Thiết kế và thi công bộ thí nghiệm Điện tử công suất 2

HỘ — GIỚI HAN ĐỀ TẢI, Vải để tài măng tính thực tiễn ,vấn để thực hiện việc thiết kế, thì công và xây dưng mô hình cũng như bài thực tập của nhóm hoàn chính thát sự có những ứng dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG DAI HOC SU’ PHAM KY THUAT

THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

HGMUIIE

ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP NGÀNH LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

THIET KE VA THI CONG

BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUÁT

GVHD: VU DO CƯỜNG SVTH: TRAN DUNG

HUYNH DANG TUAN

'

SKLOC

TP Hồ Chí Minh, thang 03/2000

KHOA : ĐIỆN _ ĐIỆN TỬ

Sinh viên thực hiệu: TRẤN DŨNG

HUỲNH ĐĂNG TUẤN

Lớp : 95KĐĐ

Giáo Viên hướng dẫn : VŨ ĐỖ CƯỜNG

TP HO CHÍ MINH 03 ~2000

XtL00\31Z

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

'TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỘC LẬP _TỰ DO_ HẠNH PHÚC

KHOA: ĐIỆN _ĐIỆN TỬ

TET KE VA THE CONG BO THENGHIEM DIEN TU CONG SUAT

2 Cúc xổ liệu ban đều :

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ :

(ký tên và ghỉ rõ họ,tên) Ngay \H thang 42 năm \Q 84

CHỦ NHIỆM BỘ MON

(ký tên và ghi rõ họ,tên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRUONG DAI HQC SU PHAM KỸ THUẬT

KHOA : ĐIỆN ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ

NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viền : TRẤN DŨNG

HUỲNH ĐĂNG TUẤN

Ngày - thắng — năm 2000

Giáo viên hướng dẫn

BO GIAO DUC VA ĐÀO TẠO

TRUONG DAI HQC QUOC GIA TP.HCM

TRUONG DAI HOC SU PHAM KY THUAT

KHOA : ĐIỆN_ ĐIỆN TỬ

NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT

HO VÀ TÊN SINH VIÊN : TRAN DUNG

HUỲNH ĐĂNG TUẤN

KHÓA ‡ 1995 ~ 2000

LỚP 3 9SKDD

GIÁO KIÊN DUYỆT LUẬN VĂN:

Nhận Yết của Giao Viền duyệt :

Ngày — tháng năm 2000

GIÁO VIÊN DUYỆT

a

LOI C\M TA

Nhóm thực hiện xin chan thank cam on

© Qui thấy cô Wong truong bai Hoc Su Pham

Kỹ Thuật

© Qui thiy cé trong Khoa Điện - Điện Tử

Đã dạy dỗ, truyền đạt cho chang em những kiến

thức, kinh nghiệm quí báu để chúng em làm hành trang

vào đời

Chân thành cảm ơn thầy Vũ Đỗ Cưỡng đã tận

tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian

làm luận án tốt nghiệp

Xin cám ơn các bạn sinh viên trong khoa đã giúp

đỡ chúng tôi trong thời gian thực hiện đẻ tài

Nhóm thực hiện

LOI NOI DAU

Chúng ta đang bước vào thế ky 21, thế kỷ của những tiến bộ về khoa học kỹ thuật

Sự tiến bộ của kỹ thuật sẽ giúp thay đổi toàn bộ cuộc sống của chúng ta Trong giai đoạn công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, VIỆT NAM muốn phát triển một cách vững mạnh thì phải chú trọng đến việc đầu tư cho giáo dục Trong đó, nghành giáo dục cần phải nâng

cao chất lượng lẫn số lượng đào tạo

Muốn nâng cao chất lượng dục đòi hỏi chúng ta phải đầu tư, phát triển các mô

hình dạy học Mô hình dạy học giúp giảm chí phí đào tạo và nâng cao chất lượng giảng

dạy, Học sinh có địp làm quen với các mô hình giống với các hệ thống điều khiển trong

thực tế, đo đó có thể rút ngấn được khoảng cách giữa lý thuyết và thực tế

Do vậy các Trường học nói chúng, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật nói riêng

đang đầu tí, phát triển vác công cụ dạy học mang tính chất mn6 phỏng nhằm giúp cho sinh

viên lĩnh hội kiến thực mộc cách thấu đáo thông qua phư2ng pháp trực quan Qua đó, người

bọc có thế phát triển và vận dụng các kiến thức đã hợc mót cách hiệu quả nhất theo những yêu cầu cụ thế hiện nay trong những khu chế xuất, các nh máy cũng như trong các lĩnh

vực có liên quan về điện,

Để đạp ứng phần nào nhu câu trên, trong khuôn khổ của luận vấn tốt nghiệp, nhóm

thự hiệu xin tiến hành để tài : "THIẾT KẾ VÀ THỊ CÓNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN 'TỬ CÔNG SUẤT"” Mục đích của để tài là xây dựng mô hình thí nghiệm giúp sinh viên

hiểu rõ hơn về các linh kiện bán dẫn công suất cũng như các ứng dụng của nó thông qua

việc tiến hành các thí nghiệm trên bộ thí nghiệm này Đồng thời, trên cơ sở mô hình dụng

cụ dạy học, nhóm thực hiện cố gắng xây dựng các bài thực tập để sinh viên cũng cố lại các

bài học lý thuyết Nội dung của mô hình là sử dụng các linh kiện điện tử công suất như

thyristor, diode làm thay đổi điện áp một chiều để điều khiển tải dùng trong công suất

lớn Trong thực tế kỹ thuật, đặc biệt là lĩnh vực điều khiển, vấn đẻ thay đổi điện áp một

chiêu là một vấn đẻ thường gặp Chúng ta cần thay đổi điện áp để điều khiển tốc độ động

cơ một chiều, điều khiển độ sáng của đèn điện v.v Khi nắm được các ứng dụng trên, sinh

viên sẽ thấy được tầm quan trọng trong bài học để có thể vận dụng chúng vào thực tiễn sau

khi học xong

Với sự giúp đỡ tận tình của thây hướng dẫn Vũ Đỗ Cường, Nhóm thực hiện cố gắng

thực hiện tốt nhiệm vụ được giao Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế, thời gian và kinh

phí thực hiện còn quá hạn hẹp nên nhóm thực hiện sẽ không tránh khỏi những nhằm lẫn và

thiếu sót, kính mong được sự góp ý của quý thầy cô cũng như các bạn sinh viên để để tài

hoàn thiện hơn

“THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT _ _ Son PHAN DAN NHAP |

thiết bị dạy học, mô hình dạy học phù hợp cho từng đối tượng đào tạo

Đứng trước những yêu câu thực tiễn trên, Nhóm sinh viên chúng em xin thực

hiện để tài mô hình dạy học °" BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT '”

