Báo cáo bài tập lớn Điện tử công suất: Trình bày sơ đồ chỉnh lưu điốt 1 pha 12 chu kỳ khi tải là R.

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆN KINH TẾ BƯU ĐIỆN BÁO CÁO MÔN HỌC ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT NHÓM MÔN HỌC 08 Giảng viên Nguyễn Thị Thanh Thành viên nhóm Nguyễn Long Nhật B19DCDT163 Đỗ Xuân Quỳnh B19DCDT183 Phạm Quang Thái B19DCDT253 Trần Gia Bảo B19DCDT018 Lê Thanh An B19DCDT002 Phạm Tuấn Minh B19DCDT146 Hà Nội 2022 Phần I Lý Thuyết Câu 8 Trình bày sơ đồ chỉnh lưu điốt 1 pha 12 chu kỳ khi tải là R Sơ đồ mạch chỉnh lưu bán chu kỳ sử dụng diode tải thuần và dạng sóng như hình bên dưới Mạch chỉ.

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

VIỆN KINH TẾ BƯU ĐIỆN

BÁO CÁO MÔN HỌC: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Lê Thanh An - B19DCDT002 Phạm Tuấn Minh -B19DCDT146

Hà Nội 2022

Phần I Lý Thuyết

Câu 8:Trình bày sơ đồ chỉnh lưu điốt 1 pha 1/2 chu kỳ khi tải là R

Sơ đồ mạch chỉnh lưu bán chu kỳ sử dụng diode tải thuần và dạng sóng như hình bên

+ Ở bán kỳ âm: Điện áp Vs < 0 nên diode bị phân cực ngược sẽ không dẫn điện, mạch hở nên điện áp trên tải R bằng 0

– Công thức tính các giá trị trung bình trên tải: với Vm = 220√2 à R = 10

Câu 18:

Trình bày sơ đồ chỉnh lưu tiristo 1 pha hai nửa chu kỳ khi tải là R+L

– Nguyên lý mạch với tải RL

+ Ở bán kỳ dương: Ở chu kỳ đầu tiên khi chưa có tín hiệu kích thì Vo = 0V Khi có tín

hiệu kích thì D1, D2 dẫn nên Vo = Vs

+ Ở bán kỳ âm: Tải mang tính cảm vừa bị ngắt điện nên giải phóng năng lượt phát dòng

duy trì 2 SCR D1 và D2 Do đó D1 và D2 dẫn điện nên áp tải bằng với áp nguồn Vo < Vs <

0 Dòng tải trễ pha so với điện áp nên không về 0 ở cuối bán kỳ dương

Nếu L nhỏ thì sau khi tải phát hết năng lượng thì Vo = 0V, cho đến khi có tín hiệu điều khiển.

– Nhận xét: ở trường hợp này có phần điện áp âm nên làm giảm giá trị điện áp trung

bình thu được Một trong những cách làm triệt tiêu phần điện áp âm để nâng cao chất lượng điện áp là kết hợp dùng SCR và diode Ngoài ra sử dụng kết hợp với diode còn giúp sử dụng triệt để phạm ví góc kích từ 0 – 180

Câu 28: Trình bày phương pháp bảo vệ quá nhiệt độ cho các bộ biến đổi

Các phương pháp chống quá nhiệt cho bộ biến đổi:

Với bộ nghịch lưu và chỉnh lưu:

1 Làm mát tự nhiên

Là phương pháp dựa vào việc gia tang nhiệt độ để tạo lực nổi để tạo luồng kk đối lưu

Ưu điểm là yêu cầu bảo trì thấp, tính an toàn cao

Nhược điểm là bị ảnh hưởng bởi bộ tản nhiệt nặng và cồng kềnh

2 Làm mát chủ động bằng không khí

Phương pháp sử dụng quạt hút/đẩy để tạo luồng không khí làm mát cho mạch

Ưu điểm: gọn nhẹ nhưng vẫn đảm bảo yêu cầu làm mát

Nhược điểm: các chi tiết của quạt sẽ bị hao mòn theo thời gian, cần kiểm tra bảo dưỡng định kì

3 Làm mát bằng dung dịch

Dung dịch được làm mát qua bơm và lưu thông trong các bộ tản nhiệt Ưu điểm: tản nhiệt tốt, nhiệt độ thiết bị khi được làm mát được hạ xuống thấp Nhược điểm: hệ thống làm mát phức tạp, tốn chi phí và yêu cầu bảo trì/bảo dưỡng liên tục và ốc nguy

cơ rò rỉ chất làm mát.

4 Làm mát tương đối( relative cooling)

Phương pháp làm mát phụ thuộc vào sự bay hơi của nhiệt ẩn tring môi trường chất lỏng Ưu điểm: hiệu suất tản nhiệt cao

Nhược điểm: yêu cầu gắt gao trong việc làm kín hệ thống làm mát,cũng như quy trình hoạt động phức tạp và tốn kém

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng làm mát chủ động bằng quạt tản nhiệt có hiệu suất tốt hơn từ 10-20 lần so với pp làm mát tự nhiên Pp đạt hiệu suất cao nhất là pp tản nhiệt bằng chất lỏng Từ quan điểm về việc lắp ráp và vận hành thực tiễn, làm mát chủ động bằng quạt tản nhiệt vượt trội hơn so với làm mát bằng chất lỏng nhờ sự đơn giản, lắp đặt dễ dàng và có độ bền cao

Câu 38: Trình bày về sơ đồ biến tần chứa ít sóng hài

Về nguyên lý hoạt động, biến tần có cách hoạt động cũng tương đối đơn giản Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được đưa vào khối chỉnh lưu để lọc thành nguồn 1 chiều

Tuy nhiên, điện áp đầu ra ở khối chỉnh lưu vẫn chưa được phẳng hoàn toàn mà nó

sẽ vẫn còn dạng gợn sóng Nên tiếp theo, điện áp này sẽ phải đi qua bộ lọc để làmphẳng tín hiệu và thành nguồn 1 chiều bằng phẳng

Vì động cơ của chúng ta là động cơ không đồng bộ 3 pha nên điện áp đầu ra của nó

là dạng 3 pha hình sin Vì thế, nó phải đi qua thêm 1 khối nữa là khối nghịch lưu

để biến đổi từ điện áp 1 chiều thành điện áp xoay chiều đối xứng Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM)

– Mạch chỉnh lưu diode và nghịch lưu mang lại hiệu suất cao cho biến tần, nhưng lại gây ra

nhiều sóng hài trên dòng điện ở phía nguồn AC Sóng hài xuất hiện là do dòng điện không thể

chạy qua chỉnh lưu và đi vào biến tần khi điện áp AC đầu vào bé hơn điện áp một chiều

DC trên tụ Điều này chỉ diễn ra trong một khoảng thời gian ngắn trên mỗi pha nhưng đủ làm biến dạng hoàn toàn dòng AC đầu vào khiến nó không còn là hình sin chuẩn nữa.

- Sóng hài trên dòng điện sẽ kéo theo sóng hài trên điện áp, độ méo sóng hài áp phụ thuộc nhiều vào trở kháng của hệ thống phân phối điện và số lượng tải phi tuyến (máy tính, máy fax, máy

photocopy, đèn chiếu dùng inverter, …) trong hệ thống đó

Phần II Công thức

CHƯƠNG 1:

1.Các biểu thức cho dòng điện trung bình và hiệu dụng

2 Công suất và hệ số công suất

3.Công suất tiêu tán trung bình trên linh kiện chu kỳ T

4 Công thức tính trị hiệu dụng

CHƯƠNG 2:

Đặc tính phục hồi của điot

+Điện tức hồi ngược

+Ảnh hưởng của điện tích phục hồi ngược

CHƯƠNG 3:

CHƯƠNG 4:

CHƯƠNG 5:

*Phân loại nghịch lưu:

-Công suất tải tiêu thụ

-Z là tổng trở tải RL:

-Sơ đồ 1 pha:

-Công thức căn bản để phân tích fourier điện áp ngõ ra nghịch lưu nguồn áp:

-Bài toán điều khiển áp ra:

-Điều chế độ rộng xung hình sin

-Công suất của R:

-Đối tượng bậc 2 có và không có tích phân:

-Đôi tượng bậc 3 không có tích phân:

-Đối tượng bậc 3 và có tích phân:

