Giớ thiệu chung về biến tần
CHƯƠNG 6: BỘ BIẾN TẦN MỤC TIÊU THỰC HIỆN: Sau khi học xong bài nầy sinh viên sẽđạt đượckiến thứcsau: - Hiểu được nguyên tắchoạt động củathiếtbị biến tần - Phân tích đượctương quan giữa dòng điện, điện áp và ứng dụng củathiếtbị biếntần. 6.1. Các khái niệmcơ bản: Bộ biếntầnlàthiếtbị dùng để biến đổi nguồn điệncótầnsố f 1 cốđịnh thành nguồn điệncó tầnsố f r thay đổi đượcnhờ các khóa bán dẫn. Biếntần chia làm hai loại: Biếntầngiántiếpvà biếntầntrựctiếp. •Biếntầngiántiếp hay còn gọilàbiếntầncókhâu trung gian mộtchiều, dùng bộ chỉnh lưubiến đổi nguồnxoaychiều thành nguồnmộtchiều, sau đólại dùng bộ nghịch lưubiến đổinguồnmộtchiềuthành nguồnxoaychiều. •Khâu trung gian mộtchiều đóng vai trò mộtkhâutích luỹ năng lượng dướidạng nguồnápdùngtụđịên hoặc nguồndòngdùngcuộncảmtạoramột khâu cách ly nhất định giữaphụ tảivànguồn điệnáplưới. Biếntầntrựctiếp khác vớibiếntầngiántiếp, Biến tầntrựctiếptạorađiệnáptrêntảibằng các phầncủa điệnáplưới, mỗilầnnốitải vào nguồnbằng một phầntửđóng ngắtduynhất trong mộtkhoảng thời gian nhất định,không thông qua một khâu năng lượng trung gian nào. Ưu và khuyếtcủabiếntầntrưctiếpvàgiántiếp Biếntầntrựctiếpcóthể trao đổinăng lượng vớilưới điệnmột cách liên tục. Nhấtlàđốivớicácđộng cơ công suấtlớnvàcựclớntừ hàng trămKwđến vài Mw. Ngoài ra tổn hao công suất ở biếntầntrựctiếpcũng ít hơnvìphụ tảichỉ nốivớinguồnqua mộtphầntửđóng cắt, không phải qua hai phầntử và qua khâu trung gian nhưởbiếntầngiántiếp. Sơđồvan và qui luật điềukhiển ở biếntầntrựctiếpsẽ phứctạphơnbiếntầngiántiếp. Vớikỹ thuật điệntử và kỹ thuậtvi xử lý phát triểnhiệnnay thìvấn đề này hoàn toàn thựchiện được. 6.2. Biếntầngiántiếp: Biếntầngiántiếp đượccấutạotừ bộ chỉnh lưu, khâu lọc trung gian và bộ nghịch lưu. Tuỳ thuộc khâu trung gian mộtchiềulàmviệc ở chếđộ nguồndònghay nguồnápbiếntầnchialàm3 loại chính: Biếntầnnguồn dòng. Biếntầnnguồnápvới nguồncóđiềukhiển. Biếntầnnguồnápkhôngđiềukhiển 6.2.1. Biếntầnnguồn dòng: Biếntần nguồn dòng dùng chỉnh lưucóđiều khiển cùng vớicuộn cảmtạo nên nguồn dòng cung cấp cho nghịch lưu nguồn dòng song song.Hệ thống tụ chuyểnmạch đượccáchlyvớitải qua hệ thống diode cách ly .Dòng ra nghịch lưu có dạng xung hình chữ nhật, điệnáp ra có dạng tương đốiSin nếuphụ tảilàđộng cơ. Ưu điểm củabiếntầnloạinàykhidùngvới động cơ không đồng bộ có khả năng trả nă ng lượng về lưới. Vớicôngsuấtnhỏ thì sơđồnày không phù hợpvìhiệusuấtkémvàcồng kềnh nhưng vớicôngsuấttrên100 Kwthìđây là một phương án hiệuquả. Nhược điểm củasơđồnày là hệ số công suấtthấpvàphụ thuộcvàop hụ tải, nhấtlà khi tảinhỏ. 