tổng quan về công nghệ nghịch lưu độc lập

32 920 2
tổng quan về công nghệ nghịch lưu độc lập

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Đồ án Điện tử công suất GVHD: Đoàn Văn Tuân CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NGHỊCH LƯU 1.1. Giới thiệu về nghịch lưu độc lập: Bộ nghịch lưu độc lập hay ôtônôm là thiết bị biến đổi từ tĩnh từ dòng điện một chiều sang xoay chiều có tần số bất kỳ. Căn cứ vào phương pháp điều khiển các bộ nghịch lưu, ta có thể chia chúng thành 2 nhóm: a) Tự kích: Đó là hệ thống nghịch lưu, trong đó các tín hiệu mở tiristo được tạo nên do bộ điều khiển lấy từ điện áp ra. Nghịch lưu này có hệ thống điều khiển đơn giản và có khả năng tự động thay đổi tần số ra. b) Bộ nghịch lưu có kích thích độc lập: Đó là những bộ nghịch lưu mà ở hệ thống điều khiển của nó có chứa một máy phát xung có dạng bất kỳ. Các dạng nghịch lưu kích thích độc lập có độ ổn định và điều chỉnh tần số ra tốt, vì nó được xác định bởi một máy phát xung độc lập với tải và với điện áp nạp cho mạch lực. 1.2: Phân loại nghịch lưu: Có thể chia các loại nghịch lưu thành 2 nhóm nghịch lưu lớn: - Nghịch lưu áp - Nghịch lưu dòng a) Nghịch lưu điện áp: Nghịch lưu điện áp có đặc điểm sau: -) Điện áp ra có dạng hình chữ nhật, có giá trị không đổi, còn đường cong của dòng phụ thuộc loại tải. -) Nguồn điện cung cấp làm việc như máy phát suất điện động, vì vậy trong thực tế cần phải mắc song song một tụ điện lớn. -) Khi tải có tính cảm kháng nhất thiết phải sử dụng điôt ngược để đảm bảo sự cân bằng năng lượng cảm kháng. -) Đặc tính tải Utải = f(Itải) có dạng nằm ngang. b) Nghịch lưu dòng: Sinh viên: Phạm Văn Thắng Trang:1 Lớp: ĐTĐ51 – ĐH2 Đồ án Điện tử công suất GVHD: Đoàn Văn Tuân -) Dòng ra gồm dòng tải và dòng chuyển mạch tiristo của tụ điện có dạng hình chữ nhật, còn điện áp phụ thuộc vào các thông số tải. -) Nguồn điện cung cấp làm việc như nguồn dòng vì thế phải mắc nối tiếp với nó một cuộn kháng lớn. -) Khi tải có tính cảm kháng, sự cân bằng công suất kháng thực hiện bằng tụ điện chuyển mạch vì vậy tải tổng hợp nhất thiết phải có đặc tính dung kháng. -) Đặc tính tải có dạng đường thẳng nghiêng. Vì phương pháp chuyển mạch và thiết bị chuyển mạch xác định tính chất bộ nghịch lưu, nên ngoài cách phân loại trên đây căn cứ vào cách nối tụ điện chuyển mạch người ta còn chia nghịch lưu thành các loại sau: Bộ nghịch lưu song song: Đây là bộ nghịch lưu mà các tụ điện chuyển mạch mắc song song với tải Bộ nghịch lưu nối tiếp: Trong nghịch lưu nối tiếp, tải trực tiếp hoặc gián tiếp tham gia vào thành phần nối tiếp mạch cộng hưởng được kích thích bằng mở tiristi một cách chu kỳ. Ngắt tiristo bằng cộng hưởng. 1.3:Các đặc điểm của nghịch lưu độc lập Nghịch lưu độc lập có những đặc tính sau: 1. Có khả năng điều chỉnh tần số trong một phạm vi nhất định không phải thay đổi cấu trúc phần động lực. 2. Có thể thay đổi trong giới hạn lớn tỷ số giữa điện áp một chiều nguồn nạp và điện áp ra xoay chiều. 3. Ổn định điện áp ra khi thay đổi hệ số công suất tải. 4. Không đứt đoạn trong công tác, có thể chịu được ngắn mạch ở mạch xoay chiều. 