2.Đặc tính các tải thông dụng: 3.Hàm truyền động

*Đặc tính động cơ KĐB và điều khiển tốc độ:

-Mạch tương đương động cơ KĐB:

��(vòng/phút)

����= 2 �� �� (rad/s) -Độ trượt rotor quay vs tốc độ ����:

Độ ����ượ�� �� = ���� = ±��2′

-Mô hình động của động cơ KĐB: ������

-Phương trình điện áp xtator:

*Điều khiển năng lượng trượt động cơ KĐB:

-Điều khiển điện áp động cơ KĐB và Soft start:

+ Giữ tổn hao ∆��không đổi khi tốc độ TTQ không đổi: ∆�� = �� �� �� ��

🡺momen tải phải giảm tỉ lệ nghịch với độ trượt:

∆�� = ��1 − ��2 = �� �� 1 − �� �� 2 = �� �� �� 1

*Điều khiển tần số động cơ KĐB bằng biến tần V/F:

-Đặc tính cơ khi điều khiển tần số: với �� =

*Điều khiển động cơ một chiều không cổ góp:

-Mô hình động cơ một chiều không cổ góp:

+ Rotor là nam châm vĩnh cửu:

*Từ trường quay và các phép biến đổi vector:

-Vector dòng điện không gian I:

-Vector không gian:

Câu 8: Cho sơ đồ chỉnh lưu 3 pha cầu với các thông số:

Bài 10 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha tia với các thông số:

U2 = 220V; f = 50.8Hz=400Hz; E = 220V; LC = 1mH; R = 2Ω; L = ∞;

a Xác định góc mở α sao cho công suất do động cơ tái sinh Pd = E.Id = 5kW

b Tính góc trùng dẫn μ

Chỉnh lưu tiristo 3 pha tia

Sơ đồ làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc

−2��������

2��) − 220]

√6��2= −0.573 − 0,212 = −0.785 + = 141°

�� �� 43 =>�� = 16°46

Bài 16 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 1 pha hai nửa chu kỳ làm việc ở chế độ nghịch

lưu phụ thuộc với các thông số:

U2 = 200V; E= 180V; f = 50.8Hz=400Hz; LC = 1mH; R = 0,2Ω; L = ∞; Id = 200A;

Tính góc mở α và góc trùng dẫn μ

Chỉnh lưu tiristo 1 pha 2 nửa chu kỳ, làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc

Do LC≠0 nên trị trung bình của điện áp tải:

2 2 2

U X I

'

U = U − ΔU = cos − α C d

Bài 17 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha cầu làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ

thuộc với các thông sô:

U2= 239,6V; f = 50.8Hz=400Hz; α= 1450; XC =2,4Ω; RC = 0,05Ω; Điện áp rơi trên mỗi tiristo là ΔUT = 1,5 V; với giả thiết dòng điện tải được nắn thẳng id = Id

Bài 18 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha tia, trị trung bình của điện áp pha là U =

150V; f= 8.50Hz=400Hz, điện cảm và điện trở mỗi pha lần lượt là: LC = 1,2mH; R= 0,07Ω; Giả thiết điện áp rơi trên mối tiristo là ΔUT = 1,5 V và trị trung bình của dòng điện tải là: Id = 30A

Hãy tính trị trung bình của điện áp tải khi các góc mở α là 00; 300;450;600

Điện áp rơi trên tiristo là 1,5(V) Điện áp rơi trên điện trở nguồn xoay chiều: 0,07.30=2,1(V) Điện áp rơi do điện cảm nguồn xoay chiều gây nên:

=3.2��.400.1,2.10−3

.30

2 ��

= 43,2(��) Biểu thức của điện áp tải:

����′ =3√6 150

2���������� − (1,5 + 2,1 + 43,2)

����′ = 175,43�������� − 46,8

α= 300

Câu 26:Cho sơ đồ chỉnh lưu 3 pha tia với các thông số:

kLC= 0,05; f= 400Hz Tính LC

Câu 27:Cho sơ đồ chỉnh lưu 3 pha cầu với các thông số:

Câu 29:Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha tia với các thông số:

U2 = 220V; f = 400Hz; E = 220V; LC = 3mH; R = 5Ω; L = ∞;

a Xác định góc mở α sao cho công suất do động cơ tái sinh Pd = E.Id = 4kW

b Tính góc trùng dẫn μ

Câu 30:Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo cầu 3 pha không đối xứng với các thông số sau:

U2 = 130V; R = 1,585Ω; L = ∞; Pd = 15,85kW

Câu 37:Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha cầu làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc, với các thông Câu39:Cho sơ đồ chỉnh lưu điốt 3 pha tia với các thông số:

U2¬ = 120V; E= 80V; R = 0,8 ; f = 400Hz;

Biểu thức giải tích:

Tính trị trung bình của điện áp tải, trị trung bình của dòng tải, dòng chảy qua điốt

và xác định giá trị điện cảm L sao cho Ia = 0,3Id

Câu 40:Cho sơ đồ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha với các thông số:

U2 = 90V; E = 50V; R = 0,8 ; f = 400Hz; dòng tải id là liên tục Biểu thức giải tích:

Tính trị trung bình của dòng tải và xác định giá trị điện cảm L sao cho Ia = 0,1Id

Câu 38:Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo cầu 3 pha Nguồn điện xoay chiều có điện áp

dây Ud = 415 V, f= 400Hz, LC = 0,6mH Giả thiết dòng điện tải được nắn thẳng và

bỏ qua điện áp rơi trên các tiristo và điện trở nguồn

a Lập bảng tính trị trung bình của điện áp tải theo góc mở

α0( 00,200,300,450,600,700) khi dòng điện tải Id = 50A

b Lập bảng tính trị trung bình của điện áp tải theo dòng điện tải Id

( 0,20,25,45,65,85) khi góc mở α= 300

Câu39:Cho sơ đồ chỉnh lưu điốt 3 pha tia với các thông số:

U2¬ = 120V; E= 80V; R = 0,8 ; f = 400Hz;

Biểu thức giải tích:

Tính trị trung bình của điện áp tải, trị trung bình của dòng tải, dòng chảy qua điốt

và xác định giá trị điện cảm L sao cho Ia = 0,3Id

Câu 40:Cho sơ đồ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha với các thông số:

Câu 46:Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha cầu làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ

thuộc với các thông sô:

U2= 239V; f = 400Hz; α= 1450; XC =0,3Ω; RC = 0,5Ω; Điện áp rơi trên mỗi tiristo là ΔUT = 1,5 V; với giả thiết dòng điện tải được nắn thẳng id = Id = 40A Tính E và góc trùng dẫn μ

Câu 47:Cho sơ đồ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha với tải là R+E, các thông

số: ; U2 = 150V; f = 400Hz; E= 110V

a.Tính thời gian mở cho dòng chảy qua mỗi điốt trong một chu kỳ b.Xác định R sao cho dòng tải có trị trung bình Id = 60A

Câu 48: Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha tia, trị trung bình của điện áp pha là U =

120V; f= 420Hz, điện cảm và điện trở mỗi pha lần lượt là: LC = 1,5mH; R= 0,06

; Giả thiết điện áp rơi trên mối tiristo là U¬T = 1,5 V và trị trung bình củadòng điện tải là: Id = 35A

Hãy tính trị trung bình của điện áp tải khi các góc mở là 00; 300;450;600

Câu 49:Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo cầu 3 pha Nguồn điện xoay chiều có điện áp

dây Ud = 405 V, f= 400Hz, LC = 0,7mH Giả thiết dòng điện tải được nắn thẳng và

bỏ qua điện áp rơi trên các tiristo và điện trở nguồn

a Lập bảng tính trị trung bình của điện áp tải theo góc mở 0

( 00,100,300,400,600,800) khi dòng điện tải Id = 35A

b Lập bảng tính trị trung bình của điện áp tải theo dòng điện tải Id

( 0,10,20,30,40,50) khi góc mở = 450

Bài 50 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha tia với các thông số:

U2 = 240V; f = 50.8Hz=400Hz; E = 240V; LC = 5mH; R = 5Ω; L = ∞; a Xác

định góc mở α sao cho công suất do động cơ tái sinh Pd = E.Id = 6kW

b Tính góc trùng dẫn μ

Chỉnh lưu tiristo 3 pha tia

Sơ đồ làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc