Báo cáo thí nghiệm điện tử công suất 1 doc

Tr ng i h c Bách khoa Thành ph H Chí Minh Khoa i n- i n t B mơn i u n T - ng - Báo cáo thí nghi m I NT CƠNG SU T Sinh viên : L p : MSSV : Thành ph H Chí Minh, ngày 18 tháng t 2006 Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Bài 1: Trang 1-2 MÔ PH NG B BI N I CÔNG SU T BÁN D N B NG PH N M M PSIM I-MÔ PHỎNG BỘ CHỈNH LƯU TIA PHA ĐIỀU KHIỂN Các tham số Trị hiệu dụng áp dây nguồn Tần số áp nguồn Điện trở tải Cảm kháng tải Sức điện động Góc điều khiển chỉnh lưu Ký hiệu Up f R L E Mạch mô phỏng: Hình 1-1: S mơ ph ng http://www.khvt.com Đơn vị V Hz mH V độ Giá trị 380 50 150 50 45 Báo cáo thí nghi m i n t công su t Trang 1-3 a.Giản đồ áp chỉnh lưu dòng chỉnh lưu: Hình 1-2: Gi n dòng ch nh l u áp ch nh l u b.Giản đồ áp linh kiện dòng qua linh kiện: Hình 1-3: Gi n dịng linh ki n áp linh ki n http://www.khvt.com Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Trang 1-4 c.Giản đồ áp dòng pha nguồn: Hình 1-4: Gi n dịng áp pha ngu n Nh n xét : D ng sóng i n áp , dòng i n t i linh ki v i lý thuy t ã c h c , dòng t i liên t c ph ng d.Giá trị phân tích Fourier cho áp chỉnh lưu ud: Trị trung bình áp chỉnh lưu Ud {V} Biên độ hài bậc áp chỉnh lưu U1m {V} Hệ số méo dạng toàn phần THD {%} n phù h p 180.64 144 190.3 e.Giá trị phân tích Fourier cho dòng pha tải: Trị trung bình dòng pha tải Biên độ hài bậc dòng pha tải Hệ số méo dạng I1DC I1m THD {A} {A} {%} 65.41 1.017 90.89 f.Trị trung bình áp chỉnh lưu thay đổi góc điều khiển: Góc điều khiển Trị trung bình áp chỉnh lưu Ud Độ 30 45 60 90 {V} 256.59 221.65 180.64 127.32 52.28 g.Tính toán theo lý thuyeát Ud ( ) U cos U: trị hiệu dụng áp pha Góc điều khiển Trị trung bình áp chỉnh lưu Ud Độ 30 45 60 90 {V} 256.59 222.2 181.4 128.3 50 http://www.khvt.com Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Trang 1-5 h.Đặc tuyến Ud=f( ) 300 250 200 150 100 50 0 30 Hình 1-5: 45 60 90 c n Ud=f( ) Nh n xét : V i cách tính tóan b ng cơng th c mơ ph ng b ng Psim i n áp t i g n nh b ng Sai l ch nh gi a hai cách tính Psim ã lý t ng hóa thơng s cho linh ki n m ch mô ph ng gi ng nh lý thuy t Từ đồ thị suy giá trị để trị trung bình áp tải 100V 65 độ II- BỘ CHỈNH LƯU CẦU PHA ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN: Các tham số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Trị hiệu dụng áp dây nguồn Up V 380 Tần số áp nguồn f Hz 50 Điện trở tải R Cảm kháng tải L mH 50 Sức điện động E V 50 Góc điều khiển chỉnh lưu độ 60 Mạch mô phỏng: Hình 1-6: M ch ch nh l u c u i u n pha toàn ph n http://www.khvt.com Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Trang 1-6 a.Giản đồ áp chỉnh lưu ud dòng chỉnh lưu id Hình 1-7: Gi n áp ch nh l u dòng ch nh l u t i b.Giản đồ áp linh kiện uv1 dòng linh kiện iv1 Hình 1-8: Gi n dòng áp linh ki n c.Giản đồ áp dòng pha nguồn Hình 1-9: Gi n dịng pha ngu n d.Gía trị phân tích Fourier cho áp chỉnh lưu Trị trung bình áp chỉnh lưu Ud Biên độ hài bậc áp chỉnh lưu U1m http://www.khvt.com {V} {V} 171 Báo cáo thí nghi m i n t công su t Trang 1-7 Hệ số méo dạng toàn phần THD {%} III- BỘ CHỈNH LƯU CẦU PHA ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN: Các tham số Trị hiệu dụng áp dây nguồn Tần số áp nguồn Điện trở tải Cảm kháng tải Sức điện động Góc điều khiển chỉnh lưu Ký