Bài tập Đtcs v6

CÁC KHÁI NIỆM VÀ CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CƠ BẢN

1.1 Giải thích giá trị trung bình và giá trị hiệu dụng của một đại lượng điện? Tính điện áp trung bình và điện áp hiệu dụng của tải có dạng sóng sau:

t [ms]50

-30vi(t) [V]

Hình 1.2

x = wt [rad]50

Hình 1.7

p 2p 3p0

100

Hình 1.9

Hình 1.10 1.2 Điện áp trên tải cảm (R + L) có dạng sóng như hình 1.7, do điện cảm của tải rất lớn (cảm

kháng của tải rất lớn so với điện trở của tải – XL >> R) nên dòng điện của tải xem như được nắn thẳng và có giá trị 10 [A] Hãy tính công suất trung bình trên tải?

1.3 Điện áp trên tải cảm (R + L) có dạng sóng như hình 1.9, do điện cảm của tải rất lớn (cảm kháng của tải rất lớn so với điện trở của tải – XL >> R) nên dòng điện của tải xem như được nắn thẳng và có giá trị 10 [A] Hãy tính công suất trung bình trên tải?

1.4 Điện áp đặt trên tải điện trở 10 có hàm biểu diễn u = 220sin(100pt) [V] Hãy xác định: a Hàm công suất tức thời của tải

b Công suất tức thời lớn nhất c Công suất trung bình của tải 1.5 Điện áp và dòng điện trên tải là những hàm tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ T =

100ms như sau:

10V; 0 t 60msu(t)

0V; 60ms t 100ms

 

0;0t50msi(t)

4A; 50mst100ms

 

=  

T/ 2

2U/ 3 U/ 3

0

-U/ 3 - 2U/ 3

Xác định điện áp hiệu dụng và dòng điện hiệu dụng, công suất tức thời, công suất trung bình và năng lượng tiêu thụ của tải trong mỗi chu kỳ

1.6 Xác định công suất trung bình trên tải Cho biết điện áp tải không đổi u(t) = U= 24VDC và dòng điện qua tải tuần hoàn có hàm biểu diễn trong mỗi chu kỳ T = 100ms như sau:

0;0t50msi

4A; 50mst100ms

 

1.7 Dòng điện qua phần tử hai cực có dạng i = 20sin(100pt) [A] Hãy xác định công suất tiêu

thụ trung bình trên phần tử trên nếu phần tử hai cực là: a Điện trở 5;

b Cuộn dây có cảm kháng 10mH; c Sức điện động E = 6V

1.8 Dòng điện i = 2 + 20sin100pt [A] đi qua mạch RLE mắc nối tiếp Xác định công suất tiêu thụ trung bình trên mỗi phần tử R, L và E, cho biết R = 3 , L = 10mH và E = 12V 1.9 Một lò điện trở công suất 1.500W khi sử dụng nguồn u=220 2 sin(100 t)p [V] Nếu điều

khiển công suất lò điện theo chu kỳ 12 phút với trình tự đóng điện 5 phút và ngắt điện 7 phút Hãy xác định:

a Điện áp hiệu dụng trên tải b Công suất tức thời cực đại c Công suất tiêu thụ trung bình d Năng lượng tiêu thụ dưới dạng nhiệt trong mỗi chu kỳ 1.10 Hãy xác định trị hiệu dụng điện áp, dòng điện và công suất tiêu thụ trung bình bởi tải khi

cho biết quá trình điện áp và dòng điện của nó có dạng:

u=2,5 10cos(100 t) 3 2 cos(200 t+p +p + p/ 3)[V]

i 1,5 2cos(100 t) 1,1cos(200 t=+p +p + p/ 3)[A]

1.11 Cho dòng điện i 1,5 2cos(100 t) 1,1cos(200 t= + p + p + p/ 3)[A] đi qua tải gồm R-C mắc song song với R = 100 và C = 50F Xác định công suất tiêu thụ trên mỗi phần tử của tải 1.12 Cho điện áp u=2,5 10cos(100 t) 3 2 cos(200 t+ p + p + p/ 3)[V] đặt trên tải RLE mắc nối

tiếp với R = 4, L = 10mH và E = 12V Xác định công suất tiêu thụ trên mỗi phần tử 1.13 Điện áp và dòng điện qua tải biểu diễn bởi hàm sau:

20u20cos(n t)[V];

nn 1



=

5i 5 cos(n t)[A]

2nn 1

nn 1



= [V] cung cấp tải RLE nối tiếp với R = 20, L =

250mH và E = 36V Xác định công suất trung bình trên các phần tử tải

1.15 Dựa vào sự chuyển mạch của linh kiện, hãy phân nhóm các loại linh kiện điện tử công suất và nêu ứng ứng của mỗi loại tương ứng?

