TÝnh trÞ hiÖu dßng dßng ®iÖn qua nguån xoay chiÒud. Gi¶ thiÕt dßng ®iÖn qua t¶i lµ liªn tôc..[r]
(1)D
o
a
n
V
a
n
D
ien
D
e
p
a
rt
E
lec
tr
ic
a
l
E
n
g
ine
e
ring
U
TE
H
Y
2008
Lý thuyết Điện tử công suất
Câu1 Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tính V-A Thyristor Có thể thay Triac hai Thyristor nối song song ng-ợc đ-ợc không? So sánh hai tr-ờng hợp nói trên? Câu Trình bày sơ đồ, nguyên lí làm việc mạch điều chỉnh dịng điện xoay chiều pha Phân tích dịng điện, điện áp công suất khống chế tải?
Câu Trình bày sơ đồ, ngun lí làm việc mạch chỉnh l-u cầu pha không đối xng So
sánh dạng sóng điện áp, dòng điện tải với chỉnh l-u không điều khiển?
Cõu Một ứng dụng ĐTCS khống chế dòng điện điện áp xoay chiều Vẽ sơ đồ, giải thích nguyên lí làm việc Viết biểu thức điện áp, dịng điện cơng suất khống chế? Câu Trình bày sơ đồ, ngun lí làm việc mạch chỉnh l-u pha hai nửa chu kỳ có điều khiển So sánh dạng sóng điện áp dịng điện tải với mạch chỉnh l-u không điều khiển? Câu Trình bày sơ đồ, ngun lí làm việc mạch chỉnh l-u cầu ba pha có điều khiển Phân tích so sánh dạng sóng điện áp dịng điện tải với mạch chỉnh l-u cầu ba pha không điều khiển? Câu Trình bày sơ đồ, ngun lí làm việc nguồn chiều đóng cắt nối tiếp Thyristor Dạng sóng, biểu thức điện áp, dịng điện tải chế độ làm việc ổn định
Câu Trình bày sơ đồ khối nguồn chiều đóng cắt Transistor So sánh với nguồn đóng cắt Thyristor?
Câu Trình bày sơ đồ, nguyên lí làm việc thiết bị biến đổi dịng điện pha Phân tích dạng sóng điện áp dịng điện tải?
Câu 10 Trình bày sơ đồ, nguyên lí làm việc đặc tính VA Thyristor? Câu 11 Trình bày sơ đồ, ngun lí làm việc đặc tính VA Triac?
Câu 12 Trình bày đặc tính chuyển mạch linh kiện điện tử cơng suất?
Câu 13 Trình bày sơ đồ, nguyên lí làm việc thiết bị biến đổi điện áp pha sử dụng cầu Thyristor Phân tích dạng sóng điện áp dịng điện tải?
Câu 14 Trình bày sơ đồ, nguyên lí làm việc biến đổi điện áp ba pha Phân tích dạng sóng điện áp dịng điện trờn ti?
Câu 15 Trình bày cấu tạo, phân loại, nguyên lí làm việc Diode công suất? Câu 16 Trình bày ph-ơng pháp kích mở Thyristor?
Câu 17 Trình bày ph-ơng pháp tắt dòng Thyristor?
(2)D
o
a
n
V
a
n
D
ien
D
e
p
a
rt
E
lec
tr
ic
a
l
E
n
g
ine
e
ring
U
TE
H
Y
2008
Bài tập điện tử công suất
Bµi tËp
Tính độ rộng xung điều khiển để đảm bảo mở Thyristor T160 có
dịng trì IH = 200mA Trong sơ đồ nh- hình vẽ biết E = 100V, R1 =
10, L = 50mH
Bµi tËp
Thyristor có dòng trì IH = 350mA, cấp cho cuộn dây có thông
số R1 = 1, L = 0,1H Độ rộng xung điều khiển tx = 50us KiĨm tra ®iỊu
kiƯn më BiÕt Em = 2202V Tính điện trở mồi R2 công suất tiêu tán
trên R2 mắc song song với tải?