hiệu Up f R L E Đơn vị V Hz mH V độ Mạch mô phỏng: Hình 1-10: M ch ch nh l u c u pha i u n hồn tồn a.Giản đồ áp chỉnh lưu ud dòng chỉnh lưu id Hình 1-11: Gi n áp dịng ch nh l u t i http://www.khvt.com Giá trị 380 50 50 50 120 Báo cáo thí nghi m i n t công su t Trang 1-8 b.Giản đồ áp linh kiện uv1 dòng linh kiện iv1 Hình 1-12: Gi n dịng áp linh ki n c.Giản đồ áp dòng pha nguồn Hình 1-13: Gi n dịng áp pha ngu n d.Giá trị phân tích Fourier cho áp chỉnh lưu: Trị trung bình áp chỉnh lưu Biên độ hài bậc áp chỉnh lưu Hệ số méo dạng toàn phaàn Ud U1m THD http://www.khvt.com {V} {V} {%} 256 1.21 29.68 Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Bài 2: Trang 2-9 M CH KÍCH THYSISTOR Hình 2-1: S m ch kích SCR I.K t qu thí nghi m: D ng sóng t i v trí 1: Hình 2-2: D ng áp sau qua bi n áp D ng sóng t i v trí2: http://www.khvt.com Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Trang 2-10 Hình 2-3: D ng sóng sau qua b so sánh D ng sóng t i v trí3 Hình 2-4: D ng sóng t i chân Emitor c a Transistor (S3) D ng sóng t i v trí4 Hình 2-5: D ng sóng sau qua b D ng sóng t i v trí5 http://www.khvt.com o (S4) Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Hình 3-8: Gi n Trang 3-18 dòng áp linh ki n S1 Giản đồ dòng nguồn : Hình 3-9: Gi n dịng ngu n Xây dựng đặc tuyến điều khiển : Alpha ( độ ) Ud (V) Id(A) 30 90 2.1 45 73 1.7 60 53 1.25 http://www.khvt.com 90 4.5 0.1 Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Hình 3-10: Trang 3-19 c n i u n Nhaän xét : +Dòng tải liên tục nên áp tải liên hệ với alpha theo biểu thức , nhiên áp chưa 900 có lẽ sai số đo đạc , nhiên so sánh với trường hợp tải R ta thấy áp 900 trường hợp nhỏ nhiều Đặc tuyến tải : Hình 3-11: c n t i http://www.khvt.com Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Bài 4: S b bi n B BI N Trang 4-20 I I N ÁP XOAY CHI U PHA i i n áp xoay chi u pha d ng Hình 4-1: S b bi n y : i áp pha d ng y +T i pha i x ng: R=25 Góc kích = 300: D ng sóng i n áp t i dòng i n t i pha A: Hình 4-2: D ng sóng i n áp dịng i n t i pha A (t i R) Nh n xét: Do t i thu n tr nên d ng c a i n áp t i dịng i n t i hồn tồn gi ng T i n áp t i quan sát c Oscilloscope ta có th suy dịng i n t i b ng công th c: U I R Hình 4-3:D ng sóng i n áp t i pha A pha C quan sát http://www.khvt.com ng th i Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Trang 4-21 Hình 4-4: D ng sóng i n áp dòng i n thysistor Góc kích = 750: Hình 4-5: D ng sóng i n áp t i dòng i n t i pha A Hình 4-6: D ng sóng i n áp t i pha A pha C quan sát http://www.khvt.com ng th i Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Trang 4-22 Hình 4-7: D ng sóng i n áp dịng i n thysistor Xây d ng c n i u 20 30 UZA (V) 42.0 40.5 IZA (A) 1.68 1.62 c n i u n: Hình 4-8: Hình 4-9: n: 45 38.0 1.52 60 33.0 1.32 c n i u n d ng áp c n i u n d ng dòng http://www.khvt.com 75 13.6 0.544 90 0.6 0.024 Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Bài 5: 5.a T ns THÍ NGHI M B Ph Trang 5-23 BI N ng án th c hi n: óng ng t(Hz) 400 T s z 0.4 5.b B bi n i i n áp o dòng : m ch thí nghi m: Hình 5-1: S Áp ngu n (V) 40 Trình t thí nghi m: 5.c S I ÁP M T CHI U b bi n i áp m t chi u Bàn thí nghi m h cu n dây, ch s d ng m ch có t i tr R http://www.khvt.com o dịng Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Hình 5-2: Gi n xung kích óng ng t khóa v i z=0.4 http://www.khvt.com Trang 5-24 Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Hình 5-3: Gi n dịng áp t i v i z=0.4, Us=40V, R=42 Hình 5-4: Gi n dịng áp linh ki n th (V5) Công th c tính áp trung bình: Uz=zUs http://www.khvt.com Trang 5-25 Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t 5.d B bi n Hình 5-5: S Hình 5-6: Gi n Trang 5-26 i i n áp m t chi u t ng quát: m ch thí nghi m b bi n xung kích m ch bi n i áp m t chi u t ng quát i áp m t chi u t ng quát v i z=0.4 http://www.khvt.com Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Hình 5-7: Gi n Hình 5-8: Gi n Giá tr z tr trung bình i n áp: z 0.2 0.4 UzDC -22.5 -9 IzDC -0.5 -0.25 Uz* -24 -8 Cơng th c tính: Uz=(2z-1)Us Trang 5-27 dòng áp qua linh ki n S1 dòng áp qua t i R v i R=42 0.6 0.25 http://www.khvt.com 0.8 23 0.5 24 39 0.85 40 Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t 5.e Trang 5-28 Công th c ôn t p: Cơng th c tính tr trung bình áp t i dòng t i: o B gi m áp: ̇ Uz=z×U v i z=T1/T ̇ IZ=(UZ - E) / R với tải RLE ch dịng liên t c o B t ng áp: ̇ Uz = (1-z)×U với Z = T1 / T ̇ IZ=(UZ - E) / R với tải RLE o D ng t ng qt: ̇ Uz = (2z -1)*U ̇ IZ=(UZ - E) / R v i t i RLE dòng liên t c http://www.khvt.com Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Bài 6: THÍ NGHI M B Trang 6-29 BI N T N NGU N ÁP I/ Boä biến tần pha : Hình 6-1: S thí nghi m b bi n t n pha Dạng sóng kích : Hình 6-2: D ng sóng kích cho óng ng t bán d n Dạng sóng điện áp tải dòng qua tải uz, iz Hình 6-3: D ng sóng i n áp t i Hình 6-4: D ng sóng dịng t i http://www.khvt.com Báo cáo thí nghi m i n t công su t Trang 6-30 Dạng sóng điện áp dòng qua linh kiện S1 : u(S1), i(S1) Hình 6-5: D ng sóng dịng áp linh ki n S1 Ud Uz [V] [V] 3.6 10 9.7 25 27.4 40 42.7 50 56 Uz Đặc tuyến điều khiển Uz = f(Ud) t i f=140Hz 60 50 40 30 20 10 0 20 40 Ud Hình 6-6: c n i u n d ng áp Uz = 45V => Ud = 44.8V II/ Bộbiến tần ba pha : Dạng sóng kích : http://www.khvt.com 60 Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Trang 6-31 Hình 6-7: D ng xung kích cho óng ng t bán d n c a b bi n t n pha Dạng sóng điện áp tải dòng qua tải uA,iA ; uB,iB ; uC,iC : B Hình 6-8: D ng sóng i n áp dịng t i Hình 6-9: D ng sóng i n áp dịng t i (tt) http://www.khvt.com Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Trang 6-32 Dạng sóng điện áp dòng qua linh kiện S1 : u(S1), i(S1) Hình 6-10: D ng sóng i n áp dòng linh ki n (S1) Ud Uz [V] [V] 1.55 10 4.26 25 11.5 40 20.15 50 24.65 Đặc tuyến điều khiển Uz = f(Ud) 30 25 Uz 20 15 10 0 10 20 30 40 Ud Hình 6-11: c n i u n d ng áp Uz = 45V => Ud = 95.12V http://www.khvt.com 50 60 ... Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Trang 6-32 Dạng sóng điện áp dòng qua linh kiện S1 : u(S1), i(S1) Hình 6 -10 : D ng sóng i n áp dịng linh ki n (S1) Ud Uz [V] [V] 1. 55 10 4.26 25 11 .5 40 20 .15 ... id Hình 1- 11: Gi n áp dịng ch nh l u t i http://www.khvt.com Giá trị 380 50 50 50 12 0 Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Trang 1- 8 b.Giản đồ áp linh kiện uv1 dòng linh kiện iv1 Hình 1- 12: Gi n... Id (A) 30 95 2.65 45 81 2 .16 60 55 1. 5 http://www.khvt.com 90 10 0.4 Báo cáo thí nghi m i n t cơng su t Trang 3 -16 dac tuyen dieu khien Ud=f(alpha) 12 0 10 0 Ud 80 60 40 20 10 20 30 40 Hình 3-5: