ứng dụng của điện tử công suất trong điều chỉnh tốc độ động cơ, chương 1 potx

CHƯƠNG I:
VẤN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN CÁC LINH
KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
DÙNG TRONG VIỆC ĐIỀU
CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
I.1 ĐIỀU KHIỂN TRANSISTOR:
- Transistor được dùng để đóng cắt dòng điện có cường độ
tương đối lớn. Vậy chúng chỉ làm việc ở hai trạng thái:
- Trạng thái đóng (dẫn bão hòa) để đóng mạch điện.
- Trạng thái mở (ngưng dẫn) để cắt mạch điện.
Khi transistor hoạt động với thời gian dẫn bão hòa hay ngắt
tương đối dài còn gọi là chế độ khóa của transistor.
I.1.1 Chế độ khóa của Transistor.
-Transistor làm việc ở chế độ khóa như một khóa điện tử
đóng mở mạch nhanh với tốc độ nhanh (10
-9
s  10
-6
s) do đó có
nhiều đặc điểm khóa với chế độ khuếch đại.
Transistor ở chế độ khóa thì điện áp đầu ra có hai trạng
thái sau:
V
ra
=1 khi V
vào
= 0.
(I.1)
V
ra
= 0 khi V

vào
= 1.
- Chế độ khóa của transistor được xác đònh bởi chế độ điện
áp hay dòng điện một chiều cung cấp từ ngoài qua một mạch
phụ trợ (khóa thường đóng hay thường mở) việc chuyển trạng
thái khóa thường đïc thực hiện nhờ một tín hiệu xung có cực
tính thích hợp tác động tới đầu vào. Những đặc điểm chủ yếu
của chế độ khóa được xét như hình I.1.
HìnhI-1:Mạch khóa dùng Transistor
-Ban đầu khi V
vào
=0, transistor ở trạng thái mở, dòng điện
ra I
c
= 0 lúc không có tải R
t
, khi transistor được coi là hở mạch
V
ra
= V
nguồn
khi cho xung điều khiển có cực tính dương tới đầu
vào V
vào
= 1 transistor chuyển sang trạng thái đóng (bão hòa)
điện áp ra thỏa mãn điều kiện ở (I.1) V
ra
= 0 ở trạng thái bão
hòa để duy trì khả năng điều khiển và để tránh điện tích cực
nền quá lớn, dòng điện cực nền ban đầu phải cao để chuyển

sang trạng thái dẫn nhanh chóng, ở chế độ khóa dòng điện nền
phải giảm cùng qui luật như dòng điện thu để tránh hiện tượng
chọc thủng tiếp giáp BC.
Trạng thái đóng mạch I
B
lớn
I
C
do tải giới hạn
Trạng thái hở mạch I
B
=0
+Vnguồn
RC
R3
Hình I.2: Đặc tuyến transistor ở chế độ khóa.
I.1.2 MẠCH TR GIÚP MỞ:
Hình I.3 :Mạch trợ giúp mở.
Khi transistor chuyển từ trạng thái đóng sang trạng thái mở.
Mạch trợ giúp mở gồm các phần tử C, D
1
, R
1
. Dòng điện tải
là i, vì thời gian chuyển trạng thái rất ngắn nên xem I=const
trong mỗi lần chuyển trạng thái.
Ban đầu V
CE
= V
CE bảo hòa

 0, i
C
=I, i
D
= 0.
t2
t1
i
D
t
t
t
i
D
I V
I
i
C
0
0
0
V+
ic
Vvào
i
i
i1
D
D2
Rt

D1R1
C
Khi cho xung áp tâm tác động vào cực nền của Transistor
dòng I
C
giảm tuyến tính từ 1 xuống 0 trong khoảng thời gian t
1
.
Nếu không có mạch trợ giúp mở i
C
+ i
D
= I = const (I.2).
Vừa lúc i
C
bắt đầu giảm thì i
D
tăng lên ngay, D
2
làm chuyển
mạch tải
V
CE
= V+0,6V (I.3).
Nếu có mạch trợ giúp thì ta có: i
C
+ I
1
= I = const (I.4).
vừa lúc i

C
bắt đầu giảm tuyến tính thí i
1
cũng bắt đầu tăng tuyến
tính tụ C được nạp điện.
Khi t=t
1
, i
C
= 0, V
C
(t
1
) = V
CE
<< V
Sau t
1
, tụ điện C được nạp bằng dòng I
Cho đến khi V
C
= V lúc này diode D
1
mới cho dòng chảy
qua thời gian tổng cộng của quá trình chuyển trạng thái mở là t
2
.
Trong thực tế người ta chọn C sao cho:
2t
1

< t
2
< 5t
1
Trong đó:
T
1
là thời gian cần thiết để i
C
giảm từ I xuống 0, cho trong
sổ tay tra cứu
(I.5)
C
ic
I
dt
dVc


C
I
dt
dVc

V
tI
t
V
CIi
2

2
1
.
C
(I.7).:đúnggầntínhđượcCdungĐiện


I.1.3 MẠCH TR GIÚP ĐÓNG:
Ta có sơ đồ mạch như sau
Hình I.4: Mạch trợ giúp đóng
- Mạch trợ giúp đóng gồm L
1
, D
3
, R
2
có chức năng hạn chế
sự tăng trưởng của dòng i
C
trong khoảng thời gian cần thiết để
V
CE
giảm từ giá trò V xuống V
CE
bão hòa = 0 cho trong sổ tay tra
cứu.
- Thời gian tổng cộng của quá trình đóng là :t
- Điện cảm L
1
được tính gần đúng bằng biểu thức

8)-(I
.
1
I
t
V
L


+Vn
Vv
T
D2
D1R1
C
L1
R2
D3
Rt
* Khi Transistor từ trạng
thái mở sang trạng thái
đóng
Trong thực tế người ta chọn L
1
sao cho:
2 tđ <t

<5tđ
Điện trở R
2

có tác dụng hạn chế dòng điện do sức điện động
tự cảm trong L
1
tạo ra trong mạch L
1
,R
2
,D
3
trong khoảng thời
gian t
2
chuyển sang trạng thái mở T. Như vậy phải thỏa mãn
điều kiện:
Điện trở R
1
có nhiệm vụ hạn dòng điện phóng của tụ C
Trong mạch CTR
1
trong khoảng thời gian đóng t

như vậy
phải thỏa mãn điều kiện R
1
C>t

.
9)-(I
2
2

1
t
R
L
