Bài giảng Bảo vệ Role và tự động hóa trong hệ thống điện - Chương 5: Nghịch lưu và biến tần

Nội dung text: Bài giảng Bảo vệ Role và tự động hóa trong hệ thống điện - Chương 5: Nghịch lưu và biến tần

1. Chương 5 NGHỊCH LƯU VÀ BIẾN TẦN 1
2. MỞ ĐẦU 2
3. Mậ đầU 3
4. NGHỊCH LƯU 6
5. NGHỊCH LƯU NGUỒN ÁP Nghịch lưu ỏp là thiết bị biến đổi nguồn ỏp một chiều thành nguồn ỏp xoay chiều. Nghịch lưu nguồn ỏp cú ưu điểm tạo điện ỏp đầu ra giảm được súng điều hoà bậc cao ( dự điều chế theo cỏc phương phỏp khỏc nhau) Thiết bị thực hiện phổ biến hiện nay: GTO hoặc IGBT (cỏc loại van điều khiển hoàn toàn) Hiện nay nghịch lưu ỏp được chuẩn hoỏ trong cỏc bộ biến tần cụng nghiệp 8
6. NGHỊCH LƯU NGUỒN ÁP MỘT PHA 9
7. NGHỊCH LƯU NGUỒN ÁP MỘT PHA Cấu tạo: Sơ đồ gồm bốn van động lực chủ yếu: T1, T2, T3, T4 và cỏc diode D1, D2, D3, D4 dựng để trả cụng suất phản khỏng của tải về lưới, trỏnh được hiện tượng quỏ ỏp khi xuất hiện năng lượng ngược từ tải. Tụ Co được mắc song song để đảm bảo cho nguồn đầu vào là hai chiều. Như vậy Co cú hai nhiệm vụ: Tiếp nhận cụng suất khỏng của tải và đảm bảo cho nguồn đầu vào là nguồn ỏp ( Co càng lớn, nội trở nguồn càng nhỏ, điện ỏp đầu vào càng được san phẳng). 10
8. Hoạt động: Ơ nửa chu kỡ đầu từ 0 đến t2 cặp T1, T2 dẫn điện, phụ tải nhận điện ỏp bằng chớnh SĐĐ nguồn Ut = E. Hướng dũng điện màu đỏ. Tại t = t2, T1 và T2 khoỏ, T3 và T4 dẫn, tải được cấp nguồn theo chiều ngược lại, điện ỏp trờn tải U = - E ( đảo chiều). Do tải mang tớnh chất cảm khỏng nờn dũng vẫn giữ nguyờn hướng cũ, vi T1, T2 khoỏ nờn dũng khộp mạch qua D3, D4. SĐĐ cảm ứng trờn tải trở thành nguồn nờn thụng qua D3, D4 cấp về tụ Co ( đường màu xanh). Tương tự khi khoỏ T3, T4 dũng sẽ khộp qua mạch D1, D2. 12
9. Điện ỏp trờn tải khi tớnh gần đỳng ( lấy theo súng điều hoà cơ bản): 4E U sin t t 4E it = sin(.t − ) Dũng qua tải: 2 2 Rt + X t 1 I = I sin(.t − )d.t Dũng trung bỡnh qua van động lực: T m 2 t1 1 t1 I = I sin(.t − )d.t Dũng trung bỡnh qua diode: D m 2 t E.T Giỏ trị tụ Co: C = t (1− 2ln 2) 3Rt U c L T = t Trong đú: t Rt 13
10. NGHỊCH LƯU ĐIỆN ÁP MỘT PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘ RỘNG XUNG (PWM) 24
11. NGHỊCH LƯU NGUỒN ÁP BA PHA 29
12. Một số giả thiết khi đọc sơ đồ: + Cỏc van dẫn là lớ tưởng, khi đúng mở nguồn cú nội trở nhỏ vụ cựng, Dẫn điện theo hai chiều. + T1 T6 làm việc với độ dẫn điện  = 180o + Cỏc tổng trở Za = Zb = Zc Cỏc diode D1 – D6 làm chức năng trả năng lượng về nguồn Tụ C tạo nguồn ỏp, tiếp nhận năng lượng khỏng từ tải. 30
13. Để đảm bảo tạo ra điện ỏp ba pha đối xứng, luật dẫn điện của cỏc van phải theo đồ thị Slide 16 a,b,c. Như vậy: + T1 và T4 phải dẫn lệch nhau 180o để tạo ra pha A, + T3 và T6 phải dẫn lệch nhau 180o để tạo ra pha B, + T5 và T2phải dẫn lệch nhau 180o để tạo ra pha C, Cỏc pha lệch nhau 120o 32
14. Trong khoảng 0  t1: T1, T6, T5 dẫn sơ đồ thay thế như hỡnh vẽ, điện ỏp pha A nhận được: UZA = E/3 33
15. Trong khoảng t1  t2: T1, T2, T6 dẫn sơ đồ thay thế như hỡnh vẽ, điện ỏp pha A nhận được: UZA = 2E/3 34
16. Trong khoảng t2  t3: T1, T2, T3 dẫn sơ đồ thay thế như hỡnh vẽ, điện ỏp pha A nhận được: UZA = E/3 35
17. Giỏ trị hiệu dụng điện ỏp pha : 1 2 2 U = U 2 (t)dt = E p P 2 0 3 Điện ỏp tức thời: 2 u (t) = E.Sin.t A 3 2 u (t) = E.Sin(.t −120o ) B 3 2 u (t) = E.Sin(.t − 240o ) C 3 Tụ C: E.T C = t (1− 2ln 2) 3Rt U c 36
18. BỘ NGHỊCH LƯU ĐIỆN ÁP BA PHA ĐIỀU KHIỂN PWM 41