Chuong 4 thiết bị nghịch lưu biến tần

10/11/2013 1 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 u d U d  u 2a u 2b u 2c u 2a u 2b u 2c THIẾT BỊ NGHỊCH LƯU Chương IV 10/11/2013 2 Nội dung  4.1 Khái niệm - phân loại  4.2 Sơ đồ nguyên lý – đặc điểm  4.3 Nghịch lưu nguồn áp  4.4 Nghịch lưu nguồn dòng  4.5 Các dạng nghịch lưu khác  4.6 Thiết bị biến tần  4.7 Câu hỏi thảo luận 4.1 Khái niệm - Phân loại  Theo số lượng pha  Theo sơ đồ  Theo nguồn cấp  Một pha  Ba pha  Nhiều pha  Hình cầu  Hình tia  Nguồn áp  Nguồn dòng 10/11/2013 3 4.2 Nguyên lý – Đặc điểm U D 01 i d V 2 D 02 V 1 + - + - U/2 U/2 u d U D 1 V 4 D 4 V 1 u d D 3 V 2 D 2 V 3 tải D 1 V 2 D 2 V 1 U tải u d U D 01 V 2 D 02 V 1 U u d tải U D 1 V 4 D 4 V 1 D 3 V 2 D 2 V 3 D 3 V 2 D 2 V 3 Z A Z B Z C u A u B u C Nghịch lưu 1 pha Half-Bridge Nghịch lưu 1 pha Full-Bridge Nghịch lưu 1 pha Nghịch lưu 3 pha 4.3 Nghịch lưu nguồn áp  Nguồn áp? Là mạch điện có thể duy trì điện áp giữa hai cực của nó không phụ thuộc vào tải hay dòng điện ra. 10/11/2013 4 4.3 Nghịch lưu nguồn áp  Nghịch lưu nguồn áp cầu một pha U D 1 V 4 D 4 V 1 u d D 3 V 2 D 2 V 3 tải U D 1 V 4 D 4 V 1 u d D 3 V 2 D 2 V 3 tải U D 1 V 4 D 4 V 1 u d D 3 V 2 D 2 V 3 tải V 1 V 2 V 1 V 2 V 1 V 2 V 4 V 3 V 4 V 3 D 4 D 3 D 4 D 3 D 2 D 1 D 4 D 3 D 2 D 1 u d i d t t 0 0 2p t0 i T/2 t 1 t 3 t 2 t 4 t 5 4.3 Nghịch lưu nguồn áp  Nghịch lưu nguồn áp tia một pha D 1 V 2 D 2 V 1 U tải u d D 1 V 2 D 2 V 1 U tải u d D 1 V 2 D 2 V 1 U tải u d D 1 V 2 D 2 V 1 U tải u d V 1 V 1 V 1 V 2 V 2 D 2 D 2 D 1 D 2 D 1 u d i d t t 0 0 2p t0 i T/2 t 1 t 3 t 2 t 4 t 5 10/11/2013 5 4.3 Nghịch lưu nguồn áp  Nghịch lưu nguồn áp cầu ba pha Z A Z B Z C A B C u CB u AB u AC U D 1 V 4 D 4 V 1 D 3 V 6 D 6 V 3 D 5 V 2 D 2 V 5 Z A Z B Z C u A u B u C U/2 U/2 0 A B C u AB u AC u CB N 4.3 Nghịch lưu nguồn áp U D 1 V 4 D 4 V 1 D 3 V 6 D 6 V 3 D 5 V 2 D 2 V 5 Z A Z B Z C u A u B u C U/2 U/2 0 A B C u AB u AC u CB N Góc dẫn 180 0 (p/2) Góc dẫn 120 0 (2p/3) V 1 V 2 V 3 V 4 V 5 V 6 0 t T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 V 1 V 2 V 3 V 4 V 5 V 6 0 t T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 10/11/2013 6 U B U A U C U AB T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 0 t 0 t 0 t V 2 V 2 V 1 V 3 V 4 V 5 V 6 V 3 V 5 V 4 V 6 V 5 4.3 Nghịch lưu nguồn áp U D 1 V 4 D 4 V 1 D 3 V 6 D 6 V 3 D 5 V 2 D 2 V 5 Z A Z B Z C u A u B u C U/2 U/2 0 A B C u AB u AC u CB N Z A Z B Z C U 6 Z A Z B