Khái niệm chung về điện tử công suất
Khái niệm chung
Điện tử công suất bao gồm các thiết bị chuyển đổi và điều khiển dòng năng lượng điện, sử dụng các dụng cụ bán dẫn công suất để thực hiện chức năng này.
Điện tử công suất là một lĩnh vực khoa học nghiên cứu về phát triển và ứng dụng thiết bị nhằm biến đổi và điều khiển năng lượng điện.
Ứng dụng của điện tử công suất
Điện tử công suất đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại, với các ứng dụng nổi bật trong máy tính, ô tô, điện tử viễn thông, máy điện, hàng không, vũ trụ, chuyển đổi nguồn năng lượng và chiếu sáng.
Những ứng dụng chính của điện tử công suất đƣợc kể đến là:
- Hệ truyền động của động cơ một chiều, động cơ xoay chiều
- Hệ thống nguồn liên tục UPS
- Hệ truyền động máy điện tích hợp nam châm vĩnh cửu
- Điều khiển một số thiết bị điện đặc biệt: động cơ bước, miện điện từ trở vi bước
Các khái niệm cơ bản
Trị trung bình của một đại lƣợng
2.1.1 Giá trị trung bình của dòng điện, điện áp
Gọi i(t) là hàm biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ Tp Trị trung bình của đại lƣợng i, ký hiệu là I AV đƣợc xác định nhƣ sau:
Với t 0 là thời điểm đầu của chu kỳ đƣợc lấy tích phân
Trong nhiều trường hợp, thực hiện tích phân theo hàm biến đổi thời gian phức tạp hơn thực hiện tích phân theo biến góc X với X=.t
Với là tần số góc nào đó xác định
Khi đó, trị trung bình đại lƣợng theo góc X tính theo hệ thức:
Để tính giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu trong bộ chỉnh lưu cầu một pha không điều khiển, ta có công thức điện áp chỉnh lưu là u = Um sin(ωt), với Um = 220√2 (V) và ω = 314 (rad/s).
Chu kỳ của điện áp trên là T p = 0.01 (s) Đặt X14t; Xp14.0,01 = (rad)
Công suất trung bình
Công suất tức thời của một tải tiêu thụ đƣợc xác định bằng tích điện áp và dòng điện tức thời dẫn qua tải đó, tức là: p(t) = u(t).i(t)
Công suất trung bình đƣợc xác định bằng cách áp dụng tính trung bình vào đại lƣợng công suất tức thời p(t), tức là:
Trường hợp dòng qua tải không đổi theo thời gian I=const = I d , công suất trung bình qua tải bằng tích của điện áp và dòng điện trung bình:
Trường hợp điện áp đặt lên tải không đổi theo thời gian u=const = U d , công suất trung bình qua tải bằng tích của điện áp và dòng điện trung bình:
Trị hiệu dụng của một đại lƣợng
Giả sử đại lượng i thay đổi theo thời gian theo một hàm tuần hoàn với chu kỳ Tp hoặc theo góc X p = ω Tp Trị hiệu dụng của đại lượng i có thể được tính bằng công thức cụ thể.
Chỉ số RMS (Root Mean Square) có nghĩa là trị hiệu dụng.
Hệ số công suất
Hệ số công suất cos φ (PF) là tỉ lệ giữa công suất tiêu thụ P và công suất biểu kiến S mà nguồn cung cấp cho tải.
Trong trường hợp nguồn áp dạng sin và tải tuyến tính với các phần tử R, L, C không đổi, dòng điện qua tải sẽ có dạng sin cùng tần số với nguồn áp, nhưng có góc lệch pha bằng Hệ số công suất được tính theo công thức sau:
Trong đó: U, I - là các trị hiệu dụng của điện áp pha và dòng điện qua tải; m - là tổng số pha
1 Tính giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu của bộ chỉnh lưu cầu một pha không điều khiển Điện áp chỉnh lưu có dạng u= Umsint với Um 200 2 (V); = 314 (rad/s)
2 Nêu cách xác định trị hiệu dụng của một đại lƣợng và hệ số công suất
CÁC PHẦN TỬ BÁN DẪN CÔNG SUẤT CƠ BẢN
Đặc điểm, phân loại các phần tử bán dẫn công suất
Các linh kiện bán dẫn công suất, hay còn gọi là van bán dẫn, đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực điện tử công suất với hai chức năng cơ bản là đóng và ngắt dòng điện.
Trạng thái đóng của linh kiện dẫn điện hoạt động như một điện trở rất nhỏ, gần bằng 0 Dòng điện qua linh kiện này phụ thuộc vào trạng thái mạch điện, với độ sụt áp trên linh kiện tối đa chỉ khoảng vài V, lý tưởng là coi bằng 0.
Trạng thái ngắt của linh kiện không dẫn điện hoạt động như một điện trở lớn trong mạch, với dòng điện qua linh kiện gần như bằng 0 Độ lớn điện áp trên linh kiện phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của mạch điện bên ngoài.
Các van bán dẫn có khả năng chuyển đổi giữa hai trạng thái: trạng thái ngắt (không dẫn điện) và trạng thái đóng (dẫn điện) Quá trình này diễn ra nhờ vào tín hiệu kích thích lên cực điều khiển của linh kiện, do đó, các linh kiện này được gọi là linh kiện có tính điều khiển.
Tín hiệu điều khiển là: dòng điện, điện áo, ánh sáng với công suất thường nhỏ hơn rất nhiều so với công suất của nguồn và tải
Theo chức năng đóng, ngắt dòng điện và theo khả năng điều khiển các chức năng này, chia thành 3 nhóm chính:
Van không điều khiển là những linh kiện không có cực điều khiển, và quá trình chuyển trạng thái làm việc của chúng diễn ra nhờ nguồn công suất ở ngõ ra Ví dụ điển hình cho nhóm này là đi ôt và Diac.
Van điều khiển không hoàn toàn là nhóm thiết bị bao gồm các linh kiện điều khiển có cực điều khiển, như SCR và Triac Những linh kiện này chỉ có khả năng điều khiển chức năng đóng dòng điện, nhưng không thể tự động ngắt dòng điện qua chúng.
Nhóm 3 bao gồm các van điều khiển hoàn toàn, với các linh kiện có khả năng điều khiển trạng thái điện từ dẫn điện sang ngắt điện và ngược lại nhờ vào tín hiệu điều khiển Ví dụ về các linh kiện này là BJT, MOSFET, IGBT và GTO.
Các phần tử bán dẫn công suất
2.1.1 Chất bán dẫn và sự phân cực của mặt ghép N-P a Chất bán dẫn
Chất bán dẫn thuần, như Gemanium (Ge) và Silicium (Si), thuộc nhóm IV trong bảng tuần hoàn Mendeleep Dưới điều kiện bình thường, chúng hoạt động như chất cách điện Tuy nhiên, khi được kích thích bởi nguồn năng lượng bên ngoài, hiện tượng ion hoá xảy ra, tạo ra các cặp hạt dẫn tự do Cụ thể, điện tử bứt khỏi liên kết ghép đôi, trở thành hạt tự do, trong khi đó để lại một liên kết bị khuyết, gọi là lỗ trống.
Các nguyên tử thuộc nhóm V của bảng tuần hoàn Mendeleev được pha thêm vào mạng tinh thể bán dẫn nguyên chất thông qua các công nghệ đặc biệt Nồng độ của các nguyên tử này dao động từ 10^10 đến 10^18 nguyên tử/cm³, tạo ra một chất bán dẫn tạp chất loại n.
Hình 1-1 Chất bán dẫn loại N Hình 1-2 Chất bán dẫn loại P
* Chất bán dẫn tạp chất loại P
Người ta sử dụng công nghệ đặc biệt để pha thêm các nguyên tử thuộc nhóm III trong bảng tuần hoàn Mendeleev vào mạng tinh thể bán dẫn nguyên chất, tạo ra tạp chất bán dẫn loại P Tạp chất này có đặc điểm là thiếu một điện tử ở vành ngoài, dẫn đến sự khuyết thiếu một liên kết hóa trị, tạo ra lỗ trống liên kết có khả năng nhận điện tử Khi nguyên tử tạp chất bị ion hóa, nó sẽ sinh ra đồng thời một cặp ion âm tạp chất và lỗ trống tự do, tạo nên mặt ghép P-N trong bán dẫn.
Khi hai đơn tinh thể bán dẫn loại p và loại n tiếp xúc, hiện tượng vật lý xảy ra tại vùng tiếp xúc là nền tảng cho hầu hết các thiết bị bán dẫn hiện đại.
- Các lỗ của vùng p tràn sang vùng n là nơi có ít lỗ
- Các điện tử vùng n chạy sang vùng p là nơi có ít điện tử b
Hiện tượng khuếch tán dẫn đến việc miền -h < x < 0 trở nên nghèo về điện tích dương và giàu về điện tích âm Điều này tạo ra sự xuất hiện của một điện tích không gian âm.
Miền 0 < x < + h mất điện tích âm và được điện tích dương, vậy trong miền này xuất hiện một điện – tích – không – gian dương
Mật độ lỗ (p) và mật độ điện tử (n) trong khoảng từ 10^-8 đến 10^-6 m đều có giá trị nhỏ, dẫn đến việc vùng chuyển tiếp có khả năng dẫn điện kém Khi đó, vật liệu mất đi các điện tích cơ động và chuyển sang trạng thái cách điện.
Trong vùng chuyển tiếp hình thành một điện – trường – nội – tại , ký hiệu là
Điện trường nội tại E i từ vùng n đến vùng p, còn được gọi là barie điện thế, ngăn cản sự di động của các điện tích đa số (điện tử vùng n và lỗ vùng p) và tạo điều kiện cho sự di động của các điện tích thiểu số (điện tử vùng p và lỗ vùng n) Sự di chuyển của các điện tích thiểu số này hình thành dòng điện ngược, hay còn gọi là dòng điện rò, và thể hiện sự phân cực của mặt ghép p-n.
Khi thiết bị bán dẫn được đặt trong lưới điện áp nguồn với cực tính phù hợp, chiều của điện trường E ngược với chiều của điện trường nội tại Ei, dòng điện i sẽ chạy dễ dàng trong mạch Điều này là do điện trường tổng có chiều của điện trường ngoài, làm dễ dàng cho sự di chuyển của điện tích đa số Kết quả là các điện tử tái chiếm vùng chuyển tiếp, khiến mặt ghép p – n trở thành dẫn điện và được gọi là phân cực thuận, đồng thời hạ thấp điện trường nội tại.
Khi điện trường ngoài E tác động cùng chiều với điện trường nội tại Ei, hiện tượng phân cực ngược xảy ra Điều này dẫn đến việc điện trường tổng hợp cản trở sự di chuyển của các điện tích đa số.
Hình 1 - 4 Sự phân cực thuận
Khi các điện tử từ vùng n chạy thẳng về cực dương của nguồn E, điện thế tại vùng này tăng cao hơn so với vùng p Điều này dẫn đến việc vùng chuyển tiếp, tức là vùng cách điện, trở nên rộng hơn Trong tình huống này, không có dòng điện nào chạy qua mặt ghép p – n, và người ta gọi đây là hiện tượng phân cực ngược của mặt ghép p – n.
2.1.2 Cấu tạo và ký hiệu của diode a Cấu tạo và ký hiệu k p n A k A Điode bán dẫn có cấu tạo là một vùng chuyển tiếp p – n với hai điện cực đƣợc nối ra bên ngoài Phía miền p gọi là anốt, phía miền n gọi là catốt
Cấu trúc và ký hiệu đƣợc vẽ trên hình 1-6a và hình 1-6b b Nguyên lý hoạt động của diode u u u
Khi một điện áp xoay chiều tác động lên điốt, trong nửa chu kỳ dương, điốt được phân cực thuận, cho phép dòng điện chạy qua và được gọi là chế độ bão hoà S Ngược lại, trong nửa chu kỳ âm, điốt bị phân cực ngược, trở thành vật cách điện và được gọi là chế độ bão hoà B Sự chuyển đổi giữa hai chế độ này không thể diễn ra ngay lập tức.
Hình 1 - 6a Cấu trúc của diode Hình 1 - 6b Ký hiệu của diode
15 c Từ chế độ S sang chế độ B
Khi điốt được cấp điện áp dương, nhiều điện tử từ vùng n di chuyển sang vùng p để đến cực dương của nguồn Ngược lại, khi điốt chịu điện áp âm, các điện tử trong vùng p phải quay trở về vùng n, tạo ra dòng điện ngược từ C đến A trong thời gian ngắn nhưng với cường độ lớn hơn nhiều so với dòng điện ngược bình thường Cường độ này ban đầu lớn nhưng giảm dần và sau khoảng thời gian toff (10^-6 s) gần như bằng 0 Khi chuyển từ chế độ B sang chế độ S, dòng điện ngược rất nhỏ và không đáng kể Nếu điốt được cấp điện áp thuận, dòng điện i không thể ngay lập tức đạt giá trị U/R mà cần một khoảng thời gian t on (10^-6 s) để các điện tích đa số hoạt động.
2.1.3 Đường đặc tính vôn - ampe của điốt (V-A) Đường đặc tính V-A của điốt bao gồm 2 nhánh: nhánh thuận 1 và nhánh ngược 2 hình 1- 8a Dưới điện áp U > 0, điốt được phân cực thuận, bare điện thế giảm xuống gần bằng 0 Khi tăng U, lúc đầu dòng tăng từ từ, sau khi U lớn khoảng 0,1V thì i tăng nhanh, đường đặc tính có dạng hàm mũ
Khi điện áp U < 0, diodo bị phân cực ngược Khi |U| tăng, dòng điện ngược cũng tăng từ từ và khi |U| > 0,1V, dòng điện ngược dừng lại ở giá trị vài chục mA, được ký hiệu là I S, do sự di chuyển của các điện tích thiểu số Nếu tiếp tục tăng |U|, các điện tích thiểu số sẽ di chuyển dễ dàng hơn, với tốc độ di chuyển tỷ lệ thuận với điện trường tổng hợp.
BỘ CHỈNH LƯU
Khái niệm chung
1.1 Định nghĩa và cấu trúc
- Định nghĩa: Chỉnh lưu là thiết bị biến đổi dòng điện (điện áp) xoay chiều thành dòng điện một chiều
* Cấu trúc chỉnh lu nh hình vẽ:
Hình 2-1 Cấu trúc mạch chỉnh lưu
- U1, P1: Nguồn và công suất xoay chiều đầu vào
- BA: Máy biến áp dùng để biến đổi điện áp xoay chiều
- U2, P2: Nguồn và công suất xoay chiều sau máy biến áp
- U-, P-: Nguồn và công suất một chiều sau chỉnh lưu
- Lọc: Bộ lọc san phẳng điện áp và dòng điện sau chỉnh lưu
1.2 Phân loại mạch chỉnh lưu
- Theo số pha: một pha, hai pha, ba pha, sáu pha…
+ Toàn diode là chỉnh lưu không điều khiển
+ Toàn tiristor là chỉnh lưu điều khiển
- Một nửa chỉnh lưu, một nửa diod là chỉnh lưu bán điều khiển (chỉnh lưu điều khiển không đối xứng)
- Phân loại theo sơ đồ mắc van: hình tia, hình cầu
- Phân loại theo công suất
Mạch chỉnh lưu không điều khiển
2.1 Chỉnh lưu hình tia một pha không điều khiển
2.1.1 Chỉnh lưu một pha nửa chu kỳ không điều khiển a Xét trường hợp tải thuần trở
Hình 2-4 Sơ đồ mạch và điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
- Xét trong khoảng ( 0 ) điện áp dương đặt lên anot của Diode nên
U AK do đó Diode dẫn
- Xét trong khoảng ( 2 ) điện áp âm đặt lên anot của Diode nên
U AK do đó diot khóa
- Các thông số của sơ đồ:
+ Dòng điện chạy qua diode: I D = I d
+ Điện áp ngƣợc của van: U ngmax = U max
+ Công suất biến áp: b Xét trường hợp tải điện cảm:
Cuộn dây có khả năng tích lũy và xả năng lượng, dẫn đến sự biến đổi của dòng điện và điện áp Khi dòng điện thay đổi trong cuộn dây, nó sẽ tạo ra một hình dạng đặc trưng cho dòng điện và điện áp, như được minh họa trong hình vẽ.
L di e L L do đó Diode dẫn thêm một đoạn âm, trong đó t ar tan( L )
- Các thông số của sơ đồ:
+ Dòng điện chạy qua diod: I D = Id
+ Điện áp ngƣợc của van:
+ Công suất máy biến áp:
Hình 2-5 Sơ đồ mạch và điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu tải điện cảm
2.1.2 Chỉnh lưu không điều khiển cả chu kỳ với biến áp có trung tính a Xét trường hợp tải R:
Mạch hoạt động theo nguyên lý sau: Trong khoảng (0 - π), điện áp u21 dương và u22 âm, dẫn đến điện áp dương trên anot của diode D1, khiến U AK > 0 và diode D1 dẫn điện, trong khi đó van
D2 khóa vì U AK < 0 khi đó: i 21 = i D1 = i d = Sin t
Hình 2-6a Sơ đồ mạch uD2 =u22 –u21 = -2 2 U 2 Sin t , Ungmax = -2 2 U 2
Trong khoảng:( 2 ) u21 âm, u22 dương nên điện áp dương dặt lên anot D2 nên U AK > 0 do đó D2 dẫn
Cả chu kỳ ta có dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu có ở sơ đồ dưới b Xét trường hợp tải R + L:
Do cuộn dây có khả năng tích lũy và xả năng lượng, dòng điện và điện áp sẽ có dạng sóng đặc trưng Khi dòng điện biến thiên chạy qua cuộn dây, nó sẽ sinh ra các hiệu ứng điện từ nhất định.
L di e L L do đó Diode dẫn thêm một đoạn âm, trong đó t ar tan L
Dạng điện áp và dòng điện ra sau quá trình chỉnh lưu được tổng hợp trong chu kỳ (0, 2π) như hình vẽ dưới đây Cụ thể, điện áp ra sau chỉnh lưu được biểu diễn bằng u, trong khi dòng điện tải được ký hiệu là i, với các tải R và RL tương ứng.
Hình 2-6b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu d Thông số của sơ đồ
- Điện áp dòng điện trung bình trên tải:
- Dòng điện trung bình trên tải và qua diode: d d d R
- Trị hiệu dụng dòng thứ cấp của máy biến áp:
- Trị tức thời của dòng thứ cấp: i2 = i21 – i22 = Sin t
- Điện áp ngƣợc lớn nhất của van: U Ng max 2 2 U 2
- Công suất của của máy biến áp: S2BA = 2U2I21 = 1.74UdId
2.2 Chỉnh lưu hình tia 3 pha không điều khiển
- Nguồn cung cấp cho mạch:
Hình 2-9a Sơ đồ mạch b Nguyên lý hoạt động của mạch tải R
- Vì mạch mắc theo kiểu catot chung nên D1, D2, D3 chỉ dẫn ở nửa chu kỳ dương
- Xét trong các khỏang (1 - 2) ta có u2a > u2b > u2c nên pha A đặt lên van D1 là dương nhất nên UAKD1 > 0 => D1 dẫn
- Xét trong các khỏang (2 - 3) ta có u2b > u2a > u2c nên pha B đặt lên van D2 là dương nhất nên UAKD2 > 0 => D2 dẫn
- Xét trong các khỏang (3 - 4) ta có u2c > u2b > u2a nên pha C đặt lên van D3 là dương nhất nên UAKD3 > 0 => D3 dẫn
- Xét cả chu kỳ là tổng hợp của ba khoảng dẫn của các van D1, D2, D3 theo thứ tự các pha A, B, C c Điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu tải R
Hình 2-9b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu d Các thông số của sơ đồ
Điện áp và dòng điện trung bình trên tải là những yếu tố quan trọng trong hệ thống điện Dòng điện trung bình qua mỗi diode cần được tính toán chính xác để đảm bảo hiệu suất hoạt động Đồng thời, điện áp ngược lớn nhất đặt lên mỗi diode cũng cần được xem xét để tránh hư hỏng Cuối cùng, công suất của máy biến áp đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện năng ổn định cho toàn bộ hệ thống.
2.3 Chỉnh lưu cầu 1 pha không điều khiển a Sơ đồ mạch
- Xét nửa chu kỳ dương ( 0 ) điện áp dương đặt lên Anot của D1, D2 nên uAKD1,D2
- Xét nửa chu kỳ âm ( 2 )điện áp ân nhất đặt lên Catot của D3 , D4 nên u AKD3,D4 > 0 =>
Tổng hợp cả chu kỳ ta có dạng điện áp và dòng điện như hình vẽ dưới: u d = uEF = uD1, D2
- Với mạch có L ≠ 0 thì dạng điện ra sau chỉnh lưu sẽ dẫn thêm một đoạn là arc tan L
Khi xem xét hai nửa chu kỳ âm và dương, ta có thể nhận thấy dạng điện áp và dòng điện sau quá trình chỉnh lưu Hình vẽ dưới đây minh họa rõ nét điện áp ra sau khi đã được chỉnh lưu.
Hình 2-7b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu e Các thông số của sơ đồ
Điện áp và dòng điện tải có hình dạng tương tự như tín hiệu chỉnh lưu toàn chu kỳ khi sử dụng biến áp trung tính, dẫn đến các thông số tương tự như trong trường hợp trước.
- Dòng điện trung bình trên tải: Id = Ud/ R
- Trị trung bình dòng chảy qua Diot: ID = Id/ 2
- Điện áp ngƣợc lớn nhất mà mỗi Diode phải chụi là: UND = 2 U 2
2.4 Chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển a Sơ đồ mạch xét trường hợp tải R
Hình 2-8a Sơ đồ mạch b Hoạt dộng của sơ đồ xét trường hợp tải R
* Xét hai nhóm anot chung và anot chung
+ D1, D3, D5 dẫn ở nửa chu kỳ dương, van nào có điện áp dương nhất sẽ dẫn khi đó: u AK
+ Thứ tự dẫn sẽ là : điện áp pha A đặt lên van
D1 nên D1 dẫn, điện áp pha B đặt lên van D3 nên D3 dẫn, điện áp pha C dặt lên pha van D5 nên D5 dẫn
+ Xét trong khoảng (1 - 3) ta có u2a > u2b > u2c khi đó điện áp pha A dương nhất đặt vào anot của diode D 1 nên UAKD1 > 0 => D1 dẫn
Hình 2-8b Sơ đồ mắc catot chung + Xét trong khoảng (3 - 5) ta có u2b > u2c > u2a khi đó điện áp pha B dương nhất đặt vào anot của diode D 3 nên U AKD3 > 0 => D 3 dẫn
+ Xét trong khoảng (5 - 7) ta có u2c > u2c > u2a khi đó điện áp pha C dương nhất đặt vào anot của diode D5 nên UAKD5 > 0 => D5 dẫn
- Xét nhóm anot chung: u 2c i AB u 2b u 2a
+ D2, D4, D6 dẫn ở nửa chu kỳ âm , van nào có điện áp âm nhất sẽ dẫn khi đó: uAK > 0
Khi điện áp pha A được đặt lên van D4, van D4 sẽ dẫn Tiếp theo, điện áp pha B được áp dụng cho van D6, khiến D6 dẫn Cuối cùng, điện áp pha C được đặt lên van D2, làm cho D2 dẫn.
+ Xét trong khoảng (2 - 4) ta có u2c < u2a < u2b khi đó điện áp pha C âm nhất đặt vào canot của diode D2 nên UAKD2 > 0 => D2 dẫn
Hình 2-8b Sơ đồ mắc atot chung
+ Xét trong khoảng (4 - 6) ta có u 2a < u 2b < u 2c khi đó điện áp pha A âm nhất đặt vào canot của diode D 2 nên UAKD4 > 0 => D4 dẫn
+ Xét trong khoảng (6 - 8) ta có u 2b < u 2a < u 2c khi đó điện áp pha B âm nhất đặt vào canot của diode D 6 nên UAKD6 > 0 => D6 dẫn
Tổng hợp chu kỳ, ta có Ud = UD1,3,5 - UD2,4,6, cho thấy dạng điện áp và dòng điện sau khi chỉnh lưu như trong đồ thị dưới Do tải có tính chất cảm, dòng điện ra sau chỉnh lưu trở nên bằng phẳng hơn.
Hình 2-8c Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu d Các thông số của mạch chỉnh lưu 3 pha không điều khiển tải R
- Điện áp dòng điện, chỉnh lưu và van:
- Điện áp ngƣợc lớn nhât đặt lên mỗi van: UNngax = 6 U 2 2 45 U 2
- Dòng điện trung bình trên tải: Id = Ud/ R
- Trị trung bình dòng chảy qua Diot: ID = Id/ 3
- Công suất của máy biến áp là: SBA = 1.05 UdId
Chỉnh lưu có điều khiển
3.1 Chỉnh lưu tia 1 pha có điều khiển
3.1.1 Mạch chỉnh lưu tia 1 pha có điều khiển nửa chu kỳ a Trường hợp tải thuần trở
* Sơ đồ mạch chỉnh lưu:
Hình 2-10a Sơ đồ mạch chỉnh lưu
Hình 2-10b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
Nguồn cung cấp cho mạch là: u 2 2 U 2 sin t U 2 m sin (V) Điều kiện Tiristor dẫn là: 0 0
U I Điều kiện để Tiristor khoá là: U AK 0 hoặc là có dòng điện ngƣợc đủ lớn hặc điện trung bình qua T nhỏ hơn giá trị dòng duy trì
Giả sử điện áp u2 được biểu diễn dưới dạng U2 sin(2πft) hay U2m sin ωt, với θ = ωt Trong nửa chu kỳ đầu (θ từ 0 đến π rad), điện áp u2 dương, dẫn đến việc T phân cực thuận Tuy nhiên, để T mở, cần phải đạt đến thời điểm α khi có xung mồi trên cực G từ khâu phát xung (IG > 0), đảm bảo đủ hai điều kiện để mở T.
Nửa chu kỳ sau ( = 2 +2k rad): u2 < 0, T phân cực ngƣợc (uAK <
Giai đoạn = 0 : Tiristor khóa ud = 0; id = 0
Giai đoạn = :Tiristor dẫn ud = u2 – uT u2(); id = ud/R Giai đoạn = 2 : Tiristor khóa ud = 0; id = 0
- Điện áp trung bình trên tải Ud:
- Dòng điện trung bình trên tải I d : ( 1 cos α )
- Dòng điện trung bình chảy qua van IT : I T I d
- Điện áp ngƣợc cực đại mà van phải chịu: U ngmax 2 U 2
- Điện áp tải đƣợc tính nhƣ sau:
U d b Trường hợp tải điện cảm
* Sơ đồ mạch chỉnh lưu
- Nguồn cung cấp cho mạch là: u 2 2U 2 sint 2U 2 sin (V)
- Nửa chu kỳ đầu ( = 0 rad): u2 > 0, T phân cực thuận, đến thời điểm
khi có xung kích trên cực G từ khâu phát xung (IG > 0) thì T mới mở (đủ 2 điều kiện để mở T)
Dòng điện trong mạch có tính cảm ứng sẽ chậm pha hơn so với điện áp, dẫn đến đường cong dòng điện kéo dài ra ngoài π khi điện áp u2 chuyển sang chu kỳ âm Sự biến thiên của dòng điện trong cuộn dây tạo ra sức điện động e L = -Ldi L/dt, do đó điện áp sẽ dẫn thêm một đoạn ar tan L c R.
