LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với việc phát triển mạnh mẽ các ứng dụng của khoa học kỹ thuật trong công nghiệp, đặc biệt là trong công nghiệp điện tử thì các thiết bị điện tử có công suất lớn cũng được chế tạo ngày càng nhiều. Và đặc biệt các ứng dụng của nó vào các ngành kinh tế quốc dân và đời sống hàng ngày đã và đang được phát triển hết sức mạnh mẽ.

Tuy nhiên để đáp ứng được nhu cầu ngày càng nhiều và phức tạp của công nghiệp thì ngành điện tử công suất luôn phải nghiên cứu để tìm ra giải pháp tối ưu nhất. Đặc biệt với chủ trương công nghiệp hoá - hiện đại hoá của Nhà nước, các nhà máy, xí nghiệp cần phải thay đổi, nâng cao để đưa công nghệ tự động điều khiển vào trong sản xuất. Do đó đòi hỏi phải có thiết bị và phương pháp điều khiển an toàn, chính xác. Đó là nhiệm vụ của ngành điện tử công suất cần phải giải quyết.

Để giải quyết được vấn đề này thì Nhà nước ta cần phải có đội ngũ thiết kế đông đảo và tài năng. Sinh viên ngành Công nghệ Tự Động tương lai không xa sẽ đứng trong độ ngũ này, do đó mà cần phải tự trang bị cho mình có một trình độ và tầm hiểu biết sâu rộng. Chính vì vậy đồ án môn học điện tử công suất là một yêu cầu cấp thiết cho mỗi sinh viên Công Nghệ Tự Động. Nó là bài kiểm tra khảo sát kiến thức tổng hợp của mỗi sinh viên, và cũng là điều kiện để cho sinh viên ngành tự tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về điện tử công suất. Qua đây cho em được gửi lời cảm ơn tới thầy Trần Trọng Minh đã tận tình chỉ dẫn, giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này.

Đồ án này hoàn thành không những giúp em có được thêm nhiều kiến thức hơn về môn học mà còn giúp em dược tiép xúc với một phương pháp làm việc mới chủ động hơn,linh hoạt hơn và đặc biệt là sự quan trọng của phương pháp làm việc theo nhóm.Quá trình thực hiện đồ án là một thời gian thực sự bổ ích cho bản thân em về nhiều mặt.

Qua đây cho em được gửi lời cảm ơn tới cô Nguyễn Thị Điệp đã tận tình chỉ dẫn, giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC BỘ NGHỊCH LƯU

[*]Sự cần thiết của bộ nghịch lưu :

Điều khiển động cơ điện là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong thiết kế truyền động điện. Động cơ điện được thiết kế luôn luôn có một tần số và điện áp định mức. ở tần số và điện áp định mức, động cơ vận hành với hiệu suất thiết kế và tổn hao trong động cơ là nhỏ nhất, đem lại giá trị kinh tế lớn nhất. Khi vận hành ở các trị số định mức thì khả năng điều chỉnh tốc độ của động cơ là rất thấp vì khi đó động cơ không cho phép thay đổi quá nhiều do khả năng phát nóng của máy. Trong truyền động điện thì yêu cầu điều chỉnh tốc độ thường xuyên được đặt ra và ngày càng yêu cầu độ chính xác trong điều khiển.

Khi muốn điều chỉnh tốc độ ngoài định mức thì một số thông số của động cơ phải thay đổi để đảm bảo điều khiện vận hành lâu dài. Phương pháp được ứng dụng đầu tiên là điều khiển điện áp đặt vào động cơ và cố định tần số của dòng điện bằng điện áp lưới. Phương pháp này tỏ ra hiệu quả với những động cơ công suất lớn và khả năng điều chỉnh tốc độ không cao, khi đó điện áp động cơ thay đổi không quá lớn so với định mức. Một số phương pháp thông thường để thay đổi điện áp đặt vào động cơ được áp dụng trong điều khiển tốc độ động cơ:

[*]Đặt điện áp hình sin trị số thấp hơn định mức vào động cơ: Phần điện áp chênh lệch giữa điện áp lưới và điện áp đặt vào động cơ được đặt lên một thiết bị tiêu tán, thông thường là cuộn kháng.

Ưu điểm của phương pháp này là điện áp đặt lên động cơ hình sin do vậy không tồn tại sóng hài trong động cơ, không gây ra tiếng ồn.

Nhược điểm của phương pháp này là gây ra tổn hao trong cuộn kháng, khi yêu cầu tốc độ càng thấp hơn so với định mức thì tổn hao này càng lớn.

[*]Đặt một điện áp không sin thấp hơn định mức lên động cơ: Phương pháp này gọi là điều áp xoay chiều. Quá trình thay đổi điện áp đặt lên động cơ được thực hiện bằng cấp một điện áp không liên tục cho động cơ và khi đó điện áp hiệu dụng của động cơ thay đổi. Khi điện áp hiệu dụng của động cơ thay đổi thì tốc độ của động cơ thay đổi theo, khi đó ta điều khiển được tốc độ động cơ.

Ưu điểm chính của phương pháp này là không gây tổn hao trên thiết bị dùng để tiêu tán phần điện áp chênh lệch giữa điện áp lưới và điện áp đặt lên động cơ.

Nhược điểm chính của phương pháp này là tăng tổn hao trong động cơ. Khi dòng điện không liên tục sẽ gây ra sóng hài trong động cơ, những sóng hài này sẽ gây ra tổn hao trong động cơ tăng. Khi tốc độ yêu cầu thấp hơn định mức càng nhiều thì tổn hao trong động cơ càng tăng. ở tốc độ gần không thì gần như không điều khiển được do tổn hao sóng hài trong động cơ quá lớn.

Từ hai phương pháp điều khiển tốc độ động cơ ở trên ta thấy: Khi động cơ yêu cầu dải điều chỉnh tốc độ lớn, đặc biệt khi yêu cầu điều chỉnh ở tốc độ thi hai phương pháp trên gần như hoàn toàn không đáp ứng được do tổn hao tăng và hiệu quả kinh tế thấp. Chính vì vậy phương pháp điều khiển tốc độ động cơ ở tần số định mức không đáp ứng được với những truyền động điện yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ.

Một phương pháp khác được đưa ra để điểu khiển tốc độ động cơ đạt hiệu quả cao và kinh tế là điều khiển cả tần số và điện áp đặt vào động cơ. Điện áp lưới không đặt trực tiếp vào động cơ mà gián tiếp qua một thiết bị biến đổi, thiết bị biến đổi này sẽ thay đổi tần số và điện áp của động cơ để đạt được giá trị mong muốn của tốc độ. Thiết bị thay đổi tần số và điện áp đặt vào động cơ được gọi với tên gọi chung là bộ nghịch lưu. Bộ nghịch lưu sẽ đưa động cơ hoạt động từ thông số định mức này sang thông số định mức khác để đảm bảo điều chỉnh tốc độ chính xác và giảm tổn hao đem lại hiệu quả kinh tế cao.

Bộ nghịch lưu thông thường được chia ra làm hai loại chính