Chuong 4 thiết bị nghịch lưu biến tần

10/11/2013
1
BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Giảng viên: TS. Khổng Cao Phong
Mã môn học: 4090213-4090227
Trường ĐH Mỏ - Địa Chất
Bộ môn Tự động hóa xí nghiệp Mỏ - Dầu Khí
T
1
u
2a
T
3
Z u
T
T
4
T
6
T
5
T
2
u
2b
u
2c
u
u
d

U
d

u
2a
u
2b
u
2c
u
2a
u
2b
u
2c
THIẾT BỊ NGHỊCH LƯU
Chương IV
10/11/2013
2
Nội dung
 4.1 Khái niệm - phân loại
 4.2 Sơ đồ nguyên lý – đặc điểm
 4.3 Nghịch lưu nguồn áp
 4.4 Nghịch lưu nguồn dòng
 4.5 Các dạng nghịch lưu khác
 4.6 Thiết bị biến tần
 4.7 Câu hỏi thảo luận


4.1 Khái niệm - Phân loại

 Theo số lượng pha
 Theo sơ đồ
 Theo nguồn cấp
 Một pha
 Ba pha
 Nhiều pha
 Hình cầu
 Hình tia
 Nguồn áp
 Nguồn dòng
10/11/2013
3
4.2 Nguyên lý – Đặc điểm
U
D
01
i
d
V
2
D
02
V
1
+
-
+
-
U/2
U/2

u
d
U
D
1
V
4
D
4
V
1
u
d
D
3
V
2
D
2
V
3
tải
D
1
V
2
D
2
V
1

U
tải
u
d
U D
01
V
2
D
02
V
1
U
u
d
tải
U
D
1
V
4
D
4
V
1
D
3
V
2
D

2
V
3
D
3
V
2
D
2
V
3
Z
A
Z
B
Z
C
u
A
u
B
u
C
Nghịch lưu 1 pha Half-Bridge
Nghịch lưu 1 pha Full-Bridge
Nghịch lưu 1 pha
Nghịch lưu 3 pha
4.3 Nghịch lưu nguồn áp
 Nguồn áp?
Là mạch điện có thể duy trì điện áp giữa hai

cực của nó không phụ thuộc vào tải hay dòng
điện ra.
10/11/2013
4
4.3 Nghịch lưu nguồn áp
 Nghịch lưu nguồn áp cầu một pha
U
D
1
V
4
D
4
V
1
u
d
D
3
V
2
D
2
V
3
tải
U
D
1
V

4
D
4
V
1
u
d
D
3
V
2
D
2
V
3
tải
U
D
1
V
4
D
4
V
1
u
d
D
3
V

2
D
2
V
3
tải
V
1
V
2
V
1
V
2
V
1
V
2
V
4
V
3
V
4
V
3
D
4
D
3

D
4
D
3
D
2
D
1
D
4
D
3
D
2
D
1
u
d
i
d
t
t
0
0
2p
t0
i
T/2
t
1

t
3
t
2
t
4
t
5
4.3 Nghịch lưu nguồn áp
 Nghịch lưu nguồn áp tia một pha

D
1
V
2
D
2
V
1
U
tải
u
d
D
1
V
2
D
2
V

1
U
tải
u
d
D
1
V
2
D
2
V
1
U
tải
u
d
D
1
V
2
D
2
V
1
U
tải
u
d
V

1
V
1
V
1
V
2
V
2
D
2
D
2
D
1
D
2
D
1
u
d
i
d
t
t
0
0
2p
t0
i

T/2
t
1
t
3
t
2
t
4
t
5
10/11/2013
5
4.3 Nghịch lưu nguồn áp
 Nghịch lưu nguồn áp cầu ba pha
Z
A
Z
B
Z
C
A B C
u
CB
u
AB
u
AC
U
D

1
V
4
D
4
V
1
D
3
V
6
D
6
V
3
D
5
V
2
D
2
V
5
Z
A
Z
B
Z
C
u

A
u
B
u
C
U/2
U/2
0
A B C
u
AB
u
AC
u
CB
N
4.3 Nghịch lưu nguồn áp
U
D
1
V
4
D
4
V
1
D
3
V
6

D
6
V
3
D
5
V
2
D
2
V
5
Z
A
Z
B
Z
C
u
A
u
B
u
C
U/2
U/2
0
A B C
u
AB

u
AC
u
CB
N
Góc dẫn 180
0
(p/2)
Góc dẫn 120
0
(2p/3)

