Chuong 3 bộ biến đổi và khóa một chiều điện tử công suất

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤTGiảng viên: TS... 3.1 Bộ khóa một chiều  Khái niệm  Phân loại Là mạch bán dẫn công suất dùng để đóng / cắt dòng điện một chiều.. mạch khóa điện dung, điện c

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Giảng viên: TS Khổng Cao Phong

Mã môn học: 4090213-4090227

Trường ĐH Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Tự động hóa xí nghiệp Mỏ - Dầu Khí

T 1

u 2a

T 3

Z u T

T 4 T 6

T 5

T 2

u 2b

u 2c

U d



u 2a u 2b u 2c u 2a u 2b u 2c

BỘ BIẾN ĐỔI VÀ KHÓA MỘT

CHIỀU

Chương III

Nội dung

 3.1 Bộ khóa một chiều

 3.2 Phân loại các BBĐ MC

 3.3 Hoạt động của các BBĐX

 3.4 Điều khiển các BBĐX

 3.5 Dòng điện LT và GĐ

 3.6 Bộ CM của các BBĐX

3.1 Bộ khóa một chiều

 Khái niệm

 Phân loại

Là mạch bán dẫn công suất dùng để đóng / cắt dòng điện một chiều

mạch khóa (điện dung, điện cảm, công hưởng)

R L

D0

i d

Bộ khóa

Điều khiển

Bộ khóa

Bộ CM

Mở (đóng) Khóa (mở)

Theo phương pháp biến đổi

• Trực tiếp – bộ biến đổi xung

• Gián tiếp

Theo chức năng biến đổi

• Giảm áp – mắc nối tiếp

• Tăng áp – mắc song song

• Điều khiển xung giá trị điện trở

Theo phương pháp điều khiển

• Tần số xung

• Độ rộng xung

• Hai giá trị

Biến điện áp một chiều có giá trị không đổi thành xung điện

áp một chiều có giá trị trung bình U tb có thể điều chỉnh được

3.2 BBĐ điện áp một chiều

 Khái niệm

 Phân loại

3.3 Hoạt động của các BBĐX

BBĐ giảm áp – nối tiếp

 V dẫn (đóng):

 D 0 dẫn (V mở):

U

D 0

R

i d

V

V D 0 V D 0 V D 0 V D 0

U

T 1 T 2

T

U d

i V i D0 i V i D0 i V i D0 i V

i d

I max

I min

t

t 0

0

d

u =0

d

u =U

Bộ biến đổi giảm áp – nối tiếp

3.3 Hoạt động của các BBĐX

1

- t

d

od

d

u

R

I

u -E

)

R

(R L





 





min bd

max

I I

I

on off

khi V khi V



 



U

D0

R

L u d

id

V

d d

d

d

u di

Ri +L

R L

R L E



 



 



P

Bộ biến đổi giảm áp – nối tiếp

3.3 Hoạt động của các BBĐX

d

V D 0 V D 0 V D 0 V D 0

U

T 1 T 2 T

i V i D0 i V i D0 i V i D0 i V

i d

I max

I min

t

t 0

0

d d d

U R

I =

U -E R

khi R L









 





3.3 Hoạt động của các BBĐX

BBĐ tăng áp – song song

U

D 0

u d

i d

V

E L R d

u =0

d

u =U

V D 0 V D 0 V D 0 V D 0

U

T 1 T 2

T

U d

i V i D0 i V i D0 i V i D0 i V

i d

I max

I min

t

t 0

0

P

BBĐ tăng áp – song song

3.3 Hoạt động của các BBĐX

1

- t

d

od

E-u

I =

R

min bd

max

I I

I

on off

khi V khi V



 



d

di

U

D 0

u d

i d

V

E L R

Bộ biến đổi giảm áp – nối tiếp

3.3 Hoạt động của các BBĐX

d

d

E-U

I = R

V D 0 V D 0 V D 0 V D 0

U

T 1 T 2

T

i V i D0 i V i D0 i V i D0 i V

i d

I max

I min

t

t 0

0

 Ud 

U

1



  Tăng áp

3.3 Hoạt động của các BBĐX

BBĐ xung điện trở

CK

X CK

i d

i 2

E 2

R 2

X 2

V

T

i V i R i V i R i V i R

I max

I min

t 0

T 1 T 2

i =i +i

R

L

U

i d

Điều khiển

i V

i R

BBĐ xung điện trở

T

i V i R i V i R i V i R

I max

I min

t 0

T 1 T 2

R

L

U

i d

Điều khiển

i V

i R

3.3 Hoạt động của các BBĐX

2

R

T

R

2

td

T

T   

3.5 Dòng điện LT và GĐ

 Dòng điện liên tục:

 Dòng điện gián đoạn:

min

min

T

i d

I max

Imin

t 0

0

3.5 Dòng điện LT và GĐ

 Ví dụ: BBD xung áp nối tiếp tải R-L 1

- t

d bd od od

i =(I -I )e +I

Khi V dẫn(đóng)

od

U

I =

R

I =I

i (0)=I

1 T





Khi V khóa(mở)

od

0

I =

R

I =I

i (0)=I

2 T

i (T )=I e  I

2

1

T T T T

- -min

U

I

R













3.4 Điều khiển các BBĐX

 Nguyên tắc điều khiển độ rộng xung

Khóa (mở)

Điều khiển

u đk

1

1

T

T 1 T 2 T

t

0 0

u đk

on off on off on off

t t 0

Mở (đóng) Khóa (mở)

3.4 Điều khiển các BBĐX

 Nguyên tắc điều khiển tần số xung

1

1

T

M Mở (đóng)

Khóa (mở)

Tạo

xung

u đk

Trễ T 1

f=1/T

t

u đk

t t

Mở (đóng)

Khóa (mở)

Delay T 1

3.4 Điều khiển các BBĐX

 Nguyên tắc điều khiển hai giá trị

Bộ CM

Mở (đóng)

Khóa (mở)

R L

u đk

u đk

u id

D u

uc

u c u c >0

u c <0

Mở (đóng) Khóa (mở)

t

i

u đk

u đk + D u

u đk - D u

3.6 Bộ CM của các BBĐX

 Mạch LC

t=0

uC i

C

L

t=0

U

i L

C

C

0

u u

di

d

C

+

t

t



C

U-u (0)

L

C

t 0

u C (0)

U=0; i(0)=0

i

t 0

1 LC

  Tần số góc mạch LC

 

L

C

3.6 Bộ CM của các BBĐX

 Bộ chuyển mạch

Bộ CM

Mở (đóng)

Khóa (mở)

R L

D 0 U

u d

i d

T 1

T 2 L

C D

i

Bộ chuyển mạch

Bộ chuyển mạch

R L

D 0 U

ud

id

T 1

T 2 L

C

D

i

Bộ chuyển mạch

T

t

t

t

t

t

t 1

t 2

t 3 t 4 t 5 t 6

u d

u C

u T1

u T2

i d

i T1 i T2 i D0

i D0

i T2

i T1

Từ 0 đến t1

Từ t1 đến t3

Từ t3 đến t4

Từ t4 đến t6

3.6 Bộ CM của các BBĐX

 Bộ chuyển mạch

T

i

U

L

C

u T

uL

uC T

i

U L

C

uT

uL

u C tả

T

i

C

uT

L2

T2

D

T

i

C

u T

T 2

D

3.7 BBĐX nhiều góc phần tư

 BBĐ hai góc phần tư

U d

I d

U

D 01

u d

i d

V 2

E L

R

D 02

V 1

3.7 BBĐX nhiều góc phần tư

 BBĐ hai góc phần tư

U

i d

V 1

t 0

V1,2 D01,02 V1,2 D01,02 V1,2 D01,02

3.7 BBĐX nhiều góc phần tư

 BBĐ bốn góc phần tư

U

D 01 u d

i d

V 3 D 02

V 4

D 03

V 2

t 0

V 1,2 D 01,02 V 1,2 D 01,02 V 1,2 D 01,02

t 0

V3,4 D03,04 V3,4 D03,04 V3,4 D03,04

3.8 Câu hỏi thảo luận

 Tìm các ứng dụng của mạch băm xung áp một chiều

 Xác định điều kiện để dòng điện của các sơ đồ BXA là liên tục

...

u 2a u 2b u 2c u 2a u 2b u 2c

BỘ BIẾN ĐỔI VÀ KHÓA MỘT

CHIỀU

Chương III