- Phương trình cân bằng điện áp: R i 2 U 2 (sin ω t α ) dt
Hình 2-11b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
Hình 2-11c Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
- Nửa chu kỳ sau ( = 2 rad): u2 < 0, T phân cực ngƣợc (uAK < 0) nên
T khóa lại Tiristor khóa ud = 0; id = 0
- Điện áp trung bình trên tải Ud:
- Dòng điện trung bình trên tải Id:
- Dòng điện trung bình chảy qua van IT: I T I d
- Điện áp ngƣợc cực đại mà van phải chịu: U ngmax 2 U 2
- Điện áp tải đƣợc tính nhƣ sau:
U d c Xét trường hợp tải điện cảm có diode xả năng lượng
* Sơ đồ mạch chỉnh lưu
- Nguồn cung cấp cho mạch là: u 2 2U 2 sint 2U 2 sin
- Diode D0 là diot hoàn năng lƣợng, vì khi có dòng điện biến thiên chạy trong cuộn dây sinh ra sức điện động: e L = - LdiL/dt
- Khi van ngắt thì diode dẫn dòng khép mạch nhƣ hình vẽ, để bảo vệ van Tiristor
* Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
3.1.2 Chỉnh lưu 1 pha có điều khiển cả chu kỳ với biến áp có trung tính a Sơ đồ mạch chỉnh lưu tải R (L = 0)
* Nguồn cung cấp cho mạch chỉnh lưu:
* Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu:
+ Xét nửa chu kỳ dương thời gian từ (0 - ): điện áp dương đặt lên anot của T1 nên U AK > 0 khi có xung điều khiển t = α 1 nên T1 thông đến
+ Xét nửa chu kỳ âm thời gian từ ( - 2 ): điện áp âm nhất đặt lên katốt của T2 nên U AK > 0 khi có xung điều khiển t = α 2 nên T2 thông đến 2
Hình 2-12b Dạng điện áp và dòng điện khi không có diode xả năng lƣợng
Hình 2-12b Dạng điện áp và dòng điện khi có diode xả năng lƣợng
48 b Khi tải có tính cảm kháng R + L
- Sơ đồ mạch nhƣ trên
- Nguyên lý hoạt động của mạch:
+ Xét nửa chu kỳ dương thời gian từ (0 - ): điện áp dương đặt lên anot của T1 nên U AK > 0 khi có xung điều khiển t = α 1 nên T1 thông đến
+ Xét nửa chu kỳ âm thời gian từ ( - 2 ): điện áp âm nhất đặt lên katốt của T2 nên U AK > 0 khi có xung điều khiển t = α2 nên T2 thông đến 2
+ Nhƣng tải có tính cảm nên diện áp dẫn thêm một đoạn âm = arctan ( L
), tổng hợp cả chu kỳ ta có dạng điện áp và dòng điện nhƣ hình vẽ
Hình 2.13b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
Hình 1-13c: Dạng điện áp và dòng sau chỉnh lưu c Điện áp chỉnh lưu được tính như sau:
- Khi dòng điện liên tục = thì Ud = 0,9 U2 cos d Chỉnh lưu có diode xả năng lượng
* Dạng điện áp ra sau chỉnh lưu
Khi tải có tính chất cảm, sự biến thiên của dòng điện sẽ tạo ra sức điện động cảm ứng e L = -Ldi L / dt Sức điện động này đủ lớn để kích hoạt thyristor.
50 bảo vệ thyristor khỏi bị đánh thủng ta mắc một diode song song và cùng chiều nhƣ hình vẽ
- Khi đó dòng điện sẽ khép kín mạch nhƣ hình vẽ: R - D – L – R để bảo vệ diode
3.2 Chỉnh lưu tia 3 pha có điều khiển a Sơ đồ mạch chỉnh lưu tải R
Giống như chỉnh lưu dùng điôt các van dẫn ở nửa chu kỳ dương và khi có xung điều khiển cho các van
* Nguyên tắc hoạt động của mạch:
- Xét trong khoảng (0 ÷ 1) ta có u 2a > u 2b > u 2c khi đó điện áp dương nhất của pha A đặt vào anot của van T 1 nên u AKT1 > 0, tại t = 1 phát xung điều khiển cho T1 => T1 dẫn
Hình 2-14b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
- Xét trong khoảng (1 ÷ 3) ta có u2b > u2a > u2c khi đó điện áp dương nhất của pha B đặt vào anot của van T 2 nên u AKT2 > 0, tại t = 2 phát xung điều khiển cho T2 => T2 dẫn
- Xét trong khoảng (3 ÷ 5) ta có u 2b > u 2a > u 2c khi đó điện áp dương nhất của pha B đặt vào anot của van T3 nên uAKT3 > 0, tại t = 3 phát xung điều khiển cho T3 => T3 dẫn
* Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu:
Hình 2-24b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
* Thông số của sơ đồ mạch
- Khi tải thuần trở góc mở nhỏ hơn 30 0 :
- Khi góc mở van lớn hơn 30 0 : b Sơ đồ mạch chỉnh lưu tải R + L
Hình 2-24.c,d Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu khi > 30 0 và < 30 0 c d
- Giống như chỉnh lưu dùng diode các van dẫn ở nửa chu kỳ dương U AK > 0 và khi có xung điều khiển I G > Igst cho các van
- Xét trong khoảng (1 ÷ 3): u 2a > u 2b > u 2c mà điện áp dương nhất đặt lên anot của T 1 => U AKT1 > 0, tại t = 1 phát xung điều khiển cho T 1 nên T 1 dẫn
Vì tải có tính chất cảm nên dẫn thêm một đoạn âm
- Xét trong khoảng (3 ÷ 5): u2b > u2b > u2a mà điện áp dương nhất đặt lên anot của T3 => UAKT3 > 0, tại t = 3 phát xung điều khiển cho T3 nên T3 dẫn
Vì tải có tính chất cảm nên dẫn thêm một đoạn âm
- Xét trong khoảng (5 ÷ 7): u2c > u2a > u2b mà điện áp dương nhất đặt lên anot của T5 => UAKT5 > 0, tại t = 5 phát xung điều khiển cho T5 nên T5 dẫn
Vì tải có tính chất cảm nên dẫn thêm một đoạn âm
Hình 2-25b,c Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu khi > 30 0 và < 30 0
* Thông số của sơ đồ:
* Hoạt động của sơ đồ khi có diode xả năng lƣợng:
- Khi tải có tính chất cảm sức điện động sinh ra eL= -Ldi/dt giá trị này đủ lớn để đánh thủng
Thyristor để bảo vệ van bán dẫn người ta mắc thêm diod xả năng lƣợng nhƣ hình vẽ
3.3 Chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển (đối xứng và bất đối xứng) a Chỉnh lưu cầu 1 pha đối xứng
- Nguồn cung cấp cho mạch là: u 2 2U 2 sint 2U 2 sin (với t )
- Xét nửa chu kỳ dương thời gian từ (0 - ): điện áp dương đặt lên anot của T1 và T2 nên
- Từ (0 ÷α) : U AKT 1 , T 2 0T1, T2 khoá vì chƣa có xung điều khiển
U T 1 , T 2 mở, và phát xung điều khiển I G 0 cho T3,T4 khóa
- Xét nửa chu kỳ âm thời gian từ ( ÷2 ) điện áp âm nhất đặt lên catot của T3,T4 nên UAKT3,4 > 0
+ Từ ( ÷ +): T3, T4 khoá vì chƣa có xung điều khiển
T3,T4 mở vì phát xung điều khiển I G 0 cho T3, T4
* Tải có tính chất cảm: R + L:
Trong nửa chu kỳ dương từ (0 ÷ π), điện áp dương được áp dụng lên anot của T1 và T2, dẫn đến U AK > 0 Do tải có tính cảm, dòng điện sẽ chậm pha hơn so với điện áp, làm cho đường cong dòng điện kéo dài ra ngoài π với một đoạn φ = arctan(L).