Mục đích của Nhóm thực hiện là xây dựng dụng cụ dạy học ,bài học thực tập cho xinh viên của Khoa Điện Qua đó giúp cho sinh viên hiểu rỗ về các linh kiện điện tử

công suât và các tap dụng của nó

HỘ — GIỚI HAN ĐỀ TẢI,

Vải để tài măng tính thực tiễn ,vấn để thực hiện việc thiết kế, thì công và xây

dưng mô hình cũng như bài thực tập của nhóm hoàn chính thát sự có những ứng dụng

rong eat trong các Trường Kỹ Thuật, Đó là điêu mà nhóm thức hiện mong muốn đạt

‘Tom lại nội dung thực hiện bao gồm ;

e _ Khảo sát mạch điều khiển điện áp bằng cách thay đổi độ rộng xung

« — Thiết kế và thi công mạch điều khiển điện áp một chiều bằng phương

pháp thay đổi biến đổi độ rộng xung

e _ Thiết kế và thi công mô hình dạy học, xây dựng các bài thực tập dựa

trên mô hình

Ngoài ra nhóm thực hiên vẫn chưa thực hiện được mô hình điều khiển cho một

đối tượng tải bất kỳ bằng vòng kín để nâng hiệu quả trong ứng dụng thực tế

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Việc vận dụng môn điện tử công suất trong các ứng dụng để điều khiển các loại

tải khác nhau là vấn để không còn mới mẻ nhưng tính mới mẻ của để tài được thể hiện

ở chổ :

XÂY DUNG ĐƯỢC MÔ HÌNH DẠY HỌC SỬ DỤNG CÁC LINH KIỆN BÁN

DẪN CÔNG SUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRỰC QUAN GIÚP CHO SINH VIÊN

KHOA ĐIỆN THÍ NGHIỆM

TRANG : 1

*THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT _ — _ PHẪN CƠ SỞ LÝ LUẬN |

I THỂ THÚC NGHIÊN CỨU:

1 Thời gian nghiên cứu :

Quá trình nghiên cứu để tài được xem là một qui trình công nghệ hẳn hoi vì đòi hồi

phải tiến hành theo các khâu kế tiếp nhau bao gồm việc chọn để tài, biên soạn để cương,

thu thập dữ kiện, xử lý dữ kiện, viết công trình nghiên cứu

Luận văn tốt nghiệp được tiến hành thực hiện trong khoảng thời gian là 6 tuân :

Tuần 1 : Chọn để tài, chính xác hóa để tài, soạn đề cương, thu thập dữ kiện

và tài liêu liên hệ

"Tuần 3 : Biên soạn nội dung phẩn lý thuyết Thuần 3 - Thiết kế mạch trên giấy và tiến hành thí công, thử mạch

Thần 4 Thiết kế bàn thực tập Tuần š + Soạn bài thực tập cho mô hình đã thiết kế, Tuần 6 : Hoàn chỉnh mô hình, hoan thiện phán lý thuyết để in ấn và nộp Iwan van

3 Phương pháp thu thập dữ kiện :

Đây là giai đoạn quan trọng, sử dụng các phương pháp và phương tiện nghiên cứu

để thu thập các dữ kiện về để tài đã xác định Dữ kiện đã thu t:áp được sẽ là chất liệu để

hình thành công trình thực hiện để tài Vấn để là làm sao thu thập được dữ kiện đầy đủ,

chính xác, và phù hợp với nội dung nghiên cứu

“Trong phạm vi luận văn này người nghiên cứu sử dụng phương pháp tham khảo tài liệu để thu thập dữ kiện giải quyết để tài Việc tham khảo tài liệu giúp người thực hiện bổ sung thêm kiến thức, lý luận cũng như phương pháp mà những công trình nghiên cứu trước

đó đã xây dựng Nhờ đó người nghiên cứu tập trung giải quyết vấn dé còn tổn tại Tuy

nhiên việc nghiên cứu tham khảo tài liệu luôn bảo đẩm tính kế thừa và phát triển có chọn

lọc

3 Xử lý dữ kiện :

Các dữ kiện sau khi được thu thập chưa thể sử dụng được ngay mà phải qua quá trình sàng lọc, sửa chữa, phân tích khái quát thành lý luận Tài liệu được sử dụng là những tài liệu có chất lượng cao chủ yếu là tài liệu gốc nên bảo đẩm chính xác về nội dung dé

cập

4 Trình bày đồ án :

Đề tài tốt nghiệp được trình bày theo cấu trúc một tập đồ án tốt nghiệp để phù hợp

với nội dung và thời gian nghiên cứu đồng thời đáp ứng đúng yêu cầu về chương trình đào tạo của trường

Trình bày thành văn công trình nghiên cứu khoa học là giai đoạn hoàn thành nghiên

cứu, do đó không được xem đó là quá trình kỹ thuật mà là một quá trình sáng tạo sâu sắc

Chính việc nắm vững bút pháp trong nghiên cứu khoa học giúp người nghiên cứu làm sáng

tổ thêm những kết quả đạt được, phát triển chúng và có thêm những kiến thức mới

TRANG :2

Ì*THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG: SUẤT “._ PHẨN CƠ SỞ LÝ LUẬN”:

Il Co sé ly luận :

Đồ án tốt nghiệp thực chất là một quá trình nghiên cứu khoa học - quá trình nhận thức và hành động Quá trình này đòi hỏi phải có thời gian nhất định tương xứng với nội

dung của đối tượng nghiên cứu và tính chất phức tạp của vấn để nghiên cứu

Việc nghiên cứu khoa học giúp ta tìm ra cái mới Cái mới ở đây không những mang tính chủ quan của người nghiên cứu mà còn mang tính khách quan đối với xã hội Nghiên

cứu khoa học phải nhằm mục đích phục vụ xã hội, đáp ứng yêu cầu thực tiễn

Hoạt đông ngiên cứu khoa học muốn đạt kết quả tốt phải hội đủ các yếu tố:

Phường tiên, phương pháp, cơ sở vật chất, máy móc thiết bị, hình thức tổ chức Các

Ay có môi quan hệ hữu cơ vã phú hợp với đối tượng nghiên cứu

yếu tố

CÁC CƠ SỞ CHO VIỆC NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

1 kiến thức và năng lực người nghiền cứu :

Trong quả nình nghiên cứu và thực hiện để tái ngưới nghiên cứu cần phải cân nhắc

kỹ độ khả và độ phực tạp của để tài sao cho phù hợp với kh4 náng, kiến thức và năng lực

của npưði nghiền cửu,

Độ phức tạp của để tài thể hiện ở các mật : lĩnh vực nghiên cứu rộng hay hẹp, ở một

ngành hay liên nị \gành, đối tượng nghiên cứu là đông nhất hay khóng đông nhất Tuy nhiên

vần IHM ý của để tài không phụ thuộc vào độ phức tạp của nó Để tài hẹp chưa hẳn là để tài kém giá trị Mỗi để tài nghiên cứu khoa học có mó: phạm vi nhất định, phạm

vi này càng hẹp thì sự nghiên cứu càng sâu Độ khó của để tài nói lên tính vừa sức đối với

người nghiên cứu Do đó độ phức tạp của để tài thường có mối liền hệ tương hổ với độ khó

của nó

Kiến thức của người nghiên cứu (đây là điều kiện chủ quan ở người nghiên cứu)

Trước hết đó là vốn liếng, kinh nghiệm của người nghiên cứu

Giáo sư Hà Văn Tấn đã nhận xét : “Trình độ học sinh, sinh viên biện nay không cho

phép họ ngay từ đâu chọn được dé tài nghiên cứu Vì vậy phải có sự gợi ý của thây cô

giáo ” Mỗi để tài nghiên cứu khoa học có những yêu câu nhất định của nó Người nghiên cứu cần nắm vững nội dung, phương pháp nghiên cứu phù hợp với để tài, nói khác đi đề tài nghiên cứu phẩi mang tính vừa sức

Người nghiên cứu phải thể hiện năng lực nghiên cứu khoa học bao gồm việc nắm

vững lý thuyết cơ bản của khoa học trong lĩnh vực nghiên cứu của mình, nắm được mức độ nhất định về sự phát triển và tiến bộ thuộc lĩnh vực nghiên cứu Có như thế mới chọn được

để tài có giá trị, Trong tình hình tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện nay trên thế giới, khối

lượng thông tin khoa học gia tăng với qui mô lớn và nhịp độ nhanh đòi hồi người nghiên

cứu phải tham khảo tài liệu nước ngoài Để thực hiện được vấn dé này người nghiên cứu

người nghiên cứu khoa học cần có số vốn ngoại ngữ nhất định

Thể hiện lòng ham mê khoa học và quyết tâm nghiên cứu tìm tòi chân lý

TRANG : 3

THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT PHẦN CƠ SỞ LÝ LUẬN |

2 Vấn đề thực tiễn :

Người nghiên cứu phải coi thực tiễn làm cơ sở, là động lực của nhận thức Ang - ghen viết : “Khi xã hội có những yêu cầu kỹ thuật thì xã hội thúc đẩy khoa học hơn mười

trường đại học” Mặt khác thực tiến cũng là tiêu chuẩn để kiểm tra nhận thức

'Thực tế là những sự việc có thật, những tình hình cụ thể, những vấn để đã hoặc chưa

được giải quyết trong cuộc sống Người nghiên cứu với kinh nghiệm bản thân trong công

tác hàng ngày thường thấy được các mặt của vấn để, các mối quan hệ phức tạp, các diễn

biến, phương hướng phát triển của sự vật từ đó có định hướng thích hợp giải quyết đề tài

Chính thực tiễn giúp người nghiên cứu tìm thấy vấn để một cách cụ thể Người

nghiên cứu phải xem thực tiễn cao hơn nhận thức ( lý luận ) vì nó có ưu điểm không những

nh biện thực trực tiếp Hỗ (Chủ Tịch cũng đã dạy : “Học tập thì theo nguyên tắU kinh nghiệm và thực tiễn phải đi cũng nhau”,

có tính phố biền mà còn có

Để Tài thực biện mang tính thực tiễn, nội dung của đề tái là có thật, phát triển từ thịá tế khái h quan

Có thể nói hầu như mọi công ưình nghiên cứu điều cá giá trị thực tế của nó, chỉ

khác nhau ở mu độ ít nhiều, phục vụ trước mắt hay láu đái, gián tiếp hay trực tiếp

Ä Tác động của điều kiện khách quan đến việc thực hiện để tài :

Trang quá trình nghiên cứu thực hiện để tải người nghiên cứu là yếu tố chủ quan gop phần quan trọng đến kết quả còn đối tượng nghiền cứu, ph:z2sg pháp nghiên cứu kể cả

phương tiện nghiên cứu, thời gian nghiên cứu cùng những người cộng tác nghiên cứu và

người hưởng dẫn nghiên cứu là những điều kiện khách quan ảnh hưởng trực tiếp đến việc

nghiên cứu và kết quả nghiên cứu Người nghiên cứu càng nắm chắc các yếu tố khách quan

đó bao nhiêu thì kết quả nghiên cứu càng được khẳng định bấy nhiêu

TRANG :4

Chuong I

GIOI THIEU CAC

LINH KIEN BAN

DAN

“THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIÊM ĐIỆN TỪ CÔNG SUẤT _ CHƯƠNG I

CHUONG I: GIGI THIEU CÁC LINH KIỆN BAN DAN

I DIODE

1 Cấu Tạo

Diode được cấu tạo bởi tỉnh thể Silicium hay Germanium, gồm 2 lớp bán dẫn P_N có

sự nhạy cảm với nhiệt, điện và quang Diện tích mặt ghép có khi đạt tới hàng chục cm”

Mật độ dòng điện 10A/mm” và khi diode cho dòng định mức chẩy qua, điện áp rơi trên

