ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ
Học kỳ: 1 - Năm học: 2020-2021
ĐỀ THI MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
Mã môn học:
ĐỀ SỐ: 1A Đề thi có: 1 trang
Thời gian: 60 phút – Đư9c s; d=ng t>i li@u
Câu 1: (2 điểm)
Thiết kế mạch chỉnh lưu cIu Diode có t= lọc C từ nguồn AC 220VRMS -50Hz tạo nguồn DC 12V, đi@n áp
nhấp nhô tối đa 5% khi dòng tải 2A. Rơi áp qua mỗi Diode l> 1V.
a) V] mạch nguyên l` (0,5đ)
b) V] đồ thị đi@n áp v>o (AC) v> đi@n áp ra (Vout) (0,5đ)
c) Tdnh giá trị t= lọc C (0,5đ)
d) Te số vòng dây quấn cugn sơ cấp v> thh cấp (0.5đ)
Câu 2: (3.5 điểm)
Cho mạch nghịch lưu ba phase 2 bậc như hình. Cho Vd = 380V; Vđk1=0.15 ; Vđk2=0.9; Vđk3=0.3,
Ts=2ms
a. V] áp nghịch lưu V10, V20, V30, VNO ?
(0,5đ)
b. V] đi@n áp tải Vt1 , Vt2 , Vt3
(0,5đ)
c. Tdnh đi@n áp trung bình Vt1, Vt2, Vt3 v> VNO (1đ)
d. Viết trạng thái đóng ngắt trong mgt chu kì sóng mang
tam giác.
(0.5đ)
e. Xác định thời gian tác d=ng của các trạng thái đóng
ngắt. (0.5đ)
f. Xác định giá trị của áp điều khiển 3 phase h@ đạt đư9c
đi@n áp common mode tối ưu (RCMV SVPWM)
(0.5đ)
Câu 3: (2,5 điểm)
Mgt đơn vị sản xuất võng đưa tự đgng cIn thiết kế bg nguồn tăng áp từ 5V lên 9V với các yêu cIu tIn số
đóng cắt 5khz, dòng tải lớn nhất l> 500mA v> đi@n áp nhấp nhô ngõ ra trong khoảng từ 8,5V đến 9,5V. Giả
s; công tắc đi@n t; v> diode không có rơi áp (l` tưởng) v> đi@n áp v>o 5V l> phẳng.
a. V] mạch nguyên l` bg nguồn Boost ? (0,5đ)
b. Tdnh toán giá trị L, C v> h@ số điều xung D cho mạch Boost ở trên? (1,5đ)
Câu 4: (2 điểm)
Bg điều chỉnh đi@n áp xoay chiều 1 pha có đi@n áp nguồn l> 220V (RMS) v> tIn số 50Hz. Góc kdch triac l>
15 đg v> tải l> 100Ω.
a. V] đồ thị đi@n áp v>o (AC) v> đi@n áp đặt trên tải? (0,5đ)
b. Tdnh đi@n áp hi@u d=ng đặt trên tải? (0,5đ)
c. Tdnh h@ số công suất pf? (0,5đ)
d. Dòng hi@u d=ng đặt lên TRIAC mỗi n;a chu kỳ dòng đi@n? (0,5đ)
Ng>y ….. tháng …. năm 2021
Thông qua Bg Môn
Đề thi 1A môn thi ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Học kỳ 1 năm 2020-2021 Trang 1/4
ĐÁP ÁN
Câu 1: (2 điểm)
Thiết kế mạch chỉnh lưu cIu Diode có t= lọc C từ nguồn AC 220VRMS -50Hz tạo nguồn DC 12V, đi@n áp
nhấp nhô tối đa 5% khi dòng tải 2A. Rơi áp qua mỗi Diode l> 1V.
a) V] mạch nguyên l` (0,5đ)
b) V] đồ thị đi@n áp v>o (AC) v> đi@n áp ra (Vout) (0,5đ)
c) Tdnh giá trị t= lọc C (0,5đ)
Đi@n áp nhấp nhô ngõ ra Vo = 5%*12V = 0,6V
Đi@p áp tối đa ngõ ra Vomax = 12 + Vo/2 = 12,3V
T= đi@n
C=Vomax
2fR. ΔVo =34,27 mF
d) Te số vòng dây quấn cugn sơ cấp v> thh cấp (0.5đ)
Đi@n áp tối đa sau biến áp Vsmax = 12,3 + 2 = 14,3V
Te số biến áp = 220*
√
2 : 14,3 ≈21,754
Câu 2: (3.5 điểm)
Quan h@ giữa áp nghịch lưu v> áp điều khiển:
{
V10=Vđ k 1. V d=380 ∗0,15=57 V
V20=Vđ k 2. V d=380 ∗0,9=342V
V30=Vđ k 3. V d=380 ∗0,3=114 V
Đi@n áp CM:
VNO=V10 +V20 +V30
3=171 V
Đề thi 1A môn thi ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Học kỳ 1 năm 2020-2021 Trang 2/4
{
Vt1=V10 − V NO=2V10 − V 20 − V 30
3=−114 V
Vt2=V20 − V NO =2V20 − V 10 −V 30
3=171 V
Vt3=V30 − V NO =2V30 − V 20 −V 10
3=−57V
Trạng thái đóng ngắt
T1(0,0,0) ; T2(0,1,0) ; T3(0,1,1) ; T4(1,1,1) ; T5(0,1,1) ;
T6(0,1,0) ; T7(0,0,0)
Thời gian tác d=ng của các trạng thái đóng ngắt
T1 = T7 =
(
1−0.9
)
Ts
2=0.1ms
T2 = T6 =
(
1−0.3
)
Ts
2− T1=0.6 ms
T3 = T5 =
(
1−0.15
)
Ts
2− T1−T 2=0.15 ms
T4 =
Để đạt trạng thái SVPWM
[
VoffMAX =1− Max
(
Vđ k
)
=0.1
VoffMIN =− Min
(
Vđ k
)
=−0.15
VoffSVPWM =VoffMIN +VoffMAX
2=−0.15+0.1
2=−0.025
{
Vđk 1
'=Vđ k 1+VoffSVPWM=0.075
Vđk 2
'=Vđ k 2+VoffSVPWM=0.825
Vđ k 3
'=Vđ k 3+VoffSVPWM =0.275
Câu 3: (2,5 điểm)
a. V] mạch nguyên l` bg nguồn Boost
b. Tdnh toán giá trị L, C v> h@ số điều xung D cho mạch Boost
Vo=Vs
1− D → D=1−Vs
VO
=1−5
9=0,4444
Khi dòng tải lớn nhất (Iomax = 500mA) thì đi@n áp tải cũng lớn nhất 9,5V: Ta có:
R=VOMAX
IOMAX
=9,5
0,5 =19 Ω
C=D .V O
R . ∆ V . f =0,4444 x9
19 x
(
9,5−8,5
)
x5000 =42,1 μF
L=D .
(
1− D
)
2. R
2f=0.4444 .
(
1−0.4444
)
2.19
2.5000 =26,065 mH
Đề thi 1A môn thi ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Học kỳ 1 năm 2020-2021 Trang 3/4
Câu 4: (2 điểm)
a. V] đồ thị đi@n áp v>o (AC) v> đi@n áp đặt trên tải? (0,5đ)
b. Tdnh đi@n áp hi@u d=ng đặt trên tải? (0,5đ)
Vo ,rsm=Vm
√
2
√
1−α
π+sin 2α
2π=219,59 V
c. Tdnh h@ số công suất pf? (0,5đ)
pf =
√
1−α
π+sin 2 α
2π=0,998
d. Dòng hi@u d=ng đặt lên TRIAC mỗi n;a chu kỳ dòng đi@n? (0,5đ)
ITRIAC ,rsm=Io ,rms
√
2=Vo ,rms
R .
√
2=1,553 A
Đề thi 1A môn thi ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Học kỳ 1 năm 2020-2021 Trang 4/4