) khi mà u đã chuyển sang chu kỳ âm Gọi là góc tắt dòng
+ Từ (0 ÷ α): U AKT 1 , T 2 0 T1, T2 khoá vì chƣa có xung điều khiển
U T1, T2 mở, vì phát xung điều khiển I G 0 cho T1,
U T1, T2 tiếp tục mở vì tải mang tính cảm nên sinh ra sức điện eL = - LdiL/dt động chống lại sự biến thiên của điện áp vào
T3, T4 không mở vì chƣa có I G
Hình 2-16b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
U T3, T4 mở vì phát xung điều khiển I G 0 cho T3, T4 i T1,2 i d i T34 t U,i i d
* Giá trị trung bình của điện áp tải, dòng điện tải, dòng qua thyrister khi tải R:
- Điện áp ngƣợc đặt lên mỗi T là : U ng max 2 U 2
* Giá trị trung bình của điện áp tải, dòng điện tải, dòng qua thyrister khi tải
I U Điện áp ngƣợc đặt lên mỗi T là : U ng max 2U 2
* Mắc thêm Diode D0 để bảo vệ Thyristor
Khi tải có thành phần L mang tính chất tích điện, nếu điện áp Catot của T vượt quá giá trị anot, T sẽ bị phân cực ngược Điều này dẫn đến việc điện áp ngược vượt quá giới hạn cho phép, cụ thể là U L > U ng max, khiến cuộn L phóng điện và gây hỏng T.
Hình 2-16c Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
- Cho nên ta mắc D 0 song song với tảI để bảo vệ cho T, khi L phóng điện tạo thành mạch khép kín nhƣ hình vẽ:
* Đặc điểm điều khiển đồng thời 2 van
- Sơ đồ điều khiển đồng thời 2 tiristor b Chỉnh lưu cầu 1 pha bất đối xứng
- Khắc phục nhƣợc điểm về điều khiển đồng thời hai tiristor
- Tại mỗi thời điểm chỉ mở một tiristor
* Sơ đồ mạch chỉnh lưu
Tuỳ theo cách mắc tiristir có 2 loại sơ đồ :
Van bán dẫn nối cựng cực tính Van bán dẫn nối không cùng cực tính u 2
Hình 2-17b Sơ đồ mạch điều khiển
* Các điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu: c Sơ đồ điều khiển chỉnh lưu cầu một pha
Hình 2-18b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
Hình 2-18b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
3.4 Chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển (đối xứng và bất đối xứng) a Chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng tải R + L
* Sơ đồ điều khiển và sơ đồ mạch động lực
* Nguyên lý hoạt động của mạch
Chỉnh lưu cầu sử dụng diode được phân thành hai nhóm: nhóm anot chung và nhóm katot chung Trong nửa chu kỳ dương, nhóm katot dẫn khi có xung điều khiển thứ tự các van, trong khi nhóm anot chung dẫn ở nửa chu kỳ âm khi nhận xung điều khiển thứ tự cho các van.
- Xét nhóm canot chung dẫn ở nửa chu kỳ dương:
+ Xét khoảng (1 ÷ 3) có u2a > u2b > u2c khi đó điện áp dương nhất đặt vào anot của T 1 => U AKT1 > 0, tại t = 1 phát xung điều khiển cho T 1
Hình 2-20 Sơ đồ mạch điều khiển cầu 1 pha
+ Xét khoảng (3 ÷ 5 ) có u2b > u2a > u2c khi đó điện áp dương nhất đặt vào anot của T 3 => U AKT3 > 0, tại t = 3 phát xung điều khiển cho T 3
Xét khoảng (5 ÷ 7 ) có u 2c > u 2b > u 2a khi đó điện áp dương nhất đặt vào anot của T5 => UAKT5 > 0, tại t = 5 phát xung điều khiển cho T5 => T5 dẫn
- Xét nhóm canot chung dẫn ở nửa chu kỳ âm:
Xét khoảng (2 ÷ 4) có u2c < u2b < u2a khi đó điện áp âm nhất đặt vào catot của T2 => UAKT2 > 0, tại t = 2 phát xung điều khiển cho T2 => T2 dẫn
Xét khoảng (4 ÷ 6 ) có u2a < u2b < u2c khi đó điện áp dương nhất đặt vào catot của T 6 => UAKT6 > 0, tại t = 6 phát xung điều khiển cho T6 => T6 dẫn
Trong khoảng (6 ÷ 8), khi u2b < u2c < u2a, điện áp âm nhất được đặt vào catot của T4 dẫn đến U AKT4 > 0 Tại thời điểm t = 4, phát xung điều khiển cho T4 khiến T4 dẫn, tạo ra điện áp ra trên tải U d = UT1,3,5 – UT2,4,6 như hình minh họa dưới đây.
* Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu: u 2a
Khi góc mở lớn hơn α = 90 độ, mạch hoạt động ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc, trong đó động cơ hoạt động như một máy phát, trả năng lượng về lưới điện.
- Dưới đây ta xét mộ số trường hợp ứng với các gócα tương ứng
Hình 2-21b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
Hình 2-21c Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
Hình 2-21d Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
Hình 2-21e Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
Hình 2-21f Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
* Sơ đồ khối phát xung điều khiển b Chỉnh lưu cầu 3 pha bất đối xứng
* Sơ đồ mạch chỉnh lưu có hai sơ đồ như hình vẽ
Hình 2-22a Sơ đồ mạch Hình 2-22b Sơ đồ mạch
Hình 2-21g Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
Hình 2-21h Sơ đồ mạch điều khiển thyristor sử dụng mạch số
Trong sơ đồ mạch, nhóm catot chung dẫn ở nửa chu kỳ dương bao gồm các van T1, T2, T3 Khi điện áp UAKT > 0 được áp dụng lên van nào, cùng với xung điều khiển IG > Igst, van đó sẽ dẫn Đặc biệt, khi α = 30°, điện áp dẫn của mỗi van được thể hiện như trong hình vẽ.
Hình 2-23b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
Trong nửa chu kỳ âm, nhóm anot chung gồm các van D1, D2, D3 sẽ dẫn khi có điện thế âm nhất được đặt lên catot Khi đó, nếu U AKD lớn hơn 0, diode tương ứng sẽ hoạt động.
- Tổng hợp cả chu kỳ (0 2 ) ta có : U d = U T1,2,3 – U D1,2,3 , dòng điện I d = I T1
+ IT2 + IT3 + ID1 + ID2 + ID3 theo phương pháp cộng đồ thị ta có dạng điện áp và dòng điện của chỉnh lưu cầu bất đối xứng như hình 2-23b
Hình 2-23b Dạng điện áp và dòng điện ra sau chỉnh lưu
* Điện áp và dòng điện trung bình trên tải:
- Trị trung bình của dòng điện tải:
U d ; (α: góc phát xung điều khiển)
- Trị trung bình dòng điện tài: Id = Ud/ R
- Trị trung bình của dòng chảy qua Thyristor và Diot: ID = IT = Id/ 3
- Trị hiệu dụng dòng thứ cấp máy biến áp: I2a 2
Câu hỏi ôn tập bài 2 Câu 1 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu 1 pha nửa chu kỳ tải R + L?
Câu 2 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu 1 pha nửa chu kỳ tải R?
Câu 3 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu 1 pha hình tia tải R?
Câu 54 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu 1 pha hình cầu tải R?
Câu 5 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu 1 pha hình cầu tải R + L?
Câu 6 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia tải R?
Câu 7 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia tải R ?
Câu 8 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia tải R +L?
Câu 9 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu 3 pha hình cầu tải R?
Câu 10 Trình bày các khối trong mạch phát xung điều khiển Thyristor?
Câu 11 Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của TCA 785?
Câu 12 Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ phát xung dùng UJT?
BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều một pha
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều được kết nối với nguồn xoay chiều dạng sin có tần số và trị hiệu dụng không đổi, tạo ra điện áp xoay chiều ở ngõ ra với tần số tương đồng nhưng trị hiệu dụng có thể điều khiển Điều này cho phép điện áp ở ngõ ra thay đổi nhanh chóng và liên tục, mang lại tính năng giống như máy biến áp điều khiển vô cấp.
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều được sử dụng để điều khiển công suất tiêu thụ của các thiết bị như lò nướng điện trở, bếp điện và hệ thống chiếu sáng cho sân khấu và quảng cáo Nó cũng có vai trò quan trọng trong việc điều khiển vận tốc của động cơ không đồng bộ công suất vừa và nhỏ, bao gồm máy quạt gió, máy bơm và máy xay Ngoài ra, bộ biến đổi xoay chiều còn được ứng dụng trong việc điều khiển động cơ vạn năng, như dụng cụ điện cầm tay, máy trộn và máy sấy, cũng như trong các hệ thống bù nhuyễn công suất phản kháng.
2.1 Trường hợp tải thuần trở R u u t i t T
Nguồn cung cấp: u 2 U 2 Sin t U m SinX
Với tải R, phạm vi điều khiển góc kích nằm trong khoảng (0 - 5/6)
Mạch gồm nguồn điện áp xoay chiều một pha dạng sin u U m Sin t mắc nối tiếp với tải R thông qua công tắc xoay chiều bán dẫn
Công tắc xoay chiều gồm hai thyristor mắc đối song T1, T2 trong trường hợp công suất nhỏ có thể thay thế chúng bằng một triac
Khi đó điện áp dương đặt lên anot của T1 nên UAKT1 > 0
Trong khoảng góc (0 - ), dòng qua tải bị ngắt vì chƣa có xung điều khiển, ta có: i t = 0, ut = 0
Trên thyristor T1 xuất hiện điện áp khóa vì: u T1 = u – ut = u > 0
Tại thời điểm ứng với góc t = , phát xung điều khiển cho T 1 nên T1 dẫn Dòng điện khép kín qua mạch (u – T 1 - R)
Các phương trình mô tả trạng thái T 1 trong thời gian T1 dẫn: uT1 = 0 = - uT2 iT1 = it; iT2 = 0; ut = u – uT1 = UmSinX , ut = it R
1 triệt tiêu Lúc đó, dòng điện tải bằng không và ta có trạng thái 0
Các phương trình mô tả trạng thái 0: i t = i T1 = i T2 = 0; u T1 = u – i t R = u; u T2
Khi đó điện áp âm đặt lên catot của T 2 lớn nhất, khi đó U AK > 0
Hình 3-1 Sơ đồ mạch và dạng điện áp ra tải R
Trong khoảng [ - ( + )] T2 khóa vì chƣa có xung điều khiển, tại t = (+ ) phát xung điều khiển cho T2 nên T2 dẫn
Khi đó: uT2 = 0; iT2 = - it; uT1= - uT2 , iT1= 0; ut = u = UmsinX; it = u/R < 0 Tại vị trí t = 2 dòng qua T2 bị triệt tiêu nên T2 bị ngắt Mạch trở về trạng trái 0
- Trị hiệu dụng của phụ tải:
- Trị hiệu dụng dòng điện qua tải:
- Dòng điện trung bình qua thyrister: ( 1 cos )
L Đối với tải L, phạm vi điều khiển của góc kích nằm trong giới hạn (/2 -
* Xét trong khoảng ( 0 – ): Điện áp dương nhất đặt lên anot của T1 nên U AKT1 > 0
Trong khoảng góc (0 - α), chưa có xung điều khiển, dẫn đến việc T1 bị khóa Các phương trình mô tả trạng thái không có dòng điện bao gồm: i t = 0, ut = L.diL/dt; iT1 = iT2 = 0; uT1 = uT2 > 0.
Hình 3.2 Sơ đồ mạch và dạng điện áp ra tải L
Khi UAKT1 > 0 tại t = α, tín hiệu điều khiển phát cho T1 khiến T1 mở Dòng điện sẽ chạy qua mạch (u - T1 - L), và trạng thái mạch điện được mô tả bằng các hệ thức và phương trình sau: u1 = 0; iT1 = it; ut = u = UmSinX; ut = L.diL/dt.
Từ điều kiện ban đầu it(α) = 0, và giải phương trình dòng điện ta thu được nghiệm:
Dạng điện áp và dòng điện áp qua bộ điều áp xoay chiều với tải L
* Xét trong khoảng ( – 2): Điện áp âm nhất đặt lên canot của T 2 nên U AKT2 > 0
- Xét khoảng ( - + α): chưa có xung điều khiển nên T2 vẫn khóa, phương trình mô tả mạch điện nhƣ sau: i t = 0; u t = 0; i T1 = i T2 = 0; u T1 = u T2 = u < 0
- Xét khoảng ( + α - 2 ) tại t = + α phát xung điều khiển nên T2 dẫn Dòng điện khép kín qua mạch ( u – T2 - L)
Các phương trình và hệ thức mô tả trạng thái dẫn của T2 bao gồm: \( u_{T2} = 0 \), \( i_{T2} = -i_t \), \( u_t = u \), và \( u_t = L \cdot \frac{di}{dt} \) Hình dạng điện áp và dòng điện ra trên tải được thể hiện trong hình 4-2.
Từ điều kiện ban đầu i t ( + α) = 0, và giải phương trình dòng điện ta thu đƣợc nghiệm:
- Ta có trị hiệu dụng điện áp trên tải: 2
- Trị hiệu dụng dòng điện trên tải: It = 2
Trường hợp này tương tự như trường hợp tải L nhưng góc dẫn α trong khoảng [α = arctan(L/R) - 5/6]
Hình 3.3 Sơ đồ mạch và dạng điện áp ra tải R +
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha
- Nguồn cung cấp xoay chiều 3 pha
3.2 Nguyên lý hoạt động của mạch
Hoạt động của mạch có 3 trường hợp
- Tiristor ở 2 pha cho dòng chảy qua thì điện áp trên tải là: ut = ud
- Tiristor cả 3 van cho dòng chảy qua khi đó điện áp trên tải là:ut = upha
- Tiristor cả 3 van đều khóa thì điện áp trên tải là: ut = 0;
Phân tích hoạt động của bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha là một nhiệm vụ phức tạp, đặc biệt khi xem xét trường hợp tải thuần trở Việc theo dõi quá trình điện áp và dòng điện trong mạch gặp nhiều khó khăn, đòi hỏi sự chú ý và kỹ năng cao để hiểu rõ các biến động trong hệ thống.
Hình 3.5 Sơ đồ mạch của bộ điều áp ba pha Hình 3.4 Dạng sóng điện áp, dòng điện
Sóng điện áp và dòng điện tải có dạng thay đổi khác nhau tùy thuộc vào độ lớn góc điều khiển và các tham số của mạch tải, đặc biệt là với tải không thuần trở Hiện nay, việc phân tích các yếu tố này chủ yếu được thực hiện thông qua lập trình mô phỏng trên máy tính.
Dạng sóng điện áp và dòng điện trong các cấu hình bộ biến đổi xoay chiều chịu ảnh hưởng bởi góc điều khiển, được thể hiện rõ qua các hình minh họa Cụ thể, hình 4-5 trình bày dạng sóng cho tải R, trong khi hình 4-6 mô tả dạng sóng cho tải R - L nối tiếp.
- Với tải R, phạm vi điều khiển góc kích nằm trong khoảng (0 - 5/6)
- Đối với tải L, phạm vi điều khiển của góc kích nằm trong giới hạn (/2 - 5/6)
- Đối với tải R-L, phạm vi điều khiển góc kích là (α = arctan[L/R] -
Để đảm bảo quá trình kích dẫn thyristor, cần thực hiện xung kích dưới dạng chuỗi xung bắt đầu từ góc kích tương ứng với vị trí của đèn, khi vượt qua nửa chu kỳ với góc /6 Điện áp tải của bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha là tải thuần trở R.
Hình 3.6 minh họa dạng điện áp của bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha với tải thuần trở R Trong đó, điện áp và dòng điện của tải bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha với tải R+ được thể hiện rõ ràng.
Hình 3.7 Dạng điện áp tải, dòng điện tải bộ biến đổi diện áp xoay chiều 3 pha tải R + L c Một vài mạch biến đổi diện áp phổ biến
* Biến đổi điện thế xoay chiều một pha sử dụng 1 thyristor 1 diode
Hình 3.8 a Biến đổi xoay chiều 1pha bán điều khiển tải đèn
Hình 3.8b Biến đổi xoay chiều 1pha bán điều khiển tải motor
* Bộ điều áp xoay chiều dùng hai Thyristor
Hình 3.9a Biến đổi điện xoay chiều
1pha toàn phần tải đèn
Hình 3.9b Biến đổi điện xoay chiều 1pha toàn phần tải motor
* Biến đổi điện thế AC một pha sử dụng TRIAC
- Biến đổi điện thế AC một pha sử dụng TRIAC tải R
Hình 3.10a đồ biến đổi xoay chiều dùng 1 Triac tải đèn Biến đổi điện thế AC một pha sử dụng TRIAC tải động cơ
H Hình 3.10b Sơ đồ biến đổi xoay chiều dùng 1 Triac tải động cơ
* Bộ điều áp xoay chiều ba pha sử dụng 3 Triac
Hình 3.11a Bộ điều áp xoay chiều 3 pha tải thuần trở
Hình 3.11b Bộ điều áp xoay chiều 3 pha tải có tính cảm (động cơ)
Câu hỏi ôn tập bài 3 Câu 1 Trình sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của bộ điều áp xoay chiều một pha tải R?
Câu 2 Trình sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của bộ điều áp xoay chiều một pha tải R + L?
Câu 3 Trình sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của bộ điều áp xoay chiều một pha tải L?
Câu 4 Trình sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của bộ điều áp xoay chiều ba pha tải R?
Câu 5 Trình sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của bộ điều áp xoay chiều ba pha tải R + L?
Câu 6 Ứng dụng của bộ điều áp xoay chiều một pha?
Câu 7 Ứng dụng của bộ điều áp xoay chiều ba pha?
BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU
Bộ giảm áp
Điện áp trên tải được tạo thành từ các xung, xuất phát từ quá trình đóng ngắt liên tục nguồn điện áp một chiều ổn định Vì vậy, bộ biến đổi này thường được gọi là bộ biến đổi điện áp một chiều dạng xung.
Hình 4-1a Sơ đồ cấu tạo van S
Hình 4-1b Sơ đồ mạch bộ giảm áp
Mạch bộ giảm áp bao gồm nguồn điện áp một chiều không đổi U, được kết nối nối tiếp với tải qua khóa (bộ băm xung áp một chiều) S Tải một chiều tổng quát trong mạch này bao gồm điện trở R.
