Báo cáo thí nghiệm giải cơ sở Điện tử công suất bài 1 bộ biến Đổi Điện Áp dc dạng Đảo dòng

Cấu hình bộ đảo dòng trong bài thí nghiệm Mô hình mô phỏng trên PSIM: Hình 1.2.. Trường hợp γ=80% = 252oTín hiệu Ucharge Tín hiệu US1 Hình ảnh mô phỏng, thực nghiệm của U charge và U S1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA



BÁO CÁO THÍ NGHIỆM GIẢI CƠ SỞ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

LỚP: L11 - HK241 NGÀY NỘP: 2/12/2024 GIẢNG VIÊN: NGUYỄN BẢO ANH

SINH VIÊN THỰC HIỆN

BÀI 1

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP DC DẠNG ĐẢO DÒNG

MÔ HÌNH MÔ PHỎNG

Hình 1.1 Cấu hình bộ đảo dòng trong bài thí nghiệm

Mô hình mô phỏng trên PSIM:

Hình 1.2 Thiết lập mạch mô phỏng trên PSIM

Hình ảnh xung sóng mô phỏng:

Hình 1.3 Các dạng xung sóng U S1 (đỏ), U charge (xanh dương), U R (xanh lá) và U L (tím) mô

phỏng tại

Hình 1.4 Các dạng xung sóng I s (đỏ) và I t (xanh dương) mô phỏng tại

Nhận xét: It ≥ 0 vì mạch ở chế độ đưa năng lượng từ nguồn và luôn hoạt động ở chế độdòng liên tục Xung sóng của Ucharge có Ton ngắn hơn Toff và đối xứng với xung sóng US1.Điện áp ra thay đổi giữa +U và 0 nên Ut luôn luôn > 0

Hình 1.5 Các dạng xung sóng U S1 (đỏ), U charge (xanh dương), U R (xanh lá) và U L (tím) mô

Thông số nguồn đầu vào và tải mô phỏng:

- Công tắc S1 hoạt động tại (0o – 108o)

- Công tắc S4 hoạt động tại (108o – 360o)

Với góc kích = 252o

- Công tắc S1 hoạt động tại (0o – 252o)

- Công tắc S4 hoạt động tại (252o – 360o)

Mô tả cách chỉnh định mô hình mô phỏng:

Bước 1: Điều chỉnh Simulation control

-Ta có chu kì kích xung là 100Hz, ta chỉnh khoảng thời gian hiển thị bằng 3 lần chu kì,tức là 0.03s

Bước 2: Chỉnh góc kích để điều chỉnh T_on của điện áp xung kích S1

-Với γ= 20%, T_on = 20%T, S1 sẽ dẫn trong 20% chu kì T và sẽ không dẫn trong 80%

chu kì T còn lại

-Ta chỉnh thời điểm S1 dẫn là từ 0%T đến 20%T, tức là từ 0 độ đến 360*20=72 độ

-S4 sẽ hoạt động trong thời gian S1 không hoạt động, thời điểm S4 dẫn sẽ là từ 72 đến

360

*BẢNG SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM

(V) 6.35 7.71 9.22 10.57 12.51 13.96 14.47 16.32 17.57 18.48 19.95 21.09 22.30 (V) 26.14 25.85 25.47 22.31 18.78 16.26 14,87 12.23 11.96 10.63 9.51 7.00 5.78

Hình 1.7 Đo lường giá trị điện áp U charge và U S1 mô phỏng tại

Hình 1.8 Đo lường giá trị điện áp U charge và U S1 mô phỏng tại

HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM HÌNH ẢNH MÔ PHỎNG

Trường hợp γ=20% ( = 108o)

Tín hiệu Ucharge

Tín hiệu US1

Trường hợp γ=80% ( = 252o)

Tín hiệu Ucharge

Tín hiệu US1

Hình ảnh mô phỏng, thực nghiệm của U charge và U S1 :

Dạng sóng thí nghiệm trên dao động kí có một số sai lệch hoặc biến dạng do đặctính thực của mạch điện và nhiễu môi trường Tín hiệu nhiễu xuất hiện dưới dạng một

“tia” hay có lúc tín hiệu on/off không hiện rõ ràng, ngắn và dài hơn dự kiến, “tia” phóngngắn đi, ngược chiều,… thường là do các xung nhiễu tần số cao (tần số f ≈ 2 kHz), nhiễu

điện từ (EMI) từ môi trường xung quanh, nhiễu xuyên âm trong dây dẫn khi không đượcbảo trì kĩ, do sự đóng ngắt của linh kiện IGBT và nhiễu từ nguồn điện.

Hình 1.9 So sánh xung sóng U charge trong thí nghiệm và giả lập trên PSIM

Hình 1.10 So sánh xung sóng U S1 trong thí nghiệm và giả lập trên PSIM

Những xung này thường có thời gian lên và xuống rất nhanh, tạo ra dạng tín hiệugiống như các xung điện từ ngắn và mạnh trên màn hình máy hiện sóng Trong khi, dạngsóng mô phỏng trên PSIM thể hiện tín hiệu trong một mô phỏng lý tưởng hóa, không cónhiễu hoặc lỗi ngoài với các biên dạng xung gần như hoàn toàn vuông và không hề cóquá nhiều sóng nhiễu

