giáo trình thực hành điện tử công suất

a.Giản đồ áp chỉnh lưu ud và dòng chỉnh lưu id d.Gía trị phân tích Fourier cho áp chỉnh lưu... Giản đồ áp và dòng tải :.

Thành ph H Chí Minh, ngày 18 tháng t 2006

B NG PH N M M PSIM I-MÔ PHỎNG BỘ CHỈNH LƯU TIA 3 PHA ĐIỀU KHIỂN

Mạch mô phỏng:

Hình 1-1: S đ mơ ph ng

Hình 1-2: Gi n đ dịng ch nh l u và áp ch nh l u

b.Giản đồ áp trên linh kiện và dòng qua linh kiện:

Hình 1-3: Gi n đ dịng trên linh ki n và áp trên linh ki n

c.Giản đồ áp và dòng pha nguồn:

Hình 1-4: Gi n đ dịng và áp pha ngu n

Nh n xét : D ng sĩng đi n áp , dịng đi n trên t i và linh ki n phù h p

v i lý thuy t đã đ c h c , dịng t i liên t c và khá ph ng

d.Giá trị phân tích Fourier cho áp chỉnh lưu ud:

e.Giá trị phân tích Fourier cho dòng pha tải:

f.Trị trung bình áp chỉnh lưu khi thay đổi góc điều khiển:

Trị trung bình áp chỉnh lưu Ud {V} 256.59 221.65 180.64 127.32 52.28 g.Tính toán theo lý thuyết

U: trị hiệu dụng áp pha

0 50 100 150 200 250 300

Từ đồ thị suy ra giá trị để trị trung bình áp tải bằng 100V 65 độ

II- BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN:

Mạch mô phỏng:

Hình 1-6: M ch ch nh l u c u đi u khi n pha tồn ph n

a.Giản đồ áp chỉnh lưu ud và dòng chỉnh lưu id

d.Gía trị phân tích Fourier cho áp chỉnh lưu

III- BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN:

Mạch mô phỏng:

Hình 1-10: M ch ch nh l u c u 3 pha đi u khi n hồn tồn

a.Giản đồ áp chỉnh lưu ud và dòng chỉnh lưu id

Hình 1-11: Gi n đ áp và dịng ch nh l u trên t i

b.Giản đồ áp trên linh kiện uv1 và dòng trên linh kiện iv1

Hình 1-12: Gi n đ dịng và áp trên linh ki n

c.Giản đồ áp và dòng pha nguồn

Hình 1-13: Gi n đ dịng và áp pha ngu n

d.Giá trị phân tích Fourier cho áp chỉnh lưu:

Hình 2-3: D ng sóng sau khi qua b so sánh

Hình 2-6: D ng sóng sau khi qua b so sánh 2

Hình 2-9: D ng áp c a xung l ng

9.Thay đ i góc kích

d Duty cycle c a 555 kho ng 0.7~0.8 (70%-80%)

Bài 3: THÍ NGHI M B CH NH L U BA PHA I U KHI N

HỒN TỒN

I Sơ đồ mạch :

Hình 3-1: S đ thí nghi m m ch 3 pha đi u khi n hồn tồn

II Bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hoàn tòan – tải R :

1 Giản đồ áp và dòng tải :

Hình 3-2: Gi n đ dịng và áp trên t i

Nhận xét :

+ Áp tải và dòng tải có dạng 6 xung đúng như lý thuyết

+ Dòng tải có thể liên tục hay gián đoạn tùy theo góc alpha (α <600 hay α >600)

2 Giản đồ áp và dòng trên linh kiện S1 :

Hình 3-3: Gi n đ áp và dịng trên linh ki n

Nhận xét :

+Quan sát được áp trên linh kiện ta sẽ dễ dàng bi àt được góc kích alpha từ hệ thức

3 Gi n đồ dòng nguồn :

Hình 3-4: Gi n đ dịng trên 1 pha ngu n

Nhận xét:

+ dòng qua nguồn là tổng hợp của dòng qua linh kiện V1 và V4 : id = i1 –i4

Trên hình ta thấy phần dòng dương là của i1 , phần dòng âm là do thành phần –i4 mà ra + khi V1 dẫn thì V4 không dẫn và ngược lại

4 Xây dưng đặc tuyến điều khiển : Ud= f ( )

dac tuyen dieu khien Ud=f(alpha)

Hình 3-5: c tuy n đi u khi n

Nhận xét :