1.16 DIODE a) Nêu các điều kiện dẫn dòng của DIODE? b) Điều kiện chọn DIODE cho mạch công suất? c) Nêu các bước thiết kế mạch công suất dùng DIODE? d) Nêu các ứng dụng Diode trong mạch điều khiển và mạch công suất? 1.17 SCR:

a) Nêu các điều kiện dẫn dòng của SCR? b) Điều kiện chọn SCR cho mạch công suất? c) SCR được kích bằng áp hay dòng? Tại sao? d) Các yêu cầu xung kích cho SCR?

e) Tại sao gọi SCR là linh kiện chỉ điều khiển kích đóng được? Khi SCR đang dẫn, nêu các biện pháp để ngắt SCR?

f) Có cần duy trì xung kích cho SCR khi hoạt động ở mạch tải DC không? g) Nêu các bước thiết kế mạch công suất dùng SCR?

h) Hiện tượng tự kích SCR là gì? Nêu và giải thích biện pháp tránh hiện tượng tự kích? Hiện tượng này có ảnh hưởng như thế nào đến việc điều khiển SCR?

i) Nêu các phương pháp bảo vệ SCR tránh quá điện áp đột ngột, quá dòng điện đột ngột và SCR trong các mạch chỉnh lưu?

j) Tại sao phải hạn chế tốc độ tăng dòng và tăng áp trên SCR? k) So sánh SCR và DIODE?

1.18 TRIAC

a) Nêu các điều kiện dẫn dòng của TRIAC b) Điều kiện chọn TRIAC cho mạch công suất? c) TRIAC được kích bằng áp hay dòng? Tại sao? d) Các yêu cầu xung kích cho TRIAC?

e) Tại sao gọi TRIAC là linh kiện chỉ điều khiển kích đóng được? Khi TRIAC đang dẫn, nêu các biện pháp để ngắt TRIAC?

f) Nêu các bước thiết kế mạch công suất dùng TRIAC? g) Nêu các phương pháp bảo vệ BJT tránh quá điện áp đột ngột, quá dòng điện đột

ngột và BJT trong các mạch chỉnh lưu? h) So sánh SCR và TRIAC?

1.19 BJT:

a) Nêu các chế độ làm việc của BJT? b) Điều kiện chọn BJT cho mạch điều khiển và mạch công suất? c) BJT được kích bằng áp hay dòng? Tại sao?

d) Các yêu cầu xung kích cho BJT? e) Nêu các bước thiết kế mạch dùng BJT hoạt động ở chế độ ngắt/dẫn? f) Nêu và giải thích phương pháp gia tốc xung kích cho BJT?

g) Nêu các phương pháp bảo vệ BJT tránh quá điện áp đột ngột, quá dòng điện đột ngột và BJT trong các mạch nghịch lưu?

1.21 Dựa vào sự chuyển mạch của linh kiện, hãy phân nhóm các loại linh kiện điện tử công suất và nêu ứng ứng của mỗi loại tương ứng?

1.22 So sánh BJT và FET về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chế độ làm việc, ưu nhược điểm, xung kích và ứng dụng?

1.23 Nêu và giải thích các phương pháp bảo vệ linh kiện và mạch điện (mạch điều khiển, mạch công suất tải, mạch nguồn)?

1.24 Liệt kê các linh kiện điện tử công suất điều khiển bằng dòng và điều khiển bằng áp? 1.25 Nêu một số hãng sản xuất linh kiện điện tử công suất trên thế giới?

1.26 Cho mạch điều khiển thiết bị gia dụng (tải) được đóng, ngắt điện dùng Arduino như hình 1.12 (Nguồn: Arduino.vn) Nguồn điện gia dụng 1 pha, 220 V Các thông số đã được thiết kế và chọn lựa như sau:

Hình 1.12 a) Các transistor được thiết kế làm việc ở chế độ nào? Tại sao? b) Nêu qui trình thiết kế khi chọn Transistor T1 và T2?

c) Tại sao phải sử dụng Relay? d) Giải thích nguyên lý hoạt đông của mạch? e) Tại sao sử dụng Diode D mắc song song vào cuộn dây của Relay? f) Điện trở R3 có thể mắc nối tiếp vào chân B của T2 được không? Tại sao? g) Tại sao chọn Điện trở R1=R4= 1kΩ?

