THIẾT 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 vò trí đã chọn của núm chỉnh (VR). Giải thích sự khác nhau của dạng sóng trên S1, S2 tại 3 vò trí đã chọn của núm chỉnh (VR). Căn cứ vào dạng sóng đo được hãy so sánh giá trò điện đọc được trên đồng hồ với giá trò tính bằng công thức sau: Giá trò trung bình của điện áp tải : u t u c , ic 0 - E E +2E - 2E t 0 E - E +2E - 2E u s1 , u s2 Trên S1, S2 : t 0 E - E +2E - 2E i s1 , i s2 Tr Bảng 2 : vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tụ Bảng 3 : vẽ dạng sóng điện áp trên S1và S2. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI T 0 T T D 0 Hình VI.5 D ạng sóng băm xung DUUdt T U DT t 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 vò 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 trò điêïn áp vừa tính với giá trò 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 chòu dòng nhiều hơn?. T THIẾT 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 DC 1 sang điện áp một chiều DC 2 . DC 1 DC 2 DC 1 = 300V DC : điện áp một chiều không thay đổi và được nắn từ điện áp xoay chiều không đổi. DC 2 là điện áp ra có giá trò 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 bò 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 bò : 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 C R E=300v + Sơ đồ mạch băm tắt cưỡng bức bằng dòng điện THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI Trước hết ta giả sử rằng các SCR S1, S2 và các diode D1, D2 không dẫn điện, có nghóa là không có dòng điện qua tải. Trong khoảng thời gian này, tụ điện C được nạp đến giá trò điện áp Vco thông qua điện trở R (hìnhVI.7). Sau khi tụ C được nạp đầy, nếu có xung kích dương vào S1, khi đó tải được nối với nguồn và sơ đồ mạch điện như hình VI.8. Lúc này điện áp trên tụ vẫn giữ nguyên giá trò đã được nạp và điện áp trên tải là E. Nếu muốn khoá SCR S1, thì phải có xung kích vào S2. Lúc này tụ điện C sẽ phóng điện qua S2, L và về lại C và mạch điện như hình VI.9. Dòng i c xả qua cuộn cảm L tạo nên sự dao động. Nữa chu kỳ đầu, dòng dao động này chạy qua S2 và nạp ngược lại cho tụ C. Đến nữa chu kỳ sau, khi tụ đã nạp đầy theo chiều ngược lại như hìnhVI.10, S2 ngắt và dòng bắt đầu chạy ngược lại qua S1. Khi dòng qua S1 bò triệt tiêu, thì S1 ngắt và dòng tiếp tục chạy qua diode D2 mắc song song ngược chiều với S1 để duy trì thời gian tắt cho S1 và mạch được vẽ lại như hình VI.11. Sau khi S1 và S2 đều ngắt thì dòng dao động sẽ chạy qua diode D1 xuống mass như ở hình VI.12 và tụ điện bắt đầu nạp ngược lại như giá trò ban đầu, bắt đầu cho chu kỳ tiếp theo. D. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM . + - S2 S1 E Rt C L R + - - + S2 S1 E Rt C L + - I c + - S2 S1 E Rt C L + - + - S2 S1 E Rt C L D1 + - + - S2 S1 E Rt C L D1 D2 + - + - S2 S1 E Rt C L D1 + - Hình VI.7 Hình VI.8 Hình VI.9 Hình VI.10 Hình VI.11 Hình VI.12 Các quá trình chuyển tiếp của THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI a. Trong trường hợp Rt là tải trở thuần (bóng đèn). 1. Lắp mạch như hình vẽ (Hình VI.6). 2. Nối cực dương của nguồn một chiều E (300V) với điểm A, cực âm với điểm B của mạch động lực (Hình VI.6). 3. Nối G1, K của mạch xung kích trên mô hình với cực G và cực K của S1 của mạch (Hình VI.6), 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 vò trí nhỏ nhất (min). 6. Kiểm tra mạch trước khi bật nguồn. 7. Bật nguồn 300V và nguồn tạo xung kích. 8. Điều chỉnh núm VR và chọn ra 3 vò trí khác nhau (từ min đến max). - Ghi nhận các giá trò dòng và áp trên đồng hồ đo. Ứng với mỗi loại tải hãy ghi trên mỗi bảng sau : Các vò trí chỉnh của VR Mức chỉnh VR 1 Mức chỉnh VR 2 Mức chỉnh VR 3 Giá trò dòng điện đọc được trên đồng hồ đo. Giá trò điện áp đọc được trên đồng hồ đo. - Dùng dao động ký để đo và vẽ dạng sóng điện áp, dòng điện cho từng loại tải vào các hình dưới đây tại các vò 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 vò trí đã chọn của núm chỉnh (VR). Bảng 5. Vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên tụ. u c , ic t E -E 0 - 2E +2E THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI Trên D1 : Giải thích sự khác nhau của dạng sóng trên tụ tại 3 vò trí đã chọn của núm chỉnh (VR). Trên S1,S2 : Giải thích sự khác nhau của dạng sóng trên S1, S2 tại 3 vò trí đã chọn của núm chỉnh (VR). Trên D2 : Căn cứ vào dạng sóng đo được hãy so sánh giá trò điện áp đọc được trên đồng hồ với giá trò tính bằng công thức sau : Giá trò trung bình của điện áp tải : u s1, u s2 t u D1 ,i D1 0 - E E +2E - 2E t 0 E - E +2E - 2E -E t 0 E i D2 - 2E Bảng 6. Vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên diode D1 Bảng 7. Vẽ dạng sóng điện áp trên các SCR. Bảng 8. Vẽ dạng sóng dòng điện trên D2. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI T T 0 T T 0 Hình VI.13 Dạng sóng băm xung DUUdt T U DT t 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. 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 trò điêïn áp vừa tính với giá trò 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 chòu dòng nhiều hơn? THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI DÀN BÀI CHI TIẾT CỦA ĐỒ ÁN Lời nói đầu Phần dẫn nhập -đặt vấn đề -giới hạn vấn đề -mục đích nghiên cứu Phần nội dung Chương I :giới thiệu các linh kiện bán dẫn 1. Điode 2. Transistor 3. Tiristor Chương II: khảo sát phần động lực 1. Giới thiệu về động cơ điện một chiều 2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Chương III: Khảo sát mạch điều khiển điện áp bằng cách thay đổi độ rộng xung I. Khảo sát mạch băm xung một chiều dùng SCR 1. Mục đích của việc băm xung một chiều. 2. Sơ đồ khối và Sơ đồ mạch điện 3. Nguyên lý hoạt động của mạch II. Khảo sát mạch tạo xung kích cho SCR 1. Nhiệm vụ của mạch tạo xung kích 2. Sơ đồ khối và Sơ đồ mạch điện 3. Nguyên lý hoạt động của mạch Chương IV: thiết kế và thi công mạch I. Thiết kế mạch 1. Thiết kế và tính toán các giá trò cho mạch băm xung một chiều. 2. Thiết kế và tính toán giá trò các linh kiện cho mạch tạo xung kích. II. Thi công mạch Chương V: thiết kế và thi công mô hình 1.Thiết kế vò trí đặt các phần tử điều khiển THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI 2.Thi công mô hình Chương VI: soạn bài thực tập 1.Yêu cầu của bài thực tập 2.Đo điện áp, dòng điện, dạng sóng và tốc độ động cơ theo yêu cầu điều chỉnh Kết luận Mục lục THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI KẾT LUẬN Qua thời gian thực hiện, dưới sự hướng dẫn tận tình của Thầy Vũ Đỗ Cường cùng sự giúp đỡ rất nhiều của quý thầy cô trong khoa, chúng em đã cố gắng hoàn thành luận văn đúng theo yêu cầu và thời gian quy đònh. Trong luận văn chúng em đã thực hiện được những công việc sau : Khảo sát phần lý thuyết : - Khảo sát về các linh kiện bán dẫn công suất : diode, transistor, SCR(thyristor). - Khảo sát về động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Thiết kế và thi công mạch điện cho bộ thí nghiệm : - Thiết kế và thi công mạch băm xung chính dùng SCR. - Thiết kế và thi công mạch tạo xung kích cho SCR. Thiết kế và thi công mô hình cho bộ thí nghiệm : - Thiết kế vò trí các linh kiện trên bàn thí nghiệm. - Lắp đặt các linh kiện và các mạch tạo xung kích vào bàn thí nghiệm. Soạn các bài thí nghiệm dựa vào mô hình trên thông qua việc điều khiển các loại tải khác nhau : tải cảm, tải trở thuần, tải động cơ. Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do kiến thức và thời gian có hạn nên có những phần chúng em chưa làm được như : đưa vào mô hình cách điều khiển tải vòng kín để tăng mức độ ổn đònh trong quá trình vận hành, thay đổi điện áp dùng phương pháp thay đổi tần số và phương pháp thay đổi tần số lẫn tỷ số chu kỳ. Và chúng em sẽ không tránh khỏi những điều thiếu sót, nhầm lẫn khác, kính mong quý thầy cô thông cảm bỏ qua. Nhóm sinh viên thực hiện cũng mong mỏi các bạn sinh viên khoa điện ở những khóa sau bổ xung cho bộ thí nghiệm này hoàn chỉnh hơn. Đồng thời thiết kế thêm phần mạch giao tiếp với máy tính để ghi nhận các dạng sóng, kết quả các giá trò trên máy vi tính. Qua đó, ta có thể điều khiển tải thông qua việc lập trình trên máy tính, rất thuận tiện trong việc thực tập của các bạn sinh viên. Nhóm sinh viên thực hiện. . + - S2 S1 E Rt C L D1 + - + - S2 S1 E Rt C L D1 D2 + - + - S2 S1 E Rt C L D1 + - Hình VI.7 Hình VI.8 Hình VI.9 Hình VI.10 Hình VI.11 Hình VI.12 Các quá trình chuyển tiếp của THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM. mô hình cho bộ thí nghiệm : - Thiết kế vò trí các linh kiện trên bàn thí nghiệm. - Lắp đặt các linh kiện và các mạch tạo xung kích vào bàn thí nghiệm. Soạn các bài thí nghiệm dựa vào mô hình. làm được như : đưa vào mô hình cách điều khiển tải vòng kín để tăng mức độ ổn đònh trong quá trình vận hành, thay đổi điện áp dùng phương pháp thay đổi tần số và phương pháp thay đổi tần số lẫn