Điện tử công suất (nghề điện công nghiệp của bộ LĐTBXH)

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ LẠT KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Giáo trình ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT LƯU HÀNH NỘI BỘ NĂM 2013 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Điện tử công suất biên soạn theo chương trình khung đào tạo mô đun nghề chuyên ngành Điện Công Nghiệp bậc cao đẳng Bộ Lao động thương binh Xã hội Tài liệu loại giáo trình nội dùng nhà trường với mục đích làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên học sinh, sinh viên nên nguồn thông tin tham khảo Giáo trình trình bày vấn đề cốt lõi mô đun Điện tử công suất dạng học tích hợp Các học trình bày lý thuyết ngắn gọn, tiếp sau phần thực hành liên quan đến lý thuyết Giáo trình gồm có chương: Chương 1: Các khái niệm Chương 2: Linh kiện điện tử công suất Chương 3: Bộ chỉnh lưu Chương 4: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều Chương 5: Bộ biến đổi điện áp chiều Chương 6: Bộ nghịch lưu biến tần Chúng mong sinh viên tự tìm hiểu trước vấn đề cần học đồng thời kết hợp với giảng lớp giáo viên để việc học mô đun đạt hiệu Trong trình giảng dạy biên soạn giáo trình này, nhận động viên quý thầy, cô Ban Giám Hiệu nhà trường ý kiến đồng nghiệp khoa Điện – Điện tử Chúng xin chân thành cảm ơn hy vọng giáo trình giúp cho việc dạy học mô đun Điện tử công suất ngày tốt Mặc dù nỗ lực, song thiếu sót Do dó mong nhận góp ý sửa đổi bổ sung thêm để giáo trình ngày hoàn thiện qua địa chỉ: “ Khoa Điện – Điện tử, Trường Cao đẳng Nghề Đà Lạt , email: dien@cdndalat.edu.vn” KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Trịnh Hải Thanh Bình Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử MỤC LỤC CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ĐÀO TẠO ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 Tổng quan 1.2 Tính toán Điện tử công suất 11 CHƯƠNG LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 16 2.1 A B Điốt công suất 16 Cơ sở lý thuyết 16 Thực hành 18 2.2 A B Transistor BJT 18 Cơ sở lý thuyết 18 Thực hành 21 2.3 A B Transistor MOSFET 23 Cơ sở lý thuyết 23 Thực hành 25 2.4 A B Transistor IGBT 30 Cơ sở lý thuyết 30 Thực hành 31 2.5 A B Thyristor SCR 34 Cơ sở lý thuyết 34 Thực hành 36 2.6 A B TRIAC 38 Cơ sở lý thuyết 38 Thực hành 39 CHƯƠNG BỘ CHỈNH LƯU 43 A Cơ sở lý thuyết 43 3.1 Các khái niệm phân loại 43 3.2 Chỉnh lưu pha nửa chu kỳ không điều khiển 44 3.3 Chỉnh lưu pha nửa chu kỳ có điều khiển 45 3.4 Chỉnh lưu hai pha nửa chu kỳ không điều khiển 46 3.5 Chỉnh lưu hai pha nửa chu kỳ có điều khiển 47 3.6 Chỉnh lưu cầu pha không điều khiển 47 3.7 Chỉnh lưu cầu pha không đối xứng 48 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử 3.8 Chỉnh lưu ba pha nửa chu kỳ không điều khiển 50 3.9 Chỉnh lưu cầu ba pha không điều khiển 52 3.10 Chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển 53 B Thực hành 54 CHƯƠNG BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 63 4.1 A B Bộ biến đổi điện áp xoay chiều pha 63 Cơ sở lý thuyết 63 Thực hành 65 4.2 A B Bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha 71 Cơ sở lý thuyết 71 Thực hành 73 CHƯƠNG BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU 77 5.1 A B Bộ giảm áp 77 Cơ sở lý thuyết 77 Thực hành 82 5.2 A B Bộ tăng áp 84 Cơ sở lý thuyết 84 Thực hành 85 CHƯƠNG BỘ NGHỊCH LƯU VÀ BỘ BIẾN TẦN 90 6.1 A B Bộ nghịch lưu 90 Cơ sở lý thuyết 90 Thực hành 97 6.2 A B Bộ biến tần 98 Cơ sở lý thuyết 98 Thực hành 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử GHI CHÚ Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ĐÀO TẠO ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Mã số mô đun: MĐ31 Thời gian mô đun: 105giờ; (Lý thuyết: 45giờ; Thực hành: 60 giờ) VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN: - Vị trí: Trước học mô đun cần hoàn thành môn học, mô đun sở, đặc biệt môn học, mô đun: Mạch điện; Điện tử bản; Truyền động điện - Tính chất: Là mô đun kĩ thuật chuyên môn , thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc MỤC TIÊU MÔN HỌC: - Mô tả đặc trưng ứng dụng chủ yếu linh kiện Điốt, MOSFET, DIAC, TRIAC, IGBT, SCR, GTO - Giải thích dạng sóng vào, biến đổi AC-AC - Giải thích nguyên lý làm việc tính toán biến đổi DC-DC - Vận dụng kiến thức cấu tạo nguyên lý hoạt động mạch tạo xung biến đổi dạng xung - Vận dụng loại mạch điện tử công suất thiết bị điện công nghiệp NỘI DUNG MÔ ĐUN: Nội dung tổng quát phân phối thời gian : Số TT Tên chương, mục Tổng số Các khái niệm Linh kiện điện tử công suất Bộ chỉnh lưu Bộ biến đổi điện áp xoay chiều Bộ biến đổi điện áp chiều Bộ nghịch lưu biến tần Cộng: 20 24 15 20 22 105 Thời gian Lý Thực thuyết hành 11 15 8 12 12 45 56 Kiểm tra* 1 1 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra tích hợp lý thuyết với thực hành tính thực hành IV ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN MÔ ĐUN: - Vật liệu: + Một số linh kiện điện tử công suất mẫu: Điốt, BJT, SCR, TRIAC, DIAC, IGBT, GTO, điện trở, tụ điện - Dụng cụ trang thiết bị: Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử + Mô hình mạch ứng dụng điện tử công suất + Bản vẽ, hình ảnh cần thiết - Nguồn lực khác: + PC phần mềm chuyên dùng + Projector; Overhead V PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ: Áp dụng hình thức kiểm tra tích hợp lý thuyết thực hành Các nội dung trọng tâm cần kiểm tra là: - Lý thuyết: + Cách tính toán thiết kế chỉnh lưu, nghịch lưu đơn giản + Nhận dạng, khảo sát tính hiệu biến đổi DC-DC; PWM + Lựa chọn thông số kỹ thuật biến tần theo yêu cầu cho trước - Thực hành: + Kỹ lắp ráp, cân chỉnh mạch chỉnh lưu, nghịch lưu, biến đổi DC DC + Cài đặt, điều chỉnh thông số biến tần + Phân tích cố hỏng hóc, xử lý thay linh kiện linh kiện tương đương VI HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN MÔ ĐUN: Phạm vi áp dụng chương trình: Chương trình mô đun sử dụng để giảng dạy cho trình độ Cao đẳng nghề Hướng dẫn số điểm phương