- Trang Chủ
- Vật lý
- ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT - CHƯƠNG 4 bộ biến đổi và bộ khóa một chiều
Xem mẫu
- 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
Đóng
iG Cắt
iZ
V L
a)
iV
R
Z iV0
iV
V0 L
iV0
U 0
t
L
iG R
R
0
- Khi sử dụng thyristor:
ĐÓNG
ĐÓNG
Mở - Đóng
CẮT
S
S
OS
BCM
PS
Đóng – Cắt Z
V0
S
OS
S
PS
t
- 4.3 Phân loại thiết bị biến đổi một chiều
4.3.1 Phân loại theo phương pháp biến đổi
Chỉnh lưu
có điều khiển
Nghịch lưu
• Trực tiếp – bộ biến đổi xung
UZ
U
• 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
- 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:
S V0 S V0 S
uZ = U uc
uZ
iZ = iS: tăng theo đường cong U
iZ UZi
hàm mũ về giá trị (U - Eư)/R S Z 0
T2
T1 t
Năng lượng từ nguồn U, iS L
iV0 T
∆iZ
một phần tích lũy vào
cuộn L, phần lớn nạp V0
U
iZM
iV0
iS IZ iZMIN
uZ
R
cho Eư, phần còn lại tiêu 0
t
tốn trên R
Nhịp S kéo dài trong khoản thời gian T1. Kết thúc khi tín hiệu “cắt” đưa vào khóa S.
- Nhịp V0:
uZ = 0 S V0 S V0 S
uc
uZ
iZ = iV0: giảm theo đường cong U
hàm mũ về giá trị -Eư/R iZ
UZi
S Z
0
T2
T1 t
iS L
iV0
Năng lượng trước đây tích T
∆iZ
lũy trong cuộn L được giải V0
U
phóng, phần lớn nạp cho iZM
iV0
iS
uZ IZ iZMIN
R
Eư, phần còn lại tiêu tốn 0
t
trên R
Nhịp V kéo dài trong khoản thời gian T2. Kết thúc khi tín hiệu “đóng” đưa vào
khóa S.
- • Giá trị trung bình điện áp trên tải
T1 S V0 S V0 S
uc
U Zi = U = zU uZ
T U
iZ
UZi
S Z
z: tỷ số chu kỳ 0
T2
T1 t
iS L
iV0
T
0 1 ∆iZ
z
V0
U
iZM
iV0
iS
uZ
0 Uzi U IZ iZMIN
R
0
t
U Zi − E−
Iz =
R
- 4.4.2 Bộ biến đổi tăng áp – mắc song song
• Nguyên lý làm việc
uc
Nhịp S: S V0 S V0 S
uZ = 0
uZ
iV0
Z U
iZ = iS; tăng theo đường cong UZi
0
V0
L T1 T2
hàm mũ, về giá trị Eư/R t
S
T
iS
Năng lượng từ nguồn Eư U
uZ
iS
được tích lũy phần lớn iZ R iV0 iZMIN iZM
vào cuộn L, phần còn lại t
tiêu tốn trên điện trở R
Nhịp S kéo dài trong khoảng thời gian T1. Nhịp kết thúc khi tín hiệu “cắt” đưa vào S
- Nhịp V0:
uc
uZ = U S V0 S V0 S
uZ
iV0
iZ = iV0; giảm theo đường
Z
cong hàm mũ, về giá trị U
UZi
0
V0
(Eư – U)/R < 0 L T1 T2
t
S
T
iS
Năng lượng từ nguồn Eư U
cùng với năng lượng đã uZ
iS
iZ R iV0 iZMIN iZM
tích lũy trong cuộn L ở
nhịp trước, tiêu tốn một t
phần trên điện trở R,
phần lớn còn lại được
trả về nguồn U.
Nhịp V0 kéo dài trong khoảng thời gian T2. Nhịp kết thúc khi tín hiệu “đóng” đưa
vào S.
- • Giá trị trung bình điện áp trên tải
uc
T2 S V0 S V0 S
= U=
U Zi uZ
iV0
T Z U
T − T1 UZi
0
= U=
V0
L T1 T2
t
S
T
T iS
= (1 − z )U U
uZ
iS
iZ R 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
iR
uc
S
Rp
U
RP U
T iZ =iS+iR
T1 T2
iS iR iZM
iZMIN
0
t
• Nguyên lý làm việc
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 iZ =iS+iR
T1 T2
iS iR iZM
iZMIN
0
t
N hị p 0
iZ = iR; giảm theo đường cong hàm 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 iZ =iS+iR
T1 T2
iS iR iZM
iZMIN
0
t
U U
UI Z T = R p I Z T2 ⇒ I Z = =
2
T
R p 2 Rei
T
0 ≤ Rei ≤ R p
T2
Rei = R p = (1 − z ) R p
T
- 4.5 Bộ chuyển mạch
4.5.1 Mạch LC iV
V
C
S
uC(0)=0
uC
2U
i uC
t=0 t=0
uC(0) i
L
U
i
U
uC
C L
0
uC C O
i t
t
U − uC (0)
t
1 di
uC (0) + ∫ idt + L = U sin ωvt + i (0) cos ωvt
i=
C0 dt L
C
1
ωv =
ωv: tần số góc của mạch LC …
LC
- 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
iZ
i
uc V1
C
uV1
iC
uC V2
iZ Z
S Z
iS L V3
iV0 L1
V0
U uZ
V0
U
uZ
R
- T
T1 T2
iV1
iZ V1 V2
V0 V0
i
V1
V1
V3
C
uV1
iC QK
K1U
uC V2 Z
uZ
U
t2
V3
L1
t3
t1 t4 t5 t6 t7
0
V0 t
U uZ
uC iC
U
0
-K1U
Nhịp V0 – (0, t1)
iZ = iV0, uV0 = 0, uZ = 0 t0V1
Giả thiết uC = U iV1
U IZ
0
uV2 = 0; uV1 = U uV1
t0V2
uV2
iV2
iC = iV1 = iV2 =0 K1U
0
U
iV0
iV2
iZ
IZ
t
0
- T
T1 T2
iV1
iZ V1 V2
V0 V0
i
V1
V1
V3
C
uV1
iC QK
K1U
uC V2 Z
uZ
U
t2
V3
L1
t3
t1 t4 t5 t6 t7
0
V0 t
U uZ
uC iC
U
Nhịp V1, V3 (t1, t3) 0
-K1U
Tại t1 đưa xung điều khiển mở V1
t0V1
uZ = U; uV0 = -uZ = -U V0 đóng lại
iZ = iV1
iV1
U IZ
0
uV1
uC = U cos ωv (t − t1 ) t0V2
uV2
iV2
−U
K1U
sin ωv (t − t1 )
iC =
0
U
L iV0
iV2
iZ
C IZ
t
0
- T
T1 T2
iV1
iZ V1 V2
V0 V0
i
V1
V1
V3
C
uV1
iC QK
K1U
uC V2 Z
uZ
U
t2
V3
L1
t3
t1 t4 t5 t6 t7
0
V0 t
U uZ
uC iC
U
0
-K1U
uV1 = 0
iV1 = IZ - iC t0V1
uV2 = -uC
iV1
iV2 = 0 U IZ
0
uV1
Tại t = t3, dòng iC = 0; V3 đóng lại t0V2
uV2
iV2
K1U
uC(t3) = -K1U; K1 = 0.7 – 0.9 0
U
iV0
iV2
iZ
IZ
t
0
nguon tai.lieu . vn