nhoveem_muathu123
New Member
Download miễn phí Phân tích vấn đề tồn tại của chỉnh lưu điot và thyristor
PhầnI. Phân tích các vấn đề tồn tại của CL dùng diode và thyristor . 1
I. giới thiệu chung về CL diot thyrist. 2
II. Những tham số để đánh giá đối với lưói . 3
III. Các biện pháp khắc phục . 4
IV. Vấn đề trao đổi năng lượng giưa lưới và tải . 5
PhầnII. Phân tích nguyên lý chỉnh lưu PWM
I. Cấu trúc mạch lực của chỉnh lưu PWM . 6
II. Vấn đề về giảm sóng điều hoà bậc cao . 7
III. Các cấu trúc điều khiển CL PWM . 8
IV. Mô phỏng bằng MATLAB . 9
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
You must be registered for see links
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
MỤC LỤC
Trang
PhầnI. Phõn tớch cỏc vấn đề tồn tại của CL dựng diode và thyristor .... 1
I. giới thiệu chung về CL diot thyrist......................................................... 2
II. Những tham số để đỏnh giỏ đối với lưúi ........................................... 3
III. Cỏc biện phỏp khắc phục .................................................................... 4
IV. Vấn đề trao đổi năng lượng giưa lưới và tải ....................................... 5
PhầnII. Phõn tớch nguyờn lý chỉnh lưu PWM
I. Cấu trỳc mạch lực của chỉnh lưu PWM .............................................. 6
II. Vấn đề về giảm súng điều hoà bậc cao ............................................... 7
III. Cỏc cấu trỳc điều khiển CL PWM ............................................ 8
IV. Mụ phỏng bằng MATLAB ............................................................. 9
NHIỆM VỤ THỰC TẬP:
Nghiờn cứu xõy dựng chỉnh lưu PWM tại phũng thớ nghiệm
ĐỊA ĐIỂM THỰC TẬP:
Phũng thớ nghiệm trọng điểm TĐH Trung tõm Cụng nghệ cao
NỘI DUNG THỰC HIỆN:
- Phõn tớch cỏc vấn đề tồn tại của chỉnh lưu dựng Diode và Thyristor.
- Phõn tớch nguyờn lý chỉnh lưu PWM.
- Mụ phỏng.
PHẦNI: PHÂN TÍCH VẤN ĐỀ TỒN TẠI CỦA CHỈNH LƯU ĐIOT
VÀ THYRISTOR
I.GIỚI THỆU CHUNG
Ngày nay cỏc bộ biến đổi dựng Diot và Thyristor đúng một vai trũ quan trọng nhất trong lĩnh vưc ky thuật điện tử cụng suất núi riờng và hệ thống điện núi chung.
Một bộ chỉnh lưu Diot Thyristor cú khả năng biến dũng xoay chiều 50/60Hz thành dũng 1 chiều,dể biến dũng 1 chiều thành xoay chiều ta phải sư dụng 1 bộ chỉnh lưu đặc biệt khỏc gọi là bộ nghịch lưu. Hiệu suất của cỏc bộ chỉnh lưu này rất cao lờn đến 98% do tổn thất trờn cỏc thiết bị nhỏ,tổn thất chuyển mạch khụng đỏng kể. Ứng dụng của cỏc bộ chỉnh lưu này rất rộng:
Sử dụng trong cỏc bộ nguồn cỡ nhỏ như cỏc bộ nguồn trong TV mỏy tớnh, UPS... Hay cỏc bộ nguồn cỡ lớn trong cỏc phương tiện giao thụng như tàu điện, xe điện.
Sử dụng trong quỏ trỡnh điện hoỏ như mạ, tạo điện cực trong điện phõn,bộ nạp ắc quy.
