1. gi ới thi ệu - thuvientvc.files.wordpress.com · gi ới thi ệu Điện ... các panel...

V0121 Giáo Trình Thí nghiệm Điện Tử Công Suất TTCN Điện

- 58 -

1. Giới thiệu

Điện tử công suất là một ngành mới của Điện tử. Trong một thời gian dài, thuật ngữ “điện tử” được

nói đến chỉ về khía cạnh điều khiển hệ thống. Lý do của vấn đề nầy là vì các đèn điện tử ban đầu giá

thành thấp không có khả năng cấp đủ dòng cho tải hoạt động. Điều nầy có nghĩa là về phương diện

điều khiển hệ thống đã giảm được giá thành và tiết kiệm được khoảng không gian chiếm chỗ nhưng về

phương diện dòng tải vẫn phải được thiết lập dựa trên sự”biến đổi về điện”.

Đến năm 1949, chuyển tiếp PN mới của bán dẫn được phát minh. Điều nầy đã giúp hoàn tất khả năng

tạo được dòng tải lớn về phương diện điện.

Từ đây nó đã cho ra đời một lĩnh vực mới : Điện tử công suất.Tuy nhiên điều nầy không chỉ khẳng

định về mặt năng lượng mà còn cả về mặt điện tử điều khiển tương ứng. Một cách cơ bản có thể nói

rằng Điện tử công suất là những gì dùng để biến đổi, hòa trộn và phân phối năng lượng điện bằng công

cụ điện tử.

Những bộ phân phối hoặc chuyển tải năng lượng có thể được sắp xếp phân chia như sau:

Hình 1.1.1 Hình trình bày dòng năng lượng qua sự chuyển đổi của các bộ chuyển đổi năng lượng điện

( S = nguồn , L = tải )


- 59 -

Nếu bạn muốn một tải DC hoạt động trên nguồn AC chính của chúng tôi bạn cần một tầng giữa nguồn

năng lượng và tải, nó đã chuyển đổi dòng xoay chiều nghĩa là chỉnh lưu. Chúng ta gọi tầng nầy là bộ

chỉnh lưu.

Trường hợp ngược lại khi bạn muốn một tải AC hoạt động( ví dụ như motor ) từ nguồn cung cấp là

DC. Điều nầy có nghĩa là bạn phải chuyển đổi thành dòng điện AC.Hệ thống bạn mong muốn để thực

hiện việc nầy được gọi là Inverter ( bộ nghịch lưu ).Bộ inverter nầy có thể thay đổi được cả biên độ và

tần số. Đối với một động cơ không động bộ, điều nầy sẽ dẫn đến việc có thể thay đổi được cả dòng

điện ( ngẩu lực) và tốc độ.

Đối với nguồn AC, ta có thể thay đổi biên độ và tần số từ nguồn AC này sang nguồn AC khác

bằng bộ chuyển đổi AC ( AC converter). Trong trường hợp tần số vào f1 bằng tần số ra f2 gọi là bộ

biến đổi AC trực tiếp.

Đối với nguồn DC, ta có thể thay đổi biên độ và cực tính của nguồn DC bằng bộ chuyển đổi DC (

DC converter). Trong trường hợp nếu chuyển đổi trực tiếp từ điện áp DC U1 thành điện áp DC U2 mà

không qua hệ thống điện áp AC thì được xem là bộ chuyển đổi trực tiếp DC.

Những chú ý cho phần kỹ thuật đo lường

Chiều của dòng điện và điện áp:

Chiều của dòng điện và điện áp trong các mạch đo luôn thì luôn luôn được vẽ từ một điểm đến điểm

tham chiếu. Điểm tham chiếu thường được ký hiệu là điểm nối đất.

Đo dòng:

Dòng điện được đo gián tiếp thông qua điện áp rơi trên điện trở. Thang đo dòng điện cần phải tính

toán tương ứng với thang đo của điện áp. Tất cả các điện trở được đo có giá trị 0,5Ω với dung sai ±

10%.

Thang đo thời gian của máy hiện sóng:

Trong việc hiển thị sự liên quan AC, trục thời gian được xác định theo một góc đo. Máy hiện sóng có

thể được điều chỉnh tương ứng với các góc đo dựa vào trục toạ độ gốc.


- 60 -

Những chú ý khi làm việc với Power Board

Nguồn cung cấp cho Power Board

Bộ nguồn 3 pha ngõ ra được cách ly với

nguồn cung cấp

thí dụ dây N từ nguồn cung cấp 12VAC

không có nối với dây N của nguồn cung cấp

chính ( vì lý do an toàn ) và cũng không có

nối với đất của nguồn ± 15V.Cả hai đều

không nối đất của nguồn ± 15V có vài kết nối

về điện với nguồn cung cấp chính. Điều nầy

dẫn đến việc tạo cho nó có khả năng đo lường

với một máy hiện sóng tiêu chuẩn mà không

cần dùng một biến thế cách ly. Trong các bài

tập khác nhau GND của ± 15V được minh

hoạ là điểm nối đến N hoặc được nối với cực

âm của bộ chuyển đổi dòng điện .

Nguồn 3 pha là nguồn cung cấp mà trong đó

pha L2 và L3 được tạo ra mang tính giả lập(

hệ thống lấy nguồn chính là một pha để tạo

nguồn 3 pha). Bộ nguồn ba pha hoạt động

được thông qua mạch cầu.

Để phân biệt giữa các nguồn cung cấp riêng

biệt và để tăng cường cách điện giữa dòng 3

pha và nguồn cung cấp AC, các đường dây

được đặt tên là L1’, L2’, L3’ và N’.

Thí dụ khi L1 và N nối dây không đúng, sẽ xảy ra ngắn mạch, cầu chì F2 hoặc cầu chì F3 của nguồn 3 pha

sẽ đứt, các cầu chì nầy có thể được thay thế mà không cần mở mạch. Các cầu chì bảo vệ mạch điện trong

Power Board, ví dụ F1, được đặt bên trong mạch và chỉ có thể thay thế bằng cách mở nắp đậy phía sau.

Tuy nhiên, những cầu chì nầy chỉ đứt nếu có một lỗi trong mạch nầy và sẽ không đứt khi nối dây sai.


- 61 -

Sự phân phối dòng trên Power Board

Tên gọi Power Board có thể được sử dụng

trong bản vẽ kỹ thuật.

Chiều mũi tên chỉ sự phân phối các tín hiệu

thí dụ chiều mũi tên L1 chỉ rằng tín hiệu L1 đã

được nối dây tại những điểm

kh ác nhau trên Power Board.

Nếu một giắc cắm được nối với L1 sẽ được

biểu diễn bởi một mũi tên đến ( xem hình

1.1.4 bên phải). Tương tự đối với N và +15V.

Nối đất (GND) được ký hiệu là như hình

H 1.1.4 bên phải.

Điểm cài đặt của chiết áp

Nếu điện áp cài đặt được yêu cầu cho một số

thí nghiệm, thí dụ như các bộ chuyển đổi điều

chỉnh được, những điện áp nầy được lấy từ

các chiết áp cài đặt. các chiết áp phải được

gắn chặt vào các điểm phụ thuộc khác nhau

vào dãy điện áp cài đặt.

Kết nối các đầu nối từ 2mm đến 4mm.

Đầu nối 2mm được dùng trên board công suất

phải được kết nối đến các đầu nối 4mm được

dùng phổ biến trong các thiết bị đo, để có thể

nối với các thiết bị đo bên ngoài.Các đầu

chuyển đổi nầy đã được gắn trên board công

suất.

Các panel chuyển đổi này có hiệu lực cho tay trái hay tay phải.Các panel bao gồm một cặp

cả 2 loại chuyển đổi từ 2mm sang 4mm và một đầu nối đất tiếp nhận cả 2 đế cắm. Đầu nối

đất nầy đã được nối đất bên trong.


- 62 -

2. Chỉnh lưu không điều khiển

2.1 Mạch chỉnh lưu bán kỳ 1 pha không điều khiển M1U

2.1.1 Tổng quát

Cách đơn giản nhất của việc đổi dòng xoay chiều thành dòng một chiều là sử dụng trạng thái mở và

trạng thái tắt của diode. Hình 2.1.1 minh họa cho 1 mạch như vậy.

Diode V1 chuyển sang trạng thái dẫn khi điện áp chính Us vượt điện áp ngưỡng của diode. Trong

khoảng thời gian dẫn nầy, dòng một chiều Id chảy qua điện trở RL .Diode V1 khóa lại khi điện áp

chính Us rơi xuống dưới ngưỡng điện áp của diode.

Như vậy diode chỉ cho phép dòng điện chạy qua trong khoảng thời gian ứng với bán kỳ dương của

điện áp chính. Biên độ của dòng điện được xác định bởi giá trị của điện trở tải RL. Dạng sóng của nó

đồng dạng với bán kỳ dương của điện áp chính đặt vào.

Hình 2.1.1.1 Mạch chỉnh lưu bán kỳ một pha không điều khiển M1U


- 63 -

Hình 2.1.1.2 Dạng sóng dòng và áp trong mạch chỉnh lưu bán kỳ 1 pha không điều khiển M1U đối

với tải thuần trở

2.1.2 Phần thí nghiệm

Thí nghiệm 1

Đo dòng và áp mạch chỉnh lưu bán kỳ không điều khiển M1U đối với tải thuần trở

Tiến trình thực hiện

• Thiết lập mạch điện như trình bày ở hình

2.1.2.2 với boar công suất.

• Chuyển Trigger của máy hiện sóng sang (

Line/ ˜ )

• Đo dạng sóng các giá trị thay đổi sau :

- Điện áp chính Us

- Điện áp ngõ ra chỉnh lưu Ud

- Dòng điện ngõ ra Id ( khi điện áp rơi

trên Rm )

• Vẽ các dạng sóng trên các biểu đồ đã cho ở hình 2.1.2.3 và 2.1.2.4


- 64 -


- 65 -

Câu hỏi :

Hãy so sánh Us và Ud . Bằng cách nào đã làm cho 2 điện áp nầy có sự khác nhau và sự khác nhau nầy

xuất phát từ đâu ?

Trả lời :

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

........


- 66 -

Sử dụng máy hiện sóng tính toán để đo dòng

Một dòng điện có giá trị 0,2A/div được yêu cầu thể hiện trong biểu đồ hình 2.1.2.4. Hãy tính toán

những giá trị thiết lập cần thiết trên máy hiện sóng.

- Yêu cầu : 0,2A/div

- Cho biết : Rm = 0,5Ω

U=R.I → ……………………..

= ……………………………..

→ 0,2A/div ≈ ................V/div


- 67 -

Thí nghiệm 2

Đo dòng và áp mạch chỉnh lưu bán kỳ không điều khiển M1U đối với tải hổn hợp RL


• Thiết lập mạch thí nghiệm như trình bày ở hình 2.1.2.5

• Chỉ kết nối tải thứ nhất ( mạch điện có cuộn dây nối tiếp với điện trở )

• Đo dạng sóng các đại lượng thay đổi sau :

-Điện áp ngõ ra Ud

- Dòng điện ngõ ra Id ( khi điện áp rơi trên Rm )

• Vẽ dạng sóng được chỉ rõ trên biểu đồ ở hình 2.1.2.6


- 68 -

Câu hỏi

1:

Sự lệch pha giữa dòng điện và điện áp có thể nhận thấy được trên máy hiện sóng. Hãy cho biết giá trị

độ lệch pha nầy và nguyên nhân tạo ra ?

Trả lời :

……………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………


- 69 -

• Đo dạng sóng các đại lượng thay đổi sau :


- Điện áp cuộn dây UL

• Vẽ dạng sóng trên biểu đồ đã cho ở hình 2.1.2.7

Ghi chú :

Điện áp ngõ ra Ud và điện áp cuộn dây UL không có điểm tham chiếu chung. Vì vậy các tín hiệu phải

được đo lần lượt hoặc thứ tự của mạch điện phải được thay đổi.

Câu hỏi 2 :

Điện áp ngõ ra Ud đôi khi là âm khi bạn nhìn vào biểu đồ hình 2.1.2.7. Bạn hãy giải thích cho cả 2

phần điện áp dương và âm xuất hiện tại ngõ ra của mạch chỉnh lưu?

Trả lời :

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………


- 70 -

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………...…

• Hãy kết nối lại nhánh b song song với tải nhánh a đến ngõ ra của mạch chỉnh lưu.

• Vẽ dạng sóng trên biểu đồ đã cho ở hình 2.1.2.8

Ghi chú :

Phần điện áp ngõ ra có giá trị âm được hiểu như là vùng thời gian điện áp âm.Vùng nầy có thể ngăn

chặn khi sử dụng một diode hồi phục.

Câu hỏi 3:

Diode hồi phục có tác dụng gì đối với dòng điện qua tải điện trở - cuộn dây?

Trả lời :

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………


- 71 -

……………………………………………………………………………………………………………

………………………………


- 72 -

Ghi chú:


- 73 -

2.2 Mạch chỉnh lưu cầu một pha không điều khiển B2U

2.2.1 Tổng quát

Mạch điện được sử dụng nhiều nhất để biến đổi trực tiếp dòng diện AC là mạch chỉnh lưu cầu không

điều khiển B2U. Với mạch nầy, 4 diode được kết nối nhau tạo thành dạng cầu.

Điểm a có điện thế dương hơn so với điểm b ứng với bán kỳ dương. Điều nầy có nghĩa là dòng điện

có thể chạy từ biến thế qua diode V1, qua tải RL và diode V4 rồi trở lại biến thế. Điểm b có điện thế

dương hơn điểm a ứng với bán kỳ âm.Một dòng điện kế tiếp sẽ chạy qua diode V3 , tải RL và diode V2.

Điện áp ngõ ra Ud và dòng điện tải Id luôn cùng chiều nhau. Kết quả ta có dòng một chiều qua tải.

Hình 2.2.1.1 Minh họa 2 kiểu mạch thông dụng


- 74 -

Hình 2.2.1.2Dạng tín hiệu trong mạch chỉnh lưu cầu không điều khiển B2U


Thí nghiệm 1

Đo dòng và áp trong mạch chỉnh lưu cầu không điều khiển B2U đối với tải thuần trở.

Tiến trình thí nghiệm

• Thiết lập mạch điện như trình bày ở hình

2.2.2.1 với board công suất

( xem hình 2.2.2.2 )

• Đo dạng sóng cho các đại lượng thay đổi

sau:


-Dòng tải ngõ ra Id

-Dòng qua diode Iv2

-Dòng qua diode Iv4

• Vẽ dạng sóng trong biểu đồ đã cho ở

hinh2.2.2.3 và 2.2.2.4


- 75 -


- 76 -


- 77 -

Câu hỏi :

Hãy cho biết số lượng xung trên mạch điện B2U ( số lượng xung là số xung điện áp trên phần DC

trong một chu kỳ )?

Trả lời :

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

................................................................................................................

Thí nghiệm 2

Đo dòng điện và điện áp cho mạch chỉnh lưu cầu không điều khiển B2U đối với tải hổn hợp R-L


Thiết lập mạch điện như trình bày ở hình 2.2.2.5.Bỏ qua 2 điện trở đo 0,5Ω với đầu cắm 2mm

Đo dạng sóng điện áp ngõ ra Ud và dòng tải Id


- 78 -


- 79 -

2.3 Mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia không điều khiển

2.3.1 Tổng quát

Mạch điểm giữa 3 xung không điều khiển M3U thường được nói đến như là mạch điểm giữa dòng 3

pha .Giống như mạch điểm giữa đơn xung M1U, đây là mạch chỉnh lưu nửa sóng. Điện áp ngõ vào

U’L1, U’L2 ,U’L3 có cùng điểm tham chiếu với điện áp ngõ ra Ud, tên của nó là dây dẫn N.

Mạch điện được thiết lập đã làm sáng tỏ một điều rằng dòng điện chỉ có thể chạy qua 1 trong các

diode khi điện áp pha tương ứng lớn hơn Ud.

Ghi chú :

Nhãn L’1....N’ thay thế cho L1.....N nhằm muốn nhấn mạnh rằng có một sự cách ly về điện giữa lưới

điện và mạch chỉnh lưu.

Hình 2.3.1.1 Mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha không điều khiển M3U


- 80 -

Hình 2.3.1.2 Điện áp ngõ vào và ra trong mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha M3U

Biểu đồ 2.3.1.2 chứng tỏ rằng điện áp 3 pha chồng lên nhau để mỗi pha đơn của điện áp chỉ vượt trội

hơn trong một thời gian ngắn của chu kỳ.Khi điện áp 3 pha được chỉnh đúng 120º, phần vượt trội của

điện áp pha cũng trãi qua một góc đúng bằng 120º. Điện áp pha UL1’ là điện áp cao nhất, có liên hệ đến

chu kỳ của nó, bắt đầu đúng từ 30º đến 150º.

Điều nầy có nghĩa là diode V1 không thể dẫn điện tại thời điểm khi UL1’ qua trục 0, mà chỉ khi UL1’ có

giá trị là 0,7V lớn hơn UL3’ hoặc UL1’ có góc pha lớn hơn 30º.

Diode V1 sau đó tải dòng DC Id đến góc pha 150º. Kế tiếp đến lượt V2 tiếp tục tải dòng vì

UL2’ có điện áp pha lớn nhất trong khoảng từ 150º đến 270º.Từ 270º đến 300º thì lặp lại điện áp pha

vượt trội cho UL3’ và diode V3 tải dòng Id . Như vậy mỗi diode tải dòng trong 1/3 chu k ỳ. Khi 1 diode

chuyển dòng được hiểu là một sự chuyển mạch.Chúng ta nói rằng dòng điện chuyển mạch từ V1 sang

V2 tại 150º.

Khác với dòng điện trong mạch điện điểm giữa đơn xung không điều khiển M1U, dòng điện nầy

không thể được hình thành từ mức 0. Chúng ta bảo rằng đây là dòng điện không gián đoạn.

Nếu 3 diode được kết nối sao cho âm cực có điểm nối chung , sự rút gọn có thể được mở rộng sang

M3UC. Nếu các diode được nối chung tại dương cực, vấn đề sẽ được giải quyết cụ thể ở mạch M3UA.


