Ngành công nghệ bán dẫn ra đời tương đối muộn so với các ngành khác nhưng hiện nay, ngành công nghệ kỹ thuật điện tử đã có những bước phát triển nhảy vọt với nhiều thành tựu đáng kể và đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong mọi mặt của đời sống. Cùng với sự ra đời và phát triển ngày càng mạnh của vi mạch tổ hợp, kỹ thuật điện tử, digtal đã và đang có những ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Các thiết bị điện công nghiệp cũng như những thiết bị điện sinh hoạt trong gia đình rất phát triển từ khi công nghệ bán dẫn ra đời. Tất cả các thiết bị này hoạt động được đều phải sử dụng một nguồn năng lượng. Đó là điện năng. Trong thực tế hiện nay nhu cầu sử dụng về năng lượng điện thắp sáng và sản xuất ngày càng lớn. Nhất là vào giờ cao điểm đã vượt quá khả năng cung cấp và phân phối điện năng của quốc gia, đặc biệt là các vùng nông thôn, miền núi chưa có điện và vấn đề cắt điện lại thường xuyên xảy ra.
Để khắc phục vấn đề này là sinh viên đang học tập và nghiên cứu tại trường, kết hợp với các tài liệu tham khảo, thông qua báo trí, internet về chuyên ngành kỹ thuật điện tử, em muốn đưa những kiến thức đã học vào thực tế để mở rộng vốn kiến thức thực tế đồng thời mở rộng phạm vi ứng dụng của ngành công nghệ kỹ thuật điện tử trong đời sống. Với lý do trên em đã nghiên cứu đề tài với nội dung là: ”Thiết kế,thi công bộ nghịch lưu từ 12VDC sang 220VAC/500W ”
Dưới sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của cô th.s Nguyễn thị minh Tâm cùng với sự cố gắng nỗ lực của mình. Em đã hoàn thành xong đồ án của mình. Tuy nhiên do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót khi thực hiện đồ án này. Vì vậy em rất mong sẽ nhận được nhiều ý kiến đánh giá, góp ý của thầy cô giáo, cùng bạn bè để đề tài được hoàn thiện hơn. em xin chân thành cảm ơn!
89 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 13298 | Lượt tải: 7
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế, thi công bộ nghịch lưu từ 12VDC sang 220VAC/500W, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC
………………………………………………………………………..Trang…
LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………………...5
CHƯƠNG I: YÊU CẦU VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI…………………….6
Phân tích yêu cầu của đề tài ……………………………………….6
Mục tiêu của đề tài…………………………………………………6
Nội dung của đề tài………………………………………………...7
Ý nghĩa của đề tài.…………………………………………………7
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP……………… 8
Giới thiệu thiết bị chuyển đổi điện áp……………………………...8
Chuyển đổi AC - AC……………………………………………….8
Giới thiệu về máy biến áp……………………………………...9
Nguyên lý hoạt động của máy biến áp………………………..10
Các đại lượng đặc trưng của máy biến áp…………………….11
Phân loại và ứng dụng của máy biến áp………………………12
Chuyển đổi AC - DC……………………………………………...13
Mạch chỉnh lưu nưa sóng……………………………………..13
Chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ……………………………………….14
Chuyển đổi DC - AC……………………………………………...14
CHƯƠNG III: HỆ THỐNG NGHỊCH LƯU……………………………15
Tổng quan về hệ thống INVERTER………………………………15
Tổng quan về hện thông nghịch lưu……………………………….15
Nghịch lưu phụ thuộc…………………………………………15
Nghịch lưu độc lập……………………………………………15
