Báo cáo bài tập lớn môn Điện tử công suất phần i chỉnh lưu hình tia 1 pha không Điều khiển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường Đại Học Giao Thông Vận TảiKhoa Điện – Điện Tử BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Môn: Điện Tử Công Suất GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Võ Thanh Hà... LỜI CẢM ƠNTrong thời gian là

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải

Khoa Điện – Điện Tử

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

Môn: Điện Tử Công Suất

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Võ Thanh Hà

LỚP: Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa 1- Khóa:63

NHÓM: 06

Tên Sinh Viên Mã Sinh Viên Nhiệm Vụ

Trần Văn Huy 221632726 Nội dung, Mô

Phỏng,báo cáo Hoàng Văn Sang 221632776 Làm báo cáo, slide Nguyễn Quốc Đạt 221632689 Làm báo cáo, slide Nguyễn Đình Quốc 221632771 Làm báo cáo, slide Dương Nguyễn

Quốc Anh

221632656 Làm báo cáo, slide

Hà Nội, ngày 28 tháng 04 năm 2024 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 4

PHẦN I.CHỈNH LƯU HÌNH TIA 1 PHA KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 5

1 Đối với tải R 5

1.1 Cơ sở lí thuyết 5

1.1.1.Nguyên lí làm việc: 5

1.1.2.Tính toán các thông số: 6

1.2.Kết quả mô phỏng 6

1.2.1.Sơ đồ mô phỏng 6

1.2.2.Hình ảnh kết quả mô phỏng 7

1.2.3.So sánh kết quả tính theo lí thuyết và mô phỏng 8

1.3.Nhận xét: 8

2 Đối với tải R,L 8

2.1.Cơ sở lí thuyết 8

2.1.1.Nguyên lí làm việc: 9

2.1.2.Tính toán các thông số: 9

2.2.Kết quả mô phỏng 10

2.2.1.Sơ đồ mô phỏng 10

2.2.2.Hình ảnh kết quả mô phỏng 11

2.2.3.Tính toán kết quả theo lí thuyết 11

2.2.4.So sánh kết quả tính theo lí thuyết và mô phỏng 12

2.3.Nhận xét: 12

3 Đối với tải R,L,E 13

3.1.Cơ sở lí thuyết 13

3.1.1.Nguyên lí làm việc: 13

3.1.2.Tính toán các thông số: 14

3.1.3.So sánh kết quả tính theo lí thuyết và mô phỏng 14

3.2.Kết quả mô phỏng 15

3.2.1.Sơ đồ mô phỏng 15

3.2.2.Hình ảnh kết quả mô phỏng 16

3.2.3.So sánh kết quả tính theo lí thuyết và mô phỏng 17

3.3.Nhận xét: 17

PHẦN II BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC(BUCK) 18

2.1.Cơ sở lí thuyết 18

2.1.1.Nguyên lí hoạt động 18

2.2.Yêu cầu và tính toán thông số mạch 20

2.2.1.Thông số yêu cầu mạch thiết kế: 20

2.2.2.Tính toán chọn linh kiện 20

2.3: Kết quả mô phỏng 20

2.3.1.Sơ đồ mạch mô phỏng 20

2.3.2.Kết quả mô phỏng 21

2.4.Nhận xét 21

KẾT LUẬN 22

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian làm bài tập lớn, chúng em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo của thầy cô, gia đình và bạn bè Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Võ Thanh Hà, Bộ môn Điện tử công suất của khoa Điện – Điện Tử, Trường đại học Giao Thông Vận Tải, đã tận tình hướng dẫn, định hướng chúng em trong suốt quá trình làm bài tập lớn

Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các giảng viên tại trường Đại học GTVT nói chung, các thầy cô trong bộ môn kĩ thuật Điều khiển và

Tự động hóa nói riêng đã tận tình giúp đỡ cho chúng em tìm hiểu về các kiến thức liên quan đến chủ đề, giúp chúng em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện cho chúng em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN I.CHỈNH LƯU HÌNH TIA 1 PHA KHÔNG ĐIỀU KHIỂN.

1 Đối với tải R

1.1 Cơ sở lí thuyết

a,Sơ đồ nguyên lí b,Dạng sóng

1.1.1.Nguyên lí làm việc:

● Nửa chu kì dương(0<θ<π): điện áp vào U2 có điểm A dương(+), điểm B âm(-) Lúc này diode D phân cực thuận và dẫn điện Dòng điện đi từ điểm Aqua diode rồi đi qua Rt rồi về cực âm B

=>Điện áp đặt lên tải là: 𝐮𝒅(𝐭)= 𝐮𝟐(𝐭) = 𝐔𝟐 𝐬𝐢𝐧 𝛉 (V)

=>Dòng điện đi qua tải và van D là:𝐢𝐝(𝐭) = 𝐢𝐃(𝐭) = 𝐮𝐝/𝑹 =

( 𝑼𝟐/𝑹 )𝐬𝐢𝐧 𝛉(A)

● Nửa chu kì âm(π<θ<2π): Điện áp vào U2 đổi cực tính, điểm A âm (-), điểm

B dương (+), dẫn đến diode phân cực ngược nên không có dòng điện chạy qua tải

=>Dòng điện qua tải và van là: 𝐢𝐝(𝐭) = 𝐢𝐃(𝐭)=𝟎 (A)

2

2

=>Điện áp đặt lên tải là: 𝐮𝒅(𝐭) = 𝟎 (V)

=>Lúc này diode phải chịu điện áp ngược cực đại Ungmax= 𝐔𝟐

● Các chu kì tiếp theo diễn ra hoàn toàn lặp lại như trên

⮚ Điện áp đầu vào cực đại là:

⮚ Giá trị trung bình của điện áp qua tải là:

2 Đối với tải R,L

2.1 Cơ sở lí thuyết

=2*220=311,12V

a, Sơ đồ nguyên lí b, Hình dáng dòng điện,điện áp chỉnh lưu

2.1.1.Nguyên lí làm việc:

Khi có thêm tải L thì khi diode dẫn thì dạng điện áp U2và Ud giống nhau nhưng đối với dòng điện có tính cảm khi điện áp về 0 thì dòng vẫn dương do tính chất trễ pha so với điện áp.

dây được nạp năng lượng(năng lượng được tích lũy trong từ trường của tải).

● Xét trong khoảng bán kì âm: (π<wt<2π):

tục xả năng lượng duy trì sự dẫn điện của diode D, do đó Vd= V2<0 Dòng id tiếp tục giảm cho đến khi wt2= landa thì cuộn dây xả hết năng lượng và diode khóa lại.

● Các chu kì tiếp theo diễn ra hoàn toàn lặp lại như trên.

2.1.2.Tính toán các thông số:

Cho R=30ohm, L=0,1H, điện áp chịu đựng của Diode là 0,8(V)

⮚ Điện áp tức thời :

πt (V)

⮚ Điện áp hiệu dụng đầu vào:

U2=220(V)

⮚ Điện áp đầu vào cực đại là:

⮚ Giá trị trung bình của điện áp là:

2.2.2.Hình ảnh kết quả mô phỏng

2.2.3.Tính toán kết quả theo lí thuyết

● Điện áp trung bình qua tải là: π] * (1-cos λ)

Để tính λ ta giải phương trình siêu việt như sau:

3 Đối với tải R,L,E

3.1 Cơ sở lí thuyết

a, sơ đồ nguyên lí

=2*220=311,12V

3.1.1.Nguyên lí làm việc:

=>Id=0 và Vd=E

từ từ đến giá trị max và cuộn dây được nạp năng lượng

nhưng do tải có tính cảm L nên Vd tiếp tục giảm và dòng điện cũng giảm

● Xét trong khoảng bán kì âm: (π<wt<2π):

tục xả năng lượng duy trì sự dẫn điện của diode D, do đó Vd= V2<0 Dòng id tiếp tục giảm cho đến khi wt3= landa thì cuộn dây xả hết năng lượng và diode khóa lại.

● Các chu kì tiếp theo diễn ra hoàn toàn lặp lại như trên

3.1.2.Tính toán các thông số:

Cho R=2ohm, L=20mH, E=100(V), điện áp chịu đựng của Diode là 0,8(V)

⮚ Điện áp tức thời :

πt (V)U2(t)=2002sin 100

⮚ Điện áp hiệu dụng đầu vào:

U2=200(V)

⮚ Điện áp đầu vào cực đại là:

● Giá trị trung bình của điện áp là:

Với α=wt1; β = wt3

● Giá trị trung bình của dòng điện là:

Id =( Vd-E) / R (A)

● Điện áp ngược cực đại là:

3.1.3.So sánh kết quả tính theo lí thuyết và mô phỏng

Từ số liệu cho trên ta tính được các thông số sau:

U2max=2002=282,84(V)

Ungmax= 2V2 + E (V)

✔ Xác định β:

Β là nghiệm của phương trình i(ωt ) =0 Bấm máy ta được β = 3.85[rad]

⮚ Điện áp trung bình qua tải là:

⮚ Dòng điện trung bình qua tải là:

3.2Kết quả mô phỏng

3.2.3.So sánh kết quả tính theo lí thuyết và mô phỏng.

Kết quả tính theo

lí thuyết

Kết quả mô phỏng

Ungmax= 2V2 + E =2*220+100

PHẦN II BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC(BUCK)

VL= Ug- Vo=L*diL/dt

ΔIL( đóng) = ( Ug- Vo) DT/ L

● Xét khi khóa V khóa: năng lượng được tích lũy trong cuộn dây sẽ xả qua tải đi qua diode dẫn dòng

ΔVo = T* ΔIL / 8C = [(1-D)Vo] / [8LCf^2]

Độ nhấp nhô điện áp ngõ ra:

2.2.Yêu cầu và tính toán thông số mạch

2.2.1.Thông số yêu cầu mạch thiết kế:

✔ Điện áp vào chọn nguồn 48V DC

● Tụ lọc C:

=>Chọn tụ có giá trị 100uF, việc chọn tụ này đảm bảo mạch có khả năng lọc tốt nhiễu và duy trì điện áp ra ổn định.

2.3: Kết quả mô phỏng

2.3.1.Sơ đồ mạch mô phỏng

2.3.2.Kết quả mô phỏng

2.4.Nhận xét

Từ việc xác định các thông số yêu cầu cho mạch đến việc chọn linh kiện và thực hiện mô phỏng Kết quả mô phỏng đã cho thấy sự gần đúng so với các tính toán được thực hiện trước đó

KẾT LUẬN

Sau những ngày làm việc, mạch đã đã hoàn thành đúng tiến bộ và về

cơ bản hoàn thành được các yêu cầu chức năng đã đặt ra ban đầu Thông qua việc hoàn thành bài tập lớn, chúng em đã tích lũy được thêm nhiều kiến thức thực tế về mạch công suất nói chung và mạch nguồn nói riêng Cảm ơn cô Võ Thanh Hà đã tạo cho chúng em niềm say mê học tập, tìm tòi kiến thức mới Thầy cô còn giúp chúng em hoàn thiện các kĩ năng mềm như kĩ năng thuyết trình, làm việc nhóm, làm slide, báo cáo … Do vốn kiến thức còn hạn hẹp nên việc thực hiện ý tưởng còn nhiều hạn chế, nếu có gì sai sót, chúng em mong thầy cô đưa ra những nhận xét đánh giá cho bài làm của chúng em ngày một hoàn thiện hơn Chúng em xin chân thành cảm ơn!