Bài tập lớn Điện tử công suất N5

PowerPoint Presentation Tìm hiểu về Phần 1 Đặc tính van bán dẫn, mạch Driver và mạch Snubber Phần 2 Chỉnh lưu Tiristor 1 pha Phần 3 Chỉnh lưu Tiristor 3 pha 3 Phần 1 Đặc tính van bán dẫn, mạch Driver.

Tìm hiểu về:

Phần 1: Đặc tính van bán dẫn, mạch Driver và mạch Snubber

Phần 2: Chỉnh lưu Tiristor 1 pha

Phần 3: Chỉnh lưu Tiristor 3 pha

Phần 1: Đặc tính van bán dẫn, mạch

Driver và

mạch

Phần 1: Đặc tính van bán dẫn, mạch Driver và mạch Snubber

• Yêu cầu: Thiết kế mạch driver, subber cho

IGBT GT50J325 ( Do chưa tìm được spice

model cho IGBT GT50J325 nên thay thế bằng IGB50N60T)

Datasheet

1.Các thông số cần tính toán để thiết kế

Các thông số thể hiện khả năng đóng cắt của

IGBT IGB50N60T

• Giá trị các tụ kí sinh

IGBT IGB50N60T

Xác định điện áp điều khiển Vgs

Tính toán dòng điện peak cực G

• Dựa vào datasheet, chọn rise/fall time như

2 Mô phỏng Ltspice cho IGBT IGB50N60T

1.Mạch driver không sử dụng snubber

2.Mạch driver sử dụng snubber

1 Mạch driver không sử dụng snubber

2 Mạch driver sử dụng snubber

2 Mạch driver sử dụng snubber

• Tính toán cho mạch snubber

Không sử dụng

snubber

Sử dụng snubber

Không sử dụng

snubber

Sử dụng snubber

Không sử dụng

snubber

Sử dụng snubber

Mạch không sử dụng snubber Mạch sử dụng snubber

Nhận xét : Dòng trên van giảm được đáng kể (từ 13.5 A xuống 10.9 A )

Mạch không sử dụng snubber Mạch sử dụng snubber

Nhận xét: Điện áp trong quá trình quá độ được giảm đáng kể

Mạch không sử dụng snubber Mạch sử dụng snubber

Phần 2: Chỉnh lưu Tiristor

1 pha (Phạm Quốc Hải,

Phân tích và giải mạch điện

tử công suất, Nhà xuất bản

khoa học kĩ thuật).

Chỉnh lưu Tiristor 1 pha

Yêu cầu chung: Trước khi mô phỏng sơ đồ 1 pha, sinh viên đưa ra nguyên lý mở

các Tiristor cho sơ đồ 1 pha → Sau đó mới tiến hành mô phỏng.

Bài tập:

1 Sơ đồ chỉnh lưu hình tia 1 pha Tiristor hoạt động ở chế độ chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc Cả 2 chế độ có hiện tượng trùng dẫn Sinh viên tự cho số liệu để làm bài, sinh viên tham khảo bài tập điện tử công suất đã làm ngày 16/11/2021

2 Mô phỏng kiểm chứng bằng phần mềm Matlab với phương pháp xung đơn So sánh kết quả mô phỏng và tính toán lý thuyết

3 Phân tích phổ dòng điện sơ cấp máy biến áp (i1) và nhận xét.

Chỉnh lưu Tiristor 1 pha

Chỉnh lưu Tiristor 1 pha

• Bài tập: Chọn số liệu: Cho sơ đồ chỉnh lưu 1 pha Tiristor có U2 =120V, Rd = 10Ω, Ld = ∞,

Nguyên lí mở các tiristor sơ đồ 1 pha:

•Hai van Thyristor được mở lần lượt bằng xung đơn từ hai kênh điều khiển với điện áp đồng pha được lấy từ điện áp dây

•Đặc điểm của nhóm van nối chung K: V1 dẫn thì V2 khóa tương tự thế, V2 dẫn thì V1

khóa

•Khi đến thời điểm phát xung α của van V1, phát xung mở van V1 Van V1 sẽ dẫn đến thời điểm phát xung α mở van V2 và V1 sẽ khóa lại khi kết thúc quá trình trùng dẫn V2 sẽ dẫn đến thời điểm phát xung mở van V1 và sẽ khóa lại khi kết thúc quá trình trùng dẫn

•Do tồn tại điện cảm trong cuộn dây trong các bộ biến đổi mà tồn tại hiện tượng trùng dẫn Khi phát xung mở van thứ 2 lúc này thì dòng trên van 1: Iv1 chưa thể bằng không luôn mà phải mất một khoảng thời gian nhỏ mới có thể về bằng không, lúc này van 1 mới thật sự khóa lại

Nguyên lí hoạt động

Chỉnh lưu Tristor 1 pha

Điện áp đồng pha

Răng cưa

Tạo xung rộng

Tạo xung đơn/ xung chùm

Xung đơn được điều chế dùng xung răng cưa sườn lên

1.  Tiristor 1 pha ở chế độ chỉnh lưu

Mô phỏng Matlab

Mạch driver

Kết quả mô phỏng mạch driver

Bảng so sánh theo lý thuyết và mô phỏng  

Giá trị Lý thuyết Mô phỏng

91.66 V 90.3 V 3.166 A 3.021 A

Giá trị Lý thuyết Mô phỏng

91.66 V 90.3 V 3.166 A 3.021 A

Phân tích phổ dòng điện máy biến áp

Mô phỏng Matlab

Mạch driver

Kết quả mô phỏng mạch driver

Đồ thị

Giá trị dòng và

áp nghịch lưu

Bảng so sánh theo lý thuyết và mô phỏng  

Giá trị Lý thuyết Mô phỏng

- 55.48 V -53.06 V 2.452 A 2.667 A

Giá trị Lý thuyết Mô phỏng

- 55.48 V -53.06 V 2.452 A 2.667 A

Phân tích phổ dòng điện máy biến áp

Phần 3: Chỉnh lưu Tiristor

3 pha (Phạm Quốc Hải,

Phân tích và giải mạch điện

tử công suất, Nhà xuất bản

khoa học kĩ thuật).

Phần 3: Chỉnh lưu Tiristor 3 pha

Yêu cầu chung: Trước khi mô phỏng sơ đồ 3 pha, sinh viên đưa ra nguyên lý mở các

Tiristor cho sơ đồ 3 pha → Sau đó mới tiến hành mô phỏng

Bài tập:

1 Sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha Tiristor hoạt động ở chế độ chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc Cả 2 chế độ có hiện tượng trùng dẫn Sinh viên tự cho số liệu để làm bài, sinh viên tham khảo bài tập điện tử công suất đã làm ngày 16/11/2021

2 Mô phỏng kiểm chứng bằng phần mềm Matlab với phương pháp xung đơn So sánh kết quả mô phỏng và tính toán lý thuyết

3 Phân tích phổ dòng điện đi xoay chiều đi vào bộ biến đổi và nhận xét

Chỉnh lưu Tiristor 3 pha

Sơ đồ chỉnh lưu Mạch điện tương đương

Chỉnh lưu Tiristor 3 pha

Ba van Thyristor được mở lần lượt bằng xung đơn từ ba kênh điều khiển với điện

áp đồng pha được lấy từ điện áp dây

Góc mở được tính từ thời điểm điện áp dây bằng 0 Khi đến thời điểm phát xung

mở van V1, V1 bắt đầu dẫn dòng cho đến khi thời điểm phát xung mở van V2 và V1 sẽ đóng hẳn khi kết thúc quá trình trùng dẫn Lúc này V2 sẽ dẫn dòng cho đến

Chỉnh lưu Tiristor 3 pha

Điện áp đồng pha

Răng cưa

Tạo xung rộng

Tạo xung đơn/ xung chùm

Xung đơn được điều chế dùng xung răng cưa sườn lên

1 Tiristor 3 pha ở chế độ chỉnh lưu

Tính toán các giái trị trung bình theo lý thuyết:

1 Tiristor 3 pha ở chế độ chỉnh lưu

Dạng điện áp và dòng điện đầu ra theo lí

thuyết

Mô phỏng Matlab

Tính toán

với

Mạch driver

Kết quả mô phỏng mạch driver

Sơ đồ mạch lực

Kết quả mô phỏng

Giá trị dòng và áp

chỉnh lưu trung

bình Id,Ud

Bảng so sánh kết quả giữa lý thuyết và

mô phỏng

147.5 V 151.2 V 23.75 A 24.21 A

147.5 V 151.2 V 23.75 A 24.21 A

Phổ dòng điện sơ cấp máy biến áp

2 Tiristor 3 pha ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc

2 Tiristor 3 pha ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc

Dạng điện áp và dòng điện đầu ra theo lí

thuyết

Mô phỏng Matlab

Tính toán điện áp

với

Mạch driver

Kết quả mô phỏng mạch driver

Sơ đồ mạch lực

Kết quả mô phỏng

Giá trị trung bình

dòng điện và

Bảng so sánh kết quả giữa lý thuyết và

Phổ dòng điện sơ cấp máy biến áp

THANK

YOU !