Bài tËp
Bé chØnh l-u Diode nh- h×nh vÏ nèi víi nguån cã u = 240V, f = 50Hz, bỏ qua điện áp rơi
trờn Diode Xỏc định dạng sóng điện áp Ud, dịng điện Id tải trở R = 10 tải R-L
víi L = 0,1H, R = 10
Bµi tËp
Một động điện chiều điện áp 12V đ-ợc cấp mạch chỉnh l-u cầu pha có
điều khiển hồn tồn Điện áp l-ới U1 dao động khoảng 80%UH đến 105%UH Tính điện áp
ra U2 góc mở Thyristor để điện áp không đổi điện áp định mức động Bỏ
qua ®iƯn áp rơi phần tử Biết Ku = 13
Bài tập
Một cầu chỉnh l-u pha có điều khiển cung cấp điện áp cho tải 12V Biến áp nguồn
cú U1H = 220V, U2H = 15V Tính độ dao động điện áp cho phép để tải có điện áp cung cấp
khơng đổi Biết góc mở tối đa Thyristor 90o điện, điện áp nguồn dao động không v-t
quá +5% Bỏ qua điện áp rơi phần tử
Bài tập
Một cầu chỉnh l-u pha có điều khiển cung cấp cho tải điện áp 12V Biến áp nguồn có
điện áp U1H = 220, U2H = 15V Tính góc mở để điện áp phù hợp với tải Độ dao động điện áp
l-ới tối đa để điện áp điện áp định mức động
Bµi tËp
Một động điện chiều điện áp 220V đ-ợc cung cấp điện áp từ chỉnh l-u cầu ba pha bán điều khiển Để khởi động động ng-ời ta tiến hành thay đổi điện áp đặt động
từ 70%Ud đến 100%Ud Tính góc mở để thoả mãn yêu cầu
Bµi tËp
Một động điện chiều đ-ợc cung cấp điện áp từ chỉnh l-u cầu ba pha không điều khiển điện áp dây 380V, f = 50Hz thông qua điều chỉnh điện áp ph-ơng pháp đóng cắt mắc nối tiếp Thyristor (bộ xung áp đơn) Để mở máy ng-ời ta tiến hành tăng dần
điện áp đặt động từ 70%Uđc đến 100%Uđc (Uđc = 220V) Tính thời gian đóng T1 thời
gian cắt T2 Thyristor để thoả mãn yêu cầu biết tần số đóng cắt f = 400Hz?
Bµi tËp
R2
L
E
R1
R2
L
E
(3)D
o
a
n
V
a
n
D
ien
D
e
p
a
rt
E
lec
tr
ic
a
l
E
n
g
ine
e
ring
U
TE
H
Y
2008
Mét m¹ch chỉnh l-u ba pha hình tia điện áp pha 220V, f = 50Hz cung cấp điện áp cho
tải hỗn hợp có R = 1,2 nguồn chiều có điện áp E = 155,5V Vẽ dạng sóng điện áp
dòng điện tải Tính dòng điện trung bình Id biết góc mở Thyristor 60
o
điện
Bài tập 10
Một chỉnh l-u hình tia mét pha mét nöa chu kú cã Do cung cấp cho tải có điện cảm lớn
tiêu thụ dòng điện 15A từ nguồn xoay chiều 240V Bỏ qua điện áp rơi Diode Thyristor tính
in áp trung bình tải góc mở = 0o, 45o, 90o, 135o, 180o Xác định đại l-ợng đặc
tr-ng cđa Diode vµ Thyristor tr-êng hợp
Bài tập 11
Một chØnh l-u h×nh tia mét pha mét nưa chu kú có Do cung cấp điện áp thấp cho tải từ
nguồn xoay chiều 20V Giả thiết dòng điện qua tải liên tục Tính điện áp trung bình tải
khi góc mở = 60o
, có kể đến điện áp rơi 1,5V Thyristor 0,7V Diode
Bµi tËp 12
Một chỉnh l-u cầu ba pha điều khiển hồn tồn có điện áp nguồn 220V(điện áp dây) Giả thiết dòng điện tải phẳng điện áp rơi Thyristor 1,5V Xác định điện ỏp trung
bình tải góc mở = 0o
, 30o
, 45o
, 60o
90o
vẽ dạng sóng ®iƯn ¸p gãc më = 75o
Bµi tËp 13
Mét bé chØnh l-u cầu ba pha bán điều khiển có điện áp nguồn U2 = 110V cung cÊp cho t¶i
là động điện chiều có Pd = 12,85kW, Ld = , Rd = 1,285 Tính góc mở , giá tr trung
bình dòng tải Id, dòng IT dòng ID?
