THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG XUẤT

Bộ chỉnh lưu cầu công suất 1 pha: Bài này cung cấp cho sinh viên kiến thức về các bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần và toàn phần với phương pháp kích đồng bộ.. Bộ chỉnh lưu cầu

THÍ NGHIỆM

www.hutech.edu.vn Tài Liệu Lưu Hành Tại HUTECH

THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Ấn bản 2015

MỤC LỤC I

MỤC LỤC

MỤC LỤC I HƯỚNG DẪN II

BÀI 1: THÍ NGHIỆM MẠCH KÍCH THYRISTOR VÀ TRIAC 1

BÀI 2: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT 1 PHA 10

BÀI 3: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT 3 PHA 23

BÀI 4: THÍ NGHIỆM BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 29

BÀI 5: THÍ NGHIỆM BỘ BIẾN ĐỔI NGUỒN DC - DC CÔNG SUẤT 35

BÀI 6: THÍ NGHIỆM BỘ BIẾN TẦN KIỂU ĐIỀU RÔNG XUNG

(PULSE WIDTH MODULATION INVERTER) 42

BÀI 7: THÍ NGHIỆM BỘ BIẾN TẦN THEO PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI ĐIỆN THẾ (VARIABLE - VOLTAGE INTERVER) 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

HƯỚNG DẪN

MÔ TẢ MÔN HỌC

Giới thiệu tổng quan về điện tử công suất, các linh kiện công suất phổ thông được

sử dung phổ biến trên thị trường, các mạch cơ bản trong điện tử công suất, nguyên lý vận hành và các phương pháp kích dẫn

Môn học này cũng giúp người học nhận diện các sơ đồ mạch điện tử công suất, phân tích nguyên lý và phương pháp đo đạc các thông số dòng áp cũng như nhận biết các dạng sóng điện áp, dòng điện trên tải và trên các linh liện công suất trên mạch

NỘI DUNG MÔN HỌC

 Bài 1 Thí nghiệm mạch kích Thyristor và Triac: Bài này cung cấp cho sinh viên kiến thức về các phương pháp kích dẫn cho Thyristor và Triac, đặc biệt là phương pháp kích đồng bộ

 Bài 2 Bộ chỉnh lưu cầu công suất 1 pha: Bài này cung cấp cho sinh viên kiến thức

về các bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần và toàn phần với phương pháp kích đồng bộ

 Bài 3 Bộ chỉnh lưu cầu công suất 3 pha: Bài này cung cấp cho sinh viên kiến thức

về các bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển bán phần và toàn phần với phương pháp kích đồng bộ

 Bài 4 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều: Bài này cung cấp cho sinh viên kiến thức về các bộ điều khiển điện áp xoay chiều mà linh kiện công suất là Triac

 Bài 5 Bộ biến đổi ngườn DC - DC công suất: Bài này giúp sinh viên nhận diện, phân tích và đo đạc thông số dòng áp của các mạch biến đổi DC - DC

 Bài 6 Bộ biến tần điều rộng xung: Bài này giúp sinh viên có kiến thức về bộ biến tần dùng phương pháp điều rộng xung (PWM)

 Bài 7 Bộ biến tần theo phương pháp biến đổi điện thế (Six – step): Bài này giúp sinh viên hiểu biết về bộ biến tần Six – Step và các dạng sóng trên tải của mạch này

HƯỚNG DẪN III

KIẾN THỨC TIỀN ĐỀ

Môn học thí nghiệm điện tử công suất đòi hỏi sinh viên phải có kiến thức lý thuyết

về môn học Điện tử công suất

YÊU CẦU MÔN HỌC

Người học phải dự học đầy đủ các buổi thí nghiệm trên lớp và soạn phần chuẩn bị bài cũng như hoàn chỉnh phần báo cáo TN ở nhà trước khi lên lớp

CÁCH TIẾP NHẬN NỘI DUNG MÔN HỌC

Để học tốt môn này, người học cần ôn tập các bài đã học trong lý thuyết, trả lời các câu hỏi trong phần chuẩn bị trước khi thí nghiệm Đọc trước bài mới sẽ học

Đối với mỗi bài thí nghiệm, người học phải đọc trước mục tiêu và tóm tắt bài học, sau đó tìm các thông tin liên quan đến nội dung bài thí nghiệm để tham khảo thêm Kết thúc mỗi bài thí nghiệm người học phải soạn báo cáo thí ngiệm theo mẫu Báo cáo đính kèm theo giáo trình thí nghiệm

PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC

Môn học được đánh giá gồm:

 Điểm quá trình: 30% Hình thức và nội dung do GV quyết định, phù hợp với quy chế đào tạo và tình hình thực tế tại nơi tổ chức học tập

 Điểm thi: 70% Chấm báo cáo thí nghiệm hoặc làm bài thi thực hành tùy vào quan điểm của người hướng dẫn thí nghiệm

BÀI 1: THÍ NGHIỆM MẠCH KÍCH THYRISTOR VÀ TRIAC 1 BÀI 1: THÍ NGHIỆM MẠCH KÍCH

THYRISTOR VÀ TRIAC

1.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU:

Giúp sinh viên làm quen một vài linh kiện điện tử công suất thông dụng là Thyristor và Triac Tính năng vận hành của chúng và các phương pháp kích dẫn, đặc biệt đề cao ý nghĩa của phương pháp kích động bộ

1.2 PHẦN LÝ THUYẾT:

1.2.1 Thyristor (SCR):

Thyristor (tên ghép từ Thyratron và Transistor) được cấu tạo từ 4 lớp bán dẫn P-N (hình 1.1.a), có các điện cực ra Anode (A), Cathode (K) và điện cực điều khiển (G)

P-N-Hình 1.1: Cấu trúc và hình dạng của Thysistor

Khi nối Anode với cực “+” và Cathode với cực “-” của nguồn một chiều, J1 và J3 được phân cực thuận và J2 phân cực nghịch Kết quả là gần như toàn bộ điện thế nguồn đặt lên lớp tiếp xúc J2 Nếu tác động vào cực G một điện thế dương so với K (tín hiệu xung kích) thì Thysistor nhận năng lượng đủ lớn của điện trường tổng cộng Các điện trường này sẽ ion hóa các nguyên tử bán dẫn, tạo ra các điện tử mới (thứ

cấp) Các điện tử thứ cấp nhận năng lượng và gây ion hóa tiếp theo Kết quả là một thác lũ điện tử được tạo ra trong lớp tiếp xúc J2 và chảy vào N1, sau đó qua P1 để tới cực A tạo thành dòng qua Thyristor Thyristor làm việc trong chế độ này là chế độ

mở, có điện trở thuận nhỏ và dòng dẫn I lớn

Để đưa Thyristor về trạng thái cấm (khóa), cần tiến hành theo 2 cách sau:

- Giảm dòng I xuống giá trị duy trì dẫn

- Đảo chiều thế phân áp U hoặc tạo thế phân cực ngược cho Thyristor (Chỉ áp dụng được với tải thuần trở, còn với tải cảm thì không thể được!)

Một số đặc điểm cần lưu ý khi sử dụng Thyristor:

 Mỗi loại Thyristor chế tạo có các đặc trưng khác nhau, cần lựa chọn loại

thích hợp với yêu cầu sử dụng:

- Dòng điện định mức In: (tùy loại) ~A  1000A

- Dòng điện rò ~mA

- Điện áp ngược cực đại Uin (max): (tùy loại) vài trăm Volt  vài kV

- Dòng điện điều khiển IG

- Tốc độ tăng dòng điện dI/dt: A/s

- Tốc độ tăng điện áp dV/dt: V/s

- Thời gian khóa: vài chục s

- Thời gian mở: vài s

- Quá trình chuyển từ mở sang cấm không xảy ra tức thời Nếu khi Thyristor chưa cấm hẳn mà đã xác lập thế U để UA-K dương, sẽ làm đoản mạch nguồn và hỏng Thyristor

1.2.2 TRIAC (Triode Alternative Current):

Triac là dụng cụ tương đương với 2 Thyristor song song ngược chiều nhau có chung một cực điều khiển Do làm việc với cả nguồn phân cực dương và âm, khái niệm Anode và Cathode của Triac không phù hợp Được quy ước sử dụng ký hiệu T2 (hoặc B2) và T1 (hoặc B1) cho các cực ngõ ra và cực điều khiển G ở gần T1

BÀI 1: THÍ NGHIỆM MẠCH KÍCH THYRISTOR VÀ TRIAC 3

Hình 1.2: Cấu trúc (a) và ký hiệu Triac (b)

Cấu trúc bán dẫn của Triac có thể mô tả bằng 2 cấu trúc 4 lớp tiếp xúc bán dẫn Ta

và Tb Trong trường hợp nối T2 với nguồn “+” và T1 với nguồn ”-“, G với “+”, nửa Ta của Triac làm việc như một Thyristor thông thường Nếu phân cực nguồn ngược lại, điện tử từ N3 sẽ phóng vào P2, gây ra quá trình thác lũ do va chạm làm dẫn Tb Khác với Thyristor, Triac có thể làm việc với điện thế điều khiển âm và không đổi trạng thái khi đảo cực nguồn thế nuôi

Hình 1.3: Đặc tuyến V - A của Triac

1.2.3 Sơ đồ điều khiển (kích) Thyristor và Triac:

Thyristor và Triac có thể được kích bằng nguồn một chiều Thời gian kích để chuyển trạng thái Thyristor và Triac không lớn Sau khi được kích dẫn, tín hiệu điều khiển mất tác dụng Chính vì vậy có thể điều khiển các linh kiện này bằng xung có biên độ và thời gian kéo dài tương ứng với từng loại sử dụng

Hình1.4: Kiểu sơ đồ điều khiển đồng bộ pha cho Thyristor và Triac

1.3 TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM: ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG

ra cho các nguồn ~24VAC/10A 3 pha, nguồn DC 12V/1.5A

- Module nguồn kích DC và máy phát: PEC-501A

- Module liên kết quang và biến thế: PEC-501B

- Module tạo khung điều khiển đồng bộ: PEC-502

BÀI 1: THÍ NGHIỆM MẠCH KÍCH THYRISTOR VÀ TRIAC 5

- Module linh kiện CS chứa Diode, Transistor, SCR, Triac, MOSFET: PE-511

- Module tải: PEL-521

- Dao động ký 2 tia, Đồng hồ đo

- Phụ tùng: Dây có chốt cắm hai đầu

- Lưu ý ký hiệu thống nhất cho các khối để dễ xác định khi lắp ráp:

- PE: Power Electronics - ký hiệu cho khối công suất, ví dụ PE-511, PE-512, …

- PEC: Power Electronics Controller - ký hiệu cho các khối điện tử điều khiển, ví dụ PE-501A/B, PEC-502, PEC-503, …

- PEL: Power Electronics Load - ký hiệu cho khối tải

Hình 1.5: Thiết bị thực tập khảo sát linh kiện điện tử công suất

Hình 1.6: Sơ đồ mạch nguồn 3 pha (24VAC) và mạch nguồn DC (12V)

BÀI 1: THÍ NGHIỆM MẠCH KÍCH THYRISTOR VÀ TRIAC 7

Hình 1.7: Mô hình bộ nguồn công suất

1.3.2 Thực hành điều khiển đồng bộ SCR và TRIAC theo pha

điện lưới:

a) Nối sơ đồ thí nghiệm như hình 1.6:

- Kiểm tra việc cấp nguồn 12V và GND cho các module điện tử

- Cấp nguồn ~24VAC cho ngõ vào X-Y sơ đồ điều khiển đồng bộ PEC-502 Chú ý chiều đánh dấu X&Y tương ứng với các cực nối tải

- Nối ngõ ra bộ điều khiển OUT1/A với chốt G và OUT1/B với chốt K của SCR1 511)

(PE Nối chốt A/SCR1 với tải đèn R1 (PEL-521) Nối tải đèn với nguồn ~24VAC

- Nối chốt Vrefo với Vrefi trên Module PEC-502 để cấp thế chuẩn từ biến trở P3 cho các bộ so sánh

b) Sử dụng dao động ký quan sát dạng tín hiệu tại ngõ vào X-Y, các điểm kiểm tra TP1  TP5 và ngõ ra sơ đồ điều khiển đồng bộ, tín hiệu trên tải đèn Vặn biến trở P3 để thay đổi góc mở , quan sát sự thay đổi tín hiệu trên tải tương ứng (lưu ý: dùng dao động ký 2 tia để quan sát độ dịch của các tín hiệu)

c) Sử dụng OUT3 thay cho OUT1 của PEC-502 Nối OUT3/A với G và OUT3/B với

K của SCR1 Quan sát dạng tín hiệu trên tải So sánh với trường hợp sử dụng OUT1 Giải thích nguyên nhân khác nhau giữa chúng

d) Đảo ngược dây nối ~24V cho ngõ vào sơ đồ điều khiển đồng bộ Quan sát tín hiệu ra trên tải Giải thích sự khác nhau giữa chúng

