Tài liệu Chương 4: Bộ biến đổi và bộ khóa một chiều pdf

Chương 4: Bộ biến đổi và bộ khóa một chiều 4.1 Khái niệm chung – Phân loại 4.2 Bộ khóa một chiều Đóng cắt dòng điện một chiều Sơ đồ nguyên lý sử dụng GTO a) V U V0 L R i Z Z i G i V0 i V L R 0 0 i G i V i V0 t R L Đóng Cắt Khi sử dụng thyristor: Mở - Đóng Đóng – Cắt ĐÓNG ĐÓNG CẮT S BCM S S PS Z V0 OS OS S PS t 4.3 Phân loại thiết bị biến đổi một chiều 4.3.1 Phân loại theo phương pháp biến đổi •Trực tiếp – bộ biến đổi xung • Gián tiếp 4.3.2 Phân loại theo chức năng biến đổi •Giảm áp – mắc nối tiếp • Tăng áp – mắc song song • Điều khiển xung giá trị điện trở 4.3.3 Phân loại theo phương pháp điều khiển •Tần số xung • Độ rộng xung • Hai giá trị Nghịch lưu Chỉnh lưu có điều khiển U U Z 4.4 Nguyên lý làm việc của các bộ biến đổi xung 4.4.1 Bộ biến đổi giảm áp – mắc nối tiếp • Nguyên lý làm việc Nhịp S: u Z = U i Z = i S : tăng theo đường cong hàm mũ về giá trị (U - E ư )/R Năng lượng từ nguồn U, một phần tích lũy vào cuộn L, phần lớn nạp cho E ư , phần còn lại tiêu tốn trên R Nhịp S kéo dài trong khoản thời gian T 1 . Kết thúc khi tín hiệu “cắt” đưa vào khóa S. u c S i S U i V0 V0 R L u Z i Z Z u Z 0 0 SV0SV0S U U Zi t T 1 T 2 T i S i V0 I Z ∆i Z i ZM i ZMIN t Nhịp V0: u Z = 0 i Z = i V0 : giảm theo đường cong hàm mũ về giá trị -E ư /R Năng lượng trước đây tích lũy trong cuộn L được giải phóng, phần lớn nạp cho E ư , phần còn lại tiêu tốn trên R Nhịp V kéo dài trong khoản thời gian T 2 . Kết thúc khi tín hiệu “đóng” đưa vào khóa S. u c S i S U i V0 V0 R L u Z i Z Z u Z 0 0 SV0SV0S U U Zi t T 1 T 2 T i S i V0 I Z ∆i Z i ZM i ZMIN t •Giátrị trung bình điện áp trên tải zUU T T U Zi == 1 z: tỷ số chu kỳ 0  z  1 0  U zi  U Zi z UE I R − = − u c S i S U i V0 V0 R L u Z i Z Z u Z 0 0 SV0SV0S U U Zi t T 1 T 2 T i S i V0 I Z ∆i Z i ZM i ZMIN t 4.4.2 Bộ biến đổi tăng áp – mắc song song • Nguyên lý làm việc Nhịp S: u Z = 0 i Z = i S ; tăng theo đường cong hàm mũ, về giá trị E ư /R Năng lượng từ nguồn E ư được tích lũy phần lớn vào cuộn L, phần còn lại tiêu tốn trên điện trở R Nhịp S kéo dài trong khoảng thời gian T 1 . Nhịp kết thúc khi tín hiệu “cắt” đưa vào S u c i V0 V0 i S S i Z Z U R L u Z S V0 V0SS T 1 T 2 T 0 U U Zi t u Z i S i V0 i ZMIN i ZM t Nhịp V0: u Z = U i Z = i V0 ; giảm theo đường cong hàm mũ, về giá trị (E ư –U)/R < 0 Năng lượng từ nguồn E ư cùng với năng lượng đã tích lũy trong cuộn L ở nhịp trước, tiêu tốn một phần trên điện trở R, phần lớn còn lại được trả về nguồn U. Nhịp V0 kéo dài trong khoảng thời gian T 2 . Nhịp kết thúc khi tín hiệu “đóng” đưa vào S. u c i V0 V0 i S S i Z Z U R L u Z S V0 V0SS T 1 T 2 T 0 U U Zi t u Z i S i V0 i ZMIN i ZM t [...]