Thiết kế bộ nghịch lưu độc lập điện áp tần số ra không thay đổi

Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối

LỜI NÓI ĐẦU
Điện tử công suất còn có tên gọi là “Kỹ thuật biến đổi điện năng” là một ngành kỹ thuật điện tử nghiên cứu ứng dụng các phần tử bán dẫn trong các bộ biến đổi để không chế biến đổi nguồn năng lượng điện.
Điện tử công suất được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện đại. Có thể kể đến các ngành kỹ thuật mà trong đó có những ứng dụng tiêu biểu của các bộ biến đổi bán dẫn công suất như : truyền động điện, giao thông đường sắt, nấu luyện thép, gia nhiệt cảm ứng, điện phân nhôm từ quặng mỏ,các quá trình điện phân trong công nghiệp hóa chất, trong rất nhiều các thiết bị công nghiệp và dân dụng khác nhau...
Trong những năm gần đây công nghệ chế tạo các phần tử bán dẫn công suất đã có những tiến bộ vượt bậc và ngày càng trở nên hoàn thiện dẫn đến việc chế tạo các bộ biến dổi ngày càng nhỏ gọn, nhiều chức năng và sử dụng ngày càng dễ dàng hơn.
Trong các bộ biến đổi điện tử công suất không thể không nhắc đến các bộ nghịch lưu điện áp. Các bộ biến đổi này ngày càng được ứng dụng rộng rãi đặc biệt trong lĩnh vực điều khiển động cơ, tiết kiệm năng lượng. Đây cũng chính là đề tài của đồ án này:
“ Thiết kế bộ nghịch lưu độc lập nguồn áp với tần số ra không thay đổi ”
Bản báo cáo của em gồm 5 chương lớn:
 Chương 1:Giới thiệu chung
 Chương 2:Lựa chọn phương án thiết kế
 Chương 3:Thiết kế mạch lực
 Chương 4:Thiết kế mạch điều khiển
 Chương 5 :Mô phỏng hệ thống bằng phần mềm mô phỏng
Em xin chân thành Thank thầy Nguyễn Khắc Hưng cùng các thầy cô giáo bộ môn Tự động hóa đã hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Trong quá trình làm đồ án, do lần đầu tiếp cận với đồ án, chúng em không tránh khỏi những sai sót, em rất mong được các thầy cô chỉ bảo thêm.
MỤC LỤC :
Lời nói đầu................................................................................................1
Chương 1: Giới thiệu chung. 5
1.1Khái niệm chung về Nghịch lưu độc lập (NLĐL) 5
1.2Nghịch lưu độc lập nguồn dòng 5
1.3Nghịch lưu độc lập nguồn áp 5
1.3.1: Nghịch lưu độc lập nguồn áp một pha 6
Hình1.1: Mạch NLĐL nguồn điện áp một pha 6
1.3.2: Ngịch lưu độc lập nguồn áp ba pha 6
Hình 1.2: Mạch NLĐL nguồn điện áp cầu 3 pha 6
1.4.Yêu cầu đối với bộ nghịch lưu nguồn áp 7
1.5,Giới thiệu chung về diode và IGBT 7
1.5.1 Diode 7
1.5.1.1 Nguyên lý làm việc 7
Hình 1.3 đặc tuyến Volt-Ampe 8
1.5.2 IGBT 9
1.5.2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của IGBT 9
Hình 1.4 cấu trúc bán dẫn 9
Hình 1.5 Ký hiệu IGBT và mạch điện 9
Chương 2:Các phương pháp điều khiển cho NLĐL nguồn áp 1 pha 10
2.1 Cải thiện điện áp ra cho nghịch lưu độc lập điện áp 10
2.2 Điều chế PWM cho nghịch lưu độc lập điện áp một pha 11
Hình 2.1 Sơ đồ mạch nghịch lưu PWM một pha 11
Hình2.2 Điện áp ra của bộ nghịch lưu PWM đơn cực 12
Hình 2.3 Đồ thị xác định thời điểm kích mở thysistor 12
Hình 2.4. Giải thích sự việc sử dụng sóng tam giác để so sánh 13
Hình 2.5 Điều chế độ rộng xung lưỡng cực 14
2.3: Lựa chọn phương án thiết kế 15
Chương 3: Thiết kế mạch lực 16
3.1.Mạch lực: 16
3.1.1 Nhiệm vụ và chức năng của mạch lực 16
3.2. Chọn van IGBT 16
Hình 3.1 V1 khóa, V4 thông 16
3.3. Tính toán chọn Diode 17
3.4. Tính giá trị tụ C 18
3.5: Tính toán bộ lọc 18
Hình 3.2: Bộ lọc LC 19
3.6: Tính toán mắt lọc chặn tần số sóng mang 19
Hình 3.3: sơ đồ lọc chặn tần số sóng mang 20
Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển 21
4.1. Nhiệm vụ và chức năng của mạch điều khiển : 21
4.1.1Nhiệm vụ 21
4.1.2 Yêu cầu chung về mạch điều khiển là : 21
4.2: Tính toán mạch điều khiển: 22
4.2.1 Tính toán để có được xung ra là 80Hz 22
4.2.2 Tính toán xung tam giác 2 cực tính 22
Hình 4.1 sơ đồ tạo xung răng cưa 2 cực tính 23
4.2.3 Tính toán mạch tạo xung đồng bộ 23
Hình 4.2: sơ đồ tạo xung đồng bộ 24
4.2.4 Điều kiện nguyên lý hoạt động sơ đồ cầu Wien 24
Hình 4.3 sơ đồ cầu Wien 25
Chương 5: Mô phỏng hệ thống bằng phần mềm mô phỏng 26
5.1: Một số phần mềm mô phỏng điện tử công suất 26
5.1.1: Phần mềm TINA 26
5.1.2: phần mềm PSIM 27
5.2: Mô phỏng mạch lực 27
Hình 5.1: sơ đồ mạch lực 27
Hình 5.2: đồ thị nghịch lưu độc lập dùng phương pháp SPWM 28
5.3 Mô phỏng mạch điều khiển 29
Hình 5.3 sơ đồ mạch điều khiển 29
Hình 5.4 đồ thị mô phỏng mạch dao động hình sin 30
Hình 5.5: đồ thị xung tam giác 30
KẾT LUẬN 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO 32

