Bài giảng Điện tử công suất - Chương 5: Nghịch lưu ba pha

Bài giảng Điện tử công suất - Chương 5: Nghịch lưu ba pha cung cấp cho người học các kiến thức: Các bộ nghịch lưu ba pha, nghịch lưu ba pha tải mắc hình sao, nghịch lưu ba pha tải mắc hình tam giác, biến tần, ứng dụng. Mời các bạn cùng tham khảo.

Trang 1

1.Nghịch lưu ba pha tải mắc hình sao

2.Nghịch lưu ba pha tải mắc tam giác

3.Biến tần

4.Ứng dụng

Bộ nghịch lưu ba pha là một kỹ thuật đổi điện DC sang điện AC ba pha

Loại nghịch lưu ba pha trong chương này được khảo sát trên hai dạng mắc tải

ba pha: mắc hình sao và mắc tam giác, và

bộ biến đổi kiểu sáu bước

12:03 PM

1 NGHỊCH LƯU BA PHA TẢI MẮC SAO

Sơ ñồ mạch

R

N

S3

R

+

-E

S5

S4 S1

R

D1

S6

Bộ biến ñổi ba pha

gồm ba bộ ñổi

ñiện một pha

Mạch gồm 6 van công suất và 6 diode dập kết hợp với các van dẫn ngưng tuần hoàn theo cách sắp xếp tuần tự để tạo dạng sóng ra mong muốn

Có nhiều cách hoạt động nhưng có 2 cách cơ bản hoàn thành 1 chu kỳ với 6 van giao hoán: loại dẫn 1200 và loại dẫn 1800

Trang 2

Loại dẫn 1200 (tải R)

• Các van công suất là: SCR, MOSFET,

Transistor Công suất, IGBT…

• Do cách bố trí linh kiện các bật sẽ

dẫn trong 1200 và mỗi cặp bật sẽ dẫn

lệch nhau 600

Loại dẫn 1200

t ω

0 0 60 0 120 0 180 0 240 0 300 0 360 0 420 0 480 0 540 0 600 0

6,1 1,2 2,3 3,4 4,5 5,6 6,1 1,2 2,3 3,4

iG1

i G2

i G3

iG4

i G5

iG6

t ω t

ω

t ω t ω t ω

Do cách bố trí linh kiện các bật sẽ dẫn trong

120 0 và mỗi cặp bật sẽ dẫn lệch nhau 60 0

12:03 PM

7

Ta thấy trong mỗi thời khoảng (600)

chỉ có 2 bật cùng dẫn, nên theo sơ đồ

nguyên lý ta có:

• Điện thế pha bằng:

• Khi bật số lẻ dẫn Vi > 0cho: +E/2

• Khi bật số chẵn dẫn Vi < 0cho: -E/2

• Khi không có bật nào dẫn cho: V0 = 0

2

E E R R

R

+

=

Loại dẫn 1200

Chu kỳ dẫn từ 0 0 đến 60 0

E

N

-0 +

-2

E

2 E

12:03 PM

Trang 3

Loại dẫn 1200

ðiện áp của các pha

T.kh ( 0 ) 0-60 60-120 120-180 180-240 240-300 300-360 360-420

van +E/2

vbn -E/2

vcn 0

vab +E

vbc -E/2

Vca -E/2

Loại dẫn 1200

E

N

-0 +

-2 E

2 E

12:03 PM

Loại dẫn 1200

E

N

-0

+

-2 E

2 E

Loại dẫn 1200

E

N

0

-+

2

E

2 E

Trang 4

Loại dẫn 1200

E

N

0

-+

2 E

Loại dẫn 1200

E

N

0

-+

2 E

12:03 PM

15

Loại dẫn 1200

T.kh ( 0 ) 0-60 60-120 120-180 180-240 240-300 300-360 360-420

vbc -E/2 +E/2 +E +E/2 -E/2 -E -E/2

Vca -E/2 -E -E/2 +E/2 +E +E/2 -E/2

Loại dẫn 1200

Dạng sóng ra theo ñiện áp pha

t

ω

0 0 60 0 120 0 180 0 240 0 300 0 360 0 420 0 480 0 540 0 600 0

6,1 1,2 2,3 3,4 4,5 5,6 6,1 1,2 2,3 3,4

vAN

vBN

vCN

+E/2 -E/2

t

ω

t

ω

12:03 PM

Trang 5

Loại dẫn 1200

Dạng sóng ra theo ñiện áp dây

t

ω

t

ω

t

ω

6,1 1,2 2,3 3,4 4,5 5,6 6,1 1,2 2,3 3,4

vBC

vCA

+E/2

-E/2

-E

+E vAB

Công suất :

Điện thế hiệu dụng pha:

Điện thế hiệu dụng đường dây:

( ) ( )

R E R E R

E P

2 2

( ) ( ) ( )

2

3 V E V

V−lRMS = abRMS = l−nRMS =

( ) ( )

6 12

V V

RMS an RMS n

Loại dẫn 1200

12:03 PM

Dòng hiệu dụng qua van:

Dòng ra hiệu dụng:

Điện thế nghịch cực đại của van:

R

E

IswRMS

3 2

=

I0 = 2

E

VSWRM =

Loại dẫn 1200

• Các van công suất là: SCR, MOSFET, Transistor Công suất, IGBT…

• Do cách bố trí linh kiện các bật sẽ dẫn trong 1800 và mỗi cặp bật sẽ dẫn lệch nhau 600

Trang 6

Loại dẫn 1800

t ω

0 0 60 0 120 0 180 0 240 0 300 0 360 0 420 0 480 0 540 0 600 0

5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4 3,4,5 4,5,6 5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4

iG1

i G2

i G3

iG4

i G5

iG6

t ω t

ω

t ω t ω t ω

Ta thấy trong mỗi thời khoảng (60 0 ) chỉ có 3 bật cùng dẫn, nên theo sơ đồ nguyên lý ta có:

• Điện thế pha bằng:

• Khi bật số lẻ dẫn Vi> 0 :

• Khi bật số chẵn dẫn Vi< 0 :

• khi 2 bật dẫn cho ra +E/3 khi 3 bật dẫn cho ra 2E/3

3 2

2

E E R R

R v

+

=

12:03 PM

23

Loại dẫn 1800

E

N

dẫn

3

E

3 2E 3

E

Loại dẫn 1800

T.kh ( 0 ) 0-60 60-120 120-180 180-240 240-300 300-360 360-420

van +E/3

vbn -2E/3

vcn +E/3

vab +E

vbc -E

Vca 0

12:03 PM

Trang 7

Loại dẫn 1800

E

N

6, S1,S2 dẫn

3 E 3

2E

3 E

Loại dẫn 1800

E

N

1, S2,S3 dẫn

3

E

3 2E 3

E

12:03 PM

Loại dẫn 1800

E

N

dẫn

3 E 3

2E

3 E

Loại dẫn 1800

E

N

dẫn

3

E

3 2E 3

E

Trang 8

Loại dẫn 1800

E

N

4, S5,S6 dẫn

3 E 3

2E

3 E

Loại dẫn 1800

12:03 PM

31

Loại dẫn 1800

T.kh ( 0 ) 0-60 60-120 120-180 180-240 240-300 300-360 360-420

van +E/3 +2E/3 +E/3 -E/3 -2E/3 -E/3 +E/3

vbn -2E/3 -E/3 +E/3 +2E/3 +E/3 -E/3 -2E/3

vcn +E/3 -E/3 -2E/3 -E/3 +E/3 +2E/3 +E/3

Loại dẫn 1800

Dạng sóng ra theo ñiện áp pha

t

ω

t

ω

t

ω

0 0 60 0 120 0 180 0 240 0 300 0 360 0 420 0 480 0 540 0 600 0

5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4 3,4,5 4,5,6 5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4

vAN

vBN

vCN

+E/3 -E/3 -2E/3 +2E/3

12:03 PM

Trang 9

Loại dẫn 1800

t

ω

t

ω

t

ω

0 0 60 0 120 0 180 0 240 0 300 0 360 0 420 0 480 0 540 0 600 0

5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4 3,4,5 4,5,6 5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4

vAB

vBC

vCA

+E

-E

Công suất :

