1 of 127

HỌC PHẦN: �ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT�Lớp: Cao học

TS. Đỗ Văn Cần :

ĐT 0935253630

Web: noibunphodien.com

Khoa Kỹ thuật & Công nghệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

1

2 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

2

  1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  2. Bộ tăng áp (Boost Converter)
  3. Bộ giảm áp (Buck Converter)
  4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  5. Bộ nghịch lưu (Inverter)
  6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  8. Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  9. Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  10. Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  11. Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  12. Bài tập áp dụng nghịch lưu
  13. Bài tập cuối kỳ

​

3 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

3

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

4 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

4

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

5 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

5

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Điện áp một chiều

Điện áp trung bình trên tải

Dòng điện một chiều, dòng tải

(Thuần trở)

6 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

6

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

7 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

7

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

8 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

8

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Điện áp một chiều

Điện áp trung bình trên tải

Dòng điện một chiều, dòng tải

(Thuần trở)

9 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

9

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

10 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

10

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

11 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

11

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Điện áp một chiều

Điện áp trung bình trên tải

Dòng điện một chiều, dòng tải

(Thuần trở)

12 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

12

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Xét hệ thống chỉnh lưu có điều khiển

(Cầu 3 pha)

13 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

13

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Góc điều khiển 45 độ

14 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

14

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Điện áp một chiều

Điện áp trung bình trên tải

Dòng điện một chiều, dòng tải

(Thuần trở)

15 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

15

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Góc điều khiển 10, 50, 70, 110 độ

16 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

16

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Ảnh hưởng tải cảm

17 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

17

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Hiện tượng trượng trùng dẫn

18 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

18

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Sóng hài bậc cao trên lưới

19 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

19

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Các giá trị hiệu dụng (r.m.s.) của các thành phần Fourier cho các dạng sóng dòng điện là

Xét đến giá trị hiệu dụng (r.m.s.) của thành phần méo trong dòng điện đường dây, tổng độ méo hài (THD)

20 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

20

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Bài tập:

Một mạch chỉnh lưu có điều khiển tia ba pha sử dụng ba thyristor (SCR). Điện áp pha của nguồn xoay chiều ba pha đối xứng là: Vph=220V. Tải R-L với R=10Ω, L=50mH

  • Vẽ sơ đồ
  • Tính toán

21 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

21

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Bài tập:

Một mạch chỉnh lưu có điều khiển tia ba pha sử dụng ba thyristor (SCR). Điện áp pha của nguồn xoay chiều ba pha đối xứng là: Vph=220V. Tải R-L với R=10Ω, L=50mH

  • Vẽ sơ đồ
  • Tính toán

22 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

22

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Bài tập:

23 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

23

1. Bộ chỉnh lưu (Rectifier)

Câu hỏi và bài tập ôn tập mục 1

24 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

24

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

25 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

25

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Bộ tăng áp Boots (Mosfet)

1. Có các điều kiện trạng thái ổn định.

2. Chu kỳ chuyển mạch là T và công tắc đóng trong thời gian DT và mở trong (1-D)T.

3. Dòng điện cảm ứng liên tục (luôn dương).

4. Tụ điện rất lớn và điện áp đầu ra được giữ không đổi ở điện áp Vo.

5. Các thành phần là lý tưởng.

26 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

26

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Nguyên lý hoạt động

27 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

27

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Khi K đóng

28 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

28

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Khi K mở

29 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

29

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Khi hệ thống làm việc chế độ xác lập

30 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

30

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Dòng điện trung bình trong cuộn cảm được xác định bằng cách nhận ra rằng công suất trung bình do nguồn cung cấp phải giống với công suất trung bình được hấp thụ bởi điện trở tải. Công suất đầu ra là

​

​

​

và công suất đầu vào là:

31 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

31

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Dòng điện cảm ứng cực đại và cực tiểu được xác định bằng cách sử dụng giá trị trung bình và sự thay đổi dòng điện từ

Để dòng điện cảm ứng là liên tục, nghĩa là nó luôn dương. Một điều kiện cần thiết cho dòng điện cảm ứng liên tục là Imin phải dương. Do đó, ranh giới giữa dòng điện cảm ứng liên tục và không liên tục được xác định từ

32 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

32

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Do đó, sự kết hợp tối thiểu của độ tự cảm và tần số chuyển mạch cho dòng điện liên tục trong bộ chuyển đổi tăng áp là

Gía trị tụ điện

33 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

33

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Bài tập

Thiết kế bộ chuyển đổi tăng áp có đầu ra là 30 V từ nguồn 12 V. Thiết kế cho dòng điện cảm ứng liên tục và điện áp gợn sóng đầu ra nhỏ hơn 1%. Tải là điện trở 50 V. Giả sử các thành phần lý tưởng cho thiết kế này. Tần số băm 25 kHz

Trước tiên, xác định hệ số chu kỳ (duty ratio) từ,

Xác định L min

34 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

34

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Để cung cấp biên độ đảm bảo dòng điện liên tục, hãy cho L=120 μH. Dòng điện IL được xác định như sau:

35 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

35

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Điện dung tối thiểu cần thiết để giới hạn điện áp gợn sóng đầu ra ở mức 1% được xác định là

36 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

36

2. Bộ tăng áp (Boost Converter)

Câu hỏi và bài tập ôn tập mục 2

37 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

37

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

38 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

38

3. Bộ giảm áp (Buck Converter)

Mạch giảm áp đơn giản

39 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

39

3. Bộ giảm áp (Buck Converter)

Mạch giảm áp đơn giản

40 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

40

3. Bộ giảm áp (Buck Converter)

Trường hợp đóng khoá K

41 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

41

3. Bộ giảm áp (Buck Converter)

Trường hợp đóng khoá K

42 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

42

3. Bộ giảm áp (Buck Converter)

Tổng hợp 2 trường hợp điện áp trên L = 0

43 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

43

3. Bộ giảm áp (Buck Converter)

Dòng điện qua cuộn cảm

44 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

44

3. Bộ giảm áp (Buck Converter)

Xác định điện cảm

Xác định tụ điện

45 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

45

3. Bộ giảm áp (Buck Converter)

Ví dụ:

Cho Vs = 12V, V0 = 2,5V, I0max =1A, Ioccm= 0.1A, gợn sóng <1%, tần số băm 50kHz

Chu kỳ băm

Cuộn cảm

46 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

46

3. Bộ giảm áp (Buck Converter)

Mosfet

Diod

47 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

47

3. Bộ giảm áp (Buck Converter)

Tụ điện

Mô phỏng kết quả

48 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

48

3. Bộ giảm áp (Buck Converter)

Câu hỏi và bài tập ôn tập mục 3

49 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

49

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

50 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

50

4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)

Bộ Flyback TNY279

51 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

51

4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)

Bộ Flyback TNY279

52 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

52

4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)

Nguyên lý TNY279

53 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

53

4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)

Mạch phản hồi

54 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

54

4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)

Tính độ tự cảm sơ cấp,

Lpri: Là một phần của mạch bình LC, độ tự cảm sơ cấp của máy biến áp có ảnh hưởng lớn đến tần số chuyển mạch, như thể hiện trong Phương trình. Để đáp ứng ràng buộc thiết kế liên quan đến tần số chuyển mạch hoạt động tối thiểu, độ tự cảm sơ cấp tối đa không được vượt quá Lpri_max.

55 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

55

4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)

Tính toán dòng điện đỉnh chính Isecpk và chu kỳ làm việc

56 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

56

4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)

Bài tập: Thiết kế bộ nguồn Flyback

57 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

57

4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)

Bài tập: Thiết kế bộ nguồn Flyback có đầu ra 25W, hiệu suất 0,85

Chọn tụ điện đầu vào với 2μF cho mỗi watt

Với tụ điện đầu vào được chọn, điện áp đầu vào DC tối thiểu

58 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

58

4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)

Điện áp phản hồi flyback (VR) và ứng suất điện áp MOSFET Max VDS: Đối với MOSFET 650V trên ICE3BR0665 CoolSET, VR được chọn ở mức 100V. Giả sử mức rò rỉ tăng đột biến 30% thì VDS tối đa dự kiến ​​bằng:

Điện cảm sơ cấp

59 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

59

4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)

Tính toán dòng điện đỉnh chính, chu kỳ làm việc và Isecpk

60 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

60

4. Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)

Câu hỏi và bài tập ôn tập mục 4

61 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

61

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

62 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

62

5. Bộ nghịch lưu (Inverter)

Bộ nghịch lưu 2, 3, 4 bậc

63 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

63

5. Bộ nghịch lưu (Inverter)

Sơ đồ nguyên lý biến tần 3 bậc (3 pha)

64 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

64

5. Bộ nghịch lưu (Inverter)

Sơ đồ nguyên lý biến tần 3 bậc (3 pha)

65 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

65

5. Bộ nghịch lưu (Inverter)

Nguyên lý đóng mở van

66 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

66

5. Bộ nghịch lưu (Inverter)

Nguyên lý đóng mở van

67 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

67

5. Bộ nghịch lưu (Inverter)

Nguyên lý đóng mở van

68 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

68

5. Bộ nghịch lưu (Inverter)

Nguyên lý đóng mở van

69 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

69

5. Bộ nghịch lưu (Inverter)

Nguyên lý đóng mở van

70 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

70

5. Bộ nghịch lưu (Inverter)

Câu hỏi và bài tập ôn tập mục 5

71 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

71

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

72 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

72

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Nguyên lý đóng mở van

73 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

73

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Nguyên lý đóng mở van

74 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

74

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Nguyên lý đóng mở van

Góc mở 30 độ - 150 độ

75 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

75

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Nguyên lý đóng mở van

76 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

76

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Nguyên lý đóng mở van

77 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

77

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Nguyên lý đóng mở van

78 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

78

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Góc 90 độ

79 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

79

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Nguyên lý

80 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

80

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Xung và điện áp đầu vào

81 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

81

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Dòng điện điện áp

82 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

82

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Các dòng vi điều khiển phổ biến:

  • STM32 (ARM Cortex-M, hiệu suất cao, hỗ trợ PWM tốt)
  • Arduino (ATmega328P, dễ lập trình)
  • PIC16F/PIC18F (Microchip, hỗ trợ điều khiển công suất)
  • ESP32 (Hỗ trợ IoT, kết nối không dây

#define SCR_PIN 9 // Chân phát xung SCR

#define ZCD_PIN 2 // Chân Zero Crossing Detection (ZCD)

volatile int angle = 90; // Góc kích ban đầu

void zeroCrossing() {

delayMicroseconds(angle * 10); // Tạo trễ theo góc kích

digitalWrite(SCR_PIN, HIGH);

83 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

83

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

delayMicroseconds(100); // Xung kích SCR ngắn

digitalWrite(SCR_PIN, LOW);}

void setup() {

pinMode(SCR_PIN, OUTPUT);

pinMode(ZCD_PIN, INPUT);

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(ZCD_PIN), zeroCrossing, RISING);