1.27 Cho mạch điều khiển thiết bị gia dụng (tải) được đóng, ngắt điện dùng Arduino như hình 1.13 (Nguồn: Arduino.vn) Nguồn điện gia dụng 1 pha, 220 V Các thông số đã được thiết kế và chọn lựa như sau:

- TRANSISTOR C8050

- CÁC điện trở: R1 = 1k Ω, R2 = R3 = 220 Ω và R4 = 1k Ω (loại công suất 1W)

- BỘ GHÉP QUANG-TRIAC: MOC 3081 ; có Umax = 800 V và Imax = 4,0 A

- DIAC: DB3 DO35; có Umax = 36 V và Imax = 2 A

- C: TỤ ĐIỆN CBB 474J; có C = 0,47 mF và Umax = 400 V

- TRIAC CÔNG SUẤT: BTA16-600B; có Umax = 600 V và Imax = 16 A

- NGUỒN DC: E = 5 V

- TẢN NHIỆT (lắp vào Triac công suất)

- ARDUINO phát xung vuông ON/OF theo chu kỳ Khi có xung On (high) tức là Arduino phát xung kích vào chân B của T1 và tải hoạt động

Tải

Hình 1.13 a) Transistor được thiết kế làm việc ở chế độ nào? Tại sao? b) Nêu qui trình thiết kế khi chọn Transistor T?

c) Nêu qui trình thiết kế khi chọn Triac? d) Tại sao phải sử dụng Relay?

e) Giải thích nguyên lý hoạt đông của mạch? f) Tại sao sử dụng điện trở R1, R2?

g) Tại sao sử dụng tụ C? h) Tại sao chọn R1 = 1kΩ, R2 = R3 = 220 Ω và R4 = 1kΩ (loại công suất 1W)?

Tải

CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN

Chú ý: Các bài tập được bỏ qua các tổn thất trong mạch bao gồm tổn thất công suất và điện áp trên nguồn, linh kiện và dây dẫn

2.1 Cho mạch chỉnh lưu 1 pha, nửa chu kỳ tải thuần trở R = 100 (Ω) như hình 2.1 với điện áp nguồn vào ui=220 2 sin tw =220 2 sin x(V), tần số nguồn f = 50 (Hz) Hãy:

a) Vẽ dạng sóng điện áp nguồn, điện áp tải, dòng điện tải và điện áp trên diode D? b) Sử dụng phần mềm Matlab hoặc PSIM để mô phỏng và vẽ các dạng sóng như trên? c) Tính điện áp trung bình, điện áp hiệu dụng và dòng điện trung bình trên tải?

d) Tính xác định các thông số để lựa chọn diode và máy biến áp nguồn? (biết diode chỉnh lưu được chế tạo từ Si)

- IDst ≥ (1.25 ÷ 1.3)IDtt; - UPIVDst ≥ (1.6)UPIVDtt Trong đó IDst; UPIVDst là các thông số dòng và áp làm việc định mức cho trong sổ tay tra cứu của nhà sản xuất (Datasheet)

2.2 Cho mạch chỉnh lưu tia 2 pha, biết điện áp xoay chiều trên mỗi cuộn thứ cấp máy biến áp u2 = 21,2 Sin314t [V], tải R=1 (bỏ qua tổn hao trên diode)

a) Tính dòng điện trung bình qua tải và qua mỗi diode, điện áp ngược lớn nhất trên mỗi diode;

b) Giả sử tải có gắn thêm nguồn E = 12V nối tiếp thì các thông số trên thay đổi như thế nào?

c) Vẽ sơ đồ mạch chỉnh lưu, dạng sóng điện áp trước, sau chỉnh lưu và dạng sóng dòng điện trên tải

CHƯƠNG 2

d) Giả sử tải là RL (hệ số tự cảm rất lớn), hãy vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải trên cùng 1 đồ thị?

2.3 Cho mạch chỉnh lưu 1 pha, nửa chu kỳ tải thuần trở R = 100 (Ω), E = 220 (V) như hình 2.2 với điện áp nguồn vào ui =220 2 sin tw =220 2 sin x(V), tần số nguồn f = 50 (Hz) Hãy:

a) Vẽ dạng sóng điện áp nguồn, điện áp tải, dòng điện tải và điện áp trên diode D? b) Sử dụng phần mềm Matlab hoặc PSIM để mô phỏng và vẽ các dạng sóng như trên? c) Thiết lập công thức và tính điện áp trung bình, điện áp hiệu dụng và dòng điện trung

bình trên tải? d) Tính chọn diode và máy biến áp nguồn?

Hình 2.2 2.4 Cho mạch chỉnh lưu 1 pha, nửa chu kỳ tải cảm có R = 100 (Ω), L = 0,1 (H) như hình 2.3

với điện áp nguồn vào ui=220 2 sin tw =220 2 sin x(V), tần số nguồn f = 50 (Hz), góc tắt dòng  = 4,625 (rad) = 2650 Hãy:

a) Vẽ dạng sóng điện áp nguồn, điện áp tải, dòng điện tải và điện áp trên diode D? b) Thiết lập công thức Tính điện áp trung bình, điện áp hiệu dụng và dòng điện trung

bình trên tải? c) Tính chọn diode và máy biến áp nguồn?