Chương 1: Giới thiệu chung.

1. 1. Khái niệm chung về nghịch lưu độc lập (NLĐL)
Nghịch lưu độc lập là thiết bị biến đổi nguồn điện một chiều thành xoay chiều (còn gọi là bộ biến đổi DC-AC) có tần số ra có thể thay đổi được và làm việc với phụ tải độc lập.
Nhiều loại phụ tải xoay chiều yêu cầu nguồn cung cấp có các tham số như điện áp, tần số có thể thay đổi được trong một phạm vi rộng.
Trong thực tế, các bộ biến tần được hợp thành bởi các bộ chỉnh lưu và nghịch lưu độc lập để biến nguồn điện có các thông số không thay đổi được thành nguồn điện có các thông số thay đổi được, đáp ứng mọi yêu cầu của phụ tải.
NLĐL được phân loại thành :
 NLĐL nguồn áp.
 NLĐL nguồn dòng.
 NL cộng hưởng.

1.2. Nghịch lưu độc lập nguồn dòng
Sử dụng một nguồn điện với nội trở vô cùng lớn, dòng điện ra là không đổi, không phụ thuộc vào tính chất của phụ tải.
Nghịch lưu độc lập nguồn dòng gồm có:
 NLĐL nguồn dòng song song một pha.
 NLĐL nguồn dòng ba pha.

1. 3. Nghịch lưu độc lập nguồn áp
NLĐL nguồn áp sử dụng các van bán dẫn điều khiển hoàn toàn như IGBT, GTO, MOSFET, BJT do công nghệ chế tạo các phần tử này đã hoàn chỉnh hơn rất nhiều.
Ở đây chúng ta có NL nguồn áp 1 pha, 3 pha.
1.3.1 Nghịch lưu độc lập nguồn áp một pha
Sơ đồ gồm 4 van điều khiển hoàn toàn V1, V2, V3, V4 và các điôt ngược D1, D2, D3, D4. Các điôt ngược là bắt buộc phải có trong sơ đồ NLĐL nguồn áp, giúp cho quá trình trao

Xem link download tại Blog Kết nối!
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©