Đề tài: Thiết kế bộ nghịch lưu PWM 5kW

pdf
Số trang Đề tài: Thiết kế bộ nghịch lưu PWM 5kW 139 Cỡ tệp Đề tài: Thiết kế bộ nghịch lưu PWM 5kW 1 MB Lượt tải Đề tài: Thiết kế bộ nghịch lưu PWM 5kW 6 Lượt đọc Đề tài: Thiết kế bộ nghịch lưu PWM 5kW 15
Đánh giá Đề tài: Thiết kế bộ nghịch lưu PWM 5kW
4.1 ( 4 lượt)
Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu
Đang xem trước 10 trên tổng 139 trang, để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên
Chủ đề liên quan

Tài liệu tương tự

Nội dung

§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW Lêi më ®Çu NhiÖm vô cña mét sinh viªn tr−íc khi ra tr−êng lμ ph¶i thùc hiÖn vμ b¶o vÖ thμnh c«ng ®å ¸n tèt nghiÖp cña m×nh. §©y lμ b−íc cuèi cïng ®Ó mét ng−êi sinh viªn trë thμnh mét kü s−, kÕt thóc mét chÆng ®−êng häc tËp vμ rÌn luyÖn d−íi m¸i tr−êng ®¹i häc. Giê ®©y, tr¶i qua n¨m n¨m tu d−ìng vμ trau ®åi kiÕn thøc d−íi m¸i Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi, em ®· nhËn ®−îc nhiÖm vô ®Ò tμi tèt nghiÖp cña m×nh. Néi dung cña ®Ò tμi:” ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u ®iÒu biÕn ®é réng xung - PWM c«ng suÊt 5 kW”. Trong ®Ò tμi bao gåm hai phÇn; ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u vμ m« pháng bé nghÞch l−u b»ng phÇn mÒm PESIM. D−íi sù h−íng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o NguyÔn ThÕ C«ng vμ c¸c thÇy c« trong bé m«n, em ®· hoμn thμnh ®−îc phÇn thiÕt kÕ bé nghÞch l−u. D−íi sù gióp ®ì cña thÇy gi¸o TrÇn Quèc Th¾ng, em ®· hoμn thμnh ®−îc phÇn m« pháng b»ng phÇn mÒm PESIM. Do thêi gian vμ tr×nh ®é cßn h¹n chÕ nªn ®Ò tμi cña em ch¾c cßn nhiÒu thiÕu sãt. RÊt mong c¸c thÇy c« chØ b¶o trong buæi b¶o vÖ ®Ó em rót ra ®−îc nh÷ng kinh nghiÖm cho c«ng viÖc sau nμy. Qua ®©y, em xin ch©n thμnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o B¸ch Khoa ®· d×u d¾t em trong n¨m n¨m häc võa qua. Em xin tr©n thμnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« trong bé m«n ThiÕt bÞ ®iÖn - §iÖn tö, khoa §iÖn, §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi, ®· trùc tiÕp d¹y dç vμ trang bÞ cho em nh÷ng kiÕn thøc kü n¨ng chuyªn nghμnh bæ Ých. Em v« cïng biÕt ¬n thÇy gi¸o NguyÔn ThÕ C«ng lμ ng−êi ®· trùc tiÕp vμ tËn t×nh h−íng dÉn em hoμn thμnh ®å ¸n tèt nghiÖp nμy. Em xin göi lêi c¶m ¬n ®Õn thÇy gi¸o TrÇn Quèc Th¾ng, ng−êi ®· tËn t×nh gióp ®ì ®Ó em cã ®iÒu kiÖn hoμn thμnh phÇn m« pháng cña m×nh trªn phÇn mÒm PESIM. SÏ trë thμnh mét c¸n bé kü thuËt, em lu«n tù nhñ ph¶i kh«ng ngõng häc tËp trau dåi kiÕn thøc vμ kü n¨ng, ¸p dông s¸ng t¹o nh÷ng hiÓu biÕt cña m×nh ®· häc vμo nh÷ng c«ng viÖc thùc tÕ, ®Ó xøng ®¸ng víi danh hiÖu kü s− tèt nghiÖp tõ Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi. Hμ Néi, th¸ng 5 n¨m 2006 Sinh viªn thùc hiÖn: Hoμng Ngäc Tu©n Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 1 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW môc lôc ch−¬ng 1: tæng quan vÒ c¸c bé nghÞch l−u ................................................... 