Backup of tom tat bai_giang_dien_tu_cong_suat

ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất

Huỳnh Tấn Đệ Trang 1

GIỚI THIỆU MÔN HỌC

1. Tên môn học: - Điện Tử Công Suất

2. Số đơn vị học trình: - 02 (30 tiết)

3. Trình độ: - Trung cấp

4. Đánh giá, tính điểm: - ĐTBMH = [Điểm trung bình kiểm tra +Điểm Thi]/2

5. Thang điểm: - 10.

6. Phân bổ thời gian:

- Lên lớp: 30 tiết

- Lý thuyết: 25 tiết.

- Bài tập: 5 tiết.

7. Điều kiện tiên quyết:

Học sinh cần nắm vững về lý thuyết mạch điện, kiến thức cơ bản về điện tử.

8. Mô tả vắn tắt nội dung học phần:

Học phần bao gồm các phần chính: khái niệm & các đại lượng đặc trưng; linh kiện bán

dẫn công suất; bộ chỉnh lưu; bộ biến đổi điện áp xoay chiều; bộ biến đổi điện áp 1 chiều; bộ

nghịch lưu - biến tần

9. Nhiệm vụ của sinh viên:

- Đi học đúng giờ, thực hiện đúng các quy định, quy chế của nhà trường

- Dự lớp: Trên 80% tổng số buổi lên lớp

- Bài tập: làm các bài tập ở lớp và ở nhà. Hoàn thành bài thi và các bài kiểm tra.

10. Tài liệu học tập:

- Sách, giáo trình chính.

[2]. Điện tử công suất _ Nguyễn Bính _ NXB khoa học và kỹ thuật

- Sách tham khảo.

[1]. Điện tử công suất _ Hoàng Ngọc Văn _ ĐH sư phạm kỹ thuật TP HCM



[2]. Trang bị điện tử công nghiệp _ Vũ Quang Hồi _ NXB Giáo Dục

[3]. Giáo trình điện tử công suất 1_ Nguyễn Văn Nhờ_ NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM

[4]. Điện tử công suất _ Nguyễn Tấn Phước _ NXB TP HCM

11. Mục tiêu của học phần:

Môn học trang bị cho sinh viên nắm bắt được nguyên lý chuyển đổi tín hiệu năng lượng

điện AC – AC, AC – DC, DC – DC, DC – AC. Từ đó giúp cho sinh viện khảo sát phân tích

các bộ biến đổi công suất cơ bản: bộ chỉnh lưu; bộ biến đổi điện áp xoay chiều – một chiều;

nghịch lưu – biến tần.

12. Nội dung chi tiết học phần:

Ch ươ ng 1: LINH KIỆN BÁN DẪN CÔNG SUẤT

1.1. Diode

1.2. Transistor công suất

1.3. Thyristor ( SCR )

1.4. Các linh kiện thuộc họ SCR

Ch ươ ng 2: BỘ ĐỔI ĐIỆN XOAY CHIỀU THÀNH ĐIỆN MỘT CHIỀU

2.1. Chỉnh lưu 1 pha

2.1.1. Chỉnh lưu 1 pha không điều khiển

a. Chỉnh lưu nửa chu kỳ

b. Chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ

c. Chỉnh lưu cầu

2.1.2. Chỉnh lưu 1 pha có điều khiển


b. Chỉnh lưu cầu đối xứng

c. Chỉnh lưu cầu không đối xứng

2.2. Chỉnh lưu 3 pha



2.2.1. Chỉnh lưu hình tia không điều khiển

2.2.2. Chỉnh lưu hình tia có điều khiển

2.2.3. Chỉnh lưu cầu không điều khiển

2.2.4. Chỉnh lưu cầu có điều khiển

2.3. Bộ lọc

2.3.1 Mạch lọc dùng tụ.

2.3.2 Mạch lọc dùng LC.

Chươn g 3: ĐỔI ĐIỆN MỘT CHIỀU THÀNH MỘT CHIỀU

3.1. Bộ converter flyback

3.2. Bộ converter forward

3.3. Bộ converter push-pull

Chươn g 4: ĐỔI ĐIỆN MỘT CHIỀU THÀNH ĐIỆN XOAY CHIỀU

4.1. Sơ đồ nữa cầu dùng nguồn đôi.

4.2. Sơ đồ cầu

4.3. Sơ đồ đẩy kéo

4.4. Đổi điện một chiều ra điện xoay chiều dạng sin

4.5. Đổi điện một chiều ra điện xoay chiều 3 pha

Chươn g 5: BỘ BIẾN TẦN

5.1. Cấu trúc bộ biến tần

5.2. Hướng dẫn sử dụng một số biến tần thông dụng



Chương 1: LINH KIỆN BÁN DẪN CÔNG SUẤT

A. Mục tiêu :

Sau khi học xong chương này, học sinh phải :

- Nhận dạng được linh kiện

- Nguyên lý hoạt động của từng loại linh kiện công suất

- Vẽ được đường đặt tuyến của từng loại linh kiện.

B. Nội dung :

1.1. DIODE

Chỉ dẫn điện theo một chiều từ Anôt đến Catôt. Điện áp UAK gọi là điện áp

thuận, UKA gọi là điện áp nghịch đặt lên diode, tùy từng loại mà chúng có các gía trị

khác nhau. Điện áp thuận UAK của diode Silic là 0,7V, của diode Gemani là 0,3V.

Điện áp nghịch đặt lên diode mà nó có thể chịu được tùy từng loại, có thể từ hàng trăm

vôn đến hàng ngàn vôn. Dòng điện mà diode chịu được cũng tùy theo từng loại có thể

từ vài trăm mA đến hàng trăm A. Diode thường được sử dụng trong chỉnh lưu .

Hình 1.1 Ký hiệu và hình dạng diode

A

K

A K



1.2. TRANSIST OR CÔNG SUẤT

Có hai loại : Transistor thuận viết tắt là PNP và transistor nghịch viết tắt là NPN.

Chúng làm việc ở hai chế độ:

- Chế độ khóa: ngắt hoặc dẫn bảo hòa.

- Chế độ khuyếch đại.

Trong điện tử công suất, transistor làm việc ở chế độ khóa. Thông số quan trọng

nhất của transistor là hệ số khuyếch đại dòng điện = IC / IB . Để cho transistor dẫn

bảo hòa sâu ta phải cấp một dòng IB = kIBsat, với k là hệ số, IBsat là dòng cực B khi

transistor bảo hòa. Khi bảo hòa điện áp UBE≡ 0,7V; UCE = 0,2V

Hình 1.2: Ký hiệu và hình dạng một sô loại transistor



1.3. THYRISTOR ( SCR )

Có 3 cực: Anôt, Catôt và Gate (cực cổng).

Điều kiện cần và đủ mở SCR - UAK > 1V

- Ig ≥ Igst Igst là giá trị ghi trong sổ tay tra cứu

Điều kiện SCR khoá: Khi đã mở, SCR không tự khoá mặc dù xung dòng điều khiển đã

hết.

Để khóa SCR có hai cách:

- Giảm dòng làm việc IAK xuống dưới giá trị dòng duy trì IH,

- Đặt một điện áp ngược lên SCR (biện pháp thường dùng).

Điện trở SCR ở trạng thái ngắt cỡ hàng trăm kΩ, ở trạng thái mở còn khoảng

0,01Ω0,1Ω

Thời gian mở hoặc khóa SCR cỡ vài chục µs

Hình 1.3: Ký hiệu SCR và hình dạng vài loại SCR thông dụng



1.4. TRIAC

Triac giống hai SCR mắc song song ngược nhau. Triac có thể dẫn dòng theo hai

chiều tùy theo cách kích cực G, vì vậy triac không còn có khái niệm anôt và catôt thay

vào đó là T1 (hoặc B1) và T2 (hoặc B2) với ký hiệu T1 gần cực G.

Hình 1.4: Cấu tạo và ký hiệu triac

Phương pháp kích triac (mở triac).

+ Khi T2 có điện áp dương, kíck cực G bằng triac xung dương thì triac dẫn theo chiều

từ T2 đến T1

+ Khi T2 có điện áp âm, kíck cực G bằng xung âm thì triac dẫn theo chiều từ T1 đến

T2

Hình 1.5: Các phương pháp kích triac.

C. Câu hỏi ôn tập

Câu 1: Trình bày nguyên lý hoạt động của Diode, Transitor, thyristor, triac.

Câu 2: Vẽ đường đặt tuyến của Diode, Transitor, thyristor, triac.

- T1

T2

-T1

+-

Z

-T2

T1

Z

+

T2 +

G-

+ +T1

T2

G



Chương 2: BỘ ĐỔI ĐIỆN XOAY CHIỀU THÀNH ĐIỆN MỘT CHIỀU

A. Mục tiêu :


- Trình bày được vai trò của điện một chiều.

- Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của các mạch chỉnh lưu không điều khiển và

chỉnh lưu có điều khiển.

- Vẽ lại được mạch lọc và dạng sóng ngõ ra của mạch lọc dùng tụ và mạch lọc

LC. Nêu được ý nghĩa của bộ lọc.

B. Nội dung :

Trong kỹ thuật điện tử, buộc phải sử dụng điện một chiều để phân cực cho

transistor. Nhưng điện một chiều như pin, accu và máy phát một chiều quá tốn kém.

Có một cách đơn giản hiệu quả là chuyển điện xoay chiều đang có sẵn từ lưới điện

thành điện một chiều. Bộ đổi điện xoay chiều thành điện một chiều người ta còn gọi là

bộ chỉnh lưu.

Cấu trúc của một sơ đồ chỉnh lưu.

1 – Máy biến áp (MBA): Máy biến áp dùng để thay đổi mức điện áp của lưới điện phù

hợp với điện áp cần sử dụng.

2 – Chỉnh lưu: Là sơ đồ chỉnh lưu thực hiện chức năng biến đổi điện xoay chiều thành

điện một chiều.

3 – Mạch lọc: Gồm các phần tử phản kháng như tụ điện, cuộn cảm làm chức năng san

phẳng điện áp chỉnh lưu, giảm độ mấp mô.

4 – Mạch phản hồi: Làm chức năng đo lường tín hiệu như dòng điện, điện áp ở lối ra

mạch chỉnh lưu đưa đến mạch điều khiển.

5 – Mạch điều khiển: Dùng để điều khiển các thyristor trong chỉnh lưu có điều khiển.



Hình 2.1: Cấu trúc chung của một sơ đồ chỉnh lưu.

2.1. CHỈNH LƯU 1 PHA

2.1.1. Chỉnh lưu 1 pha không điều khiển

a. Chỉnh lưu nửa chu kỳ.

Tải thuần trở R Ở bán kỳ dương diode cho dòng qua tải, Uo=Ui . Bán kỳ âm

diode khóa không cho dòng qua tải Uo = 0. Gía trị điện áp chỉnh lưu trung bình :

Utb=0,45Ui với Ui trị hiệu dụng của điện áp vào.

Hình 2.2: Sơ đồ chỉnh lưu bán kỳ và dạng điện ra trên tải

Tải điện trở và điện cảm (R + L): Vì tải có tính cảm nên sẽ sinh ra sức điện

động tự cảm e ngược với chiều biến thiên của dòng điện: e = - L.di/dt, tức là nó có xu

hướng chống lại sự tăng hoặc giảm dòng điện sinh ra nó. Trên hình ta thấy rằng, trong

khoảng 01 dòng id tăng từ từ (vì nó chống lại sự tăng của dòng điện vào), cuộn

cảm L tích lũy năng lượng. Trong khoảng 1 2 dòng vào giảm dần, sức điện động

MBA Chỉnh lưu

Lọc

Phản

hồi

Điều

khiền

Tải một

chiều

UiR

Uo

0

uO

Uimax

Utb

t

uO

iR



tự cảm e sinh một dòng điện cùng chiều với dòng vào (chống lại sự giảm của dòng vào)

vì vậy dù ui đổi chiều nhưng vẫn có dòng qua tải. Trong thực tế đối với mạch tải R + L

người ta dùng một diod Dr mắc song song với tải để dẫn dòng tự cảm hoàn trả năng

lượng, vừa để duy trì được dòng điện tải trong nửa chu kỳ âm của điện áp nguồn vừa

bảo vệ diode. Dòng điện i đạt giá trị cực đại tại 1

Hình 2.3: Sơ đồ chỉnh lưu bán kỳ tải R + L và dạng điện áp, dòng điện ra trên tải

b. Chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ (toàn kỳ)

*. Mạch chỉnh lưu hình tia.

Hình 2.4: Sơ đồ chỉnh lưu toàn bán kỳ và dạng điện áp ra trên tải

Với mạch chỉnh lưu hình tia dùng diode điện áp ra trung bình: Utb = 0,45.Ui. Dòng

trung bình qua tải

R

U

R

UI itb

tb 45,0

L

Uo

Dr

D

Ui R

0

UO

Uimax

uO

IZ

1 2

IZ

Uin

RHI

U1

HI 1

4

5

6

8

t 0

Umax

Utb

uO



Sơ đồ hình tia có nhược điểm là điện áp ngược đặt lên Diode lớn gấp đôi nên ít

được dùng.

*. Mạch chỉnh lưu hình cầu.

Hình 2.5: Sơ đồ chỉnh lưu toàn bán kỳ và dạng điện áp ra trên tải

Vào bán kỳ dương D2 và D4 dẫn, dòng điện chạy từ nguồn dương (+) (chân số 1)

qua D2 đến tải R qua D4 và về nguồn âm (-) (chân số 3). Vào bán kỳ âm D3 và D1 dẫn,

dòng điện chạy từ nguồn dương (chân số 3) qua D3 đến tải R qua D1 và về nguồn (chân

số 1).

2.1.2. Chỉnh lưu 1 pha có điều khiển

Chỉnh lưu dùng SCR gọi là chỉnh lưu có điều khiển. SCR chỉ mở cho dòng chảy

qua khi thỏa mãn hai điều kiện: UAK0 và IG 0 và nó tự động khóa lại ở bán kỳ âm

của điện áp, vì vậy cần phải có mạch kích SCR vào thời điểm thích hợp.


*. Trường hợp tải thuần trở:

Hình 2.6: Mạchh chỉnh lưu một pha dùng SCR và dạng điện áp ra trên tải thuần trở R.

D1

HI

- +

D3

14

32

Uo

HI

Ui

D4

D2

t 0

Umax

Utb

uO

Kích

A

K

UAC

UR

0

UR

t



Vào bán kỳ dương đoạn từ 0- SCR được phân cực thuận nhưng vẫn chưa dẫn vì chưa có

xung kích vào cực G. Đoạn từ đến SCR dẫn vì đã có xung kích vào cực G. Vào bán kỳ

âm SCR được phân cực nghịch nên SCR ngưng dẫn. Như vậy, tùy thuộc vào vị trí góc mở

mà dạng sóng điện áp ra thây đổi.

Điện áp ra trung bình trên tải: 1 cos

0,45 .2

tb inU U

. với gọi là góc mở tính từ

thời điểm điện áp đổi chiều từ âm sang dương, tức lúc U = 0.

Trường hợp tải R + L: Do tải mang tính cảm nên đường cong dòng điện id kéo dài ra khỏi

khi mà điện áp Ui đã chuyển sang nửa chu kỳ âm

Hình 2.7: Dạng điện áp và dòng điện trên tải R + L khi chỉnh lưu bán kỳ bằng SCR

là góc tính từ gốc toa độ đến điểm dòng điện iR giảm về 0, gọi là góc tắt dòng.

b. Chỉnh lưu toàn kỳ có điều khiển.

*. Mạch chỉnh lưu hình tia có điều khiển.

Hình 2.8: Mạch chỉnh lưu hình tia có điều khiển và dạng sóng ngõ ra

A

Uo

T1

T2

1

4

5

6

8

R

B

0

uO

Umax

uO

IZ

1

Umax

0

uO

VG

0

1 2 3



Với Uin = UAB ta có điện áp trung bình lối ra: 2

cos145,0

intb UU

Ta có thể kích theo thứ tự từng SCR một, nhưng cũng có thể kích đồng thời hai SCR

vì lúc đó một trong hai SCR bị phân cực ngược do đó không bị ảnh hưởng bởi xung kích.

*. Mạch chỉnh lưu hình cầu có điều khiển.

Hình 2.9: Sơ đồ chỉnh lưu cầu dùng SCR

Dạng diện áp ra cũng giống trường hợp chỉnh lưu hình tia nhưng biên độ gấp đôi.

Điện áp trung bình lối ra: . 2

cos19,0

intb UU

Ngoài sơ đồ chỉnh lưu cầu như ở trên, còn có các mạch chỉnh lưu gọi là không đối

xứng với việc thay hai SCR bằng hai diod.

Hình 2.10: Mạch chỉnh lưu cầu không đối xứng

Giá trị điện áp trung bình trong chỉnh lưu không đối xứng cũng như trường hợp

đối xứng 1 cos

0,92

TB inU U

, tuy nhiên mạch điều khiển đơn giản, dễ sử dụng và giá

thành hạ.

R

T2

T4

T1

T3

Ui

R

D2

D3

T1

T4

Ui



2.2. CHỈNH LƯU 3 PHA

2.2.1. Chỉnh lưu hình tia không điều khiển

Hoạt động : Trên đồ thị, các điểm 1, 2 ,3, 4 …mà tại đó các đường điện áp pha cắt

nhau, gọi là các điểm chuyển mạch tự nhiên.