- 81 -


Thí nghiệm

Đo dòng điện và điện áp cho mạch điểm giữa 3 xung không điều khiển M3U đối với tải thuần trở


• Thiết lập mạch điện như hình 2.3.2.1 với board công suất ( xem hình 2.3.2.2)

• Bật công tắc M3/B6 sang vị trí M3

• Đặt nguồn cung cấp 3 pha sang chức năng nối cầu

• Vẽ dạng sóng cho các đại lượng biến đổi sau :

- Điện áp pha UL1’,UL2’ và UL3’

- Điện áp ra tương ứng Ud

- Dòng ngõ ra Id

• Vẽ dạng sóng trong biểu đồ cho ở hình 2.3.2.3.và 2.3.2.4

Ghi chú :

Sử dụng chức năng trigger của máy hiện sóng :

Trước tiên cho hiển thị điện áp pha UL1’ trên màn hình và chức năng trigger chuyển sang vị trí LINE.

Các mức độ tỉ lệ thời gian phải được chọn lựa cho phù hợp. Một chu kỳ phải trải rộng ra 10 độ chia.

Điều nầy cho ta được một tỉ lệ 36º/độ chia( 1 độ chia = 1 ô ) .


- 82 -

Hình 2.3.2.2 Minh hoạ kết nối mạch đo lường hình 2.3.2.1 ở board công suất


- 83 -

Điện áp pha UL1’...............V/div



Điện áp ngõ ra Ud..................V/div


- 84 -

Dòng điện ngõ ra Id...............A/div ≈ ..........V/div

Câu hỏi 1:

Có bao nhiêu xung trong mạch M3U ?

Trả lời :

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

.........................................................................

Câu hỏi 2 :

Cách nào trong 2 cách rút gọn M3UA hay M3UC được ứng dụng cho mạch điện( hình 2.3.2.1)?Cho

biết lý do !

Trả lời :

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................

.........................................................................


- 85 -

2.4 Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển B6U

2.4.1 Tổng quát

Mạch cầu 6 xung không điều khiển B6U – còn được gọi là mạch cầu dòng 3 pha không điều khiển –

cũng có thể được xem như một dạng nối tiếp của 2 mạch điểm giữa 3 xung không điều khiển M3U để

dễ dàng cho việc tìm hiểu hơn.

Hình 2.4.1.1 trình bày sự mô tả nầy

Các diode V1, V3 và V5 tạo thành mạch M3U cung cấp một điện áp dương cho ngõ ra là Ud1 so với

điểm giữa N’ của biến thế. Chúng ta cũng nói đến mạch M3UC bởi vì các âm cực của 3 diode tạo

thành 1 điểm nối chung cho mạch chỉnh lưu.

Khi các diode V4, V6, và V2 mắc theo hướng ngược chiều với điện áp pha, kết quả dẫn đến một điện

áp âm Ud2 xuất hiện ở ngõ ra cho mạch M3U nầy. Mạch nầy cũng giống như mạch M3UA vì dương

cực của các diode tạo thành 1 điểm nối chung cho mạch chỉnh lưu. Điện áp tổng ngõ ra Ud được cho

bởi sự phối hợp của 2 mạch điểm giữa nầy.Dạng mạch cầu bây giờ có được ud = ud1 – ud2.( u là giá trị

tức thời khác với U là giá trị trung bình tính toán )

Hình

2.4.1.1 Mạch điện nối tiếp của 2 mạch M3U trong 1 mạch B6U


- 86 -

Hình 2.4.1.2 mạch cầu 6 xung không điều khiển thường dùng


- 87 -


Thí nghiệm

Đo các dòng điện và điện áp trong mạch cầu 6 xung không điều khiển B6U.


• Thiết lập mạch điện như trình bày ở hình 2.4.2.1

• Đóng công tắc M3/B6 sang vị trí B6

• Đặt nguồn cung cấp 3 pha sang chức năng kết nối dạng cầu của nguồn 3 pha

• Đo dạng sóng các giá trị biến đổi sau :


-Điện áp trên các diode Uv4, Uv6, Uv2

-Dòng điện qua các diode Iv4, Iv6, Iv2

• Vẽ dạng sóng vào biểu đồ đã cho ở hình 2.4.2.2 .......2.4.24

Ghi chú :

Sử dụng chức năng trigger của máy hiện sóng :

Trước tiên cho hiển thị điện áp pha UL1’ trên màn hình và chức năng trigger chuyển sang vị trí LINE.

Các mức độ tỉ lệ thời gian phải được chọn lựa cho phù hợp. Một chu kỳ phải trải rộng ra 10 độ chia.

Điều nầy cho ta được một tỉ lệ 36º/độ chia( 1 độ chia = 1 ô ) .


- 88 -

Điện áp ngõ ra Ud ..................V/div

điện áp diode UV4 ..................V/div

dòng diode IV4........................A/div ≈ ……V/div

Điện áp diode UV6 …….V/div

Dòng điện diode IV6 ............A/div ≈ ……..V/div


- 89 -


- 90 -

Điện áp diode UV2 …….V/div

Dòng điện diode IV2 ............A/div ≈ ……..V/div

Câu hỏi 1:

Khi nào diode V2 ở nửa phần dưới của mạch cầu dẫn điện, những diode nào ở nửa trên mạch cầu có

thể cho dòng chạy qua sau đó?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………...………

Câu hỏi 2 :

Trong mục 2.4.1, chúng ta giải thích rằng giá trị thời gian của điện áp ngõ ra chỉnh lưu ud được cho

bởi ud1- ud2. Tại sao giá trị hiệu dụng Ud12 không bằng Ud1- Ud2 ?

Trả lời :

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………


- 91 -

……………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………..

Ghi chú :


- 92 -

2.5 Giá trị trung bình số học và giá trị hiệu dụng trong chỉnh lưu không

điều khiển

2.5.1 Tổng quát

Khi khảo sát mạch chỉnh lưu,giá trị hiệu dụng thường để chỉ về điện áp xoay chiều ngõ vào. Tuy vậy ,

nó là lượng trung bình tính toán, cho nên ở phần điện áp DC thì được chú ý dùng cho điện áp ngõ ra

của mạch chỉnh lưu. Để phân biệt chính xác giữa 2 giá trị nầy, chữ viết tắt U1rms được dùng trong

trường hợp nầy là giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều ngõ vào , chữ viết tắt Udar là giá trị tính

toán của điện áp DC.Vì vậy nó quan trọng cho việc chọn lựa dụng cụ đo hợp lý để đo lường các mạch

chỉnh lưu.

Bảng 2.5.1.1 Bảng trợ giúp chọn lựa dụng cụ đo lường

Giá trị hiệu dụng của điện áp và dòng điện hình sin

-Dụng cụ đo lường có công cụ bằng sắt di chuyển được

-Đồng hồ vạn năng điện tử tạo được giá trị hiệu dụng -Cặp nhiệt với công cụ điện áp DC -Dụng cụ đo lường có công cụ bằng sắt thay đổi được

các thang đo AC

Giá trị hiệu dụng của điện áp và dòng điện không sin


-Đồng hồ vạn năng điện tử tạo được giá trị hiệu dụng -Cặp nhiệt với công cụ điện áp DC

Giá trị trung bình tính toán của điện áp , dòng điện sin và không sin


-Đồng hồ vạn năng thông thường có các thang đo DC -Máy hiện sóng có công tắc AC/DC


- 93 -


Thí nghiệm

Đo giá trị trung bình cộng tính toán và giá trị hiệu dụng trong các mạch chỉnh lưu không điều khiển


• Thiết lập lần lượt các mạch điện khác nhau như trình bày ở hình 2.5.2.1

• Đo những đại lượng biến đổi sau bằng dụng cụ đo lường thích hợp:

-Giá trị hiệu dụng điện áp AC ngõ vào U1rms

-Giá trị hiệu dụng của điện áp ngõ ra Ud rms

-Giá trị trung bình tính toán của điện áp ngõ ra Ud ar

• Ghi kết quả đo vào bảng 2.5.2.1

Ghi chú:

Mạch điện cần thiết lập được trình bày ở hình 2.1.2.2 (trang 7), hình 2.2.2.2 ( trang 17), hình 2.3.2.2(

trang 24), hình 2.4.2.1( trang 29 ), nhưng không cần đo điện trở.

Trong những mạch chỉnh lưu dòng 3 pha,nguồn 3 pha cũng phải được đặt hoạt động với 1 mạch cầu

có bộ phận điều chỉnh pha. Hơn nữa, công tắc chọn lựa M3/B6 phải được đặt theo nguồn cung cấp.


- 94 -

Trang 35

Xác định các giá trị sau đây và chuyển chúng vào bảng 2.5.2.2


- 95 -

Bảng 2.5.2.2

Câu hỏi 1:

So sánh giá trị hiệu dụng rms của điện áp ngõ ra Ud với giá trị trung bình toán học cho các mạch điện

riêng biệt.Bạn có thể rút ra được kết luận gì từ mối quan hệ mật thiết giữa độ gợn sóng và mức DC?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………..


- 96 -

Câu hỏi 2:

Một tải rẽ nhánh DC tiệp nhận một điện áp DC của nguồn UE = 230V, được thực hiện bởi mạch B2U

tại điểm nối E1 và E2 của cuộn dây kích thích. Hãy cho biết biến thế cần phải cung cấp điện áp thứ

cấp US là bao nhiêu để có được giá trị nầy?

Trả lời :

Hình 2.5.2.2

Tính toán :


- 97 -

Ghi chú :


- 98 -

2.6 Số xung và độ gợn sóng trong mạch chỉnh lưu không điều khiển 2.6.1 Tổng quát

Sự tương quan của các mạch chỉnh lưu M1U,B2U,M3U và B6U không chỉ khác nhau về mối quan hệ

giữa điện áp ngõ vào và điện áp ngõ ra mà còn ở dạng sóng điện áp ngõ ra của chúng.

Các điện áp tổng hợp xuất hiện ở các ngõ ralà sự phối hợp của điện áp DC lý tưởng Ud và điện áp gợn

sóng Urip .

Tỉ số của độ gợn sóng và phần DC là một tiêu chuẩn đo lường về chất lượng của mạch chỉnh lưu. Chất

lượng nầy được chỉ rõ bằng hệ số gợn sóng %.

Công thức ứng dụng : rip = Urip rms / Ud ar

Việc xác định hợp lý giá trị hiệu dụng của điện áp gợn sóng với thiết bị đo lường, phần điện áp DC

của điện áp ngõ ra chỉnh lưu Ud phải được thực hiện cùng lúc.Vấn đề nầy có thể thực hiện với 1 tụ

điện.Minh họa ở hình 2.6.1.1, sử dụng mạch M1U làm ví dụ.

Một tiêu chuẩn khác cho mạch chỉnh lưu là tần số của điện áp gợn sóng frip. Trong các mạch chỉnh lưu,

tiêu chuẩn nầy thường được chỉ rõ bằng số xung gọi là p ( số lần đập mạch ). Số xung là số bán kỳ

điện áp DC xuất hiện trong 1 chu kỳ của nguồn điện áp AC.

Hình 2.6.1.1 Mạch điện xác định điện áp gợn sóng.


- 99 -

2.6.2 Phần thí nghiệm Thí nghiệm

Đo số xung và độ gợn sóng trong các mạch chỉnh lưu không điều khiển.

Tiến trình thí nghiệm

• Thiết lập lần lượt các mạch điện khác nhau như trình bày trong hình 2.6.2.1

• Đo các đại lượng biến đổi sau với dụng cụ đo lường thích hợp :

-Giá trị trung bình tính toán của điện áp ngõ ra Ud ar

-Giá trị hiệu dụng của điện áp gợn sóng Urip rms

• Dùng tụ điện C1= 47µF từ panel tải của board công suất đến phần điện áp DC

• Đo dạng sóng ngõ ra của các mạch điện riêng lẻ.

• Ghi các kết quả đo vào bảng 2.6.2.1

Ghi chú :

Mạch điện cần thiết lập được trình bày ở hình 2.1.2.2 ( trang 7), hình 2.2.2.2( trang17), hình 2.3.2.2(

trang 24), hình 2.4.2.1( trang 29) nhưng không đo điện trở.

Trong những mạch chỉnh lưu dòng 3 pha, Nguồn 3 pha phải đặt vận hành với mạch cầu đến bộ hiệu

chỉnh pha. Mặt khác, công tắc chọn lựa M3/B6 phải được đặt theo nguồn cung cấp.

M1U B2U M3U B6U

Ud ar/V

Urip rms/V

Hệ số gợn sóng

Số xung p

Bảng 2.6.2.1


- 100 -


- 101 -


- 102 -


- 103 -

Ghi chú:


- 104 -

3. Chỉnh lưu có điều khiển 3.1 Mạch chỉnh lưu 1 pha bán kỳ có điều khiển M1C

3.1.1 Tổng quát

Nếu muốn tác động đến biên độ điện áp ngõ ra của mạch chỉnh lưu, ta cần dùng đến những van có thể

điều khiển được, đó là Thyristor. Với sự hổ trợ của thyristor, một mạch chỉnh lưu có thể được thiết lập

mà việc kích dẫn 1 van được làm trễ và vì thế một phần điện áp ngõ ra bị cắt bỏ. Điều nầy được hiểu

là” Điều khiển pha cực cổng bằng hiệu ứng chỉnh lưu”. NHững mối quan hệ cơ bản có thể được giải

thích khi dùng một mạch điện chỉ với 1 thyristor. Đây là mạch điểm giữa đơn xung có điều khiển

M1U. Mạch điện nầy ít được sử dụng trong thực tiễn nhưng nó chuẩn mực để giải thích nguyên lý

hàm số của chỉnh lưu có điều khiển vì cấu trúc mạch quá đơn giản.

Điện áp xoay chiều Us được cấp cho tải RL thông qua thyristor. Thyristor chỉ dẫn điện khi điện thế tại

Anode dương hơn điện thế tại cathode và nếu nó nhận được 1 xung kích dươngVGC tại cực cổng ngay

thời điểm tương ứng.

Hình 3.1.1.1 Mạch điểm giữa đơn xung có điều khiển M1C


- 105 -

Hình 3.1.1.2 Dạng tín hiệu trong mạch điểm giữa đơn xung có điều khiển M1C

Tại thời điểm t0 điện áp US thay đổi cực tính,tại đây 1 diode bình thường sẽ dẫn điện. Chúng ta muốn

nói đến đây là thời điểm kích dẫn tự nhiên. Đối với thyristor, đây lại là thời điểm kích dẫn đầu tiên có

thể thực hiện được.

Tại thời điểm t1, US có giá trị dương nhưng thyristor không dẫn điện.Toàn bộ điện áp xoay chiều US

đặt lên thyristor gọi là điện áp ngắt.Mặc dù nó thu nhận điện áp nhưng thực tế nó bị ngắt.Chúng ta nói

rằng thyristor tiếp nhận điện áp ở trạng thái ngắt.

Tại thời điểm t2, thyristor tiếp nhận 1 xung kích dẫn UGC và chuyển sang trạng thái dẫn.Khoảng

chuyển tiếp - được hiểu như góc kích - được làm trễ bởi góc điều khiển α so với điểm kích dẫn tự

nhiên.Trong đồ thị α = 90º.

Tại thời điểm t3, thyristor vẫn ở trạng thái dẫn, dòng tải Id chạy qua và điện áp ngắt Uv thì rất nhỏ, 1V

là điện áp có được trên thyristor.

Tại thời điểm t4, điện áp US chuyển xuống bằng 0.Dòng điện Id cũng bằng 0 và thấp hơn dòng duy trì

của thyristor. Thyristor bị ngắt.

Trong ví dụ của chúng ta ,vì vậy dòng tải Id chạy qua từ góc α = 90º đến α = 180º. chúng ta nói rằng

góc dẫn của dòng điện α là 90º.


- 106 -


- 107 -

Những ứng dụng sau cho tải thuần trở :

θ = 180º - α

Tại thời điểm t5, cực tính điện áp lại đảo ngược một lần nữa. Thyristor tiếp nhận điện áp trạng thái

ngắt ở chiều nghịch vì thế được gọi là trạng thái ngắt nghịch.

Cấu trúc của mạch tạo điện áp kích dẫn không được tìm hiểu chi tiết ở đây. Nó sẽ được nghiên cứu ở

mục 3.3.

3.1.2 Ảnh hưởng của các loại tải khác nhau trên hoạt động của bộ biến đổi

Thyristor tiếp nhận xung kích từ sự điều khiển pha tại cực cổng. Góc điều khiển là

α = 90º

Khi thyristor được kích dẫn, điện áp Ud lập tức chuyển đến giá trị ngưỡng của điện áp chính US. Dòng

điện không tăng đột ngột bởi vì tính cảm kháng làm trì hoãn sự tăng của dòng điện. Năng lượng tích

lũy của cuộn dây được hình thành tại thời điểm mà điện áp US qua trục 0. Sau đó dòng điện giảm dần.

Tuy nhiên khi dòng điện chưa bằng 0, thyristor cũng chưa bị ngắt và Ud đạt được điện thế ứng với bán

kỳ âm của điện áp chính.Dòng điện không giảm dưới mức dòng duy trì của thyristor cho đến khi Ud

trở nên âm, nguyên nhân làm thyristor bị ngắt.Năng lượng trong cuộn dây bằng 0 tại thời điểm nầy.

Lúc thyristor ngắt, điện áp Ud cũng bằng 0.


- 108 -

Hình 3.1.2.2 Dạng sóng tín hiệu trong mạch M1C với tải R-L ( mô tả lý tưởng )

3.1.3 Phần thí nghiệm Những lưu ý về đo lường:

Chức năng điều chỉnh góc kích dẫn αW để điều khiển pha cực cổng thì phải ở trạng thái không hoạt

động. Để thực hiện thì nó phải được chuyển sang vị trí tắt bên phải.

Để đo lường trong phần thí nghiệm nầy, việc điều khiển pha cực cổng đòi hỏi 1 điện áp điều khiển

trong dãy +U. Vì vậy đặt điểm đo điện thế của đồng hồ đo ở giữa +10V và 0V

Nối ngõ ra của đồng hồ đo điện thế đến ngõ vào điều khiển +U của góc pha điều khiển I.Số của biến

thế kích xung phải được chỉ rõ thay thế cho điện áp kích dẫn.Ví dụ I1 là chữ viết tắt cho biến thế kích

xung 1 điều khiển pha cực cổng I. Một điểm nối của biến thế kích được biểu thị bởi 1 điểm. Điểm kết

nối nầy phải được nối đến cực cổng. Điểm nối thứ 2 phải được nối đến cathode. Máy hiện sóng phải

sử dụng phần trigger ở chức năng LINE cho tất cả các biểu đồ dạng sóng.Nếu điện áp chính US và

điện áp ngõ ra Ud không có điểm liên hệ chung, chúng phải được đo riêng biệt lần lượt.


- 109 -

Thí nghiệm 1

Đo dòng điện và điện áp mạch điểm giữa đơn xung có điều khiển M1C.


• Thiết lập mạch điện như trình bày trong hình 3.1.3.1 với board công suất

(xem hình 3.1.3.2)

Ghi chú:

Sử dụng thyristor 1 từ cầu pha đơn I

• Đặt 1 góc điều khiển α = 90º

• Nối điện trở thuần để làm tải

• Đo dạng sóng các giá trị biến đổi sau:

- Điện áp chính US

- Điện áp ngõ ra Ud

• Vẽ dạng sóng vào biểu đồ đã cho ở hình 3.1.3.3


- 110 -


- 111 -

Chuyển mạch đo hình 3.1.3.1 đến board công suất

Hình 3.1.3.2


- 112 -


- 113 -

Điện áp chính US……..V/div

Điện áp ngõ ra Ud…….V/div

Câu hỏi:

Cho biết giá trị dòng điện và độ lớn góc dẫn dòng trên tải thuần trở tại góc điều khiển là 90º

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………..………


- 114 -

Thí nghiệm 2

Sự ảnh hưởng của thành phần tải cảm kháng đối với hoạt động của mạch M1C.


• Hãy nối mạch điện nối tiếp gồm cuộn cảm, điện trở tải và điện trở đo lường xem như 1 tải

• Đo dạng sóng các giá trị biến đổi sau với góc điều khiển là 90º

-Điện áp chính US

-Điện áp ra Ud

-Điện áp cuộn dây UL

-Dòng tải Id

• Vẽ dạng sóng vào biểu đồ được cho ở hình 3.1.3.5 và hình 3.1.3.6


- 115 -

Điện áp chính US............V/div

Điện áp ngõ ra Ud……...V/div

Điện áp cuộn dây UL…….V/div

Dòng tải Id……………….A/div ≈…….V/div


- 116 -

Câu hỏi 1:

Cho biết giá trị lớn nhất của góc dẫn dòng về lý thuyết đối với trường hợp tải hổn hợp?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………..………

Câu hỏi 2:

Bạn giải thích thế nào về vấn đề có những phần điện áp âm xuất hiện ở ngõ ra của mạch M1C khi một

tải trở cảm được nối vào?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………..………

Câu hỏi 3:

Điện áp nào được sử dụng ở cuộn dây (điện áp thuần túy AC, điện áp thuần túy DC, hay điện áp tổng

hợp)?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………..………


- 117 -

Câu hỏi 4:

So sánh Id và UL ( hình 3.1.3.6)

a) Tại thời điểm nào điện áp cuộn dây thay đổi dấu của nó ?

b) Giá trị UL âm trong bao lâu ?

c) Trong khoảng thời gian nào cuộn dây phát sinh năng lượng và khi nào nó tiêu tốn hết năng lượng?

Trả lời:

a)…………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………..

b)…………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………..………

c)…………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………..


- 118 -

Ghi chú:


- 119 -

3.2 Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển B2C

3.2.1 Đại cương

Để có thể điều khiển điện áp ra Ud của một mạch cầu 2 xung bằng phương pháp điều khiển pha(điều

khiển góc mở), mạch này cần có những khóabán dẫn điều khiển được.H.3.2.1.1 trình bày một mạch

điện lọai này.

Với 4 Thy-rít-to ta có thể điều khiển thời gian (mở)trễ trong cả hai bán kỳ dương và âm của

diện áp nguồn Us. Thy-rít-to V1 và V4 dẫn dòng Id trong bán kỳ dương, còn V2 và V3 dẫn trong bán

kỳ âm.

Để có được dòng điện qua tải, các Thy-ris-to V1 và V4 phải dẫn đồng thời. V2 và V3 cũng phải như

vậy trong bán kỳ âm. Điều này có nghĩa là các cặp Thy-ris-to cùng dẫn phải đồng thời nhận được xung

điều khiển.

Mạch điều khiển thích hợp được giải thích chi tiết trong mục 3.3.

H.3.2.1.1 Mạch cầu hai xung điều khiển B2C


- 120 -

3.2.2 Phần Thí Nghiệm

Thí nghiệm 1

Đo dòng và áp trong mạch cầu hai xung điều khiển B2C

Phương pháp

• Mắc mạch điện như trong hình 3.2.2.1.

Chú ý: Sử dụng mạch cầu một pha I và mạch điều khiển pha I.

• Chỉnh góc kí = 1440.

• Dùng một điện trở thuần làm tải.

• Khảo sát trên dao động ký các biến số sau:

- Điện áp ra Ud

- Dòng qua Thy-ris-to IV2 và IV4

• Vẽ các đường cong tương ứng vào các sơ đồ đơn giản hóa trong hình 3.2.2.2 và 3.2.2.3.


- 121 -


- 122 -

Thí nghiệm 2

Tác dụng của tải điện cảm lên đặc tính của mạch B2C

Phương pháp

• Mắc mạch tải gồm một điện trở nối tiếp với một điện cảm(H 3.2.2.4).

• Khảo sát trên dao động ký các biến số sau:

- Điện áp ra Ud

- Dòng điện ra Id

- Điện áp hai đầu cuộn dây UL

• Vẽ các đường cong tương ứng vơi các sơ đồ đã cho trong hình 3.2.2.5 và 3.2.2.6.


- 123 -


- 124 -

Câu hỏi 1 :

Bốn xung điều khiển có quan hệ về “pha” như thế nào?

Trả lời:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Câu hỏi 2 :

Bạn có nhận xét thế nào về hiện tượng cuộn dây đôi lúc làm việc như một máy phát?

Trả lời:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


- 125 -

3.3 Mạch điều khiển pha

3.3.1Tổng quát

Để có thể vận hành một mạch cầu hai xung điều khiển hòan tòan B2C, bạn cần một mạch điều khiển

để cung cấp bốn xung điều khiển độc lập về điện, trong đó có hai cặp, mỗi cặp gồm hai xung đồng bộ

với nhau.Hai cặp lệch nhau về pha 1800.

Những xung điều khiển này cần phải nối thường trực vào điện áp nguồn.Chúng cũng phải thay đổi về

pha bằng một điện áp lệch Uin. Để thực hiện được điều này, bạn cần có một mạch theo sơ đồ khối như

sau:

H.3.3.1.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển

Tầng Đồng bộ

Tầng tạo điện áp lệch

Tách kênh 1 Cách ly điện thế 1

Tạo xung Cách ly điện thế 2

Tách kênh 2


- 64 -

H.3.3.1.2 Thực hiện mạch điều khiển pha dùng trong BO CÔNG SUẤT

Một máy phát điện áp răng cưa “bắt đầu” vào thời điểm điện áp nguồn đi ngang qua điểm không

trong tầng đồng bộ. Điện áp này luôn luôn bắt đầu sườn lên của nó đúng vào thời điểm không của

điện áp nguồn.Ngòai ra, những tín hiệu điều khiển cho bán kỳ dương và bán kỳ âm cũng được phát ra

ở tầng này.

Trong tầng tạo điện áp lệch sau đây, điện áp răng cưa được so sánh với điện áp lệch Uin.Nếu điện thế

tại đầu vào không đảo dương hơn tín hiệu tại đầu vào đảo của bộ so sánh thì điện thế tại đầu ra của nó

là +U. Ngươc lại, nếu điện thế tại đầu vào đảo lớn hơn, thì điện thế tại đầu ra là 0V. Điều này tạo ra

một tín hiệu có dạng sóng vuông, tức một xung vuông luôn luôn có sườn lên trùng với điểm không của

điện áp nguồn và do đó luôn luôn đồng bộ với điện áp nguồn.Sườn xuống của nó có thể dịch chuyển

tới hay lui giữa hai điểm không của một bán kỳ tùy theo điện áp lệch Uin.

Tín này cần phải được gia công để có thể thay đổi thời điểm kích mở Thy-ris-to.

Tín hiệu này được kết nối với các tín hiệu điều khiển cho bán kỳ dương và bán kỳ âm qua một cổng

VÀ trong Bộ tách kênh. Bộ này cho chúng ta những tín hiệu trong hai bán kỳ dương và âm độc lập

với nhau.

Cuối cùng, những tín hiệu kích mở Thy-ris-to được đưa vào một biến áp điều khiển trong bộ cách ly

điện thế, bộ này có nhiệm vụ tạo ra lần lượt hai xung điều khiển đồng bộ riêng biệt.Tuy nhiên, đồng

thời điện áp điều khiển UGC cũng được tăng lên bằng cách đóng và cắt điện cảm truyền.


- 65 -


Thí nghiệm

Đo dòng chảy của các tín hiệu trong mạch điều khiển pha trong BO CÔNG SUẤT

Phương pháp

Mắc mạch điện như trong hình 3.3.2.1.

Chỉnh điện áp điều khiển bằng +6V nhờ chiết áp chỉnh trị số đặt.

Quan sát trên dao động ký các trị số:

- điện áp nguồn US

- điện áp điều khiển UI 1

- điện áp điều khiển UI 2

° Vẽ các đường biểu diễn trong các sơ đồ đã cho H.3.3.2.2 va 3.3.2.3.

Chú ý: Chiết áp để điều chỉnh góc mởM trong mạch điều khiển pha phải không hoạt động. Phải xoay

núm điều chỉnh hết cỡ về bên phải để làm thí nghiệm này.

V0121 Giáo Trình Thí nghiệm Điện Tử Công Suất Khoa Điện

- 66 -


- 67 -

Câu hỏi 1:

Nếu cầu chỉnh lưu một pha II được điều khiển bằng phương pháp điều khiển pha I, thì những điện áp

V1,V2,V3,V4 phải tuân theo những điều kiện nào (bảng 3.3.2.1) ?

Trả lời :

V1:

V2:

V3:

V4:

H.3.3.2.1


- 68 -

Chú ý :


- 69 -

3.4 Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển

3.4.1 Tổng Quát

Nếu bạn muốn điều khiển điện áp ra của một

mạch chỉnh luu cầu hai xung bằng phương pháp

điều khiển pha, bạn sẽ phải dùng hai van bán

dẫn có điều khiển. Một van phải điều khiển

được trên đường dòng điện tương ứng với bán

kỳ dương của điện áp nguồn, van kia cũng phải

như vậy tương ứng với bán kỳ âm. Có hai cách

để làm điều này. Hình 3.4.1.1 và 3.4.1.2 trình

bày hai mạch điện tương ứng.

Các van bán dẫn 1,2,3,4 tạo thành các cặp nhánh

Nếu cả hai van có điều khiển của cầu thuộc về H.3.4.1.1 Mạch chỉnh lưu cầu bán điều

một cặp nhánh, thì ta gọi là mạch chỉnh lưu cầu khiển hai cặp nhánh B2HZ

bán điều khiển hai cặp nhánh B2HZ.

Cặp nhánh còn lại chỉ chứa hai Diode thường (không

điều khiển). Mạch này trước đây được gọi là mạch chỉnh

lưu cầu bán điều khiển bất đối xứng vì hai cặp nhánh có

cấu tạo khác nhau- bất đối xứng. Tuy nhiên, nếu cả hai

cặp nhánh đều có van điều khiển, thì mạch này được gọi

là mạch chỉnh lưu cầu hai xung một cực B2HC. Vì cả

hai cực âm của hai van có điều khiển tạo thành một cực

của điện áp một chiều, cho nên trong ký hiệu tên của

mạch được thêm một chữ

C. Mạch này trước đây được gọi là mạch chỉnh H3.4.1.2 Mạch chỉnh lưu cầu hai xung lưu

bán điều khiển đối xứng vì cả hai cặp nhánh có cầu Cực B2HC

cấu tạo giống nhau.

Cả hai bán ký dương và âm đều có thể điều khiển được trong cả hai mạch chỉnh lưu cầu bán điều

khiển. Nếu mạch ngòai là một tải thuần trở, thìđiện áp ra Ud có cùng dạng sóng như dạng sóng trong

mạch chỉnh lưu cầu điều khiển hòan tòan B2C. Tuy nhiên nếu tải có tính điện cảm thì hai Diode trong

mạch B2HZ hay một Diode và một van điều khiển trong mạch B2HC tác dụng như một nhánh phục hồi

trong vùng điện áp âm của tải.

Do đó trong mạch chỉnh lưu cầu bán điều khiển, một không có vùng điện áp âm trên tải.


- 70 -


Các điều lưu ý trong các thí nghiệm sau:

Chiết áp điều chỉnh góc mởM trong mạch điều khiển pha phải không hoạt động. Nó phải được vặn hết

về bên phải trong thí nghiệm này. Mạch điều khiển pha cần một điện áp điều khiển trong thang đo +U

để thực hiện những phép đo trong mục này. Do đó, hãy chỉnh chiết áp từ 0V đến +10V. Nối ngõ ra của

chiết áp với ngõ vào điều khiển +U của mạch điều khiển pha I. Số biến áp chỉnh lưu phải được qui

định theo số Thy-ris-to thay vì theo điện áp điều khiển.

Ví dụ, I1 là biến áp chỉnh lưu 1 trong mạch điều khiển pha I. Một mối nối của biến áp

chỉnh lưu được đánh dấu bằng một điểm. Mối nối này phải được nối vào cực cổng (G) . Mối nối thứ

hai phải được nối vào Ca-tốt (K). Máy dao động ký nên nối vào NGUỒN điện.

Nếu điện áp nguồn US và điện áp ra Ud không có điểm chuẩn chung, thì chúng phải được đo riêng rẽ.

Ở đây chỉ khảo sát mạch chỉnh lưu cầu bán điều khiển hai cặp nhánh B2HZ như một ví dụ về mạch

chỉnh lưu bán điều khiển.

Α Thí nghiệm

Đo dòng và áp trong mạch chỉnh lưu cầu bán điều khiển hai cặp nhánh B2HZ.

Phương pháp

• Mắc mạch điện như trong hình 3.4.2.1 với BO CÔNG SUẤT (cũng xem H3.4.2.2).

• Chỉ dùng tải là một điện trở thuần.

• Chỉnh góc mở bằng 360.

• Khảo sát trên dao động ký các biến sau:

- Điện áp ra Ud

- Dòng qua Thy-ris-to IV2

- Dòng qua Diode IV4

• Vẽ các đường cong vào các biểu đồ dã cho sẵn H.3.4.2.3 vá 3.4.2.4.

Chú ý:

Chiết áp điều chỉnh góc mởM trong mạch điều khiển pha phải không hoạt động. Phải chỉnh hết về bên

phải trong thí nghiệm này.


- 71 -


- 72 -


- 73 -


- 74 -

• Bây giờ nối tải có tính điện cảm.

• Quan sát trên dao động ký các biến sau đây:

- Điện áp ra Ud


- Dòng qua Thy-ris-to IV2

- Dòng qua Diode IV4

• Vẽ các đường cong vào sơ đồ đã cho

H.3.4.2.5 và 3.4.2.6


- 75 -

Câu hỏi 1 :

Tại sao dòng điện chảy qua Diode V4?

Trả lời :

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


- 76 -

Câu hỏi 2 :

Hai xung điều khiển I1và I2 phải có quan hệ về pha như thế nào?

Trả lời:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Câu hỏi 3:

Tại sao chúng ta đo những dòng điện âm Iv2 và Iv4 ?

Trả lời:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


- 77 -

3.5 Mạch chỉnh lưu có điều khiển 3 pha hình tia M3C

3.5.1 Tổng quát

Giống như mạch chỉnh lưu không điều khiển 3 pha hình tia M3U, mạch chỉnh lưu có điều khiển 3 pha

hình tia M3C cũng là một bộ chỉnh lưu đơn sóng. Nó cũng được gọi là mạch chỉnh lưu 3 pha có điểm

giữa.

Một Thy-ris-to chỉ có thể dẫn dòng khi điện thế cực dương của nó lớn hơn điện thế cực + của điện áp

ra Ud.

Tuy nhiên các Thy-ris-to không thể tự nó dẫn , mà phải chờ có một xung điều khiển vào thời điểm

tương ứng với góc mở. Các xung điều khiển 3 Thy-ris-to cũng lệch nhau 1200 điện giống như các

Điện áp pha UL1 , UL2 , U L3.

H3.5.1.1 Mạch chỉnh lưu có điều khiển 3 pha hình tia M3C


- 78 -

H.3.5.1.2 Điện áp ra ứng với góc kí = 600

Nếu ta gỉa sử là Thy-ris-to V1 đang dẫn, UL1 được đặt ở ngõ ra và do đó xác định điện áp ở catốt. Thời gian sớm nhất để Thy-ris-to V3

dẫn – tiếp theo V1- là vào thời điểm c.

Thy-ris-to V5 mãi đến tận thời điểm e mới dẫn, còn V1 thì bắt đầu dẫn ở thời điểm h hay a. Những thời điểm a,c và e được gọi là tương ứng với góc kích tự nhiê = 00

. Đó là thời điểm mà điện áp của một pha lớn hơn điện áp của pha có đường cong giao cắt với nó,

Do đó Thy-ris-to tương ứng với pha này có thể dẫn điện.

H.3.1.5.2 vẽ đường cong điện áp ra ứng với góc kí = 600.

Điều này có thể minh xác được:

Thời điểm a:

Thy-ris-to V5 đang dẫn. Nếu trong mạch M3U

(dùng Diodes ? không điều khiển) thì Diode

V1 sẽ dẫn. Còn trong mạch này thì khác,

Thy-ris-to V1 chỉ dẫn khi có xung điều khiển,

mà xung này lại xuất hiện trễ hơn một thời gian ứng vớ = 600. Do đó Thy-ris-to V5

vẫn tiếp tục dẫn cho đến khi cực tính của điện áp đặt vào nó đảo chiều ( với tải thuần trở, U = 0V => I = 0A => dưới mức dòng duy trì => Thy-ris-to bị khóa). Do đó Ud = 0.

Thời điểm b:

Vào thời điểm này, V1 nhận xung điều khiển,

Ud đạt gía trị UL1.

Thời điểm c:

Nếu là những Diode thường thì V3 sẽ dẫn.

Nhưng ở đây V3 vẫn còn khóa nên dòng vẫn tiếp tục chảy qua V1 cho đến khi điện áp đảo chiều

Thời điểm d:

Vào thời điểm ứng vớ = 600 xung điều khiển của V3 xuất hiện. Ud đạt gía trị UL2,

Và cứ như thế …


- 79 -

H.3.5.1.3 Điện áp ra khi tải có tính điện c ả m


- 80 -

Với tải thuần trở, dạng sóng của dòng điện giống với dạng sóng của của điện áp ra Ud; nhưng

có van đang dẫn trước thời điểm mở của van kế tiếp một góc 300. Vì với góc kí = 1500 , điện áp

tương ứng có cực tính âm nên Thy-ris-to tương ứng sẽ không dẫn. Do đó, giới hạn của góc kí đối với

tải thuần trở sẽ từ 00 đến 1500. Số liệu đối với tải có tính điện cảm được cắt nghĩa trong hình 3.5.1.3.

Trong hình này, ta gỉa sử tải có R nhỏ và L lớn và góc kích được tăng lên từ từ. Điện cảm của tải bảo

đảm rằng trong mọi trường hợp sẽ có dòng điện chảy liên tục ngay cả khi điện áp phân cực của pha

tương ứng đảo cực tính. Và Thy-ris-to tương ứng sẽ vẫn cứ dẫn cho đến khi nó được tiếp sức bởi Thy-

ris-to kế tiếp: lúc này dòng điện được chuyển qua Thy-ris-to kế tiế = 150 :Trong khi Thy-ris-to V5 còn

đang dẫn, thì Thy-ris-to V1 bắt đầu dẫn. Hai Thy-ris-to cùng dẫn trong một khỏang thời gian ngắn tạo

ra một “ngắn mạch” giữa UL1 và UL3. ULl có trị số tạm thời là 230V, UL3 có trị số là 84.1V.Một điện áp

chuyển mạch UC = -145.9V được đặt vào V5 nhờ đó dòng ngắn mạch tổng hợp đẩy dòng I5 xuống

dưới trị số của dòng duy trì làm V5 bị khóa lại. V1dẫn và tiếp quản dòng điện = 600 : Ảnh hưởng của

dòng điện lên dạng sóng của Ud được trình bày ở đây.Điện áp ra có những đọan âm. Dòng điện chuyển

từ pha 2 sang pha 3.

Dòng ngắn mach chuyển mạch được tạo ra bởi UL3 = 325V và UL2 = 162.5V; do đó nó chảy sang V3

(I3) làm V3 bị khóa. V5 dẫn và tiếp quản dò = 900 : Mặc dù chúng ta vẫn có dòng Id dương, nhưng điện

áp ra của chỉnh lưu là hòan tòan xoay chiều ( đường cong điện áp nằm cả ở trên và dưới trục hòanh).

Tuy nhiên, trường hợp lý tưởng này chỉ xảy ra khi trị số của điện trở R của tải là không đáng kể. Từ

thời điểm Thy-ris-to dẫn cho

đến thời điểm mà đường cong điện áp cắt trục hòanh, cuộn dây nhận năng lượng từ nguồn và trả lại

cho nguồn trong thời gian còn lại của chu trình dẫn như một máy phát.

Ta có thể thấy rằ = 00 đến 900, thì mạch vận hành như một bộ chỉnh lưu, và càng tăng thì điện áp một

chiều ở ngõ ra càng giảm và bằ = 900. Chế độ chỉnh lưu chấm dứ = 900 ( vị trí giới hạn của chế độ

chỉnh lưu). Tuy nhiên, về mặt lý thuyết thì góc kích có thể tiến đế = 1800 (H3.5.1.2). Điều kiện tiên

quyết duy nhất để dòng điện có thể chuyển sang nhánh kế tiếp là : điện áp của Thy-ris-to kế tiếp phải

dương hơn điện áp của Thy-ris-to trước.

Trong khỏang từ a đến d, UL1 lớn hơn UL3, trong khỏang từ c đến g, UL2 lớn hơn UL1, v.v…


Chú ý trong những phép đo sau đây: Mạch điều khiển pha cần một điện áp điều khiển trong thang đo +U để thực hiện những phép đo trong mục này. Do đó, hãy chỉnh chiết áp từ 0V đến +10V. Nối ngõ ra của chiết áp với ngõ vào điều khiển +U của mạch điều khiển pha I,II và III. Số biến áp chỉnh lưu phải được qui định theo số Thy-ris-to thay vì theo điện áp điều khiển. Ví dụ, I1 là biến áp chỉnh lưu 1 trong mạch điều khiển pha I. Một mối nối của biến áp chỉnh lưu được đánh dấu bằng một điểm. Mối nối này phải được nối vào cực cổng (G) . Mối nối thứ hai phải được nối vào Ca-tốt (K). Máy dao động ký nên nối vào NGUỒN điện. Nếu điện áp nguồn US và điện áp ra Ud không có điểm chuẩn chung, thì chúng phải được đo riêng rẽ.


81

Thí nghiệm

Đo dòng và áp trong mạch chỉnh lưu có điều khiển 3 pha hìn tia M3C

Phương pháp

Nối mạch điện như trong H.3.5.2.1 với BO CÔNG SUẤT (xem H.3.5.2.2).

Bật công tắc M3/M6 qua M3.

Nối cầu chỉnh lưu vào bộ nguồn 3pha để cấp điện cho mạch.

Chỉnh mạch đồng bộ của mạch điều khiển pha II qua L2’ bằng công tắc L1/L2’.

Nối cầu vào máy phát xung trong mạch điều khiển pha I.

Chỉnh núm điều khiển góc mởM trên mạch điều khiển pha I và II sao cho 3 Thy-ris-to lần lượt

bắt đầu dẫn vào đúng các thời điểm lệch nhau khỏang 1200 của điện 3 pha.

Tiến hành như sau:

Khảo sát trên giao động ký UL1 và Ud. Chỉnh góc kí = 900. Sau đó bạn có thể chỉnh các xung đơn

của Ud có cùng góc kích và biên độ nhưM bằng các chiết áp tương ứng. ( có thể có sai số do sai số

của các phần tử mạch gây ra).

Chú ý:

Trong mạch chỉnh lưu 3 pha, góc kí không tính từ điểm 0 của UL1 mà phải tính từ giao điểm của

UL1 và UL3. Nếu muốn tính từ điểm 0 của UL1 thì góc đo được phải trừ đi 300.

? Khảo sát trên dao động ký các biến sau đây ứng với góc kí = 900, và = 1200:

- Điện áp ra Ud

- Dòng điện qua tải Id

H.3.5.2.1


82

H.3.5.2.2 chuyển mạch đo đến BO CÔNG SUẤT


83


84

Câu hỏi 1:

Các xung điều khiển I1, I2, I3 phải có quan hệ về pha như thế nào ?

Trả lời :

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


85

Câu hỏi 2 :

Trong phép đo nào thì dòng một chiều Iout bị gián đọan ?

Trả lời:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Câu hỏi 3 :

Tại sao dòng điện không bị gián đọan tại góc kí = 450?

Trả lời:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Câu hỏi 4 :

Một điện cảm ảnh hưởng như thế nào đến sự gián đọan của dòng điện trong mạch tải?

Trả lời:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


86

Chú ý :


87

3.6 Mạch chỉnh lưu điều khiển 3 pha hình tia làm việc trong chế độ nghịch lưu:

3.6.1 Tổng quát

Điện áp ra của mạch chỉnh lưu có thể có trị số âm (xem mục 3.5, H3.5.1.3). Chúng ta đã giải thích

việc một bộ biến đổi được thiết kế để chỉnh lưu sau đó lại chuyển qua chế độ nghịch lưu. Điều này có

thể hình dung được khi xét một bộ biến đổi điều khiển một động cơ DC, chẳng hạn một cầu trục.

Gỉa sử động cơ được cấp dòng điện định mưc và điện áp phần ứng dương nên đủ ngẫu lực để nâng

tải.Động cơ làm việc ở chế độ động Nếu ta tăng góc kích lên thì dòng qua động cơ sẽ giảm đi và ngẫu

lực của động cơ hầu như biến mất. Đến một trị số nào đó moment cản sẽ lớn hơn moment tác động của

động cơ. Tải sẽ hạ xuống từ từ và kéo động cơ quay theo chiều ngược lại. Vì vậy, chúng ta đưa ra khái

niệm về tải “nâng-hạ”. Động cơ trở thành máy phát ( dòng và áp có cực tính ngược chiều). Chế độ

nghịch lưu tương ứng với góc kí từ 900 đến 1200. H3.6.1.1. trình bày chi tiết vấn đề này.

cơ và nó chịu một moment cản do tải tác dụng lên.


88

H3.6.1.1 Mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia M3C làm việc trong chế độ nghịch lưu


89

Trong H.3.6.1.1, ta giả sử rằng mạch chỉnh lưu làm việc như một nguồn áp âm có điện trở trong tương

đốicao. Mạch này dễ thực hiện trên BO CÔNG SUẤT và gần như tương ứng với trường hợp động cơ

quay ngược chiều đã được đề cập trước đây.

Khi tăng góc kích gía trị trung bình của Ud ngày càng âm hơn nhưng luôn luôn lớn hơn điện áp UB

của bình điện. Do đó, dòng Id vẫn còn dương. Chúng ta có thể thấy rằng các điều kiện để có thể

chuyển mạch thành công được thỏa mãn đối với các góc kích đã được vẽ. Điện áp của Thy-ris-to tiếp

quản dòng điện lớn hơn điện áp của Thy-ris-to dẫn trước nó. Trong quá trình chuyển mạch xảy ra hiện

tượng ngắn mạch làm Thy-ris –to kế tiếp bị khóa. Tuy nhiên, tình hình trở nên xấu đi khi chúng ta

tăng góc kích lên trị số giới hạn 1800. Chú ta đã trình bày một ví dụ trường hợp gó = 1780 . Điện áp

qua Thy-ris-to tiếp quản UL3’ chỉ là Uc = 19.7V lớn hơn UL2’ . Do đó tạo ra được dòng ngắn mạch

cần thiết để khóa V3 và sự chuyển mạch sang V5 thành công. Khi góc kích bằng 1800 , thì hai điện áp

này bằng nhau, do đó không có điện áp cần thiết để chuyển mạch. Tình trạng còn xấu hơn nữa đối với

Thy-ris-to cần được khóa là: điện áp chuyển mạch ổn định trở nên dương sau thời điểm 1800 .

H.3.6.1.1 cũng cho thấy các mối quan hệ ứng với trường hợ = 1820 . Điện áp UL2’ tăng mau trong

khoảng sườn lên của xung . Nếu bây giờ V5 dẫn, thì sự chuyển mạch sẽ không thành công vì Điện áp

đặt vào V3 là theo chiều dòng điện.

Chúng ta nhận xét là: phạm vi của góc kích bằng 1800 chỉ là lý tưởng. Thực tế trị số này phải nhỏ hơn

vì những lý do sau đây:

Phải có một điện áp chuyển mạch đủ âm đối với Thy-ris-to cần khóa. Thy-ris-to phải cần đủ thời gian

để khóa vì dòng qua nó không thể triệt tiêu ngay tức thời. Do đó khỏang cách an tòan thông thường là

150 nhỏ hơn trị số lý thuyết.


90

3.6.2Phần thí nghiệm

Các điều lưu ý trong các thí nghiệm sau:

Mạch điều khiển pha cần một điện áp điều khiển trong thang đo +U để thực hiện những phép đo trong

mục này. Do đó, hãy chỉnh chiết áp từ 0V đến +10V. Nối ngõ ra của chiết áp với ngõ vào điều khiển

+U của mạch điều khiển pha I. Số biến áp chỉnh lưu phải được qui định theo số Thy-ris-to thay vì

theo điện áp điều khiển.

Ví dụ, I1 là biến áp chỉnh lưu 1 trong mạch điều khiển pha I. Một mối nối của biến áp

chỉnh lưu được đánh dấu bằng một điểm. Mối nối này phải được nối vào cực cổng (G) . Mối nối thứ

hai phải được nối vào Ca-tốt (K). Máy dao động ký nên nối vào NGUỒN điện.

Nếu điện áp nguồn US và điện áp ra Ud không có điểm chuẩn chung, thì chúng phải được đo riêng rẽ

Ví dụ

Đo điện áp và dòng điện trong chế độ nghịch lưu của mạch M3C

Phương pháp

• Nối mạch điện như trong hình 3.6.2.1.

• Chỉnh tải sao cho điện trở cặp nhiệt PTC của hệ điều khiển độ sáng (Lọai 5125.5) và điện trở 1kµ

tạo thành một bộ phân áp –10V.

Về chức năng:

Bộ chỉnh lưu hoạt động như một nguồn áp âm –10V và một nội trở tương đối cao. Mạch sẽ mộ

phỏng sự vận hành của một tải hoạt động như máy phát.

• Vặn công tắc M3/M6 qua B6 để giảm điện áp ra Ud.

• Chỉnh góc giới hạn nghịch lưW ở mạch điều khiển pha I và II sao cho 3 Thy-ris-to được kích ở

những thời điểm gần bằng 1200 .

Điều này được thực hiện như sau:

Quan sát trên giao động ký UL1’ và Ud. Chỉnh góc kí = 900 . Sau đó bạn có thể chỉnh từng xung riêng

rẽ của Ud để có cùng góc kích và biên độ với các chiết áp tương ứW . ( có thể có sai số do các linh

kiện có sai số)

Chú ý:

Trong mạch chỉnh lưu 3 pha, góc kí không tính từ điểm 0 của UL1’ , mà từ giao điểm của UL1’ và

UL3’. Nếu bạn muốn tính từ điểm 0 của UL1’ , thì kết qủa phải trừ đi 300 .

• Chỉnh sự đồng bộ của mạch điều khiển pha II bằng cách vặn công tắc L1/L2’ qua L2’.

• Quan sát trên dao động ký các biến số sau đây ứng với góc kí = 900 và =1500 :

- điện áp pha UL1’ (L1’/N’)

- điện áp ra Ud

• Đo gía trị trung bình số học của dòng một chiều Id ar.


91

Giải thích mạch điện:

Nguồn cấp điện cho cầu được chỉnh qua B6 do đó Ud sẽ nhỏ hơn bình thường. Ta chỉnh tải sao cho nó

biến thành một bộ phân áp có điện áp ra âm và nội trở tương đối cao.

Điều này sẽ mô phỏng một tải “nâng hạ” (mục 3.6.1).

Đặc tính của tải tác động như một máy phát là dòng và áp khác dấu. Dòng Id trong trường hợp này

dương sẽ vẫn còn dương khi điện áp của máy phát đổi chiều. Như vậy chiều chảy của năng lượng sẽ là

từ nguồn tới tải khi dòng và áp cùng chiều; và từ tải tới nguồn khi dòng và áp ngược chiều.


92


93

Câu hỏi 1 :

Trong trường hợp nào thì điện áp ra của bộ chỉnh lưu có trị sô âm?

Trả lời:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Câu hỏi 2 :

Bộ chỉnh lưu cũng có thể cho phép một dòng điện âm chảy qua hay không?

Trả lời:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


94

Chú ý :


95

3.7 Chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển B6C

3.7.1 Tổng quát

Về nguyên tắc điện áp ra của chỉnh lưu cầu 3 pha B6C – cũng còn được gọi là chỉnh lưu cầu 6 xung –

được tạo ra giống như trong mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển B6U. Cả hai mạch ở đây có

thể được coi như là sự kết hợp của 2 mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia trong đó một mạch chỉnh lưu bán

kỳ dương, còn mạch kia chỉnh lưu bán kỳ âm.

Do có cực tính khác nhau, tổng của hai điện áp chỉnh lưu chính là điện áp ra Ud.

Trong mạch chỉnh lưu cầu 3 pha, điều quan trọng là có 2 Thy-ris-to luôn luôn dẫn đồng thời – một ở

nửa trên và một ở nửa dưới của cầu. Chỉ có như vậy thì dòng một chiều Id mới có thể chảy từ nửa trên

của cầu, đi qua tải , rồi qua nửa dưới của cầu trở về nguồn.

Nếu cầu đang họat động, thì một Thy-ris-to sẽ tiếp quản dòng điện từ Thy-ris-to trước. Tuy nhiên , nếu

cầu sắp sữa dẫn điện, thì hai Thy-ris-to phải đồng thời nhận được xung kích. Để bảo đảm cho điều này

xảy ra tại mọi thời điểm kích xung, các Thy-ris-to phải nhận được hai xung kích cách nhau 600 . Lọai

xung này được gọi là “xung 600 nối tiếp”.

H3.7.1.1 Chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển B6C


96

H.3.7.1.2Họat động của mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển


97

Hình 3.7.1.2 trình bày mối quan hệ quan trọng nhất, các điện áp 3 pha và điện áp ra Ud.

Các điện áp pha được vẽ với các xung kích, các Thy-ris-to ký hiệu trong ô vuông thuộc về nửa trên

của cầu. Các đọan tương ứng với điện áp ra Ud được vẽ với nét đậm trên các đường cong điện áp pha.

Thời điểm a:

Thy-ris-to bắt đầu mở vào thời điểm UL1’ có trị số dương vừa đủ và UL2’ có trị số âm.Do đó phải cần

một xung kích cho V1 và V6 .

Thời điểm b:

Vào thời điểm này UL2’ phải được thay thế bằng UL3’ để có điện thế âm, Thy-ris-to V2 cần một xung

kích. Còn Thy-ris-to V1 vẫn dẫn. Nó cũng nhận một xung – mặc dù không cần thiết.

Thời điểm c:

Vào thời điểm này UL1’ phải được thay thế bằng UL2’ để có điện thế dương, Thy-ris-to V3 nhận một

xung kích. Còn Thy-ris-to V2 vẫn dẫn và vẫn nhận một “xung 600 nối tiếp”.

Thời điểm d:

Thy-ris-to V5 dẫn và đưa UL3’ vào cực dương, Thy-ris-to V4 vẫn dẫn trong bán kỳ âm.

