Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý làm việc

Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý làm việc

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án tốt nghiệp



Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới bám tải



Dưới đây liệt kê một số nguyên lý cơ bản của kích điện dân dụng:

Biến đổi một bước:từ điện một chiều sang điện xoay chiều 220V thông qua

các transitor công suất và một biến áp sắt từ ở tần số 50 Hz (bước biến đổi DC-AC).

Biến đổi hai bước: từ điện một chiều ắc quy ở mức thấp (12, 24V DC) sang

điện một chiều ở mức điện áp cao (khoảng 300V DC) thông qua mạch dao động tần

số cao và biến áp xung (bước biến đổi DC-DC), rồi từ điện một chiều (lúc này có

điện thế cao) dao động thành điện xoay chiều 220V AC (tức bước biến đổi DC-AC).

Tuỳ loại nguyên lý mà kích điện được tạm phân ra thành hai loại: Loại biến

đổi một bước và loại biến đổi hai bước – thường gọi là kích “điện tử”.





Loại biến đổi một bước

Hình bên giải thích phần nguyên lý của kích điện . Nếu muốn tăng điện thế thì

cần phải có cuộn biến áp, mà biến áp lại chỉ hoạt động được với dòng điện xoay

chiều. Vậy để biến đổi thành dòng điện xoay chiều thì có thể dùng một cơng tắc như

hình bên phải (phía trên) và một biến áp: Khi chuyển đổi nhanh và liên tục cơng tắc

sang các vị trí lên và xuống, ta sẽ có dòng điện lần lượt chạy vào nửa cuộn dây sơ

cấp biến áp, tại cuộn thứ cấp (ghi chữ output) sẽ có điện áp xoay chiều có tần số

tương ứng với tần suất chuyển mạch. Tất nhiên chẳng ai lại dùng tay để vận hành

kích điện một cách liên tục như vậy nên người ta đã sử dụng các linh kiện điện tử để

thay cho việc chuyển mạch này. Bạn xem hình phía dưới sẽ thấy dạng mạch cho các

kích điện thơng dụng đang được bán trên thị trường hiện nay.

Loại kích điện một bước thường được biết đến khá lâu trước đây.







Kích điện tử (loại biến đổi hai bước)

Đối với loại kích “điện tử”, mạch điện cấp thứ nhất: (DC-DC) cũng có

ngun lý giống như kích điện từ, nhưng thay vì hoạt động ở tần số 50 Hz thì kích

loại này sử dụng tần số cao hơn nhiều lần để có thể sử dụng loại biến áp xung có

hiệu suất cao và kích thước nhỏ gọn. Sau biến áp xung, dòng điện xoay chiều tần số

cao được nắn thành điện một chiều để phục vụ mục đích biến đổi thành điện xoay

chiều với tần số 50Hz phù hợp với nhu cầu sử dụng. Tuỳ theo công suất của kích

điện mà kích điện tử có thể dùng một hay nhiều các biến áp xung.Cấp thứ 2: (DC35



Đồ án tốt nghiệp



Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới bám tải



AC) của kích điện tử là biến đổi điện một chiều thành điện xoay chiều với tần số

phù hợp với lưới điện quốc gia (50Hz). Phần mạch biến đổi thành xoay chiều ở cấp

tiếp theo này không cần sử dụng biến áp nữa bởi chúng không cần tăng thêm điện

thế, mà chỉ cần dùng các linh kiện đện tử thay đổi chiều đi qua tải của dòng điện

đầu ra. Vậy làm thế nào để biến đổi điện một chiều thành xoay chiều được? Lấy

một ví dụ đơn giản và thơ thiển như thế này: Bạn có một ắc quy, muốn cấp dòng

xoay chiều qua một cái bóng đèn thì có thể nối hai cực ắc quy đó vào bóng đèn, rồi

ngắt dây ra đổi ngược lại cực ắc quy, rồi lại đổi xuôi, đổi ngược cứ thế trong thời

gian cực nhanh, bạn sẽ tạo ra một dòng điện xoay chiều đi qua bóng đèn.

Trên thực tế thì ngun lý mạch điện tử biến đổi điện một chiều thành xoay

chiều lúc này qua cầu H như sau (xem hình dưới): Ban đầu dòng điện đi từ (+) đến

transistor phía trên-bên trái, đi qua tải theo chiều từ trái sang phải rồi đi qua

transistor phía dưới bên phải để đi vào cực âm. Sau đó dòng điện đi từ cực dương

đến transistor phía trên bên phải, đi qua tải (Load) theo chiều từ phải qua trái rồi đi

qua transistor phía dưới bên trái để đi vào cực âm. Dòng điện đi như vậy theo các

chiều khác nhau sẽ cho ra dòng xoay chiều trên tải. Việc dẫn các dòng theo các

chiều như vậy được thực hiện nhờ sự điều khiển các transistor.





Dạng sóng đầu ra:

Phần lớn các kích “điện tử” ln có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn so với

loại kích còn lại nếu cùng cơng suất do khơng sử dụng biến áp sắt từ có kích thước

lớn, một phần còn lại các kích điện tử có thể có trọng lượng lớn bởi chúng sử dụng

biến áp sắt từ thông thường dành cho việc nạp ắc quy.



