Bài giảng Điện tử công suất - Chương 6: Hệ thống điều khiển bộ biển đổi

Chương 6 - Thiết bị điều khiển điện tử công suất. Sau khi học xong chương này, người học có thể hiểu được một số kiến thức cơ bản về: Khái quát và phân loại hệ thống điều khiển bộ biển đổi, phương pháp xây dựng bộ điều chế, nguyên lý điều khiển dọc, nguyên lý điều khiển dịch pha, một số mạch thông dụng trong hệ thống điều khiển bộ biến đổi phụ thuộc,... Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.

Chương hệthố ng điềukhiển biểnđổ i Kháiquátphânlo ại Chứ c ,c ấutrú c Bộ biến đổi gồm phần: + Mạch động lực chứa van: Thyristor, GTO, Transistor công suất + Mạch điều khiển: Hệ thống thực biến đổi tín hiệu điều khiển thành tín hiệu cần thiết phù hợp với đối tượng điều khiển để tác động hoạt động đóng mở khoá bán dẫn Hệ thống điều khiển gồm hai phần chính: -Phần chứa thông tin quy luật điều khiển: thực chức khác tuỳ thuộc vào cấu trúc biến đổi lĩnh vực sử dụng, -Phần tạo nên lượng điều khiển để đóng mở van công suất Phânlo ại: Phân loại theo biến ®ỉi: + §iỊu khiĨn bé biÕn ®ỉi phơ thc, + Điều khiển biến đổi độc lập Phân loại theo tín hiệu điều khiển: +Hệ điều khiển tương tự, +Hệ điều khiển số Phân loại theo số kênh điều khiển: +Bộ điều khiển kênh, +Bộ điều khiển nhiều kênh Sơđồ cấu trúc biến đổi phụ thuộc Phương phápxâydựng điềuc hế Bộ điều chế biến đổi tín hiệu điều khiển Uđk thành góc điều khiển tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên van động lực Xác định góc phải có thông tin pha điện áp đặt lên van động lực, điều chế đồng Bộ điều chế đồng thường sử dụng mạch đk hở Bộ điều chế đồng tạo đặc tính điều khiển khác tuỳ thuộc vào nguyên lí điều khiển Ng uyênlýđiềukhiểndọc Bộ điều khiển bao gồm: +Bộ tạo xung cưa ( điện áp tựa - RC), +Bé so s¸nh ( SS) Hai tÝn hiƯu điện áp tựa điện áp điều khiển so sánh nhau, Tại URC =Uđk, SS tạo xung điều khiển Đặc tính pha điều chế phụ thuộc vào dạng điện áp tựa Nếu điện áp cã d¹ng Cosin : U RC (1) U m cos t Chọn t =0 thời điểm chuyển mạch tự nhiên U dk m cos t= U điện áp: ar cos Và U dk Um Điện áp cña chØnh l­u Ud U d cos U d0 U dk Um Như đặc tính điều chỉnh Ud=f(Udk) chỉnh lưu hàm tuyến tính ( đường 1) Ng uyênlýđiềukhiểndịc h pha Dùng quay pha để thay đổi pha đ/áp hình sin đư ợc tạo máy phát tín hiệu sin ( MF sin) Khi thay ®ỉi U®k, gãc pha cđa tÝn hiƯu xoay chiều bị thay đổi chậm pha so với tín hiệu ban đầu góc Tại thời điểm điện áp x/chiều qua tạo nên xung đk Tu Nhược điểm: Bộ quay pha nhạy cảm với dạng điện áp tần số nên pp dùng Một số mạch thông dụng hƯ thèng ®iỊu khiĨn bé biÕn ®ỉi phơ thc Mạc htạo tínhiệuđồng +Dùng c hỉnhlưumộ tphahainử ac hukì có điểm trung tính để tạo điện áp chỉnh lưu U (1) Điện áp U (1) so sánh với Uo để tạo nên tín hiệu tương ứng với thời điểm điện áp nguồn qua điểm Uo nhỏ thìU (2) hẹp phạm vi điều chỉnh lớn Nếu chọn max =175 o thìU : o 2U sin o Giá trị làm cơsở để tính phân áp R1 R2 10 khuếch đại xung có độ rộng tuỳ ý Sử dụng sơđồ Darlington để nâng cao hệ số KĐ công suất Dòng: I C IB Trong ®ã: hƯ sè K§ cđa T1 HƯ sè K§ cđa T2 HiƯu st ( 0.7) Chän T2 công suất lớn, T1 KĐ dòng Số lượng cuộn đầu BAX chọn tuỳ ý RB chọn để T1 T2 làm việc UV trạng thái b·o hoµ: RB K I B K th­êng chän =1.1 1.2 28 Nhược điểm: Nếu truyền xung có độ rộng lớn ( tx >1 ms) thìBAX phải lớn, dạng xung xấu 29 30 Hình trộn cao tần với điện áp Uv xung có độ dài Tx trộn với xung có chu kì Tf nhỏ nhiều so với Tx thông qua mạch logic AND Bộ phát xung cao tần thường đa hài tạo xung vuông có f =5 10 Kz Biến áp xung tính với độ rộng xung Tf Điện trở R5 mắc để hạn chế dòng qua transistor BAX bị bÃo hoà làm phân áp muốn giảm áp cuộn W1 31 Biến áp xung Mụ c đíc h: +Cách li mạch động lực với mạch điều khiển, +Phối hợp trở kháng cực điều khiển T với mạch KĐ đầu +Thay đổi cực tính xung ( cần) Yêuc ầu: Truyền xung với độ méo Nhược điểm: +Giảm chất lượng xung điều khiển, +Khó chuẩn hoá mạch, +Tăng kích thước mạch điều khiển 32 33 34 35 36 37 38 Mộ ts ố mạc hđiềukhiển c hỉnhlưuthông dụ ng 39 Mạch điều khiển chỉnh lưu dùng transistor tiếp giáp ujt Mạch điều khiển đồng nguồn nuôi ( chỉnh lưu, R1 Dz) Khi điện áp C tăng đến Uo = E ( =0.6 0.8: Hệ số ngưỡng) thìUJ T mở tạo xung cuộn w1 Thay đổi R3 thay đổi thời điểm tạo xung ( thay đổi góc = 10 170o) 40 41 42 ... dụng, -Phần tạo nên lượng điều khiển để đóng mở van công suất Phânlo ại: Phân loại theo biến đổi: + Điều khiển biến đổi phụ thuộc, + Điều khiển biến đổi độc lập Phân loại theo tín hiệu điều khiển: ... sư dơng m¹ch ®k hở Bộ điều chế đồng tạo đặc tính điều khiển khác tuỳ thuộc vào nguyên lí điều khiển Ng uyênlýđiềukhiểndọc Bộ điều khiển bao gồm: +Bộ tạo xung cưa ( điện áp tùa - RC), +Bé so s¸nh... khuếch đại xung đơn công suất Khi yêu cầu công suất điều khiển lớn cung cấp cho Thyristor làm việc với mạch công suất lớn người ta sử dụng thyristor mạch điều khiển 26 Tụ C nạp điện với cực tính