V
1
V
2
V
3
V
4
V
5
V
6
0 t
T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6
V
1
V
2

V
3
V
4
V
5
V
6
0 t
T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6
10/11/2013
6
U
B
U
A
U
C
U
AB
T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6
0 t
0 t
0 t
V
2
V
2
V
1

V
3
V
4
V
5
V
6
V
3
V
5
V
4
V
6
V
5
4.3 Nghịch lưu nguồn áp
U
D
1
V
4
D
4
V
1
D
3

V
6
D
6
V
3
D
5
V
2
D
2
V
5
Z
A
Z
B
Z
C
u
A
u
B
u
C
U/2
U/2
0
A B C

u
AB
u
AC
u
CB
N



Z
A
Z
B
Z
C
U
6



Z
A
Z
B
Z
C
U
5

Z
A
Z
B
Z
C
U
4



Z
A
Z
B
Z
C
U
3



Z
A
Z
B
Z
C

U
2



Z
A
Z
B
Z
C
U
1
4.3 Nghịch lưu nguồn áp
i
A
T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6 T/6
0 t
V
2
V
2
V
1
V
3
V
4
V
5

V
6
V
3
V
5
V
4
V
6
V
5
U
A
V
1
V
4
D
4
D
1
V
4
D
4
V
1
0
A

10/11/2013
7
4.3 Nghịch lưu nguồn áp
 Điều khiển nghịch lưu nguồn áp
 Điều chế sóng vuông (Square)
 Điều chế độ rộng xung (PWM)
 Sinusoidal PWM (SPWM)
 Selected harmonic eliminatation PWM (SHE)
 Minimum ripple current PWM
 Space-Vector PWM (SVM)
 Random PWM
 Hysteresis band current control PWM
 Sinusoidal PWM with instantaneous current control
4.3 Nghịch lưu nguồn áp
TT Trạng thái v
0
P.Tử dẫn dòng

1
V+
đóng V- mở
U/2
V+
nếu i
0
>0
D+
nếu i
0
<0

2
V+
mở V- đóng
-U/2
V
- nếu i
0
<0
D
- nếu i
0
>0
3
V+
mở V- mở
-U/2
U/2
D
- nếu i
0
>0
D+
nếu i
0
<0
4
V+
mở V- đóng
Không
cho phép

U
D
+
V
-
D
-
V
+
C
-
C
+
i
0
a
N
U/2
U/2
i
+
-
v
0
Nghịch lưu nửa cầu (Half Bridge Inverter)
10/11/2013
8
Điều chế PWM lưỡng cực (Bipolar PWM)
u
D

90 180 270 3600
u
đk
V
+
V
-
v
0
U/2
-U/2
Mở
Mở
v
0
U/2
-U/2
i
0
I
i
i
0
i
TT

Trạng
thái
v
aN

v
bN
v
0
P.Tử dẫn dòng
1

V
1+
và V
2-
đóng và V
1-
và V
2+
mở
U/2
-
U/2
U
V
1+
và V
2-
D
1+
và D
2-
i
0

>0
i
0
<0
2

V
1-
và V
2+
đóng và V
1+
và V
2-
mở -
U/2
U/2
-
U
D
1-
và D
2+
V
1-
và V
2+
i
0
>0

i
0
<0
3

V
1+
và V
2+
đóng và V
1-
và V
2-
mở
U/2
U/2
0
V
1+
và D
2+
D
1+
và V
2+
i
0
>0
i
0

<0
4

V
1-
và V
2-
đóng và V
1+
và V
2+
mở -
U/2
-
U/2
0
D
1-
và V
2-
V
1-
và D
2-
i
0
>0
i
0
<0

5

V
1-
,V
2-
V,
1+
và V
2+
mở
-
U/2
U/2
U/2
-
U/2
-
U
U
D
1-
và D
2+
D
1+
và D
2-
i
0

>0
i
0
<0
U
D
1+
V
1-
D
2-
V
2+
D
1-
V
1+
D
2+
V
2-
C
-
C
+
N
U/2
U/2
i
i

0
+
-
v
0
a
b
Nghịch lưu cầu (Full Bridge Inverter)
10/11/2013
9
Điều chế PWM đơn cực (Bipolar PWM)
-U
v
0
U
i
0
i
90 180 270 360
u
D
90 180 270 3600
u
đk
v
aN
v
bN
v
0