Thời điểm e:

Góc kích tăng đột ngột từ 450 lên 750, nên các xung kích bị chậm lại 300. Thy-ris-to V4 và V5

vẫn còn dẫn đến thời điểm f.

Thời điểm f:

Điện áp giữa UL3’ và UL1 bằng không và sau đó cực tính bị đảo ngược : cả hai Thy-ris-to bị khóa và

tiếp tục khóa cho đến thời điểm g. Ud tiến về zero , điện áp ra bắt đầu gián đọan.

Thời điểm g:

Sự thay đổi đột nghột của góc kích tại e trở nên đáng lưu ý vào thời điểm này chỉ sau một thời gian trễ

: Thy-ris-to V5 đưa UL3’ vào cực dương, Thy-ris-to V6 đưa UL2’ vào cực âm.

Thời điểm h:

Cả hai điện áp tác động UL3’ và UL2’ có cùng trị số vào thời điểm này, Ud sau đó thay đổi cực tính :

Cả hai thy-ris-to đều bị khóa.

Xung 600 nối tiếp cũng có thể được tạo ra bởi “bộ tạo xung chùm” dùng trong BO CÔNG SUẤT.

Ở đây, không phải chỉ một xung mà là một chùm xung được truyền đi với điều kiện là chùm xung đó

phải kéo dài hơn 600.


98


º Thí nghiệm

Đo dòng và áp trong mạch chỉnh lưu cầu 3 pha B6C

Phương pháp

• Lắp mạch điện như trong hình.3.7.2.1.

• Đóng cầu chỉnh lưu vào nguồn 3 pha.

• Chỉnh công tắc M3/B6 qua B6.

• Chỉnh công tắc khâu đồng bộ trong mạch điều khiển pha II qua L2’.

• Chỉnh núm điều khiển góc kíM trên mạch điều khiển pha I và II sao cho 3 Thy-ris-to lần lượt bắt đầu

dẫn vào đúng các thời điểm lệch nhau khỏang 1200 của điện 3 pha.

Tiến hành như sau:

Khảo sát trên giao động ký UL1’ và Ud. Chỉnh góc kí = 900. Sau đó bạn có thể chỉnh các xung đơn của

Ud có cùng góc kích và biên độ

nhưM bằng các chiết áp tương ứng. ( có thể có sai số do sai số của các phần tử mạch gây ra).

Chú ý:

Trong mạch chỉnh lưu 3 pha, góc kí không tính từ điểm 0 của UL1 mà phải tính từ giao điểm của UL1

và UL3. Nếu muốn tính từ điểm 0 của UL1 thì góc đo được phải trừ đi 300.

• Chỉnh góc kí = 360.

• Quan sát trên dao động ký các biến sau:

- Điện áp ra Ud


- Dòng qua Thy-ris-to IV4, IV6 và IV2

• Vẽ các đường cong vào sơ đồ đã cho H.3.7.2.2 . . . . .3.7.2.4.


99


100


101

Câu hỏi:

Giải thích dạng của đường cong dòng điện qua Thy-ris-to.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


102

Chú ý :


103

3.8 Trị trung bình số học và hiệu dụng của dòng điện trong bộ chỉnh lưu điều khiển

3.8.1 Tổng quát

Trong bộ chỉnh lưu điều khiển, năng lượng cung

cấp cho tải RL có thể bơm từng liều bằng cách

điều khiển pha. Do điện áp nguồn được truyền

tới tải theo từng phần, nên sự gia tăng của các

lượng năng lượng là không tuyến tính .Khi góc

kích tăng 200, từ = 1400 lê = 1600, thì năng

lượng tăng lên ít hơn so với khi góc kích cũng

tăng 200, nhưng từ = 700 lê = 900 .

Hình 3.8.1.1 và 3.8.1.2 mô tả điều này bằng ca-

kch dùng điện áp ra Ud trong một mạch chỉnh lưu

M1C làm ví dụ.

Quan hệ giữa đặc tính điều khiể/ Ud0 và

góc kí cũng nói lên điều này.

Hình 3.8.1.3 trình bày quan hệ nói trên trong

mạch chỉnh lưu M1C với tải thuần trở.

Trong những mạch điện ở đây, không thể dùng

một VOM thông thường để đo gía trị hiệu dụng

của điện áp ra vì đường cong điện áp có những

đọan không sin. Do đó bạn cần dùng những

máy đo lọai điện động hay điện tử. Tuy nhiên,

ngay cả những máy đo lọai này cũng không thể

đo chính xác được những trị số ứng với gó

rất lớn. Gía trị cực đại của điện áp ra được gọi là

Điện áp DC lý tưởng Ud0.


104


Thí nghiệm

Xác định đặc tính điều khiển của các bộ chỉnh lưu điều khiển M1C, B2C, M3C và B6C.

Phương pháp

• Lắp mạch đo đã cho như trong hình 3.8.2.1.

• Xác định gía trị trung bình của điện áp trên tả và tỷ số biến thiên từ 150 đến 1800 .

• Điền các trị số tìm được vào bảng 3.8.2.1.

• Vẽ đường cong kết qủa vào trong hình 3.8.2.2.


105


106

Câu hỏi:

Tỷ số giữa trị hiệu dụng và trung bình số học của điện áp ra biến thiên như thế nào theo góc kí ?

Trả lời:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


107

4. BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

4.1. BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU MỘT PHA W1C

4.1.1. Tổng quan:

Phần này chúng ta dùng điều khiển điện áp xoay chiều một pha (cũng được biết đến như bộ

biến đổi trực tiếp AC ) điển hình cho mạch biến đổi điện áp xoay chiều.

Chúng ta thường sử dụng TRIAC như một van trong thí nghiệm đo. Về mặt lý thuyết thì mạch

có thể cũng có thể được lắp đặt với hai thyristor mắc đối song. ( Hình 4.1.1.1 trình bày hai mạch

có thể dùng trong điều khiển này ).


108

TRIAC nhận tín hiệu xung kích với điện áp chính ổn định từ cổng điều khiển pha I, xung kích

trễ có thể được điều chỉnh bằng góc kích α trong phạm vi điều chỉnh từ 00 ……180 0 . Hình

4.1.1.2 ứng với góc kích α = 900.

Như trên hình 4.1.1.2, cả hai nửa chu kỳ của điện áp đều bị cắt trong mạch biến đổi điện áp

xoay chiều 1 pha. Nếu mạch này dùng hai thyristor mắc đối song giống như hình 4.1.1.3. trong

mạch này ( khi có xung kích) Thyristor V1 dẫn trong ½ chu kỳ dương, Thyristor V2 dẫn trong

½ chu kỳ âm. Vì vậy Thyristor V1 nhận được xung kích từ MBA xung mang tín hiệu xung

dương. ( trong trường hợp MBA xung 1 hoặc 4 điều khiển cổng pha . Tương tự như vậy,

thyristor nhận xung kích trong ½ chu kỳ sóng âm ( MBA xung kích 2 hoặc 3 ).


109


110

Khi sử dụng TRIAC như một van bán dẫn, cổng điều khiển sẽ được thay đổi cách dấu. (Hình 4.1.1.4 ).

Từ 2 nửa chu kỳ của dạng sóng điện áp cần điều chỉnh, TRIAC phải nhận được xung kích trong cả 2

nửa chu kỳ. Nhưng không có MBA cấp xung kích cho cả 2 chu kỳ vì các MBA được tách riêng cho

mỗi nửa chu kỳ ( hình vẽ ) . Tuy nhiên, tín hiệu điều khiển có thể nhận được bằng cách đấu nối tiếp 2

MBAi (trong VD này: FT3 và FT1).

Xét ở khía cạnh khác, khi nhìn vào hình 4.1.1.2. chúng ta có thể thấy rằng dòng điện ra của bộ biến

đổi trực tiếp AC không có dạng sin, Nó không giống với dạng điện áp đầu vào, sinh ra công suất

phản kháng, công suất phản kháng này còn có thể được gọi là ,, Họa tần ,, .hay điều chỉnh công suất

phản kháng.

Để giải thích về loại công suất cảm ứng đặc biệt một cách chi tiết sẽ vượt qúa giới hạn của phần này.

Đã có một số tài liệu được đưa ra để giải thích về vấn đề này. Tuy nhiên có thể nói rằng việc tăng

góc điều khiển α đồng nghĩa với tăng công suất phản kháng họa tần. Điều này có nghĩa là dòng điện

đầu ra sẽ càng xa dời dạng sin.


111

PHẦN THÍ NGHIỆM

Thí nghiệm

Tín hiệu trên cổng điều khiển pha không có tác động của bộ chỉng lưu.

Trình tự tiến hành:

- lắp đặt mạch theo hình 4.1.2.1

- Trên POWER BOARD Mắc một điện trở 27 Ω song song với một bóng đèn sợi đốt tỏa

nhiệt. Và điều chỉnh độ sáng của bóng đèn.

- Xung kích mở được lấy từ đầu ra của hai MBA nối tiếp I3 và I1.

- Đặt góc kích α = 900.

- Dùng máy hiện sóng để quan sát các dạng sóng điện áp:

Điện áp chính Us

Điện áp ra Uout

Điện áp trên TRIAC UV1

Điện áp cổng UG

- Vẽ đường cong đặc tính vào đồ thị H 4.1.2.2, H 4.1.2.3

Chú ý:

Góc kích αw trên cổng điều khiển pha không điều chỉng được. Chúng ta nên dừng lại lúcthích hợp.


112


113

Câu hỏi 1:

Điện áp trên bóng đèn lớn nhất tại giá trị góc kích là bao nhiêu?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

Câu hỏi 2:

Nếu bóng đèn được tăng dần độ sáng nên, khi đó góc điều khiển sẽ thay đổi như thế nào?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

Câu hỏi 3:

Điện áp chính xảy ra hiện tượng méo dạng, Khi kích TRIAC, Tại sao?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………


114


115

4.2. ĐIỀU KHIỂN THEO NHÓM XUNG

4.2.1. Tổng quan:

Để giải thích phần 4.1 về họa tần công suất phản kháng được sinh ra trên cổng điều khiển pha

với tải thuần trở. Họa tần công suất phản kháng có thể được giữ ở mức thấp, khi đó dòng và áp sẽ

có dạng gần sin và dạng sin.

tải được điều khiển VD- điều chỉnh lò nướng điện trở hoặc bếp điện, máy đun nước nóng. Ở ½

chu kỳ dương kích mở TRIAC, ta nhân được xung chữ nhật, khi TRIAC khóa,n điện áp ra bằng

0. Để điện áp và dòng điện luơn có dạng sin. Phải điều chỉnh họa tần công suất phản kháng

ở mức thấp nhất. Ngược lại với công tắc tại trục đi qua điểm 0, quá trình đóng cắt cho kết qủa

đặc tính dòng hơi dốc và có chiều tăng lên tại cổng điều khiển . Các quá trình đóng cắt sinh ra

dao động tần số cao có thể tạo nên hiện tượng nhiễu trên điện áp chính và trên radio tại 1 số bước

sóng nhất định.


116

Khi điều khiển TRIAC trạng thái xung thu được :

- Công tắc đang ở điểm 0.

- Điều khiển tự do hệ sốT

tD on= .

- Chu kỳ đóng cắt T trong phạm vi 1 giây.

Bộ so sánh sẽ phát ra tín hiệu xung dừng trong 1s khi so sánh điện áp delta UD và điện áp điều chỉng

một chiều. Hệ số D chính là hệ số điều chỉnh tự do. Tại thời điểm phát xung dừng là AND với tín hiệu

điện áp ra bằng 0.

tín hiệu xung được sinh ra có độ dài của phụ thuộc vào biện độ của điện áp một chiều cung cấp. Hoạt

động của mạch phụ thuộc vào tần số dao động của xung điều khiển trong 1 chu kỳ.

TRIAC có thể được kích khóa khi điện áp chính đi qua điểm 0 , có thể điều chỉnh trong cả chu kỳ dao

độn sin. Mục đích của phần này là bộ so sánh sẽ tạo tín hiệu xung vuông có giá trị on/ off . cuối cùng

là 2 tín hiệu là ,, AND LIKE ,, việc tạo ra nhóm tín hiệu này nhờ việc phát kích TRIAC.


117

PHẦN THÍ NGHIỆM:

Thí nghiệm:

Đường cong điện áp trên mạch điều khiển nhóm xung với bộ biến đổi điện áp xoay chiều 1 pha W!C



- Đặt điện áp điều khiển U = 7 V.

- Dùng máy hiện sóng để quan sát các dạng sóng điện áp:

Điện áp chính Us

Điện áp ra Uout

- Vẽ đường cong đặc tính vào đồ thị H 4.2.2.2,

Điện áp chính Us :

Điện áp ra Uout :


118


119

5. BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU

5.1. ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG

5.1.1. Tổng quan:

Phần lớn các loại điều kiển tần số thường sử dụng để biến đổi điện áp máy phát và động cơ

DC sử dụng phương pháp điều chế độ rộng xung ( PWM ). Ở đây việc tính toán điện áp trung

bình của xung điện áp bị ảnh hưởng bởi thời gian đóng van ton và thay đổi theo chu kỳ cố định

T, Một cách khác có thể gọi phương pháp này là phương pháp điều chế thời gian tồn tại xung.

VD, Bạn có thể điều kiển điện áp trên tải với phương pháp này, việc tính toán giá trị trung bình

của dòng tải il sẽ thay đổi theo hệ số D:

Áp dụng công thức sau: T

tD on=


120

Với mạch khuyếh đại thuật toán đơn giản, việc chuyển mạch để điều chế xung có thể được lắp đặt

như hình 5.1.1.2

Một bộ khuyếch đại thuật toán so

sánh điện áp xoay chiều delta UD và

điện áp điều khiển Uctr. Bộ khuyếch

đại thuật toán được sử dụng như

một bộ so sánh.

Chức năng của bộ so sánh trên:

Nếu giá trị của điện áp điều khiển

Uctr lớn hơn giá trị của điện áp

delta UD , điện áp ra của khóa OP ở

mức ,, Cao ,, . Nếu giá trị của điện

áp điều khiển Uctr nhỏ hơn giá trị

của điện áp delta UD , điện áp ra

của khóa OP ở mức ,, Thấp ,,.

Do đó điện áp ra Uout là một dãy

xung liên tục. Uout xuất hiện trong

khoảng thời gian điện áp delta UD

nhỏ hơn điện áp điều khiển Uctr

Tại Uctr = 0 V Kết qủa dãy xung ra

với thời gian t0n = ½ T hay ton = t off

Hệ số T

tD on= = 0.5

Nếu điện áp điều khiển Uout

được tăng dần lên ( theo chiều + )

thì độ rộng xung càng lớn và thời

gian ngắt xung càng hẹp, hệ số D

tiến đến giá trị 1. ( DC v )

Nếu điện áp điều khiển Uout

được tăng dần ( theo chiều - ) thì độ

rộng xung sẽ hẹp lại và thời gian

ngắt xung sẽ tăng lên, hệ số D nhỏ

hơn. Vì vậy điện áp ra Uout được


121

dùng làm cơ sở để điều khiển mức

cuối cùng.

5.1.2

Thí nghiệm:

Đo tín hiệu chuyển mạch của PWM .


- lắp đặt mạch theo hình 5.1.2.2 với POWER BOARD. ( H.5.1.2.2 )

- Đặt tần số xung nhịp do máy phát delta phát ra là 500 Hz .

- Khi Thay đổi điện áp điều khiển Uđk = +5 v , +2 v , -2 v, Dùng máy hiện sóng quan sát:

Điện áp delta UD

Điện áp điều khiển Uctr

Điện áp ra Uout

- Vẽ đường cong đặc tính vào đồ thị H 5.1.2.3, H 5.1.2.5

Chú ý:

Quan sát hình vẽ, phần đầu có màu chuyển dần sang màu xám , phần này là bộ điều khiển PWM đơn

giản.


122


123


- 1 -

Câu hỏi 1:

Khi tăng điện áp điều khiển Uctr thì khoảng thời gian tồn tại xung sẽ thay đổi như thế nào?

Trả lời:

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

Câu hỏi 2:

Khi tăng điện áp Uctr theo chiều (- ) thì hệ số D sẽ thay đổi như thế nào?

Trả lời:

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………


- 2 -

5.2. BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP DC TRỰC TIẾP SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ĐỘ

RỘNG XUNG DÙNG GTO.

5.2.1. Tổng quan:

Transistor Bipolar, MOS- FETs có khả năng mang dòng lớn , thường được sử dụng trong bộ biến

đổi trực tiếp DC.

Vì Thyristor chính V1 trong mạch DC không tự khóa được nên được khóa bởi xung kích mở

Thyristor V2 . Khi V1 đang dẫn, nếu cho xung kích mở V2, Tụ C1 khóa đặt điện áp giữa 2 bản cực

của tu nên V1, đồng thời dòng tải Il sẽ có xu hướng chống lại chiều giảm dòng điện qua khóa V1,

làm cho điện áp trên V1 ở dưới ngưỡng mở của, nên thyristor V1 bị khóa lại.

Vì loại điều khiển này rất phức tạp nên chúng ta thường sử dụng đến thyristor kích ngắt được- GTO

( gate – ture-off thyristor ). Nhiều thyristor được kích đóng bới xung dương tại cổng điều khiển và

xung âm được sử dụng để kích ngắt. 9 h 5.2.1.2 ).


- 3 -

5.2.2 PHẦN THÍ NGHIỆM:

Thí nghiệm:

Đo điện áp và dòng điện trong bộ biến đổi DC trực tiếp sử dụng GTO.


- Lắp đặt mạch theo hình 5.2.2.1 với POWER BOARD. ( H.5.2.2.2 )

- Đặt tần số xung nhịp do máy phát delta phát ra là 500 Hz .

- Khi Thay đổi điện áp điều khiển Uđk = +8 v và + 3v , Dùng máy hiện sóng quan sát:

Điện áp tải U1

Dòng điện tải Il

- Vẽ đường cong đặc tính vào đồ thị H 19.2.3, H 19.2.4.

Chú ý:

Quan sát hình vẽ, phần đầu có màu chuyển dần sang màu xám , phần này là bộ điều khiển

PWM đơn giản.

Tụ C1 được cấp nguồn +15 V. Diode V3 có nhiệm vụ ngăn dòng từ sau về nguồn cung cấp.


- 4 -


- 5 -


- 6 -

Câu hỏi 1:

Quan sát điện áp tải phần trước, điện áp này nằn giữa giá trị 0 và mức xung hay vẫn là điện

áp trong khoảng ngắt? Ly’do?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

Câu hỏi 2:

Diode V2 có nhiệm vụ gì ?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………


- 7 -

Chú ý :


- 8 -

5.3. BỘ BIẾN ĐỔI DC/ DC 5.3.1. Tổng quan:

Bộ biến đổi DC/DC đưa ra tín hiệu và giá trị điện áp

- Điện áp cao với cung tín hiệu.

- Hoặc điện áp thấp với cùng tín hiệu

- Hoặc điện áp tương đương ới tín hiệu ngược nhau.

Mặt dù bộ biến đổi trực tiếp Dc và DC/DC rất giống nhau về mặt cấu trúc và cách thức vận

hành, nhưng chức năng của chúng lại rất khác nhau. Nhìn chung cả 2 loại mạch trên đều hoạt

động trên nguyên lý đóng cắt các van.

BBĐ hạ áp hoặc BBĐ van cung cấp một nguồn điện áp ra nhỏ hơn điện áp đầu vào. Ví dụ về

ứng dụng của nó, khi sử dụng mạch TTL điều kiển với điện áp +5 v ngoài ra nguồn nuôi của hệ

thống là +15 v. mạch điều khiển như BBĐ dòng. Khi Transistor dẫn, năng lượng truyền từ nguồn

điện áp đến tải. Ngay khi transistor mở, cuộn dây dẫn dòng I2 khôi phục lại dòng qua V2 và truyền

năng lượng từ trường đến tải. Chức năng của nó giống như của BBĐ ở phần 5.2.

Bộ biến đổi trực tiếp DC thường được sử dụng để thay đổi điện áp đầu ra nhanh và trong phạm

vi điều chỉnh rộng với tín hiệi qua lại. Một trong những ứng dụng của nó ví dụ như bộ phận nguồn

của truyền động servo động lực cao, để làm ho truyền động và hãm , dòng năng lượng có thể trong

cả hai chiều. Tuy nhiên điện áp ra của BBĐ DC/DC là ổn định ở tín hiệu ra và giá trị của no. năng

lượng có thể chỉ chảy theo một chiều.

H5.3.1.1, ….H 5.3.1.3 Chỉ ra ba phần quan trọng nhất macrh cơ sở đối với BBĐ DC/DC. Điện

áp nguồn cung cấp cho đầu vào được trình bày như pin, Điện áp ra được nắn bởi tụ điện C1 và điện

trở tải Rl.

Điện áp ra của BBĐ tăng áp lớn hơn

điện áp vào. Mạch được điều khiển như


- 9 -

kiểu BBĐ B.O Ở đây nguồn dòng được

truyền đến tải kéo dài trong thời gian

transistor khóa. Dòng điện I1 có khi

transistor dẫn, nguồn dòng truyền qua

cuộn dây, do đo từ trường của nó tăng nên

. Khi Tranritor dẫn , cuộn dây dùng để duy

trì dòng điện. Điện áp tăng vượt giá trị

điện áp ngưỡng của diode và điện áp trên

tụ trong thời gian ngắn. Tụ được nạp.

Điện áp ra lớn hơn điện áp vào.

BBĐ Đảo chiều: BBđ được biết đến

như một BBĐ quýet ngược hoặc BBĐ tăng

thế nhanh nó cũng được làm việc theo

nguyên lý của BBĐ B.O. Ở đây dòng điện

nguồn được truyền qua cuộn dây khi

Transistor đang dẫn và tăng năng lượng

của nó nên. Diode V2 khóa trong thời gian

này. Khi Transistor mở, điện áp cảm ứng (

- ) cao được

sinh ra trênn cuộn dây được truyền qua diode V2 , lúc đó đang dẫn. Tụ được nạp điện áp tăng

theo chiều ( - ) . nếu sử dụng MBA thay cho cuộn dây thì điện áp sẽ được cách ly giữa đầu

vào và đầu ra.


- 10 -


Thí nghiệm 1:

Đo điện áp và dòng điện trong bộ biến đổi dưới


- lắp đặt mạch theo hình 5.3.2.1 với POWER BOARD. ( H.5.3.2.2 )

- Đặt đồng hồ đo tần số thang đo 100 Hz trên máy phát delta.

- Cài đặt hệ số D = 0.18 với Uctr

- Dùng máy hiện sóng quan sát:

Điện áp trên votl kế.

Điện áp trên Diode V2

Dòng qua diode Iv2

Điện áp ra U2

Điện áp vào U1

- Vẽ đường cong đặc tính vào đồ thị H 5.3.2.3, H 5.3.2.4.

Chú ý:

Quan sát hình vẽ, phần đầu có màu chuyển dần sang màu xám , phần này là bộ điều khiển PWM

đơn giản.



- 11 -


- 12 -


- 13 -

Câu hỏi 1:

Diode V2 có nhiệm vụ gì ? Tại sao điện thế ( - ) có giá trị nhỏ sinh ra trên katốt của nó khi

transistor V1 khóa?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……


- 14 -

Thí nghiệm 2:

Đo điện áp và dòng điện trong bộ biến đổi trên


- lắp đặt mạch theo hình 5.3.e6 với POWER BOARD. ( H.5.3.2.7 )




Điện áp trên đồng hồ đo Uc.

Điện áp GATE UGC

Điện áp trên thyristor Uv1

Dòng qua tụ Ic2

Điện áp ra U2

Điện áp vào U1


Chú ý:


đơn giản.



- 15 -


- 16 -


- 17 -

Câu hỏi 1:


Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

Câu hỏi 2:

Làm như thế nào để nhận được điện áp trên thyristor tạm thời vượt qúa giá trị của điện áp

vào U1 ?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………


- 18 -

Thí nghiệm 3:

Đo điện áp và dòng điện trong bộ biến đổi đảo chiều.


- lắp đặt mạch theo hình 5.3.2.11 với POWER BOARD.( H.5.3.2.12 )




Điện áp trên cuộn dây Ul.

Dòng qua cuộn dây Il

Điện áp ra U2

Điện áp vào U1


Chú ý:


đơn giản.



- 19 -


- 20 -


- 21 -

Câu hỏi 1:


Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

Câu hỏi 2:

(Làm như thế nào để nhận được điện áp trên thyristor tạm thời vượt qúa giá trị của điện áp

vào U1 ? )

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………


- 22 -

5.4. CẦU H - MOS- FET VỚI BỘ ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG

5.4.1. Tổng quan:

Truyền động của động cơ dc hiện đại với chổi than trong phạm vi công suất nhỏ và trung bình điều

khiển bởi máy phát DC với bộ điều chế độ rộng xung ngày càng được sử dụng rộng rãi. Phương

pháp này cũng được sử dụng trong điều khiển thắng từ và điều khiển động cơ bước.


- 23 -

Năng lượng phụ của bộ chỉnh lưu được nuôi bởi nguồn điện áp DC trong mạch trung gian, cung

cấp cho tụ và tầng cầu cuối cùng. Trong thực tế trong qúa trình qúa độ , tụ C1 cung cấp nguồn dòng

cao. Khi hãm, tụ C1 được nạp từ truyền động phụ.

Điện áp mạch trung gian tăng khi hãm. Nếu điện áp mạch trung gian vượt qúa một giá trị nào

đó,transistor V5 khóa điện trở hãm R1 được đưa vào mạch trung gian. Nếu điện áp trên mạch trung

gian giảm, R1 sẽ được ngắt ra. Điện trở hãm thường được xem như điện trở ngắt điện.

Truyền động phụ gồm có 2 bộ điều khiển tốc độ và dòng điện, mạch điều chế thời gian tồn tại xung

và mạch cắt tín hiệu điều chế xung dành cho tầng cuối cùng. Bộ điều khiển ổn định tốc độ từ máy

tính chủ của máy NC hoặc trong trường hợp đơn giản từ volk kế. Giá trị tốc độ trên thực tế máy đo

tốc độ và giá trị dòng điện thực tế được lấy từ điện trở đo với điện thế cách ly trên tầng cuối hoặc

máy phát cho động cơ

Lợi thế của máy phát DC đối với bộ chỉnh lưu là điều khiển trên tốc độ định mức của nó. Trong

điều khiển bằng tay chúng ta thường tạo BBĐ trực tiếp DC với MOS-FET như một ví dụ. Chúng ta

không quan tâm đến loại van bán dẫn , loại mạch này thường sử dụng với tất cả mạch (truyền động)

điều chế độ rộng xung .

Mạch đơn giản để điều khiển truyền động

sử dụng PWM như hình 5.4.1.2.

Tụ được sử dụng như một nguồn năng

lượng đệm trong mạch trung gian được kết

nối với phụ tải bởi một cuộn cảm, nó như

một nguồn năng lượng đệm ( dự trữ ) . Cầu

tự cảm sẽ ngắt khi mạch trung gian không

cung cấp dòng với năng lượng từ trường

đệm của nó và vì vậy dường như cuộn cảm

san bằng dòng.

Transistor công suất ( được xem như thiết bị đóng ngắt ) đ iều khiển tín hiệu của mạch PWM Nếu

khóa đang đóng, truyền động được nuôi từ mạch trung gian, dòng I1 chảy qua.


- 24 -

Nếu khóa mở, cuộn cảm sẽ duy trì dòng và cung cấp một điện áp cảm ứng Ul. Vì động cơ không

dừng ngay lập tức khi mở khóa đóng cắt, nó cũng cung cấp một điện áp, điện áp phát U0 dòng i2

được tạo ra bởi điện áp Ul và Uo .

Hệ thống truyền động thường đòi hỏi cả 2 điều khiển truyền động và hãm, đối với loại mạch này

có thể được mở rộng như hình 5.4.1.3. mạch này cũng được gọi là mạch cầu H.

Để dòng điện có chiều dương chạy qua động cơ ( có chiều từ A đến B ), khóa S1 và S4 phải được

ngắt đồng thời.

Để dòng điện có chiều âm qua động cơ ( Chiều từ B đến A ), khoá S3 và S2 phải ngắt đồng thời.


- 25 -

Nếu sử dung mạch khuyếch đại kích dẫn các công tắc - Nếu đóng đồng thời hai khóa là nguyên nhân ngắn mạch điện áp trên mạch. Mà phải đóng cắt

theo thứ tự :

S2 phải được mở khi S1 đóng. S4 phải được mở khi S3 đóng.

- Khi S1đóng điện áp UA được sinh ra tại điểm A. khi S3 đóng điện áp UB được sinh ra tại

điểm B.

- Sự chênh lệch điện áp điểm A và UAB khi đó động cơ chạy khi ta đóng khóa S1 và S3

- Khi đóng S1,mở S3 ( S4 đóng ), điểm A được khuyếch đại do + Uctr và điểm B , động cơ được

nối A ,B sẽ quay theo chiều kim đồng hồ với tốc độ định mức.dòng điện trung gian chạy từ A

– B nên từ trường cảm ứng và máy phát tạo ra công suất trên môtơ.khi điện áp UAB nhỏ hơn

điện áp trung gian bởi sụt áp trên van với điện áp điều khiển các công tắc.

- Khi S1mở S2 đóng ( S3 đóng ) điểm A được khuyếch đại do + Uctr và điểm B , động cơ được

nối A ,B sẽ quay theo chiều ngược kim đồng hồ với tốc độ định mức.dòng điện trung gian

chạy từ B – A nên từ trường cảm ứng và máy phát tạo ra công suất trên môtơ

- Khi công tắc S1và S3 được kích mở cùng thời gian xung dương nguyên nhân làm cho môtơ bi

ngắn mạch. khi công tắc S2và S4 được kích mở cùng thời gian xung âm tại điểm A.

- Khi công tắc đồng thời mở đồng thời máy phát xung nhịp phù hợp tốc độ cao.khi V1dẫn cực

dương của A và diot V4 không dẫn tại điểm B. thì phát ra điện áp AB lớn hơn mạch trung gian

Uic vì điện áp ngưỡng của điot.


- 26 -

Thay đổi chiều quay ngược lại của máy phát

công suất, thì dòng chảy qua các van V1 và V2

đến mạch trung gian. Nếu cần điểu khiển tốc

độ, mạch có thể thay đổi tần số tới 10KHZ

.như trong mạch xung có thể thay đổi sang

phải hoặc sang trái như hình 5.4.1.4 kiểm soát

sự thay đổi điều khiển công tắc liên quan Tới

sóng mang tam giác . kiểm soát đồng thời vị trí

chu kỳ ,trạng thái gián đoạn của công tắc

Trong mạch có tầng số xung bằng 10KHZ thời

gian đóng ngắt của công tắc bằng 100 sµ .

Đặt điện áp (U2 = 0 ) cấp tín hiệu điều khiển

thời gian tồn tại bằng 50 sµ kiểm tra điện áp

AC ngõ ra UAB như hình ( 5.4.1.5 ) kiểm tra

điện áp DC ngõ ra UAB kiểm tra giới hạn

dòng .

Cấp tín hiệu điều khiển và thay đổi U2 cấp tín

hiệu điều khiển cho S1 thời gian tồn tại bằng

60 sµ cấp tín hiệu điều khiển cho S3 gian tồn

tại bằng

40 sµ hình ( 5.4.1.6 ) kiểm tra xác đinh điện

áp AC ngõ ra UAB xác đinh điện áp DC xác

đinh chiều quay động cơ.

cấp tín hiệu điều khiển S1 thời gian tồn tại

bằng 30 sµ cấp tín hiệu điều khiển cho S3

gian tồn tại bằng 70 sµ kiểm tra xác đinh điện

áp AC ngõ ra UAB xác đinh điện áp DC xác

đinh tốc động cơ bằng bộ đếm.

Pha dẫn lâu hơn của cầu chéo S1 / S4 có liên quan đến pha dẫn của cầu chéo khác ( S 2/ S3 ). Điện

áp DC tăng nên theo chiều dương sẽ làm cho động cơ quay nhanh hơn. Điện áp AC giảm và một

phần điện áp DC tăng. Tần số của điện áp AC bằng tần số đóng cắt của transistor).


- 27 -

Nhược điểm của loại mạch này là điểm dừng máy chỉ đạt được nhờ mômen xoay chiều. Vì vậy sự

thay đổi khác thường được sử dụng trong thực tiễn công nghiệp, mạch điều chế độ rộng xung bù.

Ở đây cầu chéo S1 / S4 , S 2/ S3 không thể điều khiển đồng thời giống như mạch điều chế độ rộng

xung đẳng pha. Ở đây 2 tín hiệu xung điều chế tách rời nhau được sử dụng theo nguyên tắc điều

khiển chéo đối với điểm A và điểm B.

Nếu đặt 2 mạch điều khiển PWM để UA lớn hơn UB , điện áp UAB được sinh ra có giá trị dương.

Nếu UB lớn hơn UA, điện áp UAB được sinh ra có giá trị âm. Nếu đặt giá trị điện áp UA = UB, điện

áp UAB = 0, ới điều kiện đóng cắt của các van là đồng bộ.


- 28 -

Để tránh phải làm việc với 2 điểm volk kế, mạch

được lắp đặt như hình 5.4.1.7.

Tín hiệu chung đến cả hai bộ so sánh. Điện áp

điều khiển Uctr1 được đưa đến bộ so sánh cho ½

cầu A, tín hiệu điều khiển trước khi tới đần vào bộ

so sánh cho tín hiệu điều khiển ½ cầu B (qua 1

mạch đảo dấu và khuyếch đại điện áp). Điện áp

UA và UB sau đó tự động ngược chiều nhau.

Nếu điện áp điều khiển Uctr được điều chỉnh tăng dần lên ( theo chiều + ) , UA trở nên dương hơn, UB

âm hơn và điện áp UAB được sinh ra sẽ dương hơn. Ngược lại nếu điện áp điều khiển Uctr được điều

chỉnh tăng dần lên ( theo chiều - ) , UA cũng trở nên âm hơn, điện áp UAB được sinh ra sẽ âm hơn. Tại

giá trị Uctr = 0, Uctr1 và Uctr2 giống hệt nhau, Bộ so sánh A và B khi đó sẽ cung cấp tín hiệu ra giống

nhau , UA và UB sẽ cấp tín hiệu đóng cắt đồng bộ.( Xem hình 5.4.1.8 )


- 29 -

5.4.2 CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÁC NHAU CỦA CẦU MOS – FET H

Ứng dụng mạch cầu trong điều khiển nguồn động cơ servo có sử dụng mạch cơ bản ứng dụng tiêu

biểu của động cơ servo truyền động chính xác các bộ phận của robot,máy móc, các truyền điện…

Nhìn chung để các ứng dụng vận hành điều khiển tốc độ,nhanh hơn phạm vi điều chỉnh rộng . nó

biểu diễn năng lượng dạng động cơ .cách thức vận hành máy điện DC được tạo ra bởi bốn góc phần

tư như hình (5.4.2.1)

Trong góc phần tư thứ nhất khi hãm chiều năng lượng đảo ngược ,động cơ vận hành như máy phát

nó biến đổi năng lượng tích lũy trong động cơ, hoặc hệ thống máy thành năng lượng điện năng .

Vận hành trong góc thứ ba và thứ tư chỉ phù hợp với chiều quay ngược


- 30 -


Thí nghiệm 1:

Đo tín hiệu từ bộ điều chế độ rộng xung bù.




- Khởi động máy hiện sóng quan sát dạng sóng điện áp delta UD.

- Khi thay đổ giá trị của Uctr , Uctr = +5 v, Uctr = 0 V, Uctr = -5 V. Dùng máy hiện sóng

Quan sát :

Điện áp trên delta UD.

Điện áp điều khiển Uctr

Điện áp ra U2



- 31 -


- 32 -


- 33 -


- 34 -


- 35 -

Câu hỏi 1:

Khi tăng điện áp điều khiển, độ rộng xung sẽ thay đổi như thế nào?

Trả lời:

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………


- 36 -

Thí nghiệm 2:

Đo điện áp cầu UAB từ hai tín hiệu của bộ điều chế.


- lắp đặt mạch theo hình 5.4.3.11 với POWER BOARD.( Tín hiệu chuyển mạch U1, …U4 được

đưa đến cổng điều khiển của MOS- FES)


- Cài đặt hệ số D = 0.7, D = 0.5, D = 0.3. Dùng máy hiện sóng quan sát:

Điện áp một phần cầu UA.

Điện áp một phần cầu UB.

Điện áp cầu UAB.

Chú ý:

Hệ số T

tD on= Ở đây tín hiệu điều khiển là U1

- Vẽ đường cong đặc tính vào đồ thị H 5.4.3.12,…… H 5.4.3.17.


- 37 -


- 38 -


- 39 -


- 40 -

Thí nghiệm 3:

Đo dòng và áp phụ thuộc vào dao động của tần số trên cầu H





- Cài đặt hệ số D = 0.4, D = 0.6. Dùng máy hiện sóng quan sát:

Điện áp cầu UAB.

Dòng điện tải Il

Chú ý:

Hệ số T




- 41 -


- 42 -


- 43 -

C âu h ỏi :

Tr ả l ời :


- 44 -

Thí nghiệm 4:

Đo giá trị trung bình của dòng và áp trên cầu H




- Đặt đồng hồ đo tần số thang đo 1kHz trên máy phát delta.

- Đo và tính giá trị trung bình của dòng tải IL và điện áp cầu UAB

Chú ý:

Hệ số T


- Kết qủa đo được ghi vào bảng 5.4.3.1

- Từ kết qủa thu được trên, vẽ đường cong đặc tính trên đồ thị hình 5.4.3.24


- 45 -


- 46 -

Kết luận :

Khả năng điều khiển quanh điểm điện áp bằng 0V:

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

Tính chất tuyến tính

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………


- 47 -

Ghi chú :


- 48 -

6. inverters

6.1 Cầu-H dùng như inverter

6.1.1 Tổng quan.

Để tạo ra một nguồn áp AC từ một nguồn áp DC phương pháp thường được sử dụng là điều

chế độ rộng xung “sine-weighted”. Phương pháp điều chế độ rộng xung thông thường (xem chương

5.1 và 5.2) không được với nguồn điều khiển DC nhưng được nối với nguồn điều khiền AC. Với

phương pháp PWM thông thường dạng sóng ngõ ra vẫn còn chịu ảnh hưởng của điện áp điều khiển

Uctr.

Với phương pháp “sine-weighted” PWM dạng sóng ngõ ra thay đổi theo dạng sóng sine

điều khiển. Biên độ và tần số ngõ ra phụ thuộc vào biên độ và tần số của sóng sine điều khiển. Tần

số của bộ phát delta phụ thuộc vào độ ổn định của dòng điện tải.

Hình 6.1.1.1 Điều chế độ rộng xung “sine- weighted”


- 49 -

Tần số cao của tín hiệu từ bộ delta và theo đó tần số của xung đơn, dòng điện ngõ với độ gợn sóng

thấp.

Hình 6.1.1.2 Đường cong hình sin với điều chế độ rộng xung “sine-weighted


- 50 -

Điện áp được phát trong cách này chỉ có giá trị dương. Có 2 cách để tạo ra một điện áp AC thật.

Không nối mạch trung gian xuống đất mà nối xuống phần âm hoặc dùng yếu tố của điều chế độ

rộng xung bù. (xem chương 5.4).

Phương pháp này được chỉ ra ở hình sau:

Hình 6.1.1.3 Điều chế độ rộng xung “Sine-weighted”


- 51 -

Điện áp điều khiển Uctr xuất ra điện áp Uctr1 và điện áp Uctr2 được đảo chiều bằng bộ điều khiển độ

rộng xung. Sự tương tác lẫn nhau của các cầu điện áp riêng lẻ UA và UB chỉ gồm những xung

dương tạo ra cầu điện áp UAB. Điện áp này có cả giá trị điện áp dương và âm.

Hình 6.1.1.4 Đường cong tín hiệu trong cầu H như là một inverter


- 52 -

Dạng mạch này tạo ra một điện áp AC. Trong thực tế tần số xung đồng hồ của bộ chuyển

đổi liên quan rất lớn đến tần số ngõ ra vì thế dòng điện ngõ ra có thể đạt được dạng hình sin.

Trong sơ đồ mạch của sách này, tần số xung đồng hồ đã được cài đặt ở dãy tần số thấp của

điện áp điều khiển nhằm cho thấy rõ mối liên hệ đó.

Trong thực tế, lấy ví dụ, một tần số ngõ ra từ 0..100 Hz thường được tạo với tần số xung

đồng hồ khoảng 10..30 kHz. Trong mạch đo của board nguồn tần số xung đồng hồ đã được giảm

xuống từ 60..10kHz cũng như khi tần số ngõ ra cao nhất. 100kHz sẽ được hiển thị tần số điều khiển

và tần số xung đồng hồ cùng 1 lúc.

Đồ thị của tín hiệu ở những tần số nguyên thuỷ rất khó nhìn được bằng máy hiện sóng. Bởi

vì máy hiện sóng không thể hiển thị ở tần số quá cao hoặc quá thấp.

Nếu điện áp AC 3 pha được phát bằng một PWM inverter. Ta phải sử dụng 3 cầu đơn được

trang bị với mạch làm lệch 1200. Chỉ có thế hệ mạch một pha mới được nhận dạng trên board

nguồn.

Hình 6.1.1.5 Lượt đồ tổng quát của bộ chuyển đổi 3 pha


- 53 -

6.1.2 Phần thí nghiệm.

Thí nghiệm 1:

Sự tạo ra điện áp AC với cầu H.

Quy trình thực hiện

Lắp mạch theo hình 6.1.2.1 với board nguồn. ( Tín hiệu điều khiển U1..U4 đã được nối với MOS-

FET)

Cài tần số 1kHz ở bộ phát delta.

Cài tần số 100 Hz ở bộ phát sóng sin.

Máy hiện sóng đo ở những vị trí:

điện áp Cầu riêng UA và UB

điện áp Cầu UAB.

Ghi chú:

Sử dụng mạch trigger nếu có thể để lọc tần số thấp.

Chú ý :

lưu ý điểm nối đất của của máy hiện sóng.

Vẽ dạng sóng vào biểu đồ cho sẵn, hình 6.1.2.2..6.1.2.3.


- 54 -

Câu hỏi 1:

Trạng thái của các transistor v1,v2,v4,v4 như thế nào khi cầu điện áp UAB mang điện áp âm?

Trả lời:

V1 Dẫn điện Khóa





- 55 -

Thí nghiệm 2

Ảnh hưởng của tần số xung đồng hồ lên độ gợn sóng trong cách điều chế độ rộng xung “sine-

weighted”.

Quy trình thí nghiệm:

Kết nối mạch như hình 6.1.2.4 với board nguồn. (Tín hiệu điều khiển U1..U4 đã được nối với MOS-

FET.)

Cài đặt điện áp điều khiển ở tần số 50 kHz.

Máy hiện sóng đo điện áp UAB, dòng tải IL theo giá tri thay đổi của UD tại các tần số 100 Hz, 500

Hz và 1kHz.

Ghi chú:


Chú ý :




- 56 -

T ần s ố xung ck = 100 Hz. Ði ện áp c ầu UAB:…….V/div. D òng t ải IL : ……..A/div T ần s ố xung ck = 500 Hz. Ði ện áp c ầu UAB:…….V/div. D òng t ải IL : ……..A/div


- 57 -

Câu hỏi 1:

Tần số ảnh hưởng thế nào đến độ gợn sóng của dòng điện tải?

Trả lời:

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………..……………………………………………………………

Câu hỏi 2:

Tần số xung của điện áp cầu UAB cao bao nhiêu? Cho biết lý do?

Trả lời:

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

T ần s ố xung ck = 1 kHz. Ði ện áp c ầu UAB:…….V/div. D òng t ải IL : ……..A/div


- 58 -

Thí nghiệm 3:

Ảnh hưởng của tần số phụ lên biên độ của dòng điện tải.

Quy trình thực hiện :

Lắp mạch theo hình 6.1.2.8 với board nguồn. ( Tín hiệu điều khiển U1..U4 đã được nối với MOS-

FET).

Cài đặt tần số xung ck 1kHz ở bộ phát delta.

Máy hiện sóng đo điện áp UAB, dòng tải IL theo giá tri thay đổi của Uctr tại các tần số 10 Hz, 50 Hz

và 100Hz.

Ghi chú:


Chú ý :




- 59 -

T ần s ố điều khiển = 10 Hz. Ði ện áp c ầu UAB:…….V/div. D òng t ải IL : ……..A/div T ần s ố điều khiển = 50 Hz. Ði ện áp c ầu UAB:…….V/div. D òng t ải IL : ……..A/div


- 60 -

Câu hỏi :

Tần số điều khiển tác động đến biên độ của dòng điện tải như thế nào? Cho biết lý do!

Trả lời:

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

………

T ần s ố điều khiển = 100 Hz. Ði ện áp c ầu UAB:…….V/div. D òng t ải IL : ……..A/div


- 61 -

Ghi chú :


- 62 -

ĐÁP ÁN

2. Chỉnh lưu không điều khiển

2.1 Mạch chỉnh lưu bán kỳ 1 pha không điều khiển M1U

Thí nghiệm 1

Đo dòng và áp trong mạch chỉnh lưu

hình tia M1U trên tải thuần trở.

Điều chỉnh máy hiện sóng để đo

dòng.

Một dòng điện cài đặt ở vị trí

0.2A/div. Thì sẽ cho ra đồ thị như

hình 2.1.2.3. Điều chỉnh máy hiện

sóng :

Yêu cầu: 0.2 A/div.

Cho: Rm = 0.5Ω

U=R.I chỉnh vị trí V/div = 0.5Ω

.0.2A/div=0.1V/div. 0.2A/div =

0.1 V/div.

Câu hỏi:

So sánh US và Ud khi nào thì chúng khác nhau. Nguyên nhân của sự khác nhau đó là do đâu?

Trả lời

US và Ud có cùng hình dạng tín hiệu nhưng Ud nhỏ hơn US 0.7V. Nó bằng đúng điện áp ngưỡng

của diode.

Sự khác biệt 0.7V sẽ khó mà thấy rõ ở điện áp 230V. Điện áp đỉnh trong thí nghiệm khoảng 17V

thì điện áp chênh lệch là 4%. Với điện áp 230V giá trị đỉnh khoảng 325V và điện áp chênh lệch

khoảng 0.2%.


- 63 -

Thí nghiệm 2

Đo dòng và áp trong mạch chỉnh lưu hình tia M1U trên tải trở-cảm.

Câu hỏi 1:

Độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp

thì cơ thể thấy trên máy hiện sóng. Cho

biết độ lớn của nó và nguyên nhân nào

gây ra?

Trả lời:

Độ lệch pha giữa điện áp ngõ ra Ud và

dòng điện ngõ ra Id khoảng 25% trong

ví dụ (đo được giữa trục -0 cắt ngang

qua 2 tín hiệu. Độ lệch pha này có được

là do có phần tử cảm kháng trong tải.

Câu hỏi 2:

Điện áp ngõ ra Ud thỉnh thoảng có giá

trị âm như hình 2.1.2.7. Bạn giải thích

thế nào khi có cả thành phần điện áp

âm và dương ở ngõ ra của mạch chỉnh

lưu?

Trả lời:

Do cảm kháng làm chậm pha của dòng

điện nên làm cho đầu cathode của diode

âm hơn 0.7V vì thế nó tiếp tục dẫn điện ở

bán kỳ âm và cho ra điện áp âm ở ngõ ra

của mạch chỉnh lưu.

Ghi chú : Nếu điện áp ngõ ra Ud và điện

áp của cuộn dây UL được đo cùng một

lúc, mạch điện phải được bổ sung thêm

như thế cả 2 tín hiệu có cùng điểm tham


- 64 -

chiếu hoặc điện áp ra và điện áp cuộn dây

phải được đo riêng.

Với diode phục hồi:

Câu hỏi 3:

Diode phục hồi tác động như thế nào đối với dòng tải của một tải trở-cảm?

Trả lời:

Công dụng của diode phục hồi là kéo dài dòng điện. Không có diode phục hồi dòng điện sẽ duy trì

đến khi điện áp ngõ ra Ud còn 0.7V âm hơn điện áp Us do cảm kháng. Với diode phục hồi, dòng

điện sẽ duy tri khi điện áp Ud lớn hơn -0.7V.


- 65 -


Thí nghiệm 1:

Đo dòng và áp trong mạch chỉnh lưu cầu

B2U với tải thuần trở.

Câu hỏi:

Có bao nhiêu xung trong mạch B2U. (số

xung = số xung của điện áp ở ngõ ra DC

trong 1 chu kỳ)?

Trả lời:

Có 2 xung trong mạch B2C. Xung thứ

nhất được tạo bởi bán kỳ dương. Diode

V1 và V4 dẫn điện. Xung thứ 2 được tạo

ra bởi bán kỳ âm. V3 và V2 dẫn điện.

Chú ý:

Trong khi bán kỳ âm dẫn điện thì không

có dòng qua diode V3. Trong khi bán kỳ

dương dẫn điện thì không có dòng qua

diode V4. Hình 2.2.2.4

Một lỗi có thể xảy ra trong quá trình

đo.(hình 2.2.2.4-1). Nếu dây nối giữa cực

âm của bộ chỉnh lưu và tải quá lâu (hình

2.2.2-1). Và điện áp rơi được đo thông

qua điện trở của dây nối, một xung điện

áp nhỏ sẽ được sinh ra thậm chí trong

thời gian khoá giữa hai xung. Từ đó dòng

điện cũng chạy mass thông qua đường

nối giữa tải và bộ chỉnh lưu trong suốt

bán kỳ dương, một điện áp rơi sẽ xuất

hiện qua dây Rm2 + mặc dù dòng này chỉ

xuất hiện chỉ trong bán kỳ âm.

Biện pháp khắc phục: Làm ngắn dây nối hay đo trực tiếp điện trở và cực âm.


- 66 -

Thí nghiệm 2

Đo dòng điện và điện áp trong mạch chỉnh lưu cầu B2U với tải Trở-cảm.


- 67 -

2.3 Mạch chỉnh lưu ba pha hình tia không điều khiển M3U.

Thí nghiệm

Đo dòng điện và điện áp trong mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia M3U với tải thuần trở.

Ghi chú:

điện áp pha bị méo dạng tại những điểm

giao nhau. Điều này xảy ra khi vận hành

ở điện áp 12v. Tại những điểm giao

nhau dòng điện di chuyển từ diode này

sang diode khácvì thế đường nối thứ 2

của pha khi thì được dẫn điện khi thì

không và điện áp khi bị thiếu hụt khi

tăng lên.

Sự biến dạng sẽ không xuẩt hiện khi

không có tải.

Câu hỏi 1:

Có bao nhiêu xung trong mạch M3U?

Trả lời:

Có 3 xung. mỗi bán kỳ của mỗi pha tạo

ra 1 xung

Câu hỏi 2:

Trong 2 mạch M3UA và M3UC mạch

nào được dùng trong mạch trên ( hình

2.3.2.1)? cho biết lý do.

Trả lời:

Hình 2.3.2.1 là mạch M3UC. Chữ C viết tắt của chữ cathode. Các diode trong mạch được nối

chung cathode.


- 68 -


Thí nghiệm

Đo dòng và áp trong mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không chỉnh lưu B6U.

Câu hỏi 1:

Khi diode V2 ở bán cầu dưới dẫn thì

diode nào cũng dẫn theo ở bán cầu trên?

Trả lời:

Nếu L1 dương hơn L3. dòng điện chạy

qua V3 và V2.

Câu hỏi 2:

Trong chương 2.4.1, chúng ta giải thích

thời gian xuất hiện của điện áp ud 12 ngõ

ra của bộ chỉnh lưu được cho bởi ud1 -

ud2. Tại sao giá trị rms ud12 không giống

như ud1 - ud2?

Trả lời:

Có 1 pha lệch 600 giữa ud1 và ud2 vì thế

chỉ có thể dùng thời gian xuất hiện của

ud1 và ud2 để tính thời gian xuất hiện của

u


- 69 -

2.5 Giá trị trung bình số học và RMS trong chỉnh lưu không điều khiển

Thí nghiệm

Đo giá trị trung bình và giá trị đỉnh trong chỉnh lưu không điều khiển.

Xác định rõ các giá trị và chuyển chúng vào bảng 2.5.2.2:


- 70 -

Câu hỏi 1:

So sánh giá trị điện áp đỉnh của điện áp ngõ ra ud với giá trị trung bình của mỗi mạch. Bạn có kết

luận thế nào từ mối quan hệ giữa độ gợn sóng và phần DC?

Trả lời:

Giá trị điện áp rms và điện áp trung bình rất gần nhau, phần điện áp xoay chiều thấp được xem là

điện áp gợn sóng. Đối với điện áp DC, điện áp trung bình và điện áp rms cách biệt nhau. Bảng

2.2.2.2 cho thấy rằng mạch M1U độ gợn sóng là lớn nhất và mạch B6U là nhỏ nhất.

Câu hỏi 2:

Một mạch shunt DC thì nhận một điện áp UE=230v tại điểm E1 và E2. Vậy điện áp thứ cấp cần là

bao nhiêu để mạch trên có được điện áp đó?

Trả lời:

Tính toán:

Đối với mạch B2U áp dụng công thức: 11.11 =da

rms

U

U


- 71 -

2.6 Số xung và độ gợn sóng trong mạch chỉnh lưu không điều khiển

Thí nghiệm

Đo số xung và độ gợn sóng trong mạch chỉnh lưu không điều khiển

Mạch M1U

Ud ar = 5.3V

Urip rms = 6.2 V

Rip = 117%

P = 1

Mạch B2U

Ud ar = 9.7V

Urip rms = 5.1 V

Rip = 53%

P = 2


- 72 -

Mạch M3U

Ud ar = 10.6V

Urip rms = 2.0 V

Rip = 19%

P = 3

Mạch B6U

Ud ar = 10.4V

Urip rms = 0.6 V

Rip = 6%

P = 6


- 73 -

Ghi chú :


- 74 -

3. Chỉnh lưu có điều khiển

3.1 Mạch Chỉnh lưu bán kỳ 1 pha có điều khiển M1C

Thí nghiệm 1

Đo dòng điện và điện áp trong mạch chỉnh lưu bán kỳ có điều khiển tại điểm giữa M1C.

Câu hỏi:

Cho biết thời gian và góc của dòng điện trên tải thuần trở khi góc kích là 900?

Trả lời:

Hình 3.1.3.3 cho thấy dòng điện chạy qua tải từ 900 ..1800. với thời gian là 5ms.


- 75 -

Thí nghiệm 2

Ảnh hưởng của cảm kháng đối với mạch M1C.

Câu hỏi 1:

Cho biết góc của dòng điện theo lý thuyết tối đa là bao nhiêu đối với tải hỗn hợp?

Trả lời:

mạch có thể bắt đầu dẫn từ 00 đối với tải cảm lý tưởng, góc của dòng điện có thể 1800 + 900, i. e.

2700.

Câu hỏi 2:

Bạn giải thích thế nào về những điện áp âm ngắn xuất hiện ở phía ngõ ra của mạch khi tải trở cảm

được nối vào mạch?

Trả lời:

Khi dòng điện đã chạy qua thyristor vẫn tiếp tục dẫn. Do thành phần cảm kháng của tải làm trễ

dòng điện vì thế thyristor vẫn tiếp tục dẫn qua trục 0. Vì thế nó tạo ra điện áp âm ở ngõ ra của bộ

chỉnh lưu cho tới điện áp ngưỡng.


- 76 -

Câu hỏi 3:

Điện áp nào được áp dụng vào cuộn dây? (AC, DC, hỗn hợp)?

Trả lời :

Điện áp cuộn dây là điện áp thuần AC. Năng lượng tiêu thụ thì bằng năng lượng truyền đến. Kiểm

tra trên máy hiện sóng bằng chuyển công tắc giữa AC và DC. Tín hiệu không bị thay đổi vị trí đối

với điện áp AC.

Câu hỏi 4:

So sánh Id và UL (hình 3.1.3.6)

a) Tại điểm nào điện áp cuộn dây đổi chiều?

b) Điện áp UL âm bao lâu?

c) Điều gì xảy ra giữa lúc cuộn dây tiêu thụ năng lượng và khi nào nó phát năng lượng?

Trả lời:

a) Cuộn dây thay đổi chiều tại lúc mà dòng điện chuyển từ tăng thành giảm.

b) UL âm trong khoảng thời gian dòng điện giảm.

c) Nếu Id và UL có cùng cực tính, cuộn dây tiêu thụ năng lượng. Nếu UL và Id khác cực tính,

cuộn dây phát năng lượng.


- 77 -

3.2 Mạch chỉnh lưu cầu có điều khiển B2C

Thí nghiệm 1

Đo dòng và áp trong mạch chỉnh lưu cầu có điều khiển B2C.

Thí nghiệm 2:

Ảnh hưởng của cảm kháng trên tải đối với mạch B2C

Câu hỏi 1:

Cho biết mối liên quan về pha của

4 xung kích với nhau.

Trả lời:

Xung kích cho thyristor V1 và V4

là đồng pha. Cũng như xung kích

cho V2 và V3. Những nhóm V1/V4

và V2/V3 lệch nhau 1800.

Câu hỏi 2:

Bạn có nhận thấy rằng cuộn dây

đôi khi hoạt động giống như một

máy phát?

Trả lời:

Nếu dòng điện và điện áp của cuộn

dây có cùng cực tính thì nó tiêu thụ

năng lượng. Nếu điện áp và dòng

điện khác cực tính thì nó phát năng


- 78 -

lượng, nó hoạt động như một máy

phát.

3.3 Mạch điều khiển pha.

Thí nghiệm

Tách tín hiệu điều khiển cổng pha trên boar nguồn.


- 79 -

Câu hỏi 1:

Nếu cầu 1 pha II được điều khiển với điều khiển cổng pha I, thì cần sự sắp xếp gì (bảng 3.3.2.1)?

Trả lời:


- 80 -

3.4 Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển B2H.

Thí nghiệm

Đo dòng và áp trong từng nhánh

Câu hỏi 1:

Khi nào dòng chạy qua diode V4 ?

Trả lời:

Dòng điện chạy qua diode V4 trong khi theo điểm L1 của thyristor V1 tới tải.Dòng điện cũng chạy

qua V4 khi điện áp ngõ ra cao hơn -1.4 V. Diode V3 và V4 hoạt động như là diode phục hồi trong

khoảng thời gian này.


- 81 -

Câu hỏi 2:

Dòng điện xung kích I1 và I2 phải có mối liên hệ về pha như thế nào?

Trả lời:

Xung kích I1 và I2 phải lệch pha 1800.

Câu hỏi 3:

Tại sao chúng ta đo dòng điện âm tại Iv2 và Iv4 ?

Trả lời:

Khi Iv2 và Iv4 được đo cùng một lúc, điểm tham chiếu thiết bị đo là phần âm nối với cầu chỉnh lưu.

Dòng điện thực tế chạy từ điểm này trong hướng L1 hay N. Những dòng điện này được đo như là

tín hiệu âm.


- 82 -

3.5 Mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia có điều khiển M3C

Thí nghiệm

Đo dòng và áp trong mạch chỉnh lưu 3 pha hình tia có điều khiển.

Câu hỏi 1:

Các xung kích I1,II2, III3 phải có mối liên

hệ về pha như thế nào?

Trả lời:

Ba xung kích phải lệch pha nhau 1200.

Câu hỏi 2:

Khi nào thì dòng điện ngõ ra Iout có hiện

tượng “không lắp đầy”?

Trả lời:

Tại thời điểm xung kích α=900 và α=1200

dòng điện “không lắp đầy” bởi vì điện áp

bị ngưng quá lâu nên dòng điện bị ngắt

quãng không thể duy trì cho đến xung

tiếp theo.

Câu hỏi 3:

Tại sao dòng điện không bị hiện tượng

“không lắp đầy” tại góc điều khiển 450?

Trả lời:

Trong giai đoạn đo với α=450, khoảng

ngưng giữa hai điện áp quá ít nên dòng

điện không hạ xuống 0 bởi vì dòng điện

được làm phẳng bởi cảm kháng.

Câu hỏi 4:

Cảm kháng tác động như thế nào đối với

“khoảng trống” trong mạch tải?

Trả lời:

Với cảm kháng, dòng điện chỉ gián đoạn

khi góc kích quá lớn với tải thuần trở.


- 83 -

3.6 Mạch chỉnh lưu điều khiển 3 pha hình tia làm việc trong chế độ nghịch lưu M3C.

Thí nghiệm

Đo điện áp và dòng điện ở chế độ inverter.

câu hỏi 1:

Trong những điều kiện nào một bộ chuyển đổi có thể hổ trợ điện áp âm?

Trả lời:

Điện áp ngõ ra có thể âm trong những điều kiện sau: một máy phát xem như là một tải, nó được

phân cực để mà cathode của bộ chỉnh lưu được nối với điện áp âm. Một dòng điện có thể chạy qua

khi điện áp âm. Điện áp chỉ cần dương hơn điện áp của máy phát là có thể làm cho thyristor tương

ứng dẫn.

Câu hỏi 2:

Bộ chuyển đổi có thể cho cả dòng điện âm chạy qua?

Trả lời:

Dòng điện âm không thể chạy qua bởi vì các thyristor sẽ khoá khi dòng điện duy trì quá nhỏ.


- 84 -

3.7 mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển B6C

Thí nghiệm

Đo dòng và áp trong mạch B6C

Câu hỏi:

Cho biết lý do dòng điện

của thyristor có dạng hình

cung.

Trả lời:

Khi dòng điện không bị

gián đoạn, dòng điện luôn

di chuyển qua thyristor này.

Khi một thyristor dẫn. Với

sự đảo mạch, dòng điện đột

ngột tăng và đột ngột về 0

khi thyristor ngưng dẫn.

Trong khi một thyristor ở

một bán cầu dẫn thì 2

thyristor ở bán cầu còn lại

ngưng. Dòng điện sau đó bị

thay đổi bởi điện áp. Dòng

điện có dạng 2 bứu.


- 85 -

3.8 Giá trị trung bình số học và RMS của mạch chỉnh lưu có điều khiển

Thí nghiệm

Xác định đặc tính điều khiển của mạch chỉnh lưu có điều khiển M1C, B2C, M3C, B6C.


- 86 -

Ghi chú:

Sự khác nhau giữa đặc tính lý thuyết và đo thực tế là do bởi đo ở 12v cũng như sự đo sai của máy

đo với điện áp không sin.

Câu hỏi:

Tỷ lệ của điện áp ngõ ra rms và trung bình thay đổi tùy thuộc vào góc kích như thế nào?

Trả lời:

Trên một dãy rộng, tỷ lệ thay đổi một cách tuyến tính, tại khoảng cuối sườn của đường cong điều

khiển hơi dốc bởi vì khu vực này hình sin thấp gần với trục 0.


- 87 -

Ghi chú :


- 88 -

4. Mạch chuyển đổi dòng điện DC

4.1 Mạch biến đổi điện áp xoay chiều một pha có điều khiển W1C

Thí nghiệm

Tín hiệu chạy qua bộ điều khiển cổng pha không có hiệu ứng của bộ chỉnh lưu.

Câu hỏi 1:

tại góc kích nào bóng đèn nhận được điện áp cao nhất?

Trả lời:

Bóng đèn nhận được điện áp cao nhất tại góc kích nhỏ nhất.

Câu hỏi 2:

Góc kích phải thay đổi như thế nào nếu bóng đèn sáng hơn khi tăng từ 0 lên.

Trả lời:

Góc kích phải giảm để cho đèn sáng hơn.


- 89 -

Câu hỏi 3:

Sự méo dạng nhỏ xảy ra trong điện áp chính khi triac dẫn. tại sao?

Trả lời:

Khi triac dẫn sản sinh ra một dòng điện. và làm điện áp giảm nhẹ khi no hoạt động. Điện áp bị

nhiễu tại lớn nhất của góc kích α=900 bởi vì tăng lên cao nhất ở đây.

Câu hỏi 4:

Tại sao 2 dòng kích I1 và I3 cần để triac hoạt động?

Trả lời:

I1 kích triac trong bán kỳ dương. I3 kích triac trong bán kỳ âm.

Câu hỏi 5:

Tại sao có 1 điện áp nhỏ giữa cực cổng và anode 1 khi triac dẫn và cực tính mà nó có?

Trả lời:

Như trong một thyristor, phần của dòng điện tải chạy qua cực cổng của trong 1 triac. Dòng tải này

tạo ra một điện áp rơi với cực tính của dòng tải tại đương cổng anode 2.


- 90 -

4.2 Điều khiển theo nhóm xung.

Đường cong điện áp trong điều khiển nhóm xung với mạch W1C.

Trình diễn với máy hiện sóng thường.

Trình diễn với máy hiện sóng có bộ nhớ.


- 91 -

Ghi chú:


- 92 -

5. Bộ chuyển đổi dòng điện một chiều

5.1 Điều chế độ rộng xung.

Thí nghiệm

Đo những tín hiệu trong mạch trigger cho PWM.


- 93 -


- 94 -

Câu hỏi 1:

Khi nào thì độ rộng xung ton thay đổi khi bạn thay đổi điện áp điều khiển Uctr?

Trả lời:

Nếu bạn tăng điện áp điều khiển Uctr, Khoảng điện áp mà khi đó điện áp điều khiển Uctr cao hơn

điện áp delta UD trở nên lớn hơn. Độ rộng xung ton sẽ tăng lên.

Câu hỏi 2:

Khi nào thì hệ số công suất D thay đổi khi điện áp điều khiển ngày càng âm?

Trả lời:

Nếu Uctr được thay đổi sang giá trị âm, ton sẽ nhỏ hơn, hệ số công suất D= ton/T cũng sẽ nhỏ hơn.


- 95 -

5.2 Bộ chuyển đổi DC với PWM dùng GTO

Thí nghiệm

Đo áp và dòng trong bộ chuyển đổi với GTO

Câu hỏi 1:

Quan sát đường của điện áp U1. Điện áp này có trở về 0 giữa 2 xung hay vẫn có 1 mức điện áp

dừng? cho biết lý do.

Trả lời:

Điện U1 không trở về 0 nhưng hơi âm. Từ lúc diode V2 được đặt như một diode phục hồi, điện áp

hạ xuống mức tối đa -0.7V trong khoảng điện áp âm.

Câu hỏi 2:

Diode V2 cần cho việc gì?

Trả lời:

Khi transistor V1 dẫn điện, Dòng điện tải IL chạy qua như một dòng điện phục hồi thông qua diode

V2 được điều khiển bởi cuộn dây.


- 96 -

5.3 Bộ chuyển đổi DC/DC

Thí nghiệm 1:

Đo điện áp và dòng điện trong phần dưới của bộ chuyển đổi.

Câu hỏi:

Nhiệm vụ của diode V2 và tại

sao lại có một điện áp âm sinh

ra ở cathode khi transistor V1 bị

khóa?

Trả lời:

Diode V2 được mở như một

diode phục hồi. Nó đảm bảo cho

một dòng điện thống nhất chạy

qua. Không có diode dòng điện

có thể bị ngắt đột ngột bởi cảm

kháng L khi GTO bị khoá và

một điện áp cảm ứng có thể phát

ra. Nếu diode dẫn điện điện áp

rơi trên nó là 0.7v.


- 97 -

Thí nghiệm 2:

Đo áp và dòng trong phần trên của bộ chuyển đổi.

Câu hỏi 1:

Nhiệm vụ của diode V2 là gì?

Trả lời:

Cả 2 điện cảm âm và dương đều

được tạo ra bằng cách đóng và

mở cảm kháng. Diode V2 khoá

phần âm và đảm bảo cho điện áp

dương được đưa ra.

Câu hỏi 2:

Làm thế nào đưa điện áp

thyristorUv1 tạm thời đạt đến giá

trị của điện áp vào u1?

Trả lời:

Việc đóng mở trở kháng tạo ra

cả 2 điện áp cảm ứng âm va

dương. Những điện áp cảm ứng

này có thể có cùng giá trị với

điện áp ngõ vào.


- 98 -

Thí nghiệm 3

Đo dòng và áp trong bộ chuyển đổi ngược.

Câu hỏi:

Nhiệm vụ của diode V2?

Trả lời:

V2 khóa điện áp cảm ứng dương

và đảm bảo cho điện áp âm được

đưa ra.


- 99 -

5.4 Cầu H - MOS- FET với bộ điều chế độ rộng xung

Thí nghiệm 1

Đo tín hiệu trong PWM bù

Câu hỏi 1:

Khi nào thì điện áp thay đổi khi bạn tăng điện áp điều khiển Uctr?

Trả lời:

Khi điện áp điều khiển Uctr tăng, độ rộng xung của U1 và U4 cũng tăng. Độ rộng xung của U2 và U3

giảm.


- 100 -

Thí nghiệm 2

Tạo ra điện áp cầu UAB từ 2 tín hiệu PWM.


- 101 -


- 102 -


- 103 -

Thí nghiệm 3

Đo tín hiệu của dòng và áp trong cầu H phụ thuộc vào độ gợn sóng của tần số.


- 104 -

Câu hỏi 1:

Ảnh hưởng của tần số xung đồng hồ của bộ phát delta đối với tín hiệu của điện áp cầu UAB và dòng

tải IL?

Trả lời:

Tần số xung đồng hồ càng lớn, tần số UAB càng lớn. Độ gợn sóng của IL thấp đi khi tần số xung

đồng hồ tăng lên.

Câu hỏi 2:

Ưu và khuyết điểm của tần số xung đồng hồ cao đối với thiết bị điều khiển điện?

Trả lời:

Ưu điểm:

- Hạ thấp độ gợn sóng dòng điện

- Hạ thấp độ gợn sóng giá trị đảo chiều

- Giảm nhiễu

Khuyết điểm:

- Giá thành linh kiện bán dẫn tăng theo độ lớn của dòng điện và tần số.


- 105 -

Thí nghiệm 4

Đo giá tri trung bình của dòng điện và điện áp trong MOS-FET cầu H


- 106 -

Kết luận:

Khả năng điều khiển quanh 0V:

Điện áp và dòng điện ngõ ra dễ dàng điều khiển quanh điện áp 0V. không giống như xung trigger

với cổng pha, bạn có thể bắt đầu ngay tại điểm 0V.

Tuyến tính:

Dòng điện và điện áp ngõ ra có thể điều khiển tuyến tính. Độ tuyến tính lớn hơn so với điều khiển

bằng cổng pha.


- 107 -

V1 Dẫn điện khoá




6. INVERTER

6.1 Dùng cầu H như inverter

Thí nghiệm 1:

Tạo ra điện áp AC với cầu H

Câu hỏi 1:

Trạng thái của transistor V1, V2, V3,V4 như thế nào để cầu điện áp UAB có được điện áp xung âm?

Trả lời:


- 108 -


- 109 -

Thí nghiệm 2

Ảnh hưởng của tần số lên độ

gợn sóng của PWM “sine-

weighted”

Câu hỏi 1:

Ảnh hưởng của tần số xung

đồng hồ đối với độ gợn sóng

của dòng tải?

Trả lời:

Tần số càng cao, độ gợn sóng

càng ít.

Câu hỏi 2:

Tần số của cầu điện áp UAB cao

bao nhiêu? Cho biết lý do!

Trả lời:

Tần số cầu điện áp UAB gấp đôi

tần số xung đồng hồ bởi vì

transistor tương ứng của mỗi

phía khoá và dẫn khi có pha.


- 110 -

Thí nghiệm 3

Ảnh hưởng của tần số “weighting” đối với biên độ của dòng tải

Câu hỏi:

Tần số điều khiển tác động lên

biên độ của dòng tải như thế nào?

Cho biết lý do!

Trả lời:

Tần số điều khiển càng nhỏ dòng

điện tải càng lớn.

Lý do :Dòng tải được xác định

bởi tổng trở Z. Nó bao gồm điện

trở thuần R và cảm kháng XL. XL

giảm khi tần số giảm, tổng trở

nhỏ hơn và dòng điện tăng lên.

Vì lý do nay, tần số bộ chuyển đổi

sử dụng trong công nghiệp có tích

hợp sẵn điện áp ngõ ra thích hợp

với tần số ngõ ra để đạt được

dòng điện ổn định.


- 111 -


- 112 -


- 113 -

1. gi ới thi ệu - thuvientvc.files.wordpress.com · gi ới thi ệu Điện ... các panel...

Documents