Trong khoảng 1< < 2 : ua lớn nhất, D1 dẫn, uO = ua

Trong khoảng 2< < 3 : ub lớn nhất, D2 dẫn, uO = ub

Trong khoảng 2< < 3 : uc lớn nhất, D3 dẫn, uO = uc

Điện áp chỉnh lưu thu được là đường bao phía trên của các đường điện áp.

Điện áp trung bình sau chỉnh lưu: Utb = 1,17 Up, với Up là điện áp pha.

Hình 2.11: Mạch chỉnh lưu ba pha hình tia và dạng sóng ngõ ra

2.2.2. Chỉnh lưu hình tia có điều khiển

Điện áp ra trung bình: Trường hợp : ≤ 300; Utb = 1,17 Up.cos, với là góc tính từ

điểm giao nhau của các đường điện áp pha (phần dương) đến khi có xung điều khiển.

Khi > 300 ;

1

6cos

2

2.3

Ptb UU

NUo

D1

D3

b

R

D2

a

c

0

uO

a b c

1 2 3

Upmax

4



Hình 2.12: Mạch chỉnh lưu ba pha hình tia có điều khiển và dạng sóng ngõ ra

2.2.3. Chỉnh lưu cầu không điều khiển

Ta chia các diode ra làm hai nhóm: Nhóm catot chung bao gồm T1, T3, T5 và

nhóm anôd chung bao gồm T2, T4, T6.

Hình 2.13: Mạch chỉnh lưu ba pha hình cầu và dạng sóng ngõ ra

Nguyên tắc hoạt động của sơ đồ chỉnh lưu cầu.

+ Khi: 1< < 2: điện áp pha a cao nhất, pha b thấp nhất D1, D6 mở (D6,D1)

+ Khi: 2 < < 3: điện áp pha a cao nhất, pha c thấp nhất D1, D2 mở (D1,D2)

+ Khi: 3 < < 4: điện áp pha b cao nhất, pha c thấp nhất D3, D2 mở (D2,D3)

+ Khi: 4< < 5: điện áp pha b cao nhất, pha a thấp nhất D3, D4 mở (D3,D4)

NUo

b

T1

T3

T2

R

a

c

0

uO

Upmax a b c

uO

RN

D2

D3 D5

Uo

D4

b

_

a

D6

c

D1 +

0

uO

a b c

4 1 3 5

Upmax

2 6 7



+ Khi: 5< < 6: điện áp pha c cao nhất, pha a thấp nhất D5, D4 mở (D4, D5)

+ Khi: 6< < 7: điện áp pha c cao nhất, pha b thấp nhất D5, D6 mở (D5,D6)

Điện áp trung bình lối ra: Utb = 2,34 Up

2.3. BỘ LỌC

Lọc điện là làm cho điện áp một chiều bớt mấp mô, gợn sóng, làm cho nó bằng

phẳng hơn, trước khi đưa đến tải tiêu thụ.

2.3.1 Mạch lọc dùng tụ.

Hình 2.14 trình bày sơ đồ lọc bằng tụ điện sau khi chỉnh lưu một nửa chu ky, và

hình 22 là dạng điện áp ra trên tải R. Dòng điện liên tục được nạp vào tụ và phóng qua

R tạo thành đường mấp mô gợn sóng.

Dạng điện áp ra sau khi lọc bằng tụ có tải R được biểu diễn trên hình 2.14. Từ 0

đến 1 điện áp ra chính là điện áp vào đồng thời tụ C nạp điện. Từ 1 đến 2 tụ C

phóng điện qua R.

Hình 2.14: Mạch lọc dùng tụ điện

Vr gọi là điện áp gợn , đối với chỉnh lưu bán kỳ là: Cf

IVr

. , với I dòng trung

bình qua tải, f – tần số nguồn điện. Đối với chỉnh lưu hai bán kỳ : Cf

IVr

.2 . Như vậy

cùng một tụ lọc và tần số nguồn điện, chỉnh lưu hai nửa chu kỳ cho ta điện áp một

chiều ít mấp mô hơn.

UoD

+RC

Uin

0

uO

1

2

Uimax

Vr



Với cùng một tụ lọc, tần số nguồn điện nào càng cao độ mấp mô càng nhỏ.

Trong thực tế người ta tạo ra nguồn điện một chiều với độ mấp mô nhỏ bằng cách

chỉnh lưu và lọc các dao động có tần số cao

2.3.2 Mạch lọc dùng LC.

Bộ lọc LC được dùng cho thiết bị chỉnh lưu công suất lớn. Chúng ta biết rằng

cuộn cảm có trở kháng tỷ lệ với tần số (ZL = L) còn tụ điện có trở kháng tỷ lệ nghịch

với tần số nguồn điện (ZC = 1/C), vì vậy kết hợp hai phần tử này ta sẽ có bộ lọc.

Cuộn cảm L mắc nối tiếp với tải sẽ chặn lại những thành phần tần số cao, tụ điện C

mắc song song với tải sẽ cho qua (nối mat) những thành phần tần số cao mà cuộn cảm

không chặn lại được.

Hình 2.15: Mạch lọc LC


Câu 1: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu bán kỳ không điều khiển

Câu 2: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu toàn kỳ hình tia không điều

khiển

Câu 3: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu cầu không điều khiển

Câu 4: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu bán kỳ có điều khiển

Câu 5: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu toàn kỳ hình tia có điều

khiển

Câu 6: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu cầu có điều khiển

Câu 7: Vẽ lại mạch lọc và dạng sóng ngõ ra của mạch lọc dùng tụ

CR+

Uo

+

L



Chương 3: ĐỔI ĐIỆN MỘT CHIỀU THÀNH MỘT CHIỀU

A. Mục tiêu :


- Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của các mạch converter flyback, forward,

push-pull

- Trình bày hoạt động của mạch

B. Nội dung :

Trong một số ứng dụng người ta cần dùng điện một chiều có điện áp cao từ

nguồn 1 chiều là pin hoặc bình accu hoặc điều khiển điện áp một chiều như xe đạp điện.

Để thực hiện viêc đó ta cần bộ biến đổi gọi chung là bộ đổi điện một chiều thành điện

một chiều. Bộ biến đổi này còn có tên gọi khác là Converter.

3.1. Bộ converter flyback

Hình 3.1 là sơ đồ dạng bộ converter flyback cách ly và các dạng sóng ở chế độ ổn

định. Mạch hoạt động như sau: Khi transistor Q1 dẫn, dòng điện sơ cấp bắt đầu tăng

trong cuộn sơ cấp, tích trữ năng lượng. Do sự bố trí ngược cực tính giữa các cuộn dây

ngõ vào và ngõ ra của biến áp, nên không có năng lượng ra tải do diode D bị phân cực

ngược.

Khi transistor ngưng dẫn, cực tính của cuộn dây được đổi ngược lại do từ thông

giảm. Bây giờ diode D dẫn, nạp vào tụ C và cấp dòng IL ra tải.



Hình 3.1: Bộ converter flyback cách ly và các dạng sóng tương ứng.

3.2. Bộ converter forward

Phần tử cách ly trong bộ converter forward là biến áp, phần tử tích trữ năng

lượng là cuộn dây L yêu cầu phải có ở ngõ ra để mạch hoạt động tốt hơn và hiệu suất

cao hơn.. Chú ý rằng dây quấn cuộn sơ cấp và thứ cấp có cùng cực tính. Hoạt động của

mạch như sau: Khi Q1 dẫn, dòng điện tăng dần trong cuộn sơ cấp, tích trữ năng lượng.

Vì cuộn dây sơ cấp và thứ cấp có cùng cực tính nên năng lượng này được chuyển ra

ngõ ra và được tích trữ trong cuộn L thông qua diode D2 được phân cực thuận. Diode

D3 phân cực ngược. Khi Q1 ngưng dẫn, điện áp trên cuộn dây biến áp đảo chiều làm

phân cực ngược D2. Bây giờ diode D3 được phân cực thuận dẫn dòng điện ngõ ra

cung cấp đến tải thông qua cuộn dây L.

T



Hình 3.2: Bộ converter forward cách ly và các dạng sóng

Cuộn dây thứ 3 và diode D1 cung cấp từ trường cho biến áp khi Q1 ngưng dẫn trả

năng lượng qua biến áp ra ngõ ra dc. Vùng được tô đen trong dạng sóng hình 3.2 là

dòng điện từ hóa

Trong đó Tmax là chu kỳ khi transistor Q1 dẫn và L là cuộn dây ngõ ra tính bằng H.

