báo cáo thí nghiệm điện tử công suất

sơ đồ nối mạch thực nghiệm...27BÀI 1: CHỈNH LƯU NỮA CHU KÌ Trang 5  Dòng điện chạy qua diod: ID = Id Điện áp ngược của van: Công suất biến áp: 2.Nguyên lý hoạt động+ Ở nửa chu kỳ dươ

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Trang 2

Ni dung thí nghiệm:

BÀI 1: CHỈNH LƯU NỬA CHU KÌ 4

I Chỉnh lưu không điều khiển 4

1 Sơ đồ nguyên lý và dạng sóng 4

2 Nguyên lý hoạt động 4

3 Sơ đồ mạch và dạng sóng trên simulink 5

4 Sơ đồ nối mạch thực nghiệm 6

II Chỉnh lưu có điều khiển 6

3 Sơ đồ mạch và dạng sóng trên simulink (α=60°) 7

BÀI 2: CHỈNH LƯU 2 NỮA CHU KÌ BIẾN ÁP CÓ ĐIỂM GIỮA 8

4 Sơ đồ nối dây thực nghiệm 9

3 Sơ đồ mạch và dạng sóng simulink (α=60°) 11

BÀI 3: CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA 12

Trang 3

3 Sơ đồ mạch và dạng sóng trên simulink (α =90 °¿ 14

BÀI 4: CHỈNH LƯU TIA 3 PHA 15

3 Sơ đồ mạch và dạng sóng trên matlab 16

3 Sơ đồ mạch và dạng sóng trên matlab (α =30 °¿ 18

BÀI 5: CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA 19

3 Sơ đồ mạch và dạng sóng trên simulink (α =60 °¿ 22

BÀI 6: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 23

I Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha 23

Trang 4

3 Sơ đố mạch và dạng sóng trên simulink ( α=30°) 24

5 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha 25

1 Sơ đồ nguyên lý 25

2 Sơ đồ mạch và dạng sóng trên simulink (α=30°) 26

3 sơ đồ nối mạch thực nghiệm 27

BÀI 1: CHỈNH LƯU NỮA CHU KÌ

I Chỉnh lưu không điều khiển

1 Sơ đồ nguyên lý và dạng

sóng

Hình 1: Sơ đồ nguyên lý và dạng sóng

1.1 các thông số của sơ đồ:

 Điện áp tải

 Dòng điện tải: I d = U dc /R d

Trang 5

 Dòng điện chạy qua diod: I D = I d

 Điện áp ngược của van:

 Công suất biến áp:

2.Nguyên lý hoạt động

+ Ở nửa chu kỳ dương: Điện áp Vs > 0 thì diode sẽ được phân cựcthuận dẫn điện như một công tắc đóng Khi đó, điện áp trên tải bằngđiện áp nguồn Vs Dạng sóng ở đầu ra của dòng điện cũng giống nhưdạng sóng của điện áp

+ Ở nửa kỳ âm: Điện áp Vs < 0 thì diode bị phân cực ngược nên sẽkhông cho dòng điện chạy qua, mạch hở nên điện áp qua tải sẽ bằng 0

3.Sơ đồ mạch và dạng sóng trên matlap simulink

Trang 7

Hình 2: Sơ đồ nối và dạng sóng trên simulink

4 Sơ đồ nối mạch thực nghiệm

Trang 8

Dòng điện trung bình của tải.

 Ở nửa kỳ âm: Điện áp Vs < 0 thì thyristor bị phân cực ngược nên sẽkhông cho dòng điện chạy qua, mạch hở nên điện áp qua tải sẽ bằng 0

3.Sơ đồ mạch và dạng sóng trên matlap simulink (α=

600)

Hình 5: Sơ đồ và dạng sóng trên simulink

Trang 9

BÀI 2: CHỈNH LƯU 2 NỮA CHU KÌ BIẾN ÁP CÓ ĐIỂM GIỮA

1 Sơ đồ nguyên lý và dạng sóng

• Điện áp tải

• Dòng điện tải:

• Dòng điện chạy qua diod:

• Điện áp ngược của van:

• Công suất biến áp:

Trang 10

+ Ở bán kỳ dương: Diode D1 phân cực thuận nên cho dòng điện chạy qua, trong khi đó D2 bị phân cực ngược Dòng điện lúc này qua D1, qua tải nên điện áp hai đầu tải bằng với điện áp của cuộn thứ cấp Vo = Vs

