đồ án tốt nghiệp .khảo sát biến tần altivar 31

Trờng Đại Học Bách khoa Hà Nội
Khoa Điện
Bộ môn kỹ thuật đo & tin học công nghiệp
=========*********===========
Đồ án tốt nghiệp
Cử nhân cao đẳng -ngành điện bộ môn đo lờng &tin học công
nghiệp
đề tài :
khảo sát biến tần ALTIVAR 31
Giáo viên hớng dẫn: Thầy Nguyễn Hoàng Nam
Sinh viên thực hiện :Trần Văn An
Hà Nội - 2006

Lời cảm ơn
E m xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn tới các thầy cô giáo trờng
đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung và thầy cô giáo bộ môn kỹ thuật đo &
tin học công nghiệp nói riêng đã nhiều công dìu dắt em .
Đặc biệt em biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Hoàng Nam là thầy trực tiếp h-
ớng dẫn em thực hiện đồ án này .
Thầy đã hớng dẫn mang tính quyết định giúp em có đợc sản phẩm mà
theo em nghĩ đó kà sự học hành của em suốt 3 năm học .
Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn những bạn bè , ngời thân gia
đình đã động viên khích lệ em để học tập tốt và hoàn thành đồ án này . Em
xin chân thành cảm ơn .
Sinh viên : Vơng bá viện
§å ¸n tèt nghiÖp Kh¶o s¸t biÕn tÇn Altivar31
Sinh viªn: TrÇn V¨n An
2
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
Lời nói đầu.
Đối với mỗi sinh viên, sau thời gian học tập và nghiên cứu trên nghế

nhà trờng đều mang nặng công lao dạy dỗ của các Thầy Cô luôn tận tuỵ với
công việc hết lòng với sinh viên thế hệ làm chủ tơng lai, làm chủ khoa
học kỹ thuật và công nghệ mới. Chúng em những sinh viên lớp CĐ Đo l-
ờng & tin học công nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội sau 3 năm miệt mài
học tập, công trình lớn nhất của chúng em đạt đợc đó là:đồ án tốt nghiệp.
Đó không chỉ là nỗ lực của bản thân mà còn là sự chỉ bảo tận tình của các
Thầy Cô trực tiếp hớng dẫn. Đề tài đồ án của em, sinh viên lớp CĐ Đo lờng
& tin học công nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội tuy còn đơn giản và cha
có ứng dụng trong thực tế nhng đó cũng phần nào đền đáp đợc công lao dạy
dỗ của các Thầy Cô giáo trong trờng và đặc biệt là thầy trực tiếp hớng
dẫn:Nguyễn Hoàng Nam. Nếu không có sự chỉ bảo tận tình của thầy thì em
không thể hoàn thành đồ án này đợc. Em xin chân thành cảm ơn các thầy.
Và cuối cùng em xin chúc các thầy luôn thành công trong công việc và
cuộc sống để luôn đào tạo ra những lớp sinh viên tài năng phục vụ cho đất
nớc.
Sinh viên: Vơng bá Viện
CHNG I NG C KHÔNG ÔNG B V CC
PHNG PHP
IU CHNH TC NG C KHÔNG
NG B.
I - NG C KHÔNG NG B (KĐB ).
1.1-Khái nim chung.
Sinh viên: Trần Văn An
3
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
ng c KB c dựng tng i ph bin trong sn xut cụng nghip
ng y nay,chúng thay th c ng nhi u cho các ng c mt chiu .Vì chúng:
giá th nh r ,cu to n gin , hiu sut cao , có th l m vi c trong môi
trng khc nhit :nhit cao, n mòn hn na hin nay vic s dng
các b bin i (bin tn ) ang m ra mt trin vng ln cho các loi

ng c không đồng bộ .
Tuy nhiên ng c không ng b cng có mt s nhc im :
+ Mômen t l vi bình phng in áp , cho nên khi in áp li in
gim xung s l m cho mômen kh i ng và mômen ti hn gim xung
rất nhiu .
+ Khe h không khí nh l m cho tin cy gim .
+Khi in áp li tng d sinh tình trng nóng quá mc i vi stato
cũng khi in áp li gim d l m cho rôto nóng quá m c .
1.2 Cu to
ng c KB l m t loi máy in xoay chiu hai dây qun ,dây qun s
cp nhận in áp li vi tn s f
1
dây qun th cp c khép kín . Dây
qun th cp sinh ra dòng in nh hin tng cm ng iện t vi tn số
f
2
v nó l h m c a tc góc rôto .
ng c KB c chia l m hai lo i: ng c KB dây qun v ng
c KB rôto lng sóc .
ng c KB rôto dây qun l lo i ng c m rôto có dây qu n ging
nh dây qun stato , dây quấn 3 pha ca ro to thng u hình sao , ba u
cũng li c ni vi v nh tr t , u với mch ngo i b ng chi than .Nh
c cu n y m ta có th ni thêm in tr ph v o m ch rôto ci thiện
tính nng m máy v iu chnh tc ộ .
ng c KB rôto lng sóc có dây qun rôto khác hẳn với kết cu ca
dây quấn stato .Trong rãnh ca lõi st rôto ngi ta đt các thanh dẫn bng
ng hay nhôm v nối t t chúng hai u vòng ngn mch.
Sinh viên: Trần Văn An
4
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31

Cu to gm hai phn chính
Phm cm : gm ba cun dây , t lch nhau 120 v c cấp in áp
xoay chiu ba pha to t trng quay . Phn cm t stato . Ni sao
hoc l tam giác .
Phn ng : cng gm ba cun dây ,thng t ở rôto. vi rôto bằng sắt và
rôto dây qun .
1.3 Nguyên lý l m vi c ca ng c KB.
ng c không ng b l m vi c da trên hin tng cm ng in t .
Khi t in áp 3 pha v o 3 dây qu n 3 pha t i xng trong lõi thép
stato. Khi từ trng quay (gi thit l chi u kim ng h ) ca phn cm
quay qua các dây dẫn phn ứng thì các cun dây (hay thanh) phn ng xut
hin sức điện động (s__ ) cm ng .Nu mch phn ng ni kín thì có
dòng in cm ng sinh ra (chiu xác nh theo quy tc b n tay ph i) . Từ
trng quay li tác dng v o chính dòng c m ng n y , 2 l c từ có chiu
xác nh theo quy tc b n tay trái v t o ra mô men l m quay ph n cm
theo chiu quay ca t trng quay .
Sinh viên: Trần Văn An
5
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
Hình 1.nguyên lý l m vi c ca ng c xoay chiu ba pha KK
Tc quay ca phn cm luôn nh hn tc quay ca t trng
quay.Nu phn cm quay vi tc bằng tc ca t trờng thì từ trờng s
không quay qua các dây n phn cm na nên sc in ng cm ng v
dòng in cm ng không còn . Do mômen cn phn cm s quay chm li
sau t trờng v các dây d n phn cm li b t trng quay qua , dòng
in cm ng li xut hin v do đó la mômen quay ln phn cm tip tc
quay theo từ trờng nhng vi tốc độ luôn nh hơn tốc độ từ trờng .
Tốc độ từ trờng quay l

0

(rad/s) hay n
0
(vòng/phút) thì tc quay
ca phn cm

hay n luôn nh hn

<

0 ,
n < n
0
. sai lệch tng i
gia hai tc gi l trt s .
s = (
0
- )/
0
(

1-1 )

= (1-s) hay n = n
0
(1-s ) (1-2 )
vi = (2n)/60 ;
0
=(2n
0
)/60 =( 2f

1
)/p ( 1-3 )
f
1
- tn s li
tc
0
(rad/s) hay n
0
(vòng/phút) là tốc độ lớn nht m rôto có th đạt
đợc nu không có lc cản n o . T c n y g i l tốc không ti lý tng
hay tc ng b .
Sinh viên: Trần Văn An
6
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
ở ch ng c 0 s 1 .
Dòng in cm ng trong cun dõy phn ng ro ro cng l dòng xoay
chiu vi tn s xác nh bi tc tng i cu rôto vi từ trờng quay
f
2
= [p(n
0
- n )]/60 (1-4 )
1.4 Gin thay th ca ng c KB v ặc tính c ca ng
c KB .
1.4.0 .gin
Hình 2 s thay th ng c không ng b .
U
f1
: tr s hiu dng ca in áp pha stato

1
,

à
,

2
: l các dòng in stato ,t hoá ,dòng rôto quy i v stato .
X
1
, X
à
, X
2

: l in kháng ti stato ,mch t hoá , in kháng rôto quy
i v stato .
R
1
, R
à
, R
2
: in tr ca cuộn dây stato , ca mch từ hoá ,của rôto ã
quy i v stato .

