Nghiên cứu xây dựng và mô phỏng một số bài thí nghiệm về nguồn ổn áp một chiều, phục vụ công tác đào tạo của trường cao đẳng nghề mỏ hữu nghị vinacomin, uông bí quảng ninh

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất hà nội Lê Ngọc lợi Nghiên cứu xây dựng mô số thí nghiệm nguồn ổn áp chiều, chiều, phục vụ công tác đào tạo trờng cao đẳng nghề mỏ hữu nghị vinacomin, uông bí quảng ninh Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hà nội - 2012 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất hà nội Lê Ngọc lợi Nghiên cứu xây dựng mô số thí nghiệm nguồn ổn áp chiều, chiều, phục vụ vụ công tác đào tạo trờng cao đẳng nghề mỏ hữu nghị vinacomin, uông bí quảng ninh Chuyên ngành: điện khí hoá mỏ M số: 60.52.52 Luận văn thạc sĩ kü thuËt Ng−êi h−íng dÉn khoa häc PGS.TS Kim ngäc linh hà nội 2012 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Những nội dung trình bày luận văn thân thực Các số liệu, kết tính toán luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả luận văn Lê Ngọc Lợi Lời cảm ơn Sau thời gian làm việc nghiêm túc, đến luận văn tác giả đ đợc hoàn thành Trong thời gian nghiên cứu, thực luận văn, tác giả đ đợc giúp đỡ bảo tận tình cđa ng−êi h−íng dÉn khoa häc PGS.TS Kim Ngäc Linh thầy cô môn Điện khí hoá PGS.TS Kim Ngọc Linh không gợi ý đề tài mà đa nhiều ý kiến quí báu để tác giả giải đợc vấn đề khó khăn nảy sinh trình thực luận văn Cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp đ quan tâm, động viên giúp đỡ tác giả suốt trình thực luận văn Mặc dù đ có nhiều cố gắng, song luận văn không tránh đợc khiếm khuyết thiếu sót Tác giả mong nhận đợc ý kiến đóng góp nhà khoa học, thầy cô bạn bè đồng nghiệp cho nội dung luận văn Xin chân thành cám ơn! Tác giả luận văn mục lục Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục hình vẽ đồ thị Mở đầu Chơng 1: Giới thiệu tổng quan Trờng Cao Đẳng nghề mỏ Hữu Nghị Vinacomin, Uông Bí Quảng Ninh 1.1 Giíi thiƯu chung………………………………………………………… 1.2 Xu thÕ ph¸t triĨn cđa Tr−êng…………………………………………… 1.3 Giới thiệu hệ thống phòng thí nghiệm điện - điện tử 1.4 Kết luận Chơng 2: Nghiên cứu xây dựng số thÝ nghiƯm vỊ bé ngn ỉn ¸p mét chiỊu 2.1 Bài thí nghiệm mạch ổn ¸p mét chiỊu kiĨu tham sè………………… 2.1.1 Mơc ®Ých thÝ nghiƯm ……………………………………………………9 2.1.2 C¬ së lý thut………………………………………………………… 2.1.3 Thiết kế sơ đồ thí nghiệm 12 2.2 Bài thí nghiệm mạch ổn áp chiều có khâu điều chỉnh (ổn áp có hồi tiếp) 20 2.2.1 Mục đích thÝ nghiƯm………………………………………………… 20 2.2.2 C¬ së lý thut…………………………………………………………20 2.2.3 ThiÕt kế sơ đồ thí nghiệm .27 2.3 Bài thí nghiệm mạch ổn áp kiểu đóng ngắt (ổn áp xung) 35 2.3.1 Mơc ®Ých thÝ nghiƯm .35 2.3.2 C¬ së lý thuyÕt 36 2.3.2.1 Tổng quan nguồn ổn áp xung36 2.3.2.2 Phơng pháp điều chế độ rộng xung 41 2.3.2.3 Các băm xung áp chiều ổn ỏp xung 44 2.3.3 Thiết kế sơ đồ thí nghiệm 52 2.3.3.1 M¹ch điều chế độ rộng xung…………………… .52 2.3.3.2 Thí nghiệm mạch băm xung nối tiếp (BUCK)………………………54 2.3.3.3 Thí nghiệm mạch băm xung song song (BOOST) 57 2.3.3.4 Thí nghiệm mạch băm xung nối tiếp- song song (BUCK-BOOST) 60 Ch−¬ng 3: Mô số thí nghiệm nguồn ổn ¸p mét chiỊu c«ng st nhá .63 3.1 Giíi thiệu phần mềm mô 63 3.1.1 Giới thiƯu phÇn mỊm Multisim 10 63 3.1.2 Các chức Multisim 10……………………………… 64 3.1.3 Giao diƯn cđa Multisim 10…………………………………………….64 3.1.4 C¸c bớc tiến hành mô Multisim10 67 3.2 Bài thí nghiệm mạch ổn áp kiểu tham sè 68 3.2.1 Mạch ổn áp kiểu tham số cấp điện áp .68 3.2.2 Mạch ổn áp kiĨu tham sè cã Tranzito m¾c nèi