Hình L1 Câu tạo và ký hiệu cáa diode

3 Nguyên lý hoạt động

Khi ta ấp lên cực Anode (A) của diode một điện áp cao hơn ở cực Cathode (K) thì

dhoáde bất đầu dẫn và cho dòng chạy qua Thường khi diode dẫn thì U¿y =0.7V

Khi ta tác động lên diode một điện áp xoay chiéu thi % chu ky dương của điện áp

nyudn, diode được phân cực thuận cho đồng chạy quá, ở chế đó này là bảo hoà (ON)

Trong 12 chủ kỳ âm của nguồn, diode được phân cực ngược trở thanh vật cách điện gọi là

chế độ khoá (OFE)

a Từ chế độ ON sang OFF (Hình L.2a)

Khi Vụ >V«, nhiều điện tử từ vùng N vượt qua mặt ghép J sang vùng P để đến cực

dương của nguồn Nếu diode bị đặt dưới điện áp ngược (ám) các điện tử đang có mặt 6

vùng P quay trở về vùng N Sự đi động quay trở về này của các điện tử tạo nên dòng điện

ngược chạy qua diode từ K đến A, trong khoảng thời gian ngắn nhưng cường độ lớn hơn

nhiều so với dòng điện ngược bình thường Cường độ này lúc đầu thì lớn rồi suy giảm và

sau một khoảng thời gian, nó giảm xuống bằng 0 Thời gian này gọi là Tozz(turn offtime)

và được tính bằng ps

b Tờ chế độ OFF' sang ON (hình I.2b)

Diode dang ở chế độ khoá, dòng điện ngược rất nhồ, không đáng kể Nếu diode được

đặt đưới điện áp thuận, dòng điện cũng không thể đạt giá trị U/R ngay mà phải sau một

khoảng thời gian (ký hiệu Ton) để các điện tích đa số đồng loạt di động

Chú ý : khi điện áp nguồn biến thiên ở tần số cao vào khoảng f = 100khz thi diode

bình thường sẽ không còn chế độ khoá nữa

[ THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TT” GƯƠNG

Quá Trình Quá Độ của Diode :

Hình L3 dưới đây cho ta thấy được dạng sóng thể hiện quá trình quá độ của Diode

Sơ đồ và các dạng sóng của diode

3 Đặc tuyến volt_ ampe của diode

“THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT, _` CHUONG I

4 Các thông số kỹ thuật cơ bản để lựa chọn diode

-Dòng điện định mức lạm (A)

-Điện áp ngược cực đại Ung max

-Điện áp rơi AU (V)

-Chất bán dẫn chế tạo để có điện áp thêm (U y) và Uemax

-Dòng điện bảo hoà nghịch l,

Công thức tính :

Khi Uax > Uy thi y= 1,67" (12)

Khi Ugx < OV thi y= by (13)

%, Tổn hao trong diode

“Tổn hao do dòng điện thuận (l) Tan hav do dòng điện ngược (2)

“lấn hao do chuyển mạch 4)

(1, CI có giá trí tổn hao lớn và thường tinh wn bang dựa vào tuyến tính hóa từng,

đoạn đặc tình VÀ của diode

Đổi với nhành đặc tỉnh thuận của diode được tính băng biểu thức

Uy Wa gid ti sut dp ban dau cda diode

Up la là giá trị áp và dòng tức thời chiều thuận của diode,

Công suất tốn hao trung bình của diode trong một chủ kỹ :

Ty lạ là dòng điện trung bình và hiệu dụng đi qua diode

Đối với nhánh đặc tính theo hướng ngược của diode thì biểu thức tính như sau :

Với u„y : là giá trị tức thời của điện áp ngược

Công suất tổn hao trung bình trong một chu kỳ là :

T

Pa filggingdl =IygUn ng'ng + GU? 1-8)

0

Upp, Ung là giá trị trung bình và hiệu dụng của điện áp ngược trén diode

6 Ung dung ciia diode

~ Trong các mạch chỉnh lưu

~ Là nhiệm vụ ghim áp trong mạch

I TRANSISTOR CÔNG SUẤT

1 Cấu tạo

“Transistor được cấu tạo bởi 3 lớp bán dẫn như hình vẽ :

“TRANG : 7

[THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIÊM ĐIỆN ‘TU CONG SUAT CHƯƠNG I

Về cấu tạo được xem nhu hai diode ghép nguge (hinh 1.24) Transistor sé din dién

Khi nó được cũng cấp điện thế các cực, lúc đó diode BE được phán cực thuận và diode BC được phản cực nghịch

Cấu tạo của transistorvẽ bằng diode

Transistor PNP về cấu tạo được xem như hình I2b Nó sẽ dẫn khi được cung cấp điện

thế các cực và lúc này điode BE được phân cực thuận, diode BC được phân cực nghịch

Liu ý : Không nhất thiết hai diode nối tiếp ngược nhau thì hiện được chức năng của

'Transistor Vì khi đó không có tác dụng tương hổ lỗ nhau của hai tiếp giáp P-N

Transistor loại NPN Ở chế độ khuếch đại thì :

L=Bh

Vee =Vee —IeRe

3 Đặc tuyến làm việc của Transistor

a Đặc tuyến tĩnh :Uce =f(lc)

Để cho khi Transistor dẫn, điện áp sụt bên trong có giá trị nhỏ và phải cho nó làm

làm việc ở chế độ bảo hoà, tức là ly phải đủ lớn để 1, cho điện áp sụt Vạ; nhỏ nhất

TRANG : 8

[ THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIEM ĐIỆN TỪ CÔNG SUẤT CHUONG I

Đặc tuyến tĩnh của transistor

bh, Đặc tuyển ngô vào : l/Uụ

Đặc tryển l/U,¿ có dạng giống như đác tuyến của diode, sau khi điện thế Up; tăng

đến trị số điện thể t Uy thì bất đâu có dòng điện Í, và dòng điện lạ cũng tăng lên theo hàm số mũi như đồng điện lý của diode, Cứ mỗi điện thé Uye thi dòng điện ly có trị số khác nhau

0 Uy Umax Ube Hình L9

Đặc tuyến ngỏ vào của transistor

c Đặc tuyến ngô ra : 1/U,

` Khi điều chỉnh nguồn Vạ thì dòng điện I tăng nhanh và sau khi đặt trị số I„ = BI, thì gần như I, không thay đổi mặc dù Vee tip tuc tang cao Muốn dòng điện I, tăng cao hơn thì phải tăng phân cực B để có lạ tăng cao hơn, khi đó dòng I, sé ting theo Vee trén đường đặc

tuyến cao hơn

Hình I.10 Đặc tuyến ngô ra của transistor

TRANG : 9

[THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TU CONG SUAT CHƯƠNG I

4, Các thông số kỹ thuật cia Transistor

a Độ khuyết đại dòng điện Ø:

Độ khuyết đại dòng điện B của Transistor

thật ra không phải là một hằng số Bmax

mà j có trị số thay đổi theo đòng điện l

Hình I.11

Đặc tuyến khuếch dai dong

Khi dòng điện L, nhỏ thì thấp, dòng điện J, ting thi 8 tăng đến giá trị cực đại ma nếu tiếp tục tầng 1, đến mức báo hoà thì fb lai giấm

bà Điện thể giới hạn

Điện thể đánh thủng BV (Bieakdown Voltage) là điện thế ngược tối đa đặt vào giữa

cấu cấp €W0, nền quá điện thể này thì Transistor sẽ bị hư

có bà loại dién the git han:

* BVecgo điện thể đánh thủng giữa C và E khi cực B b4

* BVcwo điện thể đẳnh thủng giữa cực C và B khi cực E hở,

* BVyxo điện thể đánh thủng giữa E và B khi cực C hở

* Loa điện áp Uce khi Transistor dan dòng bảo hoa

œ Dòng điện giới hạn :

Đồng điện qua Transistor phải được giới hạn ở một mite cho phép nếu quá trị số này

thi Transistor sẽ bị hư

"Tạ có leux là dòng điện tối đa ở cực C và Isma„ là dòng điện tối đa ở cực B

d Công suất giới hạn :

Khi có dòng điện qua Transistor sẽ sinh ra một công suất nhiệt làm nóng Transistor,

công suất sinh ra được tính theo công thức :

Pr=lc Uce

Mỗi transistor đều có một công suất giới hạn gọi là công suất tiêu tán tối đa Pbmax

(Dissilution) Nếu công suất sinh ra trên BỊT lớn hơn công suất Ppmux thì BỊT sẽ bị hư

e Tân số cắt :

Tân số cắt (f cut-off) là tần số mà BJT hết khả năng khuếch đại, lúc đó điện thế ngồ

ra bằng điện thế ngỏ vào

5 Tổnhao BỊT

“Trong lúc chuyển mạch, điện áp trên các cực và dòng điện của BỊT lớn, tích của điện

ấp với dòng điện và thời gian chuyển mạch tạo nên tổn hao năng lượng trong một lần chuyển mạch Công suất tổn hao chính xác do chuyển mạch là hàm số của các thông số

của mạch phụ tải và đạng biến thiên của dòng điện gốc

6 Ungdung:

* Dùng để làm nhiệm vụ khuếch đại trong các mạch khuếch đại

* Lam nhiệm vụ đóng, ngắt trong các nguồn xung

Tom lại BJT rat thong dung va có mặt trong hầu hết các mạch điện

TRANG : 10

THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ CÔNG SUẤT ` CHƯƠNG 1

II THYRISTOR

1 Cấu tạo và ký hiệu : _

“Thyristor được viết tắt là SCR (Silicon Controlled Rectifier), gồm bốn lớp ban dan Py N; P2 Natao thành như hình vẽ :

Cẩu tao va ký hiệu của

3, Nguyên lý lâm việc

Khi đạt Thị nxtee dưới điện áp một chiếu, Anode nối v42 cực đương, Cathode nối vào

củ âm của nguền, thì lị, 1y được phần cực thuận còn 1; bị pöán cực ngược Khi này toàn bộ

điện áp đặt lên wat ghép J2 Điện trường nội tại E; của Jz có chiều từ N¡ hướng P¿ Điện

trường ngoài tác động cùng chiều với E¡ vùng chuyển tiếp cũng lä vùng cách điện càng mở

tông ra, không có dòng điện chấy qua Thyristor, mặc đù aó bị đát dưới điện áp thuận

a MéThyristor

Nêu tạ đưa một xung điện áp dương Vg (dương so với K) tác động vào cực cổng (gate), các điện tử từ N; chạy sang P; Khi này, một số ít của chúng chảy vào nguồn Vg đồng thời lúc này hình thành đồng điện điều khiển Ig chạy theo hướng G-wlạ -> K.->G Còn phân lớn điện tử, chịu sức hút của điện trường tổng hợp của mặt ghép J;, lao vào vùng chuyển tiếp này, chúng được tăng tốc độ động năng cũng lớn lên, bẻ gãy các liên kết của

nguyên tử Si, tạo nên những nguyên tử tự do mới Số điện tử mới được giải phóng này lại

tham gia bắn phá các nguyên tử Si trong vùng chuyển tiếp Kết quả của phản ứng dây

chuyển này làm xuất hiện ngày càng nhiều điện tử chảy vào Nị qua P¡ và đến cực dương của nguồn điện ngoài gây nên hiện tượng dẫn điện ào ạt, J; trở nên mặt ghép dẫn điện, bắt

đầu từ một điểm đó ở xung quanh cực G rồi phát triển ra toàn bộ mặt ghép với tốc độ

Sơ đô mach SCR điển hình

Hình trên là một phương pháp mở Thyristor đơn giản

Khi nhấn S¡(nối Rụ với cực cổng) thì Thyristor mở khi ly >= lạ

TRANG: 11

Ï THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TU CONG SUAT CHUONG I

'Và thường lấy Iạ=(1.1+1.2)1„u Điện trổ Rị được tính là :

Ri = 100 +1000@

“Trong đó Iạạ là giá trị cho đồng điều khiển ghỉ trong sổ tay tra cứu Thyristor

Tám lại Thyristor ma Khi: Vax >1V va Ip >= Ips,

Thời gian mở tạ là thời gian cẩn thiết để thiết lập dòng điện chính chẩy qua

Thyristor, tính từ thời điểm phóng dòng Ig vào cực điều khiển và thời gian kéo dài khoảng,

