Báo cáo thí nghiệm cơ sở Điện tử công suất

Chỉnh định hoạt động của mạch - Dùng khối Gating Block để kích dòng cho 2 con IGBT: GB1 kích dòng cho SI, GB2 kíchdòng cho S4 - Chỉnh các thông số của Gating Block bằng các nhắn đúp và

DAI HOC QUOC GIA THANH PHO HO CHI MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA KHOA ĐIỆN — DIEN TU CŒG22k2

c›

BAO CAO THI NGHIEM

CO SO DIEN TU CONG SUAT

Giảng viên hướng dẫn: NGUYÊN BẢO ANH

BANG DANH GIA

Họ và tên - MSSV MSSV Bài 6 Bài 7 Bài 8 Bài 9 Bài 15

MỤC LỤC

BÀI 1: BỘ BIẾN ĐỎI ĐIỆN ÁP DC DẠNG ĐẢO DÒNG - cccccccccee 1

I Phan thyre hanhy ooc.csccccccccccccccccsceccscsescesescecscsesssesesesssesesestsssseseststsesseststsessessstsssees 1

2 Nhập thông số cho nguồn DC bằng cách nhắn đúp vào nguồn DC: 30V 16

3 Chỉnh định hoạt động của mạch S S19 E1 21212122 re, 17

4 Thu thập số liệu và hình ánh mô phỏng 2 s2 2222 2E122222121121122222 xe 18

3 Chỉnh định hoạt động của mạch S S19 E1 21212122 re, 28

4 Thu thập số liệu và hình ánh mô phỏng 2 s2 2222 2E122222121121122222 xe 29 BÀI 4: BỘ NGHỊCH LƯU TẢI 3 PHA ĐẦU SAO s St n2 ra 33

I Phan thi NENG 0 ccc eee een nen eRe R eR en eR en et ene eteeteeteetieneeeenes 33

1 Bang số liệu thí nghiệm (tải cân bằng) S22 222222121 re 33

2 Hình ảnh thí nghiệm: Uaw — RA — ỦLA — Ghee 33

3 Báng số liệu thí nghiệm (tải mất cân bằng) 52 S222 221212 34

4 Hình ảnh thí nghiệm: UAn — ỦBN — Ucn — Ura — Urs — Ure — Uta — Uta - Ute vctvectsestressressretsestsssreserersvetsesietiissrestretsretsisssissressretssetsietitssresaressretsietsississsesssetseeteees 34

T Phan m6 phong o.oo cccccccecessessessessessessessessresressesstsecseetstesressetessisaesetuseeares 37

1 Hinh ánh tổng quan 52 21 2212212211 112121122121212 121 tre 37

2 Nhập thông SỐ -.- 2 S222 1212122121212 212122 2errg 37

3 Thu thập số liệu và mô phỏng 2 s2122221121121122112121222 22121 39

Ni n3ớIẶIẮỲIẮÁICẢỶẲỶ 43 BÀI 5: BỘ CHỈNH LƯU 3 PHA TẠI ĐẦU TAM GIÁC i52 s2 re 45

I Phần thực hành - 5 2222221121122 1212212121221 121 rxe 45

1 Bảng số liệu thí nghiệm (tải cân bằng) S22 222222121 re 45

2 Hinh ảnh thí nghiệm: UAB —- URA— ULA— Urs cette 45

3 Báng số liệu thi nghiệm (tải mất cân bằng) 52 S222 221212 46

4 Hình ảnh thí nghiệm: UAB - UBC - UCA - URA- URB - URC - ULA— 00:79 15 47

II Phần mô phỏng - 2 S222 112112211212112122211 1212212122221 1212221 ga 48

1 Hinh ánh tổng quan 52 21 2212212211 112121122121212 121 tre 48

2 Nhập thông SỐ -.- 2 S222 1212122121212 212122 2errg 48

3 Nhập thông số f{(Hz) bằng cách nhắn vào nguồn sóng Sine: 50

4 Thu thập số liệu và hình ảnh mô phỏng: 5252222 E122222212112212222 e6 50

5 Bảng số liỆU S2 222212122221 1 1212121222121 1u 54 BÀI 6: BỘ CHỈNH LƯU TIA 1 PHA - 52 22 S212E192512211211211121122112211221E re 65

IL Phần thí nghiệm Ă S2 222 1122121212222 1212222121 rre 65

1 Bảng số liệu thí nghiệm 52 21t 2212211212122222121222 212gr 65

2 Hinh ảnh thí nghiệm: Ủcharge —- UR — ỦL — ƯỨRs — US1 ss-s2 65

II 0n gGÝŸỶIẮIẮẼÃÄẮÚẮÚẮẮ 66 II: 0.06.(%ẮẮẮÁỒỒẶỒẶỒẶẶẶỶỒỶỒOO 66

2 Nhập thông sỐ - 2 21 nETn1221221212122 1212122212121 c1 67

3 Chỉnh các thông số của Gating Block bằng các nhấn đúp vào nó: 68

4 Thu thập số liệu và hình ảnh mô phỏng: 5252222 E122222212112212222 e6 69 BÀI7: BỘ CHÍNH LƯU CÂU 1 PHA ĐIÊU KHIỂN TOÀN PHẢN 74

IL Phần thí nghiệm Ă S2 222 1122121212222 1212222121 rre 74

1 Bảng số liệu thí nghiệm 52 21t 2212211212122222121222 212gr 74

2 Hinh ảnh thí nghiệm: Ủcharge —- UR — ỦL — ƯỨRs — US1 ss-s2 74

1 Hinh ánh tổng quan 52 21 2212212211 112121122121212 121 tre 76

1 Hinh ánh tổng quan 52 21 2212212211 112121122121212 121 tre 85

2 Nhập thông 86 oo cccccccccceccesessesessesstessessesessresressetiussssresetisssreaerearess 85

3 Chỉnh các thông số của Gating Block bằng các nhắn đúp vào nó: 86

4 Thu thap số liệu và hình ảnh mô phỏng Ucharge, Usi, UR, UL 89

5 Bảng số liỆU S2 222212122221 1 1212121222121 1u 90 BÀI 9: BỘ CHỈNH LƯU CÂU 1 PHA ĐIÊU KHIẾN BÁN PHẢN 92 LPHÂN THỰC HÀNH 2 St 22211112111211221221 2212121212121 trrrue 92

1 Bảng số liệu thí nghiệm - 52 2222121122222 1202 rxe 102

2 Hình ảnh thí nghiệm: Ucharge — ỦR — t — SI cà 2c S22 22tr, 102

TE PHAN MO PHONG Wooo cocccccccccccccecssessesssetseessessreseretsretsessressressressretiistresiretsretsetees 103

1 Hinh anh tong quan cceccccessesseesessetsessessessesettssessesestsesesesen 103

2 Nhap thong $6 oo ccccccccccseecessesessessessesressessissressessessissrearetetisseseteseeses 103

3 Chỉ định hoạt déng cua mach L1 111 1 1111111101110 11t HH da 104

4 Thu thập số liệu và hình ảnh mô phỏng - 52-522 E21221222121122222 xe 105

5 Bảng số liỆU S n2 2U H122 1 1 121212122 1n 109

5.2

35 9.8 1.05 18.6 11.6 8.2

40 10.7 1.28 16.6 14.5 9.2

45 12.2 1.6 15.9 17.6

98

50 13.5

14.4 15.2 11.4

55 14.4 2.15 12.9

16 12.6

60 15.6 2.4 10.6 16.4 12.8

65 16.9 2.8 9.7

78 6.3 56 3.21

194 202 21.2 22

154 16.8 18 18.8

90 21.4 4.7 2.96 22.5

19

95 22.6

49 1.95 23.2 20.2

3 Chỉnh định hoạt động của mạch

- Dùng khối Gating Block để kích dòng cho 2 con IGBT: GB1 kích dòng cho SI, GB2 kíchdòng cho S4

- Chỉnh các thông số của Gating Block bằng các nhắn đúp vào nó:

+ Frequency(Hz): Nhập tân số của khối Gating Block

+ No of Points: Số điểm trên trục thời gian mà giữa 2 điểm đó Gating Block ở

Parameters | other Info | Color |

+Ở BÀI 1 này, tỉ số điều chế y(%)= tạ mô phỏng từ 20%, 30%, 80% do đó

ta cần tạo 7 xung kích cho S1 có Tox như yêu cầu còn S4 được kích trong khoảng I- Tox

Parameters | Other Info | Color |

Gating block for switch(es)

No of Points Switching Points

Parameters | Other Info | Color | Gating block for switch(es)