L và sức điện động E (ví dụ động cơ một chiều) Diode không D
0 mắc đối song với tải hình 6-1b
Nguồn một chiều có thể được cung cấp từ acquy, pin điện, hoặc từ nguồn áp xoay chiều thông qua bộ chỉnh lưu không điều khiển và mạch lọc Công tắc S có nhiệm vụ điều khiển việc đóng và ngắt dòng điện đi qua nó.
Do tính năng trên nên công tắc S phải là linh kiện tự chuyển mạch, sau đây là cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khóa S hình.6-1a
Hình 4-1c Dạng điện áp ra sau bộ giảm áp
Trạng thái ban đầu Tp và Ta đều bị khóa, tụ C được nạp điện bản cực dương nhƣ hình vẽ
Khi điều khiển mở T p, dòng điện bắt đầu chảy qua, làm cho khóa S đóng kín mạch Dòng điện u chảy qua T p và tải, trở về nguồn Đồng thời, tụ điện C phóng điện qua mạch: C - T p – Lc – DC – C và được nạp ngược lại Điện áp trên tải Ut bằng U.
Khi xung kích mở Ta, thyristor được kích hoạt, tạo ra điện áp giữa hai bản cực của tụ C là Tp, dẫn đến việc Tp bị khóa lại Kết quả là S ngắt mạch hở, làm cho điện áp ud bằng 0 T được định nghĩa là chu kỳ của mạch băm.
T1 là thời gian S ở thại thái đóng
T2 là thời gian S ở thại thái ngắt
Tải một chiều hay gặp trong thực tế là động cơ một chiều
Phân tích mạch điện được thực hiện dựa trên giả thiết dòng điện qua tải là liên tục Mạch chỉ bao gồm công tắc S, hoạt động ở hai trạng thái chính: đóng và ngắt dòng điện Do đó, việc phân tích mạch sẽ tập trung vào hai trạng thái cơ bản này để hiểu rõ hơn về hoạt động của hệ thống.
* Trạng thái đóng S: thời gian đóng T
1, dòng điện dẫn từ nguồn U khép kín qua mạch gồm (U - S – L – R - E)
Phương trình biểu diễn trạng thái hoạt động của tải: ut = U = R.i t + E+ di L /dt (4.1)
Chọn thời điểm ban đầu t
Giải hệ phương trình vi phân trên, ta có nghiệm dòng điện đi qua tải dưới dạng :
( 1 ) 0 (4.2) với = L/R là hằng số thời gian mạch tải
Quá trình dòng điện tải có dạng tăng theo hàm mũ
* Trạng thái ngắt S: khoảng thời gian (T
1< t ut = - R.it – L.diL/dt +E (4.6)
Tại thời điểm đầu khoảng đang xét, dòng điện tải có giá trị i 1 = i t (T 1 )
Nghiệm dòng điện tải giảm theo hàm mũ, cho bởi hệ thức:
Cuộn kháng giải phóng một phần năng lượng dự trữ, tạo ra sức điện động E trong chế độ phát năng lượng Năng lượng này được đưa về nguồn U, trong khi phần còn lại bị tiêu hao trên điện trở tải.
* Hệ quả: Điện áp tải thay đổi theo dạng xung giữa hai giá trị + U và 0
Bằng cách thay đổi tỉ số giữa T
Trong chu kỳ đóng ngắt S, công suất phát từ nguồn E và công suất trả về nguồn U được điều khiển Độ lớn của chúng có thể được xác định thông qua trị trung bình của điện áp và dòng điện tải.
Nếu thay đổi vai trò giữa U và tải: gọi tải U t là nguồn cấp năng lƣợng và U là tải nhận năng lƣợng, ta có
U (4.9) Điện áp tải lớn hơn áp nguồn nên ta gọi đây là bộ tăng áp
Câu hỏi ôn tập bài 4 Câu 1 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của bộ giảm áp?
Câu 2 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của bộ tăng áp?
Câu 3 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của biếm đổi kép dạng đảo áp?
Câu 4 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của biếm đổi kép dạng đảo dòng?
Câu 5 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi kép dạng tổng quát?
Câu 6 Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khóa S? Nếu thay khóa S bằng van Transistor có đƣợc không, ví sao?
BỘ NGHỊCH LƯU VÀ BỘ BIẾN TẦN
Bộ nghịch lưu áp một pha
Nghịch lưu áp là thiết bị biến đổi nguồn áp một chiều thành nguồn áp xoay chiều ba pha với tần số tùy ý
Nguồn áp là một trong những nguồn năng lượng phổ biến trong thực tế Ngoài ra, điện áp đầu ra của nghịch lưu áp có thể được điều chế bằng nhiều phương pháp khác nhau, giúp giảm thiểu sóng điều hòa bậc cao.
Bộ nghịch lưu áp một pha dạng mạch cầu (còn gọi là bộ nghịch lưu dạng chữ H) (hình H3-1a) chứa 4 Tiristor và 4 diode mắc đối song và ngƣợc chiều nhau
Hình 5-1 Sơ đồ mạch và dạng điện áp ra sau nghịch lưu áp một pha
Giản đồ kích đóng các công tắc và đồ thị áp tải đƣợc vẽ trên hình 3-1a,b
Bộ nghịch lưu cũng có thể mắc dưới dạng mạch tia hình 3-2
Sơ đồ mạch nghịch lưu máy biến áp có điểm giữa bao gồm hai công tắc và hai diode mắc đối song song Mạch tải và ngõ ra của bộ nghịch lưu được cách ly qua máy biến áp với cuộn sơ cấp phân chia Nếu không sử dụng máy biến áp cách ly cho phía tải, nguồn điện áp một chiều cần được thiết kế với nút phân thế ở giữa, tạo thành dạng mạch nghịch lưu áp nửa cầu.
2.2 Phân tích bộ nghịch áp một pha
3) tương ứng với hệ thống hai pha tải đối xứng tưởng tượng hình 3-1
Ta có: ut = 2.ut1 = - 2.ut2 = u10 - u20
Khi các công tắc được kích hoạt theo quy tắc đối nghịch, chúng ta có thể xác định dạng áp trên tải bằng cách phân tích giản đồ kích công tắc cùng với điện áp nguồn.
Xét quá trình các đại lƣợng trong một chu kỳ hoạt động ở chế độ xác lập
Giả thiết rằng tại thời điểm t = 0, thực hiện đóng T
Từ u t = 2.ut1 = - 2.ut2 = u10 - u20 = + U/2 – ( - U/2) = U Điện áp tải bằng U, dòng điện tải chạy qua mạch (U - T
2) tăng lên theo phương trình:
Nghiệm dòng điện có dạng: t t Ae
A là hằng số, = L/R là hằng số thời gian
Tại thời điểm t = T/2, thực hiện ngắt T
Từ ut = 2.ut1 = - 2.ut2 = u10 - u20 = - U/2 – ( + U/2) = - U Điện áp xuất hiện trên tải bằng –U, dòng điện qua mạch (U – R - L - T
T4) giảm theo phương trình: dt
Với nghiệm có dạng: 2 t T t Be
Ở trạng thái xác lập, dòng điện biến đổi theo dạng xoay chiều, tuần hoàn
Các hằng số A, B có thể xác định từ điều kiện dòng điện tải tại các thời điểm t = 0, t = T/ 2 và t T
Hình 5-3a Sơ đồ mạch của bộ nghịch lưu áp một pha tải động cơ
Hình 5-3b Dạng điện áp ra sau nghịch lưu tải động cơ
Lúc đó, tại thời điểm t = 0:
Nhƣ vậy, quá trình dòng tải trong một chu kỳ hoạt động sẽ có thể biểu diễn nhƣ sau:
Giá trị I min và I max được xác định thông qua quá trình đối xứng của hai nửa chu kỳ điện áp và dòng điện tải, dẫn đến kết luận rằng I max = - I min Áp dụng mối quan hệ này vào các hệ thức tính I, chúng ta có thể rút ra các kết quả quan trọng.
Bộ nghịch lưu dòng điện
3.1 Bộ nghịch dòng một pha a Sơ đồ mạch
Hình 5-5b Sơ đồ nghịch lưu dòng ba pha Giả sử T1, T2 mở, dòng điện qua tải i Z = id
Diện áp trên các tụ u C1 < 0 ; uC2 < 0
Muố đóng T1, T2 mở T11, T12 dòng iZ = id chảy qua T11, C1, C2, T12 => điện áp trên các tụ đảo chiều
Trong thời gian điện áp trên tụ còn nhỏ hơn không, T1, T2 phục hồi khả năng khóa Bộ chuyển mạch thực hiện chức năng thứ nhất
Xung điều khiển đƣợc đƣa vào T3, T4 cùng với T11, T12 tuy nhiên chƣa mở do u V3 = u C1 + u Z < 0, u V4 = u C2 + u Z < 0 b Nguyên lý hoạt động Đối tải L u V3 = u C1 , u V4 = u C2 => V3, V4 mở khi u C1 = u C2 = 0
Dòng điện chảy qua T11, Z, C1, C2, T12, giảm dần Dòng điện chảy qua v3,
Z, v4, tăng đần Bộ chuyển mạch thực hiện chức năng thứ hai
Quá trình chuyển mạch kết thúc khi iV3 = iV4 = - iZ = Id
3.2 Bộ nghịch lưu dòng ba pha a Sơ đồ mạch
Nguồn điện một chiều cần phải là nguồn dòng điện, tức là dòng điện không bị ảnh hưởng bởi tải mà chỉ phụ thuộc vào tín hiệu điều khiển Để tạo ra nguồn dòng một chiều, bộ chỉnh lưu cầu thường được sử dụng Mạch lọc, với điện kháng L có giá trị đủ lớn, giúp làm phẳng điện áp một chiều sau quá trình chỉnh lưu.