Loại dẫn 1800

( ) ( ) ( )

R E R E R E R

E P

3

2 3 2 3

2 2 2

E V

V V

cn bn an

3

2

=

E V

V V

ca bc ab

3

2

=

12:03 PM

E

Loại dẫn 1800

( )

R

E I

RMS

sw

3

=

2 NGHỊCH LƯU BA PHA TẢI MẮC TAM GIÁC

Sơ ñồ mạch

Bộ biến ñổi ba pha gồm ba bộ biến ñổi một pha

R

R R

S3

D5

+

-E

S5 S1

Trang 10

Mạch gồm 6 van công suất và 6 diode

dập kết hợp với các van dẫn ngưng tuần

hoàn theo cách sắp xếp tuần tự để tạo

dạng sóng ra mong muốn

Có nhiều cách hoạt động nhưng có 2

cách cơ bản hoàn thành 1 chu kỳ với 6 van

giao hoán: loại dẫn 1200 và loại dẫn 1800

Ta thấy trong mỗi thời khoảng (600) chỉ có 2 bật cùng dẫn, nên theo sơ đồ nguyên lý ta có:

• Khi bật số lẻ dẫn Vi > 0

• Khi bật số chẵn dẫn Vi < 0

• Khi không có bật nào dẫn cho: V0 = 0

12:03 PM

39

lệch nhau 600

Loại dẫn 1200

t ω

0 0 60 0 120 0 180 0 240 0 300 0 360 0 420 0 480 0 540 0 600 0

6,1 1,2 2,3 3,4 4,5 5,6 6,1 1,2 2,3 3,4

i G1

iG2

iG3

i G4

iG5

i G6

t ω t

ω

t ω t ω t ω

12:03 PM

Trang 11

ðiện áp ra ở tải

Khi S1 và S6 dẫn ta có:

vab=+E, nhưng do có tính

đối xứng nên ta có vac và

vcb chỉ bằng +E/2 hay

vca=vcb=-E/2

E

2 E

2 E A

C

B

Khi S1 và S2 dẫn ta có: vac = +E, nhưng:

vab = vbc = E/2 hay, vab = +E/2, vbc =+E/2

và vca = -E

E

2 E

A

B

C

+

_

Từ 0o đến 60o S6 và S1 dẫn

R R R

S3

D5

+

-E

S5 S1

2 E

vab = +E, vbc = -E/2, vca= -E/2

12:03 PM

Loại dẫn 1200

ðiện áp dây

T.kh ( 0 ) 0-60 60-120 120-180 180-240 240-300 300-360 360-420

vab +E

vbc -E/2

Vca -E/2

E

2 E

A

B

C +

_

R R R

S3

D5

+

-E

S5 S1

2 E

vab = +E/2, vbc = +E/2, vca= -E

Trang 12

E

2 E

A

B

C _

+

Từ 120o đến 180o S2 và S3dẫn

R R R

S3

D5

+

-E

S5 S1

2

E

vab= -E/2, vbc = +E, vca = -E/2

E

2 E

A

B

C

R R R

S3

D5

+

-E

S5 S1

2 E

_

+

vab = -E, vbc= +E/2, vca= +E/2

12:03 PM

47

E

2

E

A

B

C

Từ 240o đến 300o S4 và S5dẫn

R R R

S3

D5

+

-E

S5 S1

2

E

_

+

vab= -E/2, vbc = -E/2, vca= +E

E

2 E

A

B

C

R R R

S3

D5

+

-E

S5 S1

2 E

_

+

vab = +E/2, vbc = -E, vca= +E/2

12:03 PM

Trang 13

Loại dẫn 1200

ðiện áp dây

T.kh ( 0 ) 0-60 60-120 120-180 180-240 240-300 300-360 360-420

vbc -E/2 +E/2 +E +E/2 -E/2 -E -E/2

Vca -E/2 -E -E/2 +E/2 +E +E/2 -E/2

Loại dẫn 1200

t

ω

t

ω

t

ω

0 0

60 0 120 0 180 0 240 0 300 0 360 0 420 0 480 0 540 0 600 0

6,1 1,2 2,3 3,4 4,5 5,6 6,1 1,2 2,3 3,4

vAB

vBC

vCA

+E/2 -E/2 -E +E

12:03 PM

Công suất :

( ) ( ) ( )

R E R E R E R

E

P

2 3 2

2 2

( ) ( ) ( )

2

3 V E V

V−lRMS = abRMS = l−nRMS =

( ) ( )

6 12

V

Loại dẫn 1200

E

IswRMS

3 2

=

I0 = 2

E

VSWRM=

Loại dẫn 1200

Trang 14

lệch nhau 600

Loại dẫn 1800

t ω

0 0 60 0 120 0 180 0 240 0 300 0 360 0 420 0 480 0 540 0 600 0

5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4 3,4,5 4,5,6 5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4

iG1

i G2

i G3

iG4

i G5

iG6

t ω t

ω

t ω t ω t ω

12:03 PM

55

Loại dẫn 1800

Chu kỳ dẫn từ 0 0 đến 60 0 S5, S6, S1 cùng dẫn

A

B

C

0 E

E

R R

R

S3

D5

+

-E

S5 S1

vab= +E, vbc = -E, vca= 0

+

_

+

Loại dẫn 1800

ðiện áp các ñường dây

T.kh ( 0 ) 0-60

60-120

120-180

180-240

240-300

300-360

360-420

S dẫn 5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4 3,4,5 4,5,6 5,6,1

va +E

vc +E

vab +E

vbc -E

vca 0

12:03 PM

Trang 15

Loại dẫn 1800

A

B

C

0

E

+

_

R R

R

S3

D5

+

-E

S5 S1

vab= +E, vbc = 0, vca = -E

Loại dẫn 1800

A

B

C

0

E

R R

R

S3

D5

+

-E

S5 S1

vab = 0, vbc = +E, vca= -E

+

_ +

12:03 PM

Loại dẫn 1800

Chu kỳ dẫn từ 180 0 đến 240 0 S2, S3, S4cùng dẫn

A

B

C

0 E

E

+

_

R R

R

S3

D5

+

-E

S5 S1

vab= -E, vbc= +E, vca= 0

Loại dẫn 1800

A

B

C

0

E

R R

R

S3

D5

+

-E

S5 S1

vab = -E, vbc= 0, vca= +E

+ _

+

Trang 16

Loại dẫn 1800

A

B

C

0

E

+

_

R R

R

S3

D5

+

-E

S5 S1

vab= 0, vbc = -E, vca= +E

Loại dẫn 1800

ðiện áp các ñường dây

T.kh ( 0 ) 0-60

60-120

120-180

180-240

240-300

300-360

360-420

S dẫn 5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4 3,4,5 4,5,6 5,6,1

12:03 PM

63

Loại dẫn 1800

t

ω

t

ω

t

ω

0 0 60 0 120 0 180 0 240 0 300 0 360 0 420 0 480 0 540 0 600 0

5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4 3,4,5 4,5,6 5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4

vAB

vBC

vCA

vA

vB

vC

+E

-E

+E

t

ω

t

ω

t

ω

Loại dẫn 1800

t

ω

t

ω

t

ω

0 0 60 0 120 0 180 0 240 0 300 0 360 0 420 0 480 0 540 0 600 0

5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4 3,4,5 4,5,6 5,6,1 6,1,2 1,2,3 2,3,4

vAB

vBC

vCA

+E

-E

12:03 PM

Trang 17

Công suất :

Loại dẫn 1800

R E R E R

E P

2 2 2 0

2

= +

=

E V

V V

cn bn an

3

2

=

E V

V V

ca bc ab

3

2

=

E

Loại dẫn 1800

( )

R

E

IswRMS

3

=

12:03 PM

BIẾN TẦN XEM

TÀI LIỆU KẾT THÚC CHƯƠNG V

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	3,97 MB