ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT - CHƯƠNG 5 thiết bị nghich lưu ppt

Chương 5: Thiết bị nghịch lưu
5.1 Khái niệm chung – Phân loại
Biến đổi năng lượng điện một chiều thành năng lượng điện xoay chiều
Phân loại
• Theo số lượng pha:
-Một pha
- Ba pha
-Nhiều pha
• Theo sơ đồ
- Hình cầu
- Hình tia
• Theo đặc điểm nguồn
-Nguồn áp
-Nguồn dòng
5.2 Sơ đồ nguyên lý
Sơ đồ nguyên lý nghịch lưu cầu một pha
Sơ đồ nguyên lý nghịch lưu tia và bán cầu một pha
S1
S3
S4
S2
R
u
Z
U
S2S1 S2S1S4S3
0
u
Z
θ = ωt
S1 S2

R
U
d
u
Z
O
S1S2S1
U
d
θ = ωt
u
Z
U
d
U
d
S1
S2
R
u
Z
Nghịch lưu cầu ba pha
tải thuần trở
U
d
S1 S3 S5
S4 S6 S2
123
u
Z1

u
Z2
u
Z3
S1
S2
S3
S4
S5
S6
π
3
U
d
2
θ = ωt
u
Z1
u
Z2
u
Z3
5.3 Nghịch lưu áp
5.3.1 Dòng công suất hữu công và phản kháng
P = U
d
I
d
P > 0 Æ I
d

> 0: c.độ nghịch lưu
P < 0 Æ I
d
< 0: c.độ chỉnh lưu
∑
=
==
m
n
ndd
piUp
1
• Mang tính chất nguồn áp: tạo ra điện áp xoay chiều. Dòng điện đầu
ra phụ thuộc vào tải.
• Đầu vào của nghịch lưu áp là nguồn điện áp một chiều
U
d
i
d
-i
d
S
VR
P = U
d
.I
d
p = U
d
.i

d
1
2
3
p
1
Z1
p
2
Z2
p
3
Z3
5.3.2 Nghịch lưu áp cầu một pha
Ψ: Góc dự kiến đóng các bộ khóa
Ψ
S
: Góc thông dòng của các bộ khóa
Ψ
R
: Góc thông dòng của các
diode ngược
VR2
VR1
S2
S1
S3
S4
VR4
VR3

i
Z
u
Z
U
d
L
R
Z
i
d
i
VR1
i
S1
S1,S2
VR1,VR2
S3,S4
VR3,VR4
u
Z
Ψ
R
Ψ
θ
= ωt
U
d
Ψ
S

-U
d
O
U
d
/R
-U
d
/R
2
π
i
Z
i
S1
= i
S2
O
I
d
i
VR3
= i
VR4
i
S3
= i
S4
i
VR1

= i
VR2
O
O
U
d
S1
S2
Z
i
Z
S1,S2
Z
i
Z
VR3
VR4
VR3,VR4
S4
S3
Z
i
Z
S3,S4
5.3.3 Nghịch lưu áp tia một pha
•Nhịp S1:
u
Z
= u
a

= U
d
i
S1
= i
d
= i
Z
… tăng theo đường cong hàm mũ
Ψ = π
•Nhịp VR2:
u
Z
= u
b
= -U
d
i
VR2
= -i
d
= i
Z
…giảm theo đường cong hàm mũ
Ngắt xung điều khiển đưa vào S1. Do ảnh hưởng của L trong tải, dòng
điện trong cuộn thứ cấp và qua đó dòng trong cuộn sơ cấp vẫn giữ
chiều cũ. Dòng trong cuộn sơ cấp chảy qua VR2 và qua nửa phải của
cuộn sơ cấp.
Nhịp VR2 kết thúc khi dòng i
VR2

giảm về giá trị 0
•Nhịp S2:
u
Z
= u
b
= -U
d
i
S2
= i
d
= -i
Z
… tăng theo đường cong hàm mũ với chiều ngược lại
Xung điều khiển đưa vào S2 ngay sau khi ngắt S1. Khi VR2 đóng,
dòng sẽ chảy qua S2. Điện áp trên tải vẫn không đổi, tuy nhiên dòng i
Z
sẽ đảo chiều
Nhịp S2 kết thúc khi ngắt xung điều khiển đưa vào S2 và bắt đầu đưa xung
điều khiển vào S1
•Nhịp VR1:
u
Z
= u
a
= U
d
i
VR1

