Bài giảng Điện tử công suất và điều khiển động cơ - Chương 3: Ðiều chỉnh điện áp xoay chiều và một chiều - Nguyễn Thị Hồng Hạnh

10/3/2011 1 CHƯƠNG 3 ðIỀU CHỈNH ðIỆN ÁP XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU BIẾN ðỔI AC/AC 1 PHA Khái niệm Bộ biến ñổi AC/AC (AC-AC Converter) là thiết bị công suất biến ñổi ñầu vào xoay chiều thành ñầu ra cũng là xoay chiều nhưng khác biên ñộ, tần số và pha. Kỹ thuật biến ñổi hoàn toàn trực tiếp không qua nguồn một chiều trung gian. Căn cứ theo loại phần tử ñóng cắt bán dẫn sử dụng mà ta có ñược phương án ñiều khiển khác nhau: - ñiều khiển theo góc pha cho loại thyristor hoặc triăc - ñiều chế ñộ rộng xung cho loại BJT, MOSFET, IGBT 10/3/2011 2 BIẾN ðỔI AC/AC 1 PHA Sơ ñồ và ñặc tính Tải thuần trở BIẾN ðỔI AC/AC 1 PHA Sơ ñồ và ñặc tính (tiếp) ðiện áp sau chỉnh lưu AC/AC: Dòng ñiện tải: Dòng ñiện qua mỗi van ñiện tử: 10/3/2011 3 BIẾN ðỔI AC/AC 1 PHA Sơ ñồ và ñặc tính Tải có tính ñiện cảm BIẾN ðỔI AC/AC 1 PHA Sơ ñồ và ñặc tính (tiếp) ðiện áp sau chỉnh lưu AC/AC: Dòng ñiện qua mỗi van ñiện tử: Dòng ñiện tải: 10/3/2011 4 BIẾN ðỔI AC/AC 1 PHA Một số vấn ñề về xung ñiều khiển - ðối với tải có tính cảm, xung ñiều khiển ñơn ñược thay thế bằng xung chùm. - Van ñược mở dễ dàng hơn trong ñiều kiện tải tồn tại năng lượng tích trong thành phần ñiện cảm. BIẾN ðỔI AC/AC 1 PHA ðiều chế ñộ rộng xung - Van ñiện tử là BJT, IGBT, MOSFET - là van ñiện tử ñóng cắt theo xung ñiều chế ứng với nửa dương và âm của pha ñiện áp. dẫn mỗi khi cắt ñể tạo mạch kín qua tải. - Phần tử tụ mắc song song với tải ñể lọc bớt nhiễu tần số cao và cải thiện hệ số công suất. 21 ,SS ' 2 ' 1 ,SS 21,SS 10/3/2011 5 BIẾN ðỔI AC/AC 3 PHA Sơ ñồ Sơ ñồ hình sao hoặc tam giác, có trung tính hoặc không có. BIẾN ðỔI AC/AC 3 PHA Sơ ñồ ñấu sao, trung tính cách ly, tải thuần trở ðặc tính 10/3/2011 6 BIẾN ðỔI AC/AC 3 PHA ðặc tính 0 30=α 0 75=α 0 120=αSơ ñồ ñấu sao, trung tính cách ly, tải thuần trở BIẾN ðỔI AC/AC 3 PHA ðặc tính Sơ ñồ ñấu sao, trung tính cách ly, tải cảm 10/3/2011 7 BIẾN ðỔI AC/AC 3 PHA ðặc tính Sơ ñồ ñấu tam giác, tải thuần trở 0 120=α 0 90=α BIẾN ðỔI AC/AC 3 PHA ðiều chế ñộ rộng xung 10/3/2011 8 BIẾN ðỔI DC/DC Khái niệm Bộ biến ñổi một chiều (DC-DC Converter) là thiết bị công suất biến ñổi ñầu vào một chiều thành ñầu ra cũng là một chiều với giá trị ñiện áp thấp hơn (buck mode) hoặc lớn hơn (boost mode) so với ban ñầu. BBðMC hoạt ñộng dựa trên nguyên tắc băm xung tần số cao. DCin V DCout V : ñiện áp ñầu vào : ñiện áp ñầu ra BIẾN ðỔI DC/DC Tính năng ñáng chú ý - Không giới hạn về giá trị ñiện áp vào ra, có khả năng ñiều chỉnh theo dải rộng của ñầu vào và ra. - Ổn ñịnh ñiện áp ñầu ra theo tải. - Chống nhiễu tốt, bao gồm cả EMI - Cách ly về mặt năng lượng giữa ñầu ra và ñầu vào Phân loại: - Bộ biến ñổi giảm áp (buck converter) - Bộ biến ñổi tăng áp (boost converter) - Bộ biến ñổi hỗn hợp (buck/boost converter) 10/3/2011 9 BIẾN ðỔI DC/DC Buck Converter S: khóa ñiện tử D: ñiốt ngược C, L: mạch lọc tích cực R: tải giả BIẾN ðỔI DC/DC Boost Converter S: khóa ñiện tử D: ñiốt dẫn C, L: mạch lọc tích cực R: tải giả 10/3/2011 10 BIẾN ðỔI DC/DC Buck/Boost Converter S: khóa ñiện tử D: ñiốt ngược C, L: mạch lọc tích cực R: tải giả