6.2.2. Biếntầnnguồnápvớinguồncóđiềukhiển • Biếntần nguồnápdùng nghịch lưunguồn áp với đầuvàomộtchiều điều khiển được. Điệnápmộtchiều cung cấp( dùng chỉnh lưu có điều khiểnhoặcchỉnh lưu không điều khiển) sau đó điềuchỉnh nhờ bộ biến đổi xungápmộtchiều. •Biếntần nguồnápcódạng điệnápra xung chữ nhật, biên độ được điềuchỉnh nhờ thay đổi điệnápmộtchiều. Hình dạng và giá trịđiệnáprakhông phụ thuộcphụ tải, dòng điệntảixác định. Điệnápracóđộ méo phi tuyến lớn, có thể không phù hợpvớimộtsố loạiphụ tải. Hệ số công suấtcủasơ đồ không đổi, không phụ thuộcvào tải. Tuy nhiên phải qua nhiềukhâu biến đổivàhiệusuấtkém, do đóchỉ phụ thuộcchotảinhỏ, dưới 30KW. Ngày nay biếntầnnguồnápđượcchế tạochủ yếuvới điệnápbiến điệubề rộng xung. [...]... dòng khởi động nạp tụ ban đầu 6.3 Giới thiệu về bộ biến tần trực tiếp: Biến tần trực tiếp là thiết bị biến đổi trực tiếp nguồn xoay chiều có tần số f1 sang nguồn xoay chiều có tần số fr Nguồ n Tà n số cố đònh Nguồ n Bộ biế n tầ n trự c tiế p Tầ n số Biế n đổ i ĐKĐ Điề u khiể n điệ n á p /tầ n số 6.3.1 Ngun lý hoạt động của bộ biến tần trực tiếp Bộ biến tần trực tiếp gồm hai nhóm chuyển mạch nối song song... nhiên) Mỗi Thyristor mở 1/3 chu kỳ của điện áp lưới Thay đổi số Thyristor mở trong mỗi nhóm ta sẽ thay đổi được thời gian của chu kỳ điện áp đầu ra T2= t1 + t2 do đó thay đổi được tần số đầu ra của biến tần Va(V) t(s) a T1 T2 Tr Va(V) b Từ đồ thị ta tìm được mối quan hệ giữa tần số lưới và tần số ra: fr T1 m = = f1 T2 2n + m − 2 Trong đó: m: số pha đầu vào của bộ biến tần (m=3) n: số đỉnh hình sin (tức... là hằng số thành nguồn điện xoay chiều có Vr, fr biến đổi, qua khâu trung gian một chiều Tần số đầu ra được xác định bởi nhịp đóng mở của các thiết bị nghịch lưu Thiết bị biến tần gián tiếp gồm ba khâu cơ bản Khâu chỉnh lưu: biến đổi nguồn xoay chiều sang một chiều Bộ lọc: để giảm bớt độ nhấp nhơ của áp và dòng ở đầu ra của bộ chỉnh lưu Khâu nghịch lưu: biến đổi điện áp một chiều để đặt vào động cơ (Thiết... điện áp ba pha ở đầu ra bộ biến tần trực tiếp) Nhận xét: • Hiệu suất cao vì tổn thất năng lượng khơng đáng kể, khơng cần dùng tụ chuyển mạch • Chỉ cho tần số fr . dòng cung cấp cho nghịch lưu nguồn dòng song song.Hệ thống tụ chuyểnmạch đượccáchlyvớitải qua hệ thống diode cách ly .Dòng ra nghịch lưu có dạng xung hình chữ nhật, điệnáp ra có dạng tương đốiSin. mộtkhâutích luỹ năng lượng dướidạng nguồnápdùngtụđịên hoặc nguồndòngdùngcuộncảmtạoramột khâu cách ly nhất định giữaphụ tảivànguồn điệnáplưới. Biếntầntrựctiếp khác vớibiếntầngiántiếp, Biến tầntrựctiếptạorađiệnáptrêntảibằng