CHƯƠNG BỘ NGHỊCH LƯU BỘ NGHỊCH LƯU Chức ứng dụng: Có nhiệm vụ chuyển đổi lượng từ nguồn điện chiều thành lượng điện xoay chiều Ứng dụng: - Bộ biến tần ( truyền động động điện xoay chiều ) - Lò cảm ứng trung tần , hàn trung tần Nguồn xoay chiều gia đình , nguồn lưu điện (UPS), chiếu sáng (đèn huỳnh quang cao tần) - Bù nhuyễn công suất phản kháng Truyền tải điện cao áp chiều (HVDC) BỘ NGHỊCH LƯU Phân loại: a Theo tham số điều khiển ngõ : - Bộ nghòch lưu áp : điều khiển áp - Bộ nghòch lưu dòng: điều khiển dòng b Theo tính chất nguồn : - Bộ nghòch lưu nguồn áp - Bộ nghòch lưu nguồn dòng - BỘ NGHỊCH LƯU Phân loại: Theo trình chuyển mạch : - Bộ nghòch lưu với: + QTCM cưỡng : linh kiện có khả kích đóng ngắt (MOSFET, BJT, IGBT, GTO) + QTCM phụ thuộc : linh kiện kích đóng, trình ngắt phụ thuộc áp nguồn tải (Thyristor) BỘ NGHỊCH LƯU Các mức áp cổng tiêu chuẩn: pha 120V / 60 Hz pha 120/208/60 Hz 220V/50Hz 220/380/50Hz 115V/400 Hz 115/200/400 Hz BỘ NGHỊCH LƯU ÁP Cấu tạo bản: Nguồn điện áp chiều : acquy ( bình ) , pin điện từ nguồn điện áp xoay chiều chỉnh lưu lọc phẳng Linh kiện nghòch lưu : có khả kích đóng kích ngắt trình chuyển mạch cưỡng bức, Thyristor trình chuyển mạch phụ thuộc : + Công suất nhỏ vừa : sử dụng khoá BJT , MOSFET, IGBT + Công suất lớn : IGBT, GTO, Thyristor + Bộ chuyển mạch (chuyển mạch cưỡng bức) Thyristor thường trình chuyển mạch phụ thuộc BỘ NGHỊCH LƯU ÁP Cấu tạo bản: Diode mắc đối song: Tạo thành mạch chỉnh lưu cầu không điều khiển có chiều dẫn ngược lại, cho phép trao đổi công suất ảo tải xoay chiều với nguồn chiều hạn chế áp kích ngắt công tắc (chức bảo vệ linh kiện) BỘ NGHỊCH LƯU ÁP Đặc điểm: - Điện áp giữ không đổi thay đổi tần số giữ cố đònh thay đổi - Điện áp điều khiển việc điều chỉnh giá trò điện áp nguồn DC giữ độ lợi (gain) nghòch lưu không đổi Nếu nguồn DC có trò số cố đònh không đổi điện áp thay đổi cách thay đổi độ lợi nghòch lưu ( ví dụ phương pháp điều biến độ rộng xung ) Độ lợi đònh nghóa tỷ số điện áp AC điện áp vào DC BỘ NGHỊCH LƯU ÁP Đặc điểm: - Điện áp ngõ nghòch lưu lý tưởng phải có dạng sin Tuy nhiên dạng sóng nghòch lưu thực tế dạng sin chuẩn (do linh kiện nghòch lưu khoá làm việc chế độ đóng cắt) chứa sóng hài bậc cao Các sóng hài gây nhiễu dạng lan truyền cáp dẫn dạng tia xạ sóng điện từ, gây ảnh hưởng không tốt đến tải, nguồn mạng viễn thông Vì biện pháp sử dụng để chống nhiễu cần thiết : ví dụ lọc nguồn, thiết bò nghòch lưu đặt tủ kim loại, sử dụng cáp bọc … BỘ NGHỊCH LƯU ÁP Đặc điểm: - Với ứng dụng linh kiện điện tử công suất tần số đóng ngắt cao, thành phần hài bậc cao áp bò loại bỏ giảm bớt đáng kể kỹ thuật đóng ngắt Các thuật toán PWM tối ưu đề xuất phần lớn xét đến khía cạnh sóng hài BỘ NGHỊCH LƯU ÁP CẦU BA PHA Phân tích điện áp pha dây tải theo điện áp pha tâm nguồn u z1 = u z2 2u10 − u 20 − u 30 2u 20 − u10 − u 30 = u z3 = 2u 30 − u10 − u 20 Qui tắc kích đối nghòch : S1S4, S3S6, S5S2 Nếu công tắc lẻ đóng, áp pha tâm nguồn có giá trò = +Ud/2 Nếu công tắc chẳn đóng, áp pha tâm nguồn có giá trò = - Ud/2 BỘ NGHỊCH LƯU ÁP CẦU BA PHA Hệ quả: Điện áp tải xác đònh hoàn toàn không phụ thuộc tính chất tải biết giản đồ kích đóng công tắc áp nguồn Từ điều khiển điện áp ngõ nghòch lưu cách điều khiển giản đồ đóng cắt