U
-U
U/2
U/2
v
aN
-v
bN
4.4 Nghịch lưu nguồn dòng
 Nguồn dòng?
Là một mạch điện mà nó có thể cung cấp
hoặc hấp thụ một dòng điện độc lập với điện
áp giữa hai cực của nó.
Z
10/11/2013
10
4.4 Nghịch lưu nguồn dòng
 Nghịch lưu dòng một pha
i
d
V
1
V
3
V
4
V
2
V
11

V
14
V
13
V
12
C
1
C
2
u
C1
u
C2
L
u
t
i
t
4.4 Nghịch lưu nguồn dòng
 Nghịch lưu dòng ba pha
i
d
V
1
V
4
V
3
V

6
V
5
V
2
D
1
D
3
D
5
D
4
D
6
D
2
C
13
C
35
C
51
C
46
C
24
C
62
a

b
c
10/11/2013
11
4.6 Các dạng nghịch lưu khác
 Sinh viên tìm hiểu thêm
 Nghịch lưu cộng hưởng
 Nghịch lưu nhiều tầng
4.6 Thiết bị biến tần
 Khái niệm
Biến đổi nguồn điện xoay chiều có U, f không đổi
thành nguồn điện xoay chiều có U, f thay đổi.
 Phân loại
Phân loại theo sốlượng pha
Một pha
 Ba pha
 m-pha
10/11/2013
12
4.6 Thiết bị biến tần
 Phân loại theo sơ đồ
 Trực tiếp
 Gián tiếp
 Nguồn áp
 Nguồn dòng

4.6 Thiết bị biến tần
 Biến tần trực tiếp
 Nguyên lý hoạt động
10/11/2013

13
4.6 Thiết bị biến tần
 Biến tần trực tiếp
 Biến tần trực tiếp 1pha-1pha
T
1
T
2
T
3
T
4
Tải
U
1
T
1
T
2
4.6 Thiết bị biến tần
 Biến tần trực tiếp
 Biến tần trực tiếp 1pha-1pha
10/11/2013
14
4.6 Thiết bị biến tần
 Biến tần trực tiếp
 Biến tần trực tiếp 3pha-1pha
T
1
T

5
Tải
T
6
T
2
T
3
T
4
U
V
W
N
i
+
i
-
±u
d
Chỉnh lưu thuận (+) Chỉnh lưu ngược (-)
4.6 Thiết bị biến tần
 Biến tần trực tiếp
 Biến tần trực tiếp 3pha-1pha
T
1
u
2a
T
3

T
4
T
6
T
5
T
2
u
2b
u
2c
T
1
u
2a
T
3
T
4
T
6
T
5
T
2
u
2b
u
2c

Tải
i
+
i
-
±u
d
Chỉnh lưu thuận (+) Chỉnh lưu ngược (-)
10/11/2013
15
4.6 Thiết bị biến tần
 Biến tần trực tiếp
 Biến tần trực tiếp 3pha - 3pha
U
V
W
N
T
1
T
5
T
6
T
2
T
3
T
4
T

1
T
5
T
6
T
2
T
3
T
4
T
1
T
5
T
6
T
2
T
3
T
4
i
a+
i
a-
i
b+
i

b-
i
c+
i
c-
4.6 Thiết bị biến tần
 Biến tần trực tiếp
 Biến tần trực tiếp 3pha - 3pha
10/11/2013
16
4.6 Thiết bị biến tần
 Biến tần gián tiếp
 Biến tần nguồn áp – nguồn dòng
L
C
U
1
; f
1
U
2
; f
2
Chỉnh lưu Nghịch lưuNguồn áp
L
U
1
; f
1
I

2
; f
2
Chỉnh lưu Nghịch lưuNguồn dòng
4.6 Thiết bị biến tần
 Biến tần gián tiếp
 Biến tần nguồn áp
R
0
R
br
Cuộn kháng
U
V
W
Chỉnh lưu DC link Nghịch lưu
Const
U, f
Var
U
1,
I
1,
f
1
Điều khiển
Đặt
Điện trở hãm
10/11/2013
17

4.7 Câu hỏi thảo luận
 Lập bảng trạng thái đóng mở cho
nghịch lưu cầu 1 pha ở chế độ điều
chế PWM lưỡng cực
 Xác định dạng sóng điện áp ở các
pha của nghịch lưu ba pha với
trường hợp góc dẫn 120
0