Sinh viên KHÔNG ĐƯỢC sử dụng tài liệu Câu 1: 1.5đ Cho các linh kiện khóa bán dẫn công suất: BJT, MOSFET, IGBT, SCR, GTO 1.. Liệt kê các linh kiện nhóm linh kiện không điều khiển, chỉ điề
Trang 1ĐÁP ÁN ĐỀ KIỂM TRA GIỮA KỲ MÔN CƠ SỞ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT THỜI GIAN LÀM BÀI: 60 phút (Sinh viên KHÔNG ĐƯỢC sử dụng tài liệu)
Câu 1: (1.5đ) Cho các linh kiện khóa bán dẫn công suất: BJT, MOSFET, IGBT, SCR, GTO
1 Vẽ ký hiệu các linh kiện trên (0.5đ)
(kênh n)
2 Liệt kê các linh kiện (nhóm linh kiện) không điều khiển, chỉ điều khiển kích đóng, có thể điều khiển kích đóng và ngắt (0.5đ)
- Không điều khiển: Không
- Chỉ điều khiển kích đóng: SCR
- Điều khiển đóng và ngắt: BJT, MOSFET, IGBT, GTO
3 Dạng tín hiệu điều khiển (áp, dòng) của các linh kiện có điều khiển (0.5đ)
- Dạng dòng : BJT, SCR, GTO
- Dạng áp: MOSFET, IGBT
Câu 2 (1đ): Biết nguồn điện áp tuần hoàn v(t) có dạng như hình 1, trong đó Vd = 100V và T = 1ms
Áp dụng phân tích Fourier, hãy biểu diễn v(t) dưới dạng tổng của nguồn áp một chiều và sóng hài bậc 1 (cần tính ra giá trị của nguồn một chiều, và biên độ, tần số và pha của sóng hài này)
Giải: Áp dụng phân tích Fourier, biểu diễn v(t) dưới dạng tổng của nguồn áp một chiều và sóng hài bậc 1:
Hình 1
Trang 2
0
/2
0
0
/2
1
0
/2
1
0
2
50
2
cos 0 cos
T
d d
T
d d
T
d
a
T
T V
T
Câu 3 (5.5đ): Cho bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển hoàn toàn như hình 2, dòng tải id có thể xem là phẳng và
có giá trị trung bình Id=100A
Giải:
Hình 2
1 Tính trị hiệu dụng (IV1_RMS) và trị trung bình (IV1_AV) dòng qua linh kiện Thyristor (0.5đ)
57.73
d
V RMS
I
33.33
d
V AV
I
2 Tính trị hiệu dụng dòng pha nguồn I1 và trị hiệu dụng hài cơ bản dòng này I(1) (0.5đ)
81.65
3 d
Trị hiệu dụng hài cơ bản dòng pha: (1) 6
77.97
d
Trang 3Bộ chỉnh lưu kết nối với nguồn áp xoay chiều ba pha 380V (áp dây), 50Hz, đấu sao Điện áp chỉnh lưu yêu cầu
có trị trung bình Ud=257V Hãy tính:
3 Công suất biểu kiến ứng với thành phần hài cơ bản áp nguồn và hài cơ bản dòng nguồn cung cấp cho
bộ chỉnh lưu S(1) (0.5đ)
(1) 3 (1) 3 220 77.97 51460
4 Góc điều khiển bộ chỉnh lưu , [rad, độ] (0.5đ)
0
3 6
cos
3.14 257
d
d
U
rad U
5 *Công suất tích cực P và công suất phản kháng ứng với thành phần hài cơ bản Q(1) tiêu thụ bởi bộ chỉnh lưu (1đ)
Công suất tích cực: Pd Ud Id 257 100 25700 W
hoặc P(1) S 1 cos51460 cos 1.04787 25700W
Công suất phản kháng: P(1) S 1 sin51460 sin 1.04787 44583var
Với kết quả câu 4, hãy vẽ: Có thể xấp xỉ =600khi vẽ hình
6 Giản đồ điện áp chỉnh lưu ud (0.5đ)
Time (s)
0
-200
-400
200
400
ud u1-u2 u1-u3 u2-u3 u2-u1 u3-u1 u3-u2
7 Giản đồ điện áp uV1 và dòng iV1 của thyristor V1 (1đ)
Trang 4Giản đồ điện áp uV1
Time (s)
0
-200
-400
-600
200
400
600
Giản đồ dòng iV1
Time (s)
0
-100
-200
100
200 I(THY1)
8 Giản đồ dòng pha nguồn i1 (0.5đ)
0
-50
-100
-150
50
100
i1
Trang 5Giả sử điện áp nguồn xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu thay đổi 10% và Ud = 257V giữ không đổi
9 Tính phạm vi thay đổi góc điều khiển bộ chỉnh lưu trong trường hợp này (0.5đ)
min
max
0 1
min
0 2
max
3.14 257
3.14 257
d
d
U
rad U
U
rad U
Câu 4: (2đ) Cho bộ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn (Hình 3) Áp nguồn xoay chiều 1 pha có trị hiệu dụng U Bộ chỉnh lưu cấp nguồn cho tải R, E với
2
U
E , [V] Góc điều khiển bộ chỉnh lưu =900
Hình 3 Giải:
1 Vẽ giản đồ áp ud và dòng chỉnh lưu id (1đ)
Trang 60 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02
Time (s)
0
-200
-400
200
400
Time (s)
0
-100
100
200
300
400
I(R1)
q
2 Tính trị trung bình áp chỉnh lưu Ud và dòng chỉnh lưu Id (0.5đ)
Phương trình áp nguồn:
2 sin
Tìm góc θ:
2 sin
2
E
rad U
q
q
Trị trung bình áp chỉnh lưu:
Trang 7 5 /6 3 /2
2
2
d
U
U U
Trị trung bình dòng chỉnh lưu:
5 /6
/2
d
U R
3 Dẫn giải công thức tính công suất tiêu thụ bởi sức điện động E theo U và R Áp dụng tính công suất này khi U=220V, R=0.5Ω (0.5đ)
Công thức tính công suất tiêu thụ bởi E:
2
2
d
E I
Áp dụng:
2
3 220
26684.31
d
-OoO -