}

void loop() { // Có thể điều chỉnh góc kích bằng biến trở hoặc UART}

84 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

84

6. Phương pháp điều khiển chỉnh lưu

Tài liệu ôn tập mục 6

85 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

85

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

86 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

86

7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều

Sơ đồ động lực tải sao/tam giác

87 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

87

7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều

Sơ đồ động lực tải sao/tam giác

88 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

88

7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều

Sơ đồ động lực tải sao/tam giác

89 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

89

7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều

Sơ đồ động lực tải sao/tam giác

90 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

90

7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều

Sơ đồ động lực tải sao/tam giác

91 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

91

7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều

Sơ đồ động lực tải sao/tam giác

92 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

92

7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều

Sơ đồ động lực tải sao/tam giác

93 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

93

7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều

Sơ đồ động lực tải sao/tam giác

94 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

94

7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều

Sơ đồ nguyên lý

95 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

95

7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều

Dạng sóng

96 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

96

7. Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều

Câu hỏi và bài tập ôn tập mục 7

97 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

97

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

98 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

98

8. Phương pháp điều khiển nghịch lưu

Nghịch lưu 1 bậc

99 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

99

8. Phương pháp điều khiển nghịch lưu

Luật điều khiển từng pha

100 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

100

8. Phương pháp điều khiển nghịch lưu

Điện áp cần có

101 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

101

8. Phương pháp điều khiển nghịch lưu

Không gian điều chế vecto

102 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

102

8. Phương pháp điều khiển nghịch lưu

Không gian điều chế vecto

103 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

103

8. Phương pháp điều khiển nghịch lưu

Không gian điều chế vecto

104 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

104

8. Phương pháp điều khiển nghịch lưu

Không gian điều chế vecto

105 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

105

8. Phương pháp điều khiển nghịch lưu

Nghịch lưu PWM

106 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

106

8. Phương pháp điều khiển nghịch lưu

Nghịch lưu PWM

107 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

107

8. Phương pháp điều khiển nghịch lưu

Câu hỏi và bài tập ôn tập mục 7

108 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

108

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

109 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

109

9. Mô hình hoá hệ thống điều khiển

Mô hình chỉnh lưu Matlab

110 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

110

9. Mô hình hoá hệ thống điều khiển

Mô hình chỉnh lưu Matlab

111 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

111

9. Mô hình hoá hệ thống điều khiển

Mô hình chỉnh lưu Matlab

112 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

112

9. Mô hình hoá hệ thống điều khiển

Mô hình chỉnh lưu Matlab

113 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

113

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

114 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

114

10. Bài tập áp dụng chỉnh lưu

Hệ thống chỉnh lưu

115 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

115

10. Bài tập áp dụng chỉnh lưu

Hệ thống chỉnh lưu

116 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

116

10. Bài tập áp dụng chỉnh lưu

Bài tập: Hệ thống 2 vòng điều khiển động cơ một chiều

117 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

117

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

118 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

118

11. Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều

Hệ thống 2 vòng điều khiển động cơ một chiều

119 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

119

11. Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều

Hệ thống 2 vòng điều khiển động cơ một chiều

120 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

120

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

121 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

121

12. Bài tập áp dụng nghịch lưu

Điều khiển động cơ xoay chiều

122 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

122

12. Bài tập áp dụng nghịch lưu

Điều khiển động cơ xoay chiều

Để sử dụng các mô hình truyền động xoay chiều (AC drive) trong thư viện Electric Drives, trước tiên bạn cần xác định loại động cơ, bộ biến đổi (converter) và bộ điều khiển được sử dụng trong sáu mô hình truyền động xoay chiều của thư viện, được ký hiệu từ AC1 đến AC6.

Các mô hình AC1, AC2, AC3 và AC4 dựa trên động cơ cảm ứng ba pha. Loại động cơ này có một cuộn dây ba pha ở stato và một rôto kiểu dây quấn hoặc rôto lồng sóc.

Rôto lồng sóc bao gồm các thanh dẫn điện được nhúng trong lõi sắt của rôto. Các thanh dẫn này được nối tắt với nhau ở hai đầu rôto bằng các vòng dẫn điện.

Mô hình AC5 dựa trên động cơ đồng bộ rôto dây quấn (wound rotor synchronous motor).

Mô hình AC6 sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (permanent magnet synchronous motor – PMSM).

Các mô hình của ba loại động cơ này có sẵn trong thư viện Machines.

​

123 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

123

12. Bài tập áp dụng nghịch lưu

Nguyên lý phát xung

124 of 127

HỌC PHẦN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

124

  • Bộ chỉnh lưu (Rectifier)
  • Bộ tăng áp (Boost Converter)
  • Bộ giảm áp (Buck Converter)
  • Bộ chuyển đổi Flyback (Flyback Converter)
  • Bộ nghịch lưu (Inverter)
  • Phương pháp điều khiển chỉnh lưu
  • Phương pháp điều khiển điều áp xoay chiều
  • Phương pháp điều khiển nghịch lưu
  • Mô hình hoá hệ thống điều khiển
  • Bài tập áp dụng chỉnh lưu
  • Bài tập áp dụng điều áp xoay chiều
  • Bài tập áp dụng nghịch lưu
  • Bài tập cuối kỳ

​

125 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

125

13. Bài tập cuối kỳ

126 of 127

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

126

13. Bài tập cuối kỳ

Thiết kế hệ thống bù SVC cho đường dây 220/500kV phân đoạn

Đường dây 500kV Bắc - Nam (mạch 1):

  • Hoàn thành năm 1994, dài khoảng 1.487 km.
  • Nối từ Hòa Bình - Hà Tĩnh - Đà Nẵng - Pleiku - TP.HCM.
  • Giúp truyền tải điện từ miền Bắc vào miền Nam khi thiếu điện.

Đường dây 500kV Bắc - Nam (mạch 2):

  • Hoàn thành năm 2005, chạy song song với mạch 1.
  • Tăng cường năng lực truyền tải và độ ổn định của lưới điện quốc gia.

Đường dây 500kV Pleiku - Mỹ Phước - Cầu Bông:

  • Hoàn thành năm 2014, dài khoảng 437 km.
  • Nhằm cung cấp điện ổn định hơn cho khu vực miền Nam.

Đường dây 500kV Vũng Áng - Dốc Sỏi - Pleiku 2:

  • Hoàn thành năm 2020, dài khoảng 742 km.
  • Tăng cường truyền tải điện từ miền Trung vào miền Nam.

Các đường dây 500kV kết nối thủy điện, nhiệt điện lớn:

  • Các tuyến nối từ các nhà máy điện lớn như Sơn La, Lai Châu, Duyên Hải, Vĩnh Tân đến hệ thống lưới điện quốc gia.

127 of 127

Thank you

For your attention

127