Tài liệu LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ CÔNG SUÂT, CHƯƠNG 8 ppt

Chương 8: 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.
Bộ Băm xung
 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).
Hình VI.2
Sơ đồ băm xung tắt cưỡng bức b
ằng
B
A

E=300V
D1
XK1
Rt
L
R4
R3
XK2
R2
R1
C
D2
S1
S2
+
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
E
S1
S2
Rt
C
+
E
S2
Rt
L
C
S1
D1
+
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 :
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:
u
t ,
it
-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.
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).
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
+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.
T
0
T
T
D
0

Bảng 4
: vẽ dạng sóng dòng điện trên S1vàS2.
Hình VI.5
Dạng sóng băm xung

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 :
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.
T
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?.