+ áp trung bình qua tải như ta thấy , đó là một hàm tỷ lệ nghịch với góc alpha hay nói đúng hơn đó là quan hệ hàm cos mà ta chỉ quan sát trong đoạn ngắn sự thay đổi của góc alpha , ta có α

63

U

Ud = , khi alpha tiến về 900 áp trung bình tiến về 0 và bằng 0 khi α =900 , ở đây đặc tuyến cho thấy áp tải chưa bằng 0 vì lý do dòng tải không liên tục khi α lớn nên không thể dùng công thức trên cho góc α lớn

5 Xây dựng đặc tuyến tải : Ud = f ( Id)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0

20 40 60 80 100

Id

Hình 3-6: c tuy n t i

Nhận xét :

+ áp tải và dòng tải tỉ lệ thuận nhau khi α thay đổi từ 0 – 900

+ đối với tải R mạch chỉ có thể hoạt động ở phần tư thứ nhất tức chế độ chỉnh lưu

U

như vậy áp trung bình có thể nhận giá trị âm là bình thường

Hình 3-10: c tuy n đi u khi n

Nhận xét :

+Dòng tải liên tục nên áp tải liên hệ với alpha theo biểu thức trên , tuy nhiên áp chưa về 0

ở 900 có lẽ do sai số đo đạc , tuy nhiên có thể so sánh với trường hợp tải R ta thấy áp tại

900 trong trường hợp này nhỏ hơn nhiều

5 Đặc tuyến tải :

Hình 3-11: c tuy n t i

S đ b bi n đ i đi n áp xoay chi u 3 pha d ng đ y đ :

Hình 4-1: S đ b bi n đ i áp 3 pha d ng đ y đ

+T i 3 pha đ i x ng: R=25

1 Góc kích = 30 0 :

D ng sóng đi n áp t i và dòng đi n t i trên pha A:

Hình 4-2: D ng sóng đi n áp và dòng đi n t i trên pha A (t i R)

Nh n xét: Do t i thu n tr nên d ng c a đi n áp t i và dòng đi n t i là hoàn toàn gi ng nhau

T đi n áp t i quan sát đ c trên Oscilloscope ta có th suy ra dòng đi n t i b ng công th c:

U

I

R

=

Hình 4-4: D ng sóng đi n áp và dòng đi n trên thysistor 1

2 Góc kích = 75 0 :

Hình 4-5: D ng sóng đi n áp t i và dòng đi n t i trên pha A

Hình 4-6: D ng sóng đi n áp t i pha A và pha C quan sát đ ng th i

Hình 4-7: D ng sóng đi n áp và dòng đi n trên thysistor 1

3 Xây d ng đ c tuy n đi u khi n:

20 30 45 60 75 90

c tuy n đi u khi n:

Hình 4-8: c tuy n đi u khi n d ng áp

đi u khi n d ng dòng

Hình 5-2: Gi n đ xung kích đóng ng t các khóa v i z=0.4

Hình 5-3: Gi n đ dòng và áp t i v i z=0.4, Us=40V, R=42Ω

Hình 5-4: Gi n đ dòng và áp trên linh ki n th 1 (V 5 )

Công th c tính áp trung bình: Uz=zUs

đ i đi n áp m t chi u t ng quát:

Hình 5-5: S đ m ch thí nghi m b bi n đ i áp m t chi u t ng quát

Hình 5-6: Gi n đ xung kích m ch bi n đ i áp m t chi u t ng quát v i z=0.4

I/ Bộ biến tần một pha :

Hình 6-5: D ng sĩng dịng và áp trên linh ki n S1

Ud [V] 5 10 25 40 50

Uz [V] 3.6 9.7 27.4 42.7 56 Đặc tuyến điều khiển Uz = f(Ud) t i f=140Hz

0 10 20 30 40 50 60

Hình 6-7: D ng xung kích cho các đĩng ng t bán d n c a b bi n t n 3 pha

Dạng sóng điện áp tải và dòng qua tải uA,iA ; uB,iB ; uB C,iC :

Hình 6-8: D ng sĩng đi n áp và dịng trên t i

Hình 6-10: D ng sĩng đi n áp và dịng trên linh ki n (S1)

Ud [V] 5 10 25 40 50

Uz [V] 1.55 4.26 11.5 20.15 24.65 Đặc tuyến điều khiển Uz = f(Ud)

0 5 10 15 20 25 30