Bài tập điện tử công suất đào nguyên khánh

Trình bày sơ đồ chỉnh lưu điốt 1 pha hai nửa chu kỳ khi tải là R.. Tính trị trung bình của điện áp chỉnh lưu, trị trung bình của dòng điện tải và dòng chảy qua điốt... Tính trị trung bìn

Trang 1

BIÊN SOẠN : ĐÀO NGUYÊN KHÁNH ĐTT 49 – ĐH

Lời ngỏ : Để đáp ứng nhu cầu học và ôn thi môn điện tử công suất tôi xin trình bày một số dạng câu hỏi thường gặp trong một số đề thi hi vọng sẽ giúp các bạn hiểu hơn về môn điện tử công suất ,nếu có ý kiến đóng góp xin hãy gửi vào địa chỉ mail của tôi

http:://daonguyenkhanh.hp90@gmai.com

Phần Lý Thuyết

PHẦN LÝ THUYẾT ( 40 CÂU)

1 Trỡnh bày về sự phân cực của mặt ghép P-N

2 Trình bày cấu trúc, ký hiệu và đặc tính V-A của điốt

3 Trình bày cấu trúc, ký hiệu và đặc tính V-A của Transitor lưỡng cực

4 Trình bày cấu trúc, ký hiệu và đặc tính V-A của Transitor MOS công suất

5 Trình bày cấu trúc, ký hiệu và đặc tính V-A của tiristo

6 Trình bày về quá trình mở cho dòng chảy qua của Tiristo

7 Trình bày về quá trình khoá không cho dòng chảy qua của Tiristo

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

9 Trình bày sơ đồ chỉnh lưu điốt 1 pha 1/2 chu kỳ khi tải là R+ L

10 Trình bày sơ đồ chỉnh lưu điốt 1 pha hai nửa chu kỳ khi tải là R Viết biểu thức giải tích

11 Trình bày sơ đồ chỉnh lưu điốt 1 pha hai nửa chu kỳ khi tải là R+L.Viết biểu thức giải tích

12 Trình bày sơ đồ chỉnh lưu điốt 1 pha hai nửa chu kỳ khi tải là R+E.Viết biểu thức giải tích

13 Trình bày sơ đồ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha khi tải là R+E

14 Trình bày sơ đồ chỉnh lưu điốt 3 pha tia khi tải là R+E Viết biểu thức giải tích

15 Trình bày sơ đồ chỉnh lưu điốt 3 pha cầu khi tải là R+E Viết biểu thức giải tích

16 Trình bày phương pháp lọc điện bằng tụ điện

17 Trình bày phương pháp lọc điện bằng bộ lọc LC

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

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

20 Trình bày chế độ nghịch lưu phụ thuộc

21 Trình bày về hiện tượng trùng dẫn

22 Trình bày sơ đồ chỉnh lưu tiristo điều khiển cầu 1 pha khi tải là thuần trở

23 Trình bày sơ đồ chỉnh lưu tiristo điều khiển cầu 1 pha khi tải là R+L

24 Trình bày sơ đồ chỉnh lưu tiristo điều khiển cầu 1 pha không đối xứng

25 Trình bày phương pháp bảo vệ quá áp cho các bộ biến đổi

26 Trình bày phương pháp bảo vệ ngắn mạch cho các bộ biến đổi

27 Trình bày phương pháp bảo vệ quá tải cho các bộ biến đổi

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

29 Trình bày phương pháp bảo vệ chống tốc độ tăng dòng điện cho các bộ biến đổi

30 Trình bày phương pháp bảo vệ chống tốc độ tăng điện áp quá mức cho các bộ biến đổi

Trang 2

31 Trình bày phương pháp bảo vệ chống tác động tương hỗ cho các bộ biến đổi

32 Trình bày phương pháp chống nhiễu Radio cho các bộ biến đổi

33 Nêu các nguyên tắc điều khiển xung Trình bày nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính

34 Nêu các nguyên tăc điều khiển xung Trình bày nguyên tắc điều khiển thẳng đứng ARCCOS

35 Trình bày về sự phối hợp công tác giữa các tiristo khi chúng mắc nối tiếp

36 Trình bày về sự phối hợp công tác giữa các tiristo khi chúng mắc song song

37 Trình bày về nguyên lý hoạt động của bộ biến tần cầu 1 pha

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

39 Trình bày về sự phân loại các bộ nghịch lưu

40 Trình bày về các đặc điểm của bộ nghịch lưu độc lập

,0

4892,63

)(92,6371.222

A R

E U

I

V

U U

Từ biểu thức giải tích ta có:

)(2414,3.2.22

615,422

2

;22

2sin22

cos

3

24

;2

cos3

24

1 1

2 1

2

mH I

A L

L

A I

t L

A tdt L

A i

U A

dt

di L t

U u

a C

C a

C C

a

C

a a

ωω

ω

π

ωπ

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

t U

u2 = 2 2sinω ; U2 = 220V; f = 50Hz; E= 120V.

a Tính thời gian mở cho dòng chảy qua mỗi điốt trong một chu kỳ.

Trang 3

b Xác định R sao cho dòng tải có trị trung bình Id = 40A.

Bài giải :

3 Cho sơ đồ chỉnh lưu điốt 1 pha hai nửa chu kỳ với tải là thuần trở, các thông số: U2 = 100V; f = 50Hz; R = 0,5 Ω Tính trị trung bình của điện áp chỉnh lưu, trị trung bình của dòng điện tải và dòng chảy qua điốt.

Trang 4

Tính trị trung bình của điện áp tải, dòng tải , dòng chảy qua tiristo, dòng chảy qua điốt 10.Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha tia với các thông số:

Tính trị trung bình của điện áp tải, dòng tải và góc trùng dẫn µ

13.Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha tia, mạch tải R+L với các thông số:

Ud = 217V; U2 = 190V; f= 50Hz; Id = 866A; α = 0 Tính R, điện cảm chuyển mạch LC và góc trùng dẫn µ

14 Một bộ chỉnh lưu điốt cầu 3 pha được nuôi từ nguồn điện xoay chiều có điện áp dây là 380V, thông qua máy biến áp 3 pha nối tam giác- sao Giả thiết điện áp rơi trên mỗi điốt

là 0,7V và dòng điện tải coi như được nắn thẳng Id = 60A Điện áp trên tải là 300V Tính trị trung bình của dòng điện chảy qua điốt và điện áp ngược cực đại mà mỗi điốt phải chịu.

4,1300

)(300)7,0(263

2

2 '

V U

Trị trung bình của dòng chảy qua điốt.

)(203

U nm = = =

Trang 5

15.Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo một pha hai nửa chu kỳ với các thông số:

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:

π

απ

d

I X U

U U

180200314,02,02

2

.314cos

cos22

0

2 2

=

−+

=

−+

=

−+

=

α

ππ

α

π

απ

U

E I L R

R

I X U

E

I

d c

d c d

Góc trùng dẫn µ

( ) ( )

87

20

628152

888,0200.2

200.314,076131cos2

coscos

2cos

cos

0

0 2

=+

α

µαα

U

I X U

I X

d C

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 = 50Hz; α = 1450; XC =0,3 Ω ; RC = 0,05 Ω ; Điện áp rơi trên mỗi tiristo là ∆ UT

= 1,5 V; với giả thiết dòng điện tải được nắn thẳng id = Id = 60A.

Tính E và góc trùng dẫn µ

Trang 6

;

)(28,4855

,1.260.05,0.260.3,0.3145cos6,239.6

3

22

' '

0 '

'

V U

E R R

U

E

I

V U

U I

R U U

U

d

d d

d

T d

c d

µ

Xác định góc trùng dẫn µ

Từ phương trình chuyển mạch:

( ) ( )

7

6

7151

88,06,239.6

60.3,0.2145coscos

6

2cos

cos

0

0 2

=+

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 (hiện tượng trùng dẫn)

)(4,52

30.10.2,1.50.2.32

V I

µ

Biểu thức của điện áp tải:

Trang 7

)(

9cos43,

175

4,51,25,1cos2

150.6

Tính công suất có ích trả về lưới xoay chiều trong hai trường hợp:

a Bỏ qua điện cảm chuyển mạch Lc( LC = 0).

b Khi LC = 2mH.

Bài giải: Do dòng điện được san phẳng nên ta tính như ở chế độ liên tục

LC = 0 ( không xét hiện tượng trùng dẫn)

Biểu thức công suất: Pd = Ud.Id.

)(7,367,142.3,257

)(7,1421

3,257400

)(3,257120

cos220.63cos6

kW P

A R

E U

I

V

U U

Với LC=2mH ( có xét đến hiện tượng trùng dẫn)

)(9,310)

89.314.002,0.3(5,257

)(18,89628,0.31

7,1423

)(7,1423,2574003

3cos63

'

2 '

V U

A X

U U

U

d

c

d d

d

c d

d c d

=+

π

απ

µ

Công suất tác dụng trả về lưới xoay chiều:

Pd = Ud’ .Id = -310,9.89,18=-27,67(kW)

Trang 8

20 Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo cầu 3 pha Nguồn điện xoay chiều có điện áp dây Ud = 415

V, f= 50Hz, LC = 0,9mH 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 ( 00,100,300,400,600,800) khi dòng điện tải Id = 60A.

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 α = 300

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

Tính trị trung bình của dòng tải và xác định giá trị điện cảm L sao cho Ia = 0,2Id.

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

t U

u2 = 2 2sinω ; U2 = 240V; f = 60Hz; E= 120V.

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 = 30A.

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

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 = 0,2Id.

Trang 9

25.Cho sơ đồ chỉnh lưu 1 pha hai nửa chu kỳ với:

33.Một bộ chỉnh lưu điốt cầu 3 pha được nuôi từ nguồn điện xoay chiều có điện áp dây là 380V, thông qua máy biến áp 3 pha nối tam giác- sao Giả thiết điện áp rơi trên mỗi điốt

là 0,5V và dòng điện tải coi như được nắn thẳng Id = 40A Điện áp trên tải là 280V Tính trị trung bình của dòng điện chảy qua điốt và điện áp ngược cực đại mà mỗi điốt phải chịu.

Trang 10

34.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:

2

c d

X I U

Trang 11

U2= 240V; f = 50Hz; α = 1450; XC =0,5 Ω ; RC = 0,05 Ω ; Điện áp rơi trên mỗi tiristo là ∆ UT = 1,5 V; với giả thiết dòng điện tải được nắn thẳng id = Id = 40A.

;0

;

)(4685

,1.260.05,0.240.5,0.3145cos240.6

3

22

' '

0 '

'

V U

E R R

U

E

I

V U

U I

R U U

U

d

d d

d

T d

c d

µ

( ) ( )

7

6

7151

87,0240.6

40.5,0.2145coscos

6

2cos

cos

0

0 2

=+

Trang 12

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:

)(75,62

30.10.5,1.50.2.32

V I

µ

Biểu thức của điện áp tải:

)(

35,10cos9,

194

75,61,25,1cos2

170.6

a.Bỏ qua điện cảm chuyển mạch Lc( LC = 0).

b.Khi LC = 4mH.

38.Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo cầu 3 pha Nguồn điện xoay chiều có điện áp dây Ud = 415

Trang 13

9cos.4,549

950.10.6,0.50.2.33

)(6,2393

415

;cos6

3

'

3 2

απ

µ

d

d c d

U

I X

U

V U

U U

8,713

)(8,718

,0

805,137

)(5,13714

,3.2

120.632

E U

I

V

U U

Trang 14

4,342

3

;23

3sin33

cos

4,348

120.638

63

;3

cos8

63

3 3

2 3

2

mH I

A L

L

A I

t L

A tdt L

A i

U A

dt

di L t

U u

a t

t a

t t

a

t

a a

ωω

ω

ππ

ωπ

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

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

41.Cho sơ đồ chỉnh lưu điốt 3 pha cầu với các thông số:

44.Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo một pha hai nửa chu kỳ với các thông số:

U2 = 120V; f= 50Hz; L = 3mH; α =2

3

π

Viết biểu thức của dòng tải id và xác định góc tắt dòng λ

45.Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha cầu làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc, với các thông số:

Trang 15

U2= 240V; f = 50Hz; E = 350V; R = 1 Ω ; L=∞; α = 1200

a.Bỏ qua điện cảm chuyển mạch Lc( LC = 0).

b.Khi LC = 1mH.

Bài giải :

Do có L=∞ nên dòng là liên tục ta áp dụng công thức tính dòng liên tục cho chỉnh lưu tiristo 3 pha

LC = 0 ( không xét hiện tượng trùng dẫn)

Biểu thức công suất: Pd = Ud.Id.

)(6,2085,74.15,275

)(85,741

15,275350

)(15,275120

cos240.63cos6

kW P

A R

E U

I

V

U U

Với LC=1mH ( có xét đến hiện tượng trùng dẫn)

)(24,339)

04,68.314.001,0.3(15,275

)(04,68314,0.31

85,743

)(85,7415,2753503

3cos63

'

2 '

V U

A X

U U

U

d

c

d d

d

c d

d c d

=+

π

απ

µ

Công suất tác dụng trả về lưới xoay chiều:

Pd = Ud’ .Id = -339,24.68,04 =-23,08(kW)

Nhận xét : như vậy ta thấy rằng điện áp thực tế khi có trùng dẫn sẽ nhỏ hơn 1 lượng chính

là giá trị điện áp mất đi do đó chúng ta phải chú ý điều này

Công suất trả về chính là công suất của dòng qua tải và điện áp thực tế

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 = 50Hz; α = 1450; XC =0,3 Ω ; RC = 0,5 Ω ; Điện áp rơi trên mỗi tiristo là ∆ UT = 1,5 V; với giả thiết dòng điện tải được nắn thẳng id = Id = 40A.

Trang 16

;

)(8,4925

,1.240.5,0.240.3,0.3145cos239.6

3

22

' '

0 '

'

V U

E R R

U

E

I

V U

U I

R U U

U

d

d d

d

T d

c d

µ

( ) ( )

0

0 2

21

141

77,0239.6

40.3,0.2145coscos

6

2cos

=+

u2 = 2 2sinω ; U2 = 150V; f = 50Hz; 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.

Bài giải :

Trong mỗi nửa chu kỳ, đường cong ud cắt đường thẳng E tại hai điểm θ1, θ2 nên θ1, θ2 sẽ là nghiệm của phương trình:

)(5,6314

06

,

2

06,254,0.22

)(

54

,

0

52,02150

1

1 2

ms rad

E U

Trang 17

(0,272 0,169) 0,721( )60

150.22sin

.cos2

2

sin.cos

2

1 1

2

1 1

U

R

T R

θ

τπθ

48.Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo 3 pha tia, trị trung bình của điện áp pha là U = 120V; f= 60Hz, điện cảm và điện trở mỗi pha lần lượt là: LC = 1,5mH; R= 0,06 Ω ; Giả thiết điện

áp rơi trên mối tiristo là ∆ UT = 1,5 V và trị trung bình của dòng điện tải là: Id = 35A Hãy tính trị trung bình của điện áp tải khi các góc mở α là 00; 300;450;600.

49.Cho sơ đồ chỉnh lưu tiristo cầu 3 pha Nguồn điện xoay chiều có điện áp dây Ud = 405

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

U2 = 240V; f = 50Hz; E = 240V; LC = 5mH; R = 5 Ω ; 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

Bài giải

Chỉnh lưu tiristo 3 pha tia.

Sơ đồ làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc.

πµ

µ

23

;

)(252406000

'

d C

U

U U

U

R

E U

I

A E

Trang 18

110

349,0

cos

2402

50.210.5.3525240.63

14,3.22

36

3

2cos

2

3cos2

6

3

0

3 2

2 '

πα

π

απ

E

X R I U

I X U

U

C d

d C d

Tính góc trùng dẫn.

áp dụng công thức:

( ) ( )

73

2114

41,00681,0349,06

2coscos

6

2cos

cos

0 0

2 2

=

=+

−

µ

µα

αµ

α

µαα

U

I X U

I X

d C

PHẦN BÀI TẬP (50 BÀI) Bài 1

Sơ đồ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha 1/2 chu kỳ.

)(208

,0

4892,63

)(92,6371.222

A R

E U

I

V

U U

Từ biểu thức giải tích ta có:

)(2414,3.2.22

615,422

2

;2

2

2sin22

cos

3

24

;2

cos3

2 1

2

mH I

A tdt L

A

i

U A

dt

di L t

U

u

a C

C

a

C C

a

C

a a

ω

π

ωπ

Bài 2.

Trong mỗi nửa chu kỳ, đường cong ud cắt đường thẳng E tại hai điểm θ1, θ2 nên θ1, θ2 sẽ là nghiệm của phương trình:

Trang 19

)(47,7314

34

,

2

34,239,0.22

)(

39

,

0

385,02220

1

1 2

ms rad

E U

220.22sin

.cos2

2

sin.cos

2

1 1

2

1 1

U

R

T R

θ

τπθ

Bài 3

Sơ đồ chỉnh lưu điốt 1 pha hai nửa chu kỳ:

)(17,892

34,1782

)(34,1785

,0

17,89

)(17,8914

,3

100.222

U

I

V

U U

12,833

)(12,838

,0

505,116

)(5,11614

,3.2

100.632

E U

66,282

3

;2

3

3sin33

cos

8

63

;3

cos8

2 3

2

mH I

A tdt L

A

i

U A

dt

di L t

U

u

a t

t

a

t t

a

t

a a

ω

π

ωπ

Bài 5

Trang 20

Chỉnh lưu điốt 3 pha cầu.

)(8,153

4,473

)(4,476

2205,504

)(5,50414

,3

220.636

E U

8,282

6

;2

6

6sin66

cos

35

66

;6

cos35

2 3

2

mH L

A tdt L

A

i

U A

dt

di L t

a

C

a a

ω

π

ωπ

1

m

f R C m f R C

m

Biến đổi biểu thức và thay số ta có phương trình bậc 2 như sau:

010.5

2 2

10.54,2201,0314.9

2,0

A

LC

LC n

10.54,22

Định dạng
Số trang	41
Dung lượng	390,5 KB