Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Đtcs 2022 new

tài liệu hướng dẫn thí nghiệm máy điện của Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Môn: Máy điện Mã học phần: EE3140

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐIỆN -ĐIỆN TỬ

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM

ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT – EE3410

Hà Nội, 2022

Trang 2

BÀI 1 BỘ THÍ NGHIỆM VỀ NGHỊCH LƯU

THIẾT BỊ CẦN THIẾT

1 Module nguồn cấp 3 pha 1

2 Module đào tạo mạch lọc LC 1

3 Module mạch lực IGBT cầu H 1

4 Module mạch lực Mosfet cầu H 1

5 Module mạch lực nghịch lưu 3 pha 1

6 Module mạch điều khiển nghịch lưu nguồn áp 1

7 Module mạch điều khiển nghịch lưu nguồn áp 3 pha 1

- Vị trí bài thí nghiệm sẽ được thực hiện sau khi sinh viên đã học “sơ đồ nghịch lưunguồn áp một pha” trong chương 5 “Hệ thống nghịch lưu độc lập DC/AC” củahọc phần Điện tử công suất

TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

Bước 1: Bàn thí nghiệm được đấu dây như hình 1.8

nguồn cho module nguồn 3 pha và cấp nguồn 1 pha cho các module mạch lực và mạchđiều khiển

Bước 3: Bật CB từ trạng thái OFF sang ON

Trang 3

Bước 4: Ấn nút START để cấp nguồn động lực cho mạch chỉnh lưu Diode, mạch Mosfet

cầu H, tải Lúc này sơ cấp của biến áp tự ngẫu đã có điện 380V/50Hz Ấn nút RESETtrên mạch lực

Bước 5: Chọn chế độ phát xung: Nhấn nút ON, sau đó chọn chể độ Mode 1(chế độ

PWM) Sau khi làm xong chế độ Mode 1 chuyển sang làm ở chế độ Mode 2 (2STEP).Chú ý khi chuyển chế độ Mode 2, thì cần phải tắt chế độ Mode bằng cách nhấn vào nútOFF dừng mạch điều khiển, sau đó ngắt module nguồn 3 pha cấp bằng cách nhấn nútSTOP Tiếp tục ấn ON chạy mạch điều khiển để xả hêt điện áp trên tụ DC Kiểm tra khiđiện áp trên bus DC về 0V thì ấn OFF mạch điều khiển để chuyển sang Mode 2

Bước 6: Thay đổi giá trị điện trở VR4, VR5 và đo các điểm đo trên mặt bàn để thu thập

kết quả

Bước 7: Để dừng bài thí nghiệm, nhấn vào nút OFF dừng mạch điều khiển, nhấn nút

STOP tắt CB từ ON sang OFF trên module nguồn 3 pha để cắt điện mạch lực, sau đó ấn

ON chạy mạch điều khiển để xả hết điện áp trên tụ DC Khi điện áp trên tụ về 0V thì ngắtnguồn cấp 3 pha đến bàn thí nghiệm để kết thúc bài thí nghiệm

Hình 1.8: Sơ đồ bàn thí nghiệm nghịch lưu độc lập 1 pha

A12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC1.MODULE CHỈNH LƯU DIODE B12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC2.MODULE CHỈNH LƯU DIODE C12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC3.MODULE CHỈNH LƯU DIODE.(+).MODULE CHỈNH LƯU DIODE với (+).MODULE MẠCH LỰC IGBT

(-).MODULE CHỈNH LƯU DIODE với (-).MODULE MẠCH LỰC IGBT

CN2.MODULE MĐK NLĐL 1 PHA với CN.MODULE MẠCH LỰC IGBT

L.MODULE IGBT và N.MODULE IGBT với MẠCH LỌC

Trang 4

Kết quả đo:

Thí nghiệm 1:Khảo sát đồ thị của Tr1, Tr2, Tr3 và Tr4 mạch điều khiển nghịch lưu 1

pha khi thay đổi các chế độ

 Chế độ xung PWM- Mode1 :

1

Tr

2

Tr

t

3

Tr

4

Tr

Hình 1.9: Đặc tính tầng điều khiển NLĐL 1 pha chế độ PWM

Nhận xét:

………

 Chế độ 2STEP-Mode2

Trang 5

Tr

2

Tr

t

3

Tr

4

Tr

Hình 1.10: Đặc tính tầng điều khiển NLĐL 1pha chế độ 2STEP

Nhận xét:

………

Thí nghiệm 2: Khảo sát đồ thị điện áp ra mạch IGBT cầu H

d

u

t

Hình 1.11: Đặc tính điện áp ra mạch IGBT cầu H

Trang 6

Nhận xét:

………

Thí nghiệm 3: Khảo sát đồ thị điện áp ra mạch MOSFET cầu H d u t Hình 1.12: Đặc tính điện áp ra mạch MOSFET cầu H Nhận xét: ………

………

KẾT LUẬN

Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM được sử dụng vì chất lượng THD điện

áp tốt hơn so với phương pháp điều khiển xung vuông với góc dẫn 1800

Trang 7

1.2 NGHỊCH LƯU ĐỘC LẬP 3 PHA

MỤC TIÊU

- Mục đích bài thí nghiệm giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động mạch nghịchlưu nguồn áp ba pha sử dụng van bán dẫn IGBT khi sử dụng phương pháp điềuchế SVM hoặc phương pháp phát xung 6 bước

- Vị trí bài thí nghiệm sẽ được thực hiện sau khi sinh viên đã học “sơ đồ nghịch lưunguồn áp ba pha” trong chương 5 “Hệ thống nghịch lưu độc lập DC/AC” của họcphần Điện tử công suất

3.1 Các bước tiến hành thí nghiệm được thực hiện như sau:

Bước 4: Ấn nút START để cấp nguồn động lực cho mạch chỉnh lưu Diode, mạch Mosfet

cầu H, tải Lúc này sơ cấp của biến áp tự ngẫu đã có điện 380V/50Hz Ấn nút RESETtrên mạch lực

Bước 5: Chọn chế độ phát xung: Nhấn nút ON, sau đó chọn chể độ Mode 1(chế độ

PWM) Sau khi làm xong chế độ Mode 1 chuyển sang làm ở chế độ Mode 2 (6STEP).Chú ý khi chuyển chế độ Mode 2, thì cần phải tắt chế độ Mode bằng cách nhấn vào nútOFF dừng mạch điều khiển, sau đó ngắt module nguồn 3 pha cấp bằng cách nhấn nútSTOP Tiếp tục ấn ON chạy mạch điều khiển để xả hêt điện áp trên tụ DC Kiểm tra khiđiện áp trên bus DC về 0V thì ấn OFF mạch điều khiển để chuyển sang Mode 2

Bước 6: Thay đổi giá trị điện trở VR4, VR5 và đo các điểm đo trên mặt bàn để thu thập

kết quả

Trang 8

Hình 1.17: Sơ đồ bài thí nghiệm nghịch lưu độc lập 3 pha

Sơ đồ được đấu theo các điểm như sau:

A12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC1.MODULE CHỈNH LƯU DIODE B12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC2.MODULE CHỈNH LƯU DIODE C12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC3.MODULE CHỈNH LƯU DIODE.(+).MODULE CHỈNH LƯU DIODE với (+).MODULE MẠCH LỰC 3 PHA

(-).MODULE CHỈNH LƯU DIODE với (-).MODULE MẠCH LỰC 3 PHA

CN2.MODULE MĐK NLĐL 3 PHA với CN.MODULE MẠCH LỰC 3 PHA

A_B_C.MODULE MẠCH LỰC 3 PHA VỚI MẠCH LỌC

Thí nghiệm 1: Khảo sát đồ thị của Tr1, Tr2, Tr3, Tr4,Tr5 và Tr6 mạch điều khiển

nghịch lưu 3 pha khi thay đổi các chế độ

 Chế độ xung PWM- Mode1 :

Trang 9

TR5

TR4

TR3

TR1

TR2

Hình 1.18: Đặc tính tầng điều khiển NLĐL 3 pha chế độ PWM

Nhận xét:

………

Trang 10

 Chế độ 6STEP-Mode2

TR6 TR5 TR4 TR3

TR1

TR2

Hình 1.19: Đặc tính tầng điều khiển NLĐL 3 pha chế độ 6STEP

Nhận xét:

………

Trang 11

………

Thí nghiệm 3: Khảo sát đồ thị điện áp ra UAB Uab Hình 1.20: Đặc tính điện áp ra mạch lực 3 pha. Nhận xét: ………

………

KẾT LUẬN

Phương pháp điều chế SVM được ưu tiên sử dụng vì chất lượng THD điện áp tốt hơn so với phương pháp phát xung 6 bước với khoảng dẫn 180˚

Trang 12

BÀI 2 BÀI THÍ NGHIỆM ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

STT Tên thiết bị Số lượng

2 Module điều khiển thyristor 3 pha 1

3 Module điều áp xoay chiều 3 pha 1

A12 .module nguồn dpA.module điều khiển

B12 .module nguồn_dpB.module điều khiển

C12.module nguồn _dpC.module điều khiển

G1.module điều khiển _G1.mạch lực

K1.module điều khiển _K1.mạch lực

K6.module điều khiển _K6.mạch lựcA12.module nguồn _ N1.mạch lựcB12.module nguồn _N2.mạch lựcC12.module nguồn _N3.mạch lựcN1.mạch lực_R1.tải

Trang 13

N2.mạch lực_R2.tảiN3.mạch lực_R3.tải

Bước 2: Cấp nguồn xoay chiều 3 pha 380V/50hz đến bàn thí nghiệm.Cấp nguồn 1 pha

220V/50hz tới module điều khiển

(Switch chọn dạng xung đang ở vị trị trí 0, biến áp tự ngẫu đang đặt tại 0V)

Bước 3: Bật CB từ trạng thái OFF → ON

Bước 4: Ấn nút START để cấp nguồn động lực Lúc này sơ cấp của biến áp tự ngẫu đã

có điện 380V/50Hz

Bước 5: Chọn dạng xung điều khiển là xung chùm.

Bước 6: Thay đổi điện áp (điều chỉnh VR) để thay đổi góc mở α của thyristor

Bước 7: Đo và quan sát sự thay đổi dạng xung sau điều áp.thu thập kết quả

Bước 8: Giảm điện áp thứ cấp của biến áp tự ngẫu về 0V → Ấn nút STOP để cắt điện

mạch động lực → Chuyển Switch chọn dạng xung trên mặt bàn thí nghiệm về trạng thái

0 → CB chuyển sang trạng thái OFF để kết thúc quá trình thí nghiệm

Hình 2.5: Sơ đồ bài thí nghiệm điều áp xoay chiều 3 pha

3 Kết quả thí nghiệm

Đo dạng điện đầu ra tải ở từng pha a,b,c

Trang 15

BÀI 3 BỘ THÍ NGHIỆM BĂM XUNG MỘT CHIỀU

ST

T Tên thiết bị Số lượng

1 Module nguồn cấp 3 pha

1

2 Module nguồn chỉnh lưu diode 1

3 Module mạch điều khiển băm xung đảo chiều 1

4 Module mạch lực Mosfet cầu H

- Mục đích bài thí nghiệm giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động mạch băm

xung không đảo chiều (thực chất dạng bộ biến đổi Buck) và phương pháp điềuchế độ rộng xung PWM

- Vị trí bài thí nghiệm sẽ được thực hiện sau khi sinh viên đã học “sơ đồ mạch băm

xung - chopper” trong chương 4 “Hệ thống biến đổi xung áp DC/DC” của họcphần Điện tử công suất

Bước 2: Cấp nguồn xoay chiều ba pha 380V/50Hz đến bàn thí nghiệm, bao gồm cấp

Bước 4: Ấn nút START để cấp nguồn động lực cho mạch chỉnh lưu Diode Lúc này sơ

cấp của biến áp tự ngẫu đã có điện 380V/50Hz

Bước 5: Ấn Mode1 chọn chế độ phát xung, sau đó nhấn nút ON để chạy bài thí nghiệm

Trang 16

Bước 6: Thay đổi giá trị điện trở VR3 và đo các điểm đo trên mặt bàn để thu thập kết

quả

Hình 3.2: Sơ đồ bài thí nghiệm băm xung không đảo chiều.