dòng liên tục gần phẳng Vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải 2.7 Cho thiết bị chỉnh lưu cầu 1 pha để nạp điện cho ắc quy, có sức điện động E = 120V,

dòng nạp Id = 40A Trị hiệu dụng của điện áp nguồn là 220V, tần số 50Hz

a) Tính t1 – thời điểm thiết bị chỉnh lưu bắt đầu cung cấp dòng nạp cho ắc quy trong từng nửa chu kỳ và - thời gian dẫn dòng của mỗi diode

b) Xác định giá trị điện trở R để đảm bảo dịng nạp yêu cầu c) Tính trị hiệu dụng của dòng tải

d) Tính hiệu suất của thiết bị

D2D4D1

Hình 2.4 2.8 Cho mạch chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần, biết điện áp hiệu dụng nguồn xoay

chiều một pha hình sin là 220V, tần số điện áp nguồn 50Hz, cung cấp dòng cho tải R = 10, L có giá trị xác định Khi góc kích cho các SCR  = 600 thì góc tắt dòng  = 2250 Khi góc kích cho các SCR  = 450 với R, L không thay đổi giá trị thì dòng điện qua tải gián đoạn hay liên tục? Giải thích?

2.9 Cho mạch chỉnh lưu không điều khiển ba pha hình tia cấp dòng cho một mạch tải tải Z Nguồn xoay chiều 3 pha có các cuộn dây thứ cấp máy biến áp mắc theo kiểu hình sao (Y), trị hiệu dụng của điện áp pha nguồn xoay chiều U = 220V, tần số f = 50 Hz a) Khi tải thuần trở Z = R = 10 [Ω]; tính:

- Điện áp trung bình, dòng điện trung bình qua tải; - Dòng trung bình qua mỗi diode;

- Tính chọn Diode; - Tính dòng hiệu dụng pha thứ cấp và công suất biểu kiến của máy biến áp nguồn b) Khi tải Z = R + E với R = 10 [Ω], E = 120V, tính điện áp trung bình, dòng điện trung

bình qua tải c) Khi tải Z = R + E với R = 10 [Ω], E = 220 [V], tính điện áp trung bình, dòng điện trung

bình qua tải d) Nhận xét về thời gian dẫn của các diode trong ba trường hợp trên 2.10 H

2.11 Cho thiết bị chỉnh lưu không điều khiển ba pha hình tia, ba diode cấp dòng cho một mạch tải gồm suất điện động E nối tiếp điện trở R = 5 Ω Trị hiệu dụng của điện áp pha U = 220V, tần số nguồn xoay chiều f = 50 Hz

a) Vẽ dạng sóng dòng điện qua tải và qua một diode khi E = 120V b) Vẽ dạng sóng dòng điện qua tải và qua một diode khi E = 220V Nhận xét các dạng

sóng trong hai trường hợp trên c) Tính trị trung bình điện áp trên tải Ud, dòng điện qua tải Id, dòng qua một diode ID khi

E = 120V d) Tính trị hiệu dụng dòng chạy qua mỗi cuộn dây thứ cấp máy biến áp nguồn khi E =

120V

2.12 Cho mạch chỉnh lưu tia ba pha không điều khiển có tải cảm gồm điện trở và cuộn dây mắc nối tiếp Tải có điện cảm rất lớn (XL >> RL) nên dòng điện của tải xem như được nắn thẳng và có giá trị 9 [A] Trị hiệu dụng của điện áp pha của nguồn U = 220 [V], tần số nguồn xoay chiều f = 50 [Hz] Hãy:

a) Tính điện áp trung bình trên tải? b) Tính công suất trung bình trên tải? c) Tính chọn diode sử dụng cho mạch?

2.13 Cho mạch chỉnh lưu cầu ba pha không điều khiển có tải cảm gồm điện trở và cuộn dây mắc nối tiếp Tải có điện cảm rất lớn (XL >> RL) nên dòng điện của tải xem như được nắn thẳng và có giá trị 9 [A] Trị hiệu dụng của điện áp pha của nguồn U = 220 [V], tần số nguồn xoay chiều f = 50 [Hz] Hãy:

a Tính điện áp trung bình trên tải? b Tính công suất trung bình trên tải? c Tính chọn diode sử dụng cho mạch?

2.14 Cho mạch chỉnh lưu tia 3 pha không điều khiển, cấp dòng cho một mạch tải gồm bộ ắc quy có E = 120V, R = 2, giá trị hiệu dụng của điện áp pha là U = 220V, tần số nguồn điện xoay chiều là f = 50 Hz

a) Tính dòng điện trung bình qua tải và qua mỗi diode; b) Vẽ sơ đồ mạch, dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải; c) Tính điện áp ngược lớn nhất trên mỗi diode;

d) Tính dòng điện trung bình qua tải và qua mỗi diode khi ắc quy nạp tới trị số E = 170V, vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải trong trường hợp này

2.15 Cho mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển được cấp dòng từ máy biến áp 3 pha nối /, biết điện áp nguồn cuộn dây thứ cấp là 400V, tải R = 10

a) Tính dòng điện trung bình qua tải, qua mỗi diode và điện áp ngược lớn nhất mà mỗi diode phải chịu;

b) Giả sử khi có thêm tải E = 100V thì các thông số trên thay đổi như thế nào? c) Vẽ mạch chỉnh lưu và dạng sóng điện áp trên tải ở trường hợp a

Hướng dẫn: Khi biến áp nối kiểu tam giác thì điện áp ngõ ra là điện áp dây

2.16 Cho mạch chỉnh lưu tia 6 pha không dùng cuộn kháng cân bằng, làm nguồn cấp dòng cho máy hàn có điện trở R = 0.15, biết điện áp dây hiệu dụng cuộn sơ cấp máy biến áp nối Y/YY là 380V, tỷ số biến áp là Kba = 6,3

a) Tính dòng điện hàn, dòng trung bình qua mỗi diode và điện áp ngược lớn nhất trên mỗi diode;

b) Giả sử khi có gắn thêm cuộn kháng cân bằng thì các thông số trên thay đổi như thế nào, cho biết tác dụng của cuộn kháng cân bằng?

c) Vẽ sơ đồ chỉnh lưu và dạng sóng điện áp trên tải trong các trường hợp trên? d) Mạch chỉnh lưu tia 6 pha thường được sử dụng cho những loại tải nào, tại sao, nêu tên

một và loại tải?

Ghi chú: Mỗi pha bên thứ cấp có 2 cuộn dây vì vậy để có được điện áp U2 cấp cho mạch chỉnh lưu ta cần chia Kba cho 2

2.17 Hãy tính dòng điện trung bình qua tải R=10, qua mỗi diode và điện áp ngược lớn nhất trên mỗi diode trong các sơ đồ sau khi chúng cho ra cùng một điện áp Ud = 200V khi không dùng tụ lọc và có tụ điện lọc phẳng điện áp trên tải:

a) Sơ đồ tia 1 pha, tia 2 pha, cầu 1 pha; b) Sơ đồ tia 3 pha, cầu 3 pha;

c) Sơ đồ tia 6 pha không dùng cuộn kháng và có cuộn kháng cân bằng; d) Vẽ sơ đồ mạch và dạng sóng điện áp trên tải trong trường hợp có tụ điện lọc phẳng

nguồn xoay chiều vi(t) = 220 2 sin100 tp (V), góc kích  = 600 a) Với tải thuần trở R = 100 Ω, tính điện áp trung bình và dòng điện trung bình và hiệu

dụng trên tải? b) Với tải R = 10 Ω, E = 220 V mắc nối tiếp, vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải?

Tính điện áp trung bình trên tải? c) Với tải R = 10 Ω, E = 100 V mắc nối tiếp, vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải?

Thiết lập công thức tổng quát điện áp trung bình trên tải và tính điện áp trung bình trên tải?

CHƯƠNG 3

+SCR1

a)  = 300b)  = 450c)  = 900d)  = 15003.6 Cho mạch chỉnh lưu tia 2 pha như hình vẽ 2.1 biết

tỷ số biến áp Kba = U1/U2 = 2, giá trị hiệu dụng của U1 = 380V, f = 50Hz cấp dòng cho tải R = 1.5; L có giá trị xác định, E = 50V (bỏ qua điện trở thuần của cuộn cảm và sụt áp trên các SCR, Lng = 0, RLE không thay đổi giá trị) a) Tính dòng điện trung bình trên tải và qua mỗi SCR khi góc kích cho các SCR  = 600,

góc tắt dòng  = 2250; b) Tính dòng điện trung bình trên tải khi  = 300; c) Giả sử bỏ E, tải chỉ còn R, L, tính dòng điện trung bình trên tải khi các SCR được kích

với góc  = 750 và  = 450; d) Tính dòng điện trung bình trên tải khi các SCR được kích với  = 900 trong trường hợp

bỏ L, E tải chỉ còn R; e) Giả sử người ta thay tải L bằng tải LT = ∞, hãy tính Id khi  = 900; f) Vẽ dạng sóng điện áp trên tải trong các trường hợp trên;

g) Giả sử tải có Lng = 10mH, LT = , R = 2, E = 0V, hãy tính dòng điện trung bình trên tải khi các SCR được kích góc  = 300?

3.7 Cho bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn với các tham số sau: áp pha nguồn AC 120V, f = 50Hz Tải R - L mắc nối tiếp R = 10, L = 100 mH Góc kích = p/3 Xác định chế độ dòng điện tải và trị trung bình của tải

3.8 Cho mạch chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần, biết điện áp hiệu dụng nguồn xoay chiều một pha hình sin là 220V, tần số điện áp nguồn 50Hz, cung cấp dòng cho tải R = 10, L có giá trị xác định Khi góc kích cho các SCR  = 600 thì góc tắt dòng  = 2250 Khi góc kích cho các SCR  = 450 với R, L không thay đổi giá trị thì dòng điện qua tải gián đoạn hay liên tục? Giải thích?