1.4.1 c tính c .
Phng trình quan h gia mômen quay v t c ca ng c KB

+








+
=
nm
R
ph
X
S
R
RS
RU
M
2
2
,

2
10
2
,
1
3

(N.M) (1-5)
v i
,
21
XXX
nm
+=
in tr ngn mch .
ta li có :tc ộ trt tới hạn c tính theo công thc:
Sinh viên: Trần Văn An
7
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
22
1
,
2
nm
th
XR
R
S
+
=

(1-6 )
v mụ men t i han :






+
=
22
110
2
1
2
3
nm
f
th
XRR
U
M

(1-7)
Du (+)ng vi trờng hp ng c KB l m việc ch ng c ,dấu
( -) l ch máy phát .Ta ang xét ng c nên ta nhn du (+)
1.5 Vn h nh ng c không ng b - iu chnh tc .
1.5.0 .Mở máy ng c KB .
Khi óng in trc tip v o stato ng c KB ể mở máy thì thọat
u do rôto cha quay , trt s =1 nu sc in ng cm ng v dòng

in cm ng ln :


mm
= (5ữ8)

dm
.
Dòng in n y có giá tr c bit ln các ng cơ công sut trung
bình v lớn ,gây ra nhi t đốt nóng ng c v gây xung l c có hi cho ng
c . Tuy dòng lớn nhng mômen mở máy thì nh :
M
mm
=(0.5ữ 1.5)M
dm

do vy cn phi có bin pháp m máy hn ch dòng in lúc m
máy m bo mt mômen m máy cn thit .
Đối vi các ng c công sut nh hoc công sut nh so vi công sut
ngun cp thì có th m máy trc tip .Nu không m máy trc tip thì có
th thc hin mt trong các phng pháp m máy trc tip sau ây:
A-M máy bng in tr i xng mch rôto (ch s dng cho
ng c KB rôto dây qun ).
B-M máy bng in tr i xng mch rôto.
C-M máy bng in tr hoc in không ni tip mch rôto.
D-M máy bng máy bin áp t ngu.
E-M máy nh i ni sao-tam giác, tam giác- sao.
Sinh viên: Trần Văn An
8
§å ¸n tèt nghiÖp Kh¶o s¸t biÕn tÇn Altivar31

1.5.1. Đảo chiều quay động cơ KĐB.
Để đảo chiều quay của động cơ điện xoay chiều ba pha KĐB, ta cần
phải đảo chiều quay của từ trưêng quay do Stato tạo ra. H×nh 3 cho sơ đồ
nguyªn tắc đảo chiều quay động cơ KĐB nhờ đảo chỗ hai pha A v B quaà
c¸c tiếp điểm công tắc tơ K1 v K2.à


Sinh viªn: TrÇn V¨n An
9
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
Hỡnh 3-S nguyên tc o chiu quay ng c KB( a,b) v c tính c
khi o chiu quay ( c)
1.5.2. iu chnh tc ng c.
A-iu chnh tc bng cách thay i in áp ngun cp t v o
phn cm (stato).
mt tn s nht nh 50 hz, mômen cc i ca ng c KB t l vi
bình phng in áp t v o ph n cm ( thng stato) theo biu thc (1-7):






+
=
22
110
2
1
2

3
nm
f
th
XRR
U
M

Du (+)ng vi ng c l m vi c ch ộng c.
thay i in áp cp cho phn cm phi dùng b bin i in áp xoay
chiu( Hình 4).
Sinh viên: Trần Văn An
10
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
Hinh 4 .S hiu chnh in áp ng c KB v đặc tính c khi iu chnh.
B bin i in áp (BĐĐA) có th l hai máy bi n áp t ngu, mt
máy bin áp nhiu u ra hay mt b bin i in áp bán dn dùng
thyristor. S hình 4 trình b y s ni dây v các c tính c khi thay
i in áp .
Nhn xét:
-Phng pháp n y ch cho thay i v phía gim áp (U<U
dm
) nên ch
thay i tc v phía gim.
-Khi in áp gim, mômen ti hn ca ng c gim mnh theo (1-7).
Trong khi tc không ti ( tc ng b ) gi nguyên nên khi iu
chnh v tc nh thì c tính gim cng v n nh kém hn.
-c tính c ca ng c KB thng có trt ti hn nh:
Nên phng pháp iu chnh tc bng bng cách thay i iện áp
t v o ph n cm thng kt hp vi vic tng in tr ph mch phn ng

