Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
MỤC LỤC
Trang
PhầnI. Phân tích các vấn đề tồn tại của CL dùng diode và thyristor .... 1
I. giới thiệu chung về CL diot thyrist......................................................... 2
II. Những tham số để đánh giá đối với lưói ........................................... 3
III. Các biện pháp khắc phục .................................................................... 4
IV. Vấn đề trao đổi năng lượng giưa lưới và tải ....................................... 5
PhầnII. Phân tích nguyên lý chỉnh lưu PWM
I. Cấu trúc mạch lực của chỉnh lưu PWM .............................................. 6
II. Vấn đề về giảm sóng điều hoà bậc cao ............................................... 7
III. Các cấu trúc điều khiển CL PWM ............................................ 8
IV. Mô phỏng bằng MATLAB ............................................................. 9
- 1 -
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
NHIỆM VỤ THỰC TẬP:
Nghiên cứu xây dựng chỉnh lưu PWM tại phòng thí nghiệm
ĐỊA ĐIỂM THỰC TẬP:
Phòng thí nghiệm trọng điểm TĐH Trung tâm Công nghệ cao
NỘI DUNG THỰC HIỆN:
- Phân tích các vấn đề tồn tại của chỉnh lưu dùng Diode và Thyristor.
- Phân tích nguyên lý chỉnh lưu PWM.
- Mô phỏng.
- 2 -
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
PHẦNI: PHÂN TÍCH VẤN ĐỀ TỒN TẠI CỦA CHỈNH LƯU ĐIOT
VÀ THYRISTOR
I.GIỚI THỆU CHUNG
Ngày nay các bộ biến đổi dùng Diot và Thyristor đóng một vai trò quan
trọng nhất trong lĩnh vưc ky thuật điện tử công suất nói riêng và hệ thống
điện nói chung.

n
DF
I
I I
∞
=
=
+
∑
(1.1)
Đối vớ sóng vuông:
4/ (1/ 2). 2. 2
0.9
d
d
I
DF
I
π
π
= = =
(1.2)
- 4 -
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
2 Hệ số công suất thay thế DPF

s 1
Cong Suat trung binh
co ban.Ihd co ban
P1 Vs.Is1.Cos

n
n
n
n
P
PF
P
I
I
φ
∞
=
∞
=
=
+
+
×
∑
∑
Từ chuỗi furier của sóng dòng điện trên tải ta có thể xác đeịnh những chỉ số
RF,DPF ,PF như là các hàm của Id được mô tả trong hình 1.1
Đối vơi những tải công suất lớn thì RF sẽ tăng còn PF giảm nghĩa là chất
lượng điện năng sẽ xấu đi
4.hệ số méo RF:
1
2
1
2
2

méo
cho
phép
σ
v
[p.j]
dụng
lên
lưới
m
bậc cao được
khảo sát
P
min
v
max
lưới
U
1
[KV]
U
k
=
0,05
U
k
=0,1 U
k
=0,15
Rất

a) b)
Hình 1.3
Để khắc phục hệ số cosφ thấp ta dùng các bộ bù cosφ
IV.VẤN ĐỀ TRAO ĐỔI CÔNG SUẤT VỚI LƯỚI VÀ TẢI
Chỉnh lưu dùng diode, thyristor chỉ cho phép năng lượng đi theo 1 chiều
duy nhất. Trong truyền động dùng biến tần cho động cơ xoay chiều. khi
năng lượng của động cơ dư thừa( trong quá trình hãm động năng, đảo chiều
quay, hay non tải…) năng lương bị dồn ngược lại phía XC,nhưng năng
- 6 -
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
lượng không thể trả về lưới do CL điot chỉ cho phép năng lượng chảy theo 1
chiều duy nhất. Vì vậy ta phải dập năng lượng bằng điện trở mắc ở mạch
một chiều. Khi công suất động cơ tăng lên thì điện trở cúng tăng lên điều
này gây hao phí năng lượng và không áp dụng cho những ĐC có ccông suất
rất lớn được.Cách khác là ta phải mắc thêm một bộ nghịch lưu để trả năng
lượng lại lưới.Cách khắc phục này làm tăng gấp đôi số van và bộ điều khiển
sẽ rất phức tạp.Mặt khác khi bộ CL thyristor hoạt động ở chế độ NL góc mở
van sẽ lớn hơn π/2 làm cho hệ số cosφ tụt thấp.
a)
Lưói