5 1. Sù cÇn thiÕt cña bé nghÞch l−u............................................................................ 5 2. Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña bé nghÞch l−u ........................................................... 6 2.1. Bé nghÞch l−u trùc tiÕp .................................................................................6 2.1.1. Nguyªn lý lμm viÖc cña bé nghÞch l−u trùc tiÕp....................................7 2.1.2. Sù lμm viÖc cña nhãm bÞ kho¸ ...............................................................8 2.1.3 Sù lμm viÖc cã dßng ®iÖn vßng .............................................................10 2.1.4. LuËt ®iÒu khiÓn nghÞch l−u trùc tiÕp....................................................13 2.2.Bé nghÞch l−u gi¸n tiÕp ...............................................................................13 2.2.1.Nguyªn lý ho¹t ®éng cña bé nghÞch l−u gi¸n tiÕp................................14 2.2.2. Bé nghÞch l−u nguån dßng ®iÖn - chØnh l−u cã ®iÒu khiÓn..................15 2.2.2.1.Bé nghÞch l−u mét pha ...................................................................15 2.2.2.2. Bé nghÞch l−u ba pha.....................................................................16 2.2.3. Bé nghÞch l−u nguån ®iÖn ¸p chØnh l−u cã ®iÒu khiÓn .......................19 2.2.3.1. Bé nghÞchl−u mét pha ...................................................................19 a.S¬ ®å nghÞch l−u mét pha cã ®iÓm gi÷a...............................................19 b. M¹ch nghÞch l−u nöa cÇu....................................................................22 c.M¹ch nghÞch l−u cÇu............................................................................22 2.2.3.2. Bé nghÞch l−u ba pha.....................................................................24 2.2.3. Bé nghÞch l−u ®iÒu biÕn ®é réng xung -chØnh l−u kh«ng ®iÒu khiÓn 28 ch−¬ng II: bé nghÞch l−u ®iÒu biÕn ®é réng xung ...................................... 29 1. Sù cÇn thiÕt cña bé nghÞch l−u ®iÒu biÕn ®é réng xung ................................... 29 2. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña PWM ....................................................................... 30 3. §Þnh l−îng PWM ............................................................................................. 33 3.1. Sin ho¸ PWM .............................................................................................34 3.2. T−¬ng quan tÇn sè ......................................................................................36 3.3. Ph−¬ng thøc lo¹i trõ sãng hμi.....................................................................37 3.4. Ph−¬ng thøc d¹ng sãng dßng ®iÖn nhá nhÊt ..............................................40 3.4. §iÒu khiÓn thÝch nghi dßng ®iÖn PWM .....................................................43 Ch−¬ng 3: ThiÕt kÕ m¹ch ®éng lùc ..................................................................45 1.