Tài liệu LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ CÔNG SUÂT, CHƯƠNG 9 docx

Chương 9: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.
Bộ Băm xung
Về thiết bò :
 Dây nối.
 Dao động ký.
C. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH (HÌNH
VI.5).
Trước hết ta giả sử rằng các SCR S1, S2 và các diode D1,
D2 không dẫn điện, có nghóa là không có dòng điện qua tải.
Trong khoảng thời gian này, tụ điện C được nạp đến giá trò điện
áp Vco thông qua điện trở R (hìnhVI.7).




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
+
-
S2
S1
E
Rt
C
L
R
+
-
-
+
S2
S1

E
Rt
C
L
+
-
I
c
+
-
S2
S1
E
Rt
C
L
+
-
+
-
S2
S1
E
Rt
C
L
D1
+
-
Hình VI.7

Hình VI.8


Sau khi tụ C được nạp đầy, nếu có xung kích dương vào S1,
khi đó tải được nối với nguồn và sơ đồ mạch điện như hình VI.8.
Lúc này điện áp trên tụ vẫn giữ nguyên giá trò đã được nạp và
điện áp trên tải là E.
Nếu muốn khoá SCR S1, thì phải có xung kích vào S2. Lúc
này tụ điện C sẽ phóng điện qua S2, L và về lại C và mạch điện
như hình VI.9. Dòng i
c
xả qua cuộn cảm L tạo nên sự dao động.
Nữa chu kỳ đầu, dòng dao động này chạy qua S2 và nạp ngược
lại cho tụ C. Đến nữa chu kỳ sau, khi tụ đã nạp đầy theo chiều
ngược lại như hìnhVI.10, S2 ngắt và dòng bắt đầu chạy ngược
lại qua S1. Khi dòng qua S1 bò triệt tiêu, thì S1 ngắt và dòng tiếp
tục chạy qua diode D2 mắc song song ngược chiều với S1 để
duy trì thời gian tắt cho S1 và mạch được vẽ lại như hình VI.11.
Sau khi S1 và S2 đều ngắt thì dòng dao động sẽ chạy qua diode
D1 xuống mass như ở hình VI.12 và tụ điện bắt đầu nạp ngược
lại như giá trò ban đầu, bắt đầu cho chu kỳ tiếp theo.
D. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM .
a. Trong trường hợp Rt là tải trở thuần (bóng đèn).
1. Lắp mạch như hình vẽ (Hình VI.6).
2. Nối cực dương của nguồn một chiều E (300V) với
điểm A, cực âm với điểm B của mạch động lực (Hình
VI.6).
3. Nối G1, K của mạch xung kích trên mô hình với cực
G và cực K của S1 của mạch (Hình VI.6), 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.
8. Điều chỉnh núm VR và chọn ra 3 vò trí khác nhau (từ
min đến max).
- Ghi nhận các giá trò dòng và áp trên đồng hồ đo.
Ứng với mỗi loại tải hãy ghi trên mỗi bảng 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
đo.
Giá trò điện áp đọc
được trên đồng hồ
đo.
- Dùng dao động ký để đo và vẽ dạng sóng điện áp,
dòng điện cho từng loại tải 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).
Bảng 5. Vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện
trên tụ.
u
c ,
ic
t
E
-
E
0
-
2E
+2E
Trên D1 :
Giải thích sự khác nhau của dạng sóng trên tụ tại 3 vò trí đã
chọn của núm chỉnh (VR).
Trên S1,S2 :
Giải thích sự khác nhau của dạng sóng trên S1, S2 tại 3 vò
trí đã chọn của núm chỉnh (VR).
Trên D2 :
u
s1,
u
s2
t
u

D1
,i
D1
0
-
E
E
+2E
-
2E
t
0
E
-
E
+2E
-
2E
-
E
t
0
E
i
D2
-
2E
Bảng 6.
Vẽ dạng sóng điện áp và dòng điện trên diode D1
Bảng 7.

Vẽ dạng sóng điện áp trên các SCR.
T
T
0
T
T
0
Hình VI.13
Dạng sóng băm xung
Căn cứ vào dạng sóng đo được hãy so sánh giá trò điện áp 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. Giải thích sự khác nhau về dạng sóng diện áp trên tải
của 3 loại tải : tải trở thuần, tải cảm, tải động cơ.
Bảng 8.
Vẽ dạng sóng dòng điện trên D2.
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?
DÀN BÀI CHI TIẾT CỦA ĐỒ ÁN
Lời nói đầu
Phần dẫn nhập
-đặt vấn đề
-giới hạn vấn đề
-mục đích nghiên cứu
Phần nội dung
Chương I :giới thiệu các linh kiện bán dẫn
1. Điode
2. Transistor
3. Tiristor
Chương II: khảo sát phần động lực
1. Giới thiệu về động cơ điện một chiều
2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện
một chiều
Chương III: Khảo sát mạch điều khiển điện áp bằng
cách thay đổi độ rộng xung
I. Khảo sát mạch băm xung một chiều dùng SCR

1. Mục đích của việc băm xung một chiều.
2. Sơ đồ khối và Sơ đồ mạch điện
3. Nguyên lý hoạt động của mạch
II. Khảo sát mạch tạo xung kích cho SCR
1. Nhiệm vụ của mạch tạo xung kích
2. Sơ đồ khối và Sơ đồ mạch điện
3. Nguyên lý hoạt động của mạch
Chương IV: thiết kế và thi công mạch
I. Thiết kế mạch
1. Thiết kế và tính toán các giá trò cho mạch băm
xung một chiều.
2. Thiết kế và tính toán giá trò các linh kiện cho
mạch tạo xung kích.
II. Thi công mạch
Chương V: thiết kế và thi công mô hình
1.Thiết kế vò trí đặt các phần tử điều khiển
2.Thi công mô hình
Chương VI: soạn bài thực tập
1.Yêu cầu của bài thực tập
2.Đo điện áp, dòng điện, dạng sóng và tốc độ động cơ
theo yêu cầu điều chỉnh
Kết luận
Mục lục
KẾT LUẬN
Qua thời gian thực hiện, dưới sự hướng dẫn tận tình của
Thầy Vũ Đỗ Cường cùng sự giúp đỡ rất nhiều của quý thầy cô
trong khoa, chúng em đã cố gắng hoàn thành luận văn đúng
theo yêu cầu và thời gian quy đònh. Trong luận văn chúng em đã
thực hiện được những công việc sau :
 Khảo sát phần lý thuyết :

- Khảo sát về các linh kiện bán dẫn công suất : diode,
transistor, SCR(thyristor).
- Khảo sát về động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
 Thiết kế và thi công mạch điện cho bộ thí nghiệm :
- Thiết kế và thi công mạch băm xung chính dùng
SCR.
- Thiết kế và thi công mạch tạo xung kích cho SCR.
 Thiết kế và thi công mô hình cho bộ thí nghiệm :
- Thiết kế vò trí các linh kiện trên bàn thí nghiệm.
- Lắp đặt các linh kiện và các mạch tạo xung kích vào
bàn thí nghiệm.
 Soạn các bài thí nghiệm dựa vào mô hình trên thông qua việc
điều khiển các loại tải khác nhau : tải cảm, tải trở thuần, tải
động cơ.
Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng do kiến thức và thời gian có
hạn nên có những phần chúng em chưa làm được như : đưa vào
mô hình cách điều khiển tải vòng kín để tăng mức độ ổn đònh
trong quá trình vận hành, thay đổi điện áp dùng phương pháp
thay đổi tần số và phương pháp thay đổi tần số lẫn tỷ số chu kỳ.
Và chúng em sẽ không tránh khỏi những điều thiếu sót, nhầm
lẫn khác, kính mong quý thầy cô thông cảm bỏ qua.
Nhóm sinh viên thực hiện cũng mong mỏi các bạn sinh
viên khoa điện ở những khóa sau bổ xung cho bộ thí nghiệm này
hoàn chỉnh hơn. Đồng thời thiết kế thêm phần mạch giao tiếp
với máy tính để ghi nhận các dạng sóng, kết quả các giá trò trên
máy vi tính. Qua đó, ta có thể điều khiển tải thông qua việc lập
trình trên máy tính, rất thuận tiện trong việc thực tập của các
bạn sinh viên.