Z C U 5 Z A Z B Z C U 4 Z A Z B Z C U 3 Z A Z B Z C U 2 Z A Z B Z C U 1 4.3 Nghịch lưu nguồn áp i A T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 0 t V 2 V 2 V 1 V 3 V 4 V 5 V 6 V 3 V 5 V 4 V 6 V 5 U A V 1 V 4 D 4 D 1 V 4 D 4 V 1 0 A 10/11/2013 7 4.3 Nghịch lưu nguồn áp  Điều khiển nghịch lưu nguồn áp  Điều chế sóng vuông (Square)  Điều chế độ rộng xung (PWM)  Sinusoidal PWM (SPWM)  Selected harmonic eliminatation PWM (SHE)  Minimum ripple current PWM  Space-Vector PWM (SVM)  Random PWM  Hysteresis band current control PWM  Sinusoidal PWM with instantaneous current control 4.3 Nghịch lưu nguồn áp TT Trạng thái v 0 P.Tử dẫn dòng 1 V+ đóng V- mở U/2 V+ nếu i 0 >0 D+ nếu i 0 <0 2 V+ mở V- đóng -U/2 V - nếu i 0 <0 D - nếu i 0 >0 3 V+ mở V- mở -U/2 U/2 D - nếu i 0 >0 D+ nếu i 0 <0 4 V+ mở V- đóng Không cho phép U D + V - D - V + C - C + i 0 a N U/2 U/2 i + - v 0 Nghịch lưu nửa cầu (Half Bridge Inverter) 10/11/2013 8 Điều chế PWM lưỡng cực (Bipolar PWM) u D 90 180 270 3600 u đk V + V - v 0 U/2 -U/2 Mở Mở v 0 U/2 -U/2 i 0 I i i 0 i TT Trạng thái v aN v bN v 0 P.Tử dẫn dòng 1 V 1+ và V 2- đóng và V 1- và V 2+ mở U/2 - U/2 U V 1+ và V 2- D 1+ và D 2- i 0 >0 i 0 <0 2 V 1- và V 2+ đóng và V 1+ và V 2- mở - U/2 U/2 - U D 1- và D 2+ V 1- và V 2+ i 0 >0 i 0 <0 3 V 1+ và V 2+ đóng và V 1- và V 2- mở U/2 U/2 0 V 1+ và D 2+ D 1+ và V 2+ i 0 >0 i 0 <0 4 V 1- và V 2- đóng và V 1+ và V 2+ mở - U/2 - U/2 0 D 1- và V 2- V 1- và D 2- i 0 >0 i 0 <0 5 V 1- ,V 2- V, 1+ và V 2+ mở - U/2 U/2 U/2 - U/2 - U U D 1- và D 2+ D 1+ và D 2- i 0 >0 i 0 <0 U D 1+ V 1- D 2- V 2+ D 1- V 1+ D 2+ V 2- C - C + N U/2 U/2 i i 0 + - v 0 a b Nghịch lưu cầu (Full Bridge Inverter) 10/11/2013 9 Điều chế PWM đơn cực (Bipolar PWM) -U v 0 U i 0 i 90 180 270 360 u D 90 180 270 3600 u đk v aN v bN v 0 U -U U/2 U/2 v aN -v bN 4.4 Nghịch lưu nguồn dòng  Nguồn dòng? Là một mạch điện mà nó có thể cung cấp hoặc hấp thụ một dòng điện độc lập với điện áp giữa hai cực của nó. Z 10/11/2013 10 4.4 Nghịch lưu nguồn dòng  Nghịch lưu dòng một pha i d V 1 V 3 V 4 V 2 V 11 V 14 V 13 V 12 C 1 C 2 u C1 u C2 L u t i t 4.4 Nghịch lưu nguồn dòng  Nghịch lưu dòng ba pha i d V 1 V 4 V 3 V 6 V 5 V 2 D 1 D 3 D 5 D 4 D 6 D 2 C 13 C 35 C 51 C 46 C 24 C 62 a b c [...]... 10/11/2013 4. 6 Thiết bị biến tần  Phân loại theo sơ đồ Trực tiếp  Gián tiếp    Nguồn áp Nguồn dòng 4. 6 Thiết bị biến tần  Biến tần trực tiếp  Nguyên lý hoạt động 12 10/11/2013 4. 