Đề bài mạch nghịch lưu một pha dùng máy biến Áp với các thông số sau Điện Áp cấp vào mạch có giá trị trung bình u = 220vdc

Môn học “Điện tử công suất” là một trong những môn chủ yếu để đào tạo sinh viên nghành tự động hóa nói riêng và sinh viên kỹ thuật điện nói chung.. Em cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn tới toà

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Đình Hùng

Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Lành

Mã sv: 12222229 Lớp: 122221.1

Hưng Yên,ngày 16 tháng 1 năm 2024

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật trên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước Để thúc đẩy nề kinh tế của đất nước ngày càng phát triển, giàu mạnh thì phải đào tạo cho thế hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội Trường ĐHSPKT Hưng Yên là một trong số những trường đã rất trú trọng đến việc hiện đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả trong giảng dạy cũng như giúp sinh viên có khả năng thực tế cao Là những sinh viên chuyên ngành tự động hóa, chúng em muốn được tiếp cận và hiểu sâu hơn nữa về chuyên ngành của mình Môn học “Điện tử công suất” là một trong những môn chủ yếu để đào tạo sinh viên nghành tự động hóa nói riêng và sinh viên kỹ thuật điện nói chung

Trong suốt quá trình học chúng em đã gặp một số vướng mắc về lí thuyết và thực hành Tuy nhiên chúng em đã nhận được sự giải đáp và hướng dẫn kịp thời của thầy Nguyễn Đình Hùng

Vì vậy, chúng em xin trân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đình Hùng đã trực tiếp hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình học Em cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn tới toàn thể thầy cô của Khoa Điện – Điện Tử Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên

đã trang bị kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường

Hưng Yên, ngày 16 tháng 1 năm 2024

Sinh viên thực hiện

Phạm Thị Lành

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 2

MỤC LỤC 3

MỤC LỤC HÌNH VẼ 4

ĐỀ BÀI 5

THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 5

PHẦN A: THIẾT KÊ, TÍNH TOÁN TRÊN CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

1 Vẽ sơ đồ nguyên lý 5

2 Tính toán các thông số về dòng điện, điện áp để lựa chọn các van bán dẫn công suất và máy biến áp 5

PHẦN B: MÔ PHỎNG, PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TRÊN PHẦN MỀM PSIM 7

1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý trên phần mềm PSIM 7

2 Mô phỏng kiểm tra dạng sóng và giá trị hiệu dụng của điện áp nguồn cấp vào mạch 8

3 Mô phỏng kiểm tra dạng sóng và giá trị trung bình điện áp trên tải khi góc điều khiển bằng 0 độ điện 9

4 Mô phỏng dạng sóng điện áp nguồn, điện áp tải, điện áp trên van T1, T2, T3 với các góc điều khiển khác nhau: 300 ; 600 ; 900 ( mỗi dạng sóng trên một hệ trục tọa độ, chia đều mỗi khoảng cách nhau 30 độ điện và chỉ lấy 1,5 chu kỳ, gốc tọa độ bắt đầu lấy nửa chu kỳ dương pha L1N) 9

5 Điền các thông tin vào bảng sau 13

6 Vời góc điều khiển α = 300 khi đó van nào dẫn trong các khoảng sau 14

KẾT LUẬN 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO 15

MỤC LỤC HÌNH VẼ

Trang

Hình I-1.1: Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha có điều khiển, tải

thuần trở Rd 5

Hình II-1.1: Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha có điều khiển tải thuần trở Rd 6

Hình II-1.2: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 7

Hình II-2.1: Dạng sóng điện áp nguồn UL1N, UL2N và UL3N 7

Hình II-2.2 : Dạng sóng điện áp nguồn UL1L2 8

Hình II-2.3 : Giá trị hiệu dụng của điện áp nguồn cấp vào mạch 8

Hình II-3.1 : Dạng sóng điện áp trên tải khi góc điều khiển bằng 0o điện 9

Hình II-3.2: Giá trị hiệu dụng điện áp trên tải khi góc điều khiển bằng 0o điện 9

Hình II-4.1: Đồ thị dạng sóng điện áp nguồn .10

Hình II-4.2: Đồ thị dạng sóng điện áp trên tải với góc điều khiển  = 30o điện 10

Hình II-4.3: Đồ thị dạng sóng điện áp trên van T1, T2 và T3 với góc điều khiển  = 30o điện 10

Hình II-4.4: Đồ thị dạng sóng điện áp nguồn 11

Hình II-4.5: Đồ thị dạng sóng điện áp trên tải với góc điều khiển  = 60o điện 11

Hình II-4.6: Đồ thị dạng sóng điện áp trên van T1, T2 và T3 với góc điều khiển  = 60o điện 11

Hình II-4.7: Đồ thị dạng sóng điện áp nguồn 12

Hình II-4.8: Đồ thị dạng sóng điện áp trên tải với góc điều khiển  = 90o điện 12

Hình II-4.9: Đồ thị dạng sóng điện áp trên van T1, T2 và T3 với góc điều khiển  = 90o điện 12