tiÕp 69 3.2.3 Mạch ổn áp kiểu tham số có Tranzito mắc Đa - ling - ton 70 3.2.4 Mạch ổn áp kiểu tham số có Tranzito mắc song song 71 3.3 Bµi thÝ nghiƯm mạch ổn áp chiều có khâu điều chỉnh .73 3.4 Bài thí nghiệm mạch ổn áp kiểu đóng ngắt(ổn áp xung) 74 3.4.1 Mạch ®iÒu chÕ ®é réng xung 74 3.4.2 Mạch băm xung nối tiếp (Buck) 76 3.4.3 Mạch băm xung xung song song (Boost) 77 3.4.4 Mạch băm xung nối tiếp - song song (Buck - Boost) 78 KÕt luËn kiến nghị80 Tài liệu tham khảo .81 Danh mục hình đồ thị ST T Nội dung Hình Sơ đồ máy quản lý Trờng Cao đẳng nghề Tra ng Hình 1-1 Hình 2.1 ổn áp dùng điôt Zener Hình 2.2 Mạch ổn áp dùng hai điôt Zener điôt thờng 10 Hình 2.3 Mạch ổn áp có khâu khuếch đại 10 Hình 2.4 Mạch ổn áp nối tiếp 11 Hình 2.5 Mạch ổn áp song song 11 Hình 2.6 Mạch ổn áp dùng tranzito ghép Đa-ling-tơn H×nh 2.7 H×nh 2.8 10 H×nh 2.9 11 H×nh 2.10 12 Hình 2.11 Sơ đồ khối mạch ổn áp có khâu hồi tiếp 21 13 Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp có khâu hồi tiếp 21 14 Hình 2.13 Hữu Nghị Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp dùng điôt Zener Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp có tranzito mắc nối tiếp Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp có tranzito mắc Đa-ling-tơn Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp có tranzito mắc song song Mạch ổn áp có khâu hồi tiếp dùng khuếch đại thuËt to¸n 12 12 14 16 18 22 15 Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý nguồn ổn áp thực tế 23 16 Hình 2.15 Mạch ổn áp dùng IC 25 17 Hình 2.16 Bộ nguồn ổn áp lỡng cực dùng IC 25 18 Hình 2.17 Giải pháp tăng điện áp IC ổn áp 25 19 Hình 2.18 Giải pháp tăng dòng điện IC ổn áp 26 20 Hình 2.19 Mạch IC ổn áp có điều chỉnh đợc điện áp 21 Hình 2.20 22 Hình 2.21 Mạch thí nghiệm ổn áp có khâu ®iỊu chØnh dïng IC 23 H×nh 2.22 24 H×nh 2.23 25 Hình 2.24 26 Hình 2.25 Sơ đồ chức nguồn ổn áp xung 27 Hình 2.26 28 Hình 2.27 Sơ đồ khối IC ổn áp xung LM2576 40 29 Hình 2.28 Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp xung dïng IC LM2576 40 30 H×nh 2.29 31 H×nh 2.30 Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung tam giác hai cc tớnh 42 32 Hình 2.31 Tạo ca cực tính từ ca hai cực tính 43 33 H×nh 2.32 Băm xung chiều nối tiếp tải RL 44 34 H×nh 2.33 Băm xung chiều song song 48 35 H×nh 2.34 Băm xung chiều nối tiếp-song song 50 36 H×nh 2.35 Sơ đồ thí nghiệm mạch điều chế độ rộng xung 53 37 H×nh 2.36 38 H×nh 2.37 Sơ đồ thí nghiệm băm xung song song (BOOST) 39 Hình 2.38 Mạch thí nghiệm ổn áp có khâu điều chỉnh dùng tranzito Mạch thí nghiệm giải pháp tăng điện áp IC ổn áp Mạch thí nghiệm giải pháp tăng dòng điện IC ổn áp Nguyên lý mạch khoá giản đồ thời gian mạch ổn áp xung Sơ đồ chức nguồn ổn áp xung không dùng biến áp nguồn Sơ đồ khối mạch điều chế độ rộng xung đồ thị điện áp Sơ đồ thí nghiệm mạch băm xung áp chiều nối tiếp (BUCK) Sơ đồ thí nghiệm băm xung nối tiếp-song song (BUCK-BOOST) 27 27 31 32 33 36 38 39 41 54 57 60 40 H×nh 3.1 Giao diƯn cđa Multisim 10 64 41 H×nh 3.2 Nhóm giá trị thực ảo linh kiện ANALOG 65 42 Hình 3.3 Th viện nguồn điện 65 43 Hình 3.4 Th viện phần tử basic 66 44 Hình 3.5 Th viện phần tử Diode 66 45 Hình 3.6 Th viện phần tử Transistor 67 46 Hình 3.7 Th viện phần tử Indicator 67 47 Hình 3.8 Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp dùng điôt Zener 68 48 Hình 3.9 49 Hình 3.10 50 Hình 3.11 Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp Tranzito mắc song song 51 Hình 3.12 52 Hình 3.13 Sơ đồ thí nghiệm mạch