Bài tập 14
Một chỉnh l-u cầu pha có điều khiển cung cấp điện áp cho tải điện cảm từ
nguồn xoay chiều 120V Xác định điện áp trung bình tải góc mở = 0o, 45o 90o Gi
thiết dòng điện tải liên tục, điện áp rơi Thyristor 1,5 Tính điện áp ng-ợc Thyristor
Bài tập 15
Đặt điện áp U2 = 100V vào chỉnh l-u cầu pha bán điều khiển với R = 1, L = ,
= 60o TÝnh gi¸ trị trung bình điện áp tải Ud, dòng điện Thyristor dòng điện tải
Tính điện áp ng-ợc max Thyristor
Bài tập 16
Một sơ đồ chỉnh l-u hình tia pha hai nửa chu kỳ dùng máy biến áp có điểm nh- hình vẽ Điện áp thứ cấp máy biến áp
U2 = 220V
a, Vẽ dạng sóng điện áp dòng điện tải
Thyristor tr-ờng hợp góc mở = 60o t¶i R + L
b, TÝnh điện áp trung bình tải góc mở lần l-ợt 0o
,
30o, 60o 90o Giả thiết dòng điện tải phẳng điện áp rơi
Thyristor 1,5V
c, Xỏc định giá trị điện áp ng-ợc dòng hiệu dụng qua
Thyristor biÕt Id = 28,28A
Bµi tËp 17 u1
u2 T
R id
ud Do
u1
u21
T1
R
i21
ud
u22
T2
i22
(4)D
o
a
n
V
a
n
D
ien
D
e
p
a
rt
E
lec
tr
ic
a
l
E
n
g
ine
e
ring
U
TE
H
Y
2008
Mét bé chØnh l-u h×nh tia mét pha mét nöa chu kú cã Do cung cÊp điện áp thấp cho tải từ
nguồn xoay chiều U2 = 25V nh- hình vẽ
a, Với tải trở R vẽ dạng sóng điện áp tải Thyristor góc mở = 60o
? b, Giả thiết dòng điện qua tải liên tục Tính điện áp trung bình dòng tải gãc
mở = 60o nh- có kể đến điện áp rơi 1,5V Thyristor 0,7V Diode?
c, Xác định giá trị điện áp ng-ợc dòng hiệu dụng qua Thyristor biết Id = 2,828A
Bµi tËp 18
Hãy tính tốc độ tăng dịng di/dt Thyristor mở hai sơ đồ sau Biết E = 100V; L =
10mH, C = 100uF; Uc(0) =
Bài tập 19
Một chỉnh l-u hình tia ba pha điều khiển mắc vào tảI chứa R = 10, E = 50V, L rÊt lín
lµm dòng điện tảI liên tục phẳng Điện áp ngn cung cÊp xoay chiỊu ba pha cã trÞ hiƯu
dơng U2 =220V, f = 50Hz M¹ch ë tr¹ng thái xác lập
a, Tính trị trung bình điện áp chỉnh l-u dòng chỉnh l-u góc ®iỊu khiĨn = 60o
b, TÝnh c«ng st trung bình tải
c, Tính trị trung bình dòng qua linh kiện d, Tính trị trung bình dòng qua pha nguồn e, Tính hệ số công suất nguồn
Bài tập 20
Tính điện áp trung bình dòng chỉnh l-u , công suất tải tiêu thụ mạch chỉnh l-u hình
tia ba pha có điều khiển Tải có R = 10, E = 50V, L =0 Điện áp nguồn cung cấp xoay chiỊu ba
pha cã trÞ hiƯu dơng U2 =220V, f = 50Hz, gãc ®iỊu khiĨn = 60
o
Mạch trạng thái xác lập
Bài tập 21
Cho cầu chỉnh l-u ba pha điều khiển hoàn toàn với tham số sau: Điện áp dây nguồn
AC 480V, f=50Hz, ti Rd = 10, L = 50mH Xác định góc mở để dịng tải trung bình = 50A
Bµi tËp 22
Cho bé chØnh l-u cÇu pha điều khiển hoàn toàn với tham số sau: Điện ¸p pha nguån