5. Có thể làm việc ở chế độ không tải. 6. Có khả năng nhận được dạng điện áp ra gần hình sin nhất. 7. Không bị dao động khi nạp động cơ dị bộ hoặc đồng bộ. 8. Có độ phi đối xứng giữa các pha nhỏ khi tải phi đối xứng. 9. Đơn giản và có số lượng van ít. 10. Có hiệu suất biến đổi năng lượng lớn. 11. Có khả năng thay đổi thứ tự pha. 1.4. Nghịch lưu điện áp: Sinh viên: Phạm Văn Thắng Trang:2 Lớp: ĐTĐ51 – ĐH2 Đồ án Điện tử công suất GVHD: Đoàn Văn Tuân 1.4.1: Nghịch lưu 1 pha dùng Tranristor: Q1 Q2 Q3 Q4 R1 V1 U = 2 1 .E d π θ θ π ∫ = E. 13 1 π −  Nghịch lưu xung vuông Sinh viên: Phạm Văn Thắng Trang:3 Lớp: ĐTĐ51 – ĐH2 Đồ án Điện tử công suất GVHD: Đoàn Văn Tuân Q1 Q2 Q3 Q4 R1 C1 L1 V1 • Sử dụng chế độ cộng hưởng cho các mạch có tần số ổn định (Lò tôi cao tần, trung tải) 1.4.2.Nghịch lưu 1 pha dùng Thyristor: + Muốn thay Tranristor = Thyristor thì ta phải tiến hành khóa cưỡng bức trước khi mở van D1 D2 D3 D4 R1 V1 Sinh viên: Phạm Văn Thắng Trang:4 Lớp: ĐTĐ51 – ĐH2 Đồ án Điện tử công suất GVHD: Đoàn Văn Tuân (Sơ đồ thay thế) • Sơ đồ hoàn chỉnh (sử dụng cho nguồn áp, có thêm mạch điều khiển khóa cưỡng bức): T1 T2 T3T4 R1 V1 C1 C2 C3 C4 L1 L2 L3L4 L5 D1 D4 D2 D3 (L1, L4; L2, L3 được quấn trên 1 lõi thép, cùng số vòng) Sơ đồ cầu 1 pha dùng thyristor có các phần tử chuyển mạch, các phần tử L, C. L1 = L2 = L3 = L4 = L C1 = C2 = C3 = C4 = C L1 và L4 quấn trên cùng một lõi sắt từ; L2 và L3 quấn trên cùng một lõi từ khác. Đối với sơ đồ đang xét, luôn có: UC1 + UC4 = E UC2 + UC3 = E 1.4.3. Nghịch lưu 1 pha PWM (Pulsc width modulation): * Để thực hiện phương pháp PWM cần thực hiện các bước sau: + Tạo một tín hiệu hình sin có tần số bằng tần số ra mong muốn, biên độ AM gọi là song điều biến(tín hiệu điều biến). + Tạo tín hiệu dạng tam giác, biên độ AP cố định, tần số cố định và lớn hơn rất nhiều với tần số mong muốn ở đầu ra. Sinh viên: Phạm Văn Thắng Trang:5 Lớp: ĐTĐ51 – ĐH2 Đồ án Điện tử công suất GVHD: Đoàn Văn Tuân + Dùng một khâu so sánh, so sánh 2 tín hiệu trên giao điểm của 2 tín hiệu này sẽ quyết định thời điểm đóng mở các van tương ứng. => Có 2 phương pháp điều biến: Phương pháp PWM đơn cực Phương pháp PWM lưỡng cực * TH1: PWM đơn cực: - Trong nửa chu kì dương của tín hiệu hình sin, sóng mang có biên độ trong phạm vi 0 → AP. Trong nửa chu kì âm của tín hiệu sin, sóng mang có biên độ trong phạm vi 0 → -AP. - Điện áp đầu ra có giá trị 0 or E± D1 D4 D2 D3 Q1 Q4 Q2 Q3 R1 L1 C1 Để hạn chế chuyển mạch ở nửa chu kì, người ta mở 1 van nào đó. + Nửa chu kì (+): mở Q3 → Q1 đóng khi tín hiệu hình sin lớn hơn tín hiệu tam giác + Nửa chu kì (-): mở Q4 → Q2 đóng khi tín hiệu hình sin nhỏ hơn tín hiệu âm tam giác Sinh viên: Phạm Văn Thắng Trang:6 Lớp: ĐTĐ51 – ĐH2 Đồ án Điện tử công suất GVHD: Đoàn Văn Tuân * Nhận xét: + Tần số sóng mang ( ∆ ) càng cao → dòng càng gần hình sin. + Trong một chu kì mong muốn ở đầu ra van chuyển mạch nhiều lần. + Với 1 tần số sóng điều biến như nhau thì phương pháp này có lượng sóng hài bậc cao ít hơn phướng pháp PWM lưỡng cực. * TH2:PWM lưỡng cực: - Sóng ∆ có biên độ trong phạm vi p A± không phụ thuộc vào sóng hình sin. Trong thực tế nếu sóng ∆ là bội số của sóng hình sin thì lượn sóng hài bậc cao sẽ thấp nhất. - Giao điểm của sóng ∆ và sóng hình sin quyết định trạng thái đóng mở van. - Điện áp trên tải có giá trị E± * Biến tần xung vuông là 1 TH đặc biệt của PWM lưỡng cực 1.5. Nghịch lưu nguồn dòng: Bộ nghịch lưu có nguồn 1 chiều là nguồn dong điện. Bộ nghịch lưu dòng được sử dụng trong lĩnh vực truyền động động cơ xoay chiều, và cho là cảm ứng. Tương tự bộ nghịch lưu áp, ta phải phân biệt bộ nghịch lưu dòng với quá trình chuyển mạch cưỡng bức và bộ nghịch lưu dòng với quá trình chuyển mạch tự nhiên. Sinh viên: Phạm Văn Thắng Trang:7 Lớp: ĐTĐ51 – ĐH2 Đồ án Điện tử công suất GVHD: Đoàn Văn Tuân Bộ nghịch lưu dòng có quá trình chuyển mạch cưỡng bức được áp dụng cho tải tổng quát.Trong trường hợp tải mang dung kháng, bộ nghịch lưu có thể sử dụng với quá trình chuyển mạch phụ thuộc và sử dụng linh kiện bán dẫn như thyristor. 1.5.1. Nghịch lưu nguồn dòng 1 pha: (Sơ đồ 1) Sinh viên: Phạm Văn Thắng Trang:8 Lớp: ĐTĐ51 – ĐH2 Q1 Q2 Q3 Q4 C1 R1 L1 V1 Đồ án Điện tử công suất GVHD: Đoàn Văn Tuân BA R1 T1 T2 C1 V1 (Sơ đồ 2) 1.5.2. Nghịch lưu nguồn dòng 3 pha: Sinh viên: Phạm Văn Thắng Trang:9 Lớp: ĐTĐ51 – ĐH2 Đồ án Điện tử công suất GVHD: Đoàn Văn Tuân T1 T3 T5 D4 D6 D2 R1 R2 R3 L1 V1 (Dùng Thyristor) Cấu tạo của bộ nghịch lưu dòng 3 pha có thể gồm các dạng : mạch chứa diode cao áp bảo vệ, mạch chứa tụ chuyển mạch và mạch chứa tụ tích năng lượng. Khi tải có công suất lớn, có thể sử dụng bộ nghịch lưu dòng với linh kiện thuyristor và mạch tắt cưỡng bức. Đối với nghịch lưu dòng ba pha. Tại mỗi thời điểm có 1 công tăc ở nhanh trên dẫn và 1 công tắc ở nhanh dưới dẫn. Mỗi công tắc dẫn điện trong 1/3 chu kì. * Nguyên tắc điều khiển: + Một chu kì nguồn ra chia làm 6 Trong nguồn áp, mỗi khoảng mở 3 van nhưng trong nguồn dòng, mỗi khoảng mở 2 van: Sinh viên: Phạm Văn Thắng Trang:10 Lớp: ĐTĐ51 – ĐH2 [...]... thờm diode ni ca mosfet trong vic ngn nga dũng ngc chy qua mosfet 2.2.4 Tớnh toỏn bin ỏp xung Bin ỏp l thit b dựng bin i in ỏp xoay chiu.Nu lớ tng, mt mỏy bin ỏp cú h s l K thỡ in ỏp th cp v s cp cú quan h: U 1=K.U2, K.I1=I2 Trong thc t thỡ khụng bao gi t c iu ú m s tn tht mt phn nng lng nht nh Bin ỏp dựng trong trng hp ny thỡ cú th l bin ỏp xung hoc bin ỏp thng.Bin ỏp xung l loi bin ỏp cú lừi lm . Đồ án Điện tử công suất GVHD: Đoàn Văn Tuân CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NGHỊCH LƯU 1.1. Giới thiệu về nghịch lưu độc lập: Bộ nghịch lưu độc lập hay ôtônôm là thiết bị biến. xung độc lập với tải và với điện áp nạp cho mạch lực. 1.2: Phân loại nghịch lưu: Có thể chia các loại nghịch lưu thành 2 nhóm nghịch lưu lớn: - Nghịch lưu áp - Nghịch lưu dòng a) Nghịch lưu. số ra. b) Bộ nghịch lưu có kích thích độc lập: Đó là những bộ nghịch lưu mà ở hệ thống điều khiển của nó có chứa một máy phát xung có dạng bất kỳ. Các dạng nghịch lưu kích thích độc lập có độ ổn

Ngày đăng: 08/05/2014, 20:21

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan