Các bộ biến tần trong mạng điện

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.