Hình 5-6a Sơ đồ mạch nghịch lưu dòng ba pha b Nguyên lý hoạt động của mạch
- Góc dẫn mỗi van là
2 thứ tự dẫn của các van là từ T1 – T6 và lệch nhau
Tương tự như biến tần nguồn áp ba pha ta xét trong các khoảng:
2 t Có các van dẫn tương ứng, tổng hợp cả chu kỳ ta có dòng điện trên pha a, b,c nhƣ hình trên t t t t t t t t t t
Dòng điện ra sau nghịch lưu dòng ba pha trên pha a được lấy từ catot của T1 với dấu “+” và từ anot của T4 với dấu “–” Tương tự, các pha b và c cũng có cấu trúc tương tự như hình 3-6b.
Thay đổi tần số ra sau nghịch lưu bằng cách thay đổi số lần phát xung cho các van hay thay đổi góc phát xung của mạch điều khiển
4 Bộ biến tần gián tiếp
Thiết bị biến đổi tần số, hay còn gọi là thiết bị biến tần (AC DRIVER, INVERTER, hoặc FREQUENCY CONVERTER), là một thiết bị điện tử chuyên dùng để điều khiển động cơ xoay chiều không đồng bộ.
Các bộ biến tần hiện nay bao gồm mạch điện tử công suất để chuyển đổi điện năng xoay chiều và hệ thống vi xử lý để điều khiển mạch điện tử cũng như giao tiếp với người sử dụng.
-Biến tần gián tiếp gồm có:
+ Biến tần gián tiếp nguồn dòng : áp dụng cho hệ có công suất lớn và yêu
Sơ đồ cấu trúc tổng quát:
+ Biến tần gián tiếp nguồn áp : có đặc điểm là có thể điều chỉnh f '≥ f hoặc f '≤f , dải điều chỉnh rộng
Sơ đồ cấu trúc tổng quát :
Bộ biến tần gián tiếp chuyển đổi dòng điện xoay chiều với điện áp U1 và tần số f1 qua khâu chỉnh lưu thành dòng điện một chiều Sau đó, dòng điện một chiều này được lọc để đạt được độ tinh khiết hoàn toàn Cuối cùng, dòng điện một chiều được đưa vào mạch nghịch lưu để biến đổi thành dòng điện xoay chiều với điện áp U2 và tần số f2.
Biến tần gián tiếp có hiệu suất thấp hơn biến tần trực tiếp do điện năng phải trải qua nhiều khâu biến đổi Tuy nhiên, nó sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật như nguyên lý thiết kế đơn giản, dễ chế tạo, hoạt động ổn định, dải tần số điều chỉnh rộng và điện áp đầu ra không bị ảnh hưởng bởi sự dao động của điện áp lưới Hơn nữa, biến tần gián tiếp duy trì tỷ số U/f = const trong toàn bộ dải điều chỉnh Nhờ những lợi ích này, biến tần gián tiếp ngày càng được ưa chuộng trong việc điều khiển tốc độ của động cơ không đồng bộ.
4.1 Các cấu trúc của biến tần
- Vào 3 pha xoay chiều, ra 3 pha xoay chiều chỉnh lưu thyristor
Chỉnh lưu Lọc Nghịch lưu độc lập nguồn dòng
Chỉnh lưu Lọc Nghịch lưu độc lập nguồn áp
Hình 5-8 Sơ đồ cấu trúc bộ biến tần gián tiếp chỉnh lưu cầu ba pha dùng thyristor
- Vào 3 pha xoay chiều, ra 3 pha xoay chiều chỉnh lưu diode
Hình 5-9 Sơ đồ cấu trúc bộ biến tần gián tiếp chỉnh lưu cầu ba pha dùng diode
- Vào 1 pha xoay chiều, ra 3 pha xoay chiều chỉnh lưu thyristor
Hình 5-10 Sơ đồ cấu trúc bộ biến tần gián tiếp chỉnh lưu cầu một pha dùng thyristor
- Vào 1 pha xoay chiều, ra 3 pha xoay chiều chỉnh lưu diode
Hình 5-11 Sơ đồ cấu trúc bộ biến tần gián tiếp chỉnh lưu cầu một pha dùng diode
4.2 Biến tần gián tiếp với bộ NLĐL nguồn dòng a Sơ đồ nguyên lý:
Biến tần nguồn dòng, hay còn gọi là biến tần, có ưu điểm nổi bật là tăng công suất cho từng máy đơn vị Nó sở hữu mạch lực đơn giản nhưng vẫn đảm bảo khả năng hãm tái sinh động cơ hiệu quả.
- Nguồn điện 1 chiều cấp cho phải là nguồn dòng điện tức là dòng điện không phụ thuộc vào tải mà chỉ phụ thuộc vào tín hiệu điều khiển
- Để tạo được nguồn dòng một chiều thường dùng bộ chỉnh lưu cầu
- Mạch lọc là điện kháng L có giá trị đủ lớn để là phẳng đƣợc giá trị điện áp một chiều ra sau chỉnh lưu
Hình 5-13 Sơ đồ mạch của bộ biến tần gián tiếp nguồn dòng ba pha
96 b Đồ thị dòng điện ra của biến tần: t t t t t t t t t t
Hình 5-14 Dạng dòng điện ra của bộ biến tần gián tiếp nguồn dòng ba pha
4.3 Biến tấu gián tiếp với bộ NLĐL nguồn áp
- Nguồn điện 1 chiều cấp cho nghịch lưu phải là nguồn áp
- Bộ lọc điện L, C với mục đích là phẳng điện áp 1 chiều sau chỉnh lưu
- Biến tần nguồn áp thường có công suất nhỏ nên van bán dẫn có thể dùng Transito, Tiristo để đóng mở
- Tải của động cơ có 2 chế độ hoặc ở đây ta xét tại Y
* Sơ đồ nguyên lý của biến tần nguồn áp dùng NLĐL nguồn áp van Tiristo tải đấu Y
Hình 5-15 Sơ đồ mạch của bộ biến tần gián tiếp nguồn áp ba pha
- Góc dẫn của mỗi van là 180 0 thứ tự từ T1 - T6
* Sơ đồ dạng điện áp ra là:
Hình 5-16 Dạng dòng điện ra của bộ biến tần gián tiếp nguồn áp ba pha
- Xét dạng điện áp UAN trong chu kỳ thù có T1, T4 dẫn
- Xét dạng điện áp UBN trong chu kỳ thù có T3, T6 dẫn
- Xét dạng điện áp UAN trong chu kỳ thù có T5, T2 dẫn…
Trong từng khoảng của hệ thống, điện áp ra sau quá trình nghịch lưu được trình bày trong phần nghịch lưu áp 3 pha Để điều chỉnh tần số ra, ta thực hiện việc điều chỉnh góc phát xung cho các van T1 đến T6.
Câu hỏi ôn tập bài 5
Câu 1 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của bộ nghịch lưu áp một pha?
Câu 2 Ứng dụng của bộ nghịch lưu áp 1 pha trong thực tế?
Câu 3 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của bộ nghịch lưu áp ba pha?
Câu 4 Ứng dụng của bộ nghịch lưu áp ba pha trong công nghiệp?
Câu 5 Trình bày sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của bộ nghịch lưu dòng ba pha?
Câu 6 Ứng dụng của bộ nghịch lưu dòng ba pha trong công nghiệp?
Câu 7 So sánh bộ nghịch lưu áp ba pha và bộ nghịch lưu dòng ba pha?
Câu 8 Biến tần dùng để làm gì? Tại sao lại sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB ba pha roto lồng sóc?
Câu 9 So sánh biến tần gián tiếp và biến tần trực tiếp?
Câu 10 Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ biến tần trực tiếp?
Câu 11 Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ biến tần gián tiếp nguồn áp ba pha?
Câu 12 Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ biến tần gián tiếp nguồn dòng ba pha?
Biến tần nguồn áp ba pha và nguồn dòng ba pha đều có những ưu điểm và ứng dụng riêng trong công nghiệp Biến tần nguồn áp thường được sử dụng cho các động cơ có công suất lớn, trong khi biến tần nguồn dòng phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu điều khiển chính xác hơn Hiện nay, tại các nhà máy, biến tần gián tiếp được ưa chuộng để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ roto lồng sóc do khả năng điều khiển linh hoạt và hiệu suất cao, giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất và tiết kiệm năng lượng.
Câu 15 Để tần số của bộ biến tần ra thay đổi ta điều chỉnh thông số nào trong mạch?
Câu 16 Tại sao khởi động động cơ KĐB ba pha roto lồng sóc dùng biến tần là khởi động mềm?