Dựng trong cỏc hệ truyền động 1 chiều
Cấp điện cho cỏc bộ nghịch lưu để điều khiển cho động cơ 1 XC. Làm giao diện cho cỏc hệ thống sử dụng điện khỏc…
II.CÁC THAM SỐ ĐÁNH GIÁ CỦA CL ĐỐI VỚI LƯỚI
Hỡnh 1.1
1 Hệ số mộo DF
(1.1)
Đối vớ súng vuụng:
(1.2)
2 Hệ số cụng suất thay thế DPF
Hỡnh 1.2
3 Hệ số cụng suất PF
Từ chuỗi furier của súng dũng điện trờn tải ta cú thể xỏc đeịnh những chỉ số RF,DPF ,PF như là cỏc hàm của Id được mụ tả trong hỡnh 1.1
Đối vơi những tải cụng suất lớn thỡ RF sẽ tăng cũn PF giảm nghĩa là chất lượng điện năng sẽ xấu đi
4.hệ số mộo RF:
Bộ biến đổi
Vựng cụng suất
ρmax [MW]
Độ mộo cho phộp
σv[p.j]
Tỏc dụng lờn lưới m
Súngđiềuhoà bậc cao được khảo sỏt
Pmin vmax
max
Điện ỏp lưới U1[KV]
U k= 0,05
Uk=0,1
Uk=0,15
Rất nhỏ
0,01
đến 0,25
0,04
6
5 13
40
35
30
0,38,
0,5,
0,66
12
11 13
25
20
15
Nhỏ
0,25
đến 1
0,03
6
5 13
55
50
40
6; 10; 22
12
11 13
35
25
15
Trung bỡnh
1 đến 10
0,02
6
5 25
90
70
60
6; 10; 22; 110
12
11 25
50
35
25
Lớn
Trờn
10
0,01
6
5 25
180
140
120
110
12
11 25
105
70
50
Bảng1: chỉ tiờu độ mộo điện ỏp lưới
III. CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
Để giải quyết vấn đề súng điều hoà bậc cao, người ta sử dụng bộ lọc.
Bộ lọc được thiết lập thành nhúm mạch LC cộng hưởng nối tiếp, nú sẽ ngắn mạch dũng điều hoà bậc cao.(Hỡnh 1.8.a)
Bộ lọc cũng cú thể bố trớ một bộ lọc giải rộng.(Hỡnh 1.8.b)
a) b)
Hỡnh 1.3
Để khắc phục hệ số cosφ thấp ta dựng cỏc bộ bự cosφ
IV.VẤN ĐỀ TRAO ĐỔI CễNG SUẤT VỚI LƯỚI VÀ TẢI
Chỉnh lưu dựng diode, thyristor chỉ cho phộp năng lượng đi theo 1 chiều duy nhất. Trong truyền động dựng biến tần cho động cơ xoay chiều. khi năng lượng của động cơ dư thừa( trong quỏ trỡnh hóm động năng, đảo chiều quay, hay non tải…) năng lương bị dồn ngược lại phớa XC,nhưng năng lượng khụng thể trả về lưới do CL điot chỉ cho phộp năng lượng chảy theo 1 chiều duy nhất. Vỡ vậy ta phải dập năng lượng bằng điện trở mắc ở mạch một chiều. Khi cụng suất động cơ tăng lờn thỡ điện trở cỳng tăng lờn điều này gõy hao phớ năng lượng và khụng ỏp dụng cho những ĐC cú ccụng suất rất lớn được.Cỏch khỏc là ta phải mắc thờm một bộ nghịch lưu để trả năng lượng lại lưới.Cỏch khắc phục này làm tăng gấp đụi số van và bộ điều khiển sẽ rất phức tạp.Mặt khỏc khi bộ CL thyristor hoạt động ở chế độ NL gúc mở van sẽ lớn hơn π/2 làm cho hệ số cosφ tụt thấp.
a)
Lưúi
b)
Hỡnh 1.4. Cỏc biện phỏp xử lý khi năng lượng động cơ dư thừa
a. Dập năng lượng bằng điện trở ở mạch một chiều
b. Mắc thờm một bộ nghịch lưu để trả năng lượng về lưới
Trong trường hợp mắc điện trở, nếu cụng suất cao thỡ đũi hỏi điện trở lớn nờn sẽ khú khăn trong việc chế tạo và hoạt động. Trong trường hợp mắc thờm một bộ nghịch lưu để trả năng lượng về lưới sẽ gõy tốn kộm.
Từ đú ta thấy cần tỡm ra một loại chỉnh lưu mới cú thể đỏp ứng được cỏc yờu cầu:
Chứa ớt súng điều hoà bậc cao trong lưới.
Hệ số cụng suất cao.
Cú thể trao đổi năng lượng giữa tải và lưới.
PHẦN II: CHỈNH LƯU PWM
Bộ chỉnh lưu PWM cú những ưu điểm so với chỉnh lưu dựng diode và thyristor:
Tạo ra ớt súng điều hoà bậc cao nờn dũng điện cú dạng hỡnh sin hơn.
Hệ số cụng suất cos =1.
