Nghịch lưu là gì?

Câu trả lời chính xác nhất: Nghịch lưu là thiết bị biến đổi nguồn dòng một chiều thành dòng xoay chiều có tần số tùy ý.

Để hiểu rõ hơn về nghịch lưu, mời các bạn đến với phần nội dung dưới đây.

1. Nghịch lưu là gì

Nghịch lưu là thiết bị biến đổi nguồn dòng một chiều thành dòng xoay chiều có tần số tùy ý.

2. Nguyên lý làm việc

Xét sơ đồ cầu : Các tín hiệu điều khiển được đưa vào từng đôi tiristo T1, T2 thì lệch pha với tín hiệu điều khiển đưa vào đôi T3, T4 một góc 180

Điện cảm đầu vào nghịch lưu đủ lớn Ld = do đó dòng điện đầu vào được san phẳng, nguồn cấp cho nghịch lưu là nguồn dòng và dạng dòng điện của nghịch lưu iN có dạng xung vuông.

Khi đưa xung vào mở cặp van T1, T2, dòng điện iN = id = Id. Đồng thời dòng qua tụ C tăng lên đột biến, tụ C bắt đầu được nạp điện với dấu “+” ở bên trái và dấu “-” ở bên phải. Khi tụ C nạp đầy, dòng qua tụ giảm về không. Do iN = iC + iZ = Id = hằng số, nên lúc đầu dòng qua tải nhỏ và sau đó dòng qua tải tăng lên.

Quá trình chuyển mạch xảy ra gần như tức thời. Sau đó tụ C sẽ được nạp điện theo chiều ngược lại với cực tính “ + ” ở bên phải và cực tính “ – ” ở bên trái, dòng nghịch lưu iN = id = Id nhưng đã đổi dấu. Đến thời điểm t = t2 người ta đưa xung vào mở T1, T2 thì T3, T4 sẽ bị khóa lại và quá trình được lặp lại như trước.

Như vậy chức năng cơ bản của tụ C là làm nhiệm vụ chuyển mạch cho các tiristo. Ở thời điểm t1, khi mở T3 và T4 , tiristo T1 và T2 sẽ bị khóa lại bởi điện áp ngược của tụ C đặt lên ( hình 1.3). Khoảng thời gian duy trì điện áp ngược t1 t1’ là cần thiết để duy trì quá trình khóa và phục hồi tính chất điều khiển của van và t1 – t1’ = tk  toff ; toff là thời gian khóa của tiristo hay chính là thời gian phục hồi tính chất điều khiển.

>>> Tham khảo: Dòng điện xoay chiều hình sin là gì?

3. Tham số nghịch lưu

+ Tần số xoay chiều AC

Trong các bộ nghịch lưu thì tần số xoay chiều được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh tần chuyển mạch của các phần tử chuyển mạch bán dẫn

+ Biên độ của điện áp AC

Thay đổi điện áp DC đầu vào của nghịch lưu và trong trường hợp này quá trình điều chỉnh là nằm bên ngoài bộ nghịch lưu và độc lập với quá trình chuyển mạch của nghịch lưu.

Thay đổi điện áp AC nhờ quá trình điều chỉnh bên trong nghịch lưu thông qua kỹ thuật gọi là điều chế độ rộng xung (PWM). Các phương pháp điều chế sẽ được mô tả ở phần sau.

+ Dáng điệu của điện áp AC

Dáng điệu điện áp đầu ra sin thường là mong muốn trong hầu hết các ứng dụng của nghịch lưu. Tuy nhiên, đầu ra xoay chieuef của nghịch lưu thường không sin do chứa một số lượng thành phần hài nhất định.

Phương pháp thứ nhất là sử dụng các mạch lọc ở đầu ra của nghịch lưu

Phương pháp thứ hai dựa trên kỹ thuật điều chế độ rộng xung, kỹ thuật này sẽ làm thay đổi (điều khiển) thành phần hài ở trong điện áp AC đầu ra và thành phần hài không cơ bản sẽ có giá trị nhỏ nhất khoặc bằng 0 tùy vào kiểu của ứng dụng được sử dụng.

+ Thứ tự pha và chuỗi chuyển mạch

Các bộ nghịch lưu thường được thiết kế để cấp đầu ra xoay chiều một pha hoặc ba pha. Đối với các ứng dụng trong công nghiệp, cũng như ở trong các lĩnh vực quân sự đầu ra thường là ba pha

Với các bộ phận nghịch lưu ba pha có số lượng các thiết bị chuyển mạch sẽ lớn hơn và khi đó ta sẽ phải quan tâm tới thứ tự pha của chúng và chuỗi chuyển mạch của các thiết bị chuyển mạch. Thứ tự pha được quyết định bởi chuỗi chuyển mạch của các chuyển mạch bán dẫn.

>>> Tham khảo: Dòng điện xoay chiều có tính chất nào sau đây?

4. Nguồn gốc sinh ra sóng ở các bộ nghịch lưu

Mạch chỉnh lưu diode và nghịch lưu mang lại hiệu suất cao cho biến tần, nhưng lại gây ra nhiều sóng hài trên dòng điện ở phía nguồn AC. Sóng hài xuất hiện là do dòng điện không thể chạy qua chỉnh lưu và đi vào biến tần khi điện áp AC đầu vào bé hơn điện áp một chiều DC trên tụ. Điều này chỉ diễn ra trong một khoảng thời gian ngắn trên mỗi pha nhưng đủ làm biến dạng hoàn toàn dòng AC đầu vào khiến nó không còn là hình sin chuẩn nữa. Hơn nữa, do bị chặn bởi chênh lệch điện áp AC và DC ở đầu vào, dòng điện phải có biên độ đỉnh cao hơn để truyền đủ năng lượng cho động cơ trong một chu kỳ lưới.

Có thể dòng điện không còn mang hình Sin nữa mà trở thành 4 xung dòng biên độ cao (2 xung cho mỗi bán kỳ) và độ méo hài THD của dòng điện kiểu này là rất cao.

Sóng hài trên dòng điện sẽ kéo theo sóng hài trên điện áp, độ méo sóng hài áp phụ thuộc nhiều vào trở kháng của hệ thống phân phối điện và số lượng tải phi tuyến (máy tính, máy fax, máy photocopy, đèn chiếu dùng inverter, …) trong hệ thống đó. Để so sánh sóng hài dòng và sóng hài áp cần có các phân tích sóng hài chi tiết.

Trong phân tích sóng hài, mọi dạng sóng đều có thể được biểu diễn dưới dạng tổng của nhiều sóng hình sin có biên độ và tần số khác nhau. Tập hợp các sóng hình sin nói trên bao gồm 1 sóng sin cơ bản (tần số 50 Hz đối với lưới điện Việt Nam) và các sóng hình sin là bội của sóng sin cơ bản, gọi là sóng hài.

-----------------------------------

Trên đây là phần tìm hiểu về câu hỏi Nghịch lưu là gì mà Toploigiai mang đến cho các bạn. Chúng tôi hi vọng bài viết này hữu ích với các bạn, chúc các bạn học tốt.