BÀI 2

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP DC DẠNG TỔNG QUÁT

Mode 3

 Mạch mô phỏng

 Bảng số liệu mô phỏng

-5.31 -4.31 -3.3 -2.1 -1.3 4.07 4.07 4.06 3.86 4.09 8.12 7.6 7.12 6.62 6.5 2.81 3.31 3.81 4.52 8.31 9.8 9.92 9.96 9.98 9.97 -9.97 -9.97 -9.96 -9.98 -9.18

(%) 55 60 65 70 75 80

2.37 6.61 7.57 8.97 15.32 17.2514.64 13.57 11.95 10.02 8.74 6.2419.54 20.97 21.32 22.13 22.87 23.31

(%) = 20%

(%) = 80%

F(HZ)=380 và U AN

Bảng số liệu thí nghiệm (tải mất cân bằng)

f(Hz) = 380 và URA

F(HZ) = 420

F(HZ) = 30

 Bảng số liệu thí nghiệm (tải mất cân bằng)

- Thông số mạch:

+ Nguồn áp: Nguồn AC, điện áp 50(v), tần số 50(Hz)

+ SCR S1: góc kích: α÷180, tần số 50 (Hz)

+ SCR S4: ngược lại với S1; góc kích 0÷α và 180÷360, tần số 50(Hz)

+ Điện trở R=20(Ω)

+ Cuộn cảm L=25(mH)

Thiết lập mô phỏng :

+ Với tần số 50(Hz), để thấy 2 chu kỳ ta chọn thời gian mô phỏng là 0.04(s)

BẢNG SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM

BẢNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG:

Ucharge 13.98 14.10 14 13.8 13.2 12.46Us1 -15 -14.67 -14.61 -14.9 -13.5 -13.2

Nhận xét Ucharge từ Alpha bằng 0 đến Alpha bằng 20: Ban đầu giá trị trung bình

giao động quanh vị trí 13V sau đó khi ở tại Alpha bằng 20 thì Ucharge đã giảm đột ngột

và khi tới Alpha bằng 25 thì giá trị trung bình của Ucharge chỉ còn lại 0,51V

Tín hiệu Urmax-Urmin

Nhận xét Urs từ Alpha bằng 0 đến Alpha bằng 20: từ Alpha bằng 0 đến Alpha

bằng 20 thì đồ thị không có quá nhiều sự thay đổi

Trường hợp α=20

Tín hiệu U_charge

Nhận xét Ucharge từ Alpha bằng 20 đến Alpha bằng 80: dạng đồ thì cơ bản không

biến đổi nhiều, chỉ thay đổi về chu kì và biên độ điện áp

Tín hiệu Urmax-Urmin

Nhận xét Urs từ Alpha bằng 20 đến Alpha bằng 80: từ Alpha bằng 20 đến Alpha

bằng 25 thì dạng sóng là sóng sin nhưng khi đến Alpha bằng 30 thì sóng sin bị xén đi giống Ur.

Kết luận: Ở đồ thị Ucharge thì không có quá nhiều sự thay đổi về hình dạng chỉ có sự

thay đổi về biên độ điện áp, dạng đồ thị của Ul cũng giống với dạng đồ thị Ucharge về hình dáng Us1 thì bị xén đi 1 nửa phần âm và một nửa phần dương Ur và Urs ban đầu có dạng hình sin nhưng khi góc kích được tăng lên thì cả hai đồ thị đều bị xén đi phần âm.

BÀI 7

BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA ĐIỀU KHIỂN TOÀN PHẦN

Mode 1 pha – AC

 Mạch mô phỏng

 Số liệu mô phỏng

31.39 31.17 30.95 30.5 29.76 28.72 28.1 27.67 26.69 25.748.78 8.77 8.71 8.64 8.53 8.36 8.27 8.19 8.02 7.84

-15.94 -15.82 -15.77 -15.58 -15.19 -14.67 -14.38 -14.23 -13.59 -13.2

24.68 23.59 22.76 21.38 20.06 18.63 17.63 16.21 14.677.63 7.38 7.2 6.89 6.57 6.22 5.97 5.58 5.17-12.64 -12.14 -11.63 -11.08 -10.31 -9.69 -9.09 -8.51 -7.63

 Số liệu thực nghiệm

29.2 24.3 29.32 29 28.3 27.5 27.3 21.6 20.4 19.2-14.2 -14.8 -14.6 -14.5 -14.3 -14 -13.5 -12.2 -11.9 -11.4

(%) = 80%

BÀI 8

BỘ CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA ĐIỀU KHIỂN TOÀN PHẦN CÓ DIODE ZERO

MÔ HÌNH MÔ PHỎNG

- Nguồn An có biên độ 50V, f = 50Hz

- Trở R = 20 Ohm

- Cuộn cảm L = 25mH

URmin 0.17 0.17 0.27 0.135 0.27 0.135 0 0 -0.26 -0.27 -0.27 -0.27 -0.95 -1.22 -1.22 -1.89

BẢNG SỐ LIỆU MÔ PHỎNG

α (° ) 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

U charge 31.27 30.84 30.32 29.67 28.92 28.06 27.11 26.11 25 23.82 22.57 21.32 20 18.62 17.23 15.83

US 1 -15.63 -15.42 -15.16 -14.84 -14.46 -14.03 -13.56 -13.06 -12.5 -11.9 -11.29 -10.66 -9.99 -9.31 -8.62 -7.92 URmax 46.73 46.68 46.59 46.47 46.29 46.05 45.72 45.3 44.76 44.09 43.29 42.33 41.21 39.9 38.48 36.86

Trường hợp (α = 90°)

Tín hiệu (U charge )

Tín hiệu (U R )

Tín hiệu (U S1 )