36



Đồ án tốt nghiệp



Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới bám tải



Hình 2.12: Các dạng sóng sin chuẩn

Trên hình, có ba dạng sóng hình cơ bản thường thấy trong kích điện: Đường

màu xanh là sóng hình sin (hay thường gọi là “sin chuẩn”); Đường màu màu vàng

là dạng sóng xung vng; Đường màu đỏ là mơ phỏng theo sóng sin. Về biên độ

sóng, mức điện áp của sóng sin ở lưới điện 220V dân dụng tại đỉnh trên là 310V còn

dạng mơ phỏng sin (modified sine wave) và loại xung vuông (square wave) thì có

mức điện áp thấp hơn.

Chính vì các mức điện áp đỉnh này nên việc đo điện áp đầu ra của các kích

điện bằng đồng hồ hiển thị số loại bình thường sẽ khơng chính xác bởi chúng

thường đo theo mức điện áp đỉnh rồi chia căn 2, muốn đo chuẩn thì nên dùng một

số loại đồng hồ kim hoặc đồng hồ số có chức năng đo RMS. Lưu ý thêm về điều

này là nếu bạn dùng kích dạng mô phỏng hoặc dạng xung vuông với một ổn áp kiểu

như LiOA thì sẽ cho ra mức điện áp cao với mức năng lượng lớn và chắc chắn sẽ

gây cháy các thiết bị sử dụng điện trong nhà bạn.

Theo cách thức hoạt động của các loại kích điện mà chúng có dạng sóng đầu

ra khác nhau. Ta thử xem với các loại nguyên lý nào sẽ cho ra dạng sóng gì trong

các loại dưới đây:





Đối với các loại kích điện từ (kích cơ): Có các dạng ngun lý hoạt động:

Loại thứ nhất:

có ngun lý giống như hình đã minh họa cho ngun lý kích điện trình bày

phía đầu bài này - nhưng có một mạch tạo ra mẫu sóng sin rồi sau đó khuyếch đại

37



Đồ án tốt nghiệp



Hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới bám tải



chúng lên bằng các transistor công suất và biến áp. Về nguyên lý thì cách này có thể

thực hiện được, nhưng trong thực tế thì người ta khơng hoặc hiếm khi áp dụng bởi

chúng làm tổn hao nhiều cơng suất cho cái hình sin đẹp đẽ ấy – dẫn đến hiệu suất

của bộ kích điện là rất thấp. Lý do hiệu suất thấp bởi nguyên lý này hoạt động giống

như một bộ amply cơng suất lớn mà đặc tính của các transistor thơng thường có tổn

hao thấp nếu như chỉ ở hai trạng thái: “đóng” (khơng cho dòng đi qua) và “mở”

(cho dòng đi qua hồn tồn theo khả năng của transistor đó), còn ở trạng thái mở

một phần (biến thiên để cho được ra dạng hình sin hoặc dạng khuyếch đại âm

thanh) thì transistor sẽ toả ra nhiều nhiệt và hiệu suất sử dụng điện là thấp. Bạn có

chấp nhận sử dụng một kích điện với hiệu suất rất thấp (cỡ dưới 50%) chỉ để ra

được dạng sóng sin cực chuẩn hay không?

Tuy nhiên, nguyên lý hoạt động này lại thường áp dụng cho các loại kích tạo

ra dạng sóng vng hoặc mơ phỏng sóng sin (hai loại còn lại trong hình trên). Do sự

hoạt động của transistor để tạo ra sóng vng hoặc mơ phỏng sin là đóng hoặc mở

hồn tồn nên với ngun lý này cho các loại kích 'khơng sin' là phù hợp.

Đặc điểm nhận biết dạng kích hoạt động theo nguyên lý này là ở cuộn sơ cấp

(cuộn có dây kích thước rất lớn để có thể cho dòng đến vài chục Ampe chạy qua) có

3 đầu dây ra: Một đầu là điểm giữa được nối với cực dương hoặc âm của ắc quy,

đầu còn lại nối với các transistor - giống như hình trình bày nguyên lý ở phía đầu

bài này.

Loại thứ hai:

tạo ra dạng sóng sin bằng cách sử dụng cầu H để cho ra dạng sóng xoay chiều

ở mức điện áp thấp (mức điện áp ắc quy) rồi sử dụng biến áp sắt từ để biến đổi

chúng thành mức điện áp 220V AC sử dụng thơng thường. Ngun lý này thường

thấy ở nhiều loại kích thông dụng trên thị trường như các thương hiệu: MAXQ,

Apollo, Netcca, Hồ Điện....

Đặc điểm nhận biết dạng kích hoạt động theo nguyên lý này là các đầu vào sơ

cấp của biến áp sắt từ chỉ có hai đầu dây (thay vì 3 như loại sóng vng hoặc mơ

phỏng).





Đối với loại kích điện tử:

việc tạo ra dạng sóng hình sin được thực hiện nhờ vào việc điều tiết tại 4

transistor đầu ra (cầu H - như đã trình bày ở phần trên). So với loại kích điện từ đã

38



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý làm việc

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×