3.9 Cho mạch chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần, biết điện áp hiệu dụng nguồn xoay chiều hình sin là 200V, tần số điện áp nguồn 50Hz, cung cấp dòng cho tải R = 10, E = 40V, L có giá trị xác định (bỏ qua điện trở thuần của cuộn cảm RL và sụt áp trên SCR, Lng =0)

a) Tính dòng điện trung bình trên tải Id khi góc kích cho các SCR = 450, góc tắt dòng 

= 2100;

b) Tính dòng điện trung bình trên tải Id khi góc kích cho các SCR  = 200 (R, L, E không thay đổi giá trị);

c) Nếu bỏ E, tải chỉ còn R, L, hãy tính Id khi = 600 và = 100; d) Nếu bỏ L, E tải chỉ còn R hãy tính dòng trung bình trên tải Id và dòng điện trung bình

qua SCR, khi = 300; e) Nếu thay 2 SCR chung anode bằng 2 diode, bỏ E tải chỉ còn R, L, tính dòng điện trung

bình qua mỗi SCR và diode khi các SCR được kích với = 450 (dòng liên lục); f) Vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải trong các trường hợp trên

3.10 Cho mạch chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần, biết điện áp hiệu dụng nguồn xoay chiều hình sin là 220V, tần số điện áp nguồn 50Hz, cung cấp dòng cho tải R = 10, E = 40V, L có giá trị xác định (bỏ qua điện trở thuần của cuộn cảm RL và sụt áp trên SCR, Lng =0)

g) Tính dòng điện trung bình trên tải Id khi góc kích cho các SCR = 450, góc tắt dòng 

= 2100; h) Tính dòng điện trung bình trên tải Id khi góc kích cho các SCR  = 200 (R, L, E không

thay đổi giá trị); i) Nếu bỏ E, tải chỉ còn R, L, hãy tính Id khi = 600 và = 100; j) Nếu bỏ L, E tải chỉ còn R hãy tính dòng trung bình trên tải Id và dòng điện trung bình

qua SCR, khi = 300; k) Nếu thay 2 SCR chung anode bằng 2 diode, bỏ E tải chỉ còn R, L, tính dòng điện trung

bình qua mỗi SCR và diode khi các SCR được kích với = 450 (dòng liên lục); l) Vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tải trong các trường hợp trên

3.11 Cho bộ chỉnh lưu mạch hình tia 3 pha điều khiển mắc vào tải chứa R = 10 Ω Điện áp pha của nguồn xoay chiều 3 pha có trị hiệu dụng U = 220 V Tính trị trung bình của điện áp chỉnh lưu và dòng chỉnh lưu khi:

e) Góc kích  = 100f) Góc kích  = 6003.12 Tính trị trung bình áp và dòng chỉnh lưu, công suất tải tiêu thụ của bộ chỉnh lưu mạch tia

ba pha điều khiển Tải có R= 10 [Ω], E=50 [V] và L=0 Áp nguồn U=220 [V]; góc điều khiển = p/3 [rad]

3.13 Cho bộ chỉnh lưu mạch hình tia 3 pha điều khiển mắc vào tải chứa R = 10 Ω và điện cảm L của tải rất lớn làm dòng tải liên tục và phẳng Điện áp pha của nguồn xoay chiều 3 pha có trị hiệu dụng U = 220 V Mạch ở trạng thái xác lập, góc kích  = 600

g) Tính trị trung bình của điện áp chỉnh lưu và dòng chỉnh lưu? h) Tính công suất trung bình của tải?

i) Tính trị trung bình dòng qua mỗi linh kiện? 3.14 Một mạch chỉnh lưu tia 3 pha có điều khiển được cấp nguồn từ máy biến áp nối tam

giác/sao (Δ/Y), biết điện áp hiệu dụng cuộn sơ cấp máy biến áp là 660V, tỷ số biến áp Kba= 1,73, tải có điện trở thuần là R = 5 (bỏ qua sụt áp trên các linh kiện bán dẫn)

a) Tính dòng điện trung bình qua tải và qua mỗi SCR khi các SCR được kích với góc  = 0

b) Tính dòng điện hiệu dụng cuộn thứ cấp I2 c) Tính công suất tiêu thụ trên tải khi góc kích cho các SCR  = 450; d) Tính dòng điện trung bình trên tải khi các SCR được kích với  = 300; e) Xác định góc  để kích cho các SCR khi dòng điện trung bình trên tải 49,72A; f) Giả sử có gắn thêm LT = ∞ nối tiếp với R, hãy tính điện áp trung bình trên tải khi các

SCR được kích với góc với  = 600; g) Giả sử LT có giá trị xác định  = 2100, hãy tính dòng điện trung bình trên tải trong các

trường hợp khi 1 = 900, 2 = 600, và 3 = 450 h) Tính điện áp ngược lớn nhất trên mỗi SCR

Hướng dẫn: Tỷ số biến áp Kba = U1/U2 ,vì sơ cấp nối tam giác nên U1 là điện áp dây ở ngõ ra, để có cùng tỷ lệ thì U2 cũng phải điện áp dây ở ngõ ra

3.15 Cho mạch chỉnh lưu tia 3 pha không điều khiển, biết điện áp dây hiệu dụng cuộn thứ cấp biến áp U2 = 220V, cung cấp dòng cho tải trở có công suất tiêu thụ P = 3kW (bỏ qua sụt áp trên các linh kiện bán dẫn)

a) Tính dòng điện trung bình trên tải và trên mỗi diode; b) Tính công suất tiêu thụ trên tải khi thay các diode bằng các SCR với góc kích  = 600 ; c) Xác định góc kích  của các SCR khi tải có công suất P = 2,65 kW

3.16 Cho bộ chỉnh lưu mạch hình cầu 3 pha điều khiển mắc vào tải chứa R = 10 Ω và điện cảm L của tải rất lớn làm dòng tải liên tục và phẳng Điện áp pha của nguồn xoay chiều 3 pha tần số 50 Hz có trị hiệu dụng U = 220 V Mạch ở trạng thái xác lập, góc kích  = 600 a) Tính trị trung bình của điện áp chỉnh lưu và dòng chỉnh lưu?

b) Tính công suất trung bình của tải? c) Tính trị trung bình dòng qua mỗi linh kiện? 3.17 Cho bộ chỉnh lưu mạch tia 3 pha điều khiển mắc vào tải chứa R = 10Ω , E = 50 V và tải

rất lớn làm dòng tải liên tục và phẳng Áp nguồn xoay chiều 3 pha có trị hiệu dụng U = 220 V Mạch ở trạng thái xác lập

a) Tính trị trung bình của điện áp chỉnh lưu và dòng chỉnh lưu khi góc điều khiển = p/3 [rad]

b) Tính công suất trung bình của tải c) Tính trị trung bình dòng qua mỗi linh kiện d) Tính trị hiệu dụng dòng qua mỗi pha nguồn e) Tính hệ số công suất nguồn

3.18 Cho bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển hoàn toàn với các tham số sau: áp dây nguồn AC 480V, f = 50Hz Tải R = 10, L = 50 mH Xác định góc kích để dòng tải trung bình bằng 50A

3.19 Cho mạch chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển toàn phần có tải R =10, điện áp dây hiệu dụng cuộn thứ cấp biến áp U2 = 380V, f = 50Hz

a) Tính dòng điện trung bình trên tải và qua mỗi SCR khi chúng được kích với góc  = 00; Tính công suất tiêu thụ trên tải;

b) Tính điện áp ngược cực đại trên mỗi SCR;

c) Tính dòng điện trung bình trên tải khi các SCR được kích với góc 1 =450 và2 =75; d) Nếu thay 3 SCR chung anode bằng 3 diode, tính dòng điện trung bình trên tải khi các

SCR được kích với góc  = 450 3.20 Cho mạch chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển toàn phần được cấp dòng từ máy biến áp 3 pha

có các cuộn dây thứ cấp máy biến áp nguồn mắc theo kiểu hình sao (Y), có điện áp hiệu dụng pha U = 220 V, tần số f = 50 Hz, tải Z

d) Khi tải thuần trở Z = R = 10 [Ω]; tính điện áp trung bình khi góc kích  = 300 và  = 900

e) Khi tải thuần trở Z = R = 10 [Ω]; tìm góc kích để tải tiêu thụ công suất P1 = 20 [kW]? f) Khi tải Z gồm R = 10 [Ω], E = 100 [V] và L có giá trị rất lớn mắc nối tiếp, góc kích  =

600 tính dòng hiệu dụng pha thứ cấp và công suất biểu kiến của máy biến áp nguồn 3.21 Cho mạch chỉnh lưu tia 6 pha không điều khiển, không dùng cuộn kháng cân bằng biết

điện áp dây hiệu dụng cuộn thứ cấp U2 = 200V, cung cấp dòng cho tải thuần trở có công suất tiêu thụ P = 10kW (bỏ qua sụt áp trên các linh kiện bán dẫn)

a) Tính dòng điện trung bình trên tải và trên mỗi diode; b) Giả sử thay các diode bằng các SCR, tính công suất tiêu thụ trên tải khi các SCR được

kích với góc  = 300 ; c) Tính dòng điện trung bình trên tải khi các SCR được kích với  = 900 ; d) Xác định góc kích  của các SCR khi tải tiêu thụ hết công suất P = 5kW; e) Tính điện áp ngược lớn nhất trên mỗi SCR