pháp giảng dạy mô đun: - Trước giảng dạy, giáo viên cần vào nội dung học để chuẩn bị đầy đủ điều kiện cần thiết nhằm đảm bảo chất lượng giảng dạy - Nên áp dụng phương pháp đàm thoại để sinh viên ghi nhớ kỹ - Khi giải tập, làm thực hành Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho Học viên - Nên sử dụng mô hình, học cụ mô để minh họa tập ứng dụng hệ truyền động dùng điện tử công suất, loại thiết bị điều khiển Những trọng tâm cần ý: - Các dạng mạch, đặc tính làm việc chỉnh lưu, nghịch lưu, biến tần - Phương pháp tính toán chỉnh lưu, ổn áp Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử CHƯƠNG CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Mục tiêu: Thời gian : - Trình bày khái niệm điện tử công suất, ứng dụng điện tử công suất - Tính toán đại lượng điện tử công suất - Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, tư sáng tạo khoa học 1.1 Tổng quan Khái niệm Điện tử công suất Điện tử công suất (ĐTCS) chuyên ngành nghiên cứu phương pháp thiết bị dùng để biến đổi điều khiển nguồn lượng điện Việc biến đổi điều khiển lượng điện công nghiệp trước chủ yếu sử dụng relay (rơ-le), dựa vào việc đóng mở relay mà có nguồn điện theo ý muốn Tuy nhiên, yêu cầu ngày cao thực tiễn sản xuất, kèm theo tiến công nghệ bán dẫn cho phép chế tạo phần tử đóng, cắt bán dẫn (không tiếp điểm) công suất lớn nhằm thay mạch relay tiếp điểm –>> ngành Điện tử công suất Hình 1.1-1: Sơ đồ chung biến đổi Điện tử công suất Đối tượng nghiên cứu điện tử công suất Các biến đổi công suất Các khóa điện tử công suất lớn- Linh kiện điện tử công suất Hình 1.1-2 : Đối tượng nghiên cứu điện tử công suất Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử 1.1 Các biến đổi Các biến đổi điện tử công suất phân loại theo công dụng chúng sau: Điện xoay chiều –>> Điện chiều: Các Chỉnh lưu (Rectifier) điều khiển (dùng Thyristor) không điều khiển (dùng Điốt) tuỳ theo việc ta có cần điều khiển giá trị dòng điện chiều đầu hay không Điện chiều –>> Điện xoay chiều: Các Nghịch lưu (Inverter) Các nghịch lưu có khả biến dòng điện chiều thành dòng điện xoay chiều có giá trị điện áp tần số thay đổi tuỳ vào luật đóng mở van bán dẫn Điện chiều –>> Điện chiều: Các Điều áp chiều, biến đổi điện áp chiều – DC to DC converter, DC chopper) Các biến đổi biến dòng điện chiều có giá trị cố định thành dòng điện chiều có giá trị điện áp dòng điện điều khiển Điện xoay chiều –>> Điện xoay chiều: Các Biến tần (Frequency Driver) trực tiếp (Cycloconverter) gián tiếp (Inverter) Các biến tần có khả biến nguồn điện xoay chiều có giá trị dòng điện, điện áp tần số cố định lưới điện thành dòng điện xoay chiều có giá trị dòng, áp tần số điều khiển theo ý muốn phân loại mang tính chất chung chung, sâu vào khía cạnh ta thấy phong phú loại thiết bị biến đổi điện tử công suất 1.2 Linh kiện điện tử công suất Trong biến đổi công suất phần tử bán dẫn công suất sử dụng khóa bán dẫn, gọi van bán dẫn, mở dẫn dòng nối tải vào nguồn, khóa không cho dòng điện