Vi du: voi y (%)=20 %thi 6 Gating Block cia $1 ta nhập vao Switching Points:0 72 vì 72-0*100 %=20 % G Gating Block cua $4 ta nhap vao Switching Points: 72 360 vi

360 360-72*100 %=80 % Thue hién tuong tung vi cac tỉ số điều chế còn lại

4 Thu thập số liệu và hình ảnh mô phỏng:

+ Dùng Volt kế 1 đầu nối dé kiếm tra lại đạng sóng tín hiệu điều khiến IGBT S1

+ Để đo đạc các thông số cũng như xem đạng sóng của eharge và S ] ta lắp song

song Volt kế có 2đầu dây vào

Lưu ý: Đầu của Volt kế có dấu chấm là cực đương

+ Khi mô phỏng ta chỉ có thể thấy được dạng sóng trong 1 chu ky, dé xem được dang song trongnhiéu chu ky thi ta dung Simulation Control lay ra tir Simulate

J

+ Mac dinh Total time cia Simulation Control 1a 0.01.Dé chinh théng số cho

Simulation Controlta cũng nhắn đúp vào biểu tượng đồng hồ Do ta mô phỏng ở tần số

50Hz nên muốn xem trong 2chu kỳ thì ta cần nhập 0.04 , 3 chu ky thi 0.06

Show probe's value during simulation L¡

fl File Edit View Subcircuit Elements TH” ¢

+ Cửa số Simview hiện ra, trong cửa số Properties để xem dạng sóng cũng như

thông số của Volt kế nảo thì ta chọn tên của Volt kế -> chọn Add -> nhân OK

Lưu ý: Nên chọn trước 1 cái sẽ đễ quan sát sóng hơn vì nêu chọn cùng lúc 2 cái thì

t

được đánhdấu đỏ như hình dưới đây) trên thanh công cụ đề vẽ thêm dạng sóng U charge

(lặp lại thao tác này để vẽ dạng sóng 1 )

Axis Screen Measure Analysis View Options Label Settings Windc

we ee he ow ew eee eee eee ee eeas

O8 }| -} - Reeve cs Sees Seco te ce tees ese seep eases

+ Đê chỉnh sửa cỡ chữ, màu cua do thi ta nhan dup vào đồ thị ta muôn sửa: Vào Curve:

để chỉnh màu đồ thị, độ dày của đồ thị

+ Dé đo thông số ta chọn các biểu tượng của thanh công cụ dưới cùng của cửa số

Simviewrms:đo điện áp hiệu dụng

Ixl: đo điện áp trung bình

FOLIO RT AT Time From 2.7777000e-007 2.7777000¢-007 j

¡| — 1 _- Time To 5.9999987e-002 5.9999987e-002 '

cme | verageoftte Value) Average ofthe Value | Average of Va

š From 277770006407 Tine From 277770006007 [m Fron 11W

Tine To SNMIMÚ [ÌM Ty $.9990987e-002 {Tne f 18H)

|| tư §.99883196+000 || thư §,9907470¢+000 |Í tự |4

Us Average ote XV | Average ofthe X Value | Aveageofthe[ Va

Tine From LTTTN0:-007 | Time From 27777000e-007 Tine From 1T

Tne To AWWMWPMIU | Time To S8WWMIHMU Tne To iiMII

| 24/lJJzJJ\ | Us! 21000254e+001 thí { 20002295001

ĐItaqeftlt|ldlt | Average ofthe | Value ) Average ofthe | Value

, Tine From 27777000007 | Time Fron ¿TW Tine From L7T770002-007

charge

Tne Th STAN Tm 1 $9300037e.)02 [IE To $,96999876-002

|| tt 19924H | Í thíp Ij4Jl | dữ 1882120)!

Meayedflejlllle| Meagdltjlflltl jroo the Valu

gy {Time Fm 2iMWeAï [Im frm DTTTTOO0G-OO? | Tine Fron ?TII-II

SI 4

Time Tp š8#7¿|lD [Time To 599939676002 | Tine Tp 5,90000872.(14 Us! {500000764004 |Us1 120000824001 | Ust SOU01TT2e+00]