ĐỀ BÀI Mạch nghịch lưu một pha dùng máy biến áp với các thông số sau:

- Điện áp cấp vào mạch có giá trị trung bình U = 220VDC

- Điện áp đầu ra 220VAC-50Hz

- Tải chiếu sáng 220VAC- 20W

- Biết điện áp đặt trên van khi dẫn là 0V

THỰC HIỆN ĐỀ TÀI:

A Thiết kê, tính toán trên cơ sở lý thuyết

1 Vẽ sơ đồ nguyên lý.

Hình I-1.1: Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu một pha dùng máy biến áp

2 Tính toán các thông số về dòng điện, điện áp để lựa chọn các van bán dẫn công suất.

Ta có: Tải chiếu sáng bên thứ cấp của máy biến áp có thông số là 220VAC- 20W

Điện trở của tải là:P ĐM=U ĐM2

R ⇒ R= U ĐM2

P ĐM=

2202

Dòng điện hiệu dụng qua tải là: I d=I2=U2

220

2420=0,09( A)

Tỉ số máy biến áp là: K= I1

I2

=U2

U1

⇒ I1=I2× U2

U1

=0.09×220

220=0.09( A)

Þ Dòng hiệu dụng trong cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp bằng nhau

Dòng trung bình qua mỗi van IGBT là:

I VAV=1

T∫

0

T

2

I d=I d

2=

0 , 09

2 =0 , 045( A)

Dòng hiệu dụng qua van IGBT là:

I

RMS=√1

T∫

0

T

2

I d2dt= I d

0,09

√2 =0,06( A)

Với điều kiện van bán dẫn chỉ được làm mát bằng tản nhiêth đối lưu tự nhiên ta chọn được van công suất là:

I V=3 × IRMS=3 ×0,06=0,18 ( A)

Điện áp van công suất là:

U ng max=U0=220 (V )

 U V=(1,6 →2) ×U0=¿(1,6→ 2¿× 220=(352 → 440) (V ).

B Mô phỏng, phân tích kết quả trên PSIM

1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý trên phần mềm PSIM

a Mạch nguyên lý

Hình 1: Sơ đồ nguyên lý

b Mạch điều khiển

Hình 2: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển

2 Mô phỏng kiểm tra dạng sóng và giá trị hiệu dụng của điện áp nguồn cấp vào mạch.

Hình 3: Dạng sóng điện áp nguồn

Từ hình 3 ta thấy giá trị điện áp trung bình cấp vào mạch U0=220(V )

3 Mô phỏng kiểm tra dạng sóng điện áp nguồn, dòng điện, điện áp trên tải, dòng điện và điện áp trên các van công suất khi tỉ số đóng  = 0,5.

 Dạng sóng điện áp nguồn

Hình 4: Dạng sóng điện áp nguồn

 Dạng sóng điện áp trên tải:

Hình 5: Dạng sóng điện áp trên tải

 Dạng sóng dòng điện trên tải

Hình 6: Dạng sóng điện áp trên tải

 Dạng sóng điện áp và dòng điện trên các van công suất:

Hình 7: Dạng sóng dòng điện trên van V1, V2

Hình 8: Dạng sóng dòng điện trên van V3, V4

Hình 9: Dạng sóng điện áp trên van V1, V2

Hình 10: Dạng sóng điện áp trên V3, V4

4 Điền thông tin vào bảng sau

 Theo lý thuyết ta có:

Dòng điện hiệu dụng qua tải là: I d=U2

220

2420=0,09( A)

Điện áp hiệu dụng trên tải là: U d=U2=220(V )

 Theo thực nghiệm:

Hình 11: Dạng sóng của điện áp và giá trị hiệu dụng trên tải

Hình 12: Dạng sóng của dòng điện và giá trị hiệu dụng trên tải

TT

Tỷ số đóng

()

Kết quả tính toán Kết quả mô phỏng

1 0,5 220 0,09 220 0,09

5 Thiết kế sơ đồ nguyên lý trên phần mềm Proteus

Hình 13: Sơ đồ nguyên lý trên proteus

KẾT LUẬN

Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu đề tài Cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn đến nay chúng em đã hoàn thành bài tiểu luận môn học Qua đây một phần nào giúp chúng em được hiểu rõ về ứng dụng của các linh kiện công suất trong quá trình học tập và làm việc trong thực tế sau này

Chúng em xin bày tỏ lòng cảm ơn tới các thầy cô, cán bộ thuộc Khoa điện – điện tử Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên đã trang bị kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiện cứu

Xin chân thành cảm ơn!

Hưng yên, ngày 16 tháng 01 năm 2024 Sinh viên thực hiện

Phạm Thị Lành

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Giáo trình: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT – Biên soạn: Ths.Nguyễn Đình Hùng – Khoa Điện – Điện Tử_ĐHSPKT HY

2 Tài liệu: THUYET MINH DTKH – Đ – ĐT – NGUYEN DINH HÙNG.pdf

3 Nguồn tài liệu INTERNET:

- https://www.youtube.com/watch?v=FfEn9gdQv5I&t=2493s (Do Duc Tri)