CHƯƠNG 3: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU
( Bộ băm điệnáp1 chiều)
MỤC TIÊU THỰC HIỆN:
-Nắm được nguyên lý họat động củacácsơđồkhác
nhau củabộ biến đổi điệnáp1 chiều.
- Các công thức tính điện áp, dòng điện, độ nhấpnhô
dòng điệntrêntải.
- Ứng dụng củabộ biến đổi điệnáp1 chiều.
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ BĂM ĐIỆN
ÁP
¾ Bộ băm điệnápchophép, từ mộtnguồn điệnmột
chiềuU
s
tạorađiệnáptảiU
d
cũng là điệnmộtchiều
nhưng có thểđiềuchỉnh được.
¾ Thiếtbị băm điệnápđượcsử dụng nhiềutrong
truyền động đầu máy chạy điện trong giao thông đường
sắt, ôtô chạy điện, xe vậnchuyểnhàngtrongnhàmáy,
trên bếncảng, v.v…
¾ Bộ băm điệnápthường đượckíhiệubằng mộtcầu
dao mở kèm theo chữ H, hoặcmột Thyristor có hai
cổng điềukhiển.
¾ Tuỳ theo mục đích sử dụng ngườitacósơđồ
Hacheur nốitiếp và Hacheur song song.
3.1. HACHEUR NỐI TIẾP
(bămápmộtchiềunốitiếp)
HÌNH 3.1 a. s¬ ®å nguyªn lÝ; b. ®−êng cong ®iÖn ¸p.
+
U

÷ t1 ( hình 3.1b)
khóa H đóng điệnáptảibằng điệnápnguồn
(U
d
= U
1
).
¾ Trong khoảng thờigiantừ t1 ÷ t2 ( hình 3.1b)
khóa H mởđiệnáptảibằng 0
Trị trung bình điệnápmộtchiều được tính
•Nếuthì:
•U
d
= ε. U
1
• F = 1/T
CK
1
ck
1
t
0
1
CK
d
U
T
t
dt.U
T

phương trình vi phân:
Trong đó:
• i
d dòng điệntải
• R
d
– điệntrở tải;
• L
d
– điệncảmtải
• I
bd
- dòng điện ban đầucủachukỳđang xét
(mở hay đóng khóa H);
• I
XL
dòng điệnxáclậpcủachukỳđang xét
( khi khóa H đóng, khi H mở I
XL
= 0
• -hằng số thờigianđiệntừ củamạch
L
d
U
d
H
R
d
d
t

d
R
L
T =
D
0
W
®t
=Li
2
/2
• Độ nhấp nhô dòng điện được tính:
¾Từ biểuthứctathấyrằng, biên độ dao động
dòng điệnphụ thuộcvào:
• điện áp nguồn(U
1
);
• độ rộng xung điệnáp(ε );
• điệncảmtải(L
d
)
•vàchukỳ chuyểnmạch khóa H (T
CK
)
xdd
CK
fL
U
L
TU

•Cóthể minh họabằng giản đồ dòng điện, điệnápcho
hai tầnsố khác nhau.
a)
U,i
t
U
d
i
d
t
U,i
b)
3. Các sơđồđộng lựccủabămápnốitiếp
Các sơđồđiển hình:
• Dùngthyristorhìnha
• Dùng transistor lưỡng
cựchìnhb
• Dùng transistor trường
hình c
• Dùng IGBT hình d
a
M§K
T
Z
d
b
T
1
U
d

+
-
¾Khi H đóng, ta có phương trình:
Trong đó: a = (R/L) , i
d
(0) = I
2
Nghiệmcủapt:
¾H mở, ta có phương trình:
Nghiệmcủapt:
sd
d
UERi
dt
di
L =++
a
R
EU
ai
dt
di
s
d
d
−
=+
atat
s
d

1
•Để xác định biên trị I
1
và I
2
, có thể vậndụng các dữ
kiện: khi t = εT thì i
d
= I
1
và khi t = T thì I
d
= I
2
TaTa
s
eIe
R
EU
I
εε
−−
+−
−
=
21
)1(
Giản đồ điệnáptải và các dòng điện
 TÍNH GẦN ĐÚNG:
•Trị trung bình của dòng điệntải

di
L )1(
ε
−=
sd
d
UERi
dt
di
L =++
2
)1(
It
L
U
i
s
d
+
−
=
ε
()
21
1
I
L
TU
I
s

)1(
I
L
TU
I
s
+
−
−=
ε
ε
,Khi t=T thì id = I2 , do đó:
•Để tìm biểuthứccủaI
2, ta giảiphương trình mạch điện
khi H mở:
Dòng điệntảiid biến động xung quanh giá trị trung bình Id ,
giữahaibiêntrị I
1
và I
2
.vậy:
R
EU
II
i
s
d
−
=
+

1
ε
ε
−=
−
=
sdss
UIIUP
ε
=
=
P
P
d
=
η
dSddd
IUIUP
ε
=
=
Dòng điệnliêntụcvàdòngđiệngiánđoạn:
•Nếubỏ qua R, vì thường là rấtnhỏ, có thể viết
phương trình mạch tảinhư sau:
Trong khoảng 0 < t <εT; Khi H đóng mạch:
•Từ biểuthức này ta có:
i
d
(0) = I
2

εε
0=+ E
dt
di
L
d
1
)( ITt
L
E
i
d
+−−=
ε
Để có dòng điệntảii
d
biếnthiênmột cách chu kỳ, phải
thỏamãn
điềukiện: i
d
(0) = i
d
(T)
()
1
1)( IT
L
E
Ti
d

E
I
s
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
+−−=
εε
•Cuối cùng nhận được:
•Giả thiếtE làhằng số có thể rút ra các kếtluận:
–Nếu ε = (E/U
s
) trị trung bình của dòng điệntải
i
d
là hằng số;
–Nếu ε > (E/U
s
) trị trung bình củai
d
tăng theo
thờigian;
–Nếu ε < (E/U
s
) trị trung bình củai

C
+
U
1
Z
d
(+)
a
•Trạng thái ban đầu : Tp và Ta đềubị khoá, tụ
điệnC đượcnạp điện.
• Cho xung điều khiểnkíchmở Tp . Thyristor
này mở cho dòng điệnchảy qua, tứclàH đóng
kín mạch. Dòng điệntừ nguồnU
s
chảyqua T
p
, qua tảivàtrở về nguồn. Đồng thờitụđiệnC
phóng điệntheomạch C-T
p
-L
c
-D
c
-C và được
nạpngượclại. Điệnáptrêntảilàu
d
= U
s
.
•Nếubâygiờ cho xung kích mở Ta , Thyristor