Bài giảng Điện tử công suất - Chương 5: Thiết bị biến tần

Nội dung text: Bài giảng Điện tử công suất - Chương 5: Thiết bị biến tần

1. BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Chương 5: Thiết bị biến tần
2. Chương 5 Thiết bị biến tần • 5.1 Phân loại biến tần • 5.2. Biến tần trực tiếp • 5.3. Biến tần độc lập
3. 5.1 Phân loại biến tần • Biến tần quay; • Biến tần tĩnh.
4. • I. Biến tần quay. • Biến tần quay là máy phát điện xoay chiều I 220/ KT 380V; 50 Hz UKT c) n.p .p f ,hay f 60 2 Trong ®ã: f – tÇn sè ®iÖn ¸p tÝnh b»ng hec Hz; n – tèc ®é quay tÝnh theo vßng/phót;  - tèc ®é quay tÝnh theo radian/gi©y; p – sè ®«i cùc m¸y ®iÖn.
5. •II. Biến tần tĩnh •Biến tần tĩnh là loại biến tần được chế tạo từ các linh kiện bán dẫn công suất. Có hai loại biến tần tĩnh thường gặp: •Biến tần trực tiếp; •Biến tần độc lập.
6. • Biến tần trực tiếp biến đổi trực tiếp đường cong lưới điện xoay chiều công nghiệp, nó có dạng: t
7. • Biến tần độc lập • Đây là loại biến tần biến đổi từ điện một chiều thành điện xoay chiều. Điện áp nguồn cấp một chiều, nên khi biến đổi điện áp xoay chiều là những xung vuông có dạng như hình bt4 t
8. 5.2. Biến tần trực tiếp • Khái niệm • Biến tần trực tiếp nguồn cấp một pha • Biến tần trực tiếp nguồn cấp ba pha
9. Khái niệm • Người ta trực tiếp biến đổi đường cong lưới điện công nghiệp, khi đó ta thu được điện áp với tần số khác tần số điện lưới • Có thể dùng mạch điện với nguồn cấp một pha hay nguồn cấp ba pha • Bằng cách đóng mở tiristor theo quy luật nào đó ta có được điện áp xoay chiều
10. 2. Biến tần trực tiếp nguồn cấp một pha • Sơ đồ mạch điện f 10Hz T1 A t U 1 Z T2 B t f 16,66Hz
11. • Một sơ đồ khác của biến tần trực tiếp một pha T1 f=16.6 Hz A T2 t F E U1 T3 B T4 t f=25 Hz
12. 5.3 BIẾN TẦN ĐỘC LẬP MỘT PHA Biến tần độc lập với biến áp trung tính Biến tần độc lập với sơ đồ nửa cầu Biến tần độc lập với sơ đồ cầu
13. 1. Biến tần độc lập nguồn áp dạng biến áp có trung tính Sơ đồ nguyên lí K1 T A A 1 iT W E U 1 UN i N * W3 B B * D W2 T2 * K2 C C
14. Hoạt động của sơ đồ được giải thích theo đường cong iT U i T T UT t t i t t  <
15. 2. Biến tần độc lập nguồn áp dạng nửa cầu Sơ đồ nguyên lí C 1 K C1 T + 1 + 1 UN UN ZT ZT B A B A C C 2 2 T2 + + K2 a b
16. Dạng sóng dòng điện và điện áp u/ u/ i/ i/ 2 2 i i 2 2 u K1 uK1 iK1 iK1 2 2 / / / / T T D1 D1 T1 D1 T1 1 D1 1
17. 3. Biến tần độc lập nguồn áp dạng cầu Sơ đồ nguyên lí T K 1 T3 2 K2 U UN ZT N ZT T2 T4 K K2 2
18. Dạng sóng dòng điện và điện áp u u t 0 + 2 t 2 0  i/ i/ t t 0 0 2 2 i i t t 0 0 2 2 u u K1 K1 t t 0 0 2 2 iK1 iK1 t t 2 0 0 2 D T / D1 T1 1 1 D / D / T 2 t 2 T2 2 2 0 t 2 D T / / 1 1 D1 T1 / / D2 T2 D2 T2
19. Sơ đồ mô phỏng bằng Pesim Sơ đồ nguyên lí
20. • Dạng sóng điện áp điều biển độ rộng trong thực tế
21. • Dạng sóng điện áp và dòng điện khi tần số sóng mang fr=500Hz
22. • Dạng sóng xung điều khiển với tần số fr= 1000Hz
23. • Dạng sóng điện áp và dòng điện với tần số fr= 1000Hz
24. • Dạng sóng điện áp và dòng điện khi fr=5000Hz
25. 1. Biến tần độc lập nguồn áp ba pha nửa cầu Sơ đồ nguyên lí T T1 3 T5 C1 ZA A U ZB N 0 B C ZC C2 T 2 T4 T6
26. • Sơ đồ mô phỏng
27. Dạng sóng dòng điện và điện áp
28. • Dạng sóng dòng điện
29. 2.Biến tần độc lập nguồn áp 3 pha dạng cầu Sơ đồ nguyên lí T T1 3 T5 ZA A U Z N B B C ZC T 2 T4 T6
30. • Sơ đồ mô phỏng
31. Dạng sóng điện áp
32. • Dạng sóng dòng điện
33. Điều biến độ rộng xung – Sơ đồ mô phỏng
34. Xung điều khiển
35. Dạng sóng dòng điện áp (sóng mang fr = 1000Hz)
36. • Tần số sóng mang fr =5000Hz
37. • Dạng sóng dòng điện
38. 5.4 Biến tần áp ba pha • 1. Biến tần nửa cầu • 2. Biến tần cầu toàn sóng
39. 1. Biến tần nửa cầu • Sơ đồ nguyên lí T1 T3 T5 C1 ZA A UN ZB 0 B Z C C C 2 T2 T4 T6
40. Nguyên lí hoạt động • Đường đi của dòng điện các pha T T T T T1 T3 T5 T1 3 T5 1 3 5 C C C1 1 1 Z UN Z ZA A A A U A A UN Z N ZB ZB B B 0 B 0 B 0 Z Z C ZC C C C C C C C2 2 2 T T T T2 T T T2 T4 T6 2 4 6 4 6 T T T1 3 T5 T1 3 T5 T T C C T1 3 5 1 1 C1 Z Z A A ZA U A U A A N ZB N ZB UN Z 0 B 0 B B B Z Z 0 C C C C C ZC C2 C2 C T2 T T6 T2 T T 2 4 4 6 T2 T4 T6
41. • Sơ đồ mô phỏng
42. Dạng sóng dòng điện và điện áp
43. • Dạng sóng dòng điện
44. 2.Biến tần độc lập nguồn áp 3 pha dạng cầu Sơ đồ nguyên lí T T1 3 T5 ZA A U ZB N B 0 C ZC T 2 T4 T6
45. Nguyên tắc điều khiển Các tran. của ba pha điều khiển dịch pha nhau một góc 600 điện 600 T1 t 0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 T2 B T3 t T4 C T5 t T6 TA0 t
46. • Mô tả đường đi của dòng điện của biến tần T T T T1 3 5 T1 T3 T5 T1 3 T5 ZA ZA ZA UN A U A U A ZB N Z N Z B 0 B B 0 B B 0 Z Z C C C ZC C C T T T 2 T4 6 T2 T4 T6 2 T4 T6 trong khoảng 0  t1 trong khoảng t2  t3 trong khoảng t4  t5 T T T T1 3 T5 T1 3 5 T1 T3 T5 ZA ZA ZA U A UN A U A N Z ZB N Z B B 0 B 0 B B 0 Z Z C C C C C ZC T T T 2 T4 T6 2 T4 6 T2 T4 T6 trong khoảng t  t trong khoảng t1  t2 trong khoảng t3  t4 5 6
47. • Sơ đồ mô phỏng
48. Dạng sóng điện áp
49. • Dạng sóng dòng điện
50. Điều biến độ rộng xung – Sơ đồ mô phỏng
51. Xung điều khiển
52. Dạng sóng dòng điện áp (sóng mang fr = 1000Hz)
53. • Tần số sóng mang fr =5000Hz
54. • Dạng sóng dòng điện
55. Biến tần công nghiệp Biến tần đầu vào một pha ra một pha Biến tần đầu vào một pha ra ba pha Biến tần đầu vào ba pha ra một pha Biến tần đầu vào ba pha ra ba pha
56. • Biến tần đầu vào một pha ra một pha
57. • Biến tần đầu vào một pha ra ba pha
58. • Biến tần đầu vào ba pha ra một pha
59. • Biến tần đầu vào ba pha ra ba pha