Cú thể trao đổi năng lượng giữa tải và lưới.
I. SƠ ĐỒ NGUYấN Lí CL PWM
Hỡnh 2.1 Biểu diễn đơn giản của chỉnh lưu 3 pha PWM cho cụng suất chảy 2 chiều
L-filter là bộ lọc thụng thường nhất được sủ dụng.ta cũn cú thể dựng bộ lọc LCL cú nhiều ưu điểm hơn do tần số cộng hưởng giảm loại bỏ được điện ỏp nhiễu trong mạch.Tỏc dụng của L-filter là tớch trữ điện năng
Chỉnh lưu cầu cú cấu tạo như 1 bộ nghịch lưu thụng thường gồm 6 Tranzito mắc song song ngược vơi 6 diot. Ở điện ỏp thấp ta thường dựng tranzito IGBT với tần số đúng mở từ vài KHz đến vài chục KHz. Ở điện ỏp cao ta sử dụng tranzito GTO hay IGCT tấn ssố đúng cắt vài trăm HZ
DC-link gồm tụ lọc C 1 chiều.Bao gồm điện ỏp và dũng điện 1 chiều cú tỏc dụng tỏch riờng tải vúi bộ chỉnh lưu và cú tỏc dụng lọc điện ỏp 1 chiều trước khi được đưa đến tải tiờu thụ.
Cỏc van tranzito được điều khiển thớch hợp để tạo ra điện ỏp pha U1a,U1b,U1c cỏc điện ỏp này bao gồm điện ỏp cơ bản và điện ỏp điều hoà bặc cao.Thành phần điều hoà của Ufa bị ảnh hưởng rất lớn bởi kĩ thuật điều biến để điều khiển tranzito.Quan hệ giữa biờn độ và pha của điện ỏp pha cơ bản trờn lưới U2a, U2b, U2c với dũng điện cơ bản trờn L i1a, i1b, i1c khụng đỏng kể.Vẫn tồn tại dũng điều hoà được tạo ra bởi điện ỏp điều hoà tương ứng của bộ CL PWM nhưng về cơ bản độ lớn của súng điều hoà đó bị giảm đi rất nhiều do trở khỏng Lcủa bộ lọc L-filter.Trở khỏng này tăng lờn khi tần số súng điều hoà tăng
Điều kiện để chỉnh lưu PWM hoạt động:
Vdcmin>VCL tự nhiờn (chỉnh lưu diode hay chỉnh lưu thyristor với gúc mở α=0) Cuộn cảm phải được lựa chọn kỹ bởi cảm khỏng thấp sẽ làm cho dũng điện nhấp nhụ lớn và làm cho việc thiết kế ph...
Trang
PhầnI. Phõn tớch cỏc vấn đề tồn tại của CL dựng diode và thyristor .... 1
I. giới thiệu chung về CL diot thyrist......................................................... 2
II. Những tham số để đỏnh giỏ đối với lưúi ........................................... 3
III. Cỏc biện phỏp khắc phục .................................................................... 4
IV. Vấn đề trao đổi năng lượng giưa lưới và tải ....................................... 5
PhầnII. Phõn tớch nguyờn lý chỉnh lưu PWM
I. Cấu trỳc mạch lực của chỉnh lưu PWM .............................................. 6
II. Vấn đề về giảm súng điều hoà bậc cao ............................................... 7
III. Cỏc cấu trỳc điều khiển CL PWM ............................................ 8
IV. Mụ phỏng bằng MATLAB ............................................................. 9
NHIỆM VỤ THỰC TẬP:
Nghiờn cứu xõy dựng chỉnh lưu PWM tại phũng thớ nghiệm
ĐỊA ĐIỂM THỰC TẬP:
Phũng thớ nghiệm trọng điểm TĐH Trung tõm Cụng nghệ cao
NỘI DUNG THỰC HIỆN:
- Phõn tớch cỏc vấn đề tồn tại của chỉnh lưu dựng Diode và Thyristor.
- Phõn tớch nguyờn lý chỉnh lưu PWM.
- Mụ phỏng.
PHẦNI: PHÂN TÍCH VẤN ĐỀ TỒN TẠI CỦA CHỈNH LƯU ĐIOT
VÀ THYRISTOR
I.GIỚI THỆU CHUNG
Ngày nay cỏc bộ biến đổi dựng Diot và Thyristor đúng một vai trũ quan trọng nhất trong lĩnh vưc ky thuật điện tử cụng suất núi riờng và hệ thống điện núi chung.
Một bộ chỉnh lưu Diot Thyristor cú khả năng biến dũng xoay chiều 50/60Hz thành dũng 1 chiều,dể biến dũng 1 chiều thành xoay chiều ta phải sư dụng 1 bộ chỉnh lưu đặc biệt khỏc gọi là bộ nghịch lưu. Hiệu suất của cỏc bộ chỉnh lưu này rất cao lờn đến 98% do tổn thất trờn cỏc thiết bị nhỏ,tổn thất chuyển mạch khụng đỏng kể. Ứng dụng của cỏc bộ chỉnh lưu này rất rộng:
Sử dụng trong cỏc bộ nguồn cỡ nhỏ như cỏc bộ nguồn trong TV mỏy tớnh, UPS... Hay cỏc bộ nguồn cỡ lớn trong cỏc phương tiện giao thụng như tàu điện, xe điện.
Sử dụng trong quỏ trỡnh điện hoỏ như mạ, tạo điện cực trong điện phõn,bộ nạp ắc quy.
Dựng trong cỏc hệ truyền động 1 chiều
Cấp điện cho cỏc bộ nghịch lưu để điều khiển cho động cơ 1 XC. Làm giao diện cho cỏc hệ thống sử dụng điện khỏc…
II.CÁC THAM SỐ ĐÁNH GIÁ CỦA CL ĐỐI VỚI LƯỚI
Hỡnh 1.1
1 Hệ số mộo DF
(1.1)
Đối vớ súng vuụng:
(1.2)
2 Hệ số cụng suất thay thế DPF
Hỡnh 1.2
3 Hệ số cụng suất PF
Từ chuỗi furier của súng dũng điện trờn tải ta cú thể xỏc đeịnh những chỉ số RF,DPF ,PF như là cỏc hàm của Id được mụ tả trong hỡnh 1.1
Đối vơi những tải cụng suất lớn thỡ RF sẽ tăng cũn PF giảm nghĩa là chất lượng điện năng sẽ xấu đi
4.hệ số mộo RF:
Bộ biến đổi
Vựng cụng suất
ρmax [MW]
Độ mộo cho phộp
σv[p.j]
Tỏc dụng lờn lưới m
Súngđiềuhoà bậc cao được khảo sỏt
Pmin vmax
max
Điện ỏp lưới U1[KV]
U k= 0,05
Uk=0,1
Uk=0,15
Rất nhỏ
0,01
đến 0,25
0,04
6
5 13
40
35
30
0,38,
0,5,
0,66
12
11 13
25
20
15
Nhỏ
0,25
đến 1
0,03
6
5 13
55
50
40
6; 10; 22
12
11 13
35
25
15
Trung bỡnh
1 đến 10
0,02
6
5 25
90
70
60
6; 10; 22; 110
12
11 25
50
35
25
Lớn
Trờn
10
0,01
6
5 25
180
140
120
110
12
11 25
105
70
50
Bảng1: chỉ tiờu độ mộo điện ỏp lưới
III. CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
Để giải quyết vấn đề súng điều hoà bậc cao, người ta sử dụng bộ lọc.
Bộ lọc được thiết lập thành nhúm mạch LC cộng hưởng nối tiếp, nú sẽ ngắn mạch dũng điều hoà bậc cao.(Hỡnh 1.8.a)
Bộ lọc cũng cú thể bố trớ một bộ lọc giải rộng.(Hỡnh 1.8.b)
a) b)
Hỡnh 1.3
Để khắc phục hệ số cosφ thấp ta dựng cỏc bộ bự cosφ
IV.VẤN ĐỀ TRAO ĐỔI CễNG SUẤT VỚI LƯỚI VÀ TẢI
Chỉnh lưu dựng diode, thyristor chỉ cho phộp năng lượng đi theo 1 chiều duy nhất. Trong truyền động dựng biến tần cho động cơ xoay chiều. khi năng lượng của động cơ dư thừa( trong quỏ trỡnh hóm động năng, đảo chiều quay, hay non tải…) năng lương bị dồn ngược lại phớa XC,nhưng năng lượng khụng thể trả về lưới do CL điot chỉ cho phộp năng lượng chảy theo 1 chiều duy nhất. Vỡ vậy ta phải dập năng lượng bằng điện trở mắc ở mạch một chiều. Khi cụng suất động cơ tăng lờn thỡ điện trở cỳng tăng lờn điều này gõy hao phớ năng lượng và khụng ỏp dụng cho những ĐC cú ccụng suất rất lớn được.Cỏch khỏc là ta phải mắc thờm một bộ nghịch lưu để trả năng lượng lại lưới.Cỏch khắc phục này làm tăng gấp đụi số van và bộ điều khiển sẽ rất phức tạp.Mặt khỏc khi bộ CL thyristor hoạt động ở chế độ NL gúc mở van sẽ lớn hơn π/2 làm cho hệ số cosφ tụt thấp.
a)
Lưúi
b)
Hỡnh 1.4. Cỏc biện phỏp xử lý khi năng lượng động cơ dư thừa
a. Dập năng lượng bằng điện trở ở mạch một chiều
b. Mắc thờm một bộ nghịch lưu để trả năng lượng về lưới
Trong trường hợp mắc điện trở, nếu cụng suất cao thỡ đũi hỏi điện trở lớn nờn sẽ khú khăn trong việc chế tạo và hoạt động. Trong trường hợp mắc thờm một bộ nghịch lưu để trả năng lượng về lưới sẽ gõy tốn kộm.
Từ đú ta thấy cần tỡm ra một loại chỉnh lưu mới cú thể đỏp ứng được cỏc yờu cầu:
Chứa ớt súng điều hoà bậc cao trong lưới.
Hệ số cụng suất cao.
Cú thể trao đổi năng lượng giữa tải và lưới.
PHẦN II: CHỈNH LƯU PWM
Bộ chỉnh lưu PWM cú những ưu điểm so với chỉnh lưu dựng diode và thyristor:
Tạo ra ớt súng điều hoà bậc cao nờn dũng điện cú dạng hỡnh sin hơn.
Hệ số cụng suất cos =1.
Cú thể trao đổi năng lượng giữa tải và lưới.
I. SƠ ĐỒ NGUYấN Lí CL PWM
Hỡnh 2.1 Biểu diễn đơn giản của chỉnh lưu 3 pha PWM cho cụng suất chảy 2 chiều
L-filter là bộ lọc thụng thường nhất được sủ dụng.ta cũn cú thể dựng bộ lọc LCL cú nhiều ưu điểm hơn do tần số cộng hưởng giảm loại bỏ được điện ỏp nhiễu trong mạch.Tỏc dụng của L-filter là tớch trữ điện năng
Chỉnh lưu cầu cú cấu tạo như 1 bộ nghịch lưu thụng thường gồm 6 Tranzito mắc song song ngược vơi 6 diot. Ở điện ỏp thấp ta thường dựng tranzito IGBT với tần số đúng mở từ vài KHz đến vài chục KHz. Ở điện ỏp cao ta sử dụng tranzito GTO hay IGCT tấn ssố đúng cắt vài trăm HZ
DC-link gồm tụ lọc C 1 chiều.Bao gồm điện ỏp và dũng điện 1 chiều cú tỏc dụng tỏch riờng tải vúi bộ chỉnh lưu và cú tỏc dụng lọc điện ỏp 1 chiều trước khi được đưa đến tải tiờu thụ.
Cỏc van tranzito được điều khiển thớch hợp để tạo ra điện ỏp pha U1a,U1b,U1c cỏc điện ỏp này bao gồm điện ỏp cơ bản và điện ỏp điều hoà bặc cao.Thành phần điều hoà của Ufa bị ảnh hưởng rất lớn bởi kĩ thuật điều biến để điều khiển tranzito.Quan hệ giữa biờn độ và pha của điện ỏp pha cơ bản trờn lưới U2a, U2b, U2c với dũng điện cơ bản trờn L i1a, i1b, i1c khụng đỏng kể.Vẫn tồn tại dũng điều hoà được tạo ra bởi điện ỏp điều hoà tương ứng của bộ CL PWM nhưng về cơ bản độ lớn của súng điều hoà đó bị giảm đi rất nhiều do trở khỏng Lcủa bộ lọc L-filter.Trở khỏng này tăng lờn khi tần số súng điều hoà tăng
Điều kiện để chỉnh lưu PWM hoạt động:
Vdcmin>VCL tự nhiờn (chỉnh lưu diode hay chỉnh lưu thyristor với gúc mở α=0) Cuộn cảm phải được lựa chọn kỹ bởi cảm khỏng thấp sẽ làm cho dũng điện nhấp nhụ lớn và làm cho việc thiết kế ph...