TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM Khoa Điện - Điện tử  TIỂU LUẬN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Giảng viên hướng dẫn: Hồng Phú An Nhóm SVTH: 1. Vũ Xn Trường 2.Vũ Văn Hiếu 3. Lê Trí Hạnh 4. Nguyễn Văn Tồn 5. Đỗ Huy Khánh Lớp: DHDI5LTTB Thái Bình, ngày 18 tháng 10 năm 2010 Lời nói đầu Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ các ứng dụng của khoa học kỹ thuật trong công nghiệp, đặc biệt là trong công nghiệp điện tử thì các thiết bị đện tử có công suất lớn cũng được chế tạo ngày càng nhiều. Và đặc biệt các ứng dụng của nó vào các ngành kinh tế quốc dân và đời sống hàng ngày đã và đang được phát triển hết sức mạnh mẽ. Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu ngày càng nhiều và phức tạp của công nghiệp thì các ngành điện tử công suất luôn phải nghiên cứu và tìm ra giải pháp tối ưu nhất. Đặc biệt với chủ trương CNH- HĐH của nhà nước, các nhà máy, xí nghiệp cần phải thay đổi, nâng cao để đưa công nghệ tự động điều khiển vào trong sản xuất. Do đó đòi hỏi phải có thiết bị và phương pháp điều khiển an toàn chính xác. Đó là nhiệm vụ của ngành điện tử công suất cần phải giải quyết. Để giải quyết vấn đề này thì nước ta cần phải đội ngũ thiết kế đông đảo và tài năng.Do đó bài tập lớn điện tử công suất là một bài kiểm tra khảo sát kiến thức tổng hợp của mỗi sinh viên và là điều kiện cho sinh viên ngành Điện- Điện tử tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về điện tử công suất …do chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế lên khi làm bài tập lớn cần có sự hướng dẫn nhiệt tình của giảng viên giúp chúng em hòan thành bài tiểu luận này . Qua bài tiểu luận này giúp chúng em hiểu thêm rất nhiều kiến thức về bộ môn này. Chúng em xin cân thành cảm ơn! Bài tiểu luận gồm 6 chương: Chương 1: Mạch chỉnh lưu không điều khiển Chương 2: Mạch chỉnh lưu có điều khiển Chương 3: Biến đổi điện áp một chiều ( bộ băm điện áp” HACHEUR” một chiều) Chương 4: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều Chương 5: Nghịch lưu Chương 6: Biến tần Chương 1: Mạch chỉnh lưu không điều khiển u 2 u d Ru 1 D 1.1:CHỈNH LƯU NGUỒN 1 PHA 1.1.1Mạch chỉnh lưu bán kỳ 1.1.1.1.Tải R - Ở bán kỳ dương : 0 < θ < π D dẫn ( p/c thuận) ud = u2 uD = 0 - Ở bán kỳ âm : π < θ < 2π D tắt ( p/c nghịch) ud = 0 id= 0 uD = u2 - Điện áp trung bình trên tải: - Dòng trung bình qua tải: - Điện áp ngược cực đại trên diod: - Trị hiệu dụng của dòng chảy qua cuộn thứ cấp MBA: π 2 2U U d =⇒ R U I d d = 2maxN U2U −= R U I 2 2 2 =⇒ R u i d d = R u 2 u d u 1 D E U m θ 1 θ 2 u d θ E θ u 2 2ππ E U m -U m 0 0 π 2π ωτ θ 1 θ 2 1.1.1.2.Tải RE - Ở bán kỳ dương : 0 < θ < π * Khi 0 < θ < θ1 & θ2 < θ < π u2 < E D tắt ( p/c nghịch) ud = E id= 0 uD = u2 - E * Khi θ1 < θ < θ2 D dẫn ( p/c thuận) ud = u2 uD = 0 - Ở bán kỳ âm : π < θ < 2π D tắt ( p/c nghịch) ud = E id = 0 uD = u2 – E -Dòng trung bình qua tải: - Điện áp ngược cực đại trên diod: - Trị hiệu dụng của dòng chảy qua cuộn thứ cấp MBA: R Eu i d d − = )sin cos ( 2 1 12 θ τ π θ TR U I d −=⇒ EUU N −−= 2max 2 ∫ π θ π = 2 0 2 22 di 2 1 I R u 21 u d u 1 D 1 u 22 D 2 θ θ u d u 2 π 2π π 2π 0 U m U m -U m 0 θ u N π 2π 0 -U m -2U m 1.1.2.Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ 1.1.2.1.Tải R * Ở bán kỳ đầu : 0 < θ < π u21>0 & u22 < 0 D1 dẫn ( p/c thuận) D2 tắt ( p/c nghịch) ud = u21 uD2 = u22 – u21 * Ở bán kỳ kế tiếp : π < θ < 2π u21 < 0 & u22 > 0 D1 tắt ( p/c nghịch) D2 dẫn ( p/c thuận) ud = u22 uD1 = u21 – u22 - Điện áp trung bình trên tải: - Dòng trung bình qua tải: - Dòng trung bình qua mỗi diod: - Điện áp ngược cực đại trên diod: - Trị hiệu dụng của dòng chảy qua mỗi cuộn thứ cấp MBA: π 2 22 U U d =⇒ R U I d d = 2 I I d D = 2maxN U22U −= R U I 2 2 2 =⇒ θ u 2 π 2π U m -U m 0 E θ u d π 2π 0 U m θ 1 θ 2 ωτ O ’ E * Ở bán kỳ đầu : 0 < θ < π u21>0 & u22 < 0 - Khi u21<E D1 & D2 tắt ( p/c nghịch) ud = E uD1 = u21 – E uD2 = u22 – E - Khi u21>E D1 dẫn ( p/c thuận) D2 tắt ( p/c nghịch) ud = u21 uD2 = u22 – u21 *Ở bán kỳ kế tiếp : π < θ < 2π u21 < 0 & u22 > 0 - Khi u22<E D1 & D2 tắt ( p/c nghịch) ud = E uD1 = u21 – E uD2 = u22 – E - Khi u22>E D1 tắt ( p/c nghịch) D2 dẫn ( p/c thuận) ud = u22 uD1 = u21 – u22 1.1.2.2.Tải RE R Eu i d d − = R Eu i d d − = - Dòng trung bình qua tải: - Dòng trung bình qua mỗi diod: - Điện áp ngược cực đại trên diod: - Trị hiệu dụng của dòng chảy qua mỗi cuộn dây thứ cấp MBA )sin T cos ( R U22 I T 2 R E cos R U22 I sinU2E T 2 d R EsinU2 1 I d R EsinU2 2 1 I 1 12 d 1 2 d 12 12 12 2 d 2 0 2 d 2 1 θ τ − π θ = τ −θ π =⇒ θ= τ π=ωτ=θ−θ θ−π=θ θ −θ π = θ −θ π = ∫ ∫ θ θ π 2 I I d D = 2maxN U22U −= ∫ π θ π = 2 0 2 22 di 2 1 I u d u 1 D 1 D 2 D 3 D 4 u 2 R θ θ u d u 2 π 2π π 2π 0 U m U m -U m 0 θ u N π 2π 0 -U m 1.1.3.Mạch chỉnh lưu cầu 1.1.3.1.Tải R - Giá trị trung bình và dòng trung bình chỉnh lưu cũng như trường hợp chỉnh lưu hai nửa chu kỳ - Dòng trung bình chảy qua tải: - Trị trung bình của dòng chảy qua mỗi diod : - Điện áp ngược cực trên mỗi diod: - Trị hiệu dụng của dòng chảy qua cuộn thứ cấp MBA : 2d 0 2d U 22 U dsinU2 1 U π = θθ π = ∫ π R U I d d = 2 I I dsin R U2 2 1 I d D 0 2 D = θθ π = ∫ π 2mmaxN U2UU −=−= d2 0 2 2 2 2 0 2 2 II dsin 1 R U2 I d R sinU2 1 I =⇒ θθ π = θ         θ π = ∫ ∫ π π u d u 1 D 1 D 2 D 3 D 4 u 2 R E θ 1 θ 2 u d θ E θ u 2 2ππ E U m -U m 0 0 π 2π ωτ 1.1.3.2.Tải RE Nguyên lý họat động : + Ở bán kỳ đầu: 0 < θ < π - Xét 0<θ<θ1 & θ2 < θ < π u2 < E Cả 4 diod đều phân cực ngược nên ⇒ ud = E uD = u2 – E - Xét đọan θ1 < θ < θ2; U2 > E nên D1 & D3 dẫn , D2 & D4 tắt ⇒ ud = u2 uD = - u2 + Ở bán kỳ âm : π < θ < 2π - Xét π<θ<θ3 & θ4 < θ < 2π - u2 < E Cả 4 diod đều phân cực ngược nên ⇒ ud = E uD = - u2 – E - Xét đọan θ3 < θ < θ4 ; - U2 > E nên D1 & D3 tắt, D2 & D4 dẫn ⇒ ud = - u2 uD = u2 R Eu i 2 d − = R Eu i 2 d −− = [...]... tụ điện có điện dung C Trong thời điểm từ t=0 đến t=T/4, tụ C sẽ nạp nhanh đến điện thế đỉnh V dcm Nếu dòng rỉ của tụ điện không đáng kể, tụ C sẽ không phóng điện và điện thế 2 đầu tụ được giữ không đổi là V dcm Ðây là trường hợp lý tưởng Thực tế, điện thế trung bình thay đổi từ 0,637Vdcm đến Vdcm Thực ra nguồn điện phải cung cấp cho tải, thí dụ R L mắc song song với tụ C Ở bán ký dương tụ C nạp điện. .. di Điện cảm L sinh sức điện động tự cảm e = −L mỗi khi