Thi nghiem DTCS_FINAL

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Biên soạn: KS Bùi Hữu Hiên Tài Liệu Lưu Hành Tại HUTECH www.hutech.edu.vn THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT Ấn 2013 MỤC LỤC I MỤC LỤC MỤC LỤC I HƯỚNG DẪN II BÀI 1: THÍ NGHIỆM MẠCH KÍCH THYRISTOR VÀ TRIAC BÀI 2: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CƠNG SUẤT PHA 10 BÀI 3: THÍ NGHIỆM BỘ CHỈNH LƯU CẦU CÔNG SUẤT PHA 22 BÀI 4: THÍ NGHIỆM BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 27 BÀI 5: THÍ NGHIỆM BỘ BIẾN ĐỔI NGUỒN DC - DC CÔNG SUẤT 34 BÀI 6: THÍ NGHIỆM BỘ BIẾN TẦN KIỂU ĐIỀU RÔNG XUNG 40 BÀI 7: THÍ NGHIỆM BỘ BIẾN TẦN THEO PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI ĐIỆN THẾ (VARIABLE - VOLTAGE INTERVER) 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 II HƯỚNG DẪN HƯỚNG DẪN MÔ TẢ MÔN HỌC Giới thiệu tổng quan điện tử công suất, linh kiện công suất phổ thông sử dung phổ biến thị trường; mạch điện tử công suất, nguyên lý vận hành phương pháp kích dẫn Mơn học giúp người học nhận diện sơ đồ mạch điện tử cơng suất, phân tích ngun lý phương pháp đo đạc thơng số dịng áp nhận biết dạng sóng điện áp, dịng điện tải linh liện công suất mạch NỘI DUNG MƠN HỌC  Bài Thí nghiệm mạch kích Thyristor Triac: Bài cung cấp cho sinh viên hiểu biết phương pháp kích dẫn cho Thyristor Triac, đặc biệt phương pháp kích đồng  Bài 2: Bộ chỉnh lưu cầu công suất pha: Bài cung cấp cho sinh viên hiểu biết chỉnh lưu cầu pha điều khiển bán phần tồn phần với phương pháp kích đồng  Bài 3: Bộ chỉnh lưu cầu công suất pha: Bài cung cấp cho sinh viên hiểu biết chỉnh lưu cầu pha điều khiển bán phần toàn phần với phương pháp kích đồng  Bài 4: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều: Bài cung cấp cho sinh viên hiểu biết điều khiển điện áp xoay chiều mà linh kiện công suất Triac  Bài 5: Bộ biến đổi ngườn DC - DC công suất: Bài giúp sinh viên nhận diện, phân tích đo đạc thơng số dịng áp mạch biến đổi DC - DC  Bài 6: Bộ biến tần điều rộng xung: Bài giúp sinh viên có kiến thức biến tần dung phương pháp PWM  Bài 7: Bộ biến tần theo phương pháp biến đổi điện (Six – step): Bài giúp sinh viên có kiến thức biến tần dùng phương pháp Six – Step, dạng sóng tải mạch HƯỚNG DẪN III KIẾN THỨC TIỀN ĐỀ Môn học thí nghiệm điện tử cơng suất địi hỏi sinh viên có kiến thức lý thuyết điện tử cơng suất YÊU CẦU MÔN HỌC Người học phải dự học đầy đủ buổi thí nghiệm lớp soạn phần chuẩn bị hoàn chỉnh phần báo cáo TN nhà trước lên lớp CÁCH TIẾP NHẬN NỘI DUNG MƠN HỌC Để học tốt mơn này, người học cần ôn tập học lý thuyết, trả lời câu hỏi phần chuẩn bị trước thí nghiệm.đọc trước học Đối với thí nghiệm, người học đọc trước mục tiêu tóm tắt học, sau tìm thêm thông tin liên quan đến đọc nội dung thí nghiệm để tham khảo thêm Kết thúc thí nghiệm người học phải soạn báo cáo thí ngiệm theo mẫu đính kèm theo giáo trình thí nghiệm PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MƠN HỌC Mơn học đánh giá gồm:  Điểm trình: 30% Hình thức nội dung GV định, phù hợp với quy chế đào tạo tình hình thực tế nơi tổ chức học tập  Điểm thi: 70% Chấm báo cáo thí nghiệm làm thi thực hành tùy vào quan điểm người hướng dẫn thí nghiệm BÀI 1: THÍ NGHIỆM MẠCH KÍCH THYRISTOR VÀ TRIAC BÀI 1: THÍ NGHIỆM MẠCH KÍCH THYRISTOR VÀ TRIAC 1.