BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT_CHƯƠNG 1 & 2 potx

Mạch một pha với dòng, áp dạng sin... Mạch ba pha cân bằng dòng, áp dạng sin Mạch 3 pha với dòng, áp dạng sin và ở chế độ xác lập... Chế độ xác lập với dòng, áp không sin Dạng sóng điển

Chương 1

CÁC HỆ THỨC

VÀ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Các khái niệm cơ bản

Giá trị trung bình của đại lượng i:

1

( ) ( ) 2

Các khái niệm cơ bản

Công suất tức thời:

Mạch một pha với dòng, áp dạng sin

Mạch một pha với dòng, áp dạng sin

0

2 cos

2 cos

j j

Mạch ba pha cân bằng (dòng, áp dạng sin)

Mạch 3 pha với dòng, áp dạng sin và ở chế độ xác lập

Mạch ba pha cân bằng (dòng, áp dạng sin)

Mạch ba pha cân bằng (dòng, áp dạng sin)

Công suất trên 1 pha:

Cuộn dây L – Tụ điện C

Chế độ xác lập với dòng, áp không sin

Dạng sóng điển hình của một bộ biến tần 3 pha

a Điện áp (pha) ngõ ra của bộ biến tần

b Điện áp và dòng ngõ vào của bộ biến tần

Ví dụ: Dạng sóng

điện áp ngõ ra và

dạng sóng dòng-áp

ngõ vào của một bộ

biến tần 3-pha kiểu

điều rông xung

(PWM) điển hình.

Phân tích Fourier

Đại lượng f(t) tuần hoàn, không sin, biến thiên có chu kỳ

có thể triển khai thành tổng các đại lượng sin theo hệ thức:

0 2

0

1

( ) ( ) 2

Phân tích Fourier

Thành phần sóng hài bậc n: ( ) f tn  An sin( n t  )  Bn cos( n t  )

Sóng hài bậc n có thể biểu diễn qua giá trị hiệu dụng và dưới dạng:

2 arctan

n

j n

n

n n

n n

I THD

I





 

Chương 2

CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN

Lãnh vực ứng dụng của ĐTCS

1 Các thiết bị gia dụng

 Tủ lạnh, tủ đông

 Gia nhiệt, sưởi

 Hệ thống điều hòa không khí

 Lò nấu

 Chiếu sáng

 Các thiết bị điện tử dân dụng (TV, máy

tính, các thiết bị nghe nhìn, giải trí…)

2 Trang thiết bị cho cao ốc

 Các hệ thống sưởi, thông gió, điều hòa

 Hệ thống điều hòa trung tâm

 Máy tính và các thiết bị văn phòng

 UPS (Uninterruptible Power Supply)

 Lò nấu hồ quang, Lò nấu cảm ứng

 Gia nhiệt cảm ứng (tôi cao tần…)

4 Giao thông vận tải

 Điều khiển động cơ xe hơi điện

 Nạp acquy xe hơi điện

 Các hệ thống tàu điện, tàu điện ngầm

6 Hàng không

 Hệ thống điện tàu con thoi

 Hệ thống điện của các vệ tinh

 Hệ thống điện máy bay

7 Viễn thông

 Bộ nạp bình acquy

 Bộ nguồn (DC, UPS)

Ví dụ ứng dụng của bộ biến đổi ĐTCS

• Ứng dụng các bộ biến đổi ĐTCS giúp tiết kiệm năng lượng, nâng cao chất lượng đáp ứng của thiết bị.

Sơ đồ khối Bộ biến đổi

Lưu ý là các mạch ĐTCS hoạt động theo chế độ đóng-ngắt (switch-mode), khác với các mạch điện tử hoạt động ở chế độ tuyến tính (linear mode)  Hiệu suất mạch ĐTCS cao hơn mạch điện tử chế độ tuyến tính.

Bộ ổn áp xung

Transistor hoạt động như một khóa đóng ngắt  hiệu suất cao

Biến áp, mạch lọc hoạt động ở tần số cao  kích thước nhỏ

Điện áp ngõ ra thay đổi bằng cách điều khiển độ rộng xung (tỉ lệ ton/Ts)

Chế độ hoạt động của BBĐ

Giới thiệu các linh kiện ĐTCS thông dụng

Miền khóa ngược

a Ký hiệu

b Đặc tuyến c Đặc tuyến lý tưởng

V đm

Điện áp khóa ngược

Thyristor (SCR)

BJT (Bipolar Junction Transistor)

BJT (Bipolar Junction Transistor)

MOSFET

GTO (Gate Turn-Off Thyristor)

GTO (Gate Turn-Off Thyristor)

Mạch đệm (snubber)

để giảm dv/dt khitắt dòng

Mạch

kích

a GTO và mạch đệm b Chuyển trạng thái dẫn tắt của GTO

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)

MCT (MOS-Controlled Thyristor)

Khả năng tải & đóng cắt của các linh kiện

ĐTCS hiện nay