có sự biến dt thiên của dòng tải Nếu dời gốc tọa độ từ O đến O’,thì ta có: u = 2U cos θ là một hàm d π2 , chỉ số đập mạch p = chẳn với chu kỳ là 2L ,trường hợp này L= 2 2 Khai triễn chuỗi Fourier của u d từ công thức tổng quát: a0 ∞ u d = + ∑ a n cos nθ 2 n=1 - Khi dùng điện cảm L nối với phần ứng động cơ điện ,điện áp đặt lên phần ứng động cơ điện. .. Vdcm Khi nguồn điện bắt đầu giảm, tụ C phóng điện qua RL cho đến khi gặp bán kỳ kế tiếp tụ C mới nạp điện lại đến Vdcm và chu kỳ này cứ lặp đi lặp lại Hình 1.16 mô tả chi tiết dạng sóng ở 2 đầu tụ C (tức RL) Hiệu thế sóng dư đỉnh đối đỉnh được ký hiệu là Vr(p-p) Do điện thế đỉnh tối đa là Vdcm nên điện thế trung bình tối thiểu là Vdcmin=Vdcm-Vr(p-p) Do điện thế đỉnh tối đa là Vdcm nên điện thế trung... -Um → D6 → u2c Lúc này điện áp trên tải là: ud = u2b – Ud u2c 7π 3π Trong khỏang 6 ≤ θ ≤ 2 : u2b dương nhất và u2a âm nhất 3U m 3 U 2 m nên hai diod D2 và D4 dẫn Dòng điện đi từ u2b → D2→ tải R → D4 → u2a Lúc này điện áp trên tải là: ud = u2b – u2a 0 2π θ 3π 11π : u2c dương nhất và u2a âm nhất nên ≤θ≤ 2 6 hai diod D3 và D4 dẫn Dòng điện đi từ u2c → D3→ tải R → D4 → u2a Lúc này điện áp trên tải là: ud... qua tải id liên tục u 2 c = 2U 2 sin θ + R u2 Um u2a u2b E u2c E ud E id = Điện áp trung bình trên tảiR d : U 0 1 Do trong mạch chỉ có 1 trong 3 diod luân phiên dẫn, Ud = u 2 dθ khi điện áp ở anod pha nào dương nhất.∫ Nên dạng 2π 0 sóng điện áp ngõ ra trong một chu kỳ sẽ có 3 đọan cong hình sin giống nhau Do đó công thức tính điện áp trung bình là: θ 2π Ud = Ud = 3 2π 5π 6 ∫ -Um ud Um 2U 2 sin θdθ E... dẫn Dòng điện đi từ u2a → D1→ tải R → D5 → u2b Lúc này điện áp trên tải là: ud = u2a – u2b π 5π : u2a dương nhất và u2c âm nhất ≤θ≤ 2 6 nên hai diod D1 và D6 dẫn Dòng điện đi từ u2a → D1→ tải R → D6 → u2c Lúc này điện áp trên tải là: ud = u2a – u2c Trong khoảng Trong khoảng 5π 7π ≤θ≤ 6 6 : u2b dương nhất và u2c âm nhất D2 D3 u2b R Ud u2c D4 D5 D6 U2 Um 0 2π θ nên hai diod D2 và D6 dẫn Dòng điện đi từ... 2π + 6 6 hai diod D3 và D5 dẫn Dòng điện đi từ u2c → D3→ tải R → D5 → u2b Lúc này điện áp trên tải là: ud = u2c – u2b Trong khỏang Như vậy trong một thời điểm chỉ có 2 trong 6 diod dẫn cho dòng qua tải - Trị trung bình điện áp trên tải : Ud = - Trị trung bình của dòng qua tải: 1 2π ⇒ Ud = 2π ∫ u dθ d 0 3 6U 2 π U Id = d - Trị trung bình của dòng qua mỗi diod: R - Điện áp ngược cực đại trên diod: ID... bình qua mỗi diod: ID = Ud − E R Id 3 Điện áp ngược cực đại trên mỗi diod: U N max = − 6U 2 Trường hợp Um/2 . đó bài tập lớn điện tử công suất là một bài kiểm tra khảo sát kiến thức tổng hợp của mỗi sinh viên và là điều kiện cho sinh viên ngành Điện- Điện tử tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về điện tử. triển mạnh mẽ các ứng dụng của khoa học kỹ thuật trong công nghiệp, đặc biệt là trong công nghiệp điện tử thì các thiết bị đện tử có công suất lớn cũng được chế tạo ngày càng nhiều. Và đặc biệt. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM Khoa Điện - Điện tử  TIỂU LUẬN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Giảng viên hướng dẫn: Hồng Phú An Nhóm SVTH: 1. Vũ Xn