Dòng hiệu dụng MBA: I 2 =(pi/(2*sqrt(2)))*Id Sử dụng một bảng excel để tính toán những giá trị cần thiết sau:
Các biến tính toán Giá trị units Constants units Ud=0,9U2 sqrt(2) 1. U2=Ud/0,9 53 V Ud 48 V Id=Ud/Rd=Pd/Ud 10 A Pd 500 W ID=Id/2 5 A pi 3. Ung,max=sqrt(2)U2 75 V I2=(pi/2sqrt(2))Id 11 A VF(TO) 0 V kba=U1/U2 4 rt 10 mOHM I1=I2/kba 2 A VFM 1 V Sba=1,23Pd 615 VA Id=Id,m2/pi Id,m=piId/2 16. PD,av=(4/pi)Id,m(2VF(TO)+rtId,m*pi/2)
PD,av 40 W
Những giá trị cần tính toán Những hằng số và giá trị đã biết
- Các điôt VS-20ETS12THM3 hoặc VS-20ATS12HM3 có IF = 20 A > ID =5,2 A, VR = 1200 V >> Ung,max = 75,43 V, vì vậy đều có thể dùng tốt cho ứng dụng này.
- Thông số của điôt VFM = 1,1 V; rt = 10,4 m; VF(TO) = 0,85 V Thay vào đặc tính tuyến tính hóa
0 VF0 VF
IF
A IF
VAK V
Dòng qua điốt có dạng nửa sin, mỗi lần đi qua 2 điôt. Bỏ qua tổn thất khi khóa, tổn thất khi dẫn trung bình bằng:
( ) ( )
( )
( )
, ( ) 0 2 ( ) 0 0
( ) 0
( )
####### 4 1 sin sin
####### 4 sin sin
####### 4
####### cos
####### 2
####### 4
####### 2
m m D av d F TO t d
m m d F TO t d
m m d F TO t d
m m d F TO t d
####### P I V r I d
####### I V d r I d
####### I V r I
####### I V r I
#######
####### = +
#######
#######
####### = +
#######
####### = − +
#######
####### = +
#######
#######
( 1 )
Đưa biểu thức (1) vào bảng tính excel ở trên tính ra tổn hao công suất trung bình trên 4 điôt trong sơ đồ.
Câu 2:
La = 2,5 mH; R = 1,2 Ω; L = ;
Ed = 300 V, = 30.
####### A
####### B
####### C
####### Ud
####### R
####### L
####### Ed
####### La
####### La
####### La
####### V1 V3 V
####### V4 V6 V
- Hãy tính toán các giá trị Ud, Id, góc chuyển mạch . Phương trình chuyển mạch và phương trình đặc tính ngoài của chỉnh lưu 3 pha (lấy từ slides):
2, cos cos( )
####### 2
m l d a
####### U
####### I
####### X
####### = − +
( 2 )
0 0
####### cos cos 3 a d
d d d
####### U U U U X I
####### = − = −
( 3 ) Phương trình dòng điện chỉnh lưu trung bình: d d d
####### U E
####### I
####### R
####### = − ( 4 )
Từ (3) và (4) suy ra (5), tính ra được Id:
U 2 m
ud ua
0
Ung,max
0
uab
ub uc
uac
ud uab uac ubc uba uca ucb uab
0
uV
U (ua+ub)/2 (ub+uc)/
(uab+ucb)/
(uab+uac)/
ucb
(uab+uac)/
0 ubc
iV1 Id
Figure 1 Ví dụ về vẽ dạng dòng điện, điện áp trên các phần tử trong sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha.
- Khi Ed = - 300 V, năng lượng được đưa trả về lưới với dòng Id = 25 A. Hãy xác định góc điều khiển , góc chuyển mạch và công suất đưa trả về lưới điện trong trường hợp này. Dùng phương trình (5) ở trên:
0
0
####### 1 3
####### cos
####### 3 cos
d d a d d d d
d a d d
####### U E X I
####### I U E
####### R R
####### I R X U E
####### −
####### = = − −
#######
####### + = −
#######
Trước hết phải tính ra góc alpha, lưu ý rằng trong chế độ nghịch lưu phụ thuộc Ed có dấu âm:
0
0
####### 3 cos
####### 3
####### cos
d a d d
a d d d
####### I R X U E
####### X
####### I R E U
####### + = −
#######
####### + + =
#######
#######
( 7 )
Sử dụng công thức (6) để tính góc chuyển mạch gamma:
( )
2,
####### 2
####### cos cos ma d
l
####### X
####### I
####### U
+ = − (6)
Công suất đưa trả về lưới:
P =U d I d( kW) ( 8 )
Sử dụng bảng tính excel giống như trên đây:
Các biến tính toán Giá trị units Constants Giá trị units Xa=2pifLa 0 ohm La 2 mH cos(alpha) 0 R 1 ohm R+3Xa/pi 1 ohm U2=U1 220 Ud0=2,34U2 514 V pi 3. U2,lm=sqrt(6)U2 538 V Ed -300 V Id(R+3Xa/pi)= 48 V alpha 30 degree Ud0cos(alpha)=Id*(R+3Xa/pi)+Ed f 50 Hz (lưu ý Ed âm) alpha(rad) 0 rad Ud0cos(alpha)= -251 V Id 25 A cos(alpha)= -0. alpha=acos(B12) 2 rad alpha(deg) 119 deg cos(alpha+gamma)= -0. alpha+gamma= 2. gamma= 0 rad gamma(deg)= 4 deg Id,const 20 A Tính công suất đưa trả về lưới: delta,min 9 degree Ud(alpha)=RId+Ed - Pd=abs(UdId) 6750 W Tính góc alpha,max delta(rad)= 0 rad cos(delta)= 0. cos(alpha,max)=2Xa*Id,th/U2,lm-cos(delta) -0. alpha,max= 2 rad alpha,max(deg)= 158 degree
Tính ra được alpha = 119,2o (degree). Tính được gamma=4,9o (degree). Công suất đưa trả về lưới bằng: Pd=6,750 kW. 2. Khi chuyển sang chế độ nghịch lưu phụ thuộc sơ đồ sẽ làm việc với dòng không đổi Id = 20 A và góc khóa của van ít nhất là min = 9 (ứng với trr = 500s). Hãy xác định góc αmax.
Các biến tính toán Giá trị units Constants Giá trị units RG=Rgint+Rgext 1 ohm tr 1-10 s Igon=(Vdr-Vplat)/RG 2 A tf 6-11 s Igoff=Vplat/RG 3 A Udd 400 V pi 3. Tính toán các thời gian tfu, tru: IL 20 A tfu1=CGD1/Igon 2-07 s fsw 5+04 kHz tfu2=CGD2/Igon 3-09 s Rgint 0 ohm tfu=(tfu1+tfu2)/2 1-07 s Rgext 1 ohm tru1=CGD1/Igoff 3-07 s CGD1 3-09 F tru2=CGD2/Igoff 4-09 s CGD2 4-11 F tru=(tru1+tru2)/2 1-07 s Vplat 6 V ErrM=VddQrr 1-02 Ws Vdr 10 V EonM=UddIL*(tr+tfu)/2 5-04 Ws Udd2 200 V Qrr 2-05 C Eon=ErrM+EonM 1-02 Ws Eoff=UddIL(tf+tru)/2 7-04 Ws Psw1=(Eon+Eoff)*fsw 5+02 W Psw=(EonM+Eoff)*fsw 6+01 W
Những giá trị cần tính toán Những hằng số và giá trị đã biết
3 (1,5 điểm) Tính toán công suất cho mạch Driver cho MOSFET với giả thiết RG = 1,85 (RG=Rgint+Rgext), VGS = 0 – 10 V, Các thông số khác liên quan đến điều khiển hãy tùy chọn cho phù hợp. Tính toán theo slides. Từ đồ thị đặc tính, để đưa điện áp UGS từ 0 lên 10 V, cần QG = 210 nC. Năng lượng cần thiết E = (10 – 0)21010- 9 = 2,110- 6 J=2,1μJ. Công suất PD = Efsw = 2,110- 6 5010 3 = 0,11 W. Dòng đầu ra trung bình: IG = 21010- 9 5010 3 = 0,011 A = 11 mA. Giả sử RG = 1 Ω, Rgint=0,85 Ω (Từ tài liệu kỹ thuật). Dòng đầu ra lớn nhất bằng: IG,max = 10/1,85 ==5,4 1 A.