chạy qua Đặc tính chung: Khi van mở cho dòng chạy qua điện trở tương đương nhỏ, khóa điện trở tương đương lớn Nhờ tổn hao công suất trình làm vỉệc tính tích điện áp rơi phần tử với dòng điện chạy qua có giá trị nhỏ Các phần tử bán dẫn dẫn dòng theo chiều phần tử đặt điện áp phân cực thuận Khi điện áp đặt lên phần tử phân cực ngược, dòng qua phần tử có giá trị nhỏ, cỡ mA, gọi dòng rò Do đó, linh kiện bán dẫn hoạt động với hai chế độ làm việc đóng ngắt dòng điện xem lý tưởng trạng thái dẫn điện có độ sụt áp không trạng thái không dẫn điện, dòng điện qua không Các linh kiện bán dẫn chuyển đổi trạng thái làm việc mình, ví dụ từ trạng thái không dẫn điện (ngắt) sang trạng thái dẫn điện (đóng) ngược lại thông qua tác vụ kích thích tín hiệu lên cổng điều khiển (ngõ vào) linh kiện Ta gọi linh kiện có tính điều khiển Tín hiệu điều khiển tồn dạng dòng điện, điện áp, ánh sáng với công suất thường nhỏ nhiều so với công suất nguồn tải Các phần tử bán dẫn công suất phân loại: Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử  Không điều khiển, ví dụ: điôt  Có điều khiển: Thyristor, TRIAC Lãnh vực ứng dụng ĐTCS Các thiết bị gia dụng  Tủ lạnh, tủ đông  Gia nhiệt, sưởi  Hệ thống điều hòa không khí  Hệ thống chiếu sáng  Các thiết bị điện tử dân dụng (thiết bị nghe nhìn, giải trí…) Trang thiết bị cho cao ốc  Hệ thống sưởi, thông gió, điều hòa  Máy tính thiết bị văn phòng  Thang máy  UPS (Uninterruptible Power Supply) Công nghiệp  Bơm  Máy nén  Quạt gió  Máy công cụ  Lò nấu hồ quang, lò nấu cảm ứng  Gia nhiệt cảm ứng (tôi cao tần…)  Máy hàn điện Giao thông vận tải  Điều khiển động xe điện  Nạp acquy xe điện  Các hệ thống tàu điện, tàu điện ngầm Hệ thống điện  Truyền tải điện DC cao áp (HVPS) High voltage power supply  Bộ bù tĩnh  Hệ thống máy phát dùng nguồn lượng tái sinh (renewable energy): lượng mặt trời, lượng gió…  Các hệ thống tích trữ lượng (energy storage system) Hàng không  Hệ thống điện tàu thoi 10 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử Hình 6.1-3: Biểu đồ xung Nguồn đầu vào phải nguồn dòng, Ld = ∞ Để đảm bảo khóa tiristo tạo hệ thống dòng điện ba pha đối xứng luật dẫn điện thyisto phải tuân theo đồ thị hình 6.3-2 Qua đồ thị ta thấy van động lực dẫn khoảng thời gian λ = 120 ÷ t1: T1, T5 dẫn Dòng điện qua T1, ZA, ZB T5; đồng thời có dòng nạp cho tụ C1 qua T1 – C1 – T5 Khi tụ C1 nạp đầy iC1 = Tụ C1 nạp với dấu điện áp (như hình vẽ) để chuẩn bị cho trình chuyển mạch khóa T1 t = t2, mở T3, điện áp ngược tụ C1 đặt lên T1 làm cho T1 bị khóa lại Tương tự T2 T3 dẫn ( t2 ÷ t3) tụ C3 nạp với dấu hiệu điện áp để chuẩn bị khóa T3 Đối với nhóm catôt chung T2, T4, T5, trình chuyển mạch diễn Nghịch lưu áp pha Nghịch lưu áp thiết bị biến đổi nguồn áp chiều thành nguồn áp xoay chiều pha với tần số tùy ý Nguồn áp chiều nguồn sử dụng phổ biến thực tế Hơn điện áp nghịch lưu áp điều chế theo phương pháp khác để giảm điều hòa bậc cao a Cấu tạo 93 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử Sơ đồ Hình 6.1-4: Sơ đồ nghịch lưu áp cầu pha nghịch lưu áp pha mô tả hình 6.1-5 D1, D2, D3, D4: trả công suất phản kháng tải lưới => tránh tượng áp đầu nguồn Tụ C thực việc tiếp nhận công suất phản kháng tải, đồng thời tụ C đảm bảo cho nguồn đầu vào nguồn áp (C lớn, rng nhỏ, Uv san phẳng) b Nguyên lý làm việc ÷ θ2: cặp van T1, T2 dẫn điện, phụ tải đấu vào nguồn, nguồn nguồn áp nên điệp áp tải U1 = E (hướng dòng điện đường nét đậm) ÷ θ2 , T1, T2 khóa, T3, T4 mở Tải đấu vào nguồn theo chiều ngược lại, tức dấu điện áp tải đảo chiều U1 = - E Do tải mang tính trở cảm nên dòng giữ nguyên hướng cũ (đường nét đậm), T1 , T2 bị khóa, nên dòng phải khép mạch qua D3, D4 Sđđ cảm ứng tải trở thành nguồn trả lượng thông qua D3, D4 tụ C (đường nét đứt ) Tương tự khóa cặp T3 T4 dòng tải khép mạch qua D1 D2 Đồ thị điện áp Ut, dòng tải it, dòng qua điôt iD dòng qua tiristo biểu diễn hình 6.1-6  Tải RL Xét T1, T2 dẫn: t  E  Ae  R T T i(t  0)  i (t   )  i( ) 2 ira  i xl  itd  T  E E  A  (  Ae 2 ) R R A(1  e  T 2 Hình 6.1-5: Dạng sóng điện áp 2E ) R 94 Giáo trình Điện tử công suất A 2E R 1 e  T 2  i (t )  Khoa Điện – Điện tử t  E 2e (1  ) T  R 2 1 e Vì i(t) hàm mũ nên không tiện sử dụng Thực tế ta dùng phương pháp sóng hài Ta coi điện áp hình sin, tức có thành phần bậc sóng hài theo khai triển Fourie điện áp u  u 1ra  U 1m sin t   2f U 1m  E  Rồi sau ta sử dụng phương pháp giải mạch điện hình sin để khảo sát mạch Nghịch lưu áp ba pha Nghịch lưu ba pha thiết bị biến đổi điện áp chiều thành ba điện áp xoay chiều ba pha đối xứng Hình 6.1-6: Sơ đồ nghịch lưu áp pha Giả thiết: - Van lý tưởng, đóng mở tức - Nguồn có nội trợ nhỏ vô dẫn diện theo hai chiều - Van động lực (T1, T2, T3, T4, T5, T5) làm việc với độ dẫn điện λ = 1800 - Za = Z b = Z c Các điôt : D1, D2, D3, D4, D5, D5 làm chức trả lượng nguồn Tụ C đảm bảo nguồn nguồn áp để tiếp nhận lượng phản kháng từ tải 95 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử Hình 6.1-7: Đồ thị dạng sóng điện áp Dạng điện áp tải xây dựng sau: ÷ t1: T1, T5, T5 dẫn, sơ đồ thay có dạng hình 6.1-9a Từ sơ đồ thay ta thấy: UZA = E/3 t1 ÷ t2: T1, T2, T5 dẫn, sơ đồ thay có dạng hình 6.1-9b UZA = 2E/3 t2 ÷ t3: T1, T2, T3 dẫn, sơ đồ thay có dạng hình 6.1-9c UZA = E/3 Hình 6.1-8: Sơ đồ thay a, b, c Giá trị hiệu dụng điện áp pha là: U pha  Suy : U A t   E sin .t 96 2 2  U  d  pha E Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử E sin( .t  120 ) U C (t )  E sin( .t  120 ) U B (t )  Từ biểu thức điện áp dễ dàng tìm dòng tải xác định dòng trung bình qua van giống nghịch lưu áp pha B Thực hành Lắp ráp nghịch lưu a Nghiên cứu sơ đồ + Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn + Sơ đồ lắp ráp + Kiểm tra mạch điện sau lắp ráp Hình 6.1-9: sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu b Kiểm tra nguồn chạy thử Bước Cấp nguồn +12Vdc cho mảng sơ đồ ứng dụng băm Mass nối trực tiếp Bước Nối ngã mạch tạo xung với ngã vào mạch công suất _ Vị trí A1 nối với A1 _ Vị