công tắc bán dẫn Nếu không kích đóng theo quy tắc đối nghòch , điện áp tải thay đổi phụ thuộc vào trạng thái dòng điện tải tham số tải BỘ NGHỊCH LƯU ÁP CẦU BA PHA –CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN Phương pháp điều biên Six-Step Trò hiệu dụng áp pha tải: Uz = Ud Trò hiệu dụng hài áp pha tải: U z (1) = π Ud BỘ NGHỊCH LƯU ÁP–CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN Phương pháp điều biến độ rộng xung -Phương pháp PWM : hạn chế ảnh hưởng hài bậc cao tần số đóng ngắt khoá cao ; - Quy tắc kích đối nghòch (một khoá kích đóng, khoá kích ngắt cặp khoá pha) : Điều khiển dạng áp tải cách điều khiển giản đồ kích đóng cắt công tắc pha BỘ NGHỊCH LƯU ÁP–CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN Phương pháp điều biến độ rộng xung 2.1 SINPWM BỘ NGHỊCH LƯU ÁP–CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN Phương pháp điều biến độ rộng xung – Sơ đồ khối 2.1 SINPWM –BNL pha bán cầu BỘ NGHỊCH LƯU ÁP – CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN Phương pháp điều biến độ rộng xung – Sơ đồ khối 2.1 SINPWM –BNL pha bán cầu: Mạch tạo xung sóng mang BỘ NGHỊCH LƯU ÁP – CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN Phương pháp điều biến độ rộng xung – Sơ đồ khối 2.1 SINPWM –BNL pha bán cầu: Mạch tạo xung sóng sin BỘ NGHỊCH LƯU ÁP CẦU BA PHA –CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN Phương pháp điều biến độ rộng xung – Sơ đồ khối 2.1 SINPWM –BNL cầu ba pha : BỘ NGHỊCH LƯU ÁP CẦU BA PHA – PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN SINPWM BỘ NGHỊCH LƯU ÁP– PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN Phương pháp điều biến độ rộng xung: 2.2 PWM tối ưu 2.3 DeltaPWM – PWM tối ưu 2.4 Phương pháp điều chế véctơ không gian BỘ NGHỊCH LƯU DÒNG NG Bộ nghòch lưu dòng pha : BỘ NGHỊCH LƯU DÒNG NG Bộ nghòch lưu dòng pha : Phương pháp điều khiển : điều biên Hệ : Trò hiệu dụng dòng tải Iz = Id BỘ NGHỊCH LƯU DÒNG NG BA PHA BỘ NGHỊCH LƯU DÒNG NG BA PHA Phân tích Fourier cho dòng tải: iz = 1 1 ⎡ ⎤ I d ⎢sin ωt − sin 5ωt − sin ωt + sin 11ωt + sin 13ωt ⎥ π 11 13 ⎦ ⎣ Trò hiệu dụng dòng pha tải : Iz = Id [...]... PHA BÁN CẦU BỘ NGHỊCH LƯU ÁP MỘT PHA BÁN CẦU Trò hiệu dụng áp tải : π Ud 1 ⎛Ud ⎞ Uz = d ω t = = 0.5U d ⎜ ⎟ ∫ π 0⎝ 2 ⎠ 2 2 Trò tức thời áp tải có thể phân tích theo Fourier: ∞ 2U d uz = ∑ sin nωt n =1, 3, 5, nπ BỘ NGHỊCH LƯU ÁP MỘT PHA BÁN CẦU Trò hiệu dụng hài cơ bản áp tải : n =1 ⇒ U z1 = 2U d 2π = 0.45U d Hệ số méo dạng toàn phần THD : ∞ THD = 2 U ∑ n n = 2 , 3 U1 ⋅ 100% = U z2 − U z21 U z1 ⋅ 100%... thể phân tích theo Fourier: ∞ 4U d sin nωt uz = ∑ n =1, 3, 5, nπ BỘ NGHỊCH LƯU ÁP CẦU BA PHA Q1 Q3 Q5 D3 Ud Q4 Q6 Q2 Ra Rb Rc La Lb Lc BỘ NGHỊCH LƯU ÁP CẦU BA PHA Phân tích điện áp pha và dây tải theo điện áp pha tâm nguồn u z1 = u z2 2u10 − u 20 − u 30 3 2u 20 − u10 − u 30 = 3 u z3 = 2u 30 − u10 − u 20 3 Qui tắc kích đối nghòch : S1S4, S3S6, S5S2 Nếu công tắc lẻ được đóng, áp pha tâm nguồn có giá trò... khiển : điều biên Hệ quả : Trò hiệu dụng dòng tải Iz = Id BỘ NGHỊCH LƯU DÒNG NG BA PHA BỘ NGHỊCH LƯU DÒNG NG BA PHA Phân tích Fourier cho dòng tải: iz = 1 1 1 1 ⎡ ⎤ I d ⎢sin ωt − sin 5 t − sin ωt + sin 11ωt + sin 13ωt ⎥ π 5 7 11 13 ⎦ ⎣ 2 3 Trò hiệu dụng dòng pha tải : Iz = 2 Id 3