A12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC1.MODULE CHỈNH LƯU DIODE B12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC2.MODULE CHỈNH LƯU DIODE C12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC3.MODULE CHỈNH LƯU DIODE (+).MODULE CHỈNH LƯU DIODE với (+).MODULE MOSFET

(-).MODULE CHỈNH LƯU DIODE với (-).MODULE MOSFET

CN2.MODULE MĐK NLĐL 1 PHA với CN.MODULE MOSFET

L.MODULE MOSFET và (-).MODULE MOSFET với TẢI

4 Kết quả thí nghiệm

Thí nghiệm 1: Khảo sát đồ thị của Tr1và Tr2 mạch điều khiển DC/DC băm xung không

đảo chiều

Trang 17

Tr2

Hình 3.3:Đặc tính tầng điều khiển bộ DC/DC băm xung không đảo chiều.

Nhận xét:

………

Thí nghiệm 2: Khảo sát đồ thị điện áp ra Ud

Ud

Hình 3.4: Đặc tính điện áp ra mạch lực Mosfet

Trang 18

Nhận xét:

………

KẾT LUẬN

Bộ băm xung không đảo chiều có vai trò như bộ chopper để giảm điện áp DC

Trang 19

3.2 BĂM XUNG ĐẢO CHIỀU

MỤC TIÊU

- Mục đích bài thí nghiệm giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động mạch băm

xung đảo chiều (thực chất dạng bộ biến đổi cầu H sử dụng van bán dẫn MOSFEThoặc IGBT) và phương pháp điều chế độ rộng xung PWM

- Vị trí bài thí nghiệm sẽ được thực hiện sau khi sinh viên đã học “sơ đồ mạch

băm xung đảo chiều” trong chương 4 “Hệ thống biến đổi xung áp DC/DC” củahọc phần Điện tử công suất

Bước 2: Cấp nguồn xoay chiều ba pha 380V/50Hz đến bàn thí nghiệm, bao gồm cấp

Bước 4: Ấn nút START để cấp nguồn động lực cho mạch chỉnh lưu Diode Lúc này sơ

cấp của biến áp tự ngẫu đã có điện 380V/50Hz

Bước 5: Ấn Mode 2 chọn chế độ phát xung, sau đó nhấn nút ON trên mạch điều khiển,

sau đó

Bước 6: Thay đổi giá trị điện trở VR3 và đo các điểm đo trên mặt bàn để thu thập kết

quả

Trang 20

Hình 3.6: Sơ đồ bàn thí nghiệm băm xung đảo chiều

A12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC1.MODULE CHỈNH LƯU DIODE B12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC2.MODULE CHỈNH LƯU DIODE C12.MODULE NGUỒN CẤP 3 PHA với CC3.MODULE CHỈNH LƯU DIODE

(+).MODULE CHỈNH LƯU DIODE với (+).MODULE MOSFET

(-).MODULE CHỈNH LƯU DIODE với (-).MODULE MOSFET

CN2.MODULE MĐK NLĐL 1 PHA với CN.MODULE MOSFET

L.MODULE MOSFET và N.MODULE MOSFET với TẢI

Thí nghiệm 1: Khảo sát đồ thị của Tr1và Tr2 mạch điều khiển DC/DC băm xung đảo

chiều

Trang 21

Tr

2

Tr

t

3

Tr

4

Tr

Hình 3.7: Đặc tính tầng điều khiển bộ DC/DC băm xung đảo chiều.

Nhận xét:

………

Thí nghiệm 2: Khảo sát đồ thị điện áp ra Ud

Ud

Hình 3.8: Đặc tính điện áp ra mạch lực Mosfet

Trang 22

Nhận xét:

………

KẾT LUẬN

Bộ biến đổi băm xung đảo chiều được ứng dụng cho điều khiển động cơ 1 chiều với 2 chiều quay thuận và nghịch

Trang 23

BÀI 4 BỘ THÍ NGHIỆM CHỈNH LƯU CÔNG SUẤT CÓ

ĐIỀU KHIỂN

Danh mục các module và layout cho bài thí nghiệm:

ST

T Tên thiết bị Số lượng

2 Module điều khiển Thyristor 1 pha 1

3 Module mạch lực chỉnh lưu Thyristor 1

4.1 CHỈNH LƯU THYRISTOR 1 PHA

MỤC TIÊU

- Mục đích bài thí nghiệm giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động và điều

khiển phát xung của các sơ đồ mạch điều áp xoay chiều Tiristor 1 pha

- Vị trí bài thí nghiệm sẽ được thực hiện sau khi sinh viên đã học “sơ đồ điều áp

xoay chiều Tiristor 1 pha và 3 pha” trong chương 3 “Các sơ đồ điều áp xoaychiều” của học phần Điện tử công suất

Bước 1: Bàn thí nghiệm được đấu dây như hình 4.3 theo các điểm:

A11.Module Nguồn cấp 3 pha _ B11.Module Nguồn cấp 3 pha

B11.Module Nguồn cấp 3 pha _ C11.Module Nguồn cấp 3 pha

A12.Module Nguồn cấp 3 pha _ đpA.Module Điều khiển Thyristor 1 pha

N.Module Nguồn cấp 3 pha _ N.Module Điều khiển Thyristor 1 pha

G1.Module Mạch lực chỉnh lưu Thyristor _ G1.Module Điều khiển Thyristor 1 pha

Trang 24

K1.Module Mạch lực chỉnh lưu Thyristor _ K1.Module Điều khiển Thyristor 1 phaG3.Module Mạch lực chỉnh lưu Thyristor _ G2’.Module Điều khiển Thyristor 1 phaK3.Module Mạch lực chỉnh lưu Thyristor _ K2’.Module Điều khiển Thyristor 1 phaG4.Module Mạch lực chỉnh lưu Thyristor _ G2.Module Điều khiển Thyristor 1 phaK4.Module Mạch lực chỉnh lưu Thyristor _ K2.Module Điều khiển Thyristor 1 phaG6.Module Mạch lực chỉnh lưu Thyristor _ G1’.Module Điều khiển Thyristor 1 phaK6.Module Mạch lực chỉnh lưu Thyristor _ K1’.Module Điều khiển Thyristor 1 phaA12.Module Nguồn cấp 3 pha _ A.Module Mạch lực chỉnh lưu Thyristor

N.Module Nguồn cấp 3 pha _ B.Module Mạch lực chỉnh lưu Thyristor

EMS START STOP

Hình 4.3: Sơ đồ bàn thí nghiệm chỉnh lưu thyristor 1 pha

Bước 2: Chọn “vòng hở” trên “Module điều khiển Thyristor 1 pha” Cấp nguồn xoay

chiều ba pha 380V/50Hz đến vào khối “Module nguồn cấp 3 pha” Cấp nguồn xoaychiều một pha 220V/50Hz vào khối “Module điều khiển Thyristor 1 pha”

(Switch chọn dạng xung đang ở vị trị trí 0, biến áp tự ngẫu lúc đầu đang đặt tại 0V)

Bước 3: Bật CB từ trạng thái OFF → ON

Trang 25

Bước 4: Ấn nút START để cấp nguồn động lực cho mạch động lực

Bước 5: Xoay Switch chọn dạng xung điều khiển mạch Thyristor (xung kép hoặc xung

chùm)

Bước 6: Thay đổi điện áp (điều chỉnh VR) để thay đổi góc mở α.

Bước 7: Đo các điểm đo trên mặt bàn thí nghiệm và thu thập kết quả.

Bước 8: Giảm điện áp thứ cấp của biến áp tự ngẫu về 0V → Ấn nút STOP để cắt điện

mạch động lực → Chuyển Switch chọn dạng xung trên mặt bàn thí nghiệm về trạng thái

0 → CB chuyển sang trạng thái OFF để kết thúc quá trình thí nghiệm

Kết quả đo: Khảo sát đồ thị dòng điện và điện áp ra của bộ biến đổi Tiristor 1 pha sơ đồ

cầu với góc mở khác nhau

a Đặt góc mở α các giá trị là 30 ° Dùng máy hiện sóng điện áp Ud và các dạng tín hiệutrên mạch điều khiển Vẽ phác họa dạng cá dòng điện và điện áp đó

Tiêu đề	Tài Liệu Hướng Dẫn Thí Nghiệm Điện Tử Công Suất – EE3410
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Điện - Điện Tử
Thể loại	Tài liệu hướng dẫn
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	2,39 MB