Nghịch lưu song song và nối tiếp……………………...16
Nghịch lưu nguồn áp và nguồn dòng………………….18
Các loại nghịch lưu có trên thị trường……………………………..19
Nghịch lưu sóng vuông……………………………………….19
Nghịch lưu sóng vuông kết hợp với bộ lọc LC……………….21
Nghịch lưu sử dụng nhiều cấp điện áp một chiểu…………….22
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ NGHỊCH LƯU TỪ
12VDC SANG 220VAC/ 500W…………….25
Sơ đồ khối của bộ nghịch lưu……………………………………25
Sơ đồ khối…………………………………………………...25
Chức năng các khối………………………………………… 25
Các linh kiện sử dụng trong bộ nghịch lưu……………………. 27
Vi điều khiển Atmega16…………………………………….27
Giới thiệu tổng quan …………………………………..27
Chức năng của Atmega 16…………………………… 28
Một số modul của Atmega16………………………… 30
Giới thiệu màn hình hiển thị LCD…………………………. 46
Hoạt dộng lCD……………………………………….. 46
Chức năng các chân của LCD…………………………46
IC ổn áp 7805………………………………………………. 49
IRF 3205……………………………………………………..49
Diode……………………………………………………….. 50
Transistor…………………………………………………… 52
Điện trở……………………………………………………. 53
Tụ điện………………………………………………………54
Thiết kế và thi công……………………………………………...55
Sơ đồ mạch nguyên lý, mạch in các khối……………………55
Sơ đồ mạch nguyên lý…………………………………55
Sơ đồ mạch in………………………………………….61
Lưu đồ thuật toán sử lý của bộ nghịch lưu…………………..64
Lưu đồ chương trình chính…………………………… 64
Lưu đồ chương trình phím ấn…………………………65
Lưu đồ chương trình dừng…………………………….66
Lưu đồ chương trình nghịch lưu………………………66
Lưu đô chương trình nạp………………………………67
Nguyên lý hoạt dộng của bộ nghịch lưu…………………….67
Chương trình điều khiển…………………………………….69
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN………………………………………………….89
………………………………………………………………………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO:………………………………………………….
Đại Học
Công Nghiệp Hà Nội
Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc Lập – Tự Do – Hạnh phúc
BẢN NHẬN XÉT
THỰC TẬP TỐT NGHIẾP
Họ và Tên: Nguyễn Huy Hưng
Lớp: CĐ-ĐH điện tử1k3
Mã số sinh viên: 0347050042
Khoa: Điện Tử
Tên Đề tài:
THIẾT KẾ, THI CÔNG BỘ NGHỊCH LƯU
TỪ 12VDC SANG 220VAC / 500W
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn……………….............................
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………..
ngày…….tháng……..năm
GV hướng dẫn
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành công nghệ bán dẫn ra đời tương đối muộn so với các ngành khác nhưng hiện nay, ngành công nghệ kỹ thuật điện tử đã có những bước phát triển nhảy vọt với nhiều thành tựu đáng kể và đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong mọi mặt của đời sống. Cùng với sự ra đời và phát triển ngày càng mạnh của vi mạch tổ hợp, kỹ thuật điện tử, digtal đã và đang có những ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Các thiết bị điện công nghiệp cũng như những thiết bị điện sinh hoạt trong gia đình rất phát triển từ khi công nghệ bán dẫn ra đời. Tất cả các thiết bị này hoạt động được đều phải sử dụng một nguồn năng lượng. Đó là điện năng. Trong thực tế hiện nay nhu cầu sử dụng về năng lượng điện thắp sáng và sản xuất ngày càng lớn. Nhất là vào giờ cao điểm đã vượt quá khả năng cung cấp và phân phối điện năng của quốc gia, đặc biệt là các vùng nông thôn, miền núi chưa có điện và vấn đề cắt điện lại thường xuyên xảy ra.
Để khắc phục vấn đề này là sinh viên đang học tập và nghiên cứu tại trường, kết hợp với các tài liệu tham khảo, thông qua báo trí, internet về chuyên ngành kỹ thuật điện tử, em muốn đưa những kiến thức đã học vào thực tế để mở rộng vốn kiến thức thực tế đồng thời mở rộng phạm vi ứng dụng của ngành công nghệ kỹ thuật điện tử trong đời sống. Với lý do trên em đã nghiên cứu đề tài với nội dung là: ”Thiết kế,thi công bộ nghịch lưu từ 12VDC sang 220VAC/500W ”
Dưới sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của cô th.s Nguyễn thị minh Tâm cùng với sự cố gắng nỗ lực của mình. Em đã hoàn thành xong đồ án của mình. Tuy nhiên do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót khi thực hiện đồ án này. Vì vậy em rất mong sẽ nhận được nhiều ý kiến đánh giá, góp ý của thầy cô giáo, cùng bạn bè để đề tài được hoàn thiện hơn. em xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG 1: YÊU CẦU VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
1.1 Phân tích yêu cầu của đề tài.
Với yêu cầu của đề tài khi đó chúng ta phải đi thiết kế một bộ nghịch lưu cho ra điện áp 220VAC, công suất 500W, tần số 50Hz từ nguồn Ắc quy 12VDC.
- Nguồn Ắc quy 12V cấp trực tiếp cho mạch và cho biến áp.
- Khối trung tâm điều khiển được sủ dụng bằng bộ vi điều khiển ATMEGA16L nhằm thực hiện các nhiệm vụ sau:
+ tạo xung 50-60Hz cấp cho khối công suất
+ Thực hiện đo giá trị điện áp tại ắc quy, nguồn cấp và nguồn phát
+ Điều khiển quá trình nạp
+ Bảo vệ: ngắn mạch, thấp áp tại ác quy, quá tải lâu dài
+ Điều khiển hiển thị lcd
- Biến áp ở đây sử dụng biến áp thường ferit và thực hiện kích nguồn áp lên một giá trị lớn hơn nhiều lần so với điện áp đầu vào
- Mạch công suất được sử dụng bằng linh kiện Trường ( MOSFET). Bộ nghịch lưu có khả năng biến đổi nguồn một chiều thành nguồn xoay chiều nên mạch có tính thiết thực rất lớn trong thực tế.
1.2 Mục tiêu của đề tài.
- Nắm được một cách tổng quan công nghệ INVERTER.
- Tìm hiểu về cấu trúc và lập trình cho bộ vi điều khiển Atmega 16L.
- Nắm chắc cách sử dụng và điều khiển các linh kiện công suất.
- Nghiên cứu về các mạch nghịch lưu, hiểu được nguyên lý làm việc của mạch nghịch lưu, các phương pháp biến đổi từ đó lựa chọn một phương án tối ưu nhất để có áp dụng trên đồ án của mình và ngoài thực tiễn.
- Có khả năng tính toán, thiết kế và chế tạo mạch nghịch lưu điện áp một pha với công suất cho trước.
1.3 Nội dung cần hoàn thành:
- Giới thiệu một số ứng dụng và đặc điểm của mạch nghịch lưu một pha.
- Phân tích nguyên lý làm việc và tính toán các thông số trong mạch nghịch lưu một và ba pha.
- Thiết kế, chế tạo mạch nghịch lưu một pha đảm bảo yêu cầu:
+ Điện áp đầu vào một chiều U = 12V lấy từ ắc quy.
+ Điện áp đầu ra dùng cho các thiết bị điện xoay chiều U = 220V, f=50Hz, P=500W.
+ Thí nghiệm, kiểm tra sản phẩm, sản phẩm phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật.
1.4 Ý nghĩa của đề tài.
Để giúp sinh viên có thể có thể củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên nghành cũng như kiến thức ngoài thực tế. Đề tài còn thiết kế chế tạo thiết bị, mô hình để các sinh viên trong trường đặc biệt là sinh viên khoa Điện tử tham khảo, học hỏi tạo tiền đề nguồn tài liệu cho các học sinh, sinh viên khoá sau có thêm nguồn tài liệu để nghiên cứu và học tập.
Những kết quả thu được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên là sẽ giúp chúng em có thể hiểu sâu hơn về các bộ nghịch lưu, các phương pháp biến đổi điện áp. Từ đó sẽ tích luỹ được kiến thức cho các năm học sau và ra ngoài thực tế.