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: Giúp sinh viên làm quen vài linh kiện điện tử công suất thông dụng Thyristor Triac Tính vận hành chúng phương pháp kích dẫn, đặc biệt đề cao ý nghĩa kích động 1.2 PHẦN LÝ THUYẾT: 1.2.1 Thyristor (SCR): Thyristor (tên ghép từ Thyratron Transistor) cấu tạo từ lớp bán dẫn p-np-n (hình 1.1.a), có điện cực Anod (A), Catod (K) điện cực điều khiển (G) Hình 1.1: Cấu trúc hình dạng Thysistor Khi nối Anode với cực “+” Cathode với cực “-” nguồn chiều, J1 J3 phân cực thuận J2 phân cực ngược Kết gần toàn điện nguồn đặt lên lớp tiếp xúc J2 Nếu tác động vào cực G điện dương so với K (tín hiệu xung kích) Thysistor nhận lượng đủ lớn điện trường tổng cộng Các điện trường ion hóa nguyên tử bán dẫn, tạo điện tử (thứ cấp) Các điện tử thứ cấp nhận lượng gây ion hóa Kết THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT thác lũ điện tử tạo lớp tiếp xúc J2 chảy vào N1, sau qua P1 để tới cực A tạo thành dòng qua Thyristor Thyristor làm việc chế độ chế độ mở, có điện trở thuận nhỏ dịng dẫn I lớn Để đưa Thyristor trạng thái cấm (khóa), cần tiến hành theo cách sau: - Giảm dòng I xuống giá trị trì dẫn - Đảo chiều phân áp U tạo phân cực ngược cho Thyristor Một số đặc điểm cần lưu ý sử dụng Thyristor:  Mỗi loại Thyristor chế tạo có 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 tức thời Nếu Thyristor chưa cấm hẳn mà xác lập U để UA-K dương, làm đoản mạch nguồn hỏng Thyristor 1.2.2 TRIAC (Triode Alternative Current): Triac dụng cụ tương đương với Thyristor song song ngược chiều có chung cực điều khiển Do làm việc với nguồn phân cực dương âm, khái niệm Anode Cathode Triac không phù hợp Được quy ước sử dụng ký hiệu T2 (hoặc B2) T1 (hoặc B1) cho cực lối cực điều khiển G gần T1 BÀI 1: THÍ NGHIỆM MẠCH KÍCH THYRISTOR VÀ TRIAC Hình 1.2: Cấu trúc (a) ký hiệu Triac (b) Cấu trúc bán dẫn Triac mơ tả cấu trúc lớp tiếp xúc bán dẫn Ta Tb Trong trường hợp nối T2 với nguồn “+” T1 với nguồn ”-“, G với “+”, nửa Ta Triac làm việc Thyristor thông thường Nếu phân cực nguồn ngược lại, điện tử từ N3 phóng vào P2, gây trình thác lũ va chạm làm dẫn Tb Khác với Thyristor, Triac làm việc với điện điều khiển âm không đổi trạng thái đảo cực nguồn ni Hình 1.3: Đặc tuyến V - A Triac ... định, phù hợp với quy chế đào tạo tình hình thực tế nơi tổ chức học tập  Điểm thi: 70% Chấm báo cáo thí nghiệm làm thi thực hành tùy vào quan điểm người hướng dẫn thí nghiệm BÀI 1: THÍ NGHIỆM... pha cho Thyristor Triac 1.3 TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM: ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG BỘ SCR & TRIAC 1.3.1 Thi? ??t bị sử dụng: Thi? ??t bị cho thực tập khảo sát mạch kích Thyristor Triac (hình 1.5), chứa phần tử chức... NGHIỆM ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT 2.3 TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM: BỘ CHỈNH LƯU CẦU CƠNG SUẤT PHA 2.3.1 Thi? ??t bị sử dụng:  Thi? ??t bị cho thực tập chỉnh lưu cơng suất (hình 2.10), chứa phần tử chức năng: - - Bảng