Bài tập lớn điện tử công suất đề bài cho mạch chỉnh lưu hình cầu ba pha điều khiển hoàn toàn, cấp cho tải thuần trở với các thông số sau

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ  BÀI TẬP LỚN Môn:Điện Tử Công Suất Giáo Viên Giảng Dạy: Sinh Viên Thực Hiện: Mã Sinh Viên: Lớp: Hưng Yon, năm 2022 1|Page BÀI TẬP LỚN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Đề Bài Cho mạch chỉnh lưu hình cầu ba pha điều khiển hồn tồn, cấp cho tải trở với thông số sau: - Điện áp định mức lưới điện: U = 220V-50Hz Điện áp định mức tải Ud = 220 VDC Tải trở R = 200 Ω Biết điện áp đặt van dẫn 1,5 V Yêu cầu: A Thiết kê, tính tốn sở lý thuyết Vẽ sơ đồ ngun lý Tính tốn thơng số dòng điện, điện áp để lựa chọn van bán dẫn công suất máy biến áp B Mơ phỏng, phân tích kết phần mềm PSIM Thiết kế sơ đồ nguyên lý phần mềm PSIM Mơ kiểm tra dạng sóng giá trị hiệu dụng điện áp nguồn cấp vào mạch Mơ kiểm tra dạng sóng giá trị trung bình điện áp tải góc điều khiển độ điện Mơ dạng sóng điện áp nguồn, điện áp tải, điện áp van T1, T4 với góc điều khiển khác nhau: 30 ; 600 ; 900 ( dạng sóng hệ trục tọa độ, chia khoảng cách 30 độ điện lấy 1,5 chu kỳ, gốc tọa độ bắt đầu lấy nửa chu kỳ dương pha L1N) Điền thông tin vào bảng sau TT Góc điều khiển ( Độ điện) 30 60 90 Kết tính tốn Kết thực nghiệm Điện áp trung bình tải Dịng điện trung bình qua tải Điện áp trung bình tải Dịng điện trung bình qua tải (V) (A) (V) (A) 2|Page 120 150 180 Vời góc điều khiển α = 900 van dẫn khoảng sau - Từ 00 đến 300 Từ 300 đến 600 Từ 600 đến 900 Từ 900 đến 1200 Từ 1200 đến 1500 Từ 1500 đến 1800 Hưng Yên, ngày 25 tháng 12 năm 2021 Trưởng Bộ môn Cán đề thi Cán đề thi Trần Quang Phú Nguyễn Đình Hùng Nguyễn Viết Ngư 3|Page Bài Làm A Thiết kế tính tốn sở lý thuyết Sơ đồ nguyên lý Hình 1:Sơ đồ ngun lý Tính tốn thơng số dòng điện, điện áp để lựu chọn van bán dẫn công suất máy biến áp 2.1 Các thơng số (xét theo góc α=0°) : - Điện áp trung bình tải: + Nếu dịng điện liên tục: Ud= √6 U √ 94,05 cos α−2 Δ U T = −2.1,5=216,99(V ) π π + Nếu dòng điện gián đoạn: Ud= ( ( )) √6 U π 1+ cos α + −2 ΔU T π - Dịng trung bình qua tải I d= U d 16,99 = =1,085( A) R 200 2.2 Tính tốn máy biến áp - Dòng điện hiệu dụng qua thứ cấp máy biến áp dòng tải liên tục: I 2=0,816 I d =0,816.1 , 085=0,8 85 (A ) 2.3 Tính tốn lựa chọn Thyristor - Dịng điện trung bình qua Thyristor: 4|Page I T= I d 1, 085 = =0,36 2(A ) 3 - Điện áp ngược lớn rơi van thysistor diode U Tngm= √ U 2=√ 94,05=230,37 5(V ) B Mô phỏng, phân tích kết phần mềm PSIM Thiết kế sơ đồ nguyên lý phần mềm psim 1.1 Sơ đồ nguyên lý Hình 2: Sơ đồ nguyên lý Psim Mơ dạng sóng giá trị hiệu dụng điện áp nguồn cấp vào mạch Hình 3: Dạng sóng giá trị hiệu dùng điện áp nguồn U2RMS = 94,05 (V) Mô kiểm tra dạng sóng giá trị trung bình điện áp tải góc điều khiển độ điện 5|Page Hình 4:Dạng sóng điện áp tải Ud = 216,99 (V) Mơ dạng sóng điện áp nguồn, điện áp tải, điện áp van T1, T4 với góc điều khiển khác nhau: 300 ; 600 ; 900 ( dạng sóng hệ trục tọa độ, chia khoảng cách 30 độ điện lấy 1,5 chu kỳ, gốc tọa độ bắt đầu lấy nửa chu kỳ dương pha L1N) 4.1 Góc điều khiển 300 - Sóng điện áp nguồn Hình 5:Dạng sóng điện áp nguồn góc 300 - Điện áp tải 6|Page Hình 6:Dạng sóng điện áp tải góc 300 - Điện áp van T1 Hình 7:Dạng sóng điện áp van T1 góc 300 - Điện áp van T4 Hình 8:Dạng sóng điện áp van T4 góc 300 7|Page 4.2 Góc điều khiển 600 - Điện áp nguồn Hình 9:Dạng sóng điện áp nguồn góc 600 - Điện áp tải Hình 10:Dạng sóng điện áp tải góc 600 - Điện áp van T1 Hình 11:Dạng sóng điện áp van T1 góc 600 8|Page - Điện áp van T4 Hình 12:Dạng sóng điện áp van T4 góc 600 4.3 Góc điều khiển 900 - Điện áp nguồn Hình 13:Dạng sóng điện áp nguồn góc 900 - Điện áp tải Hình 14:Dạng sóng điện áp tải góc 900 9|Page - Điện áp van T1 Hình 15:Dạng sóng điện áp van T1 góc 900 - Điện áp van T4 Hình 16:Dạng sóng điện áp van T4 góc 900 10 | P a g e Điền thông tin vào bảng sau TT Góc điều khiển ( Độ điện) - Kết tính tốn Kết thực nghiệm Điện áp trung bình tải Dịng điện trung bình qua tải Điện áp trung bình tải Dịng điện trung bình qua tải (V) (A) (V) (A) 216,99 1,08 216,48 1,08 30 187,52 0,94 187,02 0,935 60 107 0,535 106,66 0,533 90 17,02 0,0851 27,87 0,14 120 0 9,75.10-4 4,87.10-6 150 17,02 0,0851 8,73.10-9 4,37.10-11 180 63,51 0,32 8,73.10-9 4,37.10-11 Khi α ≥ 1500, Thyristor điều khiển được, nên điện áp dịng tải Vời góc điều khiển α = 900 van dẫn khoảng sau  Từ 00 đến 300: Van T4 T5 dẫn  Từ 300 đến 600: Van T2 T5 dẫn  Từ 600 đến 900: Van T5 T6 dẫn  Từ 900 đến 1200: Van T3 T6 dẫn  Từ 1200 đến 1500: Van T1 T6 dẫn  Từ 1500 đến 1800: Van T1 T4 dẫn 11 | P a g e