3.3. Bộ converter push-pull

Bộ converter push-pull thật sự là 2 bộ converter forward ghép lại và làm việc

ngược pha nhau. Mỗi nửa bộ converter push-pull cung cấp công suất ra tải trong nửa

chu kỳ.

Hình 3.2 trình bày mạch push-pull cơ bản và các dạng sóng tương ứng. Từ dạng

sóng chúng ta có thể thấy rằng vì có 2 bộ transistor chuyển mạch và diode ngõ ra nên

dòng điện trung bình qua mỗi phần được giảm đi một nửa so với bộ converter forward.

Chú ý rằng khoảng thời gian giữa hai transistor dẫn thì diode D1 và D2 dẫn đồng thời

nên không cần phải có diode flywheel.

L

VTI inmax

mag



Hình 3.2: dạng sóng tương ứng

Điện áp ngõ ra bộ converter này có thể được tính

Giá trị max trong phương trình trên phải nhỏ hơn 0,5 để tránh 2 transistor chuyển mạch

dẫn đồng thời. Giả sử max = 0,4 thì phương trình 2.45 có thể viết lại:

n

V2V inmax

out



Trong đó n là tỉ lệ số vòng dây quấn sơ cấp trên thứ cấp

Những giới hạn của mạch converter push-pull

Mặc dù converter push-pull có một số ưu điểm nhưng nó cũng có một số nhược

điểm. Giới hạn đầu tiên là điện áp của transistor phải nhỏ hơn hoặc bằng hai lần điện

áp ngõ vào. Bộ converter này tạo ra các đỉnh điện áp rất cao là do cảm kháng đỉnh của

biến áp tạo ra như trong hình 3.2. Điều này có nghĩa là transistor có thể chịu điện áp

trên 800V khi điện áp vào là 230Vac. Đây có thể là vấn đề của các bộ converter công

suất cao, vì dòng điện cao, điện áp cao và giá thành cũng cao.

Hình 3.3: Các dạng sóng điện áp và dòng điện thực tế của converter push-pull

VL là điện áp cảm ứng đỉnh nhọn sơ cấp biến áp

IS là dòng điện đỉnh nhọn do biến áp bão hòa

Trong hình 3.4 cũng trình bày vần đề thứ hai của mạch push-pull là bão hòa từ

của lõi biến áp. Trong hầu hết các nguồn xung hiện nay thì lõi ferrit được sử dụng phổ

biến nhất vì tổn hao thấp và chịu được tần số cao 20KHz hoặc cao hơn nữa. Nhưng lõi

ferrit cũng có khả năng bão hòa từ cao vì mật độ từ thông thấp (thường sử dụng

khoảng 3000 Gauss). Vì vậy một lượng nhỏ phân cực dc trong lõi sắt sẽ dẫn đến bão

hòa từ. Đây mới là vấn đề của mạch push-pull. Khi một transistor dẫn, từ thông sẽ

chạy theo một hướng của đương cong B-H và chạy theo hướng ngược lại khi transistor

n

V8,0V in

out



thứ nhất ngưng dẫn và transistor thứ hai dẫn. Để hai vùng có mật độ từ thông bằng

nhau, thì độ bão hòa từ và đặc tính chuyển mạch của hai transistor chuyển mạch điện

tử phải giống nhau dưới tất cả điều kiện và nhiệt độ làm việc. Nếu đặc tính của các

transistor không giống nhau, thì từ thông bị lệch về một hướng dẫn đến lõi sắt rơi vào

vùng bão hòa

Dòng điện vượt quá sinh ra một lượng lớn công suất tổn hao trên transistor làm

nóng transistor, làm mất cân bằng giữa các transistor, làm tăng độ bão hòa từ sinh ra

dòng điện bão hòa từ cao hơn. Chu kỳ này cứ tiếp tục cho đến khi transistor bị quá

nhiệt và làm hỏng mạch.

Có thể có hai cách giải quyết vấn đề này. Thứ nhất là khe hở lõi từ là nguyên

nhân làm tăng các cảm ứng đỉnh nhọn và vì vậy cần làm giảm tổn hao lõi từ để cải

thiện hiệu suất. Thứ hai là sử dụng mạch hiệu chỉnh đối xứng đảm bảo cân bằng hoạt

động của biến áp bằng cách giữ tỉ lệ on-off của các transistor bằng nhau. Nhưng

phương pháp này đòi hỏi phải có nhiều mạch phụ làm tăng giá thành và mạch phức tạp

hơn.


Câu 1: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của các mạch converter flyback. Trình bày hoạt

động của mạch.

Câu 1: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của các mạch converter fforward. Trình bày

hoạt động của mạch.

Câu 1: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của các mạch converter. Trình bày hoạt động

của mạch.



Chương 4: ĐỔI ĐIỆN MỘT CHIỀU THÀNH ĐIỆN XOAY CHIỀU

A. Mục tiêu :


- Trình bày được vai trò của việc đổi điện một chiều thành điện xoay chiều.

- Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của các mạch nghịch lưu cầu, nghịch lưu

đẩy kéo.

- Trình bày được phương pháp đổi điện một chiều thành điện xoay chiều 3 pha.

Vẽ được dạng sóng ngõ ra.

B. Nội dung :

Những lúc mất điện, người ta cần chuyển đổi điện một chiều từ bình accu, pin

thành điện xoay chiều để điều khiển một số yêu cầu thiết yếu như máy vi tính, đèn

chiếu sáng … Hoặc năng lượng tích tụ được từ pin mặt trời, năng lượng gió cần phải

chuyển thành điện xoay chiều để hòa với lưới điện. Bộ đổi điện một chiều ra điện xoay

chiều gọi là bộ nghịch lưu

Có một số loại thiết bị nghịch lưu sau đây :

- Thiết bị đổi điện một chiều từ bình accu ra điện xoay chiều tần số 50Hz 220V

để cấp điện dự phòng khi mất điện lưới.

- Thiết bị đổi điện một chiều thành điện xoay chiều cung cấp cho phụ tải cộng

hưởng tần số và điện áp phụ thuộc vào tải như lò nung thép trung tần.

- Thiết bị đổi điện một chiều thành điện xoay chiều có tần số và điện áp thay đổi

được cung cấp cho động cơ điện 3 pha.

4.1. Sơ đồ nữa cầu dùng nguồn đôi.

Để đơn giản vấn đề ta dùng hai tiếp điểm cơ khí T1 và T2 mắc theo sơ đồ dưới đây



Hình 4.1: Sơ đồ nghịch lưu nửa cầu dùng nguồn đôi

T1 và T2 luân phiên nhau dẫn điện, T1 dẫn dòng từ A qua B, T2 dẫn dòng từ B

qua A. Dạng sóng điện áp và dòng ra trên tải R phụ thuộc vào tải như sau :

Bán kỳ 1 : T1 dẫn , T2 ngưng dẫn Vout =Vin .

Bán kỳ 2 : T2 dẫn , T1 ngưng dẫn Vout =- Vin .

Như vậy điện áp ra có dạng hình chữ nhật, điện áp hiệu dụng bằng :

inoutoutoutout VT

VT

TV

TdtV

TV 2

1)(

2

11 222

Nếu tải là thuần trở thì R

VoutI cũng có dạng hình chữ nhật.

Nếu tải cảm kháng thì :

Khi T1 dẫn : intL

VinIout Im ;

L

VinTin

4Im

Khi T2 dẫn : axT

tL

VinIout Im)

2( ;

L

VinTax

4Im

Nếu tải có R – L thì :

tt

IeeL

VinIout

)1(

T1

VR Vv

Vv



iL

Hình 4.2: Dạng dòng điện, điện áp trên tải R + L

Lưu ý rằng khi phụ tải có thành phần cảm kháng thì lúc T1 đóng mạch dòng

điện có chiều âm. Do đó, nếu thay tiếp điểm cơ khí bằng linh kiện bán dẫn thì gắn

thêm 1 diode thu hồi năng lượng, làm chức dẫn dòng ngược từ phụ tải có cảm khoáng

về nguồn. Nếu thiếu diode, dòng trả về sẽ gián đoạn sinh ra điện áp tăng vọt dt

diL lớn

phá huỷ linh kiện bán dẫn.

Vv

T/2

+Vv

-Vv

t

T

T/2

+Vv/R

-Vv/R

t

T

Vv,iL

IZ +Vv

-Vv

t +Vv/R

-Vv/R

T/2

T



Hình 4.3: Sơ đồ nghịch lưu nửa cầu dùng nguồn đôi sử dụng linh kiện bán dẫn

Ưu điểm của mạch :

- Không cần biến áp nên hiệu suất cao

Nhược điểm :

- Dùng 2 nguồn điện

- Điện áp ra bằng điện áp vào không thể tăng hoặc giảm cho phù hợp với tải

4.2. Sơ đồ cầu

Các transistor T1, T3 và T2 , T4 luân phiên nhau dẫn điện, mỗi đôi dẫn trong 1

bán kỳ.

