Microsoft Word dap an DT HK 2011 2012 doc Khoa Ñieän & Ñieän töû BM Ñieàu khieån Töï ñoäng THI CUỐI HOÏC KYø HK2 2011 – 2012 Moân Ñieän töû Coâng suaát & ÖÙng duïng Thôøi gian 80‘ – Ñöôïc xem taøi lie[.]
Khoa Điện & Điện tử BM Điều khiển Tự động THI CUỐI HỌC K Môn : Điện tử Công suất & Ứng dụng HK2 2011 – 2012 Thời gian 80‘ – Được xem tài liệu Các ý (cụm từ khóa) đáp án : 1-2 Tác dụng diod phóng điện D Ta thay thay linh kiện/nhóm linh kiện tác dụng tương ứng - D đường phóng cho dòng điện qua L tắt tức thời Q khóa, tránh điện áp mối nối CE Q Thay thế: - thay D: tổ hợp RC nối tiếp, RD nối tiếp … hiệu không sánh thời gian dòng zero nhanh - Bảo vệ áp cho mối nối CE Q: snubber, RC … Phương án dùng Q không đóng ngắt thường xuyên hình Theo suy luận bạn, việc thay mosFET công suất IGBT có định mức dòng áp mạch có không? Giải thích lý trả lời không cho biết ưu nhược điểm trả lời có - Có thể chúng nglý điều khiển áp (BJT đk dòng) - Ưu: sụt áp bé Ỉ phát nhiệt hơn, chịu đựng điều kiện làm việc khắc nghiệt Nhược: tần số làm việc bé đắt tiền 4-5 Cho tải R = 10 ohm L = 0.05H nối tiếp làm việc với nguồn dòng có dạng xung vuông hình với T = 10 ms, t1 = 10/3 ms, biên độ I = 10A Hãy tính áp công suất tiêu thụ tải xét thành phần Fourier i T I t1 - thành phần Fourrier I1, I2, I3 có I1 khác zero w = 2π / T; Z1 = R2 + (wL) t t1 -I hình I1 = (xem tài liệu hay câu 18-20) với a = 2π / => P = P1 =R.I12/2; U = U1 = I1*Z1 Đúng ta cần tính I1, I3, I5 hài bậc chẵn biết zero nên bỏ qua Hãy kể ứng dụng công nghiệp TRIAC cho biết ưu điểm việc dùng TRIAC ứng dụng so với phương pháp khác Ứng dụng TRIAC: - dùng làm rơ le bán dẫn (đóng ngắt - ĐK ON/OFF) tải dòng nhỏ - Đóng ngắt tải R công suất lớn Ưu điểm: không phát tia lửa, tần số đóng ngắt cao ngắt điện, rơ le khí… Có thể kể thêm ĐK pha áp xoay chiều dòng nhỏ (tải RL dòng lớn phải dùng SCR // ngược) 7-9 a Cho sơ đồ chỉnh lưu pha hình tia (hình 3), áp nguồn 400VAC (áp dây) Vẽ dạng xung điều khiển SCR áp với tải dòng liên tục góc điều khiển α = 90o Công suất tiêu thụ tải tải loại (R, L, E, C hay tổ hợp phần tử này) b Nếu tải RLE với L đủ lớn để dòng liên tục phẳng, tính góc điều khiển pha α để dòng qua mạch 20A R = ohm, E = 120 VDC Tính dòng hiệu dụng qua SCR hình Dạng xung kích SCR áp ngỏ a Trung bình áp (công thức trung bình áp dòng liên tục) Khi dòng khác không công suất trung bình Chỉ có tải L trường hợp naøy b Vo = 120 + 2*20 = 160 V => α Khi xoay ngược SCR, ta có xung áp âm so với trung tính Nhưng tính giống bình thường (số số học) chọn cực tính khác mạch không hoạt động dược hay vô nghiệm Dòng hiệu dụng qua SCR 20 / 10-13 Hãy vẽ sơ đồ mạch công suất BBĐ S1 D chiều từ nguồn 5V 12V/0.5A cách ly điện (không có điểm chung), giải thích nguyên lý + i i C Io L1 T L2 hoạt động Mạch làm việc tốt không thông số 12V 120V/5A, lý U u i L1 Sử dụng BBĐ flyback loại dùng biến áp, đảm u C _ C bảo cách ly vào / n:1 Nguyên lý hoạt động (xem giáo khoa) Khi công suất lớn (vài trăm w) mạch hoạt động tốt dựa vào nguyên lý biến đổi lượng qua trung gian cuộn dây (cuộn dây nạp/xả), phải dùng BBĐ dạng nghịch lưu 14-17 Cho động chiều