§Ò xuÊt ph−¬ng ¸n............................................................................................. 45 1.1. Ph−¬ng ph¸p nghÞch l−u PWM ®¬n cùc.....................................................45 1.2. Ph−¬ng ph¸p nghÞch l−u PWM l−ìng cùc .................................................47 1.3 So s¸nh hai ph−¬ng ph¸p nghÞch l−u...........................................................48 1.3.1.Ph−¬ng ph¸p PWM d¬n cùc .................................................................48 1.3.2. Ph−¬ng ph¸p PWM l−ìng cùc .............................................................48 1.3.3. Chän ph−¬ng ¸n nghÞch l−u .................................................................49 1.4. Chän thiÕt bÞ b¸n dÉn ®ãng c¾t vμ d¹ng m¹ch ®éng lùc ............................49 1.4.1. Chän thiÕt bÞ b¸n dÉn ®ãng c¾t ............................................................49 1.4.2. S¬ ®å m¹ch ®éng lùc............................................................................52 Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 2 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW 2. TÝnh to¸n th«ng sè m¹ch ®éng lùc ................................................................... 55 2.1. Chän hÖ sè ®iÒu biÕn tÇn sè .......................................................................55 2.2. Chän hÖ sè ®iÒu biÕn biªn ®é .....................................................................56 2.3. Ph©n tÝch ®iÖn ¸p ®Çu ra khi ma < 1 ...........................................................57 2.4. TÝnh to¸n chän van ®ãng c¾t ......................................................................59 2.4.1. TÝnh to¸n ®iÖn ¸p chÞu ®ùng yªu cÇu cña IGBT ..................................59 2.4.2. Lo¹i trõ sãng hμi bËc cao.....................................................................60 2.4.3. ThiÕt kÕ bé läc ®Çu ra cña bé nghÞch l−u ............................................62 2.4.3.1. ThiÕt kÕ bé läc cho chÕ ®é cùc ®¹i cña tÇn sè...............................62 2.4.3.2. ThiÕt kÕ bé läc cho chÕ ®é tÇn sè cùc tiÓu ....................................64 2.4.4. TÝnh to¸n dßng ®iÖn cÇn thiÕt ®Ó chän IGBT.......................................65 2.4.5. TÝnh to¸n dßng ®iÖn cung cÊp cho m¹ch nghÞch l−u...........................70 2.5. ThiÕt kÕ cuén kh¸ng läc sau m¹ch nghÞch l−u...........................................72 2.6. Chän diode chØnh l−u vμ tô läc nguån .......................................................77 2.6.1. Chän diode chØnh l−u...........................................................................77 2.6.2. Chän tô läc nguån................................................................................78 2.7. ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p cÊp nguån cho chØnh l−u .........................................81 2.7.1. TÝnh s¬ bé kÝch th−íc m¹ch tõ ............................................................82 2.7.2. TÝnh to¸n d©y quÊn ..............................................................................82 2.7.3. KÕt cÊu d©y quÊn s¬ cÊp ......................................................................83 2.7.4. KÕt cÊu cuén d©y thø cÊp.....................................................................85 2.7.5. TÝnh to¸n kÝch th−íc m¹ch tõ ..............................................................85 2.7.6. TÝnh khèi l−îng s¾t vμ ®ång ................................................................88 2.7.7. TÝnh c¸c th«ng sè cña m¸y biÕn ¸p .....................................................89 Ch−¬ng 4: ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn vμ m¹ch ph¶n håi M« pháng m¹ch nghÞch l−u b»ng pesim ................................... 91 A. Giíi thiÖu vÒ phÇn mÒm pesim.................................................................... 91 B. thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn vμ m¹ch ph¶n håi......................................... 95 4.1. Nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ m¹ch ®iÒu khiÓn vμ m¹ch ph¶n håi .....................95 4.1.1. M¹ch ®Æt tÇn sè....................................................................................96 4.1.2. M¹ch ®Æt dßng ®iÖn .............................................................................99 4.2. S¬ ®å cÊu tróc m¹ch ®iÒu chØnh dßng ®iÖn vμ ®Æt tÇn sè .........................102 C. kÕt qu¶ m« pháng b»ng pesim ................................................................ 106 4.4. X¸c ®Þnh d¶i tÇn ho¹t ®éng cña läc..........................................................106 4.4.1. Thμnh phÇn sãng hμi ë d¶i tÇn 500 Hz ..............................................107 4.4.2. Thμnh phÇn sãng hμi ë tÇn sè 400Hz.................................................110 4.4.3. Thμnh phÇn sãng hμi ë tÇn sè 300 Hz................................................111 4.4.4. Thμnh phÇn sãng hμi ë tÇn sè 200 Hz................................................114 4.4.5. Thμnh phÇn sãng hμi khi tÇn sè 100 Hz.............................................117 4.4.6. Thμnh phÇn sãng hμi khi tÇn sè 50 Hz...............................................121 4.4.7. Thμnh phÇn sãng hμi khi tÇn sè 10 Hz...............................................123 D. chän vμ hiÖu chØnh m¹ch ph¶n håi dßng ®iÖn ................................... 125 4.5. §Ò xuÊt m¹ch ph¶n håi dßng ®iÖn ...........................................................125 Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 3 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW 4.6. KÕt qu¶ m« pháng m¹ch kÝn ....................................................................128 4.6.1. Kh¶o s¸t æn ®Þnh dßng khi tÇn sè thay ®æi. .......................................128 4.6.2. Khi t¶i bé nghÞch l−u thay ®æi ...........................................................132 Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 4 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW ch−¬ng 1 tæng quan vÒ c¸c bé nghÞch l−u 1. Sù cÇn thiÕt cña bé nghÞch l−u §iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn lμ mét trong nh÷ng nhiÖm vô quan träng trong thiÕt kÕ truyÒn ®éng ®iÖn. §éng c¬ ®iÖn ®−îc thiÕt kÕ lu«n lu«n cã mét tÇn sè vμ ®iÖn ¸p ®Þnh møc. ë tÇn sè vμ ®iÖn ¸p ®Þnh møc, ®éng c¬ vËn hμnh víi hiÖu suÊt thiÕt kÕ vμ tæn hao trong ®éng c¬ lμ nhá nhÊt, ®em l¹i gi¸ trÞ kinh tÕ lín nhÊt. Khi vËn hμnh ë c¸c trÞ sè ®Þnh møc th× kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tèc ®é cña ®éng c¬ lμ rÊt thÊp v× khi ®ã ®éng c¬ kh«ng cho phÐp thay ®æi qu¸ nhiÒu do kh¶ n¨ng ph¸t nãng cña m¸y. Trong truyÒn ®éng ®iÖn th× yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é th−êng xuyªn ®−îc ®Æt ra vμ ngμy cμng yªu cÇu ®é chÝnh x¸c trong ®iÒu khiÓn. Khi muèn ®iÒu chØnh tèc ®é ngoμi ®Þnh møc th× mét sè th«ng sè cña ®éng c¬ ph¶i thay ®æi ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu khiÖn vËn hμnh l©u dμi. Ph−¬ng ph¸p ®−îc øng dông ®Çu tiªn lμ ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p ®Æt vμo ®éng c¬ vμ cè ®Þnh tÇn sè cña dßng ®iÖn b»ng ®iÖn ¸p l−íi. Ph−¬ng ph¸p nμy tá ra hiÖu qu¶ víi nh÷ng ®éng c¬ c«ng suÊt lín vμ kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tèc ®é kh«ng cao, khi ®ã ®iÖn ¸p ®éng c¬ thay ®æi kh«ng qu¸ lín so víi ®Þnh møc. Mét sè ph−¬ng ph¸p th«ng th−êng ®Ó thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt vμo ®éng c¬ ®−îc ¸p dông trong ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬: + §Æt ®iÖn ¸p h×nh sin trÞ sè thÊp h¬n ®Þnh møc vμo ®éng c¬: PhÇn ®iÖn ¸p chªnh lÖch gi÷a ®iÖn ¸p l−íi vμ ®iÖn ¸p ®Æt vμo ®éng c¬ ®−îc ®Æt lªn mét thiÕt bÞ tiªu t¸n, th«ng th−êng lμ cuén kh¸ng. ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nμy lμ ®iÖn ¸p ®Æt lªn ®éng c¬ h×nh sin do vËy kh«ng tån t¹i sãng hμi trong ®éng c¬, kh«ng g©y ra tiÕng ån. Nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nμy lμ g©y ra tæn hao trong cuén kh¸ng, khi yªu cÇu tèc ®é cμng thÊp h¬n so víi ®Þnh møc th× tæn hao nμy cμng lín. + §Æt mét ®iÖn ¸p kh«ng sin thÊp h¬n ®Þnh møc lªn ®éng c¬: Ph−¬ng ph¸p nμy gäi lμ ®iÒu ¸p xoay chiÒu. Qu¸ tr×nh thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt lªn ®éng c¬ ®−îc thùc hiÖn b»ng cÊp mét ®iÖn ¸p kh«ng liªn tôc cho ®éng c¬ vμ khi ®ã ®iÖn ¸p hiÖu dông cña ®éng c¬ thay ®æi. Khi ®iÖn ¸p hiÖu dông cña ®éng c¬ thay ®æi th× tèc ®é cña ®éng c¬ thay ®æi theo, khi ®ã ta ®iÒu khiÓn ®−îc tèc ®é ®éng c¬. ¦u ®iÓm chÝnh cña ph−¬ng ph¸p nμy lμ kh«ng g©y tæn hao trªn thiÕt bÞ dïng ®Ó tiªu t¸n phÇn ®iÖn ¸p chªnh lÖch gi÷a ®iÖn ¸p l−íi vμ ®iÖn ¸p ®Æt lªn ®éng c¬. Nh−îc ®iÓm chÝnh cña ph−¬ng ph¸p nμy lμ t¨ng tæn hao trong ®éng c¬. Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 5 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW Khi dßng ®iÖn kh«ng liªn tôc sÏ g©y ra sãng hμi trong ®éng c¬, nh÷ng sãng hμi nμy sÏ g©y ra tæn hao trong ®éng c¬ t¨ng. Khi tèc ®é yªu cÇu thÊp h¬n ®Þnh møc cμng nhiÒu th× tæn hao trong ®éng c¬ cμng t¨ng. ë tèc ®é gÇn kh«ng th× gÇn nh− kh«ng ®iÒu khiÓn ®−îc do tæn hao sãng hμi trong ®éng c¬ qu¸ lín. Tõ hai ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ ë trªn ta thÊy: Khi ®éng c¬ yªu cÇu d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é lín, ®Æc biÖt khi yªu cÇu ®iÒu chØnh ë tèc ®é thi hai ph−¬ng ph¸p trªn gÇn nh− hoμn toμn kh«ng ®¸p øng ®−îc do tæn hao t¨ng vμ hiÖu qu¶ kinh tÕ thÊp. ChÝnh v× vËy ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ ë tÇn sè ®Þnh møc kh«ng ®¸p øng ®−îc víi nh÷ng truyÒn ®éng ®iÖn yªu cÇu cao vÒ ®iÒu chØnh tèc ®é. Mét ph−¬ng ph¸p kh¸c ®−îc ®−a ra ®Ó ®iÓu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ ®¹t hiÖu qu¶ cao vμ kinh tÕ lμ ®iÒu khiÓn c¶ tÇn sè vμ ®iÖn ¸p ®Æt vμo ®éng c¬. §iÖn ¸p l−íi kh«ng ®Æt trùc tiÕp vμo ®éng c¬ mμ gi¸n tiÕp qua mét thiÕt bÞ biÕn ®æi, thiÕt bÞ biÕn ®æi nμy sÏ thay ®æi tÇn sè vμ ®iÖn ¸p cña ®éng c¬ ®Ó ®¹t ®−îc gi¸ trÞ mong muèn cña tèc ®é. ThiÕt bÞ thay ®æi tÇn sè vμ ®iÖn ¸p ®Æt vμo ®éng c¬ ®−îc gäi víi tªn gäi chung lμ bé nghÞch l−u. Bé nghÞch l−u sÏ ®−a ®éng c¬ ho¹t ®éng tõ th«ng sè ®Þnh møc nμy sang th«ng sè ®Þnh møc kh¸c ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu chØnh tèc ®é chÝnh x¸c vμ gi¶m tæn hao ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ cao. Bé nghÞch l−u th«ng th−êng ®−îc chia ra lμm hai lo¹i chÝnh: + Bé nghÞch l−u gi¸n tiÕp: §iÖn ¸p l−íi tÇn sè c«ng nghiÖp ®−îc biÕn ®æi trùc tiÕp thμnh tÇn sè kh¸c tÇn sè l−íi vμ cung cÊp cho ®éng c¬. TÇn sè ra cña bé nghÞch l−u thÊp h¬n tÇn sè l−íi. + Bé nghÞch l−u gi¸n tiÕp: §iÖn ¸p l−íi tr−íc khi cung cÊp cho t¶i ®−îc chØnh l−u thμnh ®iÖn ¸p mét chiÒu, ®iÖn ¸p mét chiÒu sau ®ã ®−îc biÕn ®æi thμnh ®iÖn ¸p xoay chiÒu cung cÊp cho t¶i. TÇn sè ra cña bé nghÞch l−u cã thÓ biÕn ®æi tõ 0 ®Õn tÇn sè ®Þnh møc cña bé nghÞch l−u. 2. Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña bé nghÞch l−u 2.1. Bé nghÞch l−u trùc tiÕp Bé nghÞch l−u trùc tiÕp gåm hai nhãm chuyÓn m¹ch song song nèi ng−îc nh− h×nh vÏ ( h×nh 1.1). Trªn ®å thÞ d¹ng sãng cña bé nghÞch l−u ta thÊy c«ng suÊt tøc thêi cña bé nghÞch l−u bao gåm cã bèn giai ®o¹n. Trong hai kho¶ng ta cã tÝch ®iÖn ¸p vμ dßng ®iÖn cña bé nghÞch l−u d−¬ng, bé nghÞch l−u lÊy c«ng suÊt tõ l−íi cung cÊp cho t¶i. Trong hai kho¶ng cßn l¹i ta cã tÝch gi÷a ®iÖn ¸p vμ Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 6 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW dßng ®iÖn trong bé nghÞch l−u ©m nªn bé nghÞch l−u biÕn ®æi cung cÊp l¹i c«ng suÊt cho l−íi. 2.1.1. Nguyªn lý lμm viÖc cña bé nghÞch l−u trùc tiÕp §Ó thÊy ®−îc nguyªn lý ho¹t ®éng, ta xÐt m¹ch ho¹t ®éng cña m¹ch nghÞch l−u h×nh vÏ (h×nh 1.2a). §Çu vμo cña bé nghÞch l−u lμ ®iÖn ¸p xoay chiÒu mét pha, ®Çu ra lμ mét phô t¶i mét pha thuÇn trë. Nhãm chuyÓn m¹ch nèi theo s¬ ®å hai pha nöa chu k×. Nhãm chuyÓn m¹ch d−¬ng ®−îc kÝ hiÖu b»ng ch÷ P (Position), nhãm ©m kÝ hiÖu b»ng ch÷ N (Negative). D¹ng sãng dßng ®iÖn ®−îc vÏ nh− h×nh 1.2b, côm P chØ dÉn trong n¨m nña chu k× cña ®iÖn ¸p, c¸c thyristor ®−îc måi kh«ng cã trÔ, ®iÒu ®ã cã nghÜa lμ coi P nh− lμ bé chØnh l−u diode. Trong n¨m nöa chu k× sau chØ cã nhãm N dÉn ®Ó tæng hîp ra phÇn ®iÖp ¸p ©m cña nöa chu k× ®iÖn ¸p ra. Theo d¹ng sãng cña ®iÖn ¸p biÓu diÔn trªn h×nh 1.2b th× tÇn sè ®iÖn ¸p ra b»ng 1/5 tÇn sè ®iÖn ¸p vμo. D¹ng sãng ®iÖn ¸p nμy gÇn víi d¹ng cña sãng ®iÖn ¸p h×nh ch÷ nhËt vμ cã chøa mét sè l−îng kh¸ lín c¸c thμnh phÇn song hμi. H×nh 1.2c biÓu diÔn kho¶ng dÉn cña c¸c van b¸n dÉn vμ dßng ®iÖn cña nguån cÊp.Ta thÊy dßng ®iÖn ch¶y qua van b¸n dÉn lμ 1/2 sãng h×nh sin cßn dßng ®iÖn nguån cÊp lμ hoμn toμn sin. ViÖc ®iÒu khiÓn c¸c van b¸n dÉn nh− trªn kh«ng mang l¹i hiÖu qu¶ cao trong ®iÒu khiÓn, sãng ®iÖn ¸p ra cã ®é sin kh«ng cao. Muèn sãng ra cã d¹ng sin cao ph¶i ®iÒu khiÓn thay ®æi kho¶ng dÉn cña c¸c van thay ®æi theo mét qui luËt nhÊt ®Þnh. H×nh 1.2d biÓu gÇn ®óng mét sãng h×nh sin ®−îc tæng hîp b»ng c¸ch ®iÒu khiÓn c¸c thêi ®iÓm måi c¸c thyristor. Ph−¬ng ph¸p nμy cïng víi viÖc ®iÒu chØnh pha lμm gi¶m c¸c ®iÒu hoμ bËc cao cña d¹ng sãng ®iÖn ¸p ®Çu ra so víi d¹ng sãng ®iÖn ¸p cho tr−íc. Theo c¸c d¹ng sãng cña dßng ®iÖn trªn h×nh 1.2e dßng ®iÖn ra mang nhiÒu thμnh phÇn ®Ëp m¹ch øng víi tÇn sè nguån, dßng ®iÖn cña m¹ch bÞ biÕn d¹ng nhiÒu. Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 7 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW H×nh 1.1 Bé nghÞch l−u trùc tiÕp tæng qu¸t 2.1.2. Sù lμm viÖc cña nhãm bÞ kho¸ Tronh h×nh 1.1 vμ 1.2, nÕu c¸c van b¸n dÉn cña nhãm P vμ N cïng dÉn sÏ g©y ra ng¾n m¹ch nguån cung cÊp. §Ó tr¸nh hiÖn t−îng nμy th«ng th−êng ta ®Æt mét cuén c¶m san b»ng gi÷a c¸c nhãm, môc ®Ých chÝnh lμ h¹n chÕ dßng ®iÖn vßng hay cÇn ®iÒu khiÓn sao cho mét nhãm kh«ng thÓ dÉn khi nhãm kia cßn dÉn. Sù lμm viÖc kh«ng cã dßng ®iÖn vßng ®ßi hái cÊm måi nhãm nμy khi nhãm kia cßn ®ang dÉn. S¬ ®å chØ sè ®Ëp m¹ch bËc ba ®−îc biÓu diÔn trªn h×nh 1.3. §iÖn ¸p ra h×nh sin mong muèn ®−îc biÓu diÔn ë mét tÇn sè sao cho chu k× ra nhá h¬n n¨m chu k× mét chót. C¸c van b¸n dÉn ®−îc måi víi gãc më sao cho sãng c¬ b¶n gÇn sin nhÊt cã