Điện tử công suất

. 1/. những vấn đề chung của kỹ thuật điên tử : Vị trí và mục đích tín hiệu : 1. Trung thực 2. Hiệu suất Năng lượng : 1. Hiệu suất. 2. Trung thực Điện tử cụng suất là kỹ thuật biến đổi và điều khiển năng lượng điện với hiệu quả cao nhất Cỏc kiểu biến đổi và điều khiển năng lượng điện: • biến đổi AC DC : chỉnh lưu. • Biến đổi DC AC : nghịch lưu. • biến đổi tần số : AC (f1) AC(f2) : Biến tần. • điều chỉnh điện ỏp AC/AC: băm xung xoay chiều. • điều chỉnh điện ỏp DC/DC :băm xung một chiều. Điện tử cụng suất là ngành kỹ thuật phối hợp đa diện: Các nhánh kỹ thuật hỗ trợ Điện tử công suất Yờu cầu cơ bản của thiết bị ĐTCS 1. Thiết bị phải cú hiệu suất cao. 2. Kích thước nhỏ, gọn, giỏ rẻ và cú tuổi thọ cao. Vấn đề 1 Vấn đề 2. Cấu trúc tổng quát của thiết bị điện tử công suất. Van bỏn dẫn là phần tử hoạt động chủ yếu ở hai trạng thỏi. • Van dẫn dũng. • Van khoỏ (khụng dẫn dũng). Đặc điểm của van bỏn dẫn lý tưởng  Trạng thỏi dẫn: • Chịu được dũng Ion =∞; • Sụt ỏp trờn van Uon= 0; • Điện trở khi dẫn Ron= 0;  Trạng thỏi khúa • Chịu điện ỏp cả hai dấu lớn: Uoff=∞; • Dũng rũ nhỏ Ioff= 0; • Tổn thất khúa Poff= 0;  Đặc tớnh nhiệt: cú điện trở nhiệt giữa tinh thể bỏn dẫn và mụi trường nhỏ RJA= 0 để thoỏt nhiệt tốt.  Khả năng I2t lớn để chịu được cỏc dũng sự cố lõu dài khụng hỏng.  Quỏ trỡnh đúng/ngắt: • Về điều khiển: cú thể mở van và khúa van bằng cực điều khiển; • Về đặc tớnh động: + thời gian mở nhỏ tON=0; + thời gian trễ khúa nhỏ tOFF=0; • Điện ỏp điều khiển nhỏ UG=0 • Dũng điện điều khiển nhỏ IG=0 • Cụng suất điều khiển nhỏ PG=0  Chịu được tốc độ biến thiờn điện ỏp lớn du/dt = ∞;  Chịu được tốc độ biến thiờn dũng điện qua van lớn di/dt = ∞; Cỏc van bỏn dẫn cụng suất hiện nay 1. Van khụng điều khiển Điụt (1955) 2. Nhúm Transistor • BT hoặc BJT (1975) • MOSFET (1978) • IGBT (1985) • SIT (1986) 3. Nhúm Thyristor • Thyristor thường (1958) • GTO (1980) • MCT (1988) • LTT (1988) • TRIAC (1958) • IGCT (1996) Chia ba nhúm chớnh 2. Các van bán dẫn. 1. DIODE LựC (1955) sDD u sDD o T u sD Iiu eIiu Cq KJk q kTeIi T D T D        0 0 10.6,1 ;/10.38,1 ;)1( 19 23    Đặc điểm 2. Bipolar Transistor ( BT ); BiJunction Transistor (BJT) Bipolar Transistor Dalinhtơn BT 3. Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET -1978 ) 4. Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT – 1985 ) 5. THYRISTOR ( 1958 ) Trạng thái van: Cỏc tham số 6. Gate Turn-Off Thyristor ( GTO 1980 ) Trạng thái van GTO: 7. MOS-Controlled Thyristor ( MCT 1988) 8. Light -Triggered Thyristor (LTT) 9. TRIODE ALTERNATIVE CURRENT (TRIAC-1958) 10. Intergrated Gate-Commutated Thyristor ( IGCT -1996) 11. Emitter Turn-0ff Thyristor (ETO) 12. Các van cảm ứng tĩnh SI: STATIC INDUCTION Vựng tham số ứng dụng của cỏc van bỏn cụng suất dẫn hiện đại Phỏt nhiệt ở phần tử bỏn dẫn Thoỏt nhiệt làm mỏt van Chương 1. thiết bị Chỉnh lưu biến đổi AC/DC 1. Giới thiệu chung 2. chỉnh lưu không điều khiển. 3. chỉnh lưu điều khiển với các dạng tảI. 4. chỉnh lưu bán điều khiển. 5. nghịch lưu phụ thuộc và chỉnh lưu đảo chiều. 6. Một số vấn đề khác. 7. Điều khiển chỉnh lưu Giới thiệu chung. Cấu trúc chỉnh lưu. Định nghĩa: chỉnh lưu là thiết bị để biến đổi năng lượng dũng điện xoay chiều thành năng lượng dũng điện một chiều. Phõn loại 1. Chỉnh lưu khụng điều khiển 2. Chỉnh lưu điều khiển 3. Chỉnh lưu bỏn điều khiển 4. Chỉnh lưu tớch cực 1.1.3. Các tham số chỉnh lưu 1.Tham số đỏnh giỏ tải. • Ud - • Id - • Pd – • Uhd - • Ihd - • Phd – 2.Tham số tớnh chọn van • Itb - • Ungmax -. 3. Tham số cụng suất biến áp • Sba - Cỏc hệ số khỏc 4. Cỏc hệ số đỏnh giỏ bộ lọc một chiều kđm ksb 5. Hiệu suất: η 6. Hệ số mộo tổng dũng điện vàoTHD 7. Hệ số cụng suất đầu vào PF 1.1.4. Các sơ đồ chỉnh lưu I.Chỉnh lưukhông điều khiển. Qui luật chung : Udo = k sđ U2 II. Các sơ đồ chỉnh lưu điều khiển và bán điều khiển. Qui luật chung: Ud =Udo f(gócđk) 1.1.5. Các dạng tải thông dụng của chỉnh lưu 1. Tải thuần trở Rd. 2. Tải có tính cảm kháng (RdLd). 3. Tải vừa có RL vừa có sức điện động Ed ( gọi là tải RLE ). Phương pháp phân tích mạch chỉnh lưu Sơ đồ đấu van thành mạch. 1. Đấu kiểu katốt chung. 2. Đấu kiểu anôt chung. Mạch bảo vệ chỉnh lưu 1.2.Chỉnh lưu điôt. I. Chỉnh lưu một pha một nửa chu kỳ, tải thuần trở II. Chỉnh lưu hình tia hai pha, tải thuần trở III. Chỉnh lưu hình tia ba pha, tải thuần trở Biến áp đấu Y/Y Nguyên lý hoạt động : .)120sin(;)120sin( .)120sin(;)120sin( .sin;sin 21 21 21       mcmC mbmB mamA UuUu UuUu UuUu IV. Chỉnh lưu hình tia 6 pha V. Chỉnh lưu cầu một pha, tải thuần trở V. Chỉnh lưu cầu ba pha, tải thuần trở V. Chỉnh lưu cầu ba pha, tải thuần trở (3) 1.3. Chỉnh lưu điều khiển tải R. 1.3.1. Khái niệm về góc điều khiển. Tia ba pha Cầu ba pha 1.3.2. Chỉnh lưu điều khiển tải thuần trở I. Chỉnh lưu hình tia một pha. 1.3.2. Chỉnh lưu điều khiển tải thuần trở II. Chỉnh lưu hình tia hai pha. III. Chỉnh lưu cầu một pha. 1.3.2. Chỉnh lưu điều khiển tải thuần trở IV. Chỉnh lưu hình tia ba pha. IV. Chỉnh lưu hình tia ba pha, các chế độ dòng điện. điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha bằng xung kộp Cỏc dạng xung điều khiển mạch chỉnh lưu 1.3.3. chỉnh lưu điều khiển tải RL Tải cú thờm điện cảm Tải thuần trở II. chỉnh lưu điều khiển hình tia hai pha tải RL II. chỉnh lưu điều khiển hình tia hai pha tải RL chế độ dòng điện liên tục. Chỉnh lưu tia ba pha : • Đồ thị ở chế độ dòng liên tục Chỉnh lưu cầu ba pha : • Đồ thị ở chế độ dòng liên tục 1.3.4. Chỉnh lưu điều khiển tải RLE 1.3.4. Chỉnh lưu điều khiển tải RLE Chinh lưu hình tia hai pha 1.3.4. Chỉnh lưu điều khiển tải RLE Sơ đồ hình tia ba pha. 1.3.4. Chỉnh lưu điều khiển tải RLE Sơ đồ cầu ba pha. 1.3.5. Quá trình chuyển mạch mạch van. I. Chuyển mạch van khi nguồn lý tưởng Sơ đồ thay thế Sơ đồ thay thế nguồn thực II. Qui luật chuyển mạch van trùng dẫn Chuyển mạch ở chỉnh lưu tia hai pha Chuyển mạch ở cầu một pha Chuyển mạch ở tia ba pha Chuyển mạch ở cầu ba pha 1.4. Chỉnh lưu bán điều khiển Phân loại 1.4. Chỉnh lưu bán điều khiển 1.4.1. Chỉnh lưu bán điều khiển một pha, thyristor mắc thẳng hàng 1.4.2. sơ đồ bán điều khiển, thyristor mắc katôt chung 1.4.3. Chỉnh lưu bán điều khiển ba pha 1.4.4. Chỉnh lưu điều khiển có điôt đệm Do 1.5. Nghịch lưu phụ thuộc và chỉnh lưu đảo chiều Nguyên lý nghịch lưu Khái niệm về nghịch lưu 1.5.2. Nghịch lưu phụ thuộc I. Chỉnh lưu hình tia hai pha II. Chỉnh lưu cầu một pha 1.5.2. Nghịch lưu phụ thuộc III. Sơ đồ hình tia ba pha IV. Sơ đồ cầu ba pha 1.5.3.Chỉnh lưu đảo chiều Nguyên lý chung. 1. Nguyờn lý điều khiển riờng 1.5.3.Chỉnh lưu đảo chiều 2. Nguyên tắc điều khiển chung : 1.6.1.Đấu các mạch chỉnh lưu với nhau 1. Đấu nối tiếp cỏc van 2. Đấu nối tiếp mạch van II. Đấu song song. 1. Đấu song song cỏcvan 2. Đấu song song cỏc mạch van III. Chỉnh lưu 6 pha có cuộn kháng cân bằng Đặc điểm làm việc của Lcb 1.6.2. Lọc san bằng ( lọc một chiều ) 1.6.3. Đặc tính ngoài của chỉnh lưu Điều khiển chỉnh lưu Bộ chỉnh lưu có chức năng : hệ xung – pha. Các nhiệm vụ chính là : điều khiển chỉnh lưu Phõn loại hệ điều khiển Phõn loại theo nguyờn lý Chức năng hệ điều khiển điều khiển chỉnh lưu điều khiển theo nguyên lý ngang điều khiển theo nguyên lý dọc Thớ dụ về mạch điều khiển của chỉnh lưu một pha sử dụng phương phỏp phỏt xung chựm ._.