6 Thiết bị biến tần  Biến tần trực tiếp  Biến tần trực tiếp 1pha-1pha T1 T1 T2 T2 Tải U1 T3 T4 4. 6 Thiết bị biến tần  Biến tần trực tiếp  Biến tần trực tiếp 1pha-1pha 13 10/11/2013 4. 6 Thiết bị biến tần  Biến tần trực... U T1 T3 T5 T4 ia+ T6 T2 T1 ia- T3 T5 T4 ib+ T6 ib- T2 T1 T3 T5 T4 ic+ T6 T2 ic- 4. 6 Thiết bị biến tần  Biến tần trực tiếp  Biến tần trực tiếp 3pha - 3pha 15 10/11/2013 4. 6 Thiết bị biến tần  Biến tần gián tiếp  Biến tần nguồn áp – nguồn dòng L U1; f1 U2; f2 C Chỉnh lưu Nguồn áp Nghịch lưu L U1; f1 Chỉnh lưu I2; f2 Nguồn dòng Nghịch lưu 4. 6 Thiết bị biến tần Biến tần gián tiếp  Biến tần nguồn áp...10/11/2013 4. 4 Nghịch lưu nguồn dòng  Nghịch lưu dòng một pha V11 V1 V3 V13 ut C1 C2 id L uC1 uC2 it V 14 V4 V2 V12 4. 4 Nghịch lưu nguồn dòng  Nghịch lưu dòng ba pha V1 V3 V5 C13 C35 C51 D1 D3 D5 a id b c D4 D6 D2 C 24 C46 V4 V6 C62 V2 10 10/11/2013 4. 6 Các dạng nghịch lưu khác  Sinh viên tìm hiểu thêm  Nghịch lưu cộng hưởng  Nghịch lưu nhiều tầng 4. 6 Thiết bị biến tần  Khái niệm Biến đổi nguồn... Biến tần trực tiếp  Biến tần trực tiếp 3pha-1pha Chỉnh lưu thuận (+) T3 ±ud i- T5 Chỉnh lưu ngược (-) T4 T6 T2 Tải T1 i+ U V W N 4. 6 Thiết bị biến tần  Biến tần trực tiếp  Biến tần trực tiếp 3pha-1pha Chỉnh lưu thuận (+) T1 T3 i+ ±ud T5 i- Chỉnh lưu ngược (-) T2 T6 T4 u2a u2b u2b Tải u2a u2c u2c T4 T6 T2 T5 T3 T1 14 10/11/2013 4. 6 Thiết bị biến tần  Biến tần trực tiếp  Biến tần trực tiếp 3pha -... tần Biến tần gián tiếp  Biến tần nguồn áp Cuộn kháng Var U1, I1, f1 U V W Chỉnh lưu Đặt Rbr R0 Const U, f Điện trở hãm  DC link Nghịch lưu Điều khiển 16 10/11/2013 4. 7 Câu hỏi thảo luận   Lập bảng trạng thái đóng mở cho nghịch lưu cầu 1 pha ở chế độ điều chế PWM lưỡng cực Xác định dạng sóng điện áp ở các pha của nghịch lưu ba pha với trường hợp góc dẫn 1200 17 . U D 1 V 4 D 4 V 1 u d D 3 V 2 D 2 V 3 tải U D 1 V 4 D 4 V 1 u d D 3 V 2 D 2 V 3 tải U D 1 V 4 D 4 V 1 u d D 3 V 2 D 2 V 3 tải V 1 V 2 V 1 V 2 V 1 V 2 V 4 V 3 V 4 V 3 D 4 D 3 D 4 D 3 D 2 D 1 D 4 D 3 D 2 D 1 u d i d t t 0 0 2p t0 i T/2 t 1 t 3 t 2 t 4 t 5 4. 3. Bi n tần trực tiếp  Bi n tần trực tiếp 1pha-1pha T 1 T 2 T 3 T 4 Tải U 1 T 1 T 2 4. 6 Thiết bị bi n tần  Bi n tần trực tiếp  Bi n tần trực tiếp 1pha-1pha 10/11/2013 14 4. 6 Thiết bị bi n. dung  4. 1 Khái niệm - phân loại  4. 2 Sơ đồ nguyên lý – đặc điểm  4. 3 Nghịch lưu nguồn áp  4. 4 Nghịch lưu nguồn dòng  4. 5 Các dạng nghịch lưu khác  4. 6 Thiết bị bi n tần  4. 7 Câu