vitienyeuem
New Member
Download miễn phí Đồ án Thiết kế bộ nghịch lưu độc lập nguồn áp với tần số ra thay đổi
Lời nói đầu
Chương 1. Phân tích lựa chọn phương án
I. Phân tích yêu cầu công nghệ
II. Lựa chọn phương án
Chương 2. Tính toán mạch động lực
I. Tính toán bộ nghịch lưu
II. Tính toán bộ biến đổi DC-DC
III. Tính toán mạch bảo vệ van bán dẫn
Chương 3. Mô phỏng bộ biến đổi
Chương 4. Thiết kế mạch điều khiển
I. Phần cứng
II. Lập trình điều khiển phát xung
III. Mạch nguồn cung cấp cho vi điều khiển và IGBT driver
Tài liệu tham khảo
1
2
2
7
8
8
10
12
13
15
15
16
20
21
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 thay đổi ”
Bản báo cáo của em gồm 4 chương lớn:
Chương 1
hân tích lựa chọn phương ánChương 2:Tính toán mạch động lực
Chương 3:Mô phỏng bộ biến đổi
Chương 4:Thiết kế mạch điều khiển
Em xin chân thành Thank thầy Trần Trọng Minh cùng các thầy cô giáo bộ môn Tự đông 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.
Hà Nội, tháng 5 năm 2008
Sinh viên
Vũ Đức Tân
Chương 1 Phân tích lựa chọn phương án
I. Phân tích yêu cầu công nghệ
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.
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.
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.
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 đổi công suất phản kháng với nguồn. Nguồn cung cấp là nguồn áp với đặc trưng là tụ Co có giá trị đủ lớn, có 2 vai trò:
San bằng điện áp khi nguồn đầu vào E là một chỉnh lưu.
Trao đổi công suất phản kháng với tải qua các điôt ngược.
Hình 1. Mạch NLĐL nguồn điện áp một pha
Nếu không có tụ Co, hay tụ Co quá nhỏ sẽ không có đường chạy cho dòng phản kháng dẫn đến quá điện áp trên các phần tử trong sơ đồ.
3.2 Ngịch lưu độc lập nguồn áp ba pha
Sơ đồ gồm sáu van IGBT V1, V2, V3, V4, V5, V6 và sáu điôt ngược D1, D2, D3, D4, D5, D6. Tương tự như NLĐL nguồn điện áp một pha, các điôt ngược có vai trò giúp cho quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa tải và nguồn.
Hình 2. Mạch NLĐL nguồn điện áp cầu 3 pha
Đầu vào một chiều là nguồn áp với tụ C đủ lớn. Có thể dùng thêm bộ DC-DC để có điện áp vào mong muốn. Phụ tải Za=Zb=Zc đấu Y hay ∆.
4. Các phương pháp điều khiển cho NLĐL nguồn áp 3 pha
4.1 PWM (Pulse Width Modulation)
Phương pháp PWM thường được sử dụng, đảm bảo điện áp ra có dạng hình sin. Để dạng điện áp ra không phụ thuộc vào phụ tải ngưởi ta thường sử dụng biến điệu bề rộng xung hai cực tính, mỗi pha của sơ đồ có thể điều khiển độc lập với nhau. Cặp van trong mỗi pha được điều khiển ngược nhau(V1 và V4, V3 và V6, V5 và V2).
Máy phát sin chuẩn
(SinA, SinB,
SinC)
Máy phát xung răng cưa
Hình 3. Sơ đồ khối điều khiển PWM
Tín hiệu sin chuẩn so sánh với tín hiệu răng cưa qua mạch so sánh có ngưỡng.
Tín hiệu điều khiển trong mỗi chu kỳ xung răng cưa Ts đối xứng theo mỗi nửa chu kỳ Ts/2.
Hình 4. Đồ thị xung điều khiển vào V3,V1,V5
Khó khăn nhất trong phương pháp PWM đó là phải có 3 sóng hình sin chuẩn có biên độ chính xác bằng nhau và lệch pha nhau chính xác là 120° trong toàn bộ dải điều chỉnh. Điều này rất khó đảm bảo bằng các mạch tương tự.
4.2 SVM (Space Vector Modulation)
Phương pháp điều chế vector không gian đang ngày càng được sử dụng rộng rãi. Đây là phương pháp biến điệu hoàn toản sử dụng kĩ thuật số, có độ chính xác cao, dễ dàng thực hiện trên các bộ xử lý tín hiệu số DSP, ví dụ như dsPic.
4.2.1 Cơ bản về vector không gian
Một hệ thống điện áp hay dòng điện 3 pha gồm ba thành phần (uA, uB, uC) hay (iA, iB, iC) có thể được biểu diễn bởi một vector trên mặt phẳng tọa độ 0αβ như sau :
Trong đó : ( j là đơn vị số phức ảo ) và u được gọi là vector không gian. Hình 5. Điện áp các pha
Giả sử là một hệ thống điện áp ba pha :
à
Như vậy, trên mặt phẳng tọa độ 0αβ, u là một vector có độ dài bằng độ dài của điện áp pha và quay quanh gốc tọa độ với vận tốc góc bằng .
4.2.2 Trạng thái của van và các vector biên chuẩn
Đối với hệ sơ đồ NL áp ba pha, điện áp trên tải là hệ thống ba pha đối xứng ( hình 5). Sử dụng khái niệm trên, ta có thể mô tả hệ thống điện áp bởi vector không gian u ứng với mỗi 1/6 chu kì điện áp ra.
Xét khoảng từ , có ba van dẫn là 1, 6, 2 và điện áp trên các van được mô tả bởi vector u1 có độ lớn 2E/3. Ứng với u1 ta có :
Tương tự như vậy ta có 6 vector u...
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator:
