Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện lời nói đầu M kim loi i v phỏt trin hng trm nm Ngy nay, m kim loi ó tr thnh mt nghnh k thut phỏt trin mnh m hu ht cỏc nc trờn th gii, phc v mt cỏch c lc cho cỏc nghnh khoa hc k thut, sn xut v i sng minh ngi Chỳng ta cú th d dng bt gp cỏc cỏc ng dng ca m kim loi trờn b mt cỏc chi tit may, k thut in t, c khớ chớnh xỏc, cụng nghip úng tu cho n cỏc dng c sinh hot, trang trớ bao bỡ Cú c iu ú l m kim loi ngoi mc ớch bo v chng n mũn cũn cú nhiu tỏc dng nh l : tng cng, phn quang, trang trớ gúp phn nõng cao cht lng v tớnh thm m ca vt m So vi cỏc nc trờn th gii thỡ cụng ngh m in nc ta cũn nhiu hn ch vy ỏp ng c nhu cu thc t chỳng ta phi khụng ngng nõng cao trỡnh khoa hc v cụng ngh, cn thit phi hỡnh thnh cỏc trung tõm nghiờn cu m qua ú nõng cao cht lng lp m, h giỏ thnh sn phm v chng ụ nhim mụi trng Vi ý ngha ú em c giao ti tt nghip: Thit k b ngun chnh lu iu khin dựng cho m in, õy l mt ti cú qui mụ v ng dng thc t nhng khuụn kh ca mt ti thit k tt nghip em ch cp n nhng c bn, ct lừi nht c trỡnh by chng ca ỏn : CHNG I : Tng quan ca cụng ngh m in CHNG II : La chn s chnh lu CHNG III : Tớnh toỏn v thit k mch ng lc CHNG IV : Tớnh toỏn v thit k mch iu khin CHNG V : Xõy dng h thng n nh in ỏp v bo v ngn mch hon thnh bn thit k, bờn cnh s n lc ca bn thõn, khụng th khụng nhc n s giỳp v ch bo tn tỡnh ca cỏc thy cụ b mụn Thit b in - in t, c bit l TS NGUYN TRUNG SN SV: Nguyễn Tùng Lâm -1- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện Tuy nhiờn, quỏ trỡnh thit k, kin thc thc t cũn hn ch nờn bn ỏn cũn nhiu thiu sút Vỡ vy em mong nhn c s gúp ý, giỳp ca thy cụ v cỏc bn bn thit k ca em c hon thin hn! Cui cựng em xin gi li cm n chõn thnh n TS NGUYN TRUNG SN - thy ó trc tip hng n em hon thnh ỏn tt nghip ny ! H Ni thỏng nm 2008 Sinh viờn Nguyn Tựng Lõm SV: Nguyễn Tùng Lâm -2- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện CHNG I tổNG QUAN Về CÔNG NGHệ Mạ ĐIệN 1.1 S hỡnh thnh lp m in 1.1.1 Khỏi nim : M in l mt cụng ngh in phõn, l quỏ trỡnh kt ta kim loi lờn b mt nn mt lp ph cú tớnh cht c , lý , hoỏ ỏp ng c yờu cu k thut mong mun 1.1.2 S in phõn : Cựng vi s phỏt trin ca khoa hc k thut v cụng ngh vt liu thỡ ccụng ngh m in cng cú nhng bc tin di i vi vt liu nn v nguyờn tc l kim loi nhng ngy nú cú th l phi kim ụi cũn l cht do, gm s hoc composit Lp m cng vy ngoi kim loi cũn cú th l phi kim hoc kim loi - gm Tuy nhiờn vic chn vt liu nn v m cũn tu thuc vo trỡnh cụng ngh, vo tớnh cht cn cú ca lp m v giỏ thnh Ch cú nhng cụng ngh no n nh mt thi gian di mi c ng dng vo sn xut nhng nhỡn chung cỏc cụng ngh ú u s dng s in phõn nh sau: nguồn điện chiều _ + ANOT CATOT ĐK dung dịch mạ Hỡnh 1.1 : S tng quỏt dựng m in SV: Nguyễn Tùng Lâm -3- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện a) Ngun in mt chiu : Cú mt vai trũ rt quan trng bi vỡ nú cung cp nng lng cho quỏ trỡnh m, ng thi cht lng ca ngun mt chiu s nh hng trc tip n cht lng m b) Anot : L in cc ni vi cc dng ca ngun in mt chiu, anot dựng m in cú hai loi : anot ho tan v anot khụng ho tan Anot ho tan : Trong quỏ trỡnh in phõn trờn b mt ant xy phn ng oxi hoỏ nh vy m anot cú th ho tan vo dung dch m to thnh cỏc cation kim loi , cỏc cation ny s n catot v kt ta trờn b mt catot hỡnh thnh nờn lp m Anot ho tan c dựng cỏc trng hp m Ni , Cu , Zn , Sn Anot khụng ho tan : Trờn b mt anot ch xy quỏ trỡnh oxi hoỏ H 2O hoc cỏc gc OH - , Cl- Anot khụng ho tan dựng trng hp m : Cr c) Catot : L in cc ni vi cc õm ca ngun in mt chiu, m in catot l vt m Trờn b mt catot luụn din cỏc phn ng kh ion kim loi m v ion H 3O + Catot cn phi nhỳng ngp vo dung dch, thng ngp di mt nc t ữ 15 cm v cỏch ỏy b khong 15 cm, cỏc ch ni phi m bo tip xỳc tht tt khụng gõy phúng in cht in phõn Tuyt i khụng chm trc tip gia anot v catot ó ni mch in d) Dung dch cht in phõn : Dung dch cht in phõn dựng m thng cú hai phn : Thnh phn c bn : gm mui v hp cht cha ion ca kim loi m v mt s hoỏ cht thit yu khỏc nu thiu hoỏ cht ny thỡ dung dch khụng th dựng m c SV: Nguyễn Tùng Lâm -4- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện Thnh phn cỏc cht ph gia bao gm : Cht lm búng lp m Cht m gi cho pH ca dung dch n nh Cht gim sc cng ni ti m bo lp m khụng bong nt Cht san bng m bo lp m ng u hn Cht lm tng dn in cho dung dch Cht chng th ng hoỏ anot nhm n nh m e) B in phõn : Lm t vt liu cỏch in, bn hoỏ hc, bn nhit Thnh v mt ca b thng c lút bng cht do, lp cht ny phi kớn tuyt i, nc khụng thm qua c Mt ngoi sn nhiu lp chng g B m thng cú hỡnh ch nht iu ny giỳp cho lp m c phõn b u hn b cú hỡnh dng khỏc Trong thc t ta cú th gp nhiu loi b m nh l : b m tnh, thựng m quay 1.1.3 iu kin to thnh lp m : Vỡ m in l mt quỏ trỡnh in phõn nờn quỏ trỡnh in hoỏ xy trờn cỏc in cc tụng quỏt nh sau : a) Trờn anot xy quỏ trỡnh ho tan kim loi anot : M ne M n + (1) Trong mt s trng hp phi dựng anot khụng tan ú dung dich s úng vai trũ cht nhng in t vỡ vy ion kim loi s c nh k b xung di dng mui vo dung dch, lỳc ú phn ng chớnh trờn anot ch l quỏ trỡnh oxi hoỏ OH - ,Cl : 2Cl 2e Cl2 4OH 4e H 2O + O2 SV: Nguyễn Tùng Lâm -5- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện b) Trờn catot, cỏc cation kim loi gii phúng in t to thnh nguyờn t kim loi m : + (2) M n + ne M Nu ta khng ch cỏc iu kin in phõn nh th no ú cho hiu sut ca hai phn ng (1) v (2) bng thỡ nng ion M n dung + dch s luụn luụn khụng thay i iu ny nh hng ln n cht lng lp m 1.2 Cỏc yu t nh hng n cht lng lp m 1.2.1 Vt liu nn v s thoỏt hiro : a) Trng thỏi b mt kim loi nn : Trong k thut m ch quan tõm n hai trng thỏi b mt nn