Bài 2: Các Bộ Biến Đổi Tĩnh và Chuyển Mạch Tự Động

• Trường học: Phòng TN Điện-Điện Tử
• Đề tài: Các Bộ Biến Đổi Tĩnh Chuyển Mạch Tự Động
• Loại tài liệu: bài thực hành

• 1. TỔNG QUAN BÀI THỰC HÀNH
• 1.1. Tổng quan bài thực hành
• 1.2. Mục đích thí nghiệm
• 1.3. Giới thiệu lý thuyết
• 1.4. Các phần tử thường được sử dụng
• 1.5. Các bộ biến đổi tĩnh chuyển mạch tự động
• 1.6. Cấu trúc bộ biến đổi tĩnh chuyển mạch tự động
• 1.7. Các chế độ hoạt động của mạch điều khiển băm xung DC
• 1.7.1. Hoạt động ở một góc phần tư với tải R-L
• 1.7.2. Hoạt động nhiều góc phần tư với tải R-L
• 2. HOẠT ĐỘNG Ở MỘT GÓC PHẦN TƯ
• 2.1. Giới thiệu
• 2.2. Các bài thực hành
• 2.2.1. Quá trình quá độ dòng điện và điện áp ra của bộ điều khiển băm xung DC
• 2.2.2. Ghi lại quá trình quá độ dòng điện và điện áp với tải điện trở
• 2.2.3. Ghi lại quá trình quá độ dòng điện và điện áp với tải hỗn hợp
• 2.2.4. Ghi các đặc tính điều khiển
• 2.3. Phân tích dáng điệu sóng dòng điện và điện áp
• 2.4. Tiến hành thí nghiệm
• 2.5. Cài đặt thí nghiệm
• 2.6. Kết luận về dải điều khiển
• 3. PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA PHẦN TỬ FREE-WHEELING
• 3.1. Mục đích thí nghiệm
• 3.2. Các bài thực hành
• 3.3. Tiến hành thí nghiệm
• 3.4. Đánh giá dáng điệu sóng dòng điện

I. Biến Đổi Tĩnh và Chuyển Mạch Tự Động Bài 2

Bài viết tập trung vào việc phân tích và đánh giá hoạt động của bộ biến đổi tĩnh chuyển mạch tự động, cụ thể là bộ điều khiển băm xung DC. Nội dung xoay quanh các khía cạnh lý thuyết và thực hành về quá trình quá độ dòng điện và điện áp, đặc tính điều khiển, và ảnh hưởng của các thành phần mạch như tải điện trở, tải hỗn hợp (R-L), và phần tử free-wheeling.

1.1. Tổng quan về Bộ Biến Đổi Tĩnh Chuyển Mạch Tự Động

Bộ biến đổi tĩnh chuyển mạch tự động được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền động điện và cấp nguồn dự phòng. Bài viết tập trung vào bộ điều khiển băm xung DC, sử dụng các transistor (IGBT) để điều khiển chuyển mạch và biến đổi điện áp DC cố định thành điện áp DC thay đổi theo thời gian.

Các phương pháp điều khiển bao gồm điều chế độ rộng xung (PWM), điều khiển tần số xung, và điều khiển dòng điện hai vị trí. Trong đó, PWM là phương pháp phổ biến nhất do khả năng tạo ra các mẫu xung linh hoạt.

1.2. Hoạt động ở Một Góc Phần Tư

Bộ điều khiển băm xung DC hoạt động ở một góc phần tư được sử dụng khi yêu cầu dòng điện ra không đổi chiều. Bài viết đi sâu vào phân tích quá trình quá độ dòng điện và điện áp trên tải điện trở và tải hỗn hợp (R-L) với các hệ số điền xung khác nhau.

Ảnh hưởng của cuộn cảm (L) trong tải hỗn hợp được làm rõ, cho thấy cuộn cảm góp phần làm phẳng dòng điện và ảnh hưởng đến giá trị đỉnh-đỉnh của dòng điện. Tần số xung cũng được chứng minh là có tác động đến quá trình quá độ, với tần số cao hơn dẫn đến dòng điện có dạng tuyến tính hơn.

1.3. Phân tích Ảnh hưởng của Phần Tử Free wheeling

Phần tử free-wheeling (diode) đóng vai trò quan trọng trong việc tạo đường dẫn dòng điện khi chuyển mạch tắt (IGBT khoá), giúp duy trì dòng điện qua tải điện cảm (L). Bài viết phân tích ảnh hưởng của free-wheeling đến quá trình quá độ dòng điện, cho thấy cuộn cảm và free-wheeling phối hợp để làm phẳng dòng điện.

Tần số xung cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của free-wheeling, với tần số cao hơn cho phép sử dụng cuộn cảm có giá trị nhỏ hơn.

1.4. Giá Trị Thực Tiễn và Ứng Dụng

Bài viết cung cấp cái nhìn sâu sắc về nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển băm xung DC và ảnh hưởng của các thông số như hệ số điền xung, tần số xung, tải điện trở và tải hỗn hợp. Kiến thức này có giá trị thực tiễn cao, giúp kỹ sư thiết kế và vận hành hệ thống truyền động điện, hệ thống cấp nguồn, và các ứng dụng điện tử công suất khác.