D1Q1D1Q1

1

23

BATTERY

12

Q11

23

Q11

23

R L1

BATTERY

12

D1

D1



Hình 4.3: Sơ đồ nghịch lưu cầu

Bán kỳ đầu : 0 < t < 2

T , đôi T1 và T3 dẫn, T2 và T4 ngưng dẫn. Dòng điện

chạy từ A sang B.

Bán kỳ sau : 2

T < t < T , đôi T2 và T4 dẫn, T1 và T3 ngưng dẫn. Dòng điện

chạy từ B sang A.

Dạng điện áp và dòng ra có dạng tương tự như sơ đồ nữa cầu :

- Ưu điểm của mạch : Không cần biến áp nên hiệu suất cao

- Nhược điểm : Điện áp ra bằng điện áp vào không thể tăng hoặc giảm cho phù

hợp với tải

4.3. Sơ đồ đẩy kéo

Hình 4.4: Sơ đồ nghịch lưu đẩy kéo

T3

T1

C B

D2

+

T4

D4

+

E+

_

T2

_

Z

D1

A

D3

D1

12

T3

1 2

3

5 6

Q1

1

2 3

R

Q2

1

2 3

D1



Bán kỳ đầu : 0 < t < 2

T , T1 dẫn, T2 ngưng dẫn. Dòng điện chạy từ đầu chấm

cuộn n sang dầu không chấm.

min1

1

ItL

VinIout ;

L

VinTin

4Im

Do số amper vòng n1.i1biến thiên tuyến tính từ Imin đến Imax trong thời gian từ 0

< t 2

T . Nên constdt

dnVout

2

Bán kỳ sau : 2

T < t < T , T2 dẫn, T1 ngưng dẫn. Dòng điện chạy từ đầu không

chấm sang dầu chấm cuộn n. Tương tự như trên constdt

dnVout

2

cũng không đổi

Vậy điện áp ra trong toàn kỳ inout Vn

nV

1

2

Hình 4.5: Dạng điện áp ra

Vv

Vvn

n

1

2

+Vv

t

Vvn

n

1

2

T/2 T

Þ

Þmax

t

T/2 T

Þmin = - Þmax



Ưu điểm của mạch :

- Chỉ cần 1 nguồn một chiều.

- Điện áp ra có thể thây đổi được cho phù hợp với tải.

Nhược điểm :

- Dùng biến áp nên hiệu suất không cao.

- Rất nguy hiểm khi làm việc không tải

4.4. Đổi điện một chiều ra điện xoay chiều dạng sin

Nhiều phụ tải như động cơ điện xoay chiều, máy biến áp yêu cầu điện áp dạng

sin mà các mach trước đây chỉ cho điện dạng chữ nhật làm phát nóng động cơ điện.

Các sơ đồ biến tần trước đó chỉ tạo ra được điện áp “ sin chữ nhật” chứa

nhiều sóng hài. Để có dạng điện áp ra giống sin vàgiảm nhỏ ảnh hưởng của sóng

hài cũng như điều khiển được điện áp ra người ta dùng phương pháp điều biến dộ

rộng xung. Các bước thực hiện như sau:

+ Tạo một sóng sin, gọi là sóng điều biến, có tần số bằng tần số mong muốn ở lối

ra.

+ Tao một sóng tam giác biên độ cố định, gọi là sóng mang, có tần số lớn hơn

nhiều tần số sóng sin.

+ So sánh biên độ hai tín hiệu: Nếu biên độ sóng sin lớn hơn biên độ sóng tam

giác, bộ so sánh cho ra điện áp mức cao ( xung) điều khiển các van công suất mở.

Như vậy ta sẽ có một chuỗi xung với độ rộng thay đổi giống quy luật sóng

sin. Hình 4.6 chỉ ra nguyên tắc điều biến độ rộng xung.



Hình 4.6 : Nguyên tắc điều biến độ rộng xung loại đơn cực

Điện áp ra chứa các thành phần sóng hài bậc cao của sóng tam giác. Do tần

số sóng tam giác lớn nên các sóng hài nàydễ dàng lọc bỏ được. Đây là ưu điểm cơ

bản của phương pháp điều biến độ rộng xung. Nhược điểm của phương pháp này là

hao tổn công suất lớn do tần số đóng cắt của các van cao, mạch điều khiển phức

tạp, giá thành đắt.

Người ta chia điều biến độ rộng xung thành hai loại:

- Loại đơn cực, chuỗi xung có trị số từ 0 đến +E trong nửa chu ky dương . và có

giá trị tù 0 đế –E trong nủa chu kỳ âm.

- Loại lưỡng cực, chuỗi xung có giá trị từ –E đến +E trong cả hai nửa chu kỳ.

t

u

E

-E



Hình 4.7 : Nguyên tắc điều biến độ rộng xung loại lưỡng cực

4.5. Đổi điện một chiều ra điện xoay chiều 3 pha

Để có điện 3 pha ta cần dùng cầu nghịch lưu 3 pha 6 bộ đóng ngắt và 6 diode

thu hồi năng lượng như hình.

Hình 4.8: Sơ đồ mạch nghịch lưu 3 pha

Mỗi bán kỳ có số xung là 5 (số xung là số lẽ và do người thiết kế chọn). Các

xung đối xứng với đường thẳng T/4, 3T/4. Khi điều chỉnh tần số điện áp ra, tần số

xung cũng thay đổi theo nhưng phải tuân theo quy luật : số xung lẽ và đối xứng qua

trục các điểm giữa bán kỳ.

t

u

E

-E

D3

D6

A

b

T4

D2

T5T3T1

N

a

c

B

+

T2C

D4

C

D5D1

T6

N



Hình 4.9 Sơ đồ dẫn của các transistor và điện áp ra trên các pha

Nếu dùng sơ đồ cầu điều chế độ rộng xung thì hình vẽ sau đây sẽ cho thấy quan

hệ giữa điện áp ra với chế độ làm viêc của các transistor ngắt dẫn trong sơ đồ cầu.

Dòng IB1 và IB2 kéo T1 và T2 làm việc điều biến độ rộng xung. Lưu ý khi T1

dẫn thì T2 ngắt và ngược lại.


Câu 1: Trình bày ý nghĩa của việc đổi điện một chiều thành điện xoay chiều.

Câu 2: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch nghịch lưu cầu, nghịch lưu đẩy kéo.

Câu 3: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch nghịch lưu đẩy kéo.

Câu 4: Trình bày phương pháp đổi điện một chiều thành điện xoay chiều 3 pha. Vẽ sơ đồ

mạch và dạng sóng ngõ ra.

T1

T2

T3

T4

T5

T6

600 1200 1800 3600 5400

1/3E

UA

UB



Chương 5: BỘ BIẾN TẦN

A. Mục tiêu :


- Trình bày được ứng dụng của biến tần

- Vẽ được sơ đồ khối chức năng của biến tần.

- Sử dụng được biến tần trong một số trường hợp đơn lẽ.

B. Nội dung :

Các bộ biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành

dòng điện xoay chiều ở tần số khác. Có thể thây đổi cả điện áp và tần số.

Các bộ biến tần được chia làm hai loại chính:

+ Bộ biến tần gian tiếp (biến tần độc lập)

+ Bộ biến tần trực tiếp (bộ biến tần phụ thuộc): Là bộ biến tần biến đổi thẳng dòng

điện xoay chiều tần số f1 thành tần số f2 không qua khâu trung gian (chỉnh lưu). Vì vậy

tải có thể trao đổi năng lượng trực tiếp với nghuồn .

Trong chương trình chỉ trình bày biến tần gián tiếp.

5.1. Cấu trúc bộ biến tần

Trong bộ biến tần này, dòng điện xoay chiều đầu vào có tần số f1 được chỉnh

lưu thành dòng một chiều, lọc và sau đó nghịch lưu thành dòng xoay chiều có tần số f2

Hình 5.1: Cấu trúc bộ biến tần gián tiếp

Gọi là bộ biến tần gián tiếp vì nguồn điện lối vào phải qua khâu trung gian là

chỉnh lưu mới biến đổi thành nguồn xoay chiều. Gọi là bộ biến tần độc lập vì lối ra

hoàn toàn độc lập với lối vào (tải lối ra không liên hệ trực tiếp với nguồn điện xoay

chiều lối vào).

Chỉnh lưu

Lọc Nghịch lưu

Ui(f1) Uo(f2)



Nghịch lưu như vậy là khâu cơ bản của loại biến tần này, nó ngược với chỉnh

lưu, là biến đổi dòng một chiều thành xoay chiều.

Hình 5.2: phần công suất biến tần gián tiếp

Phần chỉnh lưu 1 pha ta có biến tần vào 1 pha ra 3 pha (dùng cho công suất

thấp), phần chỉnh lưu 3 pha ta có biến tần vào 3 pha ra 1 pha

Hình trên chỉ trình bày phần công suất, phần mạch điều khiển rất phức tạp đã

được trình bày sơ lược ở các chương trước.

5.2. Hướng dẫn sử dụng biến tần CONTROL TECHNIQUES dòng Commander SK

Biến tần Control techniques của Mỹ. Có các dòng sản phẩm về biến tần AC là

Commander SK, Commander SE và Commander SX. Mỗi dòng sản phẩm giống nhau

có một số tính năng khác nhau. Trong tài liệu này chỉ trình bày về Commander SK.

D3

D2'

D1

T3'1

23

T11

23

T1'1

23

D9

T31

23

D8

C

D5

D3'T2'

1

23

D2

D7

T21

23

D4

D1'

D6



5.2.1 Sơ đồ đấu nối phần động lực cho SK

Hình 5.1: Sơ đồ nối dây phần động lực cho biến tần Commander SK



5.2.2. Màn hình hiển thị và bàn phím.

Màn hình hiển thị được thiết kế gồm 2 cửa sổ.

Cửa sổ hiển thị bên trái chỉ thông số hoặc Trạng thái hoạt động của Drive (

Inverter )

Cửa sổ hiển thị bên phải chỉ Dữ liệu của thông số đang hiện hành .

Hình 5.2: màn hình hiển thị của biến tần Commander SK

Bàn Phím có chức năng để thay đổi chế độ màn hình, chọn thông số để thay đổi

dữ liệu, chọn thông số để hiển thị , Chức năng của các phiếm như sau :

M Thay đổi chế độ hiển thị của màn hình.(thay đổi MODE)

Chọn thông số hoặc tăng giá trị dữ liệu hoặc tăng tốc độ

Chọn thông số hoặc giảm giá trị dữ liệu hoặc giảm tốc độ.

Phím màu đỏ để RESET hoặc Stop để dừng động cơ ở chế độ chạy bằng bàn phím.

Phím màu Xanh lá Run để chạy động cơ ở chế độ chạy bằng bàn phím

Phím màu Xanh dương Reverse để đổi chiều quay động cơ ở chế độ

chạy bằng bàn phím.



5.2.2. Thao tác và cài đặt các thông số cơ bản

o Nhấn M nếu màn hình bên trái chuyển từ rdy , ih … về trạng thái liệt kê thông

số , lúc này các chữ số của màn hình chỉ thông số bên trái sẽ chớp sáng liên tục

(vd thông số 01 chớp )

o Chọn hoặc đến thông số cần thay đổi dữ liệu ( ví dụ : 02tần số cực đại )

o Nhấn M tiếp theo để vào chế độ sửa đổi dữ liệu, lúc này các chữ số của màn

hình chỉ dữ liệu bên phải sẽ chớp sáng liên tục (ví dụ : 50 )

o Chọn hoặc để thay đổi dữ liệu đến giá trị yêu cầu ( ví dụ :dữ liệu của 02

= 60 Hz )

o Nhấn M hai lần để chấm dứt.

Cài mật mã cho inverter : (Sinh viên không cài mật mã trong quá trình thực hành)

o Truy cập vào thông số 25 ( dữ liệu mặc định của nhà sản xuất là: 0 )

o Thay đổi dữ liệu đến giá trị yêu cầu mật mã của người sử dụng ( trong

khoảng từ 0 – 9999 )

o Sau khi nạp xong mã số ,nhấn M thì giá trị trên màn hình tự động chuyển về

0 để dấu mật mã.

o Truy cập vào thông số 10 , nhập vào 10 = Loc và nhấn M, sau đó nhập lại

10 = L1 và nhấn M hai lần kết thúc qúa trình cài mã.

Giải khóa mật mã cho inverter:

o Nhấn M màn hình sẽ hiện CodE và chỉnh , dữ liệu đến số mật

mã của người sử dụng đã cài cho Drive.

o Nhấn M để chấm dứt . (Lúc này tất cả các thông số có thể được sửa đổi).

o Để hiển thị tốc độ của động cơ đang hoạt động nhấn phím M hai lần

Các trạng thái hiển thị của Inverter:

rdy :Drive đã sẵn sàng và đợi tín hiệu khởi động START.

run :Drive đang hoạt động



dEC :Tín hiệu STOP được cấp và Drive đang giảm tốc để dừng.

TriP :Drive báo lỗi bị sự cố.

Mã báo lỗi các sự cố thường gặp của inverter khi sử dụng ( trip Codes ):

UU :Điện áp nguồn cung cấp hoặc Bus DC thấp dưới mức cho phép.

OU :Điện áp nguồn hoặc Bus DC cao vượt mức cho phép.

OI.AC: Quá dòng AC , ngõ ra của bộ điều khiển ngắn mạch (Chạm chập dây

Motor)

cL1 : Ngõ vào dòng 4 – 20mA đến cổng số 1 bị hở mạch hoặc nhỏ hơn

3mA.

It.AC :Quá dòng động cơ ( động cơ bị quá tải ), ngõ ra bộ điều khiển bị ngắn

mạch, chạm chập dây motor phải giảm tải Motor và Nhấn Reset.

th : Quá nhiệt động cơ hoặc hở mạch Thermistor. Nhấn Reset.

rS :Hở dây Motor trong lúc đo Stator hoặc Motor quá nhỏ so với Inverter SK .

Nhấn Reset.

OVL :Dòng điện Motor lớn hơn mức dòng đã cài đặt. Nên giảm tải của Motor.

Nhấn Reset.

Hot :Giải nhiệt công suất của Inverter quá nóng . Nên giảm nhiệt bằng quạt gió

và giảm tải.

EEF :EEPROM bên trong bị lỗi.

PH :Nguồn vào mất cân bằng pha hoặc mất pha

O.cL :Ngõ vào dòng vượt qúa 25mA

Lưu ý :

o Khi xuất hiện lỗi OI.AC – cần phải đặt lại thông số động cơ gồm: Vào

06 nhập Amp motor, 07 nhập tốc độ , 08 nhập volt motor và phải vào

38 nhập 1 để tự động đọc dữ liệu motor.

o Sau khi cài đặt xong nhấn M 2 lần, RESET 1 lần và cho Run động cơ .



Các bước vận hành cơ bản

Phương pháp cơ bản để đặt chế độ vận hành inverter ( commander SK) là xác lập

giá trị đặt tần số bằng chỉ số và chỉ có ít thông số từ bộ gốc (default) cần thay đổi.

1 Kiểm tra khởi đầu trước khi cấp nguồn.

Kiểm tra tất cả các cáp nối đúng.Tất cả các phần liên quan và vị trí lắp

đặt an toàn.

Kiểm tra tín hiệu cho phép Drive hoạt động ,Cổng B4 phải để hở

Kiểm tra cổng B5 và B6 phải để hở ( tín hiệu đảo chiều động cơ)

Kiểm tra động cơ đã nối vào Drive chưa, động cơ phải được nối trưc

tiếp, sao hoặc tam giác.

Kiểm tra cáp đấu nối nguồn Ac cho Drive.

2 Cấp nguồn cho inveterter, trên màn hiển thị sẽ hiển thị :

c.Nhập vào giá trị tần số cực tiểu và cực đại

Giá trị cực tiểu tại thông số 01(Hz)

Giá trị cực đại tại thông số 02(Hz)

d.Nhập vào giá trị thời gian(tính bằng giây) để motor tăng tốc và giảm tốc từ 0-

100Hz

Giá trị thời gian tăng tốc nhập tại thông số 03(s/100Hz)

Giá trị thời gian giảm tốc nhập tại thông số 04(s/100Hz)

e.Nhập vào các thông số từ nameplate của motor:

Nhập vào dòng điều khiển phù hợp cho động cơ tại thông số 06

Nhập vào tốc độ của động cơ tại thông số 07

Nhập vào điện áp cú động cơ tại thông số 08

Nhập vào hệ số cos của động cơ tại thông số 09

Chú ý : Nếu motor không chuẩn 50/60Hz thì phải set thông số 39=1.



f.Nhấn RUN cho Driver hoạt động lúc này trên màn hiển thị là :

Nhấn UP để tăng tốc motor

Nhấn DOWN để giảm tốc motor

Nhấn STOP/RESET để dừng .