trí A2 nối với A2 Bước Nối ngã mạch công suất với tải motor Bước Mở nguồn cung cấp , sử dụng dao động ký quan sát dạng sóng tải Bước Thay đổi biến trở quan sát trạng thái làm việc tải Giải thích nguyên tắc mạch 97 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử Sửa chữa nghịch lưu Các Bước sửa chữa nguồn thực theo bước sau: Bước 1: Cấp nguồn vào mạch phát xung Bước 2: Kiểm tra tín hiệu cấp vào chân điều khiển Transistor Bước 3: Điều chỉnh tín hiệu độ rộng xung máy phát xung để kiểm tra tín hiệu xung mạch phát xung tín hiệu ngõ Bước 4: báo cáo kết kiểm tra 6.2 Bộ biến tần A Cơ sở lý thuyết Biến tần thiết bị biến đổi dòng xoay chiều với tần số lưới điện thành dòng xoay chiều có tần số khác với tần số lưới Biến tần thường chia làm hai loại: - Biến tần trực tiếp - Biến tần gián tiếp Biến tần gián tiếp Sơ đồ cấu trúc hình 5.11 Bộ biến tần gồm khâu: Hình 6.2-1: Sơ đồ cấu trúc biến tần gián tiếp - Chỉnh lưu (CL): dung để biến đổi điện áp xoay chiều thành chiều, thường dung chỉnh lưu không điều khiển - Lọc (L): phẳng điện áp - Nghịch lưu (NL): biến lượng xoay chiều thành lượng chiều Nghịch lưu dùng biến tần thường mạch nêu phần trên.s Như để biến đổi tần số cần thông qua khâu trung gian chiều, có tên gọi biến tần gián tiếp Ưu điểm: Có thể điều chỉnh tần số điện áp phạm vi rộng; dễ dàng tạo nguồn (dòng, áp) theo ý muốn Nhược điểm: hiệu suất thấp phải biến đổi lượng lần Công suất kích thước biến đổi lớn 98 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử Biến tần trực tiếp Biến tần trực tiếp biến đổi tần số trực tiếp từ lưới điện xoay chiều, không thông qua khâu trung gian (hình 5.12) Nguyên tắc: Dùng hai chỉnh lưu giống hệt đấu song song ngược cực tính đầu Sau cho hai chạy Mỗi phụ trách dấu điện áp tải, tức chạy nửa chu kỳ tần số Hình 6.2-2: Dạng điện áp Hình 6.2-3: Biến tần trực tiếp Xét biến tần dùng chỉnh lưu hình tia: Giả thiết tải trở, van lý tưởng Điện áp tải (u2) gồm hai nửa sóng dương âm Nửa song dương tạo nhóm van I làm việc (T1, T2, T3), nửa song âm tạo nhóm van II (T4, T5, T5) làm việc Lần lượt đóng mở nhóm van I, II ta tạo tải điện áp xoay chiều Theo hình ta có: T2 T1 T n   n  T1 (  ) 2 m1 m1 n  0,1,2,3 Với: m1 số pha điện áp lưới Tần số điện áp (f2) thấp tần số lưới (f1) Suy ra: f2  f1 m1 2n  m Tần số f2 biến đổi không trơn mà nhảy cấp Để điều chỉnh f2 vô cấp, cần tạo thời gian trễ hai chỉnh lưu (góc φ) tần số ra: f m1 f2   ( n  m1 )m Ưu điểm: hiệu suất cao có lần biến đổi lượng Nhược điểm: khó điều chỉnh tần số, điều chỉnh không trơn, nhảy cấp, điện áp khó điều chỉnh Do biến tần trực tiếp dùng với công suất cực lớn hàng MW 99 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử Sơ đồ loại biến tần công nghiệp a Biến tần đầu vào pha pha b Biến tần đầu vào pha ba pha c Biến tần đầu vào ba pha pha d Biến tần đầu vào ba pha ba pha 100 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử B Thực hành Giới thiệu thí nghiệm Hình 6.2-4: Bộ thí nghiệm biến tần OMRON 101 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử Nút tăng Tăng số theo dõi thông số, số thông số giá trị đặt Nút giảm Nút Enter Nút chạy RUN Nút Stop/Reset Chấp nhận số theo dõi thông số, số thông số giá trị bên sau chúng đặt hay thay đổi Chạy biến tần biến tần hoạt động với giao diện Dừng biến tần trừ thông số n06 đặt để cấm nút Stop Cũng làm chức phím reset có lỗi với biến tầ Nội dung thực hành a Thiết bị sử dụng Thiết bị thực hành chứa phần chức sau: + Module nguồn + Module biến tần OMRON 3G3MV + Đồng hồ vạn năng, máy sóng + Dây nối có chốt cắm đầu b Lắp ráp thiết bị thực tập Tập hợp Module cần thiết cho thực tập theo danh mục liệt kê trên.Gắn module lên khung thực tập Sử dụng dây nối để tạo mạch thí nghiệm Các thực hành a Xác định phím chức bảng thực hành Chú ý: Vì lý an toàn, việc reset không hoạt động lệnh RUN (quay thuận hay nghịch) có hiệu lực Hãy chờ đến lệnh RUN OFF trước reset biến tần Mạch điều khiển trình tự dâyDừng (NC) Chạy 102 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử ) Chú ý: Đặt thông số n52 cho đầu vào trình tự dây Cuộn kháng Điện trở phanh Lọc nhiễu pha 220V AC Đầu tiếp điểm đa chức Đầu vào đa chức Đầu photocoupler điện áp chức Nguồn tần số chuẩn 20mA Bộ tạo xung Đầu analog/đầu xung theo dõi RS422/4 85 Đầu vào áp điện áp chức 103 Giáo trình Điện tử công suất Ký hiệu Input (Đầu vào) S1 S2 S3 Khoa Điện – Điện tử T Chức ê Quay thuận/Dừng Quay thuận ON, Dừng OFF Đầu vào đa chức (S2) Đầu vào đa chức (S3) Mức tín hiệu Photocoupler mA 24 V DC Chú ý NPN thiết lập mặc định nối chúng cách tạo đất chung Không cần nguồn Để cung cấp nguồn nối đầu nối qua dây dương chung, đặt SW7 vê PNP nguồn cấp 24 V DC ±10% b Lắp đặt - Nối dây phải thực sau chắn nguồn cấp tắt Nếu không gây giật - Nối dây phải thực bới nhân viên có phận Nếu không gây giật cháy - Luôn nối đầu dây tiếp đất với đất điện trở [...]... trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử  Hệ thống điện máy bay  Hệ thống điện các vệ tinh 7 Viễn thông  Bộ nạp bình acquy  Bộ nguồn (DC, UPS) 4 Ưu điểm nổi bật của các ứng dụng điện tử công suất  Van bán dẫn thực hiện đóng ngắt dòng điện không sinh ra tia lửa điện, không bị mài mòn theo thời gian;  Đóng ngắt dòng điện lớn bởi tín hiệu điều khiển từ các mạch điện tử công suất nhỏ;  Hiệu suất. .. mUI1cosφ1 : công suất tiêu thụ của tải Q = mUI1sinφ1: công suất phản kháng (công suất ảo do sóng hài cơ bản của dòng điện tạo nên)  D  m 2U 2  I 2j : công suất biến dạng (công suất ảo do sóng hài bậc cao của j2 dòng điện tạo nên) Từ đó rút ra biểu thức tính hệ số công suất theo các thành phần công suất như sau:  P  Q P P2  Q2  D2 Phương pháp để tăng hệ số công suất - Giảm Q: thực hiện bù công suất. .. dây dẫn hoặc dùng lưới chống nhiễu cho thiết bị 15 Giáo trình Điện tử công suất CHƯƠNG 2 Khoa Điện – Điện tử LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Mục tiêu: Thời gian: 20 giờ - Nhận dạng được các linh kiện điện tử công suất dùng trong các thiết bị điện điện