AC 120V, f = 50Hz T¶i R-L m¾c nèi tiÕp Rd = 10, L = 100mH Gãc më = 60
o
Xác định chế độ dịng tải trị trung bình nú
Bài tập 23
So sánh hệ số công suất chỉnh l-u cầu pha điều khiển hoàn toàn chỉnh l-u cầu pha bán điều khiển Cho biết điện áp nguồn xoay chiều, công suất dòng tải hai
tr-ờng hợp nh- U = 220V, Pd =10kW, dòng tải id liên tục phẳng id = Id = 100A
Bµi tËp 24
Mạch kích từ cho động điện chiều đ-ợc mắc vào chỉnh l-u pha với Do Điện
áp nguồn u = 2202sin314t(V), thông số mạch kích từ L = 0,1H, R = 10 Gãc ®iỊu khiĨn =
90o
.Viết ph-ơng trình mơ tả hoạt động mạch trạng thái xác lập Tính Ud, Id?
Bµi tËp 25
Cho bé chØnh l-u cầu pha điều khiển hoàn toàn mắc vào ngn AC víi trÞ hiƯu dơng
220V, f = 50Hz Tải RLE với Rd = 1, giả thiết dòng điện tải liên tục với Ld vô lớn lµm
dịng tải phẳng với độ lớn Id = 20A Cho biết góc điều khiển = 120
o
(5)D
o
a
n
V
a
n
D
ien
D
e
p
a
rt
E
lec
tr
ic
a
l
E
n
g
ine
e
ring
U
TE
H
Y
2008
tải dòng điện qua nguồn AC Xác định độ lớn sức điện động E Tính cơng suất phát sức điện động cơng suất nguồn nhận đ-ợc
Bµi tËp 26
Bộ chỉnh l-u mạch hình tia ba pha mắc vào tải trở R = 10 Nguồn xoay chiỊu cã trÞ
hiệu dụng áp pha 220V, = 314rad/s Vẽ đồ thị tính trị trung bỡnh ca in ỏp v dũng
điện tải hai tr-ờng hợp góc điều khiển = 20o = 120o
Bµi tËp 27
Cho cầu chỉnh l-u pha điều khiển hoàn toàn tải R, góc điều khiển = 90o Điện áp
nguån u2 = 2202sin314t(V), R = 10 TÝnh Ud, Id công suất Pd
Bài tập 28
Cho cầu chỉnh l-u pha điều khiển hoàn toàn Điện áp nguồn u2 = 2202sin314t(V) Tải R
=1, L=0,01H E Mạch trạng thái xác lập với gãc ®iỊu khiĨn = 120o
KÕt ln trạng
thái áp dòng tải nếu: a, E = 150V > 0; b, E = -150V <
Bµi tËp 29
Bộ chỉnh l-u cầu mộtpha điều khiển hoàn toàn mắc vào tải động điện chiều Tải có
L- rÊt lớn làm dòng tải phẳng id = 100A Nguồn xoay chiỊu cã trÞ hiƯu dơng U = 380V, Lb =
0,001H, Rb = 0,01, = 314rad/s §é sụt áp linh kiện 2V
a, Phân tích t-ợng chuyển mạch
b, Tính điện ¸p lín nhÊt bé chØnh l-u cung cÊp cho t¶i
c, Tính độ tăng (div/dt)max
d, Tính độ lớn góc chuyển mạch =
e, Tính góc điều khiển max, giả thiết thời gian khôi phục khả khoá SCR 50às
Bài tập 30
Cho cầu chỉnh l-u pha điều khiển hoàn toàn Nguồn điện áp xoay chiÒu lÊy tõ thø cÊp
U2 = 220V, tần số f = 50Hz Tải R = 0,1, L lớn làm dòng điện liên tục phẳng, E =
200V, gãc ®iỊu khiĨn = 60o
a Tính giá trị trung bình áp Ud dòng Id
b Trị trung bình trị hiệu dụng dòng qua SCR
c Tính trị hiệu dòng dòng điện qua nguồn xoay chiều
d Gi s trình điều khiển tải thay đổi (E), thay đổi phạm vi (0,)
Dòng tải đ-ợc điều chỉnh giá trị xác định câu a, tính cơng suất máy biến áp
Bµi tËp 31
Bé chØnh l-u m¹ch tia ba pha mắcvào nguồn xoay chiều ba pha với trị hiệu dụng ¸p pha U
= 220V, f= 50Hz Góc điều khiển xác định sở áp c-a áp điều khiển Cho biết áp
răng c-a thay đổi phạm vi từ -12V đến +12V Giả thiết dòng điện qua tải liên tục
a Tính độ lớn điện áp chỉnh l-u tải điện áp điều khiển Uđk = 8V
b Tính độ lớn điện áp điều khiển điện áp chỉnh l-u 220V
Bµi tËp 32
Bộ chỉnh l-u mạch tia xem nh- khuếch đại với tín hiệu đàu vào điện áp iu
khiển uđk đầu điện áp chỉnh l-u trung bình Cho điện áp xoay chiều U = 220V; điện áp
(6)D
o
a
n
V
a
n
D
ien
D
e
p
a
rt
E
lec
tr
ic
a
l
E
n
g
ine
e
ring
U
TE
H
Y
2008
a Tính hệ số khuếch đại chỉnh l-u chế độ dòng tải liên tục phụ thuộc vào uđk
b Tuyến tính hố đặc tính điều khiển Ud(uđk), xác định hệ số khuếch đại gần
c Thiết lập hàm truyền chỉnh l-u, giả thiết thời gian trễ đáp ứng đ-ợc chọn
b»ng 1/2 chu kỳ xung áp chỉnh l-u
Bài tập 33
Cho động điện chiều kích từ độc lập với tham số nh- sau: U-đm = 220V, I-đm =
37A, nđm = 1000v/phút; R- = 0,54, I-max = 74A Vận tốc động đ-ợc điều khiển theo ph-ơng
pháp điều khiển điện áp phần ứng thông qua chỉnh l-u cầu pha điều khiển hồn tồn Nguồn kích từ khơng đổi định mức Bộ chỉnh l-u đ-ợc mắc trực tiếp vào nguồn điện xoay chiều pha có điện áp hiệu dụng U = 300V, f = 50Hz
a Tính góc mở để động làm việc chế độ định mức
b Tìm hàm truyền cuả chỉnh lưu cho biết tín hiệu sóng đồng thay đổi 0V
vµ 10V nh- h×nh vÏ:
-10
Udk Ut
t(ms) U(V)
c Tìm độ lớn điện áp điều khiển để động chạy vân tốc định mức mô men
động đạt cực đại
Bµi tËp 34
Cho động điện chiều kích từ độc lập với tham số nh- sau: U-đm = 440V, I-đm =
18.5A, nđm = 900v/phút; R- = 2,32, I-max = 37A Vận tốc động đ-ợc điều khiển theo ph-ơng
pháp điều khiển điện áp phần ứng thông qua chỉnh l-u cầu ba pha điều khiển hoàn tồn Nguồn kích từ khơng đổi định mức Bộ chỉnh l-u đ-ợc mắc trực tiếp vào nguồn điện xoay chiều pha có điện áp hiệu dụng U = 220V, f = 50Hz
d Tính góc mở để động làm việc chế độ định mức
e Tìm hàm truyền cuả chỉnh lưu cho biết tín hiệu sóng đồng b thay i gia 10
và -10V nh- hình vÏ:
urc
udk t
10
α α
-10
f Tìm độ lớn điện áp điều khiển để động chạy
g Vân tốc định mức mô men động đạt cực đại
Bµi tËp 35
Bé điều áp xoay chiều pah cấp nguồn cho tải thn trë R = 10 Ngn xoay chiỊu cã
trị hiệu dụng 220V, 50Hz Góc điều khiển = 90o
a TÝnh trÞ hiƯu dơng điện áp tải
b Tính công suất tiêu thụ tải
c Tính hệ số công suất