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN ĐỔI
ĐIỆN ÁP
Giới thiệu thiết bị chuyển đổi điện áp
Thiết bị chuyển đổi điện áp là một thiết bị biến năng. Nó cho phếp chuyển đổi năng lượng điện dưới các mức điện áp khác nhau với biên độ và tần số theo yêu cầu.
Các phương pháp chuyển đổi điện áp thông dụng hiện nay:
Chuyển đổi AC – AC
Chuyển đổi AC – DC
Chuyển đổi DC – AC
Chuyển đổi AC – AC
Là phương thức chuyển đổi thông dụng thường gặng trong đời sông hàng ngày. Nó chuyển đổi qua lại giữa các mức điện áp:
Điện áp từ máy phát điện:
Điện áp đầu ra tại các máy phát điện thương là điện áp trung bình nhưng có dong điện vô cùng lờn. Muốn chuyền tải nguồn điện này đến nới sử dụng thì tổn hao điện năng rất lớn vì điện trở của đường dây. Đê khác phục nhược điểm nay ta tiến hành chuyển đổi điện áp của máy phat điện thành một cấp điện áp mới có biên độ lớn hơn rất nhiều lần, nhằm giảm tổn thất do đường dây gây ra.
Điện áp truyền tải:
Là điện áp được phân bổ đi khắp nơi. Thường là có giá trị biên độ rất lớn. Muốn đưa nguồn điên vào sử dụng ta cần các thiết bị hạ áp ( AC – AC ) để được nguồn điện có thông số phù hợp vói các thiết bị cần dùng. Thương là 220VAC hay 380VAC. Là điện áp một pha hay 3 pha trong công nghiệp.
Một và loai điện áp khác.
Đa số các thiết bi sử dụng điện áp chuẩn là 220VAC. Nhưng vẫn có những thiết bị sủ dụng điện áp soay chiểu khác như 110V ( thường là các vật dụng có suất xứ từ NHẬT BẢN), 12VAC, 5VAC. Để đáp ứng nhu cầu này ta có những bộ biến đổi AC – AC phù hợp với yêu cầu của người sử dụng.
Thiết bị đắc trưng cho phương pháp này là máy biến áp. Hiệu suất của máy biến áp thương là rất lớn trên 90%.
Giới thiệu về máy biến áp
Máy biến thế hay máy biến áp là thiết bị điện gồm hai hoặc nhiều cuộn dây, hay 1 cuộn dây có đầu vào và đầu ra trong cùng 1 từ trường. Cấu tạo cơ bản của máy biến thế thường là 2 hay nhiều cuộn dây đồng cách điện được quấn trên cùng 1 lõi sắt hay sắt từ ferit.
Máy biến thế có thể thay đổi hiệu điện thế xoay chiều, tăng thế hoặc hạ thế, đầu ra cho 1 hiệu điện thế tương ứng với nhu cầu sử dụng. Máy biến thế đóng vai trò rất quan trọng trong truyền tải điện năng.
Hình 2.1. cấu tạo của máy biến áp
Dây quấn: thường được chế tạo băng đây đồng hoặc dây nhôm, tiết diện của dây dẫn thương là tròn hoăc hình chữ nhật, bên ngoài có bọc lớp các điện. Dây quấn của biến áp thường chia làm 2 cuận đó là cuận dây sơ cấp và cuận dây thứ cấp.
Lõi dung làm dẫn từ thong trong máy được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt, thường là lá thếp ky thuật điện ( biến áp thường ) hoặc lõi ferit ( biến áp xung). Với biến áp thường lõi là những lá thép mỏng ghép lại với nhau ( có cách Điện) để tránh dòng phuco.
Nguyên lý hoạt động của mát biến áp
Máy biến thế hoạt động tuân theo 2 hiện tượng vật lí:
Dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường (từ trường)
Sự biến thiên từ thông trong cuộn dây tạo ra 1 hiệu điện thế cảm ứng (cảm ứng điện)
Dòng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơ cấp, và 1 từ trường biến thiên trong lõi sắt. Từ trường biến thiên này tạo ra trong mạch điện thứ cấp 1 hiệu điện thế thứ cấp được thể hiện trong hình 2.2. Như vậy hiệu điện thế sơ cấp có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường. Sự biến đổi này có thể được điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi sắt.