tử; - Trình bày được cấu tạo và các thông số kỹ thuật của các loại linh kiện điện tử công suất; - Giải thích được nguyên lý làm việc các loại linh kiện;... bản của dòng điện tạo nên công suất tiêu thụ của tải: P = P1 = mUI1cosφ1 φ1: là góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện sóng hài cơ bản Các sóng hài còn lại (bậc cao) tạo nên công suất ảo Ta có: S2 = (mUI)2 = m2U2 (I12 + I22 + I32 +…)  S2 = m2U2 I12 +m2U2  I 2j j 2  = m2U2 I12 cos2φ1 + m 2U2 I12 sin2 φ1 + m 2U2  I 2j j 2 2 2 2 S =P +Q +D 2 14 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử Với... kỳ theo góc Xp = wTp Trị hiệu dụng của đại lượng i được tính theo công thức: I 1 TP t 0  Tp 2  i dt  t0 1 XP X 0 XP 2  i dX X0 Ví dụ 4: Cho một điện áp dạng u = Umsin(314t) = 220 2 sin (314t) [V] Tính trị hiệu dụng của điện áp trên? Giải: Chu kỳ của điện áp u là 2 π[rad] Trị hiệu dụng điện áp cho bởi hệ thức: 13 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử 1 TP U  1 T P u 2 dt  t0 1 2... 16 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử Khi điện áp U0.1V, dòng điện ngược dừng lại ở giá trị vài chục mA Dòng điện này sẽ phá hỏng điốt, vì vậy để bảo vệ điốt người ta chỉ cho chúng làm việc dưới điện áp U=(0.7÷0.8V)Uz Hình 2.1-2: Đặc tuyến V-A của Điốt 3 Thông số cơ bản của điốt Iđm – dòng điện định mức,... ] 2 3 Hệ số công suất Hệ số công suất λ định nghĩa cho một tải tiêu thụ là tỷ số giữa công suất tiêu thụ thực tế trên tải P và công suất biểu kiến S mà nguồn cấp cho tải đó  P S a) Nguồn áp dạng sin và tải tuyến tính: (R, L, C không đổi và suất điện động dạng sin), dòng điện qua tải sẽ có dạng sin cùng tần số của nguồn áp với góc lệch pha có độ lớn bằng φ Ta có hệ thức tính hệ số công suất như sau:... Hệ số khuếch đại: Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lần dòng IBE Công suất cực đại: Khi hoat động transistor tiêu tán một công suất P = UCE.ICE nếu công suất này vượt quá công suất cực đại của transistor thì transistor sẽ bị hỏng 2 Cách xác định chân E, B, C của transistor Với các loại transistor công xuất nhỏ: thì thứ tự chân C và B tuỳ theo bóng của nước nào sản xuất , nhưng chân E... các zắc cắm 26 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử B2: Dùng ômkế ở thang đo Rx10, thực hiện các phép đo với JFET và ghi lại kết quả vào bảng 2.1 Cực của JFET G(9) S Bảng 2-1 Cực của JFET Que đo ômkế Đen đỏ Que đo ômkế Kết quả G S đỏ đen Kết quả Cực của JFET G(9) D(10) Cực của JFET G(9) D(10) Que đo ômkế Đen đỏ Que đo ômkế đỏ đen Kết quả Kết quả Cực của JFET D S Cực của JFET D S Que đo ômkế... giảm nhanh chóng được do lượng điện tích lũy trong (tương đươngvới bazơ của cấu trúc p-n-p) chỉ có thể mất đi do quá trình tự trung hòa điện tích Điều này xuất hiện vùng dòng điện kéo dài khi khóa IGBT 30 Giáo trình Điện tử công suất Khoa Điện – Điện tử B Thực hành 1 Giới thiệu bộ thí nghiệm Bộ thí nghiệm dùng để khảo đặc tính của IGBT và sử dụng IGBT điều khiển động cơ 9 7 9 1 2 1 1 1 1 1 2 2 1 0