... Ð Bộ phát xung đóng vai trò của một bộ điều khiển dòng điện 4.7 Các bộ biến đổi xung nhiều góc phần tư 4.7.1 Bộ biến đổi hai góc phân tư đảo chiều dòng điện V iZ S1 S2 U Z V0 uZ 4.7.2 Bộ biến đổi hai góc phân tư đảo chiều điện áp V2 S1S2 V1 S1 V1 V2 S1S2 V1 iZ iZ Z uZ U V2 S2 0 t uZ T1 T1 − T2 U Zi = U = U (2 z − 1) T z > 0.5 z < 0.5 Uzi > 0 Uzi < 0 T2 T 4.7.3 Bộ biến đổi bốn góc phân tư V4 S1S2 V3... trực tiếp vào nguồn U qua một điện trở hạn chế dòng Xác định các thông số C và L • V1 sử dụng khoảng (t4, t5) để phục hồi khả năng khóa (t5 – t4)MIN = toffV1 I ZM toffV 1 K1UC (t5 − t4 ) = ⇒C = IZ K1U • V2 sử dụng khoảng (t1, t2) để phục hồi khả năng khóa 2 4toffV 2 Tv π (t2 − t1 ) = = LC ⇒ L = 2 4 2 π C (t2 – t1)MIN = toffV2 4.6 Nguyên tắc điều khiển bộ biến đổi xung áp • Độ rộng xung – thay đổi T1 •... UZi 0 V0 L S T1 U T2 T t iS U iZ R uZ iS iV0 iZMIN iZM t E− − U Zi Iz = R 4.4.3 Bộ biến đổi xung giá trị điện trở iZ iS uc L L S U T T1 uc Rp U RP S iR iZ =iS+iR T2 iS iR iZMIN iZM 0 • Nguyên lý làm việc t Nhịp S: iZ = iS: tăng với hệ số góc bằng U/L Nhịp S kéo dài trong khoảng thời gian T1 Kết thúc khi tín hiệu “cắt” đưa vào S iZ iS L S iR uc Rp U T T1 iZ =iS+iR T2 iS iR iZMIN iZM 0 t Nhịp 0 iZ = iR;... thay đổi T • Hai giá trị 4.6.1 Nguyên tắc điều khiển độ rộng xung Giữ nguyên f = 1/T, thay đổi T1 T ucM T1 T2 uP uc M uc BÐK Đ BCM t 0 Đ C 4.6.2 Nguyên tắc điều khiển tần số xung Giữ nguyên T1, thay đổi T M uc f = 1/T BÐK Đ BCM M Khâu phát xung Trễ T1 Đ 4.6.3 Nguyên tắc điều khiển hai giá trị Ð ∆iZ ui1 uc M t ui2 iZM iZMIN BCM I'Z=IZ iZ ui1 Z 0 uc V0 ui1 ui2 M uc ui2 ui1 ui2 iZ uc > 0 uc < 0 Ð Bộ phát... C0 ωv: tần số góc của mạch LC … i= ωv = 1 LC C 2U U O U − uC (0) sin ωvt + i (0) cos ωvt L C t t 1 uC = uC (0) + ∫ idt = C0 L = U + [uC (0) − U ] cos ωvt + i (0)sin ωvt C 4.5.2 Phân tích bộ chuyển mạch của bộ biến đổi xung áp iV1 i uc C iS uC iZ S iZ V1 uV1 iC V2 Z Z iV0 L L1 V3 V0 U U V0 R uZ uZ T T1 iV1 i C uC iZ V1 V0 QK K1U Z uZ U t2 V3 0 V0 U V2 V1 V3 V2 L1 V1 V0 uV1 iC T2 t1 t3 t4 t5 t6 t7 uZ... mũ về giá trị U/Rp Nhịp 0 kéo dài trong khoảng thời gian T2 Kết thúc khi tín hiệu”đóng” được đưa vào S • Xác định giá trị điện trở tương đương Rei iZ iS L S iR uc Rp U T T1 iZ =iS+iR T2 iS iR iZMIN iZM 0 t U U 2 UI Z T = R p I Z T2 ⇒ I Z = = T R p 2 Rei T T2 Rei = R p = (1 − z ) R p T 0 ≤ Rei ≤ R p 4.5 Bộ chuyển mạch 4.5.1 Mạch LC iV V C S uC(0)=0 uC i t=0 uC(0) C uC L i U L uC i t=0 0 i uC t t 1 di... uV2 iV2 K1U 0 U iV0 iZ iV2 IZ 0 t T T1 iV1 i C uC iZ V1 V2 V0 V1 V3 QK K1U V2 L1 V1 V0 uV1 iC T2 Z uZ U t2 V3 0 V0 U t1 t3 t4 t5 t6 t7 uZ uC t iC U 0 Nhịp V2 (t4, t6) -K1U Tại t = t4 đưa xung điều khiển vào V2 – mở V2 t0V1 uV2 = 0 iV1 Điện áp ngược trên C đặt lên V1 đóng V1 U IZ 0 t 1 iC = I Z ⇒ uC = uC (t4 ) + ∫ I Z dt Ct 4 = uV1 t0V2 uV2 iV2 K1U 0 U IZ (t − t4 ) − K1U C iV0 iZ iV2 IZ 0 t T T1 iV1 i . Chương 4: Bộ biến đổi và bộ khóa một chiều 4.1 Khái niệm chung – Phân loại 4.2 Bộ khóa một chiều Đóng cắt dòng điện một chiều Sơ đồ nguyên. thiết bị biến đổi một chiều 4.3.1 Phân loại theo phương pháp biến đổi •Trực tiếp – bộ biến đổi xung • Gián tiếp 4.3.2 Phân loại theo chức năng biến đổi •Giảm