Hình 2.2 hoạt động may biến áp
- Định luật Faraday ta có:
Up = NP và US = NS
Nếu ΦS = ΦP thì = ,
ngoài ra =
Vậy = = ( máy biến thế lý tưởng).
Trong đó: NP, NN - Số vòng dây cuận sơ cấp và thứ cấp.
UP, UN - Hiệu điện thế cuận sơ cấp và thứ cấp.
IP, IN - Dòng điện cuận dây sơ cấp và thứ cấp.
ΦP, ΦS - từ thông trong mạch điện sơ cấp và thứ cấp.
Ta thấy tỉ số dòng điện cuận sơ cấp và dong điện cuận thứ cấp tỉ số nghịch đảo của điện áp cuận thứ sơ cấp va cuận thứ cấp, nên một biến áp tăng áp thì chính là một biến áp hạ dòng.
Hiệu suất của máy biến áp: Các biến áp thực hầu hết đều có tổn thất nên người ta đưa thông số hiệu suất của biến áp. Hiệu suất của biến áp là hiệu suất của công suất đầu ra so với công suất đầu vào tính theo %
ή = * 100% = * 100%
Trong đó:
P1 - Công suất đưa vào cuận sơ cấp
P2 - Công suất đưa vào cuận thứ cấp
Ploss - Công suất điện mất mát do tổn thất của lõi và tổn thất của dây dồng
Muốn giảm tổn hao năng lượng trong máy biến áp người ta dùng loại lõi làm từ các lá từ mỏng có quét sơn cách điện, dùng dây đồng có tiết diện lớn và ghép chặt.
Các đại lượng định mức của máy biến áp
Các đại lượng định mức của m.b.a đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của máy, do nhà máy chế tạo quy định và được ghi trên nhãn máy, bao gồm:
Dung lượng định mức của m.b.a: Sđm (tính bằng VA hay kVA), là công suất biểu kiến đưa ra ở dây quấn thứ cấp m.b.a.
Điện áp dây sơ cấp định mức: U1đm (tính bằng V hay kV). Nếu dây quấn sơ cấp có các đầu phân nhánh thì ghi cả điện áp định mức của từng đầu phân nhánh.
Điện áp dây thứ cấp định mức: U2đm (V, kV) là điện áp dây của dây quấn thứ cấp khi máy không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức.
Dòng điện dây sơ cấp và thứ cấp định mức: I1đm và I2đm là các dòng điện dây của sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức (tính bằng A hay kA).
Tần số định mức: fđm, tính bằng Hz. Ngoài ra trên nhãn máy còn ghi những số liệu khác như: số pha m; tổ nối dây; điện áp ngắn mạch un%, chế độ làm việc; phương pháp làm mát.
Phân loại và ứng dụng của máy biến áp
Máy biến áp được chia thành những loại chính sau:
Máy biến áp điện lực còn gọi là máy biến áp công suất: dùng để truyền tải và phân phối công suất trong hệ thống điện lực.
Máy biến áp chuyên dùng cho các lò luyện kim, cho các thiết bị chỉnh lưu; máy biến áp hàn điện; ...
Máy biến áp tự ngẫu biến đổi điện áp trong phạm vi không lớn lắm dùng để mở máy các động cơ điện xoay chiều.
Máy biến áp thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao (thí nghiệm cao áp)...
Máy biến áp có rất nhiều loại, song thực chất các hiện tượng xảy ra trong chúng đều giống nhau. Dưới đây chủ yếu xét đến máy biến áp điện lực một pha và ba pha.
