Bài giảng Điện tử công suất: Chương 6 - TS. Nguyễn Tiến Ban

Chia sẻ: You You | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:42

Thêm vào BST

Báo xấu

63
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 6 trình bày về hệ thống điều khiển bộ biển đổi. Trong chương này gồm có một số nội dung chính như: Phương pháp xây dựng bộ điều chế, nguyên lý điều khiển dọc, nguyên lý điều khiển dịch pha, một số mạch thông dụng trong hệ thống điều khiển bộ biến đổi phụ thuộc,...và các nội dung liên quan khác. Mời tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử công suất: Chương 6 - TS. Nguyễn Tiến Ban

CHƯƠNG 6 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BỘ BIỂN ĐỔI 1
KHÁI QUÁT – PHÂN LOẠI CHỨC NĂNG, CẤU TRÚC BỘ BIẾN ĐỔI GỒM 2 PHẦN: + MẠCH ĐỘNG LỰC CHỨA VAN: THYRISTOR, GTO, TRANSISTOR CÔNG SUẤT... + MẠCH ĐIỀU KHIỂN: HỆ THỐNG THỰC HIỆN BIẾN ĐỔI TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN THÀNH TÍN HIỆU CẦN THIẾT PHÙ HỢP VỚI ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN ĐỂ TÁC ĐỘNG HOẠT ĐỘNG ĐÓNG MỞ CÁC KHOÁ BÁN DẪN. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GỒM HAI PHẦN CHÍNH: PHẦN CHỨA THÔNG TIN VỀ QUY LUẬT ĐIỀU KHIỂN: THỰC HIỆN CÁC CHỨC NĂNG KHÁC NHAU TUỲ THUỘC VÀO CẤU TRÚC BỘ BIẾN ĐỔI VÀ LĨNH VỰC SỬ DỤNG, PHẦN TẠO NÊN NĂNG LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN ĐỂ ĐÓNG MỞ CÁC VAN CÔNG SUẤT. PHÂN LOẠI: PHÂN LOẠI THEO BỘ BIẾN ĐỔI: + ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN ĐỔI PHỤ THUỘC, 2 + ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN ĐỔI ĐỘC LẬP.
Phân loại theo tín hiệu điều khiển: + Hệ điều khiển tương tự, + Hệ điều khiển số. Phân loại theo số kênh điều khiển: + Bộ điều khiển một kênh, + Bộ điều khiển nhiều kênh. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC BỘ BIẾN ĐỔI PHỤ THUỘC 3
PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU CHẾ BỘ ĐIỀU CHẾ LÀ BỘ BIẾN ĐỔI TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN UĐK THÀNH GÓC ĐIỀU KHIỂN ĐƯỢC TÍNH TỪ THỜI ĐIỂM CHUYỂN MẠCH TỰ NHIÊN CỦA VAN ĐỘNG LỰC. XÁC ĐỊNH GÓC PHẢI CÓ THÔNG TIN VỀ PHA CỦA ĐIỆN ÁP ĐẶT LÊN VAN ĐỘNG LỰC, ĐÓ LÀ BỘ ĐIỀU CHẾ ĐỒNG BỘ. BỘ ĐIỀU CHẾ ĐỒNG BỘ THƯỜNG SỬ DỤNG TRONG MẠCH ĐK HỞ. BỘ ĐIỀU CHẾ ĐỒNG BỘ CÓ THỂ TẠO RA CÁC ĐẶC TÍNH ĐIỀU KHIỂN KHÁC NHAU TUỲ THUỘC VÀO NGUYÊN LÍ ĐIỀU KHIỂN 4
NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN DỌC BỘ ĐIỀU KHIỂN BAO GỒM: + BỘ TẠO XUNG RĂNG CƯA ( ĐIỆN ÁP TỰA RC), + BỘ SO SÁNH ( SS). HAI TÍN HIỆU ĐIỆN ÁP TỰA VÀ ĐIỆN ÁP ĐIỀU KHIỂN ĐƯỢC SO SÁNH NHAU, TẠI URC = UĐK, BỘ SS TẠO RA XUNG ĐIỀU KHIỂN 5
Đặc tính pha của bộ điều chế phụ thuộc vào dạng điện áp tựa. Nếu điện áp có dạng Cosin : U RC (1) U m cos t Chọn t = 0 là thời điểm chuyển mạch tự nhiên thì khi t = điện áp: U m cos U dk Và U dk ar cos Um Điện áp ra của chỉnh lưu U d0 Ud U d 0 cos U dk Um Như vậy đặc tính điều chỉnh Ud=f(Udk) của bộ chỉnh lưu là hàm tuyến tính ( đường 1) 6
NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN DỊCH PHA DÙNG BỘ QUAY PHA ĐỂ THAY ĐỔI PHA CỦA Đ/ÁP HÌNH SIN ĐƯỢC TẠO RA BỞI MÁY PHÁT TÍN HIỆU SIN ( MF SIN). KHI THAY ĐỔI UĐK, GÓC PHA CỦA TÍN HIỆU XOAY CHIỀU SẼ BỊ THAY ĐỔI VÀ CHẬM PHA SO VỚI TÍN HIỆU BAN ĐẦU MỘT GÓC . TẠI THỜI ĐIỂM KHI ĐIỆN ÁP X/CHIỀU ĐI QUA 0 SẼ TẠO NÊN XUNG ĐK TU. NHƯỢC ĐIỂM: BỘ QUAY 7
MỘT SỐ MẠCH THÔNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN ĐỔI PHỤ THUỘC 8
Mạch tạo tín hiệu đồng bộ + Dùng chỉnh lưu một pha hai nửa chu kì có điểm trung tính để tạo ra điện áp chỉnh lưu U (1) Điện áp U (1) được so sánh với Uo để tạo nên các tín hiệu tương ứng với thời điểm điện áp nguồn đi qua điểm 0. Uo càng nhỏ thì U (2) càng hẹp và phạm vi điều chỉnh càng lớn. Nếu chọn max = 175 thì:o Uo 2U 2 sin 5 o Giá trị này làm cơ sở để tính phân áp R1 và R2 9
10
+ Dùng nguồn không đối xứng cho khuếch đại thuật toán Tín hiệu xoay chiều U (1) sau khi qua khâu so sánh sẽ có xung vuông U (2) , tín hiệu này được đưa vào khâu cộng module 2 ( =1) và mạch trễ R2C2 để ạo ra một xung đồng bộ ứng với điểm U (1) đi qua điểm 0. Độ rộng TX = RC ln 2 là cơ sở để chọn R2 và L2 11
12
Mạch tạo điện áp răng cưa + Mạch tạo xung răng cưa tuyến tính dùng transistor T1 tạo nguồn dòng nạp cho C, khi T2 khoá tụ C được náp Ic = const và tăng tuyến tính. Khi có xung mở T2, C sẽ phóng điện qua T2 ( hình a): t 1 IC UC I C dt t C0 C Các T1, R2, RE chọn sao cho bóng làm việc ở chế độ A. Muốn tạo đ/áp răng cưa dốc xuống, dòng phóng của tụ phải duy trì không đổi nhờ T3 làm việc ở chế độ A ( hình b). Diode D1 dùng để hạn chế giá trị điện áp trên tụ C ( UCmax = E – UD1) 13
14
Mạch tạo điện áp răng cưa dùng khuếch đại thuật toán + Mạch chỉ dùng khuếch đại thuật toán Sử dụng mạch tích phân. Tụ được phóng nạp nhờ nguồn hai cực tính: Khi điện áp U1 dương (E), điện áp trên tụ U2 nạp : E U2 UC T1 R2 C đây là đường tuyến tính dốc xuống phía dưới. Khi điện áp vào mang dấu âm (E) thì điện áp U2: E U2 UC T2 R2 C đây là đường đi lên phía trên. Bằng cách thay đổi thời gian phóng(T1) và thời gian nạp (T2) và các giá trị R1, R2 tương ứng, đầu ra có thể nhận được dạng răng cưa: dốc lên (b) dốc xuống ( c) hoặc tam giác (d) 15
16
Mạch tạo điện áp răng cưa dùng khuếch đại thuật toán + Mạch dùng khuếch đại thuật toán và transistor Dùng mạch tích phân và khoá K, khoá K được điều chỉnh bởi tín hiệu đồng bộ, xung đồng bộ kết thúc, K mở, tụ C nạp: E IR IC Const R t t 1 1 E E UR UC I C dt dt t C 0 C 0R RC Tại t1, K đóng, UC = 0. Để tránh ngắn mạch các mạch phụ thay khoá K bằng bóng trường ( công nghệ MOS) hoặc dùng khoá điện tử. 17
18
Mạch tạo điện áp răng cưa dùng khuếch đại thuật toán + Mạch tạo điện áp tựa hàm Cos t Nếu điện áp vào là n1ửt a điện áp SinU mt thì: Um UR U m sin .td t cos t RC 0 RC RC Cần đặt ở đầu ra điện áp chuyển dịch:U cd Um Um RC Điện áp ra sẽ là: U R RC cos t Điện áp tựa có dạng cosin t 19
KHÂU SO SÁNH NHẬN TÍN HIỆU HAI ĐIỆN ÁP TỰA ( RĂNG CƯA) VÀ ĐIỆN ÁP ĐIỀU KHIỂN, SO SÁNH HAI ĐIỆN ÁP NÀY, TÌM THỜI ĐIỂM CHÚNG BẰNG NHAU ( UĐK = U RĂNG CƯA) THÌ PHÁT XUNG ĐẦU RA ĐỂ GỬI SANG KHÂU KHUẾCH ĐẠI. ĐỂ SO SÁNH TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ ( ANALOG) THƯỜNG DÙNG TRANSISTOR HOẶC KĐ THUẬT TOÁN. DO KĐTT CÓ NHIỀU ƯU ĐIỂM NÊN HIỆN NAY KHÂU SO SÁNH SỬ DỤNG LOẠI NÀY LÀ CHỦ YẾU. 20