Y(%) R0

_c Average of the |X| Value

Time From 2.7777000e-007

Time To 5.9999987e-002

U_charge 2.3999739e+001

Us Average of the |X| Value

Time From 2.7777000e-007

Time To §,9999987e-002

Us! 6.0002620¢+000

xe -20.6 “186 -154 -126 -98 -7.2 -4.2 -1.0 12

se -22.8 214 -198 -180 -154 -136 -108 -86 -6.2

Ucharge 642-4243 -2945 -0173 1321 442 687 9725 12.0 15.35 Urs 0.612 0342 0.358 0322 0304 0455 0965 132 1.978 2.424 Us1 1783 16.97 1630 1543 1416 127 16 945 8.21 6.23 Us4 11.35 1265 1331 1445 1549 17.32 1843 19.56 20.7 22.54 Urmax 78.0 6.8 94 11.0 13.0 15.8 188 200 22.2 23.4

Parameters | Other Info | Color |

DC voltage source Help |

- Chỉnh các thông số của Gating Block băng các nhân đúp vào nó:

+ Frequency(Hz): Nhập tân số của khối Gating Block

+ No of Points: Số điểm trên trục thời gian mà giữa 2 điểm đó Gating Block ở mức 1

Ví dụ: ta muốn Gating Block tạo ra xung mức 1 trong khoảng 0° tới 90° độ thì ta nhập vào 2

+ Switching Points: Gia tri (d6) của những điểm mà tại đó ta muốn nó ở mức l (

ve) ere Switching Points

4 Thu thập số liệu và hình ảnh mô phỏng

Đề đo đạc các thông số cũng như xem dạng sóng của „vẻ Ù; ¡ta lắp song song Volt kế cớ2 đầu dây vào

+ Mie dinh Total time cua Simulation Control 1a 0.01.Dé chinh théng s6 cho Simulation

Controlta cũng nhấn đúp vào biểu tượng đồng hồ

"| Parameters | Other Info | Color |

Voltage probe (between two nodes)

Name

Show probe's value during simulation

Runtime graph: Us1

+ Đề mô phỏng ta vào Simulate trên thanh công cụ chọn Run Simulate

_ Simulate Options Utilities Window Help

Simulation Control lio)

Run Simulation F8

ancel Simulation tri-Shift-F

Simulate Next Time Step

Run SIMVIEW Alt-F8

Generate Netlist File

View Netlist File

+ Cửa số Simview hiện ra, trong cửa số Properties để xem dạng sóng cũng như thông số

của Volt kế nào thì ta chọn tên của Volt kế -> chọn Add -> nhấn OK

Lưu ý: Nên chọn trước 1 cái sẽ dé quan sát sóng hơn vì nếu chọn cùng lúc 2 cái thì sóng của

Ucharge va US | sé vé trén cùng 1 dé thi, như vậy sẽ rất khó quan sát

Select Curves | Curves | Screen |

Variables available Variables for display

+ Cửa số Properties hiện ra ta chọn „„„ „chọn Add -> nhấn OK Lần lượt và tương tự

cho Uslva Us4

Curve: để chỉnh màu đồ thị, độ dày của dé thi

Vao Screen -> nhan biéu tuong 3 chấm bên cạnh Font để chỉnh sửa kích cỡ, kiểu chữ

+ Dé đo thông số ta chọn các biểu tượng của thanh công cụ dưới cùng của cửa số Simviewrms:do điện áp hiệu dụng

|xl: đo điện áp trung bình

Y(%) 80

Ũ, charge

Ảnh sóng „„„., U;¡ và /s¿ với y= 30%

OR 215 202 186 159 147 131 122 108 989 959 8.76 846 7.83 7.52 7.26 693 672 645 5.98

UL 762 103 133 171 198 21.2 228 244 25.2 25.9 261 273 179 282 285 288 19.0 29.3 29.8

2.Hình ảnh thí nghiệm:

Ucharge? f=60Hz Ur: f=60Hz

- Không cần nhập thông số cho IGBT S1, S3, S4 và S6

3 Chỉnh định hoạt động của mạch

- Dung khéi Gating Block dé kich dong cho 4 con IGBT: G1 kich dong cho $1, G3

kichdong cho 83, G4 kich déng cho S4, G6 kich dong cho S6

- Chỉnh các thông số của Gating Block bằng các nhắn đúp vào nó:

+ Erequeney(Hz): Nhập tần số của khối Gating Bloek

+ No of Points: Số điểm trên trục thời gian mà giữa 2 điểm đó Gating Block ở mức 1

Ví dụ: ta muốn Gating Block tạo ra xung mức 1 trong khoảng 0° tới 90° độ thì ta nhập vào 2

+ Switching Points: Giá trị (độ) của những điểm mà tại đó ta muốn nó ở mức l1 (

4 Thu thập số liệu và hình ảnh mô phỏng

- Đề đo đạc các thông số cũng như xem dạng sóng của J„„.vè Us ta lap song

song Volt kế có2 đầu dây vảo

Lưu ý: Đầu của Volt kế có dâu chấm là cực dương

+ Khi mô phỏng ta chỉ có thê thây được đạng sóng trong 1 chu kỳ, để xem được dang song trongnhiéu chu ky thi ta ding Simulation Control lay ra tir Simulate

+ Mac dinh Total time của Simulation Control là 0.01.Đề chỉnh théng s6 cho Simulation

Controlta cũng nhấn đúp vào biểu tượng đồng hồ

+ Dé mô phỏng dễ dàng ta nên đặt tên cho Volt kế bằng cách nhắn đúp vào biểu tượng

+ Đề mô phỏng ta vào Simulate trên thanh công cụ chọn Run Simulate

+ Cửa số Simview hiện ra, trong cửa số Properties để xem dạng sóng cũng như thông số

của Volt kế nào thì ta chọn tên của Volt kế -> chọn Add -> nhấn OK

Lưu ý: Nên chọn trước 1 cái sẽ dé quan sát sóng hơn vì nếu chọn cùng lúc 2 cái thì sóng của

Ucharge va US | sé vé trén cùng 1 dé thi, như vậy sẽ rất khó quan sát

+ Cửa số Properties hiện ra ta chọn „„„ „chọn Add -> nhấn OK Lần lượt và tương tự

cho Uslva Us4

dé chỉnh màu đồ thị, độ dày của đồ thị

Vào Screen -> nhân biểu tượng 3 chấm bên cạnh Font để chỉnh sửa kích cỡ, kiểu chữ

+ Dé đo thông số ta chọn các biểu tượng của thanh công cụ dưới cùng của cửa số Simviewrms:do điện áp hiệu dụng

Ixl: đo điện áp trung bình

BÀI 4:

BO NGHICH LUU TAI3 PHA DAU SAO

I Phan thi nghiém

Mode 2

1 Bảng số liệu thí nghiệm (tải cân bằng)

†(Hz) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Tan 13.02 13.6 13.9 14.2 14.32 14.45 14.5 14.42 14.7 14.8 Urs 2.9 2.355 2.2 1.88 1.61 1.4 1.23 1.15 1.0 0.88 Ura 10.6 9.77 8.97 8.09 7.5 6.84 6.3 3.9 3.6 3.23

Ua 5 6.95 8.24 9.33 9.8 10.15 10.2 10.5 11.25 11.76

†(Hz) 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Uan 14.85 14.85 14.87 14.87 14.9 14.95 15 14.85 15.05 Urs 0.83 0.76 0.755 0.7 0.69 0.61 0.58 0.55 0.53 Ura 5.03 4.65 4.46 43 4.2 3.95 3.7 3.62 3.468

Ua 5.03 4.65 4.46 43 12.8 13.2 13.3 13.4 13.57

2.Hình ảnh thí nghiệm: Uan — Ura—- Uta-U

98 10.55 11.5 12.0712.51 12.96 13.13 13.34 13.46 13.62 13.72 13.8 13.95 13.95 13.98 14.04 14.11 14.1

2.8 2.18 176 153 133 1.19 101 0.905 0.86 0.7880.712 062 0.6060.554 053 05 048 0.434

855 77 703 661 62 583 546 5.15 49 462 442 418 405 38 37 3.54 34 3.245

65 7.4 §14 869 93 9.86 104 10.84 11.1 1148118 12.01 12231244 1244127 12.84 13 13.34 14.439.995 9 8.18 7.45 6.85 6.37 6 357 53 494 478 443 43 4.04 3.87 3067 9.98 11.39 11.94 12.13 12.17 12.08 12.45 12.76 13.05 13.12 13.65 13.8614 14451426144 14.5 14.58 6,5 › 78 > 86 95 10 102 114 123 135 145 14, 14 159 153 155 16 16/2 16,5

9.84 10.4711.4312 1245 12.92 13.08 13.28 13.43 13.58 13.71 13.78 13.9 13.9 13.9 14.0414.13 14.15

Hình ảnh thí nghiém: Uan — Upn — Ucn — Ura — Urs — Unc — Una — Uns — Unc

VCNGŒ=5Hz)

ULbB(E75Hz)

ULA(@7sn»

ULE7sHz)