Bài tập điện tử công suất

Đề bài Bài tập 5: Hãy tính toán sơ đồ nghịch lưu nguồn áp một pha dạng nửa cầu điều khiển theo phương pháp điều chế độ rộng xung PWM với các thông số sau: + Giá trị điện áp hình sin ra

Trang 1

Bài Tập Điện

Tử Công Suất Sinh Viên thực hiện: Phạm Văn Toàn - 20174271

Lý Ngọc Thuận - 20174249

Trang 2

Phần 1: Tính toán và thiết kế

 1 Đề bài

Bài tập 5: Hãy tính toán sơ đồ nghịch lưu nguồn áp một pha dạng nửa cầu điều khiển theo

phương pháp điều chế độ rộng xung PWM với các thông số sau:

+ Giá trị điện áp hình sin ra mong muốn Uo = 220 VAC và tần số sóng cơ bản f1

= 400 Hz.

+ Công suất đầu ra Po = 1000 W, hệ số công suất của tải trở cảm = 0,85.

+ Tần số đóng cắt của PWM fs = 20 kHz.

+ Dự phòng điện áp một chiều cung cấp UDC có thể dao động trong phạm vi

+/-10% Cho phép sụt áp tại tần số sóng cơ bản trên cuộn cảm của mạch lọc LC



Trang 3

Điện áp một chiều yêu cầu: UDC (V).

Tính toán biên độ dòng đầu ra yêu cầu: Iom (A).

1 Tính toán dòng trung bình qua van và điôt: IV, ID (A).

2 Xác định dòng đỉnh lớn nhất qua van IGBT và điôt.

3 Điện áp ngược lớn nhất qua van IGBT và điôt.

4 Xác định mạch lọc LC phía xoay chiều đảm bảo tần số cắt của mạch lọc fLC = 0,1

fs

Trang 5

 3 Xác định điện áp đầu vào

Với PWM trong dải làm việc tuyến tính , giá trị điện áp đầu ra có thể đạt giá trị lớn nhất là , khi tần số đóng cắt coi là vô cùng lớn Để dự phòng điện áp một chiều thay đổi trong phạm vi+/-10% cần chọn

Biên độ điện áp đầu ra yêu cầu bằng



→𝑈 / 2=𝑈 / 0 , 9=311/0.9=346 𝑉

Trang 6

- Công suất toàn phần của tải

- Dòng tải yêu cầu:

- Biên độ của dòng tải

Trang 7

- Dòng trung bình qua van

Trang 8

- Dòng trung bình qua Diode

Dòng qua Diode

Trang 9

Dòng điện có độ đập mạch lớn nhất khi độ rộng xung = 50%:

Mà



Trang 11

Điện áp ngược lớn nhất qua van là khi van dẫn

Khi đó: = 760V



Trang 12

8 Tính toán mạch lọc LC

Nguyên lý điều chế độ rộng xung cho nghịch lưu nguồn áp

- Vừa điều chỉnh được điện áp ra vừa điều chỉnh được tần số

- Điện áp ra gần giống hình sin

- Có thể chỉnh lưu không điều khiển ở đầu vào nghịch lưu làm

tăng hiệu quả của sơ đồ

IGBT/ Diode2

0˚

180˚

Ls

Cs

Trang 15

Để đảm bảo độ đập mạch là thì giá trị của tụ C phía mạch một chiều là

Trang 16

Phần 2 : Mô phỏng kiểm

chứng bằng Matlab

1 Nghịch lưu nguồn áp một pha – nửa cầu

Trang 17

Điện áp trên tải

Dòng điện qua tải

Trang 18

2 Mạch có PWM – chưa có bộ lọc LC

Trang 19

Dạng điện áp trên tải khi chưa có mạch lọc LC

Trang 20

Dòng tải khi chưa có mạch lọc LC

Trang 22

Nhận xét: điện áp có dạng hình sin và có giá trị Umax gần sát với tính toán

Điện áp trên tải sau khi có mạch lọc LC

Giá trị tính toán: 220V Giá trị mô phỏng : 239V Sai số

=

Trang 23

Dòng tải sau khi có mạch lọc LC

Giá trị tính toán: 7,56A Giá trị mô phỏng : 6,69A Sai số

Trang 24

Dòng trung bình qua Van Giá trị tính toán:2,23A Giá trị đo được:7,59A Sai số:

Giá trị tính toán: 9,33A Giá trị đo được:9,08A Dòng lớn nhất qua Van

Dòng qua Van và Diode

Trang 25

Giá trị tính toán: 1,13A Giá trị đo được: 2,92A Sai số:

Dòng trung bình qua Diode

Dòng lớn nhất qua Diode

Dòng qua Van và Diode

Trang 26

Phần 3: Kết luận

- Khi chưa có PWM, điện áp đầu ra dạng xung vuông có chu kỳ

- Khi có PWM, điện áp đầu ra bị chia nhỏ thành nhiều xung vuông có độ rộng xung bé đồng thời dòng điện qua tải có dạng hình sin với đường đồ thị là tập hợp của các xung răng cưa

- Khi gắn thêm mạch lọc LC, điện áp đầu ra dạng sóng hình sin với chu kỳ = chu

kỳ của xung điều khiển và dòng điện qua tải giảm độ nhiễu đáng kể

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	1,13 MB