THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT.. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT... THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT... Trong đó XK1 dùng đ
Trang 1THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG IV
TRANG : 34
1 Sơ đồ mạch lắp linh kiện
3 Mạch in :
Hình IV.5
Sơ đồ lắp đặt linh kiện
Trang 2THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG IV
TRANG : 35 Hình IV.6
Sơ đồ mạch in
Trang 3THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG IV
TRANG : 36
-E +E
uS2
uS1
utai
itai
IkichS1
ic
uc
0
0
0
0
0
0
0
0
t
t
t
t
t
t
t
t ukich
Thời gian khoá của S2 Thời gian khoá của S1
Trang 4THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG IV
TRANG : 37
Trang 5THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG VI
Hình VI.1
Mô hình thí nghiệm
Công tắc nguồn Đèn báo nguồn
Max Mix
Tải Trở Tải Cảm Tải Động Cơ
R1 R2 R3
R
+ -
CHƯƠNG CUỐI (QUÍ ĐỘC GIẢ TỰ ĐÁNH SỐ CHƯƠNG)
I GIỚI THIỆU MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM
Mô hình thí nghiệm được lắp đặt các vị trí như hìnhVI.1
Nguồn AC
Mô hình gồm:
- Thiết bị đo : một đồng hồ đo vôn, một đồng hồ đo dòng
- Nguồn : nguồn DC (300V) có đèn báo nguồn, nguồn AC dùng để sử dụng cho thiết
bị đo bên ngoài như dao động ký
- Các linh kiện dùng cho mạch của bài thí nghiệm : SCR1, SCR2 : dùng để đóng ngắt trong mạch thí nghiệm, L1, C1: dùng để thí nghiệm trong bài1 (mạch băm xung một chiều tắt cưỡng tức bằng điện áp ), L2, C2 : dùng để thí nghiệm trong bài2 (mạch băm xung một chiều tắt cưỡng tức bằng điện dòng), D1, D2, D3, R1, R2, R3, R : dùng để sử dụng trong cả hai mạch
- Xung kích : gồm hai xung kích : xung kích 1 (ký hiệu XK1), xung kích 2 (ký hiệu XK2) Trong đó XK1 dùng để kích cho mạch của bài một (mạch băm xung một chiều tắt cưỡng tức bằng điện áp )
- Biến trở chỉnh : ký hiệu VR dùng để thay đổi độ rộng xung
- Tải : gồm tải trở thuần, tải cảm, tải động cơ
II CÁC BÀI THÍ NGHIỆM
Mục đích của các bài thí nghiệm là để giúp cho sinh viên hiểu rõ các vấn đề đã được học trong phần lý thuyết về SCR, cách đóng và ngắt nó trong điện áp một chiều phẳng Từ kết quả của những bài thí nghiệm này, người thí nghiệm có khả năng phần biệt được : Sự giống và khác nhau giữa lý thuyết và thực tế
Phân biệt các tải : tải trở thuần, tải động cơ, tải cảm
1
D3 SCR1
SCR2
D1
D2
L1 L2
C1
C2 XK1 XK2
Công tắc XK
Trang 6THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG VI
BÀI 1: MẠCH BĂM XUNG TẮT CƯỠNG BỨC BẰNG ĐIỆN ÁP
A GIỚI THIỆU :
Đây là mạch biến đổi điện áp một chiều DC1 sang điện áp một chiều DC2
DC1 DC2
DC1 = 300VDC : điện áp một chiều không thay đổi và được nắn từ điện áp xoay chiều không đổi
DC2 là điện áp có giá trị trung bình thay đổi, tuỳ thuộc vào việc điều chỉnh núm chỉnh (VR) để thay đổi độ rộng xung kích cho SCR Ứng với mỗi sự thay đổi này sẽ làm cho mạch thí nghiệm tạo ra một giá trị điện áp trung bình tương ứng, tải sẽ nhận giá trị điện áp trung bình DC này để thay đổi đặt tính tải (thay đổi độ sáng đối với tải trở thuần như bóng đèn, thay đổi tốc độ n đối với tải là động cơ) Chính sự thay đổi này khi đo bằng dao động ký sẽ thấy những dạng sóng khác nhau
B MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA BÀI THÍ NGHIỆM :
Mục đích :
Giúp cho sinh viên thí nghiệm :
Nắm được nguyên tắc đóng ,ngắt SCR bằng phương pháp điện áp ngược
