Trang 1 Luận văn Tốt Nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ   LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài : THIẾT KẾ THI CÔNG BỘ THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Sinh viên thực hiện : NGUYỄN LÊ MINH THƯ NGUYỄN THỊ HỒNG HUỆ Giáo viên hướng dẫn : VŨ ĐỖ CƯỜNG TP. HỒ CHÍ MINH – THÁNG 3/2000 Trang 2 Luận văn Tốt Nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Trong mạng lưới điện hiện nay, điện xoay chiều chiếm ưu thế và được sử dụng rộng rãi trong mọi lónh vực. Tuy nhiên nguồn điện một chiều không mất đi thế đứng của nó. Với sự ra đời và phát triển của dụng cụ bán dẫn công suất lớn, cùng với việc các mạch điều khiển các linh kiện điện tử công suất ngày càng được cải tiến và hoàn thiện đã tạo nên sự thay đổi lớn của kỹ thuật biến đổi điện năng. Để cung cấp điện một chiều cho các thiết bò dùng nguồn điện một chiều mà nguồn điện này không có sẵn, người ta hoàn chỉnh các bộ chỉnh lưu để đáp ứng áp và dòng điện cho các thiết bò một cách thuận lợi, tối ưu nhất. Chỉnh lưu dùng dụng cụ bán dẫn công suất có điều khiển đã ra đời nhằm thỏa mãn nhu cầu ngày càng cao của các thiết bò dùng nguồn điện một chiều, với sự điều chỉnh điện áp một cách có lợi nhất. Tập luận án này đã thiết kế và thi công bộ thí nghiệm điện tử công suất cụ thể là chỉnh lưu bán điều khiển một và ba pha, với mục đích giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về các vấn đề đã được học trong lý thuyết của môn học Điện Tử Công Suất. Mặc dù thầy Vũ Đỗ Cường đã hướng dẫn tận tình, chu đáo nhưng do trình độ người thực hiện luận án không cao, kiến thức kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên trong tập luận án này chắc không tránh khỏi thiếu sót. Mong nhận sự đóng góp ý kiến q báu của Thầy Cô và các bạn để tập luận án được hoàn thiện hơn, có thể áp dụng vào thực tế. Thành phố Hồ Chí Minh ngày 20 tháng 2 năm 2000 Sinh viên thực hiện Nguyễn Lê Minh Thư Nguyễn Thò Hồng Huệ Trang 3 Luận văn Tốt Nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Nguyễn Lê Minh Thư Nguyễn Thò Hồng Huệ Lớp : 95KĐĐ Ngành : Điện Tử 1. Tên đề tài : Thiết kế – Thi công bộ thí nghiệm Điện Tử Công Suất. 2. Nội dung các phần thuyết minh: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. Các bản vẽ: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4. Giáo viên hướng dẫn: Vũ Đỗ Cường ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Trang 4 Luận văn Tốt Nghiệp 5. Ngày giao nhiệm vụ: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 6. Ngày hoàn thành nhiện vụ: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Giáo viên hướng dẫn ký tên: Thông qua Bộ Môn Ngày…………. tháng ………… năm Chủ nhiệm Bộ Môn Trang 5 Luận văn Tốt Nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: NGUYỄN LÊ MINH THƯ NGUYỄN THỊ HỒNG HUỆ Lớp : 95KĐĐ Tên đề tài : Thiết kế -Thi công bộ thí nghiệm Điện Tử Công Suất Nội dung luận văn Tốt Nghiệp: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Nhận xét của cán bộ hướng dẫn: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………… Trang 6 Luận văn Tốt Nghiệp …………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… .……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………… Cán bộ hướng dẫn (Ký tên và ghi rõ họ tên) Trang 7 Luận văn Tốt Nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Họ và tên sinh viên: NGUYỄN LÊ MINH THƯ NGUYỄN THỊ HỒNG HUỆ Lớp : 95KĐĐ Tên đề tài : Thiết kế - Thi công bộ thí nghiệm Điện Tử Công Suất Nội dung luận văn Tốt Nghiệp: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Nhận xét của cán bộ phản biện: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………… Trang 8 Luận văn Tốt Nghiệp ……………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… .……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… Cán bộ phản biện (Ký tên và ghi rõ họ tên) Trang 9 Luận văn Tốt Nghiệp LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của Thầy Vũ Đỗ Cường, Thầy Cô trong Khoa Điện đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành tập đồ án tốt nghiệp. Chúng tôi xin cảm ơn bạn bè, thân hữu đã giúp đỡ, động viên chúng tôi làm tốt nhiệm vụ được giao một cách tốt đẹp. Trang 10 Luận văn Tốt Nghiệp MỤC LỤC Trang Chương I: Các linh kiện điện tử công suất I. Diode công suất II. Transistor công suất III. SCR IV. UJT Chương II. Khảo sát các dạng mạch động lực I. Chỉnh lưu dùng Thyristor 1. Chỉnh lưu điều khiển một pha nửa chu kỳ 2. Chỉnh lưu điều khiển một pha hai nửa chu kỳ 3. Chỉnh lưu điều khiển cầu một pha II. Chỉnh lưu dùng diode và thyristor 1. Sơ đồ 1 2. Sơ đồ 2 III. Chỉnh lưu ba pha hình tia có điều khiển 1. Tải là R thuần  = 0 2. Tải là R+L   0 IV. Chỉnh lưu hình cầu ba pha bán điều khiển 1. Chế độ làm việc 2. Giá trò U d 3. Ưu điểm V. Chỉnh lưu điều khiển hình cầu ba pha 1. Tải là thuần trở R và R+L với  = 0 2. Tải là R và   0 3. Tải là L+R với L =  và góc   0 Chương III. Nguyên lý hoạt động I. Nguyên lý mạch 1 pha 1. Sơ đồ khối 2. Các khối của mạch điều khiển SCR 3. Chọn mạch thi công II. Nguyên lý mạch ba pha 1. Sơ đồ khối 2. Mạch nguyên lý [...]... 11 Chương IV: Thiết tính I Mạch một pha 1 Khối đồng bộ 2 Tạo xung kích II Thiết tính mạch ba pha 1 Mạch dòch pha 2 Mạch tích phân 3 Tính mạch retriggerable 4 Mạch dao động bất ổn 5 Khối nguồn III Thiết kế bàn thí nghiệm Chương V: Thi công I Mạch một pha... khoảng Luận văn Tốt Nghiệp Trang 14 0,7V khi dòng điện đònh mức Nếu điện áp ngược lại, các điện tử tự do và lỗ trống bò đẩy xa lớp chuyển tiếp, kết quả chỉ có dòng rò vào khoảng vài mA có thể chạy qua Khi tăng tiếp tục điện áp ngược, các điện tích được gia tốc, gây nên va chạm dây chuyền làm hàng rào điện thế bò chọc thủng Kết quả Diode mất tính chất dẫn điện theo một chiều khi điện áp vượt qua điện... với dòng điện và thời gian chuyển mạch tạo nên tổn hao năng lượng trong một lần chuyển mạch Luận văn Tốt Nghiệp Trang 16 Công suất tổn hao chính xác do chuyển mạch là hàm số của các thông số của mạch phụ tải và dạng biến thiên của dòng điện gốc Người ta cải thiện hệ số khuếch đại dòng điện của transistor bằng cách lấy dòng gốc từ một transistor khác theo mạch Darlington trình bày như hình 1-7: C B... đối với tải cảm Luận văn Tốt Nghiệp Trang 30 Điện áp tải: 1 Ud 2U2 2 U v sin d 1 cos Dòng điện tải: Id Ud R Dòng thyristor U 2Uv sin d R 1 2 IT 2R 3.2 Tải là R+L: i1 T1 T2 ud id i2 L u Uv 0 R T4 i3 2 T3 i4 i1,i3 i2,i4 ir Hình II.12 Dạng sóng ngõ ra khi tải là R+L Dòng tải id là dòng liên tục : i d = Id Ta có phương trình mạch tải: 2 U v sin Chia hai vế cho , tích phân xác đònh từ Luận văn Tốt Nghiệp... Tiristor T1 vẫn tiếp tục dẫn nhưng mạch trở về của dòng điện đã chuyển từ Diode D2 sang Diod D4, đồng thời dòng điện nguồn = 0 Luận văn Tốt Nghiệp Trang 34 Diode chuyển mạch không tạo nên mạch song song với mạch gồm 1 Tiristor và 1 Diode, do đó Thyristor dễ dàng trở về trạng thái khoá Sau khi trừ đi điện áp rơi trên các Thyristor và Diode thì ta có: Giá trò trung bình của chỉnh lưu: Ud Id 1 U V sin d UV 1... mở, lúc đó ta có phương trình: R id L did dt E 2 U v sin Chia hai vế cho 2 , ta lấy tích phân từ 1 2 Luận văn Tốt Nghiệp 2U v sin d R id đến R 2 2 U v sin did dt , khi = id d X E 2 E và d = thì id = 0 Trang 24 Ta có: Ud E 2 RI d Ud 2 U v cos 2 Id 2U v cos 2 Rv cos cos sin 1 Trong đó 1.2.2 Dạng điện áp trên thyristor u TuT - Khi chưa có diode chuyển mạch: Uv = UR + UT 1 < E : Id = 0, Ud = E, UT = Uv -... không SCR bò phân cực nghòch Nếu góc kích nhỏ thì thời gian mở SCR sớm Vì SCR luôn bò ngắt tại góc 180 0 nên để điều khiển dòng qua SCR ta điều khiển thời điểm kích Luận văn Tốt Nghiệp Trang 19 IV UJT (Unijunction Transistor) UJT là một linh kiện bán dẫn đặc biệt, được thiết kế để tạo ra các xung nhọn Cấu tạo gồm 3 cực gọi là base 2 (B2), base 1 (B1) và emitter (E) Chức năng của cực B và E thì khác so... U V sin t với Uv là điện áp hiệu dụng Do dòng điện i chậm pha hơn điện áp u nên đường cong của dòng điện i d kéo dài ra ngoài khi mà ud chuyển sang nửa chu kỳ âm iv T uT id ig U~ L U KTX R KTX: khối tạo xung Hình II.1: sơ đồ mạch và dạng sóng chỉnh lưu nửa bán kỳ Khi thyristor mở, ta có phương trình: uv ud Rid 2 U v sin Phương trình này chỉ đúng trong khoảng: Góc cắt dòng Luận văn Tốt Nghiệp tính từ... với sinh viên thực tập Bài 2: Chỉnh lưu có điều khiển một pha I Mạch chỉnh lưu nửa bán kỳ 1 Lý thuyết 2 Thí nghiệm II Chỉnh lưu toàn kỳ bán điều khiển 1 Lý thuyết 2 Thí nghiệm 3 Câu hỏi Luận văn Tốt Nghiệp Trang 12 Bài 3 Chỉnh lưu công suất ba pha A Thiết bò sử dụng B Thí nghiệm I Mạch. .. điều khiển 1 Công thức 2 Dạng sóng Bài 3: Mạch chỉnh lưu ba pha I Mạch chỉnh lưu hình tia 1 Công thức 2 Dạng sóng II Mạch chỉnh lưu ba pha bán điều khiển 1 Công thức 2 Dạng sóng Luận văn Tốt Nghiệp Trang 13 CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN CÔNG SUẤT Trong một thời gian dài ứng dụng của Kỹ thuật . Chương IV: Thiết tính I. Mạch một pha 1. Khối đồng bộ 2. Tạo xung kích II. Thiết tính mạch ba pha 1. Mạch dòch pha 2. Mạch tích phân 3. Tính mạch retriggerable 4. Mạch dao động bất ổn. mạch 1 pha 1. Sơ đồ khối 2. Các khối của mạch điều khiển SCR 3. Chọn mạch thi công II. Nguyên lý mạch ba pha 1. Sơ đồ khối 2. Mạch nguyên lý Trang 11 Luận văn Tốt Nghiệp Chương IV: Thiết. ổn 5. Khối nguồn III. Thiết kế bàn thí nghiệm Chương V: Thi công I. Mạch một pha A. Linh kiện sử dụng B. Thử mạch II. Mạch ba pha A. Linh kiện sử dụng B. Thư û mạch III. Thi công bàn