l sch v nhn : sch : B mt nn c lm sch tuyt i s m bo cho cỏc nguyờn t kim loi m liờn kt trc tip vo mng tinh th, kim loi nn t gn bỏm cao nht Nu thụng s mng ca chỳng khỏc khụng nhiu (t 2,5 ữ 12,5%) v b mt c lm sch hon ton thỡ kim loi m cú th tip tc phỏt trin v lp li kiu mng ca cu trỳc nn ( hin tng lai ghộp mng tinh th ), ú gn bỏm ca lp m t n bn ca kim loi Do vy trc m b mt phi c gia cụng, x lý bng cỏc phng phỏp khỏc cho khụng cũn g, khụng cũn mng oxit mng mi hỡnh thnh quỏ trỡnh gia cụng b mt ti xn, khụng cũn dớnh du m, m hụi tay hoc cỏc cht bn khỏc nhn : nhn ca nn nh hng rt ln n nhn búng v v p ca lp m B mt nn nhỏm, xc lm cho phõn b in th v mt dũng in khụng u : SV: Nguyễn Tùng Lâm -6- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện Ch lừm, rónh sõu in th v mt dũng in cc b bộ, tc m chm thm khụng m c Ch li cao, nh nhn in th v mt dũng in s cao hn nờn tc m ú rt ln cú th sinh gai, chỏy kt qu l nhỏm ca nn c khuych i lờn sau m Do vy ngi ta thng dựng cht san bng lm cho b mt nn khụng quỏ nhỏm b) Bn cht kim loi nn : Nu kim loi nn dng hn kim loi m thỡ lp m úng vai trũ anot pin, b n mũn v ho tan cũn kim loi nn c bo v cho n no kp m tan ht.Vỡ vy tỏc dng v kh nng bo v ca lp m ny ph thuc ch yu vo chiu dy ca nú, kớn rt quan trng nhng khụng phi l ch yu Cụng ngh in kt ta loi lp m anot ny tng i n gin Vớ d : M Zn lờn Fe, thộp t dung dch sunfat Nu kim loi nn õm hn kim loi m thỡ tỏc dng v kh nng bo v ca lp m ph thuc vo kớn ca nú cũn dy ch l th yu Vỡ nu cú l thng vi pin n mũn s xut hin kim loi nn úng vai trũ l anot v b ho tan Lp m sỏng p, dy nhng d bong tng mng ln nn ó b g di lp m Cụng ngh in kt ta loi lp m catot ny khỏ phc Vớ d : M Cu t dung dch sunfat lờn Fe, thộp, Zn c) S thoỏt hirụ : M in thng c thc hin mụi trng nc nờn phn ng ph catot hay gp nht l ion H + phúng in to thnh hirụ Nguyờn nhõn cú hirụ thoỏt ng thi vi kim loi m l in th phúng in ca chỳng xp x Cỏc kim loi cú quỏ in th hirụ ln nh : Zn, Pb, Sn dự kt ta mụi trng axit hirụ khụng th thoỏt c v hiu sut dũng in rt cao (xp x 100%) cũn cỏc kim loi cú quỏ in th hirụ SV: Nguyễn Tùng Lâm -7- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện nh: Fe, Ni, Co, Pt thỡ hirụ thoỏt rt d Vic thoỏt hirụ trờn b mt catot quỏ trỡnh m gõy nhiu tỏc hi : Gim hiu sut dũng in : Vỡ phi tiờu phớ in nng vo vic gii phúng hirụ vụ ớch, tc m li gim i Thay i pH ca dung dch : Do phn ng ph catot H + + 2e H m nng H+ gim i ( gim trc tiờn lp sỏt catot) pH s tng n giỏ tr to hirụxit hoc mui kim tan l nguyờn nhõn sinh gai, cõy cu to lp m b xụ lch lm tng ng sut ni khc phc hin tng ny ta phi in phõn nhit cao hn, khuy mnh dung dch, tng nng ion kim loi v ion H+ Gõy hiờn tng giũn hirụ : Hirụ va thoỏt dng nguyờn t rt d b hp th bi kim loi nn, m to thnh hp cht hirua hay ho tan kim loi thnh dung dch rn hoc chui vo mng tinh th lm xụ lch t chc kim loi gõy nờn cng v giũn hirụ, lp m cú ng sut ln d bong hoc phng rp Gõy hin tng r : Hirụ thoỏt cũn cú th úng li thnh bt bỏm trờn mt catot ln dn ri tỏch Trong sut tri gian bỏm trờn catot, bt ó che chn khụng cho quỏ trỡnh m xy ti chõn bỏm ca nú to nờn cỏc vt r, l thng 1.2.2 nh hng ca thnh phn dung dch m a) Mui v cỏc hp cht cha ion ca kim loi m : õy l thnh phn thit yu ca dung dch m, to mụi trng din cỏc quỏ trỡnh in hoỏ catot, anot Thnh phn cation hp cht ny giỳp gi cho pH ca dung dch m xỏc nh n nh Thnh phn anion nh hng khỏ mnh ti kh nng hp th lờn catot b) Cht dn in : SV: Nguyễn Tùng Lâm -8- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện Cỏc cht ny khụng tham gia vo quỏ trỡnh catot, anot m ch úng vai trũ chuyn in dung dch lm gim in th b m, gim nhit Jun thoỏt ra, nõng cao hiu sut dũng in Vớ d : Dựng H2SO4 b m CuSO4 hoc ZnSO4 Dựng Na2SO4 , MgSO4 b m Ni c) Cht m : Nhiu dung dch m ch lm vic mt khong pH nhõt nh m thụi cho nờn phi dựng cht m thớch hp khng ch Cht m thng dựng l cỏc axớt yu nh : bụric, axờtic, xitric hoc cỏc mui nh axờtat, Al 2(SO4)3 , phốn nhụm d) Cht hot ng b mt v cht keo : Mt s cht hu c hot ng b mt hoc cht keo ln vo b m hoc ta ch ng a vo nng rt nhng cú nh hng rt ln n cu trỳc kt ta catot Nu chn c cht hot ng b mt thớch hp cho ta hiu ng tt, lm cho kt ta catot nh mn, sớt cht ngc li cú th lm kt ta rt giũn, d bong, sn sựi e) Cht búng : L mt loi ca cht hot ng b mt cú tớnh cht c bit cho phộp thu c lp m búng trc tip t b m khụng cn ỏnh búng hoc ty búng thờm f) Cht thm t : Cú tỏc dng thỳc y bt (khớ hirụ ) mau tỏch b mt m trỏnh c r, chõm kim Cỏc cht thm t thng dựng : Ankylsunfat, ru ờtylớc g) Cht chng th ng anot : a s cỏc quỏ trỡnh m u dựng anot ho tan gi cho nng ion kim loi dung dch khụng b nghốo i chỳng ó gii phúng trờn catot Trờn thc t mt phn hoc ton b b mt anot b ph mt lp mui, SV: Nguyễn Tùng Lâm -9- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện hirụxit hoc lp oxit khú tan lm cho din tớch hot ng ca anot b thu hp phõn cc anot tng lờn, dn n thoỏt khớ O trờn anot, anot b th ng trm trng hn khc phc hin tng ny ngi ta phi a vo dung dch m cht chng th ng anot nh : Ion Cl m Ni ; ion CN , CNS m ng xianua vi mc ớch ngn cn vic hỡnh thnh cỏc cht khú tan trờn b mt catot h) Tp cht : õy l thnh phn khụng mong mun nhng khú trỏnh cỏc thnh phn dung dch k thut Chỳng cú th l cỏc cht vụ c hoc hu c, tan hay khụng tan, cú th phúng in hay hp ph trờn catot v ln vo lp m gõy nờn bong, rp, giũn, gai Vỡ vy lm sch dung dch m thng xuyờn v trit l mt yờu cu bt buc nht l i vi cỏc b m búng, m tc cao, m cú khuy dung dch Ta cú th loi b cht hu c bng cỏc cht oxihoỏ (H 2O2 , oxi thoỏt t anot ) hoc bng cỏch hp ph trờn than hot tớnh Loi b cỏc cation dng