5.2.3. Bảng thông số cơ bản

Số Chức Năng Dạng Giới

Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

01 Tốc độ nhỏ nhất RW U 0 – thông

số 02 Hz

0.0 EUR

0.0 USA

- Chọn tốc độ nhỏ nhất mà động cơ sẽ chạy.( tương đương mức 0V)


Hạn

Tầm Đơn Vị Mặc Định

02 Tốc độ lớn nhất RW U 0 – 1500 Hz 50.0 EUR

60.0 USA

- Chọn tốc độ lớn nhất mà động sẽ đạt đến khi chạy thuận và ngược.( tương

đương mức 10V)


Hạn


03 Thời gian tăng tốc RW U 0.0 –

3200.0 S/100Hz

5.0 EUR

5.0 USA

04 Thời gian giảm tốc RW U

0.0 –

3200.0 S/100Hz

10.0 EUR

10.0 USA

- Chọn thời gian tăng tốc và giảm tốc cho cả hai hai chiều quay của động cơ,

- Giả sử nhập vào 5 giây, thì thời gian tăng tốc từ 0 – 50Hz là 2.5 giây, và ngược

lại cho giảm tốc


Hạn


05 Lựa chọn dạng điều

khiển RW T

AI.AV –

AI.Pr_AV.Pr_

Pr_PAD_

E.POT_TOR_

PID_HUAC

AI.AV

- Thông số 05 cho chúng ta lựa chọn chức năng điều khiển , Có thể điều khiển

bằng các phím trên bộ biến tần hoặc đóng các tiếp điểm chân số B7 của bộ

biến tần. Cách lựa chọn thông số 05:

- AI.AV: Đưa tín hiệu Áp(0 –10V) vào cổng T4 hoặc Tín hiệu Dòng (4 – 20mA)

vào cổng T2 và chạy bằng cách đóng tiếp điểm của cổngB7.



- AV.Pr : Tín hiệu Áp(0 – 10V) đưa vào cổng T2, ở chế độ nầy ta chạy được3 cấp tốc độ khác nhau khi đóng tiếp điểm cổng T4 và B7 của bộ biến tần.

- AI.Pr:Tín hiệu Dòng(4 – 20mA) đưa vào cổngT2 , ở chế độ nầy ta chạy được3

cấp tốc độ khác nhau khi đóng tiếp điểm cổng T4 và B7 của bộ biến tần.

- Pr: Chế độ nầy chạy được bốn cấp tốc độ khác nhau khi đóng tiếp điểm cổng

B7 của bộ biến tần.

- Pad:Dùng các phím trên bộ biến tần để điều khiển, Dừng hoặc Chạy, Nhanh

Chậm của động cơ. - E.pot:

- Tor:Tín hiệu áp(0-10V) đưa vào cổng T4, tín hiệu dòng(4-20mA) đưa vào

cổngT3,đóng tiếp điểm của B7, dùng các phím trên bộ biến tần để điều khiển.

Pid:Đưa tín hiệu PID tham chiếu T4,tín hiệu áp tham chiếu 0-10V vào

T3,tín hiệu hồi tiếp dòng điện PID từ 4-20mA đưa vào T2

Thông số 05 = AI.AV



* Thông số 05 = AV.Pr:

* Thông số 05 = AI.Pr:



* Thông số 05 = .Pr:

* Thông số 05 = PAd:



* Thông số 05 =E. Pot:

* Thông số 05 =tor:



* Thông số 05 =Pid:


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

06

Lựa chọn dòng điện

điều khiển cho thích

hợp với động cơ

RW U

0 – Dòng điện

định mức của

bộ biến tần

A Dòng điện của

bộ biến tần

- Nhập vào dòng điện của động,(ghi từ nameplate động cơ)


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

07 Tốc độ của động cơ RW U 0 - 9999 rpm 1500 EUR

1800 USA

- Nhập vào tốc độ được ghi từ name plate của động cơ


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

08 Điện áp của động cơ RW U 0 - 240

0 - 480 V

230/400 EUR

230/460 USA

- Nhập vào điện áp được ghi từ name plate của động cơ


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

09 Hệ số cos RW U 0 - 1.00 V 0.85 EUR

0.85 USA



- Nhập vào hệ số cos được ghi từ name plate của động cơ Số Chức Năng Dạng Giới

Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

10 Thông số truy cập

thêm RW T L1,L2,Loc

L1 EUR

L1 USA

- L1: Truy cập mức 1. Chỉ xem hoặc thay đổi gía trị của các thông số từ 01 – 10.

- L2: Truy cập mức 2. Xem hoặc thay đổi gía trị của tất cả các thông số từ 01 –

60

- L3.Truy cập mức 3,xem hoặc thay đổimgiá trị tất cả các thông số từ 01-95

- Loc: Dùng để khóa mật mã nhập vào mà không cần tắt nguồn điện.


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

11 Lựa chọn mức cho

Star/Stop RW 0_6

0 EUR

4 USA


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

12

Cho phép điều

khiển thắng hãm

motor

RW DiS,rEL,dIO,USEr

diS


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

13

14 Không dùng


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

15 Chế độ chạy nhấp

(Jog) RW B 0 – 400.0 Hz

1.5 EUR

1.5 USA

- Chọn tốc độ chạy nhấp (Jog).


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

16 Chọn dạng tín hiệu

ngõ vào Dòng(mA) RW B

0 - 20, 20 - 0,4

– 20,20 - 4, 4 -

mA 4- .20 EUR

4 - .20 USA



.20, 20 -.4

- Tín hiệu ngõ vào analog được đưa vào cổng T2 của biết tần, và được giải thích

như sau:

Cách Thức Diển giải

0 – 20 Tín hiệu Dòng đầu vào từ 0 – 20mA




4 – .20 Tính hiệu Dòng đầu vào có >20mA vẩn không báo lỗi

20 –. 4 Tính hiệu Dòng đầu vào có <4mA vẩn không báo lỗi


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

17

Cho phép chạy nhiều

cấp tốc độ đặt trước

khác nhau

RW Bit On, OFF

OFF EUR

OFF USA

- OFF: Chiều quay được điều khiển bằng chân quay thuận và quay nghịch .

- ON : Chiều quay được điều khiển bằng giá trị tốc độ đặt trước


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định

18 Chọn cấp tốc độ đặt

trước 1

RW B • - 1500 Hz 0.00


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định


trước 2

RW B • - 1500 Hz 0.00


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định


trước 3 RW B • - 1500 Hz

0.00


Hạn

Tầm Đơn

Vị

Mặc Định


trước 4 RW B • -1500 Hz

0.00



5.2. Hướng dẫn sử dụng biến tần SIEMENS dòng Micromaster 420

Biến tần Siemens của Đức. Có các dòng sản phẩm về biến tần AC là Micormaster

410, 420 và 440. Mỗi dòng sản phẩm giống nhau có một số tính năng khác nhau. Trong

tài liệu này chỉ trình bày về 420.

5.2.1 Sơ đồ đấu nối phần động lực cho MM 420

Hình 5.3: Vị trí nối dây động lục của biến tần của biến tần Micormaster 420

Hình 5.4: Sơ đồ nối dây động lục của biến tần của biến tần Micormaster 420 loại 1

pha và 3 pha



Hình 5.5: Vị trí nối điều khiển của biến tần Micormaster 420

Hình 5.5: Sơ đồ nối điều khiển của biến tần Micormaster 420



Hình 5.6: Sơ đồ tổng quát của biến tần Micormaster 420



5.2.2. Thao tác và cài đặt các thông số cơ bản

Hình 5.7: Hình dáng màn hình BOP

Màn hình BOP hiển thị 5 số. Những đèn Led 7 đoạn này sẽ trình bày những

tham số và giá trị, những tin nhắn về cảnh báo và lỗi, điểm đặt và giá trị hoat động.

Những thông tin về tham số không được lưu trên màn hình BOP này.

Baûng ñieàu

khieån / Nuùt

nhaán

Haøm Chöùc naêng

Trạng thái

hiển thị

Trình bày những giá trị cài đặt của biến tần

Khởi động

biến tần

Nhấn nút này để chạy động cơ

Tắt biến tần Nhấn nút này để dừng động cơ

Thay đổi

chiều quay

Nhấn nút này để đảo chiều quay động cơ

Xoay nhẹ

động cơ

Nhấn nút này khi biến tần không có tín hiệu ra, động cơ

sẽ quay rất chậm, động cơ dừng khi thả nút này ra.

Hàm Nhấn nút này để xem thông tin. Nhấn và giữ sẽ lần lược

hiển thị

1 Điện áp DC – link (V)



2 Dòng ra (A)

3 Tần số ngõ ra (Hz)

4 Điện áp ngõ ra (V)

5 Giá trị lựa chọn tại P005 (Nếu P005 đặt bằng

3,4,5 thì nó sẽ không xuất hiện lần nửa)

6 Nhảy hàm: Từ thông số nào đó nhấn nút này sẽ

nhảy về giá trị đầu.

