›
›

Giáo trình Điện tử Công suất - Lê Minh Phượng

pdf 15 trang huongle 5231
Download
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Điện tử Công suất - Lê Minh Phượng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdf2012_pe_ac_ac_converter_introduction_8803_448444.pdf

Nội dung text: Giáo trình Điện tử Công suất - Lê Minh Phượng

  1. 1/21/2013 Ho Chi Minh City University of Technology PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường Đại Học Bách Khoa TP HỒ CHÍ MINH Contact info: Address: 268 Lý Thường Kiệt, P.14,Q.10, TP Hồ Chí Minh Telephone: 84-08-38647256 (5722) Mobile: 0988572177 E-mail: lmphuong@hcmut.edu.vn; ivanphuong@yahoo.com 1 Power Electronics ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012 2 1
  2. 1/21/2013 Contents – Nội dung 1. Tổng quan về Điện tử công suất 2. Các linh kiện bán dẫn cơ bản 3. Mô phỏng Matlab-Simulink 4. Bộ chỉnh lưu 5. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 6. Bộ biến đổi điện áp một chiều 7. Bộ nghịch lưu –biến tần 3 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong References 1. MÔ PHỎNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRONG MATLAB/SIMULINK - Lê Minh Phương, Phan Quốc Dũng – Nhà xuất bản ĐHQG 2011 2. POWER ELECTRONICS HANDBOOK – Muhammad H. Rashid 3. MATLAB/SIMULINK - Mathworks. 4. ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1 – Nguyễn Văn Nhờ Nhà xuất bản ĐHQG 4 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 2
  3. 1/21/2013 Power Electronics Chương 4 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU AC-AC CONVERTER PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012 5 Contents – Nội dung 1. Tổng quan về bộ biến đổi điện áp xoay chiều 2. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha 3. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha 4. Điều khiển bộ biến đổi điện áp xoay chiều 6 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 3
  4. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Chức năng Chức năng: biến đổi điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng không đổi thành điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng thay đổi được U1rms=const,I1,f1 U2rms=var,I2,f2  AC input AC output  f1=50-60Hz f2=50-60Hz 7 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Ứng dụng Điều khiển động cơ AC Khởi động động cơ không đồng bộ Bù nhuyễn công suất phản kháng Điều khiển các lò nhiệt điện Điều khiển hệ thống chiếu sáng. 8 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 4
  5. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Phân loại 1. Theo số pha 1 pha 3 pha 9 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Phân loại 2. Theo dạng mạch  Dạng đầy đủ: các linh kiện là SCR  Dạng tiết kiệm: linh kiện là SCR và Diode 10 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 5
  6. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Phân loại 11 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Phân loại 12 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 6
  7. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 1 PHA 13 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 1. Tải là thuần trở Nguồn xoay chiều 1 pha, tần số 50Hz có trị hiệu dụng U T1 iT1 UT1 iz iT2 T2 u Umax sinwt UT2 U=Umsinwt R UZ 14 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 7
  8. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Vs Góc điều khiển có thể thay 0 T1 T2 T1 đổi từ 0 đến 1800. -Trị hiệu dụng điện áp tải wt 0  2 3 luôn nhỏ hơn trị hiệu dụng điện áp nguồn VO - Dòng điện tải gián đoạn wt 0  2 3 iO wt 0  2 3 VT1 wt 0  2 3 iT1 wt 0  2 3 15 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Hệ quả Trị hiệu dụng điện áp tải 1 U sin 2 sin 2 V ( U sinww t )2 d t m 1 U 1 Zm 2 22 Trị hiệu dụng dòng điện tải U I Z Z R Hệ số công suất sin 2  1 2 16 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 8
  9. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Hệ quả Công suất tiêu thụ của tải V 2 P z z R Trị hiệu dụng dòng điện trên SCR Vm sin 2 Iz IVRMS 1 22R 2 Trị trung bình dòng điện trên SCR 1 VV I mmsin w t . d w t (1 cos ) VAV 22 RR 17 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Bài tập 1 Cho bộ biến đổi điện áp xoay chiều một pha tải R=10(). Áp nguồn xoay chiều ngõ vào có thông số 220V, f=50Hz. Góc điều khiển SCR của bộ biến đổi là =75o 1. Vẽ giản đồ áp tải uz và dòng tải iz; 2. Tính trị hiệu dụng điện áp tải, dòng tải 3. Vẽ giản đồ điện áp, dòng điện trên các linh kiện 4. Tính công suất tiêu thụ trên tải 18 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 9
  10. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 1. Tải là thuần cảm Nguồn xoay chiều 1 pha, tần số 50Hz có trị hiệu dụng U T1 iT1 UT1 iz T2 iT2 UT2 U=Umsinwt L UZ u Um sinw t L=0.2 19 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Góc điều khiển có thể thay đổi từ 900 đến 1800. -Trị hiệu dụng điện áp tải luôn nhỏ hơn trị hiệu dụng điện áp nguồn - Dòng điện tải gián đoạn 20 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 10
  11. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Hệ quả (Um*cos(w))/(L*w) - (Um*cos(t*w))/(L*w) Dòng điện tải trong trạng thái T1 U I m [cos coswt] Z wL Dòng điện tải trong trạng thái T2 U I m [cos( ) coswt] Z wL Cực trị của dòng điện tải U U I m [cos 1] I m [cos( ) 1] Z max wL Z min wL 21 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Điện 22 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 11
  12. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Hệ quả Trị hiệu dụng điện áp tải 2 2 sin 2 sin 2 U (U sinwt)2 dwt U 1 U 2(1 ) Z m m 2 2 Trị hiệu dụng dòng điện tải 1 2 U 3sin 2 I i2dwt 2(1 )(1 2cos2 ) Z z wL 23 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Bài tập 2 Cho bộ biến đổi điện áp xoay chiều một pha tải L=20(mH). Áp nguồn xoay chiều ngõ vào có thông số 220V, f=50Hz. Góc điều khiển SCR của bộ biến đổi là =135o 1. Vẽ giản đồ áp tải uz và dòng tải iz; 2. Tính trị hiệu dụng điện áp tải, dòng tải 3. Vẽ giản đồ điện áp, dòng điện trên các linh kiện 4. Tính Izmax, Izmin 24 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 12
  13. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 1. Tải tổng quát Nguồn xoay chiều 1 pha, tần số 50Hz có trị hiệu dụng U T1 iT1 u Um sinw t UT1 iz iT2 T2 Góc tới hạn là góc điều R khiển mà dòng điện tải ở UT2 U=Umsinwt ranh giới giữa chế độ dòng điện gián đoạn và dòng liên L tục. Góc điều khiển có thể thay đổi từ góc tới hạn đến 1800. R=10;L=0.05 f 57.5 -Trị hiệu dụng điện áp tải luôn nhỏ hơn trị hiệu dụng wL arctg( ) điện áp nguồn R - Dòng điện tải gián đoạn 25 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 26 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 13
  14. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Hệ quả Dòng điện tải trong trạng thái T1 w t Um w iZ [sin(w t f ) sin( f ) e ] RL22 ()w (Um*exp((R*alpha)/L)*(cos(alpha) - (R*sin(alpha))/L))/(L*exp((R*t)/L)*(R^2/L^2Dòng điện tải trong trạng thái +T2 1)) - (Um*(cos(t) - (R*sin(t))/L))/(L*(R^2/L^2 + 1)) ( ) wt Um w IZ [sin(wt ) sin( ) ))e ] R2 (wL)2 27 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 28 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 14
  15. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 29 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong Power Electronics For Building  THANK YOU FOR YOUR ATTENTION 30 1/21/2013 15