kích từ nam châm vónh cữu, thông số định mức: 24V, 5A, 100W 1500 vòng/phút làm việc với BBĐ áp chiều làm việc phần tư mặt phẳng tải I II a Vẽ mạch động lực, giới thiệu nguyên lý điều khiển giải thích khả làm việc phần tư mặt phẳng tải b Tăng tần số làm việc BBĐ có thuận lợi khó khăn gì? c Tính thông số động cơ: Momen định mức Mđm, số điện từ Ce điện trở phần ứng Rư d Tính độ rộng xung tương đối tốc độ làm việc 1000 vòng phút tải định mức, hãm động 6A với tốc độ a BBĐ việc phần tư (xem giáo khoa) b tăng tần số làm việc: giảm nhấp nhô dòng tổn hao bán dẫn tăng, phải sử dụng mạch lái phức tạp, đắt tiền c Tính thông số động cơ: Trang / ndm (vòng /phút) => wdm (rad/s) => Mdm = P/w (Nm) => Ce = Mdm/Idm Ru*Idm + Ce* wdm = Udm => Ru Cuõng giả sử tổn hao đồng (Ru) ½ tổn hao tổng cộng d giả sử nguồn cấp điện Udm ngắt điện không tổn sụt áp: Uo – Ce.w = Ru.(– I) => Uo => α = Uo/U 18-20 Thiết kế nghịch lưu 24VDC 220VAC với giả sử sụt áp ngắt điện qua biến áp Cũng giả sử tải R ta quan tâm đến hài bậc (thành phần bản) dòng áp a Hãy chọn mạch động lực vẽ giản đồ xung điều khiển ngắt điện cho phép thay đổi áp b Tính tỉ số biến áp sơ đồ hai trường hợp: - Điều chế độ rộng xung (dạng áp hình – trang 1) với độ rộng xung 2π/3 - Điều chế độ rộng xung hình sin (PWM) với biên độ sóng mang (tam giác) 10V áp chuẫn (sin) 8V a Sử dụng nghịch lưu pha dùng BA có điểm thích hợp áp nguồn thấp, dùng cầu pha chấp nhận muốn có chất lượng áp cao (vì đk hoàn toàn) Nếu dùng cầu pha KQ chấp nhận đầu không xác định hay pha Sơ đồ nguyên lý xem giáo khoa b – điều rộng xung: biên độ hài bậc n ⇒ U n = 4U na sin với n = 1; a = 2π / 3; U = 24V => thành phần (bậc nπ 1) U1 => tỉ số BA k = 220 / U1 – SPWM: Biên độ áp nghịch lưu sơ cấp 24V U1 U REFMAX = với Ucmax = 10; Urefmax = 8; U = 24V => U1, tính k Dùng công thức U UCMAX 21 Hãy giới thiệu thành phần (các khối chức năng) nguồn xung cho 5V/2ADC từ nguồn 80 – 240VAC Các khối chức nguồn xung: Từ nguồn đến tải: (Lọc nhiễu)-> bảo vệ áp -> chỉnh lưu D -> lọc -> BBĐ có sử dụng BA -> chỉnh lưu D lọc ngỏ BBĐ chọn loại Flyback tốt nghịch lưu công suất nhỏ Bên cạnh có thêm khối (mạch) phản hồi để ổn định áp + khối bảo vệ cấp điện cho mạch điều khiển 22-23 Nguyên lý điều khiển tốc độ động không đồng dùng biến tần Giải thích luật V/F = số cách áp dụng Giải thích lý người ta không cần sử dụng phản hồi tốc độ (sử dụng hệ hở) nhiều ứng dụng công nghiệp biến tần - Biến tần điều khiển tốc độ động KĐB cách thay đổi tần số nguồn cung cấp - Luật V/F = cần thiết để tránh lõi thép đcơ bị bảo hòa V = k SNBf Trong thực tế quan hệ có hiệu chỉnh để thích hợp với ứng dụng khác để có momen lớn tần số bé (xem hình vẽ quan hệ V/F giáo khoa) - Khi điều khiển tần số, sụt tốc tương đối đcơ (là độ trượt) bé nên không cần phản hồi tốc độ nhiều ứng dụng 24 Giải thích lý động chiều không cổ góp (BLDC), xung dòng qua cuộn dây cần có vị trí lệch 90o (điện) so với từ trường rotor (nam châm) tương ứng Hai cách trả lời: - Khi áp cảm ứng dòng qua cuộn dây pha: công suất cực đại => momen lớn - Goc lệch dòng điện từ trường 90o (như đcơ chiều), lực điện từ cực đại Trang /