+ Ở bán kỳ âm Diode D2 dẫn điện trong khi D1 ngưng dẫn, dòng điện :

qua D2, qua tải Do đó chiều dòng điện qua tải vẫn như ở bán kỳ dươngnên áp tải ngược giá trị với áp nguồn Vo = -Vs > 0

Hình 7: Sơ đồ mạch và dạng sóng trên simulink

Trang 11

4.Sơ đồ nối dây thực nghiệm

Trang 12

Tải điện cảm

+ Ở bán kỳ dương: Thyristor T1 phân cực thuận, sau đó kích 1 xung vào chân G của T1 nên T1 dẫn điện, trong khi đó T2 bị phân cực ngược Dòng điện lúc này bắt đầu qua T1 tại vị trí kích, qua tải

+ Ở bán kỳ âm T2 dẫn điện trong khi T1 ngưng dẫn, dòng điện qua T2, :

qua tải Do đó chiều dòng điện qua tải vẫn như ở bán kỳ dương nên áp tải ngược giá trị với áp nguồn

3.Sơ đồ mạch và dạng sóng matlap simulink (α=60°)

Trang 13

BÀI 3: CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA

I Chỉnh lưu không điều khiển

• Dòng điện chạy qua diod

+ Trong nửa chu kỳ (+) của diode dạng sóng AC đầu vào D1 và D2 được phân cực thuận, D3 và D4 phân cực ngược Khi điện áp được đến điện áp ngưỡng của D1 và D2 lúc này dòng tải sẽ được chạy qua

Trang 14

+ Ở nửa chu kỳ (-) của dạng sóng AC đầu vào, Diode D3 và D4 sẽ được phân cực thuận, D1 và D2 phân cực ngược Dòng tải lúc này sẽ chạy qua D3 và D4

Hình 12: Sơ đồ mạch và dạng sóng trên matlab simulink

Trang 15

4.Sơ đồ nối mạch thực nghiệm

Hình 13: Mạch thực nghiệm

II Chỉnh lưu có điều khiển

1.Sơ đồ nguyên lý và dạng sóng

Hình 14: Sơ đồ nguyên lý và dạng sóng Các thông số của sơ đồ

• Điện áp tải

• Dòng điện tải:

Trang 16

• Dòng điện chạy qua diod:

+ Trong nửa chu kỳ (+) của Thyristor dạng sóng AC đầu vào T1 và T2 được phân cực thuận, T3 và T4 phân cực ngược Khi điện áp được đến điện áp ngưỡng của T1 và T2 và được kích 1 xung ở chân G của thyristor lúc này dòng tải sẽ được đi qua

+ Ở nửa chu kỳ (-) của dạng sóng AC đầu vào, T3 và T4 sẽ được phân cựcthuận, T1 và T2 phân cực ngược Dòng tải lúc này sẽ chạy qua T3 và T4

3. Kết quả Sơ đồ mạch và dạng sóng trên simulink với (α =90 °¿

Trang 17

BÀI 4: CHỈNH LƯU TIA 3 PHA

 Điện áp tải

 Dòng điện tải:

 Dòng điện chạy qua diod:

 Điện áp ngược của van:

 Công suất biến áp

Trang 18

Tại một thời điểm chỉ có duy nhất một diode dẫn điện Điện áp ở pha nào lớn nhất thì diode ở pha đó sẽ dẫn điện Khi một diode ở pha nào đó dẫn điện thì sẽ làm cho 2 diode còn lại bị phân cực ngược nên không dẫn điện Cụ thể như sau:

4.Kết quả Sơ đồ mạch và dạng sóng mô phỏng trên matlab

Trang 19

Trang 20

+ Tại thời điểm V1 là lớn nhất, khi có xung kích G1 thì thyristor 1 dẫn,điện áp trên tải bằng với điện áp nguồn Nhưng khác với mạch chỉnh lưu 3pha hình tia không có điều khiển: khi V1 giảm xuống nhỏ hơn V2 thìthyristor tiếp tục dẫn cho đến khi V1 về 0 Điều này là do khi VA < VB thìchưa có xung kích thyristor T2 nên thyristor T1 tiếp tục dẫn Nói cách kháckhi giảm góc kích thì VA < VB khi có xung kích G2 thì ngay lập tức T1ngưng và T2 dẫn điện

