Đang tải... (xem toàn văn)
Các noi dung chính Câu trúc mach: Nghch lưu mot pha Nghch lưu ba pha Theo dong xung điêu khien: Chê độ xung vuông điêu chê do rong xung (PWM) Khử sóng hài (SHE) điêu khien nghch lu bang μP
22/11/2011 1 Chương 6 Các bộ nghịch lưu cơ bản và biến tần Các nội dung chính Cấu trúc mạch: Nghịch lưu một pha Nghịch lưu ba pha Theo dạng xung điều khiển: Chế độ xung vuông Điều chế độ rộng xung (PWM) Khử sóng hài (SHE) Điều khiển nghịch lưu bằng µP Power Electronics Basic Inverters 2 22/11/2011 2 6.1. Tổng quan Nghịch lưu gián tiếp: Đầu vào là dạng một chiều Đầu ra là dạng xoay chiều có tần số và biên độ thay đổi được Các đặc điểm chính: Biến đổi DC - AC Tạo dạng điện áp xoay chiều cấp cho tải sử dụng các linh kiện bán dẫn công suất (MOSFET, IGBT…) mà không dùng các máy điện quay. Power Electronics Basic Inverters 3 6.1. Tổng quan Các dạng nghịch lưu: Nghịch lưu nguồn áp (VSI): Cấp từ nguồn áp Điện áp trên tải được xác định nhờ xung điều khiển Dòng điện ra phụ thuộc vào tải Nghịch lưu nguồn dòng Cấp từ nguồn dòng Dòng điện trên tải được xác định nhờ xung điều khiển Điện áp ra phụ thuộc vào tải Power Electronics Basic Inverters 4 Được sử dụng nhiều trong thực tế và công nghiệp 22/11/2011 3 6.2. Chế độ xung vuông Nghịch lưu 1 pha: Sơ đồ mạch: T1-T4: IGBT D1-D4: Diode song song ngược C: tụ lọc một chiều Vd: điện áp một chiều trung gian Power Electronics Basic Inverters 5 6.2. Chế độ xung vuông Giai đoạn I: vg1=vg2>0 → T1, T2 on, dòng điện: Vd+→T1→Load→T2→Vd-; vo=Vd Giai đoạn II: vg3=vg4>0 → But io>0 → D3, D4 on, năng lượng trên cuộn cảm giải phóng trở về Vd Dòng điện: Vd- → D4 → Load → D3 → Vd+ Giai đoạn III: vg3=vg4>0 → nhưng do io<0 → T3, T4 on, Dòng điện: Vd+ →T3 →Load →T4 →Vd- Giai đoạn IV: vg1=vg2>0 → But io<0 → D1, D2 on, năng lượng trên cuộn cảm giải phóng về Vd Dòng điện: Vd-→D2→Load→D1→Vd+ Power Electronics Basic Inverters 6 22/11/2011 4 5.2. Chế độ xung vuông Phân tích và tính toán Giá trị điện áp đầu ra: Phân tích sóng hài điện áp ra: Giá trị hiệu dụng của thành phần cơ bản: Phân tích sóng hài dòng điện trên tải: Sử dụng mạch tương đương theo bậc sóng hài dòng điện Power Electronics Basic Inverters 7 6.2. Chế độ xung vuông Ví dụ áp dụng: Cho mạch nghịch lưu ở hình bên, các tham số như sau: Tính các tham số sau: a) Phân tích hài của dòng điện trên tải đến bậc 9 Power Electronics Basic Inverters 8 22/11/2011 5 Nghịch lưu ba pha T1 – T6: IGBT D1 – D6: Diode song song ngược C: Tụ một chiều trung gian Điện áp một chiều trung gian R: Điện trở tải 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 9 Dạng sóng và xung điều khiển v g1 -v g4 ; v g3 -v g6 ; v g5 -v g2 tạo thành 3 nhánh và được đóng cắt ngược pha V AN được đk bởi v g1 V BN được đk bởi v g3 V CN được đk bởi v g5 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 10 22/11/2011 6 Dạng sóng và điện áp dây V AN sớm pha 120 o so với V BN V BN sớm pha 120 o so với V CN V CN sớm pha 120 o so với V AN V AB sớm pha 120 o so với V BC V BC sớm pha 120 o so với V CA V CA sớm pha 120 o so với V AB V AB sớm pha 60 o so với V AN V BC sớm pha 60 o so với V BN V CA sớm pha 60 o so với V CN 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 11 Trình tự đóng cắt các van Giai đoạn 1: T5, T6 và T1 đóng Giai đoạn 2: T6, T1 và T2 đóng Giai đoạn 3: T1, T2 và T3 đóng Giai đoạn 4: T2, T3 và T4 đóng Giai đoạn 5: T3, T4 và T5 đóng Giai đoạn 6: T4, T5 và T6 đóng 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 12 22/11/2011 7 Dạng sóng và điện áp pha trên tải 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 13 Dạng sóng và điện áp pha trên tải V AB sớm pha 30 o so với V An V BC sớm pha 30 o so với V Bn V CA sớm pha 30 o so với V Cn 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 14 22/11/2011 8 Phân tích, tính toán theo tham số điện áp dây Điện áp dây hiệu dụng: Phân tích sóng hài một nhánh: Giá trị hiệu dụng của thành phần hài cơ bản Các thành phần hài bậc 3 Các thành phần sóng hài khác: 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 15 Phân tích, tính toán theo tham số điện áp pha Điện áp pha hiệu dụng: Phân tích sóng hài một nhánh: Giá trị hiệu dụng của thành phần hài cơ bản Các thành phần hài bậc 3 Các thành phần sóng hài khác: 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 16 22/11/2011 9 Phân tích mạch theo bậc hài tương ứng Phân tích Fourier của dòng điện trong 1 nhánh: trong đó 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 17 Điện áp của điểm trung tính trên tải V n : Điện áp của điểm trung tính so với đất V A : Điện áp của điểm A so với đất V B : Điện áp của điểm B so với đất V C : Điện áp của điểm C so với đất 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 18 22/11/2011 10 Điện áp của điểm trung tính trên tải Tần số: 3f 1 Giá trị biên độ: ± V d /6 Các thành phần sóng hài: 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 19 Mục tiêu của phương pháp điều chế PWM: Có thể điều khiển được điện áp ra (trên tải) Có thể điều khiển được tần số đầu ra Triệt tiêu các sóng hài bậc thấp Phương pháp thực hiện: Thay đổi độ rộng xung điều chế theo dạng sóng điều chế (dạng sin hoặc dạng hình thang …) Tín hiệu sóng mang: dạng xung tam giác 6.3. Điều chế động rộng xung PWM Power Electronics Basic Inverters 20 [...]... C: T l c m t chi u Vd: Đi n áp m t chi u trung gian R: Ph t i Power Electronics Basic Inverters 21 6.4 Đi u ch PWM – Nguyên lý D ng sóng và tín hi u đi u khi n vg1 và vg2 đóng, c t ngư c pha nhau vm: d ng sóng đi u ch vc: d ng sóng mang Khi vm ≥ vc → vg1 = logic “1” và ngư c l i Khi vg1 = logic “1” T1 = ON → VAO = +Vd/2 Khi vg1 = logic “0” T2 = ON → VAO = -Vd/2 Power Electronics Basic Inverters 22 11... u ch D ng sóng c a đi n áp ra ph thu c vào h s đi u ch ma Power Electronics Basic Inverters 28 14 22/11/2011 6.4 Đi u ch PWM – Hi n tư ng quá đi u ch Các h n ch c a hi n tư ng quá đi u ch : Các sóng hài b c th p b t đ u xu t hi n đ u ra, gây ra hi n tư ng méo đi n áp/ dòng đi n: mf Power Electronics Basic Inverters 29 6.5 Ngh ch lưu m t pha FB - PWM Sơ đ m ch và nguyên lý làm vi c: Power Electronics... Inverters 34 17 22/11/2011 6.6 Ngh ch lưu ba pha – đi u ch PWM C u trúc m ch Power Electronics Basic Inverters 35 6.6 Ngh ch lưu ba pha – đi u ch PWM Cách th c hi n và d ng sóng Power Electronics Basic Inverters Sóng đi u ch : Ba tín hi u sin có biên đ và t n s thay đ i đư c Sóng mang: D ng tam giác có biên đ c đ nh, t n s có th thay đ i, tùy ng d ng 36 18 22/11/2011 6.6 Ngh ch lưu ba pha – đi u ch PWM Ph sóng... ch biên đ ma H s đi u ch t n s : 0 < ma ≤ 1 S d ng khai tri n Fourier đ xác đ nh thành ph n hài cơ b n (b c nh t) Trong đó: fm là t n s c a vm fc là t n s c a vc Trong th c t thông thư ng ch n mf ≥ 9 và: T n s c a hài cơ b n = fm Power Electronics Basic Inverters 23 6.4 Đi u ch đ ng r ng xung PWM Ví d phân tích ph c a p.p đi u ch PWM: Cho ma = 0.8; mf = 15; fm = 50 Hz Gi s Vd = 100V, tính VOA,1 Power . T4, T5 và T6 đóng 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 12 22/11/2011 7 Dạng sóng và điện áp pha trên tải 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics Basic Inverters 13 Dạng. xung vuông Power Electronics Basic Inverters 16 22/11/2011 9 Phân tích mạch theo bậc hài tương ứng Phân tích Fourier của dòng điện trong 1 nhánh: trong đó 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics. vuông Power Electronics Basic Inverters 18 22/11/2011 10 Điện áp của điểm trung tính trên tải Tần số: 3f 1 Giá trị biên độ: ± V d /6 Các thành phần sóng hài: 6.2. Chế độ xung vuông Power Electronics