Chuyển đổi AC – DC ( Chỉnh lưu)
Một mạch chỉnh lưu là một mạch điện bao gồm các linh kiện điện - điện tử, dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Mạch chỉnh lưu có thể được sử dụng trong các bộ nguồn cung cấp dòng điện một chiều, hoặc trong các mạch tách sóng tín hiệu vô tuyến điện trong các thiết bị vô tuyến. Phần tử tích cực trong mạch chỉnh lưu có thể là các điốt bán dẫn, các đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc các linh kiện khác.
Khi chỉ dùng một điốt đơn lẻ để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều, bằng cách khóa không cho phần dương hoặc phần âm của dạng sóng đi qua mạch điện, thì mạch chỉnh lưu được gọi là chỉnh lưu nửa chu kỳ hay chỉnh lưu nửa sóng. Trong các bộ nguồn mọt chiều người ta hay sử dụng các mạch chỉnh lưu nhiều điốt (2 hoặc 4 điốt) với các cách sắp xếp khác nhau để có thể biến đổi từ xoay chiều thành một chiều bằng phẳng hơn trường hợp sử dụng một điốt riêng lẻ. Trước khi các điốt bán dẫn phát triển, người ta còn dùng các mạch chỉnh lưu sử dụng đèn điện từ chân không, đèn chỉnh lưu thủy ngân, các dãy bán dẫn đa tinh thể seleni.
Mạch chỉnh lưu nửa sóng
Một mạch chỉnh lưu nửa sóng chỉ một trong nửa chu kỳ dương hoặc âm có thể dễ dàng đi ngang qua điốt, trong khi nửa kia sẽ bị khóa, tùy thuộc vào chiều lắp đặt của điốt. Vì chỉ có một nửa chu kỳ được chỉnh lưu, nên mạch chỉnh lưu nửa sóng có hiệu suất truyền công suất rất thấp. Mạch hỉnh lưu nửa sóng có thể lắp bằng chỉ một điode bán dẫn trong các mạch nguồn một pha.
Hình 2.3 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ
chỉnh lưu hai nửa chu kỳ
Mạch chỉnh lưu toàn sóng biến đổi cả hai thành phần cực tính của dạng sóng đầu vào thành một chiều. Do đó nó có hiệu suất cao hơn. Tuy nhiên trong mạch điện không có điểm giữa của biến áp người ta sẽ cần đến 4 điode thay vì một như trong mạch chỉnh lưu nửa sóng. Điều này có nghĩa là đầu cực của điện áp ra sẽ cần đến 2 điode để chỉnh lưu, thí dụ như 1 cho trường hợp điểm X dương, và 1 cho trường hợp điểm X âm. Đầu ra còn lại cũng cần chính xác như thế, kết quả là phải cần đến 4 điode. Các điode dùng cho kiểu nối này gọi là cầu chỉnh lưu được thể hiện ở hình số 2.5.
Hình 2.5 Chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ dưng cầu chỉnh lưu
Đối với nguồn xoay chiều một pha, nếu dùng biến áp có điểm giữa, chỉ cần 2 điốt nối đâu lưng với nhau (nghĩa là anode-với-anode hoặc cathode-với-cathode)có thể thành một mạch chỉnh lưu toàn sóng được thể hiện hình 2.6.
Hình 2.6 Chỉnh lưu 2 nửa chu ky dùng biến áp có điểm giữa
Chuyển đổi DC – AC ( nghịch lưu)
Phương pháp này được nói rõ hơn tại chương III
CHƯƠNG III: HỆ THỐNG INVERTER
3.1 Tổng quan về hệ thống INVERTER
Inverter là thiết bị chuyển điện có thể điều chỉnh các thông số điện như hiệu điện thế, cường độ dòng điện và tần số của đầu ra so với đầu vào. Nhằm tiết kiệm năng lượng và thuận tiện cho việc sử dụng các thiết bị điện trong công nghiệp và trong sinh hoạt cuộc sống. Những ứng dụng của công nghệ INVERTER là: Biến Tần, Nghịch lưu.