hn ion kim loi m bng cỏch in phõn mt dũng in v pH thớch hp hoc bng phn ng y bi chớnh cht bt kim loi m Loi b cation õm hn ion kim loi m cú gõy hi bng cỏch tng pH kt ta chỳng di dng hirụxit (nu c) Loi b cỏc cht khụng tan bng cỏch lc dung dch tt nht l lc liờn tc, bao anot tỳi vi gi mựn cn li 1.2.3 Mt dũng in : L i lng gõy s phõn cc in cc Mt dũng in cao s thu c lp m cú tinh th nh mn, sớt cht v ng u, bi vỡ lỳc ú mm tinh th c sinh t khụng ch ti nhng im li (cú li th) m c trờn cỏc mt phng (ớt li th hn ) ca tinh SV: Nguyễn Tùng Lâm -10- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện Vy cụng sut cỏc cun dõy ng pha : Pdf = Udf Idf = 10 0,001 = 0,06 (W) Cụng sut s dng cho vic to ngun nuụi: PN = PIC + Px + Pdf PN = 4,78 + 3,6 + 0,06 = 8,44 ( W) Cụng sut ca mỏy bin ỏp cú k n 5% tn tht mỏy: S = 1,05 PN = 1,05 8,44 = 8,86 ( VA) Dũng in s cp mỏy bin ỏp: S 8,86 I1 = U = 220 = 0, 013 (A) Tit din tr ca mỏy bin ỏp c tớnh theo cụng thc: QT = kQ S = m f 8,86 = 1, 22 ( cm2) 50 Trong ú : kQ = : h s ph thuc phng thc lm mỏt m = : s tr ca bin ỏp f = 50 : tn s in ỏp li ta chun hoỏ tit din tr theo bng 5-5 TL4 ta chn lừi thộp t dng ch E loi dy 0,35 mm cú kớch thc nh sau : a = 16 mm , b = 10 mm , h = 20 mm , Q = 1,31 cm2 SV: Nguyễn Tùng Lâm -65- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện a a a h H c a L Hỡnh 4.12: Kớch thc mch t mỏy bin ỏp 10 Chn mt t cm tr B = 1,5 T , ta cú s vũng dõy s cp W1 = 104 U1 220 = 104 = 5043 (vũng) 4, 44 f B QT 4, 44 50 1,5 1,31 11 Chn mt dũng in cun dõy s cp: J1= J2 = 2,75 (A/mm2) 12 Tit dõy qun s cp: S1 = 0, 013 I1 = 2, 75 = 0, 0047 (mm2) J1 13 ng kớnh dõy qun s cp: d1= S1 = 0, 0047 = 0, 077 (mm) 3,14 mbo b c ta chn d = 0,12 (mm) Khi ú tra theo ph lc VI.1 TL sỏch TKM ng kớnh k c cỏch in : d1cd = 0,142 (mm) 14 S vũng dõy ca cun dõy th cp W21: W21 = W1 U 21 = 5043 = 206 (vũng) U1 220 15 S vũng dõy ca cun dõy th cp W22: W22 = W1 SV: Nguyễn Tùng Lâm U 22 = 5043 = 138 (vũng) U1 220 -66- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện 16 S vũng dõy ca cun dõy th cp W23: W23 = W24 = W1 U 23 10 = 5043 = 229 (vũng) U1 220 17 Tit din ca dõy qun th cp W21 : 1, 05 P 1, 05 4, 78 IC S21 = U J = 2, 75 = 0, 068 (mm2) 21 18 ng kớnh dõy qun th cp W21 d 21 = S 21 0, 068 = = 0, 294 (mm) m bo b c ta chn d21 = 0,31 (mm) Tra theo ph lc VI.1 sỏch TKM ng kớnh k c cỏch in d21cd = 0,345 (mm) 19 Tit din dõy qun th cp W22 : 1, 05 P 1, 05 3, X S22 = U J = 2, 75 = 0, 076 (mm2) 22 20 ng kớnh dõy qun th cp W22 : d 22 = S22 0, 076 = = 0,311 (mm) m bo bn c ta chn d22 = 0,33 (mm) Tra theo ph lc VI.1 sỏch TKM ng kớnh k c cỏch in d22cd = 0,365 (mm) 21 Tit din dõy qun th cp W23 , W24 : 1, 05 P 1, 05 0, 06 X S23 = S24 = U J = 10 2, 75 = 0, 0004 (mm2) 22 22 ng kớnh dõy qun th cp W23 , W24 : d 23 = d 24 = S 23 0, 0004 = = 0, 022 (mm) m bo bn c ta chn d23 = d24 = 0,1 (mm) Tra theo ph lc VI.1 sỏch TKM ng kớnh k c cỏch in d23cd = d24cd = 0,122 (mm) 23 Chn h s lp y : kld = 0,7 SV: Nguyễn Tùng Lâm -67- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Vi: kld = Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện (d1cd W1 + d 21cd W21 + d 22 cd W22 + d 23cd W23 ) ch 24 Vy chiu rng ca s: 2 2 c = (0,142 5043 + 0,345 206 + 0,365 138 + 0,122 229) 0, 20 = 8, 49 (mm) Chn c = (mm) 25 Chiu di mch t: L = c + a = + 16 = 64 (mm) 26 Chiu cao mch t H = h + a = 20 + 16 = 52 (mm) 4.4.9 Tớnh chn Diod cho b chnh lu ngun ngoi : Dũng in hiu dng qua Diod: ID.HD = I IC = 4, 78 = 0,15 (A) 29 in ỏp ngc cc i m Diod phi chu: UNmax = U21 = = 22,04 (V) Chn Diod cú dũng nh mc: Idm Ki ID.HD = 10 0,15 =1,5 (A) Chn Diod cú in ỏp ngc ln nht: Un = ku UNmax= 22,04 = 44,08 (V) Vi thụng s trờn ta chn Diod loi KII 208A cú cỏc thụng s: Dũng in nh mc: Idm = 1,5 A in ỏp ngc cc i ca Diod: UN = 100 V SV: Nguyễn Tùng Lâm -68- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện chơng xây dựng hệ thống ổn định điện áp bảo vệ ngắn mạch n nh in ỏp trờn ti m ta cn iu khin gúc m tiristo mt cỏch liờn tc, iu ny c thc hin nh mt mch hi tip ly tớn hiu sau chnh lu Uphu ri a vo khõu so sỏnh tớn hiu Khõu so sỏnh thc cht l dựng mt in ỏp t so sỏnh vi tớn hiu nhn c t mch phn hi qua sai lch thu c ta a vo U k thay i gúc m tiristo qua ú thay i in ỏp trờn ti m phự hp vi in ỏp m ta mong mun Udk Uủ CL UCL Km Id Uphu Kpu Hỡnh 5.1 : S mch phn hi in ỏp Ngoi quỏ trỡnh lm vic vỡ mt lý no ú m dũng in trờn ti ln hn dũng in ngng Khi ú ta cn ly tớn hiu phn hi dũng trờn ti Uphi dờm so sỏnh vi tớn hiu in ỏp ngng U ng Khi Uphi > Ung thỡ cú tớn hiu phn hi Uping tỏc ng vo Uk khoỏ tiristo Udk Uủ CL UCL Km Id Uping Upi Kpi Ung SV: Nguyễn Tùng Lâm -69- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện Hỡnh 5.2 : S khõu bo v ngn mch 5.1 : Xõy dng c tớnh ca h thng n nh in ỏp v bo v ngn mch 5.1.1 : Phng trỡnh ca h h : U d = E I d R = kCL Uk I d R (1) Trong ú : R = Rba + 3 X ba = 0,97 103 + 2,54 10 = 3, 10 ( ) c tớnh ca h h i qua im nh mc ( Im , Um) v im khụng ti (0 , Udohmax) Vy : U dohmax = E = U dm + R I dm = 16 + 3, 103 1200 = 20, 08 (V) 5.1.2 : Phng trỡnh ca h kớn : T s cu trỳc ta cú : U Uk = U - Uphu Uphu = kphu Ud (2) (3) Thay (2) , (3) vo (1) ta cú : Ud = (U kphu Ud ) kCL Id R Ud = kCL R U Id + kCL k phu + kCL k phu kCL = Udohmax / Ukmax = 20,08 / 10 = 2,008 Trong ú : Ly Uphu = 9,8 (V) k phu = Uphu / Ud = 9,8 / 16 = 0,6125 Nh vy ng vi cỏc giỏ tr U khỏc s cho ta cỏc ng c tớnh ca h kớn khỏc Xột trng hp : U = Umax =10 (V) Khi ú in ỏp khụng ti ln nht : kCL Udokmax = + k k Umax CL phu = SV: Nguyễn Tùng Lâm 2, 008 10 = 9, 005 < 16 (V) + 2, 008 0, 6125 -70- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện iu ny chng t ta cn phi thờm mt khõu khuych i trung gian ktg t trc Uk : Uủ U - Udk Ktg UCL CL Km Id Uphu Kpu H ỡnh 5.3 : S mch phn hi in ỏp cú thờm khõu khuych i trung gian H s khuych i c chn nh sau : ktg = Ukmax / ( Umax Uphu ) Khi ú phng trỡnh c tớnh ca h kớn : k k R tg CL Ud = + k k k U - + k k k I d tg u CL tg phu CL V ng c tuyn ca h kớn ng vi cỏc giỏ tr U khỏc : 10 (V) , (V) , (V) , 3(V) , 1(V) : SV: Nguyễn Tùng Lâm -71- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện ud 20.08 hệ hở 16.07 Uđ = 10V 12.79 Uđ = 8V 8.04 Uđ = 5V 4.82 Uđ = 3V 1.61 Uđ = 1V id 1.5 Iđm i đm Hỡnh 5.4 : Cỏc ng c tớnh h kớn - h h ca h thng 5.2: Tớnh chn cỏc khõu phn hi in ỏp v khuych i trung gian 5.2.1 : Mch phn hi in ỏp R10 R15 R12 Ud E R11 R13 Uphu - A5 + U đk R14 Hỡnh 5.5 : S mch phn hi in ỏp SV: Nguyễn Tùng Lâm -72- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện k phu = R11 = 0, 6125 R11 = 1, R10 R10 + R11 Chn : R10 = 100 ( ), ( W ) ; R11 = 160 ( ), ( W ) 5.2.2 : Khõu khuych i trung gian R14 ( R12 + R15 ) R 15 Uk = R ( R + R ) U - R U phu 12 13 14 12 Chn : R12 , R13 , R14 , R15 cho : R 15 R14 ( R12 + R15 ) = R 12 R12 ( R13 + R14 ) R R (R + R ) R 15 15 14 12 15 Uk = R ( U - Uphu ) R = R ( R + R ) = ktg = 50 12 12 12 13 14 Khi ú : R 15 R14 = = 50 R12 R13 Chn : R12 = R13 = 10 ( ) ; R14 = R15 = 500 ( ) 5.2.3 : Tớnh chn khõu bo v ngn mch R17 Id Rs Us + - A6 R16 + A7 R18 - A8 + E S uping R19 M E R R20 r21 Hỡnh 5.6 : S khõu bo v ngn mch Chn sun l loi 1200A / 75mV Chn h s khuych i ca KTT A7 l 100 Võy : R17 / R16 = 100 ng thi chn R16 cho dũng i vo KTT A7 nh hn 1mA : SV: Nguyễn Tùng Lâm -73- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện R16 > 75mV / 1mA = 75 ( ) Chn R16 = 100 ( ) ; R17 = 10 ( ) hn ch dũng in i vo KTT A8 nh hn 1mA ta chn : R18 = R19 > 7,5V / 1mA = 7,5 (k ) Chn ; R18 = R19 = 15 (k ) Trong ú R19 gm mt in tr 12 k v mt bin tr cú phm vi iu chnh k SV: Nguyễn Tùng Lâm -74- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện kết luận Tuy thi gian lm ỏn khụng nhiu v cha cú iu kin i sõu vo thc t nhng vi s ch bo ca cỏc thy cụ b mụn c bit l TS.NGUYN TRUNG SN ó rt nhit tỡnh, tn tõm hng dn em hon thnh ỏn, qua ú em cú th tớch lu cho mỡnh mt hiu bit nho nh v cụng ngh m in, v b ngun chnh lu nhng quan trng nht l thy ó giỳp em cú mt cỏi nhỡn tng quan, bit cỏch t , bit phõn tớch so sỏnh tỡm phng ỏn phự hp õy l iu rt b ớch, cn thit cho mt ngi k s sau ny! Sau hn ba thỏng thit k ỏn tt nghip bn thõn cng ó n lc nhiu song em bit mỡnh cũn nhng iu cha thụng tho v hiu bit thu ỏo, cho nờn nu cú iu kin em mong cỏc thy cụ ch dy nhiu hn Mt ln na em xin chõn thnh cm n cỏc thy cụ b mụn c bit l thy NGUYN TRUNG SN ó ng viờn, to iu kin tt nht