BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT_CHƯƠNG 4 potx

1 Chương 4 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 2 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều Dùng để thay đổi trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều ngõ ra Các ứng dụng:  Điều khiển công suất các tải điện trở  Điều khiển chiếu sáng  Điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 1 pha & 3 pha, động cơ vạn năng  Dùng trong các hệ thống bù nhuyễn. 3 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần trở (tải R) Góc kích: 0 180 o o    4 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần trở (tải R) Trị hiệu dụng áp trên tải: 1 2 2 2 1 2 1 . 2 sin 2 1 2 t t t U u dx U U                        Trị hiệu dụng dòng qua tải: R U I t t  Hệ số công suất ngõ vào bộ biến đổi: 2 1 t t 2 t 2 2sin 1 U U I.U R/U S P PF             Dòng trung bình qua SCR: )cos1( R2 U dx.xsin. R U 2 1 I mm VAV         Dòng hiệu dụng qua SCR: 2 I I t VRMS  5 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần cảm (tải L) Với góc kích 2    : 6 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần cảm (tải L) Với góc kích 2    : Trị hiệu dụng áp trên tải:   1 1 2 2 2 2 1 sin 2 sin 1 2 t m m U U d U                             Trị hiệu dụng dòng qua tải:   1 1 2 2 2 2 2 1 3 2 1 1 2cos sin 2 t t U I i d L                                     7 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần cảm (tải L) Trong ứng dụng với tải thuần cảm (L), thành phần hài cơ bản của dòng tải có ý nghĩa quan trọng & tính bởi công thức: (1) 2 1 ( ) (2 sin 2 ) m L m U I L          Với thành phần hài cơ bản, mạch hoạt động như một cảm kháng điều chỉnh được theo góc kích  : (1) ( ) 2 1 ( ) (2 sin 2 ) m L L m U L X I            8 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần cảm (tải L) Với góc kích 2    : Điện áp tải = điện áp nguồn  Không thể điều khiển áp trên tải Biến thiên áp ngõ ra theo góc kích 9 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải RL Gọi arctan( / ) L R    : góc kích tới hạn Với    : dòng tải gián đoạn & áp ngõ ra điều khiển được theo  Với    : dòng tải liên tục & áp ngõ ra không điều khiển được 10 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải RL Biến thiên áp ngõ ra theo góc kích [...]... 33 Ví dụ tính tốn Ví dụ 3.2 Công tắc xoay chiều ba pha dạng đầy đủ mắc vào tải theo cấu hình sao Công suất tải P= 20kW, hệ số công suất 0,707 Tính đđònh mức áp và dòng cho linh kiện Áp nguồn có trò hiệu dụng áp dây 44 0V Lưu ý: Khi tính chọn SCR cần biết: - Điện áp ngược cực đại có thể đặt lên SCR, - Dòng trung bình , hoặc dòng hiệu dụng qua SCR 34 Ví dụ tính tốn Giải: Dòng điện qua mỗi pha có trò hiệu... Tính trò hiệu dụng áp tải b Tính công suất tiêu thụ của tải c Tính hệ số công suất d Để đạt được công suất tải bằng 4 kW, tính độ lớn góc kích  e Đònh mức linh kiện sử dụng  [ rad ] 2 30 Ví dụ tính tốn Giải: c Hệ số công suất nguồn ( bỏ qua tổn hao trên SCR ) a Trò hiệu dụng của áp tải 1 2  2  sin  U t  1    U  2   Pt P P Pt  t  t  S U I U It U Ut R 242 0   0 ,707 155 ,56 220 10... 3 .44 0.0,707  37,119[ A] Dòng đỉnh qua SCR: I m  2 I  2 37,119  52,5[ A] Dòng trung bình qua SCR: I AV  I m 52,5   16,71[ A]   Trò hiệu dụng dòng qua SCR: I RMS  I m 52,5   26,25[ A] 2 2 Điện áp đỉnh đặt lên SCR: U DWM  U RWM  2 U  2 44 0  622,3[V ] 35 Ví dụ tính tốn Ví dụ 3.3 Bộ biến đổi áp xoay chiều một pha mắc vào tải L Tính trò hiệu dụng áp và dòng tải khi   2 3 [rad] Tính công. .. cần kéo dài trong khoảng   7 6 13 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Tải R, góc kích   30o Dạng sóng dòng, áp ngõ ra trên 1 pha 14 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Tải R, góc kích   75o Dạng sóng dòng, áp ngõ ra trên 1 pha 15 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Tải R, góc kích  120o 16 Dạng sóng dòng, áp ngõ ra trên 1 pha Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Tải R=10, L = 10mH, góc... DỤNG DÒNG TẢI 0 I t ( , R, L) PF(  , R, L) L   arctg R cos  vùng không điều khiển được áp tải U R 2  ( L ) 2 11 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Cấu hình bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha 12 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Phân tích hoạt động của BBĐ điện áp xoay chiều 3 pha khá phức tạp  thường sử dụng các chương trình mơ phỏng Góc kích:  Tải R: 0    5 6  Tải L:  2   ... 155 ,56 220 10   PF  1 2   sin  2        2   1  2   220  155 ,56 [V ]  2.       b Công suất tiêu thụ của tải 1 Pt  2  2 0 1 u t i t dX  2  2 u2 t 0 R dX  1 2 U t R 155 ,56 2 Pt   242 0 [W ] 10 31 Ví dụ tính tốn d Khi Pt = 4 kW, ta có: U t  Pt R  40 00.10  200 [V ] Trên đặc tính Ut(), Ta xác đònh góc  tương ứng với Ut = 200V là :  = 0,99979[rad] hay =57,280... góc kích   30o Dạng sóng dòng, áp ngõ ra trên 1 pha 17 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Tải R=10, L = 10mH, góc kích   75o Dạng sóng dòng, áp ngõ ra trên 1 pha 18 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Tải R=10, L = 10mH, góc kích  120o Dạng sóng dòng, áp ngõ ra trên 1 pha 19 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Biến thiên điện áp hiệu dụng ngõ ra với góc kích  20 Cơng tắc xoay chiều Tên gọi... zero 24 Cơng tắc xoay chiều Đóng cắt đồng bộ với thời điểm áp lưới qua zero 25 Cơng tắc xoay chiều 3 pha 26 Cơng tắc xoay chiều 3 pha Cấu trúc một bộ contact xoay chiều 3 pha 27 Điều khiển bộ biến đổi điện áp xoay chiều Điều khiển pha:  Phương pháp thơng thường: điều khiển kích dẫn theo góc kích   nhiều sóng hài điện áp  Phương pháp chuyển mạch cưỡng bức: - Điều khiển kích dẫn & kích tắt - Điện. .. cao, đáp ứng nhanh, khơng gây phóng điện Có tổn hao trên linh kiện bán dẫn  Cần giải nhiệt Sử dụng trong: đóng ngắt động cơ, chuyển mạch nguồn cho lưới điện, chuyển mạch trong hệ thống UPS… 21 Cơng tắc xoay chiều 1 pha 22 Cơng tắc xoay chiều 1 pha Cấu trúc một bộ contact xoay chiều 1 pha, đóng cắt đồng bộ với thời điểm áp lưới qua zero 23 Cơng tắc xoay chiều 1 pha Điện áp nguồn Dòng tải Tín hiệu điều...Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải RL STT TẢI 01 R 02 L 03 RL PHẠM VI ĐIỀU KHIỂN 0      2    0 2 TRỊ HIỆU DỤNG ÁP TẢI U 1  U 2 (1   sin 2  )  2 U       0  sin 2   2 HỆ SỐ CÔNG SUẤT U  sin 2 1  R  2 1 GHI CHÚ  sin 2   2 U  3 2 (1  )( 1  2 cos 2  ) . 1 Chương 4 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 2 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều Dùng để thay đổi trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều ngõ ra Các ứng dụng:  Điều khiển công suất các tải điện. được áp tải 12 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Cấu hình bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha 13 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha Phân tích hoạt động của BBĐ điện áp xoay chiều 3 pha khá. ) m L L m U L X I            8 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha Trường hợp tải thuần cảm (tải L) Với góc kích 2    : Điện áp tải = điện áp nguồn  Không thể điều khiển áp trên tải