Trang 21

BÀI 5: CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA

Trang 22

1.Sơ đồ nguyên lý và dạng sóng

Điện áp tải

 Dòng điện tải:

 Dòng điện chạy qua dio

 Điện áp ngược của van:

 Công suất biến áp

Ở đầu chu kỳ điện áp pha C lớn nhất nên D dẫn và pha B nhỏ nhất5nên D dẫn Dòng điện đi từ nguồn pha C qua diode D , qua tải, qua2 5D2 và về nguồn UB nên điện áp tải ud = UC – UB Tiếp theo mộtgóc 30 độ, điện áp pha UA lớn nhất nên D1 dẫn, UB nhỏ nhất nênD2 tiếp tục dẫn Góc 90 độ, UA lớn nhất UC nhỏ nhất nên D1 và D4

Trang 23

dẫn Ở góc 150 độ, UB lớn nhất, UC nhỏ nhất nên D3 và D4 dẫn.tương tự cho một nửa chu kỳ còn lại

3.Sơ đồ mạch và dạng sóng trên simulink

Trang 24

Trang 25

Hình 25: Sơ đồ thứ tự kích xung của các thyristor

Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển hoạt động tương tự mạch chỉnh lưu cầu 3 phakhông điều khiển Điểm khác ở đây là mạch chỉnh lưu cầu 3 pha dùng thyristor cần phải kích như sơ đồ hình 25 thì mới có thể hoạt động được

3.Sơ đồ mạch và dạng sóng trên matlap simulink (

α =60 °¿

Trang 26

Trang 27

BÀI 6: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

I Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha

Dòng điện tải

Trang 28

Trị hiệu dụng của điện áp tải

Trị hiệu dụng của dòng tải

Công suất tác dụng cung cấp cho mạch tải

Như vậy bằng cách làm biến đổi góc α từ 0 đến π, người ta có thể điều chỉnh được công suất tác dụng từ trị cực đại P=U /R đến 02

2 Nguyên lý hoạt đng

 Ở bán kỳ dương: T2 bị phân cực ngược không thể dẫn điện nên chỉ xét với

T1

Xét trong khoảng từ 0 – α: chưa xuất hiện xung kích nên SCR T1 không dẫn điện Do

đó, dòng điện chạy qua tải và điện áp trên tải trong khoảng này bằng không: i = 0, v =t t

0

Tại thời điểm xuất hiện xung kích đưa vào cực điều khiển của T1 thì T1 bắt đầu dẫn điện Dòng điện chạy qua tải đi theo chiều từ nguồn → T1 → R → nguồn Điện áp trên tải lúc này bằng với điện áp nguồn: v = v t s

Cuối bán kỳ dương dòng điện áp hai đầu thyristor D1 về 0 và chuyển sang điện áp ngược nên D1 ngưng dẫn

 Ở bán kỳ âm: T1 bị phân cực ngược không thể dẫn điện nên chỉ xét với T2

Tương tự như ở bán kỳ dương, trong khoảng từ π → (π + α) chưa có xung kích nên T2không dẫn điện Điện áp trên tải và dòng chạy qua tải đều bằng không

Khi có xung kích vào cổng G của T2 thì SCR T2 dẫn điện, lúc này điện áp trên tải bằng với điện áp nguồn v = v < 0, dòng qua tải ngược chiều so với dòng điện chạy t s

qua tải ở bán kỳ dương

Cuối bán kỳ âm điện áp nguồn chuyển từ âm sang dương Chu kỳ mới được lặp lại như trên

Trang 29

3 Sơ đố mạch và dạng sóng trên simulink ( α=30°)

4 Sơ đồ nối mạch thực nghiệm

Trang 30

5.Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha

1.Sơ đồ nguyên lý

Hình 30: Sơ đồ nguyên lý

2.Sơ đồ mạch và dạng sóng trên simulink (α=30°)

Hình 31: Sơ đồ mạch trên simulink

Trang 31

Hình 32: Dạng sóng trên simulink

3.sơ đồ nối mạch thực nghiệm

Tiêu đề	Chỉnh Lưu
Tác giả	Trần Việt Anh
Người hướng dẫn	TS. Phạm Thanh Phong
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Điện tử Công suất
Thể loại	Báo cáo thí nghiệm
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	11,08 MB