xoay chiều làm việc tốc độ thấp 55 Sơ đồ gồm 03 pha điện áp ra, pha tạo sơ đồ mà nguyên tắc sơ đồ chỉnh lưu có đảo chiều gồm 02 chỉnh lưu pha ( hình tia) ngược chiều , thay mạch cầu chỉnh lưu hình tia thành hình cầu phức tạp số SCR tăng gấp mạch điều khiển phức tạp Có 02 phương pháp điều khiển SCR , phương pháp điều khiển riêng phương pháp điều khiển chung Dùng phương pháp điều khiển riêng không cần cuộn kháng cân bằng, cịn dùng phương pháp điều khiển chung cần số cuộn kháng cân Nguyên lý tạo điện áp cho biến tần trực tiếp dùng cho SCR chuyển mạch tự nhiên, tần số điện áp phải thấp nhiều so với tần số lưới ( khoảng 10 – 25 hz) Tuy nhiên, sử dụng van bán dẫn điều khiển hoàn toàn đạt tần số cao 3.3.2.2 Lắp ráp khảo sát hoạt động mạch a.Thiết bị dụng cụ chuẩn bị - Bộ dụng cụ cầm tay nghề điện tử - Panel chân cắm nhỏ - Máy đo VOM DVOM - Máy sóng kênh 40MHz - Linh kiện điện tử rời phục vụ cho - Mạch in thiết kế sơ đồ sẵn - Dây nối mạch điện - Linh kiện làm tải giả cho mạch - Chì hàn, nhựa thơng - Dây có chốt cắm đầu b Qui trình thực + Lắp ráp mạch theo sơ đồ hình cho trước: + Cấp nguồn cho mạch, cấp nguồn cho điện áp kích + Thay đổi góc kích Quan sát tượng tải Đo điện áp đầu vào/ đầu ra.Nhận xét + Tự thiết kế mạch theo yêu cầu cho trước giá trị điện áp đầu dòng tiêu thụ tải 56 c Báo cáo thí nghiệm Sinh viên cần hồn thành u cầu sau: - Trình bày q trình thí nghiệm theo trình tự hướng dẫn - Ghi kết thí nghiệm vào báo cáo - Giải thích kết thu - Nhận xét, đánh giá so sánh kết 3.4 Điều khiển biến tần Phương pháp 1: Chạy đa cấp tốc độc Các cấp tốc độ tần số cài đặt trước biến tần biến tần chạy tần số tương ứng với giá trị đầu vào cho cấp vào biến tần Phương pháp 2: Điều khiển biến tần thông qua truyền thông, từ mạng truyền thông RS 422, 485, Modbus RTU, ASCII, chuẩn truyền thông theo dạng phức tạp khác Thiết bị điều khiển máy biến tần hệ thống công nghiệp thường từ điều khiển PLC, HMI, từ card điện khiển… Phương pháp 3: Sử dụng biến trở dạng chiết áp để điều chỉnh tần số biến tần Lệnh điều khiển cho biến tần chạy tới, chạy lui dừng qua nút nút qua ngõ vào biến tần Phương pháp sử dụng đến bàn phím có sẵn biến tần để điều khiển Bao gồm có phím lên xuống (hoặc núm xoay) để thay đổi tần số biến tần Tại nhóm nút RUN (để cho thiết bị chạy), STOP (dừng thiết bị), FOR ( chạy tới), REV ( chạy lùi), nút máy, tùy vào dịng máy khác mà có bố trí bàn phím khác 57 58 ... dụng điện tử công suất Điện tử cơng suất đóng vai trị quan trọng ngành Điện, Điện tử, Cơ điện tử, đáp ứng yêu cầu phức tạp qui luật biến đổi lượng, kích thước nhỏ gọn, khả đóng cắt cao, tổn hao công. .. cho học sinh - sinh viên nghề Điện – Điện tử Đây môn học kỹ thuật sở chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ Cao đẳng Nội dung giáo trình “ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT” xây dựng sở kế thừa nội dung... cho giáo viên giảng dạy, Khoa điện tử Trường Cao đẳng nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội chỉnh sửa, biên soạn giáo trình “ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT” dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Điện