Đang tải... (xem toàn văn)
Bộ biến đổi điện áp một chiều hay còn gọi là bộ băm xung điện áp một chiều, để biến đổi nguồn điện áp một chiều không đổi thành nguồn điện áp một chiều thay đổi được để cấp điện cho phụ tải một chiều ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
CHƢƠNG BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Khái quát chung • Bộ biến đổi điện áp chiều hay gọi băm xung điện áp chiều (BXMC), sử dụng để biến đổi nguồn điện áp chiều không đổi thành nguồn điện áp chiều thay đổi để cấp điện cho phụ tải chiều • Trong truyền động điện chiều (như giao thông đường sắt, ôtô điện, cầu trục, việc điều chỉnh tốc độ động điện chiều với mục đích khác nhau) ta thường sử dụng phương pháp điều chỉnh dòng điện điện áp trung bình phương pháp đóng cắt tự động Tùy thuộc vào thời gian đóng Tđ thời gian cắt Tc chu kỳ T, mà ta có dịng điện điện áp trung bình tải khác Sơ đồ cấu trúc biến đổi DC • Nguồn chiều ắc quy chỉnh lưu • Bộ lọc đầu vào thường dùng mạch LC dùng điện cảm • Khố điện tử (KĐT) ngày dùng chủ yếu van bán dẫn điều khiển hoàn toàn BJT, SCR, GTO, MOSFET, IGBT • Bộ lọc đầu (L0) có tác dụng san phẳng dòng điện đầu biến đổi • Phụ tải thường động điện chiều • Ứng dụng : - BXMC thường sử dụng cho thiết bị động DC, cấu điện từ… - Van sử dụng BXMC loại điều khiển q trình đóng mở van, thường dùng transistor, cơng suất tải q lớn dùng tiristor Phân loại BXMC • Loại có van điện cảm mắc nối tiếp với tải • Loại có van mắc song song cịn điện cảm mắc nối tiếp với tải • Loại có van mắc nối tiếp tải điện cảm mắc song song tải Chú ý: Hai loại sau có ưu điểm cho phép nhận điện áp tải Ut cao điện áp nguồn cấp thích hợp với tải công suất nhỏ Thực tế đa số mạch BXMC dùng loại Nguyên lý điều khiển • Hoạt động BXMC dựa nguyên tắc đóng- ngắt tải với nguồn theo chu kỳ • Xét mạch hình vẽ: Trong khoảng thời gian t1, khố K đóng lại, điện áp tải UR có giá trị điện áp nguồn UR = E; cịn khoảng t1 T khố K mở UR = • Như giá trị trung bình điện áp tải là: • Giá trị trung bình điện áp tải: Vậy, để thay đổi điện áp tải thay đổi độc lập t1, T thay đổi hai tham số phương pháp thay đổi thông dụng là: Thay đổi t1 giữ chu kỳ T không đổi (gọi phương pháp điều chế độ rộng xung) Như vậy: Từ điện áp nguồn E không đổi liên tục, cách “băm” thành xung, ta điều chỉnh điện áp 3.3 Mạch xung áp đơn nối tiếp (giảm áp) • Tp phần tử đóng cắt chính, Ta dùng để tắt Tp • DC; LC tụ điện C phần tử chuyển mạch • Dr diode hồn lượng trường hợp tải có điện cảm • Ban đầu Tp khóa, điện áp tải khơng, tụ điện C nạp theo cực tính hình vẽ • Khi có xung điều khiển Tp thì: + Tp mở, điện áp đặt lên tải Dòng điện từ (+ )-Tp - tải Z - (-), + Khi Tp mở tụ điện C phóng điện qua Tp; LC; DC, nạp điện tích (+) ngược lại nhờ sức điện động tự cảm cuộn dây Lc Điện áp tải đó: ud = Us • Sau khoảng thời gian Tđ ta kích xung mở Ta Khi Ta mở tụ C đặt điện áp ngược lên Tp làm cho Tp bị khóa lại Điện áp tải ud=0, tụ C nạp điện thời điểm ban đầu • Sau khoảng thời gian Tc ta lại tiếp tục kích xung cho Tp mở, qua trình tiếp tục cho chu kỳ sau • Dịng điện trung bình tải Khi tải Z có tính cảm (1 ) • Nếu có cuộn cảm L tải, dịng điện tải tăng lƣợng đƣợc tích lũy dƣới dạng lƣợng từ trƣờng WL dòng id tăng • Trong trƣờng hợp mạch dùng ốt hồn lƣợng để tạo đƣờng phóng điện cho khối lƣợng điện từ • Ban đầu dịng tải id = 0, Sau vài chu kỳ độ, dòng điện id dẫn đến chế độ xác lập, dao động xung quanh giá trị dịng cực đại I1, dịng cực tiểu I2 Khi tải Z có tính cảm(2) Tải R+L+E Trị trung bình dịng điện tải • Trị trung bình dịng ốt • Độ nhấp nhơ dịng điện tải ΔId 3.4 Mạch xung áp đơn song song (tăng áp) • Bộ xung áp song song thường sử dụng cho tải động điện chiều làm việc chế độ hãm tái sinh • Khi làm việc chế độ hãm tái sinh, động làm việc giống máy phát điện chiều, hoàn trả lượng tích lũy làm việc chế độ động lưới điện • Xét mạch: H khóa điện tử mắc song song với tải (R+L+E) Q trình khảo sát đóng mở van H thể chức mạch Xét mạch với van H tiristor T1 - Gọi Ie dòng điện trở nguồn -Trong khoảng thời gian < t < Tđ, ta điều khiển cho T1 mở , có dịng chạy qua T1, dịng Id chạy qua tải Đi ốt lúc khóa bị phân cực ngược ta có: ie = -Trong khoảng thời gian Tđ < t < T, ta điều khiển cho T1 khóa , Diode mở cho dịng điện Ie trở nguồn, ta có: Ie = Id Các giá trị dòng áp 3.5 Mạch xung áp đảo dịng • Bộ xung áp đảo dòng gồm xung áp nối tiếp xung áp song song ghép lại với nhau, cho phép truyền lượng theo chiều thuận, ngược • Nguồn cung cấp cho xung áp đảo dòng nguồn chiều U0 Tải máy điện chiều làm việc chế độ, chế độ máy phát chế độ động • Gọi α1, α2là tỷ số đóng chu kỳ tương ứng với van T1, T2 • -Khi tải làm việc chế độ động cơ: điều khiển cho T1 dẫn, T2 khóa khoảng thời gian α 1T chu kỳ đóng cắt • Khi tải làm việc chế độ máy phát: Điều khiển cho T2 dẫn T1 khóa khoảng thời gian α2T chu kỳ đóng cắt Ví dụ ... chung • Bộ biến đổi điện áp chiều hay gọi băm xung điện áp chiều (BXMC), sử dụng để biến đổi nguồn điện áp chiều không đổi thành nguồn điện áp chiều thay đổi để cấp điện cho phụ tải chiều • Trong... đổi điện áp tải thay đổi độc lập t1, T thay đổi hai tham số phương pháp thay đổi thông dụng là: Thay đổi t1 giữ chu kỳ T không đổi (gọi phương pháp điều chế độ rộng xung) Như vậy: Từ điện áp. .. t1, khố K đóng lại, điện áp tải UR có giá trị điện áp nguồn UR = E; cịn khoảng t1 T khố K mở UR = • Như giá trị trung bình điện áp tải là: • Giá trị trung bình điện áp tải: Vậy, để thay đổi