- ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ NGUỒN DÒNG 1.Biến tần nguồn dòng
GIỚI THIỆU VỀ BỘ BIẾN TẦN
ỊKhái niệm:
Biến tần là thiết bị tổ hợp các linh kiện điện tử thực hiện chức năng biến đổi tần số và điện áp một chiều hoặc xoay chiều có tần số cố định thành nhưỡng dòng xoay chiều có tần số điều khiển được nhờ các khoá điện từ.
IỊ Phân loại:
- Biến tần được chia làm hai loại : 1. Biến tần trực tiếp:
- Còn gọi là biến tần phụ thuộc, thường gồm các nhóm chỉnh lưu điều khiển mắc song song ngược. Trực tiếp biến đổi điện áp lưới điện u1 có tần số cố định là f1 thành một điện áp u2 có tần số f2. Biên độ của u2 cung biến đổi được.
- Bộ biến tấn trực tiếp còn được sử dụng để điều chỉnh tốc độ của động cơ điện đồng bộ và không đồng bộ.
- Phụ tải của bộ biến tần trực tiếp là một hộ tiêu thụ dòng điện xoay chiềụ Để đảo chiều dòng điện phụ tải phải dùng các bộ biến đổi kép.
Như vậy điện áp xoay chiều u1(f1) chỉ cần qua mạch van là chuyển qua tải với u1(f1)
Tuy nhiên đây là loại biến tần có cấu trúc sơ đồ van rất phức tạp, có số lượng van lớn, việc thay đổi tần số ra rất khó khăn và phụ thuộc vào f1, tốc độ làm việc thấp nên chỉ sử dụng trong truyền động điện có công suất lớn. Trong biến tần trực tiếp đường cong điện áp ra là đường ghép các đoạn hình sin của điện áp nguồn bằng cách nối tải vào các pha của nguồn một cách luân phiên nhờ các van bán dẫn
2. Biêïn tần gián tiếp :
Còn gọi là biến tần độc lập bao gồm ba khâu
- Khâu chỉnh lưu: biến đổi nguồn điện xoay chiều sang nguồn điện một chiều
- Khâu trung gian : giữ cho điện áp ra của khâu chỉnh lưu là hằng, hoặc dòng ra của khâu chỉnh lưu là hằng
- Khâu trung gian : giữ cho điện áp ra của khâu chỉnh lưu là hằng, hoặc dòng ra của khâu chỉnh lưu là hằng
* Dựa vào các tính chất chỉnh lưu và tín hiệu điện áp ra tải mà ta phân loại biến tần này thành hai loại: Biến tần gián tiếp nguồn áp và biến tần ián tiếp nguồn dòng.
a) Bộ biến tần gián tiếp nguồn dòng: Là bộ biến tần mà nguồn tạo ra điện áp là nguồn dòng. Dạng của dòng điện trên tải tuỳ thuộc vào dạng của nguồn dòng, còn dạng của điện áp trên tải tuỳ thuộc vào các thông số trên tảị
b) Bộ biến tần gián tiếp nguồn áp: Là biến tần có nguồn tạo ra điệnáp một chiều là nguồn áp ( nghĩa là điện trỡ trong coi như bằng 0) Dạng của điện áp trên tải phụ thuộc vào dạng của điện áp nguồn.
- Bộ biến tần nguồn áp gián tiếp có ưu điểm là tạo ra dạng dòng điện và điện áp hình sin lớn hơn dãi biến thiên tần số cao hơn cho nên ứng dung rộng rải hơn .
- Bộ biến tần nguồn áp gián tiếp có hai phần riêng biệt: phần động lực và phần điều khiển
* Mạch động lực bao gồm các bộ phận chính sau
- Bộ chỉnh lưu :có nhiệm vụ biến đổi dòng xoay chiều có tần số f1 thành dòng một chiều - Bộ nghịch lưu: đây là bộ phận quan trọng trong biến tần nó biến đổi dòng một chiều cung cấp từ bộ chỉnh lưu thành dòng xoay chiều có tần số là f1
- Bộ lọc: Là bộ phận không thể thiếu trong mạch động lực, cho phép thành phần một chiều
của điện áp chỉnh lưu đi qua và ngăn chặn thành phần xoay chiềụ Nó có tác dụng san bằng điện áp tải sau khi chỉnh lưụ
* Phần điều khiển: Là bộ phận quyết định sự làm việc của mạch động lực: Để đảm bảo
các yêu cầu tần số, điện áp ra của bộ biến tần đều do mạch điều khiển quyết định. - Bộ điều khiển nghịch lưu gồm 3 khâu:
- Khâu phát xung chủ đạo: Là khâu tự dao động tạo ra xung điều khiển đưa đến bộ phân phối xung điều khiển từng tranzitor, khâu này đảm nhận điều khiển tần số xung một cách dễ dàng ngoài ra còn có chức năng đảm nhận luôn chức năng khuếch đại xung
- Khâu phân phối xung: Làm nhiệm vụ phân phối xung đến từng tranzitor nhưng trước hết phải đến khâu khuếch đại xung, tần số pha phụ thuộc vào khâu phát xung chủ đạo
- Khâu khuếch đại xung: Làm nhiệm vụ khuếch đại xung nhận được đưa từ bộ phân phối xung đưa đến, đảm bảo kích thước (hình giáng ) và công suất để mở tranzitor.
CHƯƠNG III
CÁC PHẦN TỬ BÁN DẨN CÔNG SUẤT
1) Diod công suất : Là diod do hai lớp vật liệu bán dẫn P-N ghép lại thành. Diện tích mặt
ghép có khi dạt đến hàng chục cm2 với mật độ dòng điện 10N/cm2
- Khi diod cho dòng định mức chạy qua, điện áp rơi trên diod vào khoảng 12(v). Trong những năm gần đây người ta đã chế tạo được diod chịu được dòng lớn và điện áp ngược lớn.
- Cấu tạo và ký hiệu diod công suất.
* Sự phân cực của mặt tiếp giáp P-N :
- Phân cực thuận : khi hai thiết bị bán dẫn gồm hai mặt P và N được dặt dưới điện áp nguồn có chiều đi từ P sang N. Chiều của điện trường E ngược với chiều của điện trường hiện tại Ec thì dòng điện i chạy dê dàng trong mạch. Trong trường hợp này điện trường tổng cùng chiều với điện trường ngoàị Điện trường tổng làm cho các điện tích đa số di chuyển dễ dàng. Các điện tử tái chiếm phần chuyển tiếp khiến nó trở thành dẩn điện. Người ta nói mặt ghép P-N phân cực thuận
- Phân cực ngược : Điện trường ngoài tác động cùng chiều với điện trường Ec do đó điện trường tổng cản trỡ sự dịch chuyển của các điện tích đa số, các điện tử vùng N chạy thẳng về cực dương của nguồn E khiến điện lượng càng cao hơn ở vùng N, vùng chuyển tiếp củng là vùng cách điện lại càng rộng ra không có dòng điện chạy qua P - N. Người ta nói mặt ghép phân cực thuận.