Tham số truy

nhập

Nhấn nút này để truy nhập thông số

Tăng giá trị Nhấn nút này để gia tăng giá trị hiện hành

Giảm giá trị Nhấn nút nay để giảm giá trị hiện hành

5.2.3. Bảng thông số cơ bản

Tham số Ý nghĩa Mặc định Mức

P0003 Cấp truy cập của người sử dụng

0 : Người sử dụng chọn danh sách chỉ số.

1 : Mức chuẩn.

2 : Mức mở rộng.

3 : Mức chuyên dụng.

4 : Mức phục vụ.

1 1

P0004 Bộ lọc thông số

0 : Tất cả thông số.

2 : Thông số Inverter.

3 : Thông số Động cơ.

4 : Hiển thị thông số về tốc độ.

5 : Thông số về lắp đặt/ kỹ thuật.

7 : Những lệnh, I/O nhị phân.

0 1



8 : ADC và DAC.

10 : Kênh điểm cài đặt / RFG.

12 : Điều khiển đặc trưng.

13 : Điều khiển Động cơ.

20 : Kết nối.

21 : Báo lỗi/ Cảnh báo/ Giám sát.

22 : Điều khiển về kỹ thuật (ví dụ PID).

P0005 Lựa chọn cách hiển thị khi biến tần hoạt động

21 : Hiển thị tần số

25 : Hiển thị điện áp đầu ra.

26 : Hiển thị điện áp trên DC Bus.

27 : Hiển thị dòng điện đầu ra.

21 1

P0010 Chỉ số cài đặt nhanh

Cách cài đặt này cho phép các chỉ số được lực chọn theo

từng nhóm chức năng để cài đặt.

0 : Sẵn sàng để chạy.

1 : Cài đặt nhanh.

30 : Cài đặt Factory.

0 1

P0100 Định tần số. Châu Âu/ Bắc Mỹ. (Cài đặt nhanh). Đặt

0 : Đặt công suất là KW; tần số mặc định 50Hz.

1 : Đặt công suất là Hp; tần số mặc định 60Hz.

30 : Đặt công suất là KW; tần số mặc định 60Hz.

0 1

P0300 Lựa chọn loại Động cơ. (Cài đặt nhanh). Đặt :

1 : Động cơ không đồng bộ.

2 : Động cơ đồng bộ.

1 2

P0304 Điện áp định mức của Động cơ. (Cài đặt nhanh). - 1

P0305 Dòng điện định mức của Động cơ. (Cài đặt nhanh). - 1

P0307 Công suất định mức của Động cơ. (Cài đặt nhanh). - 1

P0308 Giá trị Cos. của Động cơ. (Cài đặt nhanh). 0 2

P0309 Hiệu suất làm việc của Động cơ. (Cài đặt nhanh).

Thông số này chỉ hiển thị khi P0100 = 1 (tức là công

suất được tính bằng Hp)

0% 2

P0310 Tần số định mức của Động cơ. (Cài đặt nhanh). 50Hz 1



P0311 Tốc đô định mức của Động cơ. (Cài đặt nhanh). 1/min 1

P0700 Chọn lệnh nguồn. Đặt :

0: Cài đặt mặc định Factory.

1: Ra lệnh làm việc trên „keypad‟ (BOP/AOP).

2: Ra lệnh làm việc trên „Teminal‟

2 1

P0701 Chức năng ngõ vào số 1. Đặt :

0 : Đầu vào số không kích hoạt.

1 : ON / OFF1.

2 : ON quay ngược / OFF1.

3 : OFF2 - Dừng từ từ.

4 : OFF3 - Dừng nhanh.

9 : Nhận biết lỗi.

10 : Jog phải.

11 : Jog trái.

12 : Quay ngược.

13 : Tăng tần số.

14 : Giảm tần số.

15 : Chọn tần số cố định 1 (xem P1001).

16 : Chọn tần số cố định 1 + ON (xem P1001).

17 : Chọn tần số cố định từ 1 đến 7 theo mã nhị

phân (xem

P1001),

25 : Kích hoạt điện trở thắng DC (xem P1230

đến P1233).

29 : Đóng mở bên ngoài.

33 : Không thêm điểm đặt.

99 : Khích hoạt cài đặt thông số BICO.

1 2

P0702 Chức năng ngõ vào số 2. Đặt :


1 : ON / OFF1.




12 2




10 : Jog phải.

11 : Jog trái.

12 : Quay ngược.






phân (xem

P1002).


đến P1233).




P0703 Chức năng ngõ vào số 3. Đặt


1 : ON / OFF1.





10 : Jog phải.

11 : Jog trái.

12 : Quay ngược.






phân (xem

P1003).


9 2



đến 1233).




P0704 Chức năng ngõ vào số 4 - qua đầu vào tương tự. Đặt

0: Đầu vào số không kích hoạt.

1 : ON / OFF1.





10 : Jog phải.

11 : Jog trái.

12 : Quay ngược.



15 : Chọn tần số cố định 4 (xem P1004)

16 : Chọn tần số cố định 4 + ON (xem P1004)


phân.

(Xem P1004).


đến P1233).




15 2

P1000 Lựa chọn điểm đặt tần số.

Sự lựa chọn này cho phép làm việc theo các chế độ dưới

đây.

0 : Không có điểm đặt chính.

1 : Làm việc trên Keypad.

2 : Làm việc theo điểm đặt Analog.

3 : Làm việc theo tần số cố định.

4 : Làm việc theo cổng USS trên BOP link.

2 1



5 : Làm việc theo cổng USS trên COM link.

6 : Làm việc theo CB trên COM link.

Chú ý: Ở đây chỉ dùng cho loại biến tần MM420, còn ở

loại MM410 và MM440 xem thêm tài liệu.

P1001 Tần số cố định 1.

Có 3 loại làm việc với tần số cố định.

1 : Lựa chọn trực tiếp.

2 : Lựa chọn trực tiếp + lệnh ON.

3 : Lựa chọn mà nhị phân + lệnh ON.

Nếu :

1 : Lựa chọn trực tiếp thì đặt P0701 ÷ P0706 = 15.

2 : Lựa chọn trực tiếp + lệnh ON thì đặt P0701÷P0706

=17.

3 : Lựa chọn mà nhị phân + lệnh ON thì đặt P0701 ÷

P0706 = 17.

0Hz 2

P1002 Tần số cố định 2. 5Hz 2





P1007 Tần số cố định 7. 30 2

P1080 Tần số đặt nhỏ nhất. 0Hz 1

P1082 Tần số đặt lớn nhất. 50Hz 1

P1120 Thời gian tăng tốc. 10s 1

P1121 Thời gian giảm tốc. 10 1

P3900 Kết thúc cài đặt nhanh.

Có thể set :

0 : Không tính toán.

1 : Bat đầu cài đat nhanh. Với Reset Factory.

2 : Bat đau cài đặt nhanh. Người sử dụng phải đat

P0010 = 0.

0 1



Ví dụ điều khiển động cơ theo theo theo yêu cầu sau: Nhấn nút ON/OF từ ngoài và điều

khiển động cơ tăng giảm tốc bằng biến trở.

Trình tự thực hiện:

- Nối dây theo sơ đồ.

- Cài đặt các thông số

Trước tiên reset các giá trị về mặt định.

P0010 = 30

P0970 = 1.0

Các thông số cần cài đặt:

P0003 = 2.

P0004 = 0.

P0005 = 21.

P0010 = 1 (cài đặt nhanh).

P0100 = 0.

P0300 = Tuỳ loại động cơ 0 hoặc1.

P0304 = Điện áp định mức động cơ.

P0305 = Dòng điện định mức đong cơ.

P0307 = Công suat định mức động cơ.

P0308 = Gia trị Cos của động cơ.

P0309 = Hiệu suất định mưc động cơ (tuy thuộc vào P0300).

P0310 = Tần so định mức đong cơ.

P0311 = Tốc độ định mức động cơ.

P0700 = 2.

P1000 = 2.

P1080 = 0.0 (tần số chạy nhỏ nhất)



P1082 = 50.0 (tần số chạy lớn nhất)

P1120 = 10.0 (thời gian tăng tốc)

P1121 = 10.0 (thời gian giảm tốc)

P3900 = 1


Câu 1: Biến tần được dùng để làm gì?

Câu 2: Vẽ sơ đồ khối chức năng của biến tần.

Câu 3: Dùng biến tần Control technicques hoặc MM 420 để điều khiển máy năng hạ

theo yêu cầu sau:

- Gạt tay điều khiển lên máy năng chạy lên

- Gạt tay điều khiển xuống máy năng chạy xuống

- Gạt tay điều khiển về giữa máy năng dừng

Yêu cầu: Khởi động chậm 20s, hãm chậm 20s, tốc độ có thể điều khiển được bằng biến

trở. Máy năng lúc dừng vẫn mang tải.

Documents

Backup of tom tat bai_giang_dien_tu_cong_suat