3.2 Tổng quan về hệ thống nghịch luu
Nghịch lưu là quá trình biến đổi năng lượng một chiều thành năng lượng xoay chiều với điện áp và tần số ngõ ra có thể thay đổi cung cấp cho tải soay chiều.
Phân loại: Các sơ đồ nghịch lưu được chia làm hai loại.
- Sơ đồ nghịch lưu làm việc ở chế độ phụ thuộc vào lưới xoay chiều.
- Sơ đồ nghịch lưu làm việc ở chế độ độc lập (với các nguồn độc lập như ác quy, máy phát một chiều ....)
3.2.1 Nghịch lưu phụ thuộc
Nghịch lưu phụ thuộc có sơ đồ nguyên lý giống như chỉnh lưu có điều khiển. Mạch nghịch lưu phụ thuộc là mạch chỉnh lưu trong đó có nguồn một chiều được đổi dấu so với chỉnh lưu và góc mở a của các tiristo thoả mãn điều kiện (p/2 < a <p ) lúc đó công xuất của máy phát điện một chiều trả về lưới xoay. Tần số và điện áp nghịch lưu này phụ thuộc vào tần số điện áp lưới xoay chiều.
3.2.2 Nghịch lưu độc lập
Nghịch lưu độc lập làm nhiệm vụ biến đổi điện áp một chiều từ các nguồn độc lập (không phụ thuộc vào lưới xoay chiều) thành xoay chiều với tần số pha tuỳ ý. Tần số và điện áp nghịch lưu. Nói chung có thể điều chỉnh tuỳ ý. Có hai dạng sơ đồ nghịch lưu độc lập là mạch cầu và mạch dùng biến áp có trung tính.
Sơ đồ nghịch lưu lập được chia là ba loại cơ bản:
- Nghịch lưu song song và nối tiếp
- Nghich lưu nguồn dòng và nguồn áp
3.2.2.1 Nghịch lưu song song và nối tiếp
Là các dạng nghịch lưu sử dụng SCR cho đóng ngắt, và có sử dụng tụ điện ở mạch tải để đảm bảo chuyển mạch. Trong mạch điện gồm R tải, tự cảm L và điện dung C tại thành mạch cộng hưởng LCR, làm cho dòng qua SCR giảm về 0 và SCR tự tắt.
Hình 3.1 nghịch lưu song song
Hình 3.2 Nghịch lưu nối tiếp
Nghịch lưu song song
Dạng song cá phần tử trên sơ đồ hình 3.1a được vẽ trên hình 3.3b. Các SCR1 và SCR4 có cùng dạng xung kích cũng như SCR2 và SCR3. Khi SCR 1 và SCR4 dẫn điện, tụ điện C được nạp đến điện áp có cực tính như trên hình vẽ. Điện áp này sẽ đặt điện áp âm vào SCR1 và SCR4, làm tắt chúng khi ta kích SCR2 và SCR3. Tự cảm L ở đầu vào cách ly nguồn và cầu chỉnh lưu, làm cho dòng điện cung cấp vào cầu chỉnh lưu không thay đổi tức thời, tránh khả năng chập mạch tạm thời qua SCR1 và SCR2 ( hay SCR3 và SCR4 ) khi các SCR chuyển mạch.
Do có tự cảm ở giữa bộ nghịch lưu và nguồn nên trị số và điện áp ngõ ra thay đổi theo đặt tính tải. Trên hình 3.3b áp ra không còn dạng xung vuông và có thể gần giống hình sin khi tải có tự cảm ( tải RL).
Hình 3.3 dạng áp, dòng của nghịch lưu nối tiếp (a)
song song (b)
Nghich lưu nối tiếp
Mạch điện hình 3.1 là dạng đơn giản nhất của mạch nghịch lưu nối tiếp, có mạch tương đương là LCR nối tiếp khi SCR dẫn điện. Ví dụ như khi SCR 1 được kích, dòng qua mạch sẽ về không khi áp trên tụ điệ đạt giá trị cực đại ( có dấu như mạch điện) và SCR sẽ tự tắt. Vì thế mạch còn gọi là mạch nghịch l