BÀI 4: THÍ NGHIỆM BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU
4.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU:
Giúp sinh viên tìm hiểu các bộ biến đổi điện áp xoay chiều dùng Triac và phương pháp điều khiển theo nguyên lý kích đồng bộ.
4.2 PHẦN LÝ THUYẾT:
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều sử dụng để điều khiển giá trị hiệu dụng điện áp xoay chiều. Việc điều khiển diễn ra liên tục và cho đáp ứng nhanh. Hiện tượng chuyển mạch giữa các linh kiện không xảy ra vì dòng điện qua tải có dạng xoay chiều. Do đó dòng giảm về 0 trước khi đổi chiều. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều thường gặp ở dạng 1 pha và 3 pha.
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều sử dụng để điều khiển bếp điện, lò điện, điều khiển ánh sáng, truyền động cầu trục, máy quạt, máy bơm, các dụng cụ điện. Điều khiển nguồn cấp cho các bể mạ, thiết bị hàn.
Bộ biến đổi điện áp xoay chiều một pha:
Sơ đồ biến đổi điện áp xoay chiều một pha trình bày trên hình. Các Thyristor SCR1 - SCR2 (hình 4.1a) tạo thành công tắc xoay chiều được vận hành theo phương pháp điều khiển pha. Cặp công tắc này có thể thay bằng một Triac (hình 4.1b).
Hình 4.1: Sơ đồ bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha a) Trường hợp tải R:
Hình 4.2: Giản đồ tín hiệu bộ biến đổi điện áp xoay chiều tải trở R
b) Trường hợp tải R: Quá trình điện áp và dòng qua sơ đồ được biểu diễn trên hình 4.3.
Hình 4.3: Giản đồ tín hiệu bộ biến đổi điện áp xoay chiều tải trở RL
BÀI 4: THÍ NGHIỆM BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 31 4.3 TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM: BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN
ÁP XOAY CHIỀU 1 PHA
4.3.1 Thiết bị sử dụng:
Thiết bị cho thực tập về biến đổi điệp áp 1 pha (hình 4.5), chứa các phần chức năng:
- Bảng nguồn PE-500PS, chứa Aptomat 1 pha cho các ổ điện 220VAC, Aptomat chính 3 pha cấp nguồn cho thí nghiệm, cầu chì (10A), đèn báo nguồn, Các ngõ ra cho nguồn ~24V AC/10A 3 pha, nguồn 1 chiều 12V/1.5A.
- Module tạo xung điều khiển đồng bộ: PEC-502.
- Module Triac công suất: PE-514.
- Module tải PEL-521, PEL-522.
Dao động ký 2 tia.
Phụ tùng: dây có chốt cắm hai đầu.
Hình 4.5: Thiết bị thực tập biến đổi điện áp AC 1 pha
4.3.2 Các bài thực hành:
a) Sơ đồ biến đổi thế AC một pha sử dụng Triac với tải R
Nối sơ đồ thí nghiệm như hình 4.6.
- Kiểm tra việc cấp nguồn 12VDC và GND cho module điều khiển.
- Cấp nguồn ~24VAC cho ngõ vào sơ đồ điều khiển PEC-502. Chú ý chiều nối X-Y tương ứng với chiều nối trên tải.
- Nối chốt Vrefo với Vrefo để đưa điện áp điều khiển góc mở Vrefo vào các bộ so sánh của PEC-502.
- Nối các ngõ ra OUT1/A-B với các cực G và T1 của Triac 1 (PE-514).
- Nối tải trở R/PEC-522 với Triac 1 và với nguồn AC theo hình 4.6.
- Nối Po2 với Pi1 để kích Triac theo cả hai bán kỳ điện lưới.
Hình 4.6: Sơ đồ biến đổi điện thế AC với tải trở
Sử dụng dao động ký quan sát dạng tín hiệu tại ngõ vào và trên tải R.
BÀI 4: THÍ NGHIỆM BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 33
Vặn biến trở P3 để thay đổi góc điều khiển (góc mở ). Quan sát sự thay đổi tín hiệu ra trên tải trở theo giá trị P3/Vref. Xác lập P3 tương ứng với = /2 [rad]. Vẽ dạng tín hiệu Uz và Iz vào báo cáo.
Vặn biến trở P3 để thay đổi góc mở . Ứng với mỗi góc điều khiển, ghi giá trị Uz và Iz*R vào bảng số liệu trong báo cáo.
b) Sơ đồ biến đổi thế AC một pha sử dụng Triac với tải RL
Nối sơ đồ thí nghiệm như hình 4.7.
- Kiểm tra việc cấp nguồn 12V và GND cho Module điều khiển.
- Cấp nguồn ~24VAC cho ngõ vào sơ đồ điều khiển PEC-502. Chú ý chiều nối X-Y tương ứng với chiều nối trên tải.
- Nối chốt Vrefo với Vrefi để đưa điện áp điều khiển góc mở: Vref vào các bộ so sánh của PEC-502.
- Nối các lối ra OUT1/A-B với các cực G và T1 của Triac 1 (PE-514).
- Nối tải trở R/PEC-522 với Triac 1 và với nguồn AC theo hình 4.7.
- Nối Po2 với Pi1 để kích Triac theo cả hai nửa bán kỳ điện lưới.
Hình 4.7: Sơ đồ biến đổi điện thế AC 1 pha với tải RL
Sử dụng dao động ký quan sát dạng tín hiệu tại ngõ vào và trên tải R.
Vặn biến trở P3 để thay đổi góc điều khiển (góc mở ). Quan sát sự thay đổi tín hiệu ra trên tải trở theo giá trị P3/Vref. Xác lập P3 tương ứng với = /2 [rad]. Vẽ dạng tín hiệu Uz và Iz vào báo cáo.
Vặn biến trở P3 để thay đổi góc mở . Ứng với mỗi góc điều khiển, ghi giá trị ,
, , Uz và Iz*R vào bảng số liệu và biểu diễn kết quả dưới dạng đồ thị.
Đặt góc điều khiển bằng góc tới hạn, vẽ lại dạng sóng Uz và Iz*R.
Đánh giá kết quả thí nghiệm.