điều chế độ rộng xung 74 53 Hình 3.14 Dạng sóng tín hiệu đầu U1, U2 75 54 Hình 3.15 Dạng sóng tín hiệu điện áp ca hai cực tính 75 55 Hình 3.16 Dạng sóng tín hiệu đầu U3 76 56 Hình 3.17 Sơ đồ thí nghiệm mạch băm xung nối tiếp 76 57 Hình 3.18 Sơ đồ thí nghiệm mạch băm xung song song 77 58 Hình 3.19 Sơ đồ thí nghiệm mạch băm xung nối tiếp song song 78 Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp Tranzito mắc nối tiếp Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp Tranzito mắc Đa ling ton Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp có khâu điều chỉnh dùng tranzitor 69 70 72 73 mở đầu Tính cấp thiết đề tài Việc đào tạo ngời công nhân vừa nắm vững lý thuyết, vừa giỏi thực hành, đáp ứng đợc nguồn nhân lực cho x hội nhu cầu cấp thiết kinh tế hội nhập Đây mục tiêu, chiến lợc đào tạo trờng nghề ngày tơng lai, có Trờng Cao Đẳng nghề mỏ Hữu Nghị - Vinacomin Với chiến lợc phát triển trờng quy mô chất lợng đào tạo, đòi hỏi Nhà trờng năm tới cần phải xây dựng hệ thống phòng thí nghiệm, thực hành đồng bộ, đại, đáp ứng yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực vừa có kiến thức lý thuyết, vừa có kỹ thực hành cao Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng mô thí nghiệm, thực hành cho môn học chơng trình đào tạo trờng nói chung, có môn học kỹ tht ®iƯn-®iƯn tư cã tÝnh cÊp thiÕt Mơc ®Ých nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng mô số thí nghiệm nguồn ổn áp chiều phục vụ công tác đào tạo Trờng Cao Đẳng nghề mỏ Hữu Nghị - Vinacomin, Uông Bí - Quảng Ninh Đối tợng phạm vi nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu luận văn thí nghiệm nguồn ổn áp chiều công suất nhỏ phục vụ công tác đào tạo cho trờng Cao đẳng nghề Hữu Nghị-Vinacomin Phạm vi nghiên cứu luận văn số mạch ổn áp thông dụng nh ổn ¸p kiĨu tham sè, ỉn ¸p cã kh©u håi tiÕp mạch ổn áp xung đơn giản Nội dung nghiên cứu - Đánh giá tổng quan hệ thống phòng thí nghiệm Điện-Điện tử Trờng Cao Đẳng nghề mỏ Hữu Nghị Vinacomin Hình 3-5 Th viện phần tử Diode Hình 3-6 Th viện phần tử Transistor Hình 3-7 Th viện phần tử Indicator Hình 3-8 Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp dùng điôt Zener Hình 3-9 Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp Tranzito mắc nối tiếp Hình 3-10 Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp Tranzito mắc Đa ling - ton Hình 3-11 Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp Tranzito mắc song song Hình 3-12 Sơ đồ thí nghiệm mạch ổn áp có khâu điều chỉnh dùng tranzitor Hình 3-13 Sơ đồ thí nghiệm mạch điều chế độ rộng xung Hình 3-14 Dạng sóng tín hiệu đầu U1, U2 Hình 3-15 Dạng sóng tín hiệu điện áp ca hai cực tính Hình 3-16 Dạng sóng tín hiệu đầu U3 Hình 3-17 Sơ đồ thí nghiệm mạch băm xung nối tiếp Hình 3-18 Sơ đồ thí nghiệm mạch băm xung song song Hình 3-19 Sơ đồ thí nghiệm mạch băm xung nối tiếp song song ... chung, có môn học vỊ kü tht ®iƯn-®iƯn tư cã tÝnh cÊp thiÕt Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng mô số thí nghiệm nguồn ổn áp chiều phục vụ công tác đào tạo Trờng Cao Đẳng nghề mỏ Hữu Nghị - Vinacomin,. .. công tác đào tạo cho trờng Cao đẳng nghề Hữu Nghị- Vinacomin Uông Bí, Quảng Ninh 9 Chơng Nghiên cứu xây dựng số thí nghiệm nguồn ổn áp chiều 2.1 Bài thí nghiệm mạch ổn áp chiều kiểu tham số 2.1.1... Trờng Cao Đẳng nghề mỏ Hữu Nghị Vinacomin - Nghiên cøu thiÕt kÕ mét sè bµi thÝ nghiƯm vỊ ngn ổn áp chiều phục vụ công tác đào tạo cho Trờng Cao đẳng nghề Hữu Nghị- Vinacomin - Nghiên cứu mô thí nghiệm