= -i
d
= -i
Z
… tăng theo đường cong hàm mũ
Ngắt xung điều khiển đưa vào S2. Do ảnh hưởng của L trong tải, dòng
điện trong cuộn thứ cấp và qua đó dòng trong cuộn sơ cấp vẫn giữ
chiều cũ. Dòng trong cuộn sơ cấp chảy qua VR1 và qua nửa trái của
cuộn sơ cấp.
Nhịp VR1 kết thúc khi dòng i
VR1
tăng lên giá trị 0
5.3.4 Nghịch lưu áp cầu ba pha
π
π
≤Ψ<
3
• S1, S5, S6
1 3
2
Z
u
Z1
u
Z3
u
Z2
U
d
u

Z1
= u
Z3
= U
d
/3
u
Z2
= -2U
d
/3
• S1, S2, S6
1
3
2
u
Z1
u
Z3
u
Z2
U
d
u
Z1
= 2U
d
/3
u
Z2

= u
Z3
= -U
d
/3
• S1, S2, S3
12
3
Z
u
Z1
u
Z2
u
Z3
U
d
u
Z1
= u
Z2
= U
d
/3
u
Z3
= -2U
d
/3
• S2, S3, S4

2
3
1
u
Z2
u
Z3
u
Z1
U
d
u
Z2
= 2U
d
/3
u
Z1
= u
Z3
= -U
d
/3
• S3, S4, S5
23
1
Z
u
Z2
u

Z3
u
Z1
U
d
u
Z2
= u
Z3
= U
d
/3
u
Z1
= -2U
d
/3
• S4, S5, S6
3
2
1
u
Z3
u
Z2
u
Z1
U
d
u

Z3
= 2U
d
/3
u
Z1
= u
Z2
= -U
d
/3
Ψ= π Æ Ψ
S
+ Ψ
R
= Ψ = π
Ψ < π Æ Ψ
S
+ Ψ
R
> Ψ
TẢI
5.3.5 Điều khiển nghịch lưu áp cầu 3 pha
Nguyên tắc thay đổi tần số xung
Nguyên tắc điều biến độ rộng xung - PWM
ĐIỆN ÁP RĂNG CƯA
ĐiỆN ÁP ĐIỀU KHIỂN
• Độ lớn: … U
d

•Tần số: … tần số phát xung vào các bộ khóa
Phát xung
u
c
Phân phối
xung
Khuyếch đại
xung
• S1, S3, S5
• S2, S4, S6
u
Z1
= u
Z2
= u
Z3
= 0
5.4 Nghịch lưu dòng
5.4.1 Hai chức năng của bộ chuyển mạch
trong nghịch lưu dòng
• Đặt điện áp ngược
lên thyristor, đóng thyristor.
• Tham gia vào quá trình
chuyển mạch
5.4.2 Nghịch lưu dòng một pha
Giả sử V1, V2 mở, dòng điện qua tải
i
Z
= I

d
Điện áp trên các tụ u
C1
< 0, u
C2
< 0.
Muốn đóng V1, V2: mở V11, V12.
Dòng i
Z
= I
d
chảy qua V11, C1, C2, V12
Æ điện áp trên các tụ đảo chiều.
Trong thời gian điện áp trên các tụ còn <0, V1 và V2 phục hồi khả năng khóa.
Bộ chuyển mạch thực hiện chức năng thứ nhất.
Xung điều khiển được đưa vào V3, V4, cùng với V11 và V12, tuy nhiên chưa mở
do u
V3
= u
C1
+ u
Z
<0, u
V4
= u
C2
+ u
Z
< 0.