Hình 1.8: Sơ đồ điều khiển xung đồng bộ Thysistor với tải trở

e) Thay tải trở bằng tải cảm L (PEL-521) Lặp lại các bước thí nghiệm trên Vẽ dạng tín hiệu trên tải vào báo cáo So sánh dạng tín hiệu trên tải khi dùng tải trở và tải cảm Giải thích sự khác nhau giữa chúng

f) Vẽ giản đồ so sánh trên tải R và L vào báo cáo khi đặt giá trị góc mở (điều chỉnh P3)  = /5

g) Thay thế Thyristor bằng Triac cho trường hợp tải trở và tải cảm (hình 1.8) Lặp lại các bước thí nghiệm cho sơ đồ Triac (giống như đối với Thyristor) Vẽ dạng tín hiệu trên tải vào báo cáo So sánh dạng tín hiệu và giải thích sự khác nhau giữa chúng

h) Vẽ giản đồ sóng trên tải R và L vào báo cáo khi đặt giá trị góc mở (điều chỉnh P3)  = /5

BÀI 1: THÍ NGHIỆM MẠCH KÍCH THYRISTOR VÀ TRIAC 9

Hình 1.10: Sơ đồ điều khiển xung đồng bộ Triac với tải trở

BÀI 2: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU

CÔNG SUẤT 1 PHA

2.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU:

Giúp sinh viên tìm hiểu bộ Chỉnh lưu cầu và các phương pháp điều khiển Bán phần

và Toàn phần theo nguyên lý kích đồng bộ

2.2 PHẦN LÝ THUYẾT:

Bộ chỉnh lưu công suất thực hiện biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều Bộ chỉnh lưu được sử dụng rộng rãi để cung cấp nguồn một chiều công suất lớn cho các thiết bị công nghiệp như động cơ điện một chiều công suất tới tầm

MW (Mega Watt), mạch kích từ máy phát điện, nguồn điện một chiều cho các máy hàn, mạ điện, nạp điện, nguồn cho các bộ biến tần và hàng loạt các ứng dụng khác

Hình 2.1: Sơ đồ chỉnh lưu cầu 2.2.1 Chỉnh lưu điều khiển bán phần:

Cân Sơ đồ mạch chỉnh lưu điều khiển bán phần dạng đối xứng được trình bày trên hình 2.2 Các Thyristor SCR1 và SCR2 tạo thành nhóm Anode, còn các diode D1 và D2 tạo thành nhóm Cathode

BÀI 2: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT 1 PHA 11

Hình 2.2: Sơ đồ chỉnh lưu điều khiển bán phần

Do tác dụng của diode D1 và D2, điện áp tạo ra trên tải không âm Do vậy, bộ chỉnh lưu cầu điều khiển bán phần không được sử dụng khi tải đòi hỏi hoạt động trong chế độ nghịch lưu có hoàn trả năng lượng về nguồn xoay chiều

a) Trường hợp tải thuần trở R:

Hình 2.3: Giản đồ tín hiệu mạch chỉnh lưu điều khiển bán phần với tải R

Trong đó:

- UAC, IAC là điện áp và đong điện xoay chiều cấp cho sơ đồ cầu

- UDC và IDC là điện áp trên tải và dòng chỉnh lưu qua tải

- USCR1, ISCR1 là điện áp và dòng điện trên Thyristor SCR1

- UD1, ID1 là điện áp và dòng điện trên Diode D1

Hình 2.4: Sự phụ thuộc giữa điện áp chỉnh lưu điều khiển bán phần với giá

trị góc điều khiển b) Trường hợp tải là thuần trở mắc nối tiếp với tải cảm RL:

Dạng tín hiệu trên mạch chỉnh lưu điều khiển bán phần được trình bày trên hình 2.5, trong đó:

- UAC, IAC là điện áp và dòng điện xoay chiều cấp cho sơ đồ cầu

- UDC, IDC là điện áp và dòng điện trên tải RL Điện áp trên tải có dạng không âm, gián đoạn và giống như trường hợp tải là thuần trở R

BÀI 2: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT 1 PHA 13

Hình 2.5: Giản đồ tín hiệu mạch chỉnh lưu điều khiển bán phần với tải RL 2.2.2 Chỉnh lưu điều khiển toàn phần:

Sơ đồ chỉnh lưu điều khiển toàn phần dạng đối xứng được trình bày trên hình 2.6 Các Thyristor SCR1 và SCR2 tạo thành nhóm Anode, còn Thyristor SCR3 và SCR4 tạo thành nhóm Cathode

Hình 2.6: Sơ đồ chỉnh lưu điều khiển toàn phần

a) Trường hợp tải là thuần trở R:

Hình 2.7: Giản đồ tín hiệu mạch chỉnh lưu điều khiển toàn phần tải R b) Trường hợp tải là trở thuần mắc nối tiếp với tải cảm RL:

Phụ thuộc vào tham số góc điều khiển, giá trị R, L và giá trị hiệu dụng của điện áp nguồn dòng qua tải có thể có giá trị liên tục hoặc gián đoạn

 Trường hợp dòng qua tải liên tục (quan sát khi góc mở  = 0):

BÀI 2: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT 1 PHA 15

Hình 2.8: Giản đồ tín hiệu chỉnh lưu điều khiển toàn phần với tải RL dòng

tải liên tục

 Trường hợp dòng qua tải gián đoạn:

Hình 2.9: Giản đồ tín hiệu mạch chỉnh lưu điều khiển toàn phần với tải RL – dòng tải gián đoạn

2.3 TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM: BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT 1 PHA

- Module tạo khung điều khiển đồng bộ: PEC-502

- Module Diode công suất: PE-512

- Module Thyristor công suất: PE-513 (2 khối)

- Module tải: PEL-521

 Dao động ký 2 tia, Đồng hồ đo

 Phụ tùng: dây có chốt cắm hai đầu

BÀI 2: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT 1 PHA 17

Hình 2.10: Thiết bị thực tập khảo sát bộ chỉnh lưu công suất 1 pha 2.3.2 Các bài thực hành:

a) Sơ đồ chỉnh lưu cầu điều khiển bán phần với diode và Thyristor, tải trở R

 Nối sơ đồ thí nghiệm như hình 2.11

- Kiểm tra việc cấp nguồn 12V và GND cho module điện tử PEC-502

- Cấp nguồn ~24VAC cho ngõ vào X-Y của sơ đồ điều khiển PEC-502

- Nối chốt Vrefo với Vrefi để đưa thế điều khiển góc mở cho các bộ so sánh của

PEC-502

BÀI 2: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT 1 PHA 19

- Nối các ngõ ra OUT1/A-B với cực G và K của SCR1 và SCR2 tương ứng

- Nối các diode D1, D2 (PE-512), SCR1 và SCR2 (PE-513) thành sơ đồ cầu Cấp nguồn ~24VAC theo thứ tự X-Y tương ứng với nguồn đã cấp cho ngõ vào PEC-502

- Nối điện trở đo R01, R02 và tải trở R/PEL-522 cho ngõ ra mạch cầu

Lưu ý 1: Để tránh mắc sai lầm trong quá trình mắc mạch này, ban đầu ta bỏ

qua sự hiện diện của các điện trở đo R01 và R02, xem như ta nối tắt hai đầu của điện trở vậy rồi nối dây bình thường, sau khi mắc mạch xong ta mới thêm các

điện trở R01 (nối từ điểm đầu nguồn X đến điểm chung giữa Anode của SCR1 với Cathode của D1) và R02 (nối từ Cathode của SCR1 với điểm nguồn ra +UDC) vào trong mạch theo đúng như hình vẽ dưới đây Thực chất trong mạch thực tế không tồn tại hai điện trở này, mà là nhằm tạo thuận lợi cho việc đo thông số DÒNG ĐIỆN trên

nhánh cần đo người ta mới thêm chúng vào mà thôi

Hình 2.11: Sơ đồ chỉnh lưu điều khiển bán phần với tải R

 Sử dụng dao động ký quan sát dạng tín hiệu trên tải R Vặn biến trở P3 để thay đổi ngưỡng đồng bộ – tương ứng, thay đổi góc mở  Quan sát sự thay đổi vị trí tín hiệu ra theo giá trị P3 tương ứng với vị trí ~24V ngõ vào Xác định vị trí với  =

/2, vẽ lại dạng sóng chỉnh lưu UDC vào báo cáo

 Chuyển đầu dao động ký để quan sát:

- Dạng sóng trên R01 (thuần trở) là dạng dòng IAC (UAC=IAC*R01) và vẽ dạng sóng vào báo cáo

- Dạng sóng trên SCR1 là dạng sóng điện áp USCR1, vẽ dạng sóng vào báo cáo

- Dạng sóng trên R02 là dòng I SCR1 (UR02 = ISCR1*R02), vẽ vào báo cáo

 Đo đặc tuyến điều khiển:

- Mắc đồng hồ đo VOM, thang đo 200V để đo điện áp chỉnh lưu UDC

- Sử dụng dao động ký quan sát dạng tín hiệu trên tải R, chỉnh biến trở P3 để ghi nhận góc điều khiển và giá trị (RMS) đo bằng VOM tương ứng Ghi kết quả đo bảng

số liệu trong báo cáo

b) Sơ đồ chỉnh lưu cầu bán phần với Diode và Thyristor, tải RL:

 Nối sơ đồ thí nghiệm như hình 2.12 Thay tải trở R bằng tải R+L/PEL-522 và thực hiện các bước như với tải R

Hình 2.12: Sơ đồ chỉnh lưu điều khiển bán phần với tải RL

BÀI 2: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT 1 PHA 21

 So sánh giải thích sự khác nhau về dạng tín hiệu trên tải cho hai trường hợp tải

R và tải RL

c) Sơ đồ chỉnh lưu cầu điều khiển toàn phần với Thyristor, tải trở R

 Nối sơ đồ thí nghiệm như hình 2.13

- Kiểm tra việc cấp nguồn 12 và GND cho module điện tử PEC-502

- Cấp nguồn ~24VAC cho ngõ vào X-Y của sơ đồ điểu khiển PEC-502

- Nối chốt Vrefo với Vrefi để đưa thế điều khiển góc mở cho các bộ so sánh của

PEC-502

- Nối các ngõ ra OUT1/A-B và OUT2/A-B với cực G và K của SCR1 và SCR2 tương ứng

- Nối trở đo R01, R02 và tải trở R/PEL-522 cho ngõ ra mạch cầu

Lưu ý 2: Tham khảo lưu ý 1 bên trên và thực hiện tương tự cho mạch này

Hình 2.13: Sơ đồ chỉnh lưu điều khiển toàn phần với tải R

 Sử dụng dao động ký quan sát dạng tín hiệu trên tải R Vặn biến trở P3 để thay đổi ngưỡng đồng bộ – tương ứng, thay đổi góc mở  Quan sát sự thay đổi vị trí tín

hiệu ra theo giá trị P3 tương ứng với vị trí điện áp ~24V ngõ vào Xác định vị trí với 

= /2, vẽ lại dạng sóng chỉnh lưu UDC vào báo cáo

 Chuyển đầu đo dao động ký để quan sát:

- Dạng sóng trên R01 là dạng dòng IAC, vẽ dạng sóng vào báo cáo

- Dạng sóng trên SCR1 là dạng sóng điện áp USCR1, vẽ dạng sóng vào báo cáo

- Dạng sóng trên R02 là dòng ISCR1, vẽ dạng sóng vào báo cáo

 Đo đặc tuyến điều khiển:

- Mắc đồng hồ đo VOM, thang đo 200V để đo điện áp chỉnh lưu UDC

- Sử dụng dao động ký quan sát dạng tín hiệu trên tải R, chỉnh biến trở P3 để ghi nhận góc điều khiển và giá trị VOM tương ứng Ghi kết quả đo vào bảng kết quả trong báo cáo

d) Sơ đồ chỉnh lưu cầu điều khiển toàn phần với Thyristor, tải RL

 Nối sơ đồ thí nghiệm như hình 2.13 Thay tải trở R bằng tải R+L và thực hiện các bước như với tải R

 So sánh và giải thích sự khác nhau về dạng tín hiệu trên tải cho hai trường hợp tải R và tải RL

BÀI 3: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT 3 PHA 23 BÀI 3: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU

CÔNG SUẤT 3 PHA

3.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU:

Giúp sinh viên tìm hiểu bộ Chỉnh lưu cầu 3 pha và phương pháp điều khiển theo nguyên lý kích đồng bộ

3.2 PHẦN LÝ THUYẾT:

Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha (hình 3.1) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp

Hình 3.1 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha

Sơ đồ gồm 6 Thyristor chia thành 2 nhóm: nhóm Anode (SCR1, SCR3, SCR5) và nhóm Cathode (SCR4, SCR6, SCR2) Sơ đồ điều khiển đồng bộ 3 pha cho phép mở từng cặp Thyristor tương ứng để tạo điện áp chỉnh lưu Udc trên tải Z Giản đồ thời gian của mạch cho trên hình 2 Điện áp các pha cấp cho bộ chỉnh lưu:

) sin(

V )

W ( V

) sin(

V )

V ( V

sin V )

U ( V

c b a

3

4 2

3

2 2

Hình 3.2: Giản đồ tín hiệu sơ đồ chỉnh lưu 3 pha

BÀI 3: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT 3 PHA 25

3.3 TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM: BỘ CHỈNH LƯU

CẦU CÔNG SUẤT 3 PHA

~24VAC/10A 3 pha, nguồn 1 chiều +12V/1.5A và -12V/1.5A

- Module tạo xung điều khiển đồng bộ: PEC-502 (3 khối)

- Module Thyristor công suất: PE-513 (3 khối)

- Module tải PEL-521

 Dao động ký 2 tia

 Phụ tùng: dây có chốt cắm hai đầu

Hình 3.3: Thiết bị thực tập về chỉnh lưu công suất 3 pha

3.3.2 Các bài thực hành:

 Nối sơ đồ thí nghiệm như hình 3.4

- Kiểm tra việc cấp nguồn 12V và GND cho các khối điều khiển PEC-502 (3 khối)

- Nối nguồn ~24VAC – 3 pha của PE-500PS theo kiểu mắc hình sao như hình 3.4

Cấp nguồn ~24VAC/ U-V-W cho ngõ vào IN/X-Y các sơ đồ điều khiển tương ứng để cung cấp tín hiệu đồng bộ cho mạch điều khiển

- Nối ngõ ra thế điều khiển góc mở Vrefo của PE-502/1 với Vrefi của PEC-502/1,2,3 Như vậy khi chỉnh P3 của PEC-502/1, cả 3 kênh sẽ cùng hoạt động theo cùng một góc cắt pha (góc mở)

Lưu ý: Bật nguồn cho hệ thống, dùng dao động ký kiểm tra xem có xung kích

ra trên các điểm đo thử TP4 và TP9 trên lần lượt 3 khối PEC502 Khi tất cả 6 điểm đo

đã có xung kích đưa ra đầy đủ rồi ta mới tắt CB xuống và thực hiện các bước tiếp

theo

- Thiết lập bộ cầu chỉnh lưu gồm 6 SCR từ 3 khối PE-513 (SCR1-6) đặt liền nhau

theo quy tắc 1-3-5 -> 4-6-2 như trong Hình 3.1 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha

- Nối các ngõ ra của khối PEC-502/1,2,3 với cực G & K của 6 SCR1-6 tương ứng

- Nối bổ sung các chốt điều khiển theo các ngõ ra PO với PI tương ứng như hình 3.4

- Nối nối tiếp tải thuần trở R1 và R2 (dùng hai bóng đèn)/PEL-521 cho mạch công suất rồi đấu rồi nối vào bộ cầu theo sơ đồ hình 3.4 Chú ý trong mạch chỉnh lưu 3 pha này, điện áp ra cực đại đạt tới gần 40V, nên phải mắc nối tiếp ít nhất 2 bóng đèn 24V để không làm cháy bóng

- Nối nguồn U-V-W cho bộ cầu tương ứng theo sơ đồ hình 3.4

 Sử dụng dao động ký quan sát dạng tín hiệu tại ngõ vào và trên tải đèn Vặn

biến trở P3 của PEC-502/1 để thay đổi ngưỡng điều khiển đồng bộ Quan sát sự thay đổi tín hiệu ra trên tải trở theo giá trị P3

 Vẽ giản đồ thời gian cho các tín hiệu của bộ điều khiển và tín hiệu trên tải tương ứng với tín hiệu cấp cho tải (24V) theo giá trị góc mở (điều chỉnh P3)  = /3

Vẽ dạng sóng vào báo cáo