10ps

b Khéa Thyristor

Mỗi một khi Thyristor dã mở thì nó không phù thuộc vào dòng I„ nữa Để khóa

Thyristor, có hai cách :

ầm giảm giá trị đồng điện lầm việc xuống dưới giá trị dòng duy trì lu

* Đặt một điện áp ngược lên Thyristor (thường xử dụng )

Khi Vày < 0v thì lị, Jị phần cực ngược còn 1; phán cực thuận Các điện tử, trước thời

điểm đáo cực tĩnh Vay, đăng có mật tại Pị, Nụ, Pạ, giờ đáo chiếu hành trình, tạo nên dòng

điện nghệ chảy từ Cáthoxle về Anode, VỀ cực âm của nguộn điền áp ngoài

Nhĩ hình tá thấy từ tạ đến tị, dòng ngược khá lớn , sáu 32 1; rồi J; trở nên cách điện Còn lại một ít điện tử bị giữ lại giữa hai mat ghép J, va J n tượng khuếch tán sẽ làm

chủ chủng mắt dẫn đi cho đến hết, đồng thời 1; khôi lại tính chất của mặt ghép điều khiển

Thời gian t„ được tính từ khi bắt đầu xuất hiện dòng ngược (t¿) cho tới dòng điện uguise bing 0(G), trong khoảng thời gian này nếu nó đư đất điện áp Vụ thuận,

lên 'Thyristor, thì Thyristor cũng không mở, tọ kéo đài trong khoảng vài chục Hs

Thyristor mé +Vax —> Thyristor khóa

TRANG: 12

“THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG 1

3 Đặc tuyến Volt-Ampe của Thyristor

UW)

Hinh 1.15

Đặc tuyến volt = amjpe của Thyrist0r

Pac myén Volt -Ampe của Thyristor gồm 4 đoạn :

Đoạn 1 : Ủng với wang thái Thyristor khóa, chỉ có dong điện rò chạy qua

‘Vhyristor Khy U tng lên đến Uạy (điện áp chuyển wang thai ) - quá trình bắt đầu tăng

trưởng nhanh chóng của dòng điện, Thyristor chuyến sáng trạng thái mỡ

Đoạn 2 : Giai đoạn này là giai đoạn phân cực thuận cú4 Thyristor Trong đó, mỗi lương tàng trưởng nhỏ của dòng điện ứng với một lượng giảm lớn của điện áp đặt lên 'Thynstor

Đoạn này được gọi là điện trở âm

Đoạn 3 : Ứng với trạng thái mở của Thyristor Khi này cả ba mặt ghép đều được

phân cực thuận Lúc này giá tri dong chy qua Thyristor chỉ còn phù thuộc vào điện trở của

mạch ngoài và điện áp rơi trên Thyristor khoảng 1V Thyristor được giữ ở trạng thái mở khí dòng điện I vẫn lớn hơn dòng duy trì (lu)

Đoạn 4 : là trạng thái Thyristor bị đặt dưới một điện áp ngược và In; bằng vài chục

mA Nếu U = U; thì Thyristor bị hư

4 Những tổn hao của Thyristor

* Tén hao do dòng điện thuận khi Thyristor ở trạng thái mở và khóa

* Tén hao do đồng điện ngược

1 Une, Uy lan lượt là khoảng thời gian, giá tri điện áp trung bình, điện áp hiệu dụng

mà điện áp đặt trên nó là điện áp thuận

tạ, 11a gid trị tức thời của điện áp và dòng điện khi Thyristor bị khóa

TRANG : 13

THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHUONG I

5 Các thông số cơ bắn cần quan tâm để chọn Thyristor

* Dòng điện thuận định mức Ima,

Nếu giá trị qua Thyristor lớn hơn giá trị I„a„ thì nó sẽ bị hư

* Điện áp ngược cực đại Uagmax

Đây là điện áp lớn nhất mà Thyristor chưa bị đánh thẳng Nếu Thyristor có

Ung> Ungmax thi nd bi hồng

* Điện áp rơi AU (V)

* Dòng điện điều khiển cực G (mA)

Để Thyristor có thể dẫn điện trong trường điện thế Ua thấp thì phải có dòng điện

kích cho cực cổng (gate) Dùng lu, là trị dòng kích nhỏ nhất đủ để điều khiển Thyristor

dẫn điện và dòng lo» còn tùy thuộc vào công suất của Thyristor, nếu Thyristor có công

suất căng lớn thì lau càng lớn Thông thường, lcma từ 1 đến vài chục mA,

*'Tốc đô tầng dòng điện dưới (A/05)

*# Tất

# Đăng điện tò Lụ anA)

6 Hảo vệ quả điện ấp

Thyristor rat nhay cdim với điện áp quá lớn so với điền áp định mức (gọi là quá điện

ip)

điện dp du/dt (V/s)

Có hai loại nguyên nhân gây nên quá điện áp :

Nguyên nhân bên trong : đó là sự tích tụ điện tích trøng các lớp bán dẫn Khi khoá thyristor bing điện dp ngược, các điện tích nói trên đổi ngược lại hánh trình, tạo ra dòng

điện ngược trong khoảng thời gian rất ngắn (hình I.194) Sự biến thiền nhanh chóng của

dòng điện ngược gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm Do đó giữa

anode và cathode của thyristor xuất hiện quá điện áp

Nguyên nhân bên ngoài : những nguyên nhân này thường xảy ra ngẩu nhiên như khi

cắt không tải một máy biến áp trên đường dây, khi một cẩu chì bảo vệ nhảy, có sấm sét

Để bảo vệ quá điện áp người ta thường dùng mạch RC, chúng được mắc như hình I.16b :

Chương II

KHAO SAT PHAN

DONG LUC

“THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ˆ_ˆ CHƯƠNG II

CHUONG 11: KHAO SAT PHAN DONG LUC

1 GIGI THIRU VE DONG CO BIEN MOT CHIEU

Trong thời đại ngày nay, hầu hết các dây chuyển sản xuất đang dẫn dẫn được tự động

hóa bằng cách áp dụng các kỹ thuật tiên tiến của khoa học kỹ thuật Tuy thế, động cơ điện

một chiều vẫn được coi là một loại máy quan trọng Nó có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy máy được dùng nhiễu trong các nghành công nghiệp có yêu cầu cao về điều

chỉnh tốc độ như cán thép, hÌm mỏ, giao thong van tdi

1, Cẩutạo:

Đông cơ điện một chiểu gỗm hai phần : Phin tinh (stator) va phần quay

(reter)

Phân tình là phần đứng yến của máy Nó thưởng bao gồm các bộ phận sau :

Củ từ chính - là bộ phận sinh ra từ trường chính wong vỗ máy, gồm có lõi sắt

cục từ và đây quấn kich từ lống ngoài lõi sắt cực tư Lõi sất cực từ làm bằng,

những là thép kỹ thuật điện hay thép cacbon đzy 0,5 + J mm ép chit Iai với nhau

Cue từ phụ : được đặt giữa các cực từ chính va dung để cải thiện đổi chiều giúp

cho máy điện làm việc không có tỉa lửa xây ra giữa chối điện và vành đổi chiều

Loi thép cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt

dây quấn

~—_ Gông từ: dùng để làm mạch từ nối liễn các cực từ, đồng thời làm vỏ máy

~_ Các bộ phận khác như Nắp máy để bảo vệ, Cơ cấu chổi than

Phần quay gồm có những bộ phận sau :

—_ Lõi sắt phần ứng : dùng để dẫn từ, thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện

day 0,5 mm được phủ lớp cách điện và ghép chặt lại với nhau

— Day quấn phần ứng : là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy qua Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép

— Các bộ phận khác như cánh quạt dùng, để quạt gió làm nguội máy, irực máy để

đặt lõi sắt phân ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi

2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiéu :

Động cơ điện một chiễu là một thiết bị biến đổi năng lượng của dòng một chiều

thành cơ năng Trong quá trình biến đổi đó, một phần năng lượng của đòng xoay chiều bị tiêu tần do các tổn thất trong mạch phân ứng và trong mạch kích thích Phần còn lại là

năng lượng được biến đổi thành cơ năng trên trục động cơ

- Khi cho đồng điện một chiều chạy vào dây quấn kích thích và dây quấn phần ứng sẽ

sinh ra từ trường ở phần tĩnh Từ trường này tác dụng tương, hỗ lên đòng điện trong dây

quấn phần ứng tạo ra momen tác dụng lên rotor và làm rotor quay Nhờ có vành đổi chiều

nên dòng điện một chiều được chỉnh lưu thành dòng xoay chiều đưa vào dây quấn phần

TRANG: l5

riết KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIEM ĐIỆN TỪ CÔNG SUẤT CHƯƠNG II

ứng Điều này làm lực từ tác dụng lên thanh dẫn đây quấn phần ứng không bị đổi chiều và

làm động cơ quay theo một hướng

Công suất ứng với momen điện từ đưa ra đối với động cơ gọi là công suất điện từ và

ly: dong điện phần ứng

Eu: suất điện động phần ứng,

3, Đặc tính cơ và đặc tính tốc độ của động cơ điện một chiều kích từ độc

lập,

Đặc tính cự của động cơ điện là quan hỆ giữa hai thong số : tức độ quay của trục và

momen do déng cơ xinh rà rong quá trình làm việc ở ưang thái định mức Đặc tính cơ cho

phép tà đănh giả khả năng chịu tải cũng như nấm được khả náng lam việc của động cơ khi

dụng để tuyển tải Đặc tính tốc độ @() thể hiện mối quan b£ giữa tốc độ góc với dòng

điện trong mạch chính của nó Đặc tính tốc độ cho phép ta đánh giá kha nang chịu tải của đồng cơ qua đồng điện của nó

Hình I2

Đặc tính cơ và đặc tính tốc độ của động cơ điện một chiêu kích từ độc

TRANG : 16

[ Triết KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CỘNG SUẤT CHƯƠNG II

ñ lốc độ quay của động cơ,

Us dién ap dat vào động cơ

R- tổng trả trên phần ứng

1: đồng điện chạy trong phần ứng

M: momen cla d6ng co

è : từ thông dưới một cực từ chính

Kẹ :hệ 0 động phụ thuộc vào cấu tạo

Kụ : hệ số momen của động cơ

CHIEU

1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ

n

( THIẾt KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ CÔNG SUẤT CHƯƠNG II

Phương pháp điều chỉnh này có phạm vi điều chỉnh D = 10/1 Ưu điểm của phương

này là giữ nguyên đặc tính của đường đặc tính cơ

Sơ đề diều chỉnh tốc độ bằng phương pháp t£m điện trở phụ

Theo sơ đồ trên, ta có :

Sơ đồ điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp giảm từ thông

'Với phương pháp này, ta chỉ có thế giảm từ thông do trong thiết kế lạ gần định mức,

È gần ở bảo hoà Nếu tăng Ix, ở cũng không tăng bao nhiêu Nhưng khi giảm lụ , $ giảm rất nhiều Khi giảm từ thông thấp hơn giá trị định mức, tốc độ động cơ tăng lớn hơn tốc độ

cơ bản,

TRANG : l8

gat KE VA THI CONG BO THÍ NGHIÊM BIEN TU CONG SUAT, : CHUONG II

bam > $1 > 2

Dep <j < Nz Khi giảm từ thông, tốc độ tăng lên rất cao và tốc độ này có thể làm hồng động cơ,

nên thông thường người ta chi cho phép np = 3nam

Sơ dỗ điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp rẽ mạch phẫn ứng

Phương trình đặc tính cơ của phương pháp này :

=k Udm _Ru+kRnt M Keg “KeKmg?

Rss

Rss+ Rat

Với phương pháp này, ta có thể điều chỉnh được tốc độ nhỏ hơn tốc độ cơ bần,

tổn thất năng lượng thấp và điều chỉnh tốc độ nhảy cấp

TRANG: 19

Chuong III

KHAO SAT MACH

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN

ÁP BẰNG CÁCH THAY ĐỔI ĐỘ

- RỘNG XUNG

LLTHIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG II

CHƯƠNGD : KHẢO SÁT MẠCH ĐIÊU KHIỂN ĐIỆN ÁP BẰNG CÁCH

THAY ĐỔI ĐỘ RỘNG XUNG

1 Giớithiệu

Bộ băm xung một chiểu có thể coi như là bộ biến đổi DC/DC mà điện áp biến đổi được đầm nhận bằng các linh kiện bán dẫn công suất Nhiệm vụ chính của nó là thay đổi

điện áp ra theo yêu cầu điều chỉnh hoặc ổn định điện áp ra tải Băm xung một chiều được

sử dụng nhiều trong các thiết bị như động cơ điện một chiều, các bộ phận nung đốt bằng

điện trở, các cơ cấu điện từ, mạch ổn áp dải rộng Van thích hợp với băm xung một chiểu

là các loại mà điều khiến được cá quá trình mở và khoá van, do đó thường dùng Transistor (hing eve, MOSFET, IGBT) Khi cần công suất ra tắi lớn (dòng điện và điện áp cao) ta

phải đùng dén Thyristor Vi Thyristor 1a mOt lình kiên bán dẩn công suất có thể chịu được

dông điện qua nồ tất lân và cho phép điện áp ngược đát lên nó khá cao

Để mạch băm xung hoạt động thì các phần tử đóng vai tro lá van đóng mở phải được

điều khiến bằng các xung kích rong thời gian thích hợp Trong bâu hết các linh kiện đóng

mi bàn dân công suất, việc đồng cắt được thực hiện băng cách đưa tín hiệu thích hợp vào

chân điều khiển Đôi với thyristor thì điều này không thể thực hiện được vì cực cổng chỉ có

tế dụng trong việc kích mở thyristor mà thôi Để tất thyristor khí đã dẫn trong nguồn DC,

ta phir thém vào các phần tử chuyển mạch để có được các điều kiện tất là đặt điện áp

ngược trên hài đầu thyristor hoặc làm cho dòng chạy qua nó bị

Bộ băm xung một chiều có thể chia thành ba loại cơ bản :

~_ Bộ băm có van mắc song song tải còn điện cảm mắc nối tiếp với tải (kiểu song song)

—_ Bộ băm dio dong

Hai loại băm này có ưu điểm là cho điện áp ra trên tải lớn hơn điện áp nguồn nhưng

nó không thích hợp với tải có công suất lớn nên ít được sử dụng

—_ Bộ băm có van và điện cắm mắc nối tiếp với tải (kiểu nối tiếp) :

Bộ băm này chỉ cho điện áp ra nhỏ hơn điện áp nguồn nhưng có ưu điểm sử dụng được cho tải có công suất cao, do đó nó thông dụng hơn

Trong phạm vi cuốn đồ án này, người thực hiện chỉ để cập đến bộ băm có van mắc

nối tiếp với tải Hoạt động của nó dựa trên nguyên tắc đóng ~ ngắt tải với nguồn theo chu

kỳ : trong một chu kỳ T (hình III.L), khoáng thời gian tạ cho van dẫn nên điện áp nguồn E

đưa thẳng ra tải, trong khong thời gian còn lại (T-t„) van hổ, làm điện áp trên tải bằng không Do đó điện áp trung bình một chiều ra tải là :

Theo biểu thức trên ta thấy để điều chỉnh được điện áp ra tải có thể thay đổi độc lập

to, T hoac đồng thời cả hai tham số này, thông dụng nhất là phương pháp thay đổi to trong

TRANG : 20

{ mmiết KẾ" 'VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CỘNG SUẤT _ CHUONG I }

khi giữ chu kỳ Tcố định Như vậy từ điện áp nguồn không đổi và liên tục, bằng cách “băm”

nó ra thành các xung, ta có thể điều chỉnh được điện áp ra

Để thiết kế hay khảo sát một bộ băm xung, người ta thường quan tâm đến các chế độ

đồng điện Theo nguyên lý hoạt động, trong khoảng thời gian van khóa, nguồn bị ngắt khỏi

tải, tuy nhiên do tấi có tính điện cảm nên dòng điện tải vẫn tiếp tục chẩy quẩn qua điôt Dạ

nhờ năng lượng tích lũy ở điện cảm này Căn cứ vào các tham số R, L, Eạ (sức điện động

bên trong tải) và khoảng thời gian ngắt nguồn (T-t,) mà dòng điện tải có thể tổn tại đến khi van dẫn trở lại (gọi là chế độ dòng điện liên tục ) hoặc sẽ tắt trước đó (chế độ dòng điện

gián đoạn)

Để biết được mạch hiện có đáng làm việc ở chế độ dòng điện nào cẩn dựa theo một

trong các điểu kiên giới hạn giữa hai chế độ này như sau :

& Theo thời giản van dẫn tụ +

Nếu Ea > Bag, thi dong dién gién doan

Néu Ey < Egg, thi dòng điện liên tục

Các biểu thức tính toán ở chế độ đồng điện liên tục :

Điện áp trung bình ra tải :

Dồng điện trung bình qua tải :

THIẾT KẾ VÀ THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT, CHUONG ut |

Các dạng sóng thể hiện như sau :

Qui luật biến thiên dòng điện tải i, :

THIẾT KẾ VA THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ CÔNG SUẤT, CHUONG I ©

Độ đập mạch dòng điện tải Al:

Apa EGBA)

R -a, Trị số trung bình của dòng điện qua điôt:

¡.Ê1d= ~b-a.b) ~Feq- ty

Trị sổ trung bình dòng điện quá van :

Cade bin thie tinh todn ở chế độ dòng điện gián đoạn :

Đồ thì làm việc của chế độ này như hình vẽ sau day

Các dạng sóng ở chế độ dòng điện gián đoạn

Điện áp trung bình ra tải :

U, ~#E+E,0~2)

¡ ngất nguồn aime đó tạ là khoảng thời gian sei dién tai còn tiếp tục chẩy kể từ khi ngất ng

öi tải và được xác định theo biểu thức sau :

TRANG :23

x 'THIẾT KẾ VÀ 'THỊ CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG II }

, “hls a si)

E~E,

We Fa ch)

R Giải đoạn từ t, đến T (hay đến Ú)

Giá trị dòng điện cực tiểu Im¡a tất nhiên bằng không

2 Giới thiệu bộ băm xung một chiểu tắt cưỡng bức băng điện áp

Giới thiệu sơ đồ mạch điện như sau :

Sơ đồ mạch băm tắt cưỡng búc bằng điện áp

Các dạng sóng trong quá trình chuyển mạch của sơ đồ trên được thể hiện như san:

TRANG : 24