b)
Hình 1.4. Các biện pháp xử lý khi năng lượng động cơ dư thừa
a. Dập năng lượng bằng điện trở ở mạch một chiều
b. Mắc thêm một bộ nghịch lưu để trả năng lượng về lưới
Trong trường hợp mắc điện trở, nếu công suất cao thì đòi hỏi điện trở lớn
nên sẽ khó khăn trong việc chế tạo và hoạt động. Trong trường hợp mắc
thêm một bộ nghịch lưu để trả năng lượng về lưới sẽ gây tốn kém.
Từ đó ta thấy cần phải tìm ra một loại chỉnh lưu mới có thể đáp ứng được
các yêu cầu:

U1a,U1b,U1c các điện áp này bao gồm điện áp cơ bản và điện áp điều hoà
bặc cao.Thành phần điều hoà của Ufa bị ảnh hưởng rất lớn bởi kĩ thuật điều
biến để điều khiển tranzito.Quan hệ giữa biên độ và pha của điện áp pha cơ
bản trên lưới U2a, U2b, U2c với dòng điện cơ bản trên L i1a, i1b, i1c không
đáng kể.Vẫn tồn tại dòng điều hoà được tạo ra bởi điện áp điều hoà tương
ứng của bộ CL PWM nhưng về cơ bản độ lớn của sóng điều hoà đã bị giảm
- 9 -
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
đi rất nhiều do trở kháng Lcủa bộ lọc L-filter.Trở kháng này tăng lên khi tần
số sóng điều hoà tăng
Điều kiện để chỉnh lưu PWM hoạt động:
V
dcmin
>V
CL
tự nhiên (chỉnh lưu diode hay chỉnh lưu thyristor với góc mở
α=0) Cuộn cảm phải được lựa chọn kỹ bởi cảm kháng thấp sẽ làm cho dòng
điện nhấp nhô lớn và làm cho việc thiết kế phụ thuộc nhiều vào trở kháng
đường dây. Cảm kháng có giá trị lớn làm giảm độ nhấp nhô dòng điện,
nhưng đồng thời cũng làm giảm giới hạn làm việc của chỉnh lưu. Điện áp rơi
trên cuộn cảm có ảnh hưởng tới dòng điện nguồn. Điện áp rơi này được điều
chỉnh bởi điện áp đầu vào chỉnh lưu PWM nhưng giá trị lớn nhất được giới
hạn bởi điện áp 1 chiều. Do đó, một dòng điện lớn (năng lượng lớn) qua cảm
kháng cũng cần điện áp một chiều lớn hay cảm kháng nhỏ. Ta có độ tự cảm
lớn nhất được xác định bởi công thức:
L<
Ld
m
dc
iw

sẽ lệch nhau một góc φ nào đó. Ở chế độ chỉnh lưu, ta điều khiển góc ε
để có được I
L
và U
L
trùng pha nên thu được cosφ = 1. Ở chế độ hãm tái sinh,
ta có thể điều khiển góc ε để cos được I
L
và U
L
ngược pha nên thu được
cosφ =1, đồng thời I
L
và U
L
là ngược chiều nhau nên dòng chảy ngược về
lưới.Ta điều khiển được U
L
bằng cách cho thêm điện cảm L của L-fillter vào
mạch.các cuộn cảm này tạo ra điện áp rơi (jwLI
L
).Còn khi điện áp trên tụ lớn
I
L
sẽ đổi dấu vì thế năng lượng có thể trả được về lưới nhưng I
L
và U
L
vẫn
ngược pha thoả mãn đk cosφ = 1

ưu điểm là sử dụng các module 3 pha giá thành thấp với năng lượng có khả
năng chảy 2 chiều. Các nhược điểm của nó là tỉ lệ tăng dòng cao, tổn thất
chuyển mạch lớn. Nét đặc trưng của toàn bộ các cấu trúc được so sánh trong
bảng 2.1.
Điều chỉnh điện
áp DC đầu ra
Méo sóng hài
bậc thấp dòng
nguồn
Dạng dòng
điện gần hình
sin
Chỉnh hệ số
công suất
Dòng năng
lượng 2 chiều
Ghi chú
Chỉnh lưu
diode
- - - - -
Hình a
+ - - + -
Hình b
- - - - +
Hình c
- + + + -
UPF
Hình d
+ + + + -
UPF

jk
dc
k
eu
u
với k =0.....5 (2.2)
- 14 -