Luận văn Thiết kế và thi công bộ thí nghiệm điện tử công suất

Luận văn Đề Tài: Thiết kế và thi công bộ thí nghiệm điện tử công suất LÔØI NOÙI ÑAÀU Chuùng ta ñang böôùc vaøo theá kyû 21, theá kyû cuûa nhöõng tieán boä veà khoa hoïc kyõ thuaät. Söï tieán boä cuûa kyõ thuaät seõ giuùp thay ñoåi toaøn boä cuoäc soáng cuûa chuùng ta. Trong giai ñoaïn coâng nghieäp hoùa - hieän ñaïi hoùa ñaát nöôùc, VIEÄT NAM muoán phaùt trieån moät caùch vöõng maïnh thì phaûi chuù troïng ñeán vieäc ñaàu tö cho giaùo duïc. Trong ñoù, nghaønh giaùo duïc caàn phaûi naâng cao chaát löôïng laãn soá löôïng ñaøo taïo. Muoán naâng cao chaát löôïng giaùo duïc ñoøi hoûi chuùng ta phaûi ñaàu tö, phaùt trieån caùc moâ hình daïy hoïc. Moâ hình daïy hoïc giuùp giaûm chí phí ñaøo taïo vaø naâng cao chaát löôïng giaûng daïy. Hoïc sinh coù dòp laøm quen vôùi caùc moâ hình gioáng vôùi caùc heä thoáng ñieàu khieån trong thöïc teá, do ñoù coù theå ruùt ngaén ñöôïc khoaûng caùch giöõa lyù thuyeát vaø thöïc teá. Do vaäy caùc Tröôøng hoïc noùi chung, Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät noùi rieâng ñang ñaàu tö, phaùt trieån caùc coâng cuï daïy hoïc mang tính chaát moâ phoûng nhaèm giuùp cho sinh vieân lónh hoäi kieán thöùc moät caùch thaáu ñaùo thoâng qua phöông phaùp tröïc quan. Qua ñoù, ngöôøi hoïc coù theå phaùt trieån vaø vaän duïng caùc kieán thöùc ñaõ hoïc moät caùch hieäu quaû nhaát theo nhöõng yeâu caàu cuï theå hieän nay trong nhöõng khu cheá xuaát, caùc nhaø maùy cuõng nhö trong caùc lónh vöïc coù lieân quan veà ñieän. Ñeå ñaùp öùng phaàn naøo nhu caàu treân, trong khuoân khoå cuûa luaän vaên toát nghieäp, nhoùm thöïc hieän xin tieán haønh ñeà taøi : "TH IEÁT KEÁ V AØ TH I COÂN G BOÄ THÍ NGHIEÄM Ñ IEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT". Muïc ñích cuûa ñeà taøi laø xaây döïng moâ hình thí nghieäm giuùp sinh vieân hieåu roõ hôn veà caùc linh kieän baùn daãn coâng suaát cuõng nhö caùc öùng duïng cuûa noù thoâng qua vieäc tieán haønh caùc thí nghieäm treân boä thí nghieäm naøy. Ñoàng thôøi, treân cô sôû moâ hình duïng cuï daïy hoïc, nhoùm thöïc hieän coá gaéng xaây döïng caùc baøi thöïc taäp ñeå sinh vieân cuõng coá laïi caùc baøi hoïc lyù thuyeát. Noäi dung cuûa moâ hình laø söû duïng caùc linh kieän ñieän töû coâng suaát nhö thyristor, diode … laøm thay ñoåi ñieän aùp moät chieàu ñeå ñieàu khieån taûi duøng trong coâng suaát lôùn. Trong thöïc teá kyõ thuaät, ñaëc bieät laø lónh vöïc ñieàu khieån, vaán ñeà thay ñoåi ñieän aùp moät chieàu laø moät vaán ñeà thöôøng gaëp. Chuùng ta caàn thay ñoåi ñieän aùp ñeå ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô moät chieàu, ñieàu khieån ñoä saùng cuûa ñeøn ñieän .v.v… Khi naém ñöôïc caùc öùng duïng treân, sinh vieân seõ thaáy ñöôïc taàm quan troïng trong baøi hoïc ñeå coù theå vaän duïng chuùng vaøo thöïc tieãn sau khi hoïc xong. Vôùi söï giuùp ñôõ taän tình cuûa thaày höôùng daãn Vuõ Ñoã Cöôøng, Nhoùm thöïc hieän coá gaéng thöïc hieän toát nhieäm vuï ñöôïc giao. Tuy nhieân do kieán thöùc coøn haïn cheá, thôøi gian vaø kinh phí thöïc hieän coøn quaù haïn heïp neân nhoùm thöïc hieän seõ khoâng traùnh khoûi nhöõng nhaàm laãn vaø thieáu soùt, kính mong ñöôïc söï goùp yù cuûa quyù thaày coâ cuõng nhö caùc baïn sinh vieân ñeå ñeà taøi hoaøn thieän hôn. PHAÀN DAÃN NHAÄP I. ÑAËT VAÁN ÑEÀ . Nhö chuùng ta ñaõ bieát, lónh vöïc Giaùo Duïc vaø Ñaøo Taïo noùi chung, Ñaøo Taïo Kyõ Thuaät noùi rieâng, chaát löôïng ñaøo taïo laø vaán ñeà haøng ñaàu trong xu theá phaùt trieån hieän nay. Ngoaøi ra loaøi ngöôøi ñang böôùc sang nieân kyû môùi chaéc chaén caàn thieát saûn phaåm ñaøo taïo coù nhieàu chaát xaùm. Muoán ñöôïc vaäy, Ngaønh Ñaøo Taïo caàn phaûi ñaàu tö nhöõng thieát bò daïy hoïc, moâ hình daïy hoïc phuø hôïp cho töøng ñoái töôïng ñaøo taïo. Ñöùng tröôùc nhöõng yeâu caàu thöïc tieãn treân, Nhoùm sinh vieân chuùng em xin thöïc hieän ñeà taøi moâ hình daïy hoïc :’’BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT ’’. Muïc ñích cuûa Nhoùm thöïc hieän laø xaây döïng duïng cuï daïy hoïc ,baøi hoïc thöïc taäp cho sinh vieân cuûa Khoa Ñieän. Qua ñoù giuùp cho sinh vieân hieåu roû veà caùc linh kieän ñieän töû coâng suaát vaø caùc öùng duïng cuûa noù. II. GIÔÙI HAÏN ÑEÀ TAØ I . Vôùi ñeà taøi mang tính thöïc tieãn ,vaán ñeà thöïc hieän vieäc thieát keá ,thi coâng vaø xaây döïng moâ hình cuõng nhö baøi thöïc taäp cuûa nhoùm hoaøn chænh thaät söï coù nhöõng öùng duïng roäng raõi trong caùc Tröôøng Kyõ Thuaät. Ñoù laø ñieàu maø nhoùm thöïc hieän mong muoán ñaït ñöôïc. Tuy nhieân thôøi gian, kieán thöùc coù haïn cuõng nhö nhöõng haïn cheá khaùch quan khaùc neân ñeà taøi khoâng ñi saâu ñieàu khieån ñoäng cô moät chieàu baèng taát caû caùc phöông phaùp maø chæ taäp trung ñieàu khieån ñoäng cô DC baèng caùch thay ñoåi ñieän aùp. Ñoàng thôøi xaây duïng moät moâ hình daïy hoïc sao cho vöøa an toaøn vöøa ñaûm baûo ñuùng phöông phaùp sö phaïm kyõ thuaät. Toùm laïi noäi dung thöïc hieän bao goàm ;  Khaûo saùt maïch ñieàu khieån ñieän aùp baèng caùch thay ñoåi ñoä roäng xung.  Thieát keá vaø thi coâng maïch ñieàu khieån ñieän aùp moät chieàu baèng phöông phaùp thay ñoåi bieán ñoåi ñoä roäng xung.  Thieát keá vaø thi coâng moâ hình daïy hoïc, xaây döïng caùc baøi thöïc taäp döïa treân moâ hình. Ngoaøi ra nhoùm thöïc hieân chöa thöïc hieän moâ hình ñieàu khieån cho moät ñoái töôïng taûi baát kyø baèng voøng kín ñeå naâng hieäu quaû trong öùng duïng thöïc teá. III. MUÏC ÑÍCH NGHIEÂN CÖÙU . Vieäc vaän duïng moân ñieän töû öùng duïng ñeå ñieàu chænh baèng phöông phaùp treân cho ñoäng cô moät chieàu laø vaán ñeà khoâng coøn môùi meû nhöng tính môùi meû cuûa ñeà taøi ñöôïc theå hieän ôû choå : XAÂY DÖÏNG ÑÖÔÏC MOÂ HÌNH DAÏY HOÏC SÖÛ DUÏNG CAÙC LINH KIEÄN BAÙN DAÃN COÂNG SUAÁT BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP TRÖÏC QUAN GIUÙP CHO SINH VIEÂN KHOA ÑIEÄN THÍ NGHIEÄM. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1. Nguyeãn Bính ÑIEÄN TÖÛ COÂNG S UAÁT Nhaø Xu aát Baûn Khoa Hoïc Vaø Kyõ Thuaät Haø Noäi naêm 1996 2. Phaïm Quoác Haûi Döông Vaên Nghi PHAÂN TÍCH VAØ GIAÛI M AÏCH ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT Nhaø Xu aát Baûn Khoa Hoïc Vaø Kyõ Thuaät 3. Nguyeãn Vieät Huøng BAØI GIAÛNG KYÕ THUAÄT XUNG VAØ S OÁ Kh oa Ñi eän – Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Th uaät Naêm 1998. 4. Buøi Ñình Tieáu Nguyeãn Troïng Thuaàn MOÄT S OÁ ÖÙNG DUÏNG CUÛ A THIEÁT BÒ Ñ IEÄN TÖØ, ÑIEÄN TÖÛ VAØ BAÙN DAÃN TRONG MAÙY SAÛN XUAÁT Nh aø Xuaát Baûn Khoa Hoïc Vaø Kyõ Th uaät 5. Raymond M.Marston Ngöôøi Dòch : Ngoâ Ñöùc Hoaøng 110 M AÏCH ÖÙNG DUÏNG 0P –AMP Nhaø Xu aát Baûn Khoa Hoïc Vaø Kyõ Thuaät Naêm 1990 6. R.H.Warring SOÅ TAY LINH KIEÄN ÑIEÄN TÖÛ CHO NGÖÔØI THIEÁT KEÁ MAÏCH Nh aø Xuaát Baûn Thoáng Keâ 7. Joseph Vithayathil POWER ELECTRONICS Principles and Ap plication McGraw-Hill, Inc C.J.SAVANT,Jr MARTIN S.RODEN GORDON L. CARPENTER ELECTRONIC DES IGN  MUÏC LUÏC Trang LÔØI CAÛM TAÏ. LÔØI NOÙI ÑAÀU. PHAÀN DAÃN NHAÄP. I. Ñaët vaán ñeà. 1 II. Giôùi haïn vaán ñeà. 1 III. Muïc ñích nghieân cö ùu. PHAÀN CÔ SÔ Û LYÙ LUAÄN. I. Theå thö ùc nghieân cöùu. 2 II. Cô sôû lyù luaän. 3 PHAÀN NOÄI DUNG Chöông I :GIÔÙI THIEÄU CAÙC LINH K IEÄN BAÙN D AÃN COÂNG SUAÁT. 5 I. Diode. 5 II. Transistor. 7 III. Thyristor. 11 Chöông II: KHAÛO SAÙT PHAÀN ÑOÄNG LÖÏC. 15 I. Giôùi thieäu veà ñoäng cô ñieän moät chieàu. 15 II. Caùc phöô ng ph aùp ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô ñieän moät chieàu. 18 Chöông III: KHAÛO SAÙT MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN ÑIEÄN AÙP BAÈNG CAÙCH THAY ÑOÅI ÑOÄ ROÄNG XUNG. 20 I. Boä baêm xung moät chieàu duøng SCR. 20 II. Boä taïo xung kích cho SCR. 29 Chöông IV: THIEÁT KEÁ V AØ TH I COÂNG MAÏCH. 33 I. Thieát keá maïch. 33 II. Thi coâng maïch. 40 Chöông V: THIEÁT KEÁ VAØ TH I COÂNG MOÂ HÌNH. 42 I. Thieát keá. 42 II. Thi coâng. 44 Chöông VI: SOAÏN BAØI THÖÏC TAÄP. 46 I. Giôùi thieäu moâ hình. 46 II. Caùc baøi thí nghieäm. 46 KEÁT LU AÄN MUÏC LUÏC I. Theå thöùc nghieân cöùu: 1. Thôøi gian nghieân cöùu: Quaù trình nghieân cöùu ñeà taøi ñöôïc xem laø moät qui trình coâng ngheä haún hoi vì ñoøi hoûi phaûi tieán haønh theo caùc khaâu keá tieáp nhau bao goàm vieäc choïn ñeà taøi, bieân soaïn ñeà cöông, thu thaäp döõ kieän, xöû lyù döõ kieän, vieát coâng trình nghieân cöùu. Luaän vaên toát nghieäp ñöôïc tieán haønh thöïc hieän trong khoaûng thôøi gian laø 6 tuaàn : Tuaàn 1 : Choïn ñeà taøi, chính xaùc hoùa ñeà taøi, soaïn ñeà cöông, thu thaäp kieän vaø taøi lieäu lieân heä. Tuaàn 2 : Bieân soaïn noäi dung phaàn lyù thuyeát. Tuaàn 3 : Thieát keá maïch treân giaáy vaø tieán haønh thi coâng, thöû maïch. Tuaàn 4 : Thieát keá baøn thöïc taäp. Tuaàn 5 : Soaïn baøi thöïc taäp cho moâ hình ñaõ thieát keá. Tuaàn 6 : Hoaøn chænh moâ hình, hoaøn thieän phaàn lyù thuyeát ñeå in aán vaø noäp luaän vaên. 2. Phöông phaùp thu thaäp döõ kieän : Ñaây laø giai ñoaïn quan troïng, söû duïng caùc phöông phaùp vaø phöông tieän nghieân cöùu ñeå thu thaäp caùc döõ kieän veà ñeà taøi ñaõ xaùc ñònh. Döõ kieän ñaõ thu thaäp ñöôïc seõ laø chaát lieäu ñeå hình thaønh coâng trình thöïc hieän ñeà taøi. Vaán ñeà laø laøm sao thu thaäp ñöôïc döõ kieän ñaày ñuû, chính xaùc, vaø phuø hôïp vôùi noäi dung nghieân cöùu. Trong phaïm vi luaän vaên naøy ngöôøi nghieân cöùu söû duïng phöông phaùp tham khaûo taøi lieäu ñeå thu thaäp döõ kieän giaûi quyeát ñeà taøi. Vieäc tham khaûo taøi lieäu giuùp ngöôøi thöïc hieän boå sung theâm kieán thöùc, lyù luaän cuõng nhö phöông phaùp maø nhöõng coâng trình nghieân cöùu tröôùc ñoù ñaõ xaây döïng. Nhôø ñoù ngöôøi nghieân cöùu taäp trung giaûi quyeát vaán ñeà coøn toàn taïi. Tuy nhieân vieäc nghieân cöùu tham khaûo taøi lieäu luoân baûo ñaûm tính keá thöøa vaø phaùt trieån coù choïn loïc. 3. Xöû lyù döõ kieän : Caùc döõ kieän sau khi ñöôïc thu thaäp chöa theå söû duïng ñöôïc ngay maø phaûi qua quaù trình saøng loïc, söûa chöõa, phaân tích khaùi quaùt thaønh lyù luaän. Taøi lieäu ñöôïc söû duïng laø nhöõng taøi lieäu coù chaát löôïng cao chuû yeáu laø taøi lieäu goác neân baûo ñaûm chính xaùc veà noäi dung ñeà caäp. 4. Trình baøy ñoà aùn : Ñeà taøi toát nghieäp ñöôïc trình baøy theo caáu truùc moät taäp ñoà aùn toát nghieäp ñeå phuø hôïp vôùi noäi dung vaø thôøi gian nghieân cöùu ñoàng thôøi ñaùp öùng ñuùng yeâu caàu veà chöông trình ñaøo taïo cuûa tröôøng. Trình baøy thaønh vaên coâng trình nghieân cöùu khoa hoïc laø giai ñoaïn hoaøn thaønh nghieân cöùu, do ñoù khoâng ñöôïc xem ñoù laø quaù trình kyõ thuaät maø laø moät quaù trình saùng taïo saâu saéc. Chính vieäc naém vöõng buùt phaùp trong nghieân cöùu khoa hoïc giuùp ngöôøi nghieân cöùu laøm saùng toû theâm nhöõng keát quaû ñaït ñöôïc, phaùt trieån chuùng vaø coù theâm nhöõng kieán thöùc môùi. II. Cô sôû lyù luaän : Ñoà aùn toát nghieäp thöïc chaát laø moät quaù trình nghieân cöùu khoa hoïc - quaù trình nhaän thöùc vaø haønh ñoäng. Quaù trình naøy ñoøi hoûi phaûi coù thôøi gian nhaát ñònh töông xöùng vôùi noäi dung cuûa ñoái töôïng nghieân cöùu vaø tính chaát phöùc taïp cuûa vaán ñeà nghieân cöùu. Vieäc nghieân cöùu khoa hoïc giuùp ta tìm ra caùi môùi. Caùi môùi ôû ñaây khoâng nhöõng mang tính chuû quan cuûa ngöôøi nghieân cöùu maø coøn mang tính khaùch quan ñoái vôùi xaõ hoäi. Nghieân cöùu khoa hoïc phaûi nhaèm muïc ñích phuïc vuï xaõ hoäi, ñaùp öùng yeâu caàu thöïc tieãn. Hoaït ñoäng ngieân cöùu khoa hoïc muoán ñaït keát quaû toát phaûi hoäi ñuû caùc yeáu toá : Phöông tieän, phöông phaùp, cô sôû vaät chaát, maùy moùc thieát bò, hình thöùc toå chöùc. Caùc yeáu toá naøy coù moái quan heä höõu cô vaø phuø hôïp vôùi ñoái töôïng nghieân cöùu. CAÙC CÔ SÔÛ CHO VIEÄC NGHIEÂN CÖÙU ÑEÀ TAØI 1. Kieán thö ùc v aø naêng löïc ngöôøi nghieân cöùu : Trong quaù trình nghieân cöùu vaø thöïc hieän ñeà taøi ngöôøi nghieân cöùu caàn phaûi caân nhaéc kyõ ñoä khoù vaø ñoä phöùc taïp cuûa ñeà taøi sao cho phuø hôïp vôùi khaû naêng, kieán thöùc vaø naêng löïc cuûa ngöôøi nghieân cöùu. Ñoä phöùc taïp cuûa ñeà taøi theå hieän ôû caùc maët : lónh vöïc nghieân cöùu roäng hay heïp, ôû moät ngaønh hay lieân ngaønh, ñoái töôïng nghieân cöùu laø ñoàng nhaát hay khoâng ñoàng nhaát. Tuy nhieân caàn löu yù raèng giaù trò cuûa ñeà taøi khoâng phuï thuoäc vaøo ñoä phöùc taïp cuûa noù. Ñeà taøi heïp chöa haún laø ñeà taøi keùm giaù trò. Moãi ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc coù moät phaïm vi nhaát ñònh, phaïm vi naøy caøng heïp thì söï nghieân cöùu caøng saâu. Ñoä khoù cuûa ñeà taøi noùi leân tính vöøa söùc ñoái vôùi ngöôøi nghieân cöùu. Do ñoù ñoä phöùc taïp cuûa ñeà taøi thöôøng coù moái lieân heä töông hoå vôùi ñoä khoù cuûa noù. Kieán thöùc cuûa ngöôøi nghieân cöùu (ñaây laø ñieàu kieän chuû quan ôû ngöôøi nghieân cöùu). Tröôùc heát ñoù laø voán lieáng, kinh nghieäm cuûa ngöôøi nghieân cöùu. Giaùo sö Haø Vaên Taán ñaõ nhaän xeùt : “Trình ñoä hoïc sinh, sinh vieân hieän nay khoâng cho pheùp hoï ngay töø ñaàu choïn ñöôïc ñeà taøi nghieân cöùu. Vì vaäy phaûi coù söï gôïi yù cuûa thaày coâ giaùo….” . Moãi ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc coù nhöõng yeâu caàu nhaát ñònh cuûa noù. Ngöôøi nghieân cöùu caàn naém vöõng noäi dung, phöông phaùp nghieân cöùu phuø hôïp vôùi ñeà taøi, noùi khaùc ñi ñeà taøi nghieân cöùu phaûi mang tính vöøa söùc. Ngöôøi nghieân cöùu phaûi theå hieän naêng löïc nghieân cöùu khoa hoïc bao goàm vieäc naém vöõng lyù thuyeát cô baûn cuûa khoa hoïc trong lónh vöïc nghieân cöùu cuûa mình, naém ñöôïc möùc ñoä nhaát ñònh veà söï phaùt trieån vaø tieán boä thuoäc lónh vöïc nghieân cöùu. Coù nhö theá môùi choïn ñöôïc ñeà taøi coù giaù trò. Trong tình hình tieán boä cuûa khoa hoïc kyõ thuaät hieän nay treân theá giôùi, khoái löôïng thoâng tin khoa hoïc gia taêng vôùi qui moâ lôùn vaø nhòp ñoä nhanh ñoøi hoûi ngöôøi nghieân cöùu phaûi tham khaûo taøi lieäu nöôùc ngoaøi. Ñeå thöïc hieän ñöôïc vaán ñeà naøy ngöôøi nghieân cöùu ngöôøi nghieân cöùu khoa hoïc caàn coù soá voán ngoaïi ngöõ nhaát ñònh. Theå hieän loøng ham meâ khoa hoïc vaø quyeát taâm nghieân cöùu tìm toøi chaân lyù. 2. Vaán ñeà thö ïc tieãn : Ngöôøi nghieân cöùu phaûi coi thöïc tieãn laøm cô sôû, laø ñoäng löïc cuûa nhaän thöùc. Ang - ghen vieát : “Khi xaõ hoäi coù nhöõng yeâu caàu kyõ thuaät thì xaõ hoäi thuùc ñaåy khoa hoïc hôn möôøi tröôøng ñaïi hoïc”. Maët khaùc thöïc tieãn cuõng laø tieâu chuaån ñeå kieåm tra nhaän thöùc . Thöïc teá laø nhöõng söï vieäc coù thaät, nhöõng tình hình cuï theå, nhöõng vaán ñeà ñaõ hoaëc chöa ñöôïc giaûi quyeát trong cuoäc soáng. Ngöôøi nghieân cöùu vôùi kinh nghieäm baûn thaân trong coâng taùc haøng ngaøy thöôøng thaáy ñöôïc caùc maët cuûa vaán ñeà, caùc moái quan heä phöùc taïp, caùc dieãn bieán, phöông höôùng phaùt trieån cuûa söï vaät töø ñoù coù ñònh höôùng thích hôïp giaûi quyeát ñeà taøi. Chính thöïc tieãn giuùp ngöôøi nghieân cöùu tìm thaáy vaán ñeà moät caùch cuï theå. Ngöôøi nghieân cöùu phaûi xem thöïc tieãn cao hôn nhaän thöùc ( lyù luaän ) vì noù coù öu ñieåm khoâng nhöõng coù tính phoå bieán maø coøn coù tính hieän thöïc tröïc tieáp.Hoà Chuû Tòch cuõng ñaõ daïy : “Hoïc taäp thì theo nguyeân taét: kinh nghieäm vaø thöïc tieãn phaûi ñi cuøng nhau” Ñeà taøi thöïc hieän mang tính thöïc tieãn, noäi dung cuûa ñeà taøilaø coù thaät, phaùt trieån töø thöïc teá khaùch quan. Coù theå noùi haàu nhö moïi coâng trình nghieân cöùu ñieàu coù giaù trò thöïc teá cuûa noù, chæ khaùc nhau ôû möùc ñoä ít nhieàu, phuïc vuï tröôùc maét hay laâu daøi, giaùn tieáp hay tröïc tieáp. 3. Taùc ñoäng cuûa ñieàu kieän khaùch quan ñeán vieäc thöïc hieän ñeà taøi: Trong quaù trình nghieân cöùu thöïc hieän ñeà taøi ngöôøi nghieân cöùu laø yeáu toá chuû quan goùp phaàn quan troïng ñeán keát quaû coøn ñoái töôïng nghieân cöùu, phöông phaùp nghieân cöùu keå caû phöông tieän ngieân cöùu, thôøi gian nghieân cöùu cuøng nhöõng ngöôøi coäng taùc nghieân cöùu vaø ngöôøi höôùng daãn nghieân cöùu laø nhöõng ñieàu kieän khaùch quan aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán vieäc nghieân cöùu vaø keát quaû nghieân cöùu. Ngöôøi nghieân cöùu caøng naém chaéc caùc yeáu toá khaùch quan ñoù bao nhieâu thì keát quaû nghieân cöùu caøng ñöôïc khaúng ñònh baáy nhieâu . CHÖÔNG II : KHAÛO SAÙT PHAÀN ÑOÄNG LÖÏC. I. GIÔÙI THIEÄU VEÀ ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU. Trong thôøi ñaïi ngaøy nay, haàu heát caùc daây chuyeàn saûn xuaát ñang daàn daàn ñöôïc töï ñoäng hoùa baèng caùch aùp duïng caùc kyõ thuaät tieân tieán cuûa khoa hoïc kyõ thuaät. Tuy theá, ñoäng cô ñieän moät chieàu vaãn ñöôïc coi laø moät loaïi maùy quan troïng. Noù coù ñaëc tính ñieàu chænh toác ñoä raát toát, vì vaäy maùy ñöôïc duøng nhieàu trong caùc nghaønh coâng nghieäp coù yeâu caàu cao veà ñieàu chænh toác ñoä nhö caùn theùp, haàm moû, giao thoâng vaän taûi… 1. Caáu taïo : Ñoäng cô ñieän moät chieàu goàm hai phaàn : Phaàn tónh (stator) vaø phaàn quay (rotor). Phaàn tónh laø phaàn ñöùng yeân cuûa maùy. Noù thöôøng bao goàm caùc boä phaän sau : – Cöïc töø chính : laø boä phaän sinh ra töø tröôøng chính trong voû maùy, goàm coù loõi saét cöïc töø vaø daây quaán kích töø loàng ngoaøi loõi saét cöïc töø. Loõi saét cöïc töø laøm baèng nhöõng laù theùp kyõ thuaät ñieän hay theùp cacbon daøy 0,5  1 mm eùp chaët laïi vôùi nhau. – Cöïc töø phuï : ñöôïc ñaët giöõa caùc cöïc töø chính vaø duøng ñeå caûi thieän ñoåi chieàu giuùp cho maùy ñieän laøm vieäc khoâng coù tia löûa xaûy ra giöõa choåi ñieän vaø vaønh ñoåi chieàu. Loõi theùp cöïc töø cöïc töø phuï thöôøng laøm baèng theùp khoái vaø treân thaân cöïc töø phuï coù ñaët daây quaán. – Goâng töø : duøng ñeå laøm maïch töø noái lieàn caùc cöïc töø, ñoàng thôøi laøm voû maùy. – Caùc boä phaän khaùc nhö Naép maùy ñeå baûo veä, Cô caáu choåi than. Phaàn quay goàm coù nhöõng boä phaän sau : – Loõi saét phaàn öùng : duøng ñeå daãn töø, thöôøng duøng nhöõng taám theùp kyõ thuaät ñieän daøy 0,5 mm ñöôïc phuû lôùp caùch ñieän vaø gheùp chaët laïi vôùi nhau. – Daây quaán phaàn öùng : laø phaàn sinh ra söùc ñieän ñoäng vaø coù doøng ñieän chaïy qua. Daây quaán ñöôïc caùch ñieän caån thaän vôùi raõnh cuûa loõi theùp. – Caùc boä phaän khaùc nhö caùnh quaït duøng ñeå quaït gioù laøm nguoäi maùy, truïc maùy ñeå ñaët loõi saét phaàn öùng, coå goùp, caùnh quaït vaø oå bi. 2. Nguyeân lyù laøm v ieäc cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu : Ñoäng cô ñieän moät chieàu laø moät thieát bò bieán ñoåi naêng löôïng cuûa doøng moät chieàu thaønh cô naêng. Trong quaù trình bieán ñoåi ñoù, moät phaàn naêng löôïng cuûa doøng xoay chieàu bò tieâu taùn do caùc toån thaát trong maïch phaàn öùng vaø trong maïch kích thích. Phaàn coøn laïi laø naêng löôïng ñöôïc bieán ñoåi thaønh cô naêng treân truïc ñoäng cô. Khi cho doøng ñieän moät chieàu chaïy vaøo daây quaán kích thích vaø daây quaán phaàn öùng seõ sinh ra töø tröôøng ôû phaàn tónh. Töø tröôøng naøy taùc duïng töông hoã leân doøng ñieän trong daây quaán phaàn öùng taïo ra momen taùc duïng leân rotor vaø laøm rotor quay. Nhôø coù vaønh ñoåi chieàu neân doøng ñieän moät chieàu ñöôïc chænh löu thaønh doøng xoay chieàu ñöa vaøo daây quaán phaàn öùng. Ñieàu naøy laøm löïc töø taùc duïng leân thanh daãn daây quaán phaàn öùng khoâng bò ñoåi chieàu vaø laøm ñoäng cô quay nñm nñm M KK R K U n MEE 2  theo moät höôùng. Coâng suaát öùng vôùi momen ñieän töø ñöa ra ñoái vôùi ñoäng cô goïi laø coâng suaát ñieän töø vaø baèng : Pñt = M = EöIö Trong ñoù : M : momen ñieän töø. 60 2 n   : toác ñoä goùc phaàn öùng. Iö : doøng ñieän phaàn öùng. Eö : suaát ñieän ñoäng phaàn öùng. 3. Ñaëc tính cô v aø ñaëc tính toác ñoä cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp. Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän laø quan heä giöõa hai thoâng soá : toác ñoä quay cuûa truïc vaø momen do ñoäng cô sinh ra trong quaù trình laøm vieäc ôû traïng thaùi ñònh möùc. Ñaëc tính cô cho pheùp ta ñaùnh giaù khaû naêng chòu taûi cuõng nhö naém ñöôïc khaû naêng laøm vieäc cuûa ñoäng cô khi duøng ñeå truyeàn taûi. Ñaëc tính toác ñoä (I) theå hieän moái quan heä giöõa toác ñoä goùc vôùi doøng ñieän trong maïch chính cuûa noù. Ñaëc tính toác ñoä cho pheùp ta ñaùnh giaù khaû naêng chòu taûi cuûa ñoäng cô qua doøng ñieän cuûa noù. a. Sô ñoà cô baûn vaø caùc ñaëc tính cuûa noù : n n n0 n0 0 Mñm Mnm M 0 Iö.ñm Iö.nm b. Caùc phöông trình cô baûn : Phöông trình ñaëc tính cô : I Hình II.2 Ñaëc tính cô vaø ñaëc tính toác ñoä cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp. Hình II.1 Sô ñoà nguyeân lyù cuûa maïch kích töø ñoäc laäp. + _U RKTCKT Rpö M UBoä ñieàu chænh ñieän aùp CKT RKT M 1 Phöông trình ñaëc tính toác ñoä : Trong ñoù : n : toác ñoä quay cuûa ñoäng cô. U : ñieän aùp ñaët vaøo ñoäng cô. R : toång trôû treân phaàn öùng. I : doøng ñieän chaïy trong phaàn öùng. M : momen cuûa ñoäng cô.  : töø thoâng döôùi moät cöïc töø chính. KE : heä soá suaát ñieän ñoäng phuï thuoäc vaøo caáu taïo. KM : heä soá momen cuûa ñoäng cô. II. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU CHÆNH TOÁC ÑOÄ ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU. 1. Ñieàu chænh toác ñoä baèng caùch thay ñoåi ñieän aùp ñaët vaøo phaàn ö ùng ñoäng cô. n n0 TN n1 Uñm n2 U1 U2 0 M C M Vieäc ñieàu chænh toác ñoä theo kieåu naøy chæ cho pheùp giaûm ñieän aùp (nhoû hôn ñieän aùp ñònh möùc) vaø chæ cho toác ñoä nhoû hôn toác ñoä ñònh möùc. Uñm > U1 > U2 n0 > n1 > n2 Phöông phaùp ñieàu chænh naøy coù phaïm vi ñieàu chænh D = 10/1. Öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø giöõ nguyeân ñaëc tính cuûa ñöôøng ñaëc tính cô. 2. Ñieàu chænh toác ñoä baèng caùch ñöa theâm ñieän trôû phuï vaøo phaàn öùng. n n0 RKT M K1K2K3 CKT + _ 1 R2 R1 n3 Rö n2 I K R K U n EE   Hình II.3 Sô ñoà ñieàu chænh toác ñoä baèng caùch thay ñoåi ñieän aùp ñaët treân phaàn öùng. 0 Mc M Theo sô ñoà treân, ta coù : Rö < R1 < R2 . n0 > n1 > n2 > n3 Khi ñieän trôû phuï R caøng lôùn thì ñoä cöùng cuûa ñöôøng ñaëc tính cô caøng giaûm vaø ngöôïc laïi. Phöông phaùp naøy chæ cho toác ñoä nhoû hôn toác ñoä cô baûn vì chæ theâm ñieän trôû vaøo chöù khoâng giaûm nhoû hôn Rö ñöôïc. Ñoàng thôøi, phöông phaùp naøy cho toác ñoä ñieàu chænh nhaûy caáp, möùc ñoä nhaûy caáp phuï thuoäc vaøo soá caáp khôûi ñoäng. 3. Ñieàu chænh toác ñoä baèng phöông phaùp thay ñoåi töø thoâng . n n1 n0 0 MC M Vôùi phöông phaùp naøy, ta chæ coù theå giaûm töø thoâng do trong thieát keá Ikt gaàn ñònh möùc,  gaàn ôû baûo hoaø. Neáu taêng Ikt ,  cuõng khoâng taêng bao nhieâu. Nhöng khi giaûm Ikt ,  giaûm raát nhieàu. Khi giaûm töø thoâng thaáp hôn giaù trò ñònh möùc, toác ñoä ñoäng cô taêng lôùn hôn toác ñoä cô baûn. ñm > 1 > 2 ncb < n1 < n2 Khi giaûm töø thoâng, toác ñoä taêng leân raát cao vaø toác ñoä naøy coù theå laøm hoûng ñoäng cô, neân thoâng thöôøng ngöôøi ta chæ cho pheùp ncb = 3nñm . 4. Ñieàu chænh toác ñoä baèng caùch reõ maïch phaàn öùng. n ncb n1 TN Reõ maïch phaàn öùng Rf = Rnt 0 Mc M MN Hình II.5 Sô ñoà ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô baèng phöông phaùp giaûm töø thoâng. Hình II.4 Sô ñoà ñieàu chænh toác ñoä baèng phöông phaùp theâm ñieän trôû phuï. _ RKT CKT T + U M 1 RKT M CKT + _U Rss Rnt 1 Hình II.6 Sô ñoà ñieàu chænh toác ñoä baèng phöông phaùp reõ maïch phaàn öùng. Phöông trình ñaëc tính cô cuûa phöông phaùp naøy : M KeKm kRntRu Ke Udm kn 2   Vôùi : RntRss Rss k   Vôùi phöông phaùp naøy, ta coù theå ñieàu chænh ñöôïc toác ñoä nhoû hôn toác ñoä cô baûn, toån thaát naêng löôïng thaáp vaø ñieàu chænh toác ñoä nhaûy caáp. CHÖÔNG III. KHAÛO SAÙT MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN ÑIEÄN AÙP BAÈNG CAÙCH THAY ÑOÅI ÑOÄ ROÄNG XUNG. I. Boä baêm ñieän aùp moät chieàu. 1. Giôi thieäu. Boä baêm xung moät chieàu coù theå coi nhö laø boä bieán ñoåi DC/DC maø ñieän aùp bieán ñoåi ñöôïc ñaûm nhaän baèng caùc linh kieän baùn daãn coâng suaát. Nhieäm vuï chính cuûa noù laø thay ñoåi ñieän aùp ra theo yeâu caàu ñieàu chænh hoaëc oån ñònh ñieän aùp ra taûi. Baêm xung moät chieàu ñöôïc söû duïng nhieàu trong caùc thieát bò nhö ñoäng cô ñieän moät chieàu, caùc boä phaän nung ñoát baèng dieän trôû, caùc cô caáu ñieän töø, maïch oån aùp daûi roäng...Van thích hôïp vôùi baêm xung moät chieàu laø caùc loaïi maø ñieàu khieån ñöôïc caû quaù trình môû vaø khoaù van, do ñoù thöôøng duøng Transistor (löôûng cöïc, MOSFET, IGBT). Khi caàn coâng suaát ra taûi lôùn (doøng ñieän vaø ñieän aùp cao) ta phaûi duøng ñeán Tiristor. Vì Tiristor laø moät linh kieän baùn daãn coâng suaát coù theå chòu ñöôïc doøng ñieän qua noù raát lôùn vaø cho pheùp ñieän aùp ngöôïc ñaët leân noù khaù cao. Ñeå maïch baêm xung hoaït ñoäng thì caùc phaàn töû ñoùng vai troø laø van ñoùng môû phaûi ñöôïc ñieàu khieån baèng caùc xung kích trong thôøi gian thích hôïp. Trong haàu heát caùc linh kieän ñoùng môû baùn daãn coâng suaát, vieäc ñoùng caét ñöôïc thöïc hieän baèng caùch ñöa tín hieäu thích hôïp vaøo chaân ñieàu khieån. Ñoái vôùi thyristor thì ñieàu naøy khoâng theå thöïc hieän ñöôïc vì cöïc coång chæ coù taùc duïng trong vieäc kích môû thyristor maø thoâi. Ñeå taét thyristor khi ñaõ daãn trong nguoàn DC, ta phaûi theâm vaøo caùc phaàn töû chuyeån maïch ñeå coù ñöôïc caùc dieàu kieän taét laø ñaët ñieän aùp ngöôïc treân hai ñaàu thyristor hoaëc laøm cho doøng chaïy qua noù bò trieät tieâu. Boä baêm xung moät chieàu coù theå chia thaønh ba loaïi cô baûn : – Boä baêm coù van maéc song song taûi coøn ñieän caûm maéc noái tieáp vôùi taûi (kieåu song song). – Boä baêm ñaûo doøng. Hai loaïi baêm naøy coù öu ñieåm laø cho ñieän aùp ra treân taûi lôùn hôn ñieän aùp nguoàn nhöng noù khoâng thích hôïp vôùi taûi coù coâng suaát lôùn neân ít ñöôïc söû duïng. – Boä baêm coù van vaø ñieän caûm maéc noái tieáp vôùi taûi (kieåu noái tieáp) Boä baêm naøy chæ cho ñieän aùp ra nhoû hôn ñieän aùp nguoàn nhöng coù öu ñieåm söû duïng ñöôïc cho taûi coù coâng suaát cao, do ñoù noù thoâng duïng hôn. Trong phaïm vi cuoán ñoà aùn naøy, ngöôøi thöïc hieän chæ ñeà caäp ñeán boä baêm coù van maéc noái tieáp vôùi taûi. Hoaït ñoäng cuûa noù döïa treân nguyeân taéc ñoùng – ngaét taûi vôùi nguoàn theo chu kyø : trong moät chu kyø T (hình aa), khoaûng thôøi gian to cho van daãn neân ñieän aùp nguoàn E ñöa thaúng ra taûi, trong khoaûng thôøi gian coøn laïi (T-to) van hôû, laøm ñieän aùp treân taûi baèng khoâng. Do ñoù ñieän aùp trung bình moät chieàu ra taûi laø: R EED I dt   . Trong ñoù D = to/T laø tyû soá chu kyø cuûa boä baêm. T to Hình III.1 Theo bieåu thöùc treân ta thaáy ñeå ñieàu chænh ñöôïc ñieän aùp ra taûi coù theå thay ñoåi ñoäc laäp to, T hoaëc ñoàøng thôøi caû hai tham soá naøy, thoâng duïng nhaát laø phöông phaùp thay ñoåi to trong khi giöõ chu kyø Tcoá ñònh. Nhö vaäy töø ñieän aùp nguoàn khoâng ñoåi vaø lieân tuïc, baèng caùch “baêm” noù ra thaønh caùc xung, ta coù theå ñieàu chænh ñöôïc ñieän aùp ra. Ñeå thieát keá hay khaûo saùt moät boä baêm xung, ngöôøi ta thöôøng quan taâm ñeán caùc cheá ño ä doøng ñieän. Theo nguyeân lyù hoaït ñoäng, trong khoaûng thôøi gian van khoùa, nguoàn bò ngaét khoûi taûi, tuy nhieân do taûi coù tính ñieän caûm neân doøng ñieän taûi vaãn tieáp tuïc chaûy quaån qua ñioât D2 nhôø naêng löôïng tích luõy ôû ñieän caûm naøy. Caên cöù vaøo caùc tham soá R, L, Ed (söùc ñieän ñoäng beân trong taûi) vaø khoaûng thôøi gian ngaét nguoàn (T-to) maø doøng ñieän taûi coù theå toàn taïi ñeán khi van daãn trôû laïi (goïi laø cheá ñoä doøng ñieän lieân tuïc ) hoaëc seõ taét tröôùc ñoù (cheá ñoä doøng ñieän giaùn ñoaïn). Ñeå bieát ñöôïc maïch hieän coù ñang laøm vieäc ôû cheá ñoä doøng ñieän naøo caàn döïa theo moät trong caùc ñieàu kieän giôùi haïn giöõa hai cheá ñoä naøy nhö sau : a. Theo thôøi gian van daãn tgh :        )1(1ln R L T d gh e E E R L t Neáu thôøi gian van daãn thöïc teá to tgh, doøng ñieän seõ lieân tuïc. b. Theo trò soá trung bình doøng ñieän taûi giôùi haïn Igh : 0. 1 . 1 1 1 1 , ); 1 1 .( t L R T L R gh ebea a b aD R E I     Neáu doøng thöïc cuûa taûi It Igh, doøng ñieän laø lieân tuïc. c. Theo trò soá cuûa söùc ñieän ñoäng Ed : 1 1 1 1 1 . a b aEEdgh    Neáu Ed > Edgh thì doøng ñieän giaùn ñoaïn. Neáu Ed < Edgh thì doøng ñieän lieân tuïc. Caùc bieåu thöùc tính toaùn ôû cheá ñoä doøng ñieän lieân tuïc : Ñieän aùp trung bình ra taûi : Ut = D.E Doøng ñieän trung bình qua taûi : R EED I dt   . Caùc daïng soùng theå hieän nhö sau : ut E 0 to T (T+to) 2T t it Imax Imin 0 t iT Imin 0 t Qui luaät bieán thieân doøng ñieän taûi it : Giai ñoaïn töø 0 ñeán t0 : t L R d e a ba R E R EE ti . 1 11 1 1 1. )(       Giai ñoaïn töø t0 ñeán T: . 1 1 2 1 1 )( t L R d e a b R E E R tt      Giaù trò cöïc ñaïi doøng taûi Imax: )( 1 1 )0( 1 1 1 2max R E a b R E tiI d     Giaù trò cöïc tieåu doøng ñieän taûi Imin: R E a aba R E tiI d    1 111 1min 1 . )0( Ñoä ñaäp maïch doøng ñieän taûi I: 1 11 1 1 1 ).1)(1( a bab R E I     Trò soá trung bình cuûa doøng ñieän qua ñioât: )1( )1( ).1)(1( 0 1 11 1 1 T t R E aTR babL R E I dD      Trò soá ûtrung bình doøng ñieän qua van : TR Et a bab TR L T t R E I dV . 1 ).1)(1( . . 0 1 11 1 10           Caùc bieåu thö ùc tính toaùn ôû cheá ñoä doøng ñieän g iaùn ñoaïn : Ñoà thò laøm vieäc cuûa cheá ñoä naøy nhö hình veõ sau ñaây: ut E Ed E 0 to T t it in Imax 0 t iT to 0 t Ñieän aùp trung bình ra taûi : )1(0 T t EE T t U ndt  Trong ñoù tn laø khoaûng thôøi gian doøng ñieän taûi coøn tieáp tuïc chaûy keå töø khi ngaét nguoàn E khoûi taûi vaø ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc sau:           )1(1ln 11b E EE R L t d d n Doøng ñieän trung bình qua taûi : R EU I dtt   Quy luaät bieán thieân doøng ñieän taûi it : Giai ñoaïn töø 0 ñeán t0 : )1()( ... 1 t L R d e R EE tt     Giai ñoaïn töø to ñeán T (hay ñeán tn) : t L R d t L R d eb R EE e R E ti . 1 1 . 2 )1()1()(       Giaù trò cöïc ñaïi doøng taûi Imax : )1( 11max    b R EE I d giaù trò doøng ñieän cöïc tieåu Imin taát nhieân baèng khoâng. 2. Giôùi thieäu boä baêm xung moät chieàu taét cöôõng böùc baèng ñieän aùp. Hình III.6 a. Vai troø cuûa caùc linh kieän trong maïch (hình III.6) : S1 laø SCR chính coù nhieäm vuï noái hoaëc ngaét nguoàn vôùi taûi. XK1 : maïch kích cho SCR1. S2 laø SCR phuï, tham gia vaøo vieäc ngaét (khoaù) S1. XK2 : maïch kích cho SCR2. LC laøm nhieäm vuï dao ñoäng, D1 ngaên doøng ñieän ngöôïc, D2 baûo veä cho maïch khi S1 ngaét. b. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch : Giaû söû caùc SCR (S1, S2) ñeàu lyù töôûng vaø caùc linh kieän trong maïch khoâng coù toån hao. Khi nguoàn moät chieàu E ñaõ ñöôïc caáp, traïng thaùi ban ñaàu : S1 vaø S2 ñeàu bò khoaù (töùc chöa coù xung kích ôû cöïc coång) thì khoâng coù baát kyø moät doøng ñieän naøo chaïy qua taûi. Ñeå maïch hoaït ñoäng moät caùch hôïp lyù thì ñaàu tieân cho tuï C naïp baøng caùch cho xung ñieàu khieån vaøo cöïc coång cuûa S2, luùc naøy maïch ñieän hình III.6 töông ñöông nhö hình III.a : tuï ñieän C seõ ñöôïc naïp theo ñöôøng E_ Rt _ C _ S2 _E vaø doøng ic giaûm daàn theo haøm muõ töø giaù trò ñaàu E/Rt . Sau moät khoaûng thôøi gian, tuï C ñöôïc naïp tôùi ñieän aùp E cuûa nguoàn, nhöng thöïc teá khi doøng ñieän taûi giaûm döôùi möùc duy trì cuûa S2 thì doøng ñieän ngöng. Khi coù xung ñieàu khieån vaøo cöïc coång cuûa S1, laøm S1 ñoùng maïch nhö hình III.b, luùc naøy tuï C phoùng ñieän qua S1 - L –D1 – C vaø ñöôïc naïp ngöôïc laïi. Ñieän aùp treân tuï taêng daàn theo chieàu ngöôïc laïi vaø cuoái cuøng, dieän aùp treân noù seõ laø uc = -E do coù söï xuaát hieän dao ñoäng LC. Dao ñoäng LC trong maïch seõ naïp vaøo tuï C vaø noù chæ keùo daøi trong moät nöûa chu kyø (vì D1 ngaên doøng ñieän ngöôïc). Luùc naøy neáu cho xung ñeå môû S2, thì S1 seõ chòu ñieän aùp ngöôïc uc = -E laøm S1 ngöng daãn (traïng thaùi chuyeån töø hình III.b hình III.a). Goïi chu kyø baêm laø T: T = T1+T2. Thôøi gian ñoùng maïch cuûa S1 laø T1 : T1 = T. Thôøi gian ngaét maïch cuûa S1 laø T2 =T –T1 vaø tyû soá chu kyø laø D = T1/T. Gía trò trung bình cuûa ñieän aùp taûi : DUUdt T U DT t   0 1 Baèng caùch laøm bieán ñoåi tyû soá chu kyø D (trong khi giöõ cho taàn soá khoâng ñoåi T=const) ta coù theå ñieàu chænh ñöôïc giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp moät chieàu ñaët treân taûi.  Tröôøng hôïp taûi laø R+L : 2 2 1 cLiW  Taûi trôû khaùng tích luyõ moät naêng löôïng ñieän töø : Khi doøng ic taêng tröôûng, D2 coù theå hoaøn traû naêng löôïng. D2 ñaáu song song ngöôïc vôùi maïch taûi ñeå taïo ñöôøng phoùng ñieän cho khoái naêng löôïng ñieän töø noùi treân, khi doøng ic giaûm. Luùc ñaàu doøng taûi ic = 0, doøng ic ñöôïc xaùc laäp daàn daàn. Qua moät vaøi chu kyø doøng ic seõ bieán ñoäng giöõa hai giaù trò I1 vaø I2. E i I2 E I1 0 T1 T2 pha quaù ñoä t 0 T t Hình IIIA Hình IIIb Kyù hieäu boä baêm ñieän aùp laø: Ñ ERi dt di L c c  Khi Ñ ñoùng ta coù phöông trình : 0 c c Ri dt di L Coøn khi Ñ môû ta coù : 3. Giôùi thieäu v eà vieäc baêm x ung moät chieàu taét cöôõng böùc baèng doøng ñieän. Hình IIIC a. Chöùc naêng cuûa caùc phaàn töû trong maïch : Hình treân theå hieän maïch baêm xung duøng SCR coù phaàn taét cöôõng böùc. Ngoõ vaøo laø ñieän aùp DC kí hieäu laø E, ñieän trôû taûi laø Rt . Phaàn töû ñoùng môû chính cuûa maïch laø S1 vaø vieäc kích môû noù ñöôïc thöïc hieän bôûi xung kích XK1. Ñeå khoaù cho S1, ta duøng maïch khoaù cöôõng böùc baèng goàm naêm phaàn töû maéc vaøo hai ñaàu anode vaø cathode cuûa S1. Trong ñoù hai diode D1, D2 vaø R ñoùng vai troø hoå trôï trong vieäc chuyeån maïch, hai phaàn töû chuyeån maïch laø L vaø C taïo thaønh maïch dao ñoäng vaø S2 laø SCR phuï maø vieäc kích môû noù ñöôïc thöïc hieän baèng xung kích XK2. Diode D3 laøm nhieäm vuï baûo veä cho taûi khi S1 ngaét. b. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch : Tröôùc heát ta giaû söû raèng caùc SCR S1, S2 vaø caùc diode D1, D2 khoâng daãn ñieän, coù nghóa laø khoâng coù doøng ñieän qua taûi. Trong khoaûng thôøi gian naøy, tuï ñieän C ñöôïc naïp ñeán giaù trò ñieän aùp Vco thoâng qua ñieän trôû R (hình III11). Sau khi tuï C ñöôïc naïp ñaày, ta coù theå ñöa xung kích vaøo S1 ñeå noái taûi vôùi nguoàn vaø sô ñoà maïch ñieän coù theå veõ laïi nhö hình III.12. Luùc naøy ñieän aùp treân tuï vaãn giöõ nguyeân giaù trò ñaõ ñöôïc naïp vaø ñieän aùp treân taûi laø E. Neáu muoán khoaù SCR S1, ta ñöa xung kích vaøo S2. Luùc naøy tuï ñieän C seõ phoùng ñieän qua S2, L vaø veà laïi C vaø maïch ñieän coù theå veõ laïi nhö hình III.13. Doøng ic xaõ qua cuoän caûm L taïo neân söï dao ñoäng. Nöõa chu kyø ñaàu, doøng dao ñoäng naøy chaïy qua S2 vaø naïp ngöôïc laïi cho tuï C. Ñeán nöõa chu kyø sau, khi tuï ñaõ naïp ñaày theo chieàu ngöôïc laïi nhö hình III.14, S2 ngaét vaø doøng baét ñaàu chaïy ngöôïc laïi qua S1. Khi doøng qua S1 bò trieät tieâu, thì S1 ngaét vaø doøng tieáp tuïc chaïy qua diode D2 maéc song song ngöôïc chieàu vôùi S1 ñeå duy trì thôøi gian taét cho S1 vaø maïch ñöôïc veõ laïi nhö hình III15. Sau khi S1 vaø S2 ñeàu ngaét thì doøng dao ñoäng seõ chaïy qua diode D1 xuoáng mass nhö ôû hình III16 vaø tuï ñieän baét ñaàu naïp ngöôïc laïi nhö giaù trò ban ñaàu, baét ñaàu cho chu kyø tieáp theo. Hình III11 Hình III12 Hình III.13 Hình III.14 Ic Hình III.15 Hình III.16 II. Boä taïo xung kích cho SCR : 1. Nhieäm v uï cuûa maïch taïo x ung kích. Nhö ta ñaõ bieát, SCR khi ñaõ daãn thì khoâng theå taét ñöôïc baèng xung kích maø caàn phaûi coù moät boä phaän laøm cho noù taét. Boä phaän naøy phaûi thoaû maõn moät trong caùc yeâu caàu taét cuûa SCR. Nhö ñaõ khaûo saùt ôû phaàn treân, boä baêm xung moät chieàu duøng hai linh kieän SCR, moät con chính ñeå noái taûi vôùi nguoàn vaø moät con phuï ñeå laøm taét noù. Do vaäy, maïch taïo xung kích cho SCR phaûi taïo ñöôïc hai xung kích vaø caùc xung kích naøy ñuû lôùn ñeå ñaûm baûo kích môû ñöôïc SCR. Ñoàng thôøi, thôøi gian xuaát hieän giöõa hai xung kích naøy coù theå ñieàu chænh ñöôïc vaø daïng soùng treân taûi phuï thuoäc vaøo hai xung kích naøy. 2. Sô ñoà khoái : Boä phaän taïo soùng tam giaùc nhaèm muïc ñích laøm tín hieäu so saùnh cho boä taïo xung vuoâng coù ñoä roäng thay ñoåi ñöôïc. Töø ñaây chia ra laøm hai ñöôøng : moät ñi qua maïch ñaûo ñeå ñeán maïch ñôn oån, moät ñi thaúng ñeán maïch ñôn oån khaùc ñeå hình thaønh hai xung kích. Xung ñi ra töø hai maïch ñôn oån ñöôïc troän vôùi xung coù taàn soá cao do boä dao ñoäng ñöa ñeán. Boä dao ñoäng taàn soá cao coù chöùc naêng taêng khaû naêng kích cho caùc xung kích, ñaûm baûo kích ñöôïc caùc SCR. Sau ñoù, caùc xung naøy ñöôïc ñöa ra boä phaän xuaát xung ñieàu khieån ñi ñeán cöïc coång cuûa SCR. 3. sô ñoà maïch ñieän : Khoái nguoàn Boä phaän xuaát xung ñieàu khieån Boä phaän taïo soùng tam giaùc Boä taïo xung vuoâng coù ñieàu chænh Maïch ñôn oån ñaët tröôùc ñoä roäng xung Boä dao ñoäng taàn soá cao Boä phaän troän tín hieäu Boä phaän ñaûo xung Maïch ñôn oån ñaët tröôùc ñoä roäng xung Hình III.17 THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 33 Hình III.18 THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 34 4. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch : Ñaàu tieân, boä dao ñoäng taïo soùng tam giaùc do hai IC 741a vaø 741b ñaûm nhaän. Boä dao ñoäng naøy taïo ra taàn soá chuû yeáu cho boä baêm xung moät chieàu. Taàn soá soùng tam giaùc do R1, R2, R3 vaø C1 quyeát ñònh. Soùng tam giaùc naøy ñöôïc ñöa ñeán ngoõ vaøo ñaûo cuûa 741c, coøn ngoõ vaøo khoâng ñaûo ñöôïc noái ra chaân giöõa cuûa bieán trôû VR. Xung vuoâng ôû ngoõ ra coù theå thay ñoåi ñöôïc ñoä roäng xung khi thay ñoåi bieán trôû VR do thay ñoåi möùc so saùnh vôùi soùng tam giaùc. Xung vuoâng naøy ñöôïc chia laøm hai ñöôøng : ñöôøng thöù nhaát ñi qua moät coång ñaûo vaø ñöôøng coøn laïi ñi qua hai coång ñaûo ñeå söûa daïng xung roài ñi ñeán hai ngoû kích cuûa maïch ñôn oån ñeå taïo ra xung coù ñoä roäng xung khoâng thay ñoåi. Ñoä roäng xung cuûa maïch ñôn oån coù theå ñaët tröôùc sao cho noù ñuû ñeå kích SCR. Maïch ñôn oån do hai IC AN555a vaø AN555b thöïc hieän. Ngoõ ra cuûa chuùng seõ ñöôïc troän vôùi maïch dao ñoäng taàn soá cao thöïc hieän bôûi IC AN555c ñeå cho xung kích laø moät taäp hôïp cuûa moät chuøm xung, laøm taêng khaû naêng kích cho SCR. Caùc xung naøy seõ ñöôïc ñöa qua OPTO nhaèm caùch ly maïch taïo xung kích vôùi ngyuoàn ñieän theá cao khi ñöa vaøo cöïc coång cuûa SCR. uv (ngoû vaøo chaân soá 3) +v 0 t _ v ur (ngoû vaøo chaân soá 2) +v 0 to t _ v Daïng soùng ra ôû OPTO 4N26B Daïng soùng ra ôû OPTO 4N26A t t 0 0 +V +V THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 35 CHÖÔNG IV: THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG MAÏCH I. THIEÁT KEÁ MAÏCH : 1. Thieát keá vaø tính toaùn caùc giaù trò cho maïch baêm x ung moät chieàu. Ñeå tính toaùn caùc giaù trò cho maïch baêm xung moät chieàu, tröôùc heát ta caàn coù caùc soá lieäu ban ñaàu nhö sau: Ung = 300V. Rtaûi = 50. Itaûi = 6A. Thôøi gian daãn nhoû nhaát coù theå ñöôïc cuûa S1 laø : Ton = 500s. Thôøi gian khoaù cuûa SCR ñöôïc choïn thieát keá laø : toff = 50s. Khoaûng ñieän aùp ñieàu chænh ñöôïc töø 30V  300V. Tyû soá chu kyø nhoû nhaát laø : Dmin = 30/300 = 0.1 Chu kyø cuûa boä baêm laø : T = Ton/D = 500/0.1 = 5000s. Vaø taàn soá lôùn nhaát coù theå ñöôïc cuûa boä baêm laø : f = 1/T = (1/5000).106 = 200Hz. Döïa treân nhöõng thoâng soá choïn ôû treân, vaø ñeå cho maïch hoaït ñoäng toát thì caùc thoâng soá cuûa maïch baêm ñöôïc tính toaùn nhö sau : a. Thieát keá v aø tính toaùn c aùc giaù trò cho maïch baêm taét c öôõng böùc baèng ñieän aùp . Nhö ñaõ khaûo saùt ôû chöông III, ta coù sô ñoà maïch baêm xung moät chieàu taét cöôõng böùc baèng ñieän aùp nhö hình III.4 : Ñaàu tieân ñeå choïn tuï ñieän, ta nhaän thaáy raèng theo daïng soùng ñieän aùp cuûa us1, thôøi gian khoaù cuûa SCR S1 naèm ôû giöõa khoaûng taêng theo haøm muõ töø –E ñeán +E. Vôùi maïch dao ñoäng L – C, taïi thôøi ñieåm t = 0, baét ñaàu khoaù S1, ta coù : us1 = E + Ae -t/T Trong ñoù : T = RC laø thôøi haèng naïp xaû cuûa tuï ñieän . Vôùi us1 = -E ôû t = 0, do ñoù A = -2E. Töø ñoù suy ra : us1 = E –2Ee -t/T Khi us1 = 0 thì t = thôøi gian khoùa cuûa S1 = 60s, do ñoù : us1 = 300 – 2.(300)e -(60.10-6)/T = 0 Suy ra : T = 87s Trong maïch dao ñoäng R – C, ta laïi coù : T = RC Do ñoù, C = T/R = 87/50 = 1.73F. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 36 Ta choïn C = 2.2F. Theo nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch treân cho ta bieát thôøi gian khoaù cuûa SCR S1 baèng moät phaàn tö chu kyø dao ñoäng cuûa L – C, neân ta coù : Suy ra L = 0.66mH Ñeå tính doøng ñieän dao ñoäng lôùn nhaát trong maïch dao ñoäng L-C, ta caân baèng bieåu thöùc sau : ½CU2 = ½LI2 Vaø ta coù ñöôïc doøng ICmax = 17.3A. Ñeå choïn SCR, ta nhaän thaáy raèng, doøng ñieän qua S1 seõ laø : IS1max = Itaûi + ICmax = 6 + 17.3 = 23.3A. Nhö vaäy, ta phaûi choïn SCR S1 coù khaû naêng chòu ñöôïc doøng ñieän lôùn hôn hoaëc baèng 23.3A ñeå noù coù theå hoaït ñoäng toát trong maïch. Ñoái vôùi S2 thì noù chæ chòu doøng ñieän naïp vaø xaû qua tuï C neân coù theå choïn vôùi giaù trò doøng ñieän thaáp hôn. Tính soá voøng daây cuûa cuoän daây L : Theo coâng thöùc ta coù: l SN L 2 0 Trong ñoù : d L : chieàu daøi cuoän daây. l N : soá voøng daây cuûa cuoän daây. 0 : heä soá töø thaåm. S : dieän tích cuoän daây. Töø coâng thöùc treân ta coù: S lL N . . 0  ÔÛ ñaây choïn : d = 0.05m, l = 0.05m, 0 = 4.10 -7 Thay soá: Sô ñoà maïch baêm ñöôïc theå hieän nhö sau : .10.602 4 1 6 sLCtoff   vong R N 115 104 05.010660 27 6        E S1 S2 Rt L C XK2 XK1 50 2.2uF 0.66mH D1 D2 + THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 37 b. thieá t k eá vaø tính toaùn c aùc giaù trò cho maïc h baêm taét cöôõng böùc baèng doøng ñieän : Sô ñoà maïch ñieän nhö hình III.8 ñaõ khaûo saùt ôû phaàn tröôùc, vôùi caùc giaù trò cho ôû treân, ta tính caùc trò soá cuûa maïch baêm nhö sau : Trong thöïc teá, khi maïch ñöôïc caáp ñieän vôùi ñieän aùp nguoàn, tuï C seõ ñöôïc naïp qua ñieän trôû R ñeán moät giaù trò gaàn gaàn baèng ñieän aùp nguoàn. Thôøi gian chuyeån maïch ñuû nhoû (so vôùi thôøi gian laøm vieäc) neân doøng ñieän coi nhö khoâng ñoåi trong giai ñoaïn naøy vaø coù trò soá baèng Icmax . Ñoái vôùi ñieän trôû R ta choïn sao cho trò soá cuûa noù vöøa ñuû lôùn ñeå doøng ñieän qua noù khoâng ñaùng keå so vôùi doøng dao ñoäng cuûa maïch LC. Ñoàng thôøi vöøa ñuû nhoû ñeå ñaùp öùng tuï C kòp naïp gaàn baèng nguoàn. Thoâng thöôøng giaù trò cuûa R ñöôïc laø 100K. Doøng ñieän dao ñoäng trong L - C coù daïng hình Sin (hình IV.2), neân ta coù : t L C Ut L C UtIi ngCCc  sinsinsin maxmaxmax Ñeå cho maïch baêm hoaït ñoäng ñöôïc moät caùch chaéc chaén, ta caàn coù : Icmax = KItai (K > 1). Thoâng thöôøng K ñöôïc choïn baèng 2 (K = 2). Do ñoù: max2 tI L C U  (1) Theo nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch (lyù töôûng) thì thôøi gian taét (toff) cuûa Sc laø : offt Nhöng trong thöïc teá thì thôøi gian naøy phaûi laø : ttoff  Vôùi t : laø khoaûng thôøi gian treå c uûa SCR, choïn t = 10. Ñeå thôøi gian taét coù theå duy trì cho SCR phuïc hoài chöùc naêng khoùa khi chöa coù xung kích, ta caàn : )( 3 2 ttt offkk  Vôùi toff LCT  ICmax Itaûi Hình IV.2 Daïng soùng cuûa maïch dao ñoäng L – C. Hình IV. 1 Sô ñoà maïch baêm taét cöôõng böùc baèng ñieän aùp. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 38 LC t 1  Suy ra: )2( 3 2 )( 1   tt LC off Giaûi heä phöông trình (1) vaø (2) ta coù: )( 3 )( 4 3 tt U I C tt I U L off ng t off t ng     Thay soá ta coù: FFC mHHL 2.1)(10)1050( 14.3300 63 72.0)(10)1050( 614.34 3003 6 6           Vaäy choïn : L = 0.72mH C = 1F Coâng thöùc tính soá voøng daây cuûa cuoän daây: l SN L 2 0 Suy ra S lL N    0 Neáu ta choïn quaán cuoän daây coù chieàu daøi laø 50cm vaø ñöôøng kính laø 50cm thì soá voøng daây phaûi quaán laø : VongN 120 2 05.0 14.31014.34 05.010720 2 7 6             Veà vieäc tính doøng ñieän ñeå choïn SCR cho phuø hôïp, ta bieát raèng S1 chæ chòu doøng ñieän taûi cho neân ta coù theå choïn S1 coù möùc chòu ñöïng ñieän aùp lôùn hôn doøng ñieän taûi laø ñöôïc. Coøn ñoái vôùi S2 thì doøng ñieän qua noù ñöôïc tính laø lôùn hôn doøng ñieän taûi (thoâng thöôøng laø lôùn hôn hai laàn). Cho neân SCR S2 phaûi coù möùc chòu doøng lôùn hôn hai laàn doøng ñieän taûi thì maïch baêm coù theå hoaït ñoäng toát. Maïc h baêm taét cöôõng böùc baèng doøng ñieän c où c aùc giaù trò nhö hình veõ sau : THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 39 Hình IV.3 Sô ñoà maïch baêm taét cöôõng böùc baèng doøng ñieän. 2. Thieát keá vaø tính toaùn caùc giaù trò cho maïch taïo xung kích : Nhö ta ñaõ bieát, maïch taïo xung kích cho SCR trong maïch baêm xung phaûi ñaùp öùng ñaày ñuû caùc yeâu caàu veà taàn soá vaø thôøi ñieåm kích nhö ñaõ ñeà caäp ñeán trong chöông III. Ñeå tính toaùn caùc giaù trò cho maïch ôû hình III.16 vôùi taàn soá laøm vieäc laø 200Hz, tröôùc heát ta choïn nguoàn cung caáp cho toaøn maïch laø 12V vaø vieäc tính toaùn ñöôïc thöïc hieän nhö sau : a. Tìm trò soá cho caùc linh kieän trong boä phaän taïo taàn soá cô baûn coù ñoä roäng xung thay ñoåi ñöôïc. Boä phaän naøy goàm IC 741A, IC 741B, IC 741C R1, R2, R3, R4, R5, C1 vaø C2 thöïc hieän. ÔÛ boä dao ñoäng taïo soùng cô baûn ñaàu tieân, chu kyø cuûa noù ñöôïc tính laø : Trong ñoù : Ta choïn R2 = 10k, R3 = 2.2k. Taàn soá laø f = 200Hz neân ta coù chu kyø T = 5ms. Do ñoù : R1C1 = 3.6ms. Khi ta choïn C1 = 1F thì R1 = 3.6k (laáy R1 = 3.3k). Soùng vuoâng do boä phaän treân taïo ra coù bieân ñoä ñænh - ñænh laø 24V vaø tæ soá chu kyø laø : D = 0.5 cho neân thôøi gian ôû möùc cao cuûa xung laø 2.5ms. Ñeå chuyeån soùng vuoâng ñöôïc taïo ra ôû treân thaønh soùng tam giaùc, ta caàn tính :      1 1 ln2 11CRT 32 3 RR R   ms V t Vra 6.9 5.2 24    XK2 XK1 E Rt C L D1 D2 R 50 1uF 100K 0.72mH + - S1 S2 D3 18.0 2.210 2.2    THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 40 Vì moái quan heä : Neân ta coù : R4C2 = 2.5ms. Choïn C2 = 0.47F thì R4 = 5.3k (laáy R4 = 4.7k) Thoâng thöôøng R5 choïn baèng R4 = 4.7k. Soùng tam giaùc naøy laø tín hieäu so saùnh vôùi ñieän aùp moät chieàu ñöa vaøo töø bieán trôû VR ñeå taïo ra soùng vuoâng coù ñoä roäng xung thay ñoåi ñöôïc. Muoán thay ñoåi ñoä roäng xung ta chæ vieäc thay ñoåi möùc ñieän aùp so saùnh baèng caùch chænh bieán trôû naøy. Giaù trò cuûa bieán trôû ñöôïc choïn laø 5k. b. Tính caùc giaù trò cho boä phaän taïo xung ñôn oån : Boä phaän naøy goàm hai maïch ñôn oån rieâng bieät vaø hoaøn toaøn gioáng nhau nhaèm cung caáp xung kích cho hai SCR trong maïch baêm xung moät chieàu. Chuùng bao goàm IC AN555A, IC AN555B, R11, R12, C1 vaø C2 thöïc hieän. Ñoä roäng xung ñôn oån ñöôïc choïn ñeå thieát keá laø 0.5ms. Ñoä roäng naøy laø khoâng ñoåi trong khi thay ñoåi ñoä roäng xung ôû ngoõ vaøo. Ñoä roäng xung trong maïch ñôn oån duøng IC555 ñöôïc tính laø : T = R11C5ln3 = R12C6ln3 Khi T = 0.5ms, ta coù : R11C5 = R12C6 = 0.454ms. Choïn C5 = C6 = 1F thì ñieän trôû R11 = R12 = 454. Vaäy giaù trò caùc linh kieän phaûi choïn laø : C5 = C6 = 1F; R11 = R12 = 470. c. Tính caùc giaù trò cho maïch dao ñoäng taàn soá cao. Maïch dao ñoäng taàn soá cao naøy nhaèm muïc ñích troän vôùi xung ñôn oån ñeå taêng khaû naêng kích cho maïch taïo xung kích. Taàn soá thieát keá cho boä phaän naøy khoaûng 10KHz. Vôùi taàn soá ñoù, ta tính caùc giaù trò cho boä phaän naøy vôùi caùc linh kieän IC AN555C, IC AN555D, R17, R18, R19, R20, C9, C10, D2 vaø D3. Ñeå xung ra coù ñöôïc tæ soá chu kyø laø D = 0.5 thì ta phaûi coù R17 = R18 = R19 = R20 vaø theâm diode D2 maéc song song vôùi R18, diode D3 maéc song song vôùi R20. Taàn soá cuûa boä dao ñoäng naøy ñöôïc tính laø : Töø ñoù ta coù : R17C9 = 0.072ms. Choïn C9 = C10 = 0.1F thì R17 = 0.72k. Vaäy caùc linh kieän caàn phaûi choïn laø : C9 = C10 = 0.1F R17 = R18 = R19 = R20 = 1k. d. Thieát keá boä phaän ñöa xung kích ra ngoaøi. Sau khi coù xung ñôn oån vaø xung dao ñoäng taàn soá cao, ta troän chuùng laïi vôùi nhau baèng caùc coång AND trong IC2. Keát quaû seõ cho ta moät chuoåi xung kích trong khoaûng xung ñôn oån ôû möùc cao. Caùc xung kích naøy seõ ñöôïc ñöa ñeán caùc OPTO 4N26A vaø 4N26B ñeå ñöa xung ms V CR V t V vaøra 6.9 24    9174.1 1 CR f  THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 41 ra ngoaøi kích cho SCR. Xung kích ñöôïc ñöa ra OPTO thoâng qua transistor Q7 vaø Q8. Caùc transistor naøy laøm vieäc theo cheá ñoä ñoùng ngaét neân caùc ñieän trôû maéc noái tieáp vôùi OPTO ñöôïc choïn thieát keá theo doøng baûo hoøa cuûa diode trong OPTO. Ñoái vôùi OPTO 4N26 thì doøng baûo hoøa laø 5mA, cho neân caùc giaù trò cuûa ñieän trôû R28 vaø R26 ñöôïc choïn laø : R26 = R28 = U/I = 12/5.10 -3 = 2.4k. Trong thöïc teá, ta choïn : R26 = R28 = 2.2k. Vieäc duøng caùc OPTO naøy nhaèm caùch li ñieän theá cao töø maïch baêm xung moät chieàu vôùi maïch taïo xung kích. Sô ñoà maïch ñieän ñöôïc theå hieän laïi nhö sau (hình IV.4) : THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 33 Hình IV.4 Sô ñoà maïch taïo xung kích cho SCR. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 34 II. THI COÂNG MAÏCH. 1. Sô ñoà maïch laép linh kieän . 3. Maïch in : Hình IV.5 Sô ñoà laép ñaët linh kieän. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 35 Hình IV.6 Sô ñoà maïch in. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 36 -E +E uS2 uS1 utai itai IkichS1 ic uc 0 0 0 0 0 0 0 0 t t t t t t t t ukich Thôøi gian khoaù cuûa S2 Thôøi gian khoaù cuûa S1 THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG IV TRANG : 37 THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI Hình VI.1 Moâ hình thí nghieäm Coâng taéc nguoàn Ñeøn baùo nguoàn Max Mix Taûi Trôû Taûi Caûm Taûi Ñoäng Cô R1 R2 R3 R A V + - CHÖÔNG CUOÁI (QUÍ ÑOÄC GIAÛ TÖÏ ÑAÙNH SOÁ CHÖÔNG) I. GIÔÙI THIEÄU MOÂ HÌNH THÍ NGHIEÄM. Moâ hình thí nghieäm ñöôïc laép ñaët caùc vò trí nhö hìnhVI.1 Nguoàn AC Moâ h ình goàm: - Thieát bò ño : moät ñoàng hoà ño voân, moät ñoàng hoà ño doøng. - Nguoàn : nguoàn DC (300V) coù ñeøn baùo nguoàn, nguoàn AC duøng ñeå söû duïng cho thieát bò ño beân ngoaøi nhö dao ñoäng kyù. - Caùc linh kieän duøng cho maïch cuûa baøi thí nghieäm : SCR1, SCR2 : duøng ñeå ñoùng ngaét trong maïch thí nghieäm, L1, C1: duøng ñeå thí nghieäm trong baøi1 (maïch baêm xung moät chieàu taét cöôõng töùc baèng ñieän aùp ), L2, C2 : duøng ñeå thí nghieäm trong baøi2 (maïch baêm xung moät chieàu taét cöôõng töùc baèng ñieän doøng), D1, D2, D3, R1, R2, R3, R : duøng ñeå söû duïng trong caû hai maïch. - Xung kích : goàm hai xung kích : xung kích 1 (kyù hieäu XK1), xung kích 2 (kyù hieäu XK2). Trong ñoù XK1 duøng ñeå kích cho maïch cuûa baøi moät (maïch baêm xung moät chieàu taét cöôõng töùc baèng ñieän aùp ) - Bieán trôû chænh : kyù hieäu VR duøng ñeå thay ñoåi ñoä roäng xung. - Taûi : goàm taûi trôû thuaàn, taûi caûm, taûi ñoäng cô. II. CAÙC BAØI THÍ NGHIEÄM . Muïc ñích cuûa caùc baøi thí nghieäm laø ñeå giuùp cho sinh vieân hieåu roõ caùc vaán ñeà ñaõ ñöôïc hoïc trong phaàn lyù thuyeát veà SCR, caùch ñoùng vaø ngaét noù trong ñieän aùp moät chieàu phaúng. Töø keát quaû cuûa nhöõng baøi thí nghieäm naøy, ngöôøi thí nghieäm coù khaû naêng phaàn bieät ñöôïc : Söï gioáng vaø khaùc nhau giöõa lyù thuyeát vaø thöïc teá. Phaân bieät caùc taûi : taûi trôû thuaàn, taûi ñoäng cô, taûi caûm. 1 D3 SCR1 SCR2 D1 D2 L1 L2 C1 C2 XK1 XK2 Coâng taéc XK THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI BAØI 1: MAÏCH BAÊM XUNG TAÉT CÖÔÕNG BÖÙC BAÈNG ÑIEÄN AÙP. A. GIÔÙI THIEÄU : Ñaây laø maïch bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu DC1 sang ñieän aùp moät chieàu DC2. DC1 DC2 DC1 = 300VDC : ñieän aùp moät chieàu khoâng thay ñoåi vaø ñöôïc naén töø ñieän aùp xoay chieàu khoâng ñoåi. DC2 laø ñieän aùp coù giaù trò trung bình thay ñoåi, tuyø thuoäc vaøo vieäc ñieàu chænh nuùm chænh (VR) ñeå thay ñoåi ñoä roäng xung kích cho SCR. ÖÙng vôùi moãi söï thay ñoåi naøy seõ laøm cho maïch thí nghieäm taïo ra moät giaù trò ñieän aùp trung bình töông öùng, taûi seõ nhaän giaù trò ñieän aùp trung bình DC naøy ñeå thay ñoåi ñaët tính taûi (thay ñoåi ñoä saùng ñoái vôùi taûi trôû thuaàn nhö boùng ñeøn, thay ñoåi toác ñoä n ñoái vôùi taûi laø ñoäng cô). Chính söï thay ñoåi naøy khi ño baèng dao ñoäng kyù seõ thaáy nhöõng daïng soùng khaùc nhau. B. MUÏC ÑÍCH VAØ YEÂU CAÀU CUÛA BAØI THÍ NGHIEÄM : Muïc ñích : Gi uùp cho sinh v ieân thí ng hieäm :  Naém ñöôïc nguyeân taéc ñoùng ,ngaét SCR baèng phöông phaùp ñieän aùp ngöôïc .  Hieåu ñöôïc söï thay ñoåi ñieän aùp trung bình DC ôû ngoû ra cuûa maïch baèng caùch thay ñoåi xung kích ôû caùc cöïc coång G1,G2.  Coù khaû naêng ñieàu khieån vaø phaân bieät ñöôïc caùc loaïi taûi : taûi trôû thuaàn, taûi caûm, taûi ñoäng cô thoâng qua daïng soùng ño ñöôïc .  Ñeå coù cô sôû phaân bieät nhöõng öu khuyeát ñieåm cuûa maïch naøy vôùi caùc maïch, thay ñoåi ñieän aùp trung bình DC ôû ngoû ra, khaùc.  Phaân bieät caùc daïng soùng theo lyù thuyeát vaø trong thöïc teá. Yeâu c aàu : Sinh vieân thí nghieäm caàn chuaån bò tröôùc khi thí nghieäm: Veà kieán thöùc :  Nhöõng phöông phaùp ñoùng ngaét SCR .  Bieát caùch söû duïng dao ñoäng kyù.  Phaân bieät caùc loaïi taûi .  Naém vöõng nguyeân taéc an toaøn . Veà thieát bò :  Daây noái .  Dao ñoäng kyù. C. NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG CUÛA MAÏCH ( HÌNH VI.2). Boä Baêm xung A E=300V XK1 Rt R4 XK2 R2R1 C D2 S1 + THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI Hình VI.3 Hình VI.4 Maïch söû duïng hai SCR1 (kyù hieäu S1) vaø SCR2 (kyù hieäu S2), chuùng ñoùng (daãn) khi coù xung döông ñöôïc caáp ôû XK1 (xung kích 1). Trong maïch coù tuï ñieän C, D, L duøng ñeå chuyeån maïch. Khi nguoàn moät chieàu E ñaõ ñöôïc caáp, traïng thaùi ban ñaàu : S1 vaø S2 ñeàu bò khoaù (töùc chöa coù xung kích ôû cöïc coång) thì khoâng coù baát kyø moät doøng ñieän naøo chaïy qua taûi. Ñeå maïch hoaït ñoäng moät caùch hôïp lyù thì ñaàu tieân cho tuï C naïp baøng caùch cho xung ñieàu khieån vaøo cöïc coång cuûa S2, luùc naøy maïch ñieän hình VI.2 töông ñöông nhö hìnhVI.3: tuï ñieän C seõ ñöôïc naïp theo ñöôøng E_ Rt _ C _ S2 _ E vaø doøng ic giaûm daàn theo haøm muõ töø giaù trò ñaàu E/Rt . Caùc quaù trình chuyeån maïch. Sau moät khoaûng thôøi gian, tuï C ñöôïc naïp tôùi ñieän aùp E cuûa nguoàn, nhöng thöïc teá khi doøng ñieän taûi giaûm döôùi möùc duy trì cuûa S2 thì doøng ñieän ngöng. Khi coù xung ñieàu khieån vaøo cöïc coång cuûa S1, laøm S1 ñoùng maïch nhö hình VI.4, luùc naøy tuï C phoùng ñieän qua S1 - L –D1 – C vaø ñöôïc naïp ngöôïc laïi. Ñieän aùp treân tuï taêng daàn theo chieàu ngöôïc laïi vaø cuoái cuøng, ñieän aùp treân noù seõ laø uc = -E do coù söï xuaát hieän dao ñoäng LC. Dao ñoäng LC trong maïch seõ naïp vaøo tuï C vaø noù chæ keùo daøi trong moät nöûa chu kyø (vì D1 ngaên doøng ñieän ngöôïc). Luùc naøy neáu cho xung ñeå môû S2, thì S1 seõ chòu ñieän aùp ngöôïc uc = -E laøm S1 ngöng daãn (traïng thaùi chuyeån töø hình VI.4hìnhVI.3). Goïi chu kyø baêm laø T: T = T1+T2. Thôøi gian ñoùng maïch cuûa S1 laø T1 : T1 = T. Thôøi gian ngaét maïch cuûa S1 laø T2 =T –T1 vaø tyû soá chu kyø laø D = T1/T. Gía trò trung bình cuûa ñieän aùp taûi : DUUdt T U DT t   0 1 E S1 S2 Rt C + E S2 Rt L C S1 D1 + THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI ut , it Baèng caùch laøm bieán ñoåi tyû soá chu kyø D (trong khi giöõ cho taàn soá khoâng ñoåi T=const) ta coù theå ñieàu chænh ñöôïc giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp moät chieàu ñaët treân taûi. D. TIEÁN HAØNH TH Í NGHIEÄM . a. Trong trö ôøng hôïp Rt laø taûi trôû thuaàn (boùng ñeøn) . 1. Laép maïch nhö hình veõ (Hình VI.2) 2. Noái cöïc döông cuûa nguoàn moät chieàu E (300V) vôùi ñieåm A, cöïc aâm vôùi ñieåm B cuûa maïch ñoäng löïc (Hình VI.2) 3. Noái G1, K cuûa maïch xung kích treân moâ hình vôùi cöïc G vaø cöïc K cuûa S1 cuûa maïch (Hình VI.2), töông töï noái G2, K vôùi cöïc G, K cuûa S2. 4. Maéc ñoàng hoà ño doøng noái tieáp vôùi taûi, ñoàng hoà aùp song song vôùi taûi. 5. Ñieàu chænh nuùm (VR) veà vò trí nhoû nhaát (min). 6. Kieåm tra maïch tröôùc khi baät nguoàn. 7. Baät nguoàn 300V vaø nguoàn taïo xung kích. Ñieàu chænh nuùm VR vaø choïn ra 3 vò trí khaùc nhau (töø min ñeán max), öùng vôùi moãi vò trí haõy: -Ghi nhaän caùc giaù trò doøng ñieän vaø ñieän aùp treân ñoàng hoà ño. ÖÙng vôùi moãi loaïi taûi haõy ghi treân moãi baûng nhö sau: Caùc vò trí chænh cuûa VR Möùc chænh VR1 Möùc chænh VR2 Möùc chænh VR3 Giaù trò doøng ñieän ñoïc ñöôïc treân ñoàng hoà. Giaù trò ñieän aùp ñoïc ñöôïc treân ñoàng hoà. -Duøng dao ñoäng kyù ñeå ño vaø veõ daïng soùng ñieän aùp, doøng ñieän vaøo caùc hình döôùi ñaây taïi caùc vò trí sau : Ghi chuù : ño daïng soùng doøng ñieän chính laø ño daïng soùng ñieän aùp treân caùc ñieän trôû töông öùng. Treân taûi: Giaûi thích söï khaùc nhau cuûa daïng soùng treân taûi taïi 3 vò trí ñaõ choïn cuûa nuùm chænh (V R). Treân tuï: t E -E 0 +2E -2E t uc ,ic 0 -E E +2E Baûng 1: veõ daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän treân taûi. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI T0 T T D 0 Baûng 4: veõ daïng soùng doøng ñieän treân S1vaøS2. Giaûi thích söï khaùc nhau cuûa daïng soùng treân tuï taïi 3 vò trí ñaõ choïn cuûa nuùm chænh (VR). Giaûi thích söï khaùc nhau cuûa daïng soùng treân S1, S2 taïi 3 vò trí ñaõ choïn cuûa nuùm chænh (VR). Caên cöù vaøo daïng soùng ño ñöôïc haõy so saùnh giaù trò ñieän ñoïc ñöôïc treân ñoàng hoà vôùi giaù trò tính baèng coâng thöùc sau: Giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp taûi : DUUdt T U DT t   0 1 u T t 0 E -E +2E -2E us1 ,us2 Treân S 1, S2 : t 0 E -E +2E -2E is1 ,is2 Tr Baûng 2: veõ daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän treân tuï Baûng 3: veõ daïng soùng ñieän aùp treân S1vaø S2. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI Hình VI.5 Daïng soùng baêm xung Trong ñoù D : tyû soá chu kyø U = E = 300V. b. Thay taûi trôû thuaàn Rt baèng taûi ca ûm. Tieán haønh thí nghieäm töông töï nhö caùc böôùc 2 ñeán 8 ôû treân. c. Thay ta ûi trôû thu aàn Rt baèng taûi ñoäng cô. Tieán haønh thí nghieäm töông töï nhö caùc böôùc 2 ñeán 8 ôû treân. Chuù yù : nhôù maéc diode D2 vaøo maïch nhö hình veõ ñoái v ôùi taûi caûm vaø taûi ñoäng cô. E. Caâu hoûi : 1. Taïi moãi vò trí giaûi thích söï khaùc nhau veà daïng soùng dieän aùp treân taûi cuûa 3 loaïi taûi : taûi trôû thuaàn, taûi caûm, taûi ñoäng cô. 2. So saùnh giaù trò ñieâïn aùp vöøa tính vôùi giaù trò ñoïc ñöôïc treân VOM. 3. Maïch treân SCR ñoùng ngaét baèng phöông phaùp naøo ? Caên cöù vaøo maïch ñaõ laép ñeå giaûi thích. 4. Hieän töôïng gì xaûy ra khi maát xung kích S1? 5. S1 vaø S2 khi taûi hoaït ñoäng, linh kieän naøo chòu doøng nhieàu hôn?. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI BAØI 2:MAÏCH BAÊM XUNG BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP DOØNG Ñ IEÄN . A. GIÔÙI THIEÄU : Ñaây laø maïch bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu DC1 sang ñieän aùp moät chieàu DC2. DC1 DC2 DC1 = 300VDC : ñieän aùp moät chieàu khoâng thay ñoåi vaø ñöôïc naén töø ñieän aùp xoay chieàu khoâng ñoåi. DC2 laø ñieän aùp ra coù giaù trò trung bình thay ñoåi tuyø theo ta ñieàu chænh bieán trôû VR ñeå thay ñoåi ñoä roäng xung. B. MUÏC ÑÍCH VAØ YEÂU CAÀU CUÛA BAØI THÍ NGHIEÄM: Muïc ñí ch: Giuùp cho ngö ôøi h oïc :  Naém ñöôïc moät phöông phaùp ñoùng ngaét SCR khaùc.  Ñeå coù cô sôû phaân bieät nhöõng öu khuyeát ñieåm cuûa maïch naøy vôùi maïch khaùc.  Phaân bieät ñöôïc söï khaùc nhau giöõa caùc taûi : taûi trôû thuaàn, taûi caûm, taûi ñoäng cô. Yeâu caàu : Sinh vieân thí nghieäm c aàn chuaån bò tröôùc k hi thí nghieäm : Veà k ieán thöùc :  Nhöõng phöông phaùp ñoùng ngaét SCR .  Bieát caùch söû duïng dao ñoäng kyù.  Phaân bieät caùc loaïi taûi : taûi trôû thuaàn, taûi caûm, taûi ñoäng cô.  Naém vöõng nguyeân taéc an toaøn .  Söï hoaït ñoäng cuûa maïch dao ñoäng LC. Veà thieát bò :  Daây noái.  Dao ñoäng kyù. C. NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG CUÛA MAÏCH ( HÌNH VI.5). Boä Baêm xung Hình VI.6 Rt XK1 R3 R2R1 D3 B A XK2 S2 S1 D2 D1 - L C R E=300v + Sô ñoà maïch baêm taét cöôõng böùc baèng doøng ñieän THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI Tröôùc heát ta giaû söû raèng caùc SCR S1, S2 vaø caùc diode D1, D2 khoâng daãn ñieän, coù nghóa laø khoâng coù doøng ñieän qua taûi. Trong khoaûng thôøi gian naøy, tuï ñieän C ñöôïc naïp ñeán giaù trò ñieän aùp Vco thoâng qua ñieän trôû R (hìnhVI.7). Sau khi tuï C ñöôïc naïp ñaày, neáu coù xung kích döông vaøo S1, khi ñoù taûi ñöôïc noái vôùi nguoàn vaø sô ñoà maïch ñieän nhö hình VI.8. Luùc naøy ñieän aùp treân tuï vaãn giöõ nguyeân giaù trò ñaõ ñöôïc naïp vaø ñieän aùp treân taûi laø E. Neáu muoán khoaù SCR S1, thì phaûi coù xung kích vaøo S2. Luùc naøy tuï ñieän C seõ phoùng ñieän qua S2, L vaø veà laïi C vaø maïch ñieän nhö hình VI.9. Doøng ic xaû qua cuoän caûm L taïo neân söï dao ñoäng. Nöõa chu kyø ñaàu, doøng dao ñoäng naøy chaïy qua S2 vaø naïp ngöôïc laïi cho tuï C. Ñeán nöõa chu kyø sau, khi tuï ñaõ naïp ñaày theo chieàu ngöôïc laïi nhö hìnhVI.10, S2 ngaét vaø doøng baét ñaàu chaïy ngöôïc laïi qua S1. Khi doøng qua S1 bò trieät tieâu, thì S1 ngaét vaø doøng tieáp tuïc chaïy qua diode D2 maéc song song ngöôïc chieàu vôùi S1 ñeå duy trì thôøi gian taét cho S1 vaø maïch ñöôïc veõ laïi nhö hình VI.11. Sau khi S1 vaø S2 ñeàu ngaét thì doøng dao ñoäng seõ chaïy qua diode D1 xuoáng mass nhö ôû hình VI.12 vaø tuï ñieän baét ñaàu naïp ngöôïc laïi nhö giaù trò ban ñaàu, baét ñaàu cho chu kyø tieáp theo. D. TIEÁN HAØNH TH Í NGHIEÄM . a. Trong tröô øng hôïp Rt laø ta ûi trôû thuaàn (boùng ñeøn). + - S2 S1 E Rt C L R + - - + S2 S1 E Rt C L + - Ic + - S2 S1 E Rt C L + - + - S2 S1 E Rt C L D1 + - + - S2 S1 E Rt C L D1 D2 + - + - S2 S1 E Rt C L D1 + - Hình VI.7 Hình VI.8 Hình VI.9 Hình VI.10 Hình VI.11 Hình VI.12 Caùc quaù trình chuyeån tieáp cuûa maïch THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI 1. Laép maïch nhö hình veõ (Hình VI.6). 2. Noái cöïc döông cuûa nguoàn moät chieàu E (300V) vôùi ñieåm A, cöïc aâm vôùi ñieåm B cuûa maïch ñoäng löïc (Hình VI.6). 3. Noái G1, K cuûa maïch xung kích treân moâ hình vôùi cöïc G vaø cöïc K cuûa S1 cuûa maïch (Hình VI.6), noái G2, K vôùi cöïc G, K cuûa S2. 4. Maéc ñoàng hoà ño doøng noái tieáp vôùi taûi, ñoàng hoà aùp song song vôùi taûi. 5. Ñieàu chænh nuùm (VR) veà vò trí nhoû nhaát (min). 6. Kieåm tra maïch tröôùc khi baät nguoàn. 7. Baät nguoàn 300V vaø nguoàn taïo xung kích. 8. Ñieàu chænh nuùm VR vaø choïn ra 3 vò trí khaùc nhau (töø min ñeán max). - Ghi nhaän caùc giaù trò doøng vaø aùp treân ñoàng hoà ño. ÖÙng vôùi moãi loaïi taûi haõy ghi treân moãi baûng sau : Caùc vò trí chænh cuûa VR Möùc chænh VR1 Möùc chænh VR2 Möùc chænh VR3 Giaù trò doøng ñieän ñoïc ñöôïc treân ñoàng hoà ño. Giaù trò ñieän aùp ñoïc ñöôïc treân ñoàng hoà ño. - Duøng dao ñoäng kyù ñeå ño vaø veõ daïng soùng ñieän aùp, doøng ñieän cho töøng loaïi taûi vaøo caùc hình döôùi ñaây taïi caùc vò trí sau : Ghi chuù : ño daïng soùng doøng ñieän chính laø ño daïng soùng ñieän aùp treân caùc ñieän trôû töông öùng. Treân taûi: Giaûi thích söï k haùc nhau cuûa daïng soùng treân taûi taïi 3 vò trí ñaõ choïn c uûa nuùm c hænh (V R). Treân D1 : Baûng 5. Veõ daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän treân tuï. uc ,ic t E -E 0 -2E +2E t uD1,iD1 0 E +2E THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI T T0 T T0 Giaûi thích söï khaùc nhau cuûa daïng soùng treân tuï taïi 3 vò trí ñaõ choïn cuûa nuùm chænh (VR). Treân S1,S 2 : Giaûi thích söï khaùc nhau cuûa daïng soùng treân S1, S2 taïi 3 vò trí ñaõ choïn cuûa nuùm chænh (VR). Treân D2 : Caên cöù vaøo daïng soùng ño ñöôïc haõy so saùnh giaù trò ñieän aùp ñoïc ñöôïc treân ñoàng hoà vôùi giaù trò tính baèng coâng thöùc sau : Giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp taûi : DUUdt T U DT t   0 1 us1,us2 t 0 E -E +2E -2E -E t 0 E iD2 -2E Baûng 6. Veõ daïng soùng ñieän aùp vaø doøng ñieän treân diode D1 Baûng 7. Veõ daïng soùng ñieän aùp treân caùc SCR. Baûng 8. Veõ daïng soùng doøng ñieän treân D2. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI Hình VI.13 Daïng soùng baêm xung Trong ñoù D : tyû soá chu kyø U=E =300V. b. Thay ta ûi trôû thuaàn Rt baèng ta ûi caûm . Tieán haønh thí nghieäm töông töï nhö caùc böôùc 2 ñeán 8 ôû treân. c. Thay ta ûi trôû thuaàn Rt baèng ta ûi ñoäng cô. Tieán haønh thí nghieäm töông töï nhö caùc böôùc 2 ñeán 8 ôû treân. Chuù yù : nhôù maéc diode D2 vaøo maïch nhö hình veõ ñoái vôùi taûi caûm vaø taûi ñoäng cô. E. Caâu hoûi : 1. Giaûi thích söï khaùc nhau veà daïng soùng dieän aùp treân taûi cuûa 3 loaïi taûi : taûi trôû thuaàn, taûi caûm, taûi ñoäng cô. 2. So saùnh giaù trò ñieâïn aùp vöøa tính vôùi giaù trò ñoïc ñöôïc treân VOM. 3. Maïch treân SCR ñoùng ngaét baèng phöông phaùp naøo ? Caên cöù vaøo maïch ñaõ laép ñeå giaûi thích. 4. Hieän töôïng gì xaûy ra khi maát xung kích S1? 5. S1 vaø S2 khi taûi hoaït ñoäng, linh kieän naøo chòu doøng nhieàu hôn? DAØN BAØI CHI TIEÁT CUÛA ÑOÀ AÙN Lôøi noù i ñaàu THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI Phaàn daãn nhaäp -ñaët vaán ñeà -giôùi haïn vaán ñeà -muïc ñích nghieân cöùu Phaàn noäi dung Chöông I :giôùi thieäu caùc linh kieän baùn daãn 1. Ñiode 2. Transistor 3. Tiristor Chöông II: khaûo saùt phaàn ñoäng löïc 1. Giôùi thieäu veà ñoäng cô ñieän moät chieàu 2. Caùc phöông phaùp ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô ñieän moät chieàu Ch öông III: Khaûo saùt maïc h ñieàu khieån ñieän aùp baèng caùc h thay ñoåi ñoä ro äng xung I. Kh aûo saùt maïch baêm x ung moät chi eàu duøng SCR 1. Muïc ñích cuûa vieäc baêm xung moät chieàu. 2. Sô ñoà khoái vaø Sô ñoà maïch ñieän 3. Nguye ân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch II. Kh aûo saùt maïch taïo xung kích ch o S CR 1. Nhieäm vuï cuûa maïch taïo xung kích 2. Sô ñoà khoái vaø Sô ñoà maïch ñieän 3. Nguye ân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch Chöông IV: th ieát keá vaø thi coâng maïch I. Thieát keá maïch 1. Thieát keá vaø tính toaùn ca ùc giaù trò cho maïch baêm xung moät chieàu. 2. Thieát ke á vaø t ính t oaùn giaù trò caùc linh kieän c ho maïch taïo xung kích. II. Thi c oâng maïc h Chöông V: thieát keá vaø th i co âng moâ hình 1.Thieát keá vò trí ñaët caùc phaàn töû ñieàu khieån 2.Thi coâng moâ hình Chöông VI: soaïn baøi thöïc taäp 1.Yeâu caàu cuûa baøi thö ïc t aäp THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI 2.Ño ñieän aùp, doøng ñieän, daïng soùng v aø toác ñ oä ñoäng cô th eo yeâu caàu ñieàu chænh Keát luaän Muïc luïc THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG BOÄ THÍ NGHIEÄM ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT. CHÖÔNG VI KEÁT LUAÄN Qua thôøi gian thöïc hieän, döôùi söï höôùng daãn taän tình cuûa Thaày Vuõ Ñoã Cöôøng cuøng söï giuùp ñôõ raát nhieàu cuûa quyù thaày coâ trong khoa, chuùng em ñaõ coá gaéng hoaøn thaønh luaän vaên ñuùng theo yeâu caàu vaø thôøi gian quy ñònh. Trong luaän vaên chuùng em ñaõ thöïc hieän ñöôïc nhöõng coâng vieäc sau :  Khaûo saùt phaàn lyù thuyeát : - Khaûo saùt veà caùc linh kieän baùn daãn coâng suaát : diode, transistor, SCR(thyristor). - Khaûo saùt veà ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp.  Thieát keá vaø thi coâng maïch ñieän cho boä thí nghieäm : - Thieát keá vaø thi coâng maïch baêm xung chính duøng SCR. - Thieát keá vaø thi coâng maïch taïo xung kích cho SCR.  Thieát keá vaø thi coâng moâ hình cho boä thí nghieäm : - Thieát keá vò trí caùc linh kieän treân baøn thí nghieäm. - Laép ñaët caùc linh kieän vaø caùc maïch taïo xung kích vaøo baøn thí nghieäm.  Soaïn caùc baøi thí nghieäm döïa vaøo moâ hình treân thoâng qua vieäc ñieàu khieån caùc loaïi taûi khaùc nhau : taûi caûm, taûi trôû thuaàn, taûi ñoäng cô. Maëc duø ñaõ raát coá gaéng, nhöng do kieán thöùc vaø thôøi gian coù haïn neân coù nhöõng phaàn chuùng em chöa laøm ñöôïc nhö : ñöa vaøo moâ hình caùch ñieàu khieån taûi voøng kín ñeå taêng möùc ñoä oån ñònh trong quaù trình vaän haønh, thay ñoåi ñieän aùp duøng phöông phaùp thay ñoåi taàn soá vaø phöông phaùp thay ñoåi taàn soá laãn tyû soá chu kyø. Vaø chuùng em seõ khoâng traùnh khoûi nhöõng ñieàu thieáu soùt, nhaàm laãn khaùc, kính mong quyù thaày coâ thoâng caûm boû qua. Nhoùm sinh vieân thöïc hieän cuõng mong moûi caùc baïn sinh vieân khoa ñieän ôû nhöõng khoùa sau boå xung cho boä thí nghieäm naøy hoaøn chænh hôn. Ñoàng thôøi thieát keá theâm phaàn maïch giao tieáp vôùi maùy tính ñeå ghi nhaän caùc daïng soùng, keát quaû caùc giaù trò treân maùy vi tính. Qua ñoù, ta coù theå ñieàu khieån taûi thoâng qua vieäc laäp trình treân maùy tính, raát thuaän tieän trong vieäc thöïc taäp cuûa caùc baïn sinh vieân. Nho ùm sinh v ieân thöïc hieän.