tng trt ti hn, do ó tng c di iu chnh ln. Ch áp dng
ng c KB rôto dây qun.
B-iu chnh tc bng cách thay i in tr ph mch phn ng
( rôto).
Ch áp dng cho ng c KB rôto dây qun v c áp dng rng
rãi do tính cht ơn gin ca phng pháp. S nguyên lý v c tính c
nh hình 5.
Sinh viên: Trần Văn An
11
§å ¸n tèt nghiÖp Kh¶o s¸t biÕn tÇn Altivar31

H×nh 5
Nhận xÐt:
-Phương ph¸p n y chà ỉ cho điều chỉnh tốc độ về ph¸p giảm.
-Tốc độ c ng già ảm đặc tÝnh cơ c ng mà ềm, tốc độ động cơ c ngà
kÐm ổn định.
-Dải điều chỉnh phụ tthuộc m«men tải, m«men tải c ng nhà ỏ th×
dải điều chỉnh c ng hà ẹp.
-Khi điều chỉnh s©u (tốc độ nhỏ) th× độ trượt động cơ tăng, tổn
hao năng lượng lớn( trªn R
p
)
C-Điều chỉnh tốc độ bằng c¸ch thay đổi số đæi cực của động cơ.
Đặc tÝnh cơ thay đổi víi tốc độ đång bộ theo 1-3 :
Sinh viªn: TrÇn V¨n An
12
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31

==
p
f
n
p
f 60
;
2
00


thay i theo s ôi cc.
Do s ôi cc p ch có th l s nguyên ( p=1,2,3) nên i vi ng
c KB l m vi c li in xoay chiu tn s 50 Hz ch có th có nhng
tc ộ ng b sau:
( )
phv
p
n /600;750;1000;1500;3000
50.60
0
==
ng vi p=1,p=2,p=3,p=4.
Động c KB thng c ch to vi s ôi cc c nh p l do

cách qun các cun dây stato quyt nh. iu n y thay i p l khó v i
ng c rôto dây qun. Nhng m i vi ng c rôto lng sóc thì nó li
có kh nng t thay i s ôi cc tng ng vi stato. Vì vy phng
pháp n y c s dng ch yu cho ng c rôto lng súc.
D-iu chnh tn s ngun cung cp cho ng c KB bng các b bin
tn dùng thyristor hay transistor.
Ta quan tâm nhiu n vn iu chnh tn s ca ng c,và i vi
các h ng c KB thì tc ng c xoay chiu có yêu cu cao v di
iu chnh v các tính ch t ng hc ch có th thc hin c vi các h
s dng bin tn.Tu theo cu trúc c bn ca b bin tn- ng c khác
nhau ngi ta chia chúng ra :
+Bin tn trc tip: l lo i bin tn m t n s u ra luôn nh hn
tn s li f
1
, thng di 50% f
1
, c dựng cho các h truyn ng công
sut ln.
+Bin tn gián tip : thng dùng cho các h truyn ng nhiu
ng c, cho phép ta iu chnh tn s v in áp liên tc. Các loi bin tn
n y s c trình b y k hn chng III. Yêu cu chính i vi truyn
ng iu khin l : m bo cng ca c tính c v kh nng quá ti
trong to n b di iu chnh.
Sinh viên: Trần Văn An
13
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
Từ (1.2) =
0
(1-s)
Và (1-3) : = (2f

1
)/p vậy ta sẽ có
( )
s
p
f
= 1
2
1


(1-8) và
( )
s
p
f
n = 1
60
1
(1-9)
vi :
l t c quay ca ng c.
f
1
l t n s ngun ỏp cp .
p l s ụi cc ca ng c
s l trt

0
l t c t trờng quay

T (1-10) ta thy: khi thay i tn s ca ngun cp cho ng c f
1
thì tc
ng c cng thay i Vì p thờng cố định ,2, (1-s) cố định nên:
Khi f
1
tng thì tng theo .
Khi f
1
gim thì gim theo .
Vic iu chnh tc ca ng c KB bng cách thay i tn s
n y th ng kéo theo iu chnh in áp, dòng in hay t thông ca mch
in stato.
= LI (1-10)
U = ZI = ( L)I +RI (1-11)
U = 2 f LI (Bỏ qua RI ) (1-12)
U = 2 (1-13)


