Quá trình khảo sát mạch điều khiển điện áp bằng cách thay đổi độ rộng xung p4 pptx

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG IV


TRANG : 34
II. THI CÔNG MẠCH.
1. Sơ đồ mạch lắp linh kiện .




3. Mạch in :
Hình IV.5
Sơ đồ lắp đặt linh kiện.
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG IV


TRANG : 35





Hình IV.6
Sơ đồ mạch in.

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG IV


TRANG : 36

-
E

+E

u
S2

u
S1

u
tai

i
tai

I
kichS1

i
c

u
c

0

0

0

0

0

0

0

0

t

t

t

t

t

t

t

t

u

kich







Thời gi
an khoá của S
2

Thời gian khoá của S
1

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG IV


TRANG : 37


THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI



Hình VI.1
Mô hình thí nghiệm

Công tắc nguồn

Đèn báo nguồn

Max

Mix

Tải Trở

Tải Cảm

Tải Động Cơ

R1

R2

R3

R

A

V

+
-

CHƯƠNG CUỐI (Q ĐỘC GIẢ TỰ ĐÁNH SỐ CHƯƠNG)
I. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM.
Mô hình thí nghiệm được lắp đặt các vò trí như hìnhVI.1

Nguồn AC







Mô hình gồm:
- Thiết bò đo : một đồng hồ đo vôn, một đồng hồ đo dòng.
- Nguồn : nguồn DC (300V) có đèn báo nguồn, nguồn AC dùng để sử dụng cho thiết
bò đo bên ngoài như dao động ký.
- Các linh kiện dùng cho mạch của bài thí nghiệm : SCR1, SCR2 : dùng để đóng
ngắt trong mạch thí nghiệm, L1, C1: dùng để thí nghiệm trong bài1 (mạch băm xung một
chiều tắt cưỡng tức bằng điện áp ), L2, C2 : dùng để thí nghiệm trong bài2 (mạch băm
xung một chiều tắt cưỡng tức bằng điện dòng), D1, D2, D3, R1, R2, R3, R : dùng để sử
dụng trong cả hai mạch.

- Xung kích : gồm hai xung kích : xung kích 1 (ký hiệu XK1), xung kích 2 (ký hiệu
XK2). Trong đó XK1 dùng để kích cho mạch của bài một (mạch băm xung một
chiều tắt cưỡng tức bằng điện áp )
- Biến trở chỉnh : ký hiệu VR dùng để thay đổi độ rộng xung.
- Tải : gồm tải trở thuần, tải cảm, tải động cơ.
II. CÁC BÀI THÍ NGHIỆM .
Mục đích của các bài thí nghiệm là để giúp cho sinh viên hiểu rõ các vấn đề đã được
học trong phần lý thuyết về SCR, cách đóng và ngắt nó trong điện áp một chiều phẳng.
Từ kết quả của những bài thí nghiệm này, người thí nghiệm có khả năng phần biệt được :
Sự giống và khác nhau giữa lý thuyết và thực tế.
Phân biệt các tải : tải trở thuần, tải động cơ, tải cảm.


1
D3
SCR1
SCR2

D1
D2
L1
L2
C1
C2

XK1
XK2
Công tắc XK

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI

BÀI 1: MẠCH BĂM XUNG TẮT CƯỢNG BỨC BẰNG ĐIỆN ÁP.
A. GIỚI THIỆU :
Đây là mạch biến đổi điện áp một chiều DC
1
sang điện áp một chiều DC
2
.
DC
1
DC
2

DC
1
= 300V
DC
: điện áp một chiều không thay đổi và được nắn từ điện áp xoay chiều
không đổi.
DC
2
là điện áp có giá trò trung bình thay đổi, tuỳ thuộc vào việc điều chỉnh núm
chỉnh (VR) để thay đổi độ rộng xung kích cho SCR. Ứng với mỗi sự thay đổi này sẽ làm
cho mạch thí nghiệm tạo ra một giá trò điện áp trung bình tương ứng, tải sẽ nhận giá trò
điện áp trung bình DC này để thay đổi đặt tính tải (thay đổi độ sáng đối với tải trở thuần
như bóng đèn, thay đổi tốc độ n đối với tải là động cơ). Chính sự thay đổi này khi đo bằng

dao động ký sẽ thấy những dạng sóng khác nhau.
B. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA BÀI THÍ NGHIỆM :
Mục đích :
Giúp cho sinh viên thí nghiệm :
 Nắm được nguyên tắc đóng ,ngắt SCR bằng phương pháp điện áp ngược .
 Hiểu được sự thay đổi điện áp trung bình DC ở ngỏ ra của mạch bằng cách thay
đổi xung kích ở các cực cổng G1,G2.
 Có khả năng điều khiển và phân biệt được các loại tải : tải trở thuần, tải cảm, tải
động cơ thông qua dạng sóng đo được .
 Để có cơ sở phân biệt những ưu khuyết điểm của mạch này với các mạch, thay đổi
điện áp trung bình DC ở ngỏ ra, khác.
 Phân biệt các dạng sóng theo lý thuyết và trong thực tế.
Yêu cầu :
Sinh viên thí nghiệm cần chuẩn bò trước khi thí nghiệm:
Về kiến thức :
 Những phương pháp đóng ngắt SCR .
 Biết cách sử dụng dao động ký.
 Phân biệt các loại tải .
 Nắm vững nguyên tắc an toàn .
Về thiết bò :
 Dây nối .
 Dao động ký.

C. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH (HÌNH VI.2).

Bộ Băm xung

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI



Hình VI.3
Hình VI.4













Mạch sử dụng hai SCR1 (ký hiệu S1) và SCR2 (ký hiệu S2), chúng đóng (dẫn) khi
có xung dương được cấp ở XK1 (xung kích 1). Trong mạch có tụ điện C, D, L dùng để
chuyển mạch.
Khi nguồn một chiều E đã được cấp, trạng thái ban đầu : S1 và S2 đều bò khoá (tức
chưa có xung kích ở cực cổng) thì không có bất kỳ một dòng điện nào chạy qua tải. Để
mạch hoạt động một cách hợp lý thì đầu tiên cho tụ C nạp bàng cách cho xung điều khiển
vào cực cổng của S2, lúc này mạch điện hình VI.2 tương đương như hìnhVI.3: tụ điện C sẽ
được nạp theo đường E_ Rt _ C _ S2 _ E và dòng i
c

giảm dần theo hàm mũ từ giá trò đầu
E/Rt .








Các quá trình chuyển mạch.

Sau một khoảng thời gian, tụ C được nạp tới điện áp E của nguồn, nhưng thực tế khi
dòng điện tải giảm dưới mức duy trì của S2 thì dòng điện ngưng.
Khi có xung điều khiển vào cực cổng của S1, làm S1 đóng mạch như hình VI.4, lúc
này tụ C phóng điện qua S1 - L –D1 – C và được nạp ngược lại. Điện áp trên tụ tăng dần
theo chiều ngược lại và cuối cùng, điện áp trên nó sẽ là u
c
= -E do có sự xuất hiện dao
động LC. Dao động LC trong mạch sẽ nạp vào tụ C và nó chỉ kéo dài trong một nửa chu
kỳ (vì D1 ngăn dòng điện ngược). Lúc này nếu cho xung để mở S2, thì S1 sẽ chòu điện áp
ngược u
c
= -E làm S1 ngưng dẫn (trạng thái chuyển từ hình VI.4hìnhVI.3).
Gọi chu kỳ băm là T: T = T
1
+T
2
.
Thời gian đóng mạch của S

1
là T
1
: T
1
= T.
Thời gian ngắt mạch của S
1
là T
2
=T –T
1
và tỷ số chu kỳ là D = T
1
/T.
Gía trò trung bình của điện áp tải :
Hình VI.2
Sơ đồ băm xung tắt cưỡng bức bằng
B
A
E=300V
D1
XK1
Rt
L
R4
R3
XK2
R2
R1

C
D2
S1
S2
+
E
S1
S2
Rt
C
+
E
S2
Rt
L
C
S1
D1
+
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI



u
t ,
it

DUUdt
T
U

DT
t


0
1


Bằng cách làm biến đổi tỷ số chu kỳ D (trong khi giữ cho tần số không đổi T=const)
ta có thể điều chỉnh được giá trò trung bình của điện áp một chiều đặt trên tải.
D. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM .
a. Trong trường hợp Rt là tải trở thuần (bóng đèn) .
1. Lắp mạch như hình vẽ (Hình VI.2)
2. Nối cực dương của nguồn một chiều E (300V) với điểm A, cực âm với điểm
B của mạch động lực (Hình VI.2)
3. Nối G1, K của mạch xung kích trên mô hình với cực G và cực K của S1 của
mạch (Hình VI.2), tương tự nối G2, K với cực G, K của S2.
4. Mắc đồng hồ đo dòng nối tiếp với tải, đồng hồ áp song song với tải.
5. Điều chỉnh núm (VR) về vò trí nhỏ nhất (min).
6. Kiểm tra mạch trước khi bật nguồn.
7. Bật nguồn 300V và nguồn tạo xung kích.
Điều chỉnh núm VR và chọn ra 3 vò trí khác nhau (từ min đến max), ứng với mỗi vò
trí hãy:
-Ghi nhận các giá trò dòng điện và điện áp trên đồng hồ đo.
Ứng với mỗi loại tải hãy ghi trên mỗi bảng như sau:
Các vò trí chỉnh của VR Mức chỉnh VR
1
Mức chỉnh VR
2
Mức chỉnh VR

3

Giá trò dòng điện đọc được
trên đồng hồ.

Giá trò điện áp đọc được
trên đồng hồ.

-Dùng dao động ký để đo và vẽ dạng sóng điện áp, dòng điện vào các hình
dưới đây tại các vò trí sau :
Ghi chú : đo dạng sóng dòng điện chính là đo dạng sóng điện áp trên các
điện trở tương ứng.
Trên tải:











Giải thích sự khác nhau của dạng sóng trên tải tại 3 vò trí đã chọn của núm chỉnh
(VR).


t

E

-
E

0

+2E
-
2E

Bảng 1
: vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện
trên tải.

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI



Bảng 4
: vẽ dạng sóng dòng điện trên S1vàS2.


Trên tụ:

Giải thích sự khác nhau của dạng sóng trên tụ tại 3 vò trí đã chọn của núm chỉnh
(VR).













Giải thích sự khác nhau của dạng sóng trên S1, S2 tại 3 vò trí đã chọn của núm chỉnh
(VR).

Căn cứ vào dạng sóng đo được hãy so sánh giá trò điện đọc được trên đồng hồ với
giá trò tính bằng công thức sau:
Giá trò trung bình của điện áp tải :
u
t

u
c ,
ic
0

-
E

E

+2E

-
2E

t

0

E

-
E

+2E

-
2E

u
s1 ,
u
s2

Trên S1, S2

:

t

0

E
-
E

+2E

-
2E

i
s1 ,
i
s2

Tr
Bảng 2
: vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện
trên tụ
Bảng 3
: vẽ dạng sóng điện áp trên S1và
S2.

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI



T
0

T
T
D
0

Hình VI.5

D
ạng sóng băm xung

DUUdt
T
U
DT
t


0
1


Trong đó D : tỷ số chu kỳ
U = E = 300V.


b. Thay tải trở thuần Rt bằng tải cảm.
Tiến hành thí nghiệm tương tự như các bước 2 đến 8 ở trên.
c. Thay tải trở thuần Rt bằng tải động cơ.
Tiến hành thí nghiệm tương tự như các bước 2 đến 8 ở trên.
Chú ý : nhớ mắc diode D2 vào mạch như hình vẽ đối với tải cảm và tải động cơ.
E. Câu hỏi :
1. Tại mỗi vò trí giải thích sự khác nhau về dạng sóng diện áp trên tải của 3 loại tải
: tải trở thuần, tải cảm, tải động cơ.
2. So sánh giá trò điêïn áp vừa tính với giá trò đọc được trên VOM.
3. Mạch trên SCR đóng ngắt bằng phương pháp nào ? Căn cứ vào mạch đã lắp
để giải thích.
4. Hiện tượng gì xảy ra khi mất xung kích S1?
5. S1 và S2 khi tải hoạt động, linh kiện nào chòu dòng nhiều hơn?.
T

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. CHƯƠNG VI



BÀI 2:MẠCH BĂM XUNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP DÒNG ĐIỆN .
A. GIỚI THIỆU :
Đây là mạch biến đổi điện áp một chiều DC
1
sang điện áp một chiều DC
2
.

DC
1
DC
2

DC
1
= 300V
DC
: điện áp một chiều không thay đổi và được nắn từ điện áp xoay chiều
không đổi.
DC
2
là điện áp ra có giá trò trung bình thay đổi tuỳ theo ta điều chỉnh biến trở VR để
thay đổi độ rộng xung.
B. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA BÀI THÍ NGHIỆM:
Mục đích:
Giúp cho người học :

 Nắm được một phương pháp đóng ngắt SCR khác.
 Để có cơ sở phân biệt những ưu khuyết điểm của mạch này với mạch khác.
 Phân biệt được sự khác nhau giữa các tải : tải trở thuần, tải cảm, tải động cơ.
Yêu cầu :
Sinh viên thí nghiệm cần chuẩn bò trước khi thí nghiệm :
Về kiến thức :
 Những phương pháp đóng ngắt SCR .
 Biết cách sử dụng dao động ký.
 Phân biệt các loại tải : tải trở thuần, tải cảm, tải động cơ.
 Nắm vững nguyên tắc an toàn .
 Sự hoạt động của mạch dao động LC.
Về thiết bò :
 Dây nối.
 Dao động ký.
C. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH (HÌNH VI.5).














Bộ Băm xung

Hình VI.6

Rt
XK1
R3
R2
R1
D3
B
A
XK2
S2
S1
D2
D1
-
L
C
R
E=300v
+
Sơ đồ mạch băm tắt cưỡng bức bằng dòng điện