ĐÂY LÀ BÀI HOÀN CHỈNH CÓ CẢ HÌNH ẢNH MÔ PHỎNG BẰNG PROTEUS VÀ MẠCH THỰC. CÁC BẠN HOÀN TOÀN CÓ THỂ SỬ DỤNG BÀI TẬP NÀY VÀO THỰC TẾ CŨNG NHƯ SỬ DỤNG THAM KHẢO TRONG QUÁ TRÌNH HỌC TẬP CỦA BẢN THÂN NÓI RIÊNG.
Lời nói đầu Như biết ứng dụng Điện tử công suất truyền động điện – điều khiển tốc độ động lĩnh vực quan trọng ngày phát triển Các nhà sản xuất không ngừng cho đời sản phẩm công nghệ phần tử bán dẫn công suất thiết bị điều khiển kèm Do thực đồ án chúng em cố gắng cập nhật kiến thức nhất, công nghệ lĩnh vực điều khiển phần tử bán dẫn công suất Với yêu cầu thiết kế băm xung chiều khơng đảo chiều để phục vụ mục đích đưa ra, chúng em cố gắng tìm hiểu phương án công nghệ cho thiết kế vừa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật, yêu cầu kinh tế Với hi vọng đồ án điện tử công suất thiết kế kĩ thuật áp dụng thực tế nên chúng em cố gắng mơ tả cụ thể, tỉ mỉ tính tốn cụ thể thông số sơ đồ mạch Tuy nhiên trình độ hiểu biết chúng em hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận phê bình, góp ý thầy cô để giúp chúng em hiểu rõ vấn đề đồ án ứng dụng thực tế để đồ án chúng em hồn thiện Trong q trình làm đồ án chúng em nhận giúp đỡ, hướng dẫn thầy Nguyễn Văn Tiến Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nguyễn Trung Thành Cao Hồng Lương MỤC LỤC Mai Đồng Tiến CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠCH XUNG ÁP MỘT CHIỀU 1.1: GIỚI THIỆU VỀ BỘ BIẾN ĐỔI XUNG ÁP Để cắt điện áp nguồn người ta thường dùng khóa điện tử cơng suất chúng có đặc tính tương ứng với khóa lý tưởng, tức khóa dẫn điện (đóng) điện trở khơng có đáng kể, khóa bị ngắt (mở ra) điện trở vơ lớn (điện áp tải khơng) Trên hình 1.1 sơ đồ nguyên lý sơ đồ đường cong điện áp Hình 1 Sơ đồ nguyên lý đường cong điện áp Các băm áp chiều thường gặp băm áp nối tiếp Trong phần thiết kế quan tâm nhiều đến loại băm áp Trong khoảng thời gian ÷ t1, khóa K đóng lại, điện áp tải có giá trị điện áp nguồn ( = E) Còn khoảng t1 ÷ t2 khóa K mở điện áp = Như giá trị trung bình điện áp tải là: (1.1) Nếu coi γ = thì: (1.2) Trong đó: - : : : điện áp tải chiều điện áp nguồn cấp chiều khoảng thời gian đóng khóa K - : γ: chu kì đóng cắt khóa K độ rộng xung điện áp Như biến đổi xung áp có khả điều chỉnh ổn định điện áp phụ tải Nó có ưu điểm bản: • Hiệu suất cao tổn hao công suất biến đổi không đánh kể so • với biến đổi liên tục; Độ xác cao chịu ảnh hưởng nhiệt độ mơi trường, yếu tố điều chỉnh thời gian đóng khóa K mà khơng phải giá trị điện • • trở phần tử điều chỉnh thường gặp biến đổi liên tục; Chất lượng điện áp tốt so với biến đổi liên tục; Kích thước gọn, nhẹ Nhược điểm biến đổi xung áp là: • Cần có lọc đầu ra, làm tăng qn tính biến đổi • làm việc hệ thống kín; Tần số đóng cắt lớn tạo nhiễu cho nguồn thiết bị điều khiển Đối với biến đổi công suất trung bình (hàng chục kW) nhỏ (vài kW), người ta thường dùng khóa điện tử bóng bán dẫn lưỡng cực IGBT Trong trường hợp cơng suất lớn (vài trăm kW trở lên) người ta thường dùng GTO triristo Tùy thuộc đầu vào điện áp mà người ta chia ra: biến đổi xung áp có đảo chiều biến đổi xung áp khơng đảo chiều 1.1.1: Mạch xung áp xoay chiều Các biến đổi xung áp xoay chiều có chất biến đổi phụ thuộc, giống chỉnh lưu, điều chỉnh điện áp cách thay đổi góc điều khiển α Bộ điều chỉnh xung áp xoay chiều cần điều chỉnh giá trị điện áp xoay chiều, tần số sóng hài khơng đổi, tần số điện áp lưới Dùng tiristo song song ngược, triac, thay đổi điện áp nửa chu kỳ điện áp lưới theo góc mở α Ưu điểm: • • Đơn giản; Tin cậy Các sơ đồ van thể qua hình 1.2 Hình Sơ đồ van Trong đó: a Cặp thyristor song song ngược b Cầu diod c Triac a Xung áp xoay chiều pha Tải trở • • Điện áp tải phụ thuộc góc điều khiển α; Giá trị hiệu dụng điện áp tải Hình Điện áp tải giá trị hiệu dụng (1.3) Tải trở cảm Khi Thyristo thơng, tải R-L nối vào nguồn xoay chiều Ri +Xi = sin (1.4) Nghiệm phương trình: Z= Q= ϕ = arctgQ I = [sin() + sin(α-ϕ)] (1.5) Phương trình góc dẫn van: Sin (α + λ – ϕ) - sin(α – ϕ) = (1.6) Tải cảm Các ứng dụng quan trọng cuộn kháng điều khiển (Thyristor Controlled Reactor – TCR) TCR sử dụng rộng rãi thiết bị bù hệ thống truyền tải điện cao SVC, TCSC Biên độ dòng qua cuộn cảm: (α) = (1 - α - sin2α) (1.7) Điện dẫn thay tương đương: (α) = (1 - α - sin2α) (1.8) Theo điện dẫn tương đương đường cong điện áp dòng điện thể Hình Đường cong điện áp dòng điện b Xung áp xoay chiều ba pha Sơ đồ van thể qua hình 1.5: (a) Sơ đồ Thyristor song song ngược (b) Sơ đồ Thyristor đấu tam giác Hình Sơ đồ van đấu song song ngược đấu tam giác 1.1.2: Mạch xung áp chiều Các biên đổi xung áp chiều có vai trò đặc biệt quan trọng phạm vi ứng dụng ngày to lớn Nếu điện áp xoay chiều dùng máy biến áp để biến đổi điện áp điện áp chiều bắt phải dùng biến đổi xung áp Các biến đổi xung áp dần loại trừ loại biến áp tần số thấp nguồn, dẫn đến kích thước thiết bị điện tử ngày nhỏ gọn Hai loại biến đổi xung áp chiều: băm xung áp (chopper) biến đổi nguồn DC-DC Ưu điểm: • Sử dụng phần tử MOSFET, IGBT, đặt biệt MOSFET, với tần số đóng cắt cao, vài chục đến vài trăm kHz; ... triristo Tùy thuộc đầu vào điện áp mà người ta chia ra: biến đổi xung áp có đảo chiều biến đổi xung áp không đảo chiều 1.1.1: Mạch xung áp xoay chiều Các biến đổi xung áp xoay chiều có chất biến đổi... 1.1.2: Mạch xung áp chiều Các biên đổi xung áp chiều có vai trò đặc biệt quan trọng phạm vi ứng dụng ngày to lớn Nếu điện áp xoay chiều dùng máy biến áp để biến đổi điện áp điện áp chiều bắt phải... dùng biến đổi xung áp Các biến đổi xung áp dần loại trừ loại biến áp tần số thấp nguồn, dẫn đến kích thước thiết bị điện tử ngày nhỏ gọn Hai loại biến đổi xung áp chiều: băm xung áp (chopper)