3.22 Cho mạch điện như hình 2.2, biết u2 = 70Sin100pt [V], RT = 1.5, LT = ∞ a) Nêu tên gọi và chức năng của các khối 1; 2; 3; 4; 5 trong sơ đồ;

b) Tính dòng điện trung bình trên tải khi góc kích cho các SCR  = 600; c) Hãy vẽ giản đồ xung (dạng sóng điện áp) tại các điểm A; B; C; D; E; F và trên biến trở

VR và dạng sóng điện áp trên tải khi  = 450 trong nửa chu kỳ đầu (A là dương B là âm);

d) Tại sao ngõ vào IN- của 2 bộ so sánh trên hình vẽ lại lấy điện áp trên cùng một biến trở VR?

V cc

V ccX

XY

Y

LOAD~U1

V cc

50k100k4007

4007

T2T1

50k

40074007

BAX4007

103

+

LM324224

+

LM3249V

4007

40074007

BAX

NPN4007

1k

47k330

1M100k

47k1M

2k2

1k

47k330

1M100k

47k1M

2k2

VRA

DB

12V 12V

RT

SCR1

SCR2

LTE

DB

FEDB

3.23 Cho mạch điện như hình 2.3; 2.4, biết điện áp vào là hình Sin, f = 50Hz a) Xung ngõ ra trên cuộn thứ cấp BAX (hình 13.1) có thể điều khiển cho các SCR trong

mạch chỉnh lưu cầu điều khiển bán phần không? b) Hãy vẽ dạng sóng điện áp tại các điểm A; B; E; B1 c) Nếu tín hiệu ngõ ra tại B1 quá nhỏ không đủ kích cho SCR thì cần giải quyết như thế

vi2

0

3.24 Cho mạch chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển toàn phần có điện áp dây hiệu dụng

cuộn thứ cấp biến áp U2 = 415V, f = 50Hz cấp cho tải cảm R+L với dòng trung bình liên tục trên tải 200A, góc kích 45°, xác định hệ số công suất của mạch (Assuming a continuous d.c current of 200 A in an inductive load fed from a three-phase, fullycontrolled converter operating with a firing angle of 45°, determine the power factor of the converter/load condition The supply voltage is 415 V, 50 Hz).Công suất biểu kiến của nguồn được cho bởi:

The total VA in the a.c lines is given by:

2 2S=3U I [VA]Dòng điện dây hiệu dụng của nguồn (r.m.s line current),

Điện áp trung bình trên tải (The converter mean output voltage is given by): Ud=1.35U2 cosα =1.35*415*cos450= 396.2 [V]

Công suất trung bình trên tải (The average load power is then):

12V

CVR

Hình 2.2

Hình 2.3

Pd=Ud*Id= 396.2*200 = 79.24[kVA] Hệ số công suất của mạch (The power factor is given by):

dP79.24

S117.28

chiều có trị hiệu dụng bằng 220V, tần số nguồn 50Hz, góc kích  = p/3[rad] a) Tính trị hiệu dụng áp tải?

b) Tính công suất tiêu thụ của tải? c) Để đạt được công suất tải bằng 4 kW, tính độ lớn góc kích? 4.3 Cho mạch điều chỉnh điện áp xoay chiều 1 pha như hình 4.1 biết RT = 20, XL= 0, điện áp

hiệu dụng nguồn xoay chiều U = 380V, f = 50Hz a) Tính công suất tiêu thụ của tải trong trường hợp điện

áp trên tải là lớn nhất; b) Tính công suất tiêu thụ trên tải khi các SCR được

điều khiển với góc kích  = 300, tính hệ số công suất Cos của mạch và vẽ dạng sóng điện áp trên tải c) Tính công suất tiêu thụ trên tải khi các SCR được

điều khiển theo tỷ lệ thời gian đóng ngắt, biết thời gian làm việc Ton = 120mS, thời gian nghỉ Toff = 40mS;

d) Cần phải khống chế góc kích TH bằng bao nhiêu độ để điện áp trên tải không trở thành DC khi XL = 10 (xung điều khiển là xung ngắn);

e) Vẽ dạng sóng dòng điện, điện áp trên tải khi góc kích cho SCR1 = 900, SCR2 được thay thế bằng 1 diode (tải có cả R và XL = 10, giả sử nửa chu kỳ đầu ở Y có điện thế dương)

f) Mạch tạo xung điều khiển ở bài 12 có thể điều khiển cho các SCR trong mạch này được không, nếu cần khống chế góc kích TH như ở bài này thì thực hiện như thế nào?