thÓ. T¶i lμ mét ®iÖn trë thuÇn tuý, ®iÖn ¸p thu ®−îc b»ng 0 trong tõng kho¶ng nhá. Víi t¶i ®iÖn c¶m th× sè l−îng c¸c kho¶ng ®iÖn ¸p b»ng kh«ng nμy nhá vμ nÕu ®iÖn c¶m ®ñ lín th× sÏ kh«ng tån t¹i kho¶ng ®iÖn ¸p nμy. D¹ng sãng cña ®iÖn ¸p ©m sÏ cã sù sai kh¸c so víi nhãm ®iÖn ¸p d−¬ng, nguyªn nh©n chñ yÕu lμ do d¹ng sãng ®iÖn ¸p ra kh«ng lμ sè nguyªn lÇn sãng ®Çu vμo. C¸c chu k× ra liªn tiÕp b¾t ®Çu ë c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau cña ®iÖn ¸p vμo. Dßng ®iÖn nguån th−êng mÊt ®èi xøng nghiªm träng. Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 8 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW H×nh 1.2 : S¬ ®å nghÞch l−u ®iÓm gi÷a vμ c¸c d¹ng sãng Trong nghÞch l−u môc tiªu cña mäi ph−¬ng ph¸p nghÞch l−u lμ t¹o ra ®iÖn ¸p ra cμng gÇn ®iÖn ¸p h×nh sin cμng tèt v× khi ®ã tæn hao trong ®éng c¬ nhá nhÊt vμ ®é chÝnh x¸c còng nh− chÊt l−îng ®iÒu khiÓn ®−îc n©ng cao. Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 9 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW H×nh 1.3 : NghÞch l−u trùc tiÕp cã chØ sè ®Ëp m¹ch bËc ba cÊp ®iÖn cho t¶i mét pha Trong ph−¬ng ph¸p nghÞch l−u nμy, muèn cã ®−îc ®iÖn ¸p gÇn sin nhÊt cã thÓ th× c¸c thyristor ph¶i ®−îc måi víi c¸c gãc kh¸c nhau ®Ó t¹ ra ®iÖn ¸p gÇn sin nhÊt, khi t¶i mang tÝnh c¶m th× c¸c van sÏ cã giai ®o¹n lμm viÖc ë chÕ ®é nghÞch l−u tr¶ n¨ng l−îng vÒ l−íi, giai ®o¹n nμy t−¬ng ®−¬ng víi giai ®o¹n chØnh l−u víi nguån lμ ®iÖn ¸p t¶i. Trong tr−êng hîp lý t−ëng th× qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch gi÷a c¸c van lμ tøc thêi vμ do vËy kh«ng cã thêi gian qu¸ ®é chuyÓn m¹ch. Nh−ng trong thùc tÕ th× qu¸ tr×nh ®ãng c¾t cña c¸c van kh«ng hoμn toμn tøc thêi, c¸c van cÇn mét thêi gian nhÊt ®Þnh ®Ó kho¸ hoμn toμn vμ cÇn mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh ®Ó dÉn hoμn toμn. Kho¶ng thêi gian ®Ó c¸c van dÉn vμ kho¸ hoμn toμn phô thuéc vμo chñng lo¹i vμ ®Æc tÝnh cña van còng nh− h·ng s¶n xuÊt. §iÖn ¸p ra cña bé nghÞch l−u cã thÓ ®−îc ®iÒu chØnh b»ng ®iÒu chØnh gãc më chËm cña van nh− h×nh 1.6. ViÖc kÝch më chËm c¸c van, ®Æc biÖt lμ ë ®Ønh ®iÖn ¸p ra, cho phÐp ®iÒu chØnh biªn ®é cña sãng ®iÖn ¸p ®Çu ra. ViÖc ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p b»ng thay ®æi gãc më chËm cña van sÏ g©y ra nhiÒu thμnh phÇn sãng hμi bËc cao trong m¹ch. Thμnh phÇn sãng hμi nμy cμng lín khi ®iÖn ¸p ra thÊp vμ tÇn sè ®iÖn ¸p ra thÊp. 2.1.3 Sù lμm viÖc cã dßng ®iÖn vßng Trong môc trªn ta xÐt bé nghÞch l−u víi sù lμm viÖc cña hai nhãm chuyÓn m¹ch ©m vμ d−¬ng, hai nhãm nμy lμm viÖc lu©n phiªn vμ kh«ng bao giê cã hai nhãm cïng dÉn ®ång thêi. Qu¸ tr×nh lμm viÖc nh− vËy sÏ g©y phøc t¹p cho m¹ch ®iÒu khiÓn vμ kh«ng linh ®éng. S¬ ®å cã thªm cuén kh¸ng c©n b»ng cho phÐp Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 10 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.