Hiểu được sự thay đổi điện áp trung bình DC ở ngỏ ra của mạch bằng cách thay đổi xung kích ở các cực cổng G1,G2
Có khả năng điều khiển và phân biệt được các loại tải : tải trở thuần, tải cảm, tải động cơ thông qua dạng sóng đo được
Để có cơ sở phân biệt những ưu khuyết điểm của mạch này với các mạch, thay đổi điện áp trung bình DC ở ngỏ ra, khác
Phân biệt các dạng sóng theo lý thuyết và trong thực tế
Yêu cầu :
Sinh viên thí nghiệm cần chuẩn bị trước khi thí nghiệm:
Về kiến thức :
Những phương pháp đóng ngắt SCR
Biết cách sử dụng dao động ký
Phân biệt các loại tải
Nắm vững nguyên tắc an toàn
Về thiết bị :
Dây nối
Dao động ký
C NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH (HÌNH VI.2)
Bộ Băm xung
Trang 7THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG VI
Mạch sử dụng hai SCR1 (ký hiệu S1) và SCR2 (ký hiệu S2), chúng đóng (dẫn) khi có xung dương được cấp ở XK1 (xung kích 1) Trong mạch có tụ điện C, D, L dùng để chuyển mạch
Khi nguồn một chiều E đã được cấp, trạng thái ban đầu : S1 và S2 đều bị khoá (tức chưa có xung kích ở cực cổng) thì không có bất kỳ một dòng điện nào chạy qua tải Để mạch hoạt động một cách hợp lý thì đầu tiên cho tụ C nạp bàng cách cho xung điều khiển vào cực cổng của S2, lúc này mạch điện hình VI.2 tương đương như hìnhVI.3: tụ điện C sẽ được nạp theo đường E_ Rt _ C _ S2 _ E và dòng ic giảm dần theo hàm mũ từ giá trị đầu E/Rt
Các quá trình chuyển mạch
Sau một khoảng thời gian, tụ C được nạp tới điện áp E của nguồn, nhưng thực tế khi dòng điện tải giảm dưới mức duy trì của S2 thì dòng điện ngưng
Khi có xung điều khiển vào cực cổng của S1, làm S1 đóng mạch như hình VI.4, lúc này tụ C phóng điện qua S1 - L –D1 – C và được nạp ngược lại Điện áp trên tụ tăng dần theo chiều ngược lại và cuối cùng, điện áp trên nó sẽ là uc = -E do có sự xuất hiện dao động LC Dao động LC trong mạch sẽ nạp vào tụ C và nó chỉ kéo dài trong một nửa chu kỳ (vì D1 ngăn dòng điện ngược) Lúc này nếu cho xung để mở S2, thì S1 sẽ chịu điện áp ngược uc = -E làm S1 ngưng dẫn (trạng thái chuyển từ hình VI.4hìnhVI.3)
Gọi chu kỳ băm là T: T = T1+T2
Thời gian đóng mạch của S1 là T1 : T1 = T
Thời gian ngắt mạch của S1 là T2 =T –T1 và tỷ số chu kỳ là D = T1/T
Gía trị trung bình của điện áp tải :
Hình VI.2
Sơ đồ băm xung tắt cưỡng bức bằng
B
A
E=300V
D1
XK1 Rt
L
R4
R3 XK2
R2 R1 C
D2
S1
S2 +
E
S1
S2
Rt
C
+
E
S2 Rt
L C
S1
D1 +
Trang 8THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG VI
ut , it
DU Udt T U
DT
0
1
Bằng cách làm biến đổi tỷ số chu kỳ D (trong khi giữ cho tần số không đổi T=const)
ta có thể điều chỉnh được giá trị trung bình của điện áp một chiều đặt trên tải
D TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
a Trong trường hợp Rt là tải trở thuần (bóng đèn)
1 Lắp mạch như hình vẽ (Hình VI.2)
2 Nối cực dương của nguồn một chiều E (300V) với điểm A, cực âm với điểm
B của mạch động lực (Hình VI.2)
3 Nối G1, K của mạch xung kích trên mô hình với cực G và cực K của S1 của mạch (Hình VI.2), tương tự nối G2, K với cực G, K của S2
4 Mắc đồng hồ đo dòng nối tiếp với tải, đồng hồ áp song song với tải
5 Điều chỉnh núm (VR) về vị trí nhỏ nhất (min)
6 Kiểm tra mạch trước khi bật nguồn
7 Bật nguồn 300V và nguồn tạo xung kích
Điều chỉnh núm VR và chọn ra 3 vị trí khác nhau (từ min đến max), ứng với mỗi vị trí hãy:
-Ghi nhận các giá trị dòng điện và điện áp trên đồng hồ đo
Ứng với mỗi loại tải hãy ghi trên mỗi bảng như sau:
Các vị trí chỉnh của VR Mức chỉnh VR1 Mức chỉnh VR2 Mức chỉnh VR3 Giá trị dòng điện đọc được
trên đồng hồ
Giá trị điện áp đọc được
trên đồng hồ
-Dùng dao động ký để đo và vẽ dạng sóng điện áp, dòng điện vào các hình dưới đây tại các vị trí sau :
Ghi chú : đo dạng sóng dòng điện chính là đo dạng sóng điện áp trên các
điện trở tương ứng
Trên tải:
Giải thích sự khác nhau của dạng sóng trên tải tại 3 vị trí đã chọn của núm chỉnh
(VR)
t
E
-E
0 +2E
-2E
Bảng 1: vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện
trên tải
Trang 9THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG VI
Bảng 4: vẽ dạng sóng dòng điện trên S1vàS2
Trên tụ:
Giải thích sự khác nhau của dạng sóng trên tụ tại 3 vị trí đã chọn của núm chỉnh (VR)
Giải thích sự khác nhau của dạng sóng trên S1, S2 tại 3 vị trí đã chọn của núm chỉnh (VR)
Căn cứ vào dạng sóng đo được hãy so sánh giá trị điện đọc được trên đồng hồ với giá trị tính bằng công thức sau:
Giá trị trung bình của điện áp tải :
u
t
uc ,ic
0 -E
E +2E
-2E
t
0
E
-E +2E
-2E
us1 ,us2
Trên S1, S2
:
t
0
E
-E +2E
-2E
is1 ,is2
Tr
Bảng 2: vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện
trên tụ
Bảng 3: vẽ dạng sóng điện áp trên S1và
S2
Trang 10THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG VI
T0
T
T
D 0 Hình VI.5
Dạng sóng băm xung
DU Udt T U
DT
0
1
Trong đó D : tỷ số chu kỳ
U = E = 300V
b Thay tải trở thuần Rt bằng tải cảm
Tiến hành thí nghiệm tương tự như các bước 2 đến 8 ở trên
c Thay tải trở thuần Rt bằng tải động cơ
Tiến hành thí nghiệm tương tự như các bước 2 đến 8 ở trên
Chú ý : nhớ mắc diode D2 vào mạch như hình vẽ đối với tải cảm và tải động cơ
E Câu hỏi :
1 Tại mỗi vị trí giải thích sự khác nhau về dạng sóng diện áp trên tải của 3 loại tải : tải trở thuần, tải cảm, tải động cơ
2 So sánh giá trị điêïn áp vừa tính với giá trị đọc được trên VOM
3 Mạch trên SCR đóng ngắt bằng phương pháp nào ? Căn cứ vào mạch đã lắp để giải thích
4 Hiện tượng gì xảy ra khi mất xung kích S1?
5 S1 và S2 khi tải hoạt động, linh kiện nào chịu dòng nhiều hơn?
T
Trang 11THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG VI
BÀI 2:MẠCH BĂM XUNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP DÒNG ĐIỆN
A GIỚI THIỆU :
Đây là mạch biến đổi điện áp một chiều DC1 sang điện áp một chiều DC2
DC1 DC2
DC1 = 300VDC : điện áp một chiều không thay đổi và được nắn từ điện áp xoay chiều không đổi
DC2 là điện áp ra có giá trị trung bình thay đổi tuỳ theo ta điều chỉnh biến trở VR để thay đổi độ rộng xung
B MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA BÀI THÍ NGHIỆM:
Mục đích:
Giúp cho người học :
Nắm được một phương pháp đóng ngắt SCR khác
Để có cơ sở phân biệt những ưu khuyết điểm của mạch này với mạch khác
Phân biệt được sự khác nhau giữa các tải : tải trở thuần, tải cảm, tải động cơ
Yêu cầu :
Sinh viên thí nghiệm cần chuẩn bị trước khi thí nghiệm :
Về kiến thức :
Những phương pháp đóng ngắt SCR
Biết cách sử dụng dao động ký
Phân biệt các loại tải : tải trở thuần, tải cảm, tải động cơ
Nắm vững nguyên tắc an toàn
Sự hoạt động của mạch dao động LC
Về thiết bị :
Dây nối
Dao động ký
C NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH (HÌNH VI.5).
Bộ Băm xung
Hình VI.6
Rt
XK1
R3
R2 R1
D3
B
A
XK2
S2
S1
D2 D1
-L
E=300v
+
Sơ đồ mạch băm tắt cưỡng bức bằng dòng điện