=

2
U
f
(1-14)
1.6. Kt lun.
Ng y nay v i s phát trin mnh m ca k thut in t, tin hc, c
ong ngh ch to bán dn công sut, ng c KB ó c khai thác
nhng u im cnh tranh có hiu qu vi h truyền động( T-). Ta cng
thy có th iu chnh tc ca ng c KB trong mt di rng không

Sinh viên: Trần Văn An
14
Điện tử
công suất
Công suất ra
Công
su
ất
và
o
Tín hiệu
điều
khiển
Điện tử
tín hiệu
Tín hiệu ra
Tín
hiệu
vào
Nguồn
Nuôi
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
my khó khn v công ngh bán dn công sut. B bin tn s tip tc c
trình b y k hn chng sau.
CHNG II
CC PHN T BN DN
I Khái quát chung.
Hin nay nh các b bin i ( ví dụ bin tn ) c s dng cùng các
phn t bán dn công suất , iu khin ng c KB.
Ta cũng cần phân biệt : Kỹ thuật điện tử tín hiệu và điện tử công suất .

Điện tử tín hiệu (điện tử dòng điện yếu), điện tử công suất (điện tử dòng
điện mạnh) (hình 6)
t

Hình.6
Sinh viên: Trần Văn An
15
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
in t công sut l m t chuyên ng nh c a k thut in t , nghiên
cu v ng dng các phn t bán dn cụng sut trong s các b bin i
nhằm :
Bin i v kh ng ch ngun nng lng in vi các tham s có th
thay i c .
u im s dng các phn t bán dn công sut :
+ Không gây tia la in khi cắc van óng , cắt in .
+ Không b m i mòn theo th i gian .
+ Tuy có thể óng ct dòng in ln nhng các phn t bán dn công
sut li c iu khin bi các tín hiu in cụng sut nh .
+ Hiu sut cao tn tht ít .
+ Cung cp ngun nng lng cho ph ti vi các c tính yêu cu .
1.1 c tính c bn chung ca các phn t bán dn s dng trong bộ
bin i .
+Ch l m vi c trong ch khoá , khi mở cho dòng chy qua thì có
in tr tng ng rt nh . Khi khoá thì in tr tng ng rt ln
Nh ó tn hao công sut trong quá trình l m vi c c tính bng tích
ca in áp ri trên phn t vi dòng chy qua s cú giá tr nh .
+Các phn t bán dn ch dn dòng theo mt chiu khi phn t c
đt di in áp phân cc thun . Khi in áp t lên phn t l phân c c
ngc , dòng qua phn t nh gi l dòng rò (c mA) .
II Phân loi các phn t bán dn cụng sut .

+Loi không iu khin ví d nh it .
+Loi có iu khin (c chia l m hai lo i ) :
- iu khin không ho n to n nh thyristor , triac.
-iu khin ho n to n : GTO ,Transistor,IGBT, MOSFET .
1.2 Phn t không iu khin (it)
1.2.1. Khái niệm.
Sinh viên: Trần Văn An
16
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
it l ph n t bán dn cu to bi 1 lp tip giáp p-n. it có 2
cc , ant l c c ni vi lp bán dn kiu p, catt k l c c ni vi lp bán
dn kiu n. Dòng in ch chy qua lp bán dn theo chiu t A n K khi
in áp U
AK
dng . Khi U
AK
< 0 dòng qua it xp x bằng 0.
1.2.2. Cu to v kí hi u ca it .
Hình 7, a. cu to, b. kí hiu
1.2.3. c tính Vôn-Ampe ca it

Hình 8. c tính thc t
c tính gm 2 phn , phn tính thun nm trong góc phn t th
nht , tng ng U
AK
> 0 , c tính ngc nm góc phn t th 3 vi U
AK
<
0 .
Trên ng đc tính thun , nu U

AK
tng t 0 cho n khi vt qua
giá tr U
D,0
xp x 0.6 n 0.7V (gi l in áp ri trên iôt) theo chiu
thun , dòng trên iôt có th có giá tr ln nhng in áp ri trên iôt thì
hu nh không i . Vy c tính thun đặc trng bi tính cht : Đin tr
tng ng nh .
Sinh viên: Trần Văn An
17
§å ¸n tèt nghiÖp Kh¶o s¸t biÕn tÇn Altivar31
Trªn đường đặc tÝnh ngược nếu U
AK
tăng từ 0 đến U
ngmax
gọi l àđiện
¸p ngược max th× dßng qua đi«t rất nhỏ gọi l dßng rß. Nà ếu tiếp tục giảm
U
AK
th×
Ι
cũng kh«ng giảm nªn ®i«t bị ®¸nh thủng .
1.2.4. C¸c th«ng số cơ bản của đi«t .
A . Gi¸ trị trung b×nh của dßng điện cho phÐp chạy qua đi«t theo chiều
thuận ,
Ι
D
B . Gi¸ trị điện ¸p ngược lớn nhất m à đi«t cã thể chịu đựng được ,
U
ngmax

:yªu cầu U
AK
≤ U
ngmax
C . Tần số
D . Thời gian phục hồi ,t
r
1.2.5.Nhận xÐt .
Víi cấu tróc v tÝnh chà ất như vậy , đi«t sử dụng trong nhiều mạch chỉnh
lưu kh«ng điều khiển động cơ KĐB sẽ được xÐt tiếp ở chương sau .
1.3 Phần tử b¸n dẫn cã điều khiển .
1.3.1.Phần tử điều khiển kh«ng ho n to n .à à
A . Thyristor.
A.1.Kh¸i niệm :
Thyristor l phà ần tử b¸n dẫn cấu tạo từ 4 lớp b¸n dẫn p-n-p-n tạo ra ba
tiếp gi¸p p-n J
1
, J
2
J
3
. nã cã ba cùc ,anot A , cat«t K , cực điều khiển G .
Hình 9 . a-cấu tao , b ký hiệu của thyristor.
A.2 ĐặctÝnh v«n -ampe của mét thyristor .
Sinh viªn: TrÇn V¨n An
18
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31

Hình 10. c tính vôn-ampe ca thyristor .
c tính vôn-ampe ca thyristor gm hai phn chính .(hình10)

.Phn th nht nm trong góc phn t th I l c tính thun tng ng vi
trờng hp in áp U
AK
>0 , phn th hai nm trong góc phn t th

, gi
l c tính ngc , ng vi U
AK
<0.
A.3-Các thông s c bn ca thyristor .
+Giá tr trung bình cho phép chy qua thyristor ,

v,tb
.
+in áp ngc cho phép ln nht ,U
ngmax
.
+Thi gian phc hi tính cht khoá ca thyristtor , t
p (
à
s)

+Tc tng in áp cho phép d
v
/d
t
(v/
à
s) .
+Tc tng dòng cho phép (

A/
à
s
) .
A .4-thyristor ứng dng nhiu trong các mch ng lực , với chnh lu có
iu khin .
B-TRIAC .
B .1 Khái nim : l ph n t bán dn gm nm lp bán dn , to nên cu
trúc p-n-p-n nh thyristor theo c hai chiu gia các cc T
1
,

T
2
, do đó cú
th dn dòng theo c hai chiu gia T1 , T
2
. TRIAC coi nh tng ng
vi hai thyristor u song song ngc .
Sinh viên: Trần Văn An
19
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31

Hình 11 , a-cu trúc bán dn
b-ký hiu trên s c-s tng ng vi hai
thyristor song song ngc.
1.3.2-Phn t bán dn công sut iu khin ho n to n .
C-GTO (gate turn-off thyristor )
L một lo i ca thyristor :khoá li c bng cc iu khin . Cu
trúc ca GTO phc tp hn so vi các thyristor thng nh ta đã xét . Cu

trúc v ký hi u ca và ký hiu ca GTO nh hinh12
Sinh viên: Trần Văn An
20
§å ¸n tèt nghiÖp Kh¶o s¸t biÕn tÇn Altivar31

H×nh 12 a-cấu tróc b¸n dẫn
b-ký hiệu GTO .
D-transistor c«ng suất
D1.Kh¸i niệm :
Transistor l phà ần tử b¸n dẫn cã cấu tróc gồm 3 lớp b¸n dẫn p-n-p (bãng
ngược ) tạo nªn hai lớp tiếp gi¸p p-n . h×nh13 .phần lớn c¸c transistor c«ng
suất lớn cấu tróc n-p-n .Transistor cã 3 cực Bazơ(B) colector (C) emitor (E).
Gọi
β
l hà ệ số khuếch đại dßng điện .

Ι
c
=
β
Ι
B

Ι
C
(dßng colector)
Ι
B
(dßng bazơ).

H×nh13.a-bãng thuận ,b-bãng ngược .
Sinh viªn: TrÇn V¨n An
21
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
Chú ý :khi iu khin mở transistor dòng iu khin phi tho mãn:


C
bhB
C
B
I
KHayI
I
I .=
(1-15)
Với K
bh
=1,2ữ1,5 (hệ số bão hoà)
Tn hao công sut trên transistor bng tích gia dòng colector vi
in áp ri trên colector-emitor .Do ó trong chộ khoá ,tn hao công
sut trên s rt nh .
D2.Các thông s c bn ca transistor.
+ Dòng in colector cho phép ln nht

C,max
.

+ H s khuch i dòng in

.
+ c tính công sut gii hn .
+Thi gian óng ct.
E-Tansistor trờng -MOSFET (metal-oxicle-semicolector field-effect
Transistor ).
MOSFET: l ph n t iu khin bng in áp.Vi c im n y v i
MOSFET công sut iu khin l không áng k , do vy có th iu khiển
trc tip MOSFET bi u ra ca vi mch công sut nh.
Ký hiu MOSFET:
Sinh viên: Trần Văn An
22
§å ¸n tèt nghiÖp Kh¶o s¸t biÕn tÇn Altivar31

H×nh14
F-Transistor cã cực điều khiển c¸ch ly ,
Ι
GBT.

Ι
GBT l phà ần tử kết hợp khả năng đãng cắt nhanh của MOSFET với
khả năng chịu tải lớn của transistor thường .Nã cũng l phà ần tử điều khiển
bằng ®iÖn ¸p ,do vậy c«ng suất điều khiển yªu cầu nhỏ .
Ký hiệu
Ι
GBT:
H×nh15
Sinh viªn: TrÇn V¨n An
23
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
1.4.So sánh tng i gia các phn t bán dn công sut .

Có th so sánh một cách tng i các phn tử bán dn công sut theo
kh nng óng ct v công sut (in áp và dòng điện ) v t n s óng ct
thy c phm vi ng dng ca các phn t khác nhau . Hình 16 miêu
tả s so sánh n y

Hình 16
Nhn xét :
Thyristor l nh ng phn t c ch to cho kh nng úng ct v công
sut ln nht . Nhng thyristor ln nht có th chu c n 4500v , dòng
ti a nên ti 4000A . Phm vi hot ng với tn s i vi thyristor l th p
nht vì vy, các thyristor c ng dng ch yu trong các s chnh
lu . V l i thyristor l ph n t iu khin không ho n to n , có th iu
m bng cc iu khin nhng lại không thể iu khiển khoá li c .
GTO l b c ci tin ỏng k về công ngh ch to thyristor. GTO có kh
nng óng ct thp hn v công sut so vi thyristor , nhng phm vi hot
ng vố tn s li cao hn . GTO c ng dng trong các s nghch
lu công sut trung bình .vic ng dng GTO ó dn n công sut các b
bin i (bin tn) c ch to ng y c ng l n .
Sinh viên: Trần Văn An
24
Thấp Trung bình Cao
Vừa và
nhỏ
Trungbình
Lớn
Công
Suất
Thyistor
GTO
IGBT,

Transitor
MOSFET
Tần số
Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31
Transistor v

GBT l nh ng phn t bán dn c ng dng rng rãi
trong phm vi công sut nh nhng yêu cu tần s l m vi c cao . c bit l
các

GBT ang c ng dng ng y c ng r ng rãi v thay th dn các
transistor thng .Vi cụng sut iu khin yêu cu nh , vic s dng các

GBT l m n gin áng k ca b bin i v l m cho kích th c ca h
thng iu khin ng y c ng thu nh . Vi u th tuyt i v thi gian
úng ct cc nh (cỡ 0.5 n 1
à
s) , cỏc MOSFET chim u th tuyt i
cho các ng dng yêu cu tn s úng cắt rt cao n v i tr m kH
z
nhng
công sut tng i nh .
Chơng III
Khảo sát bộ biến tần điều khiển động cơ KĐB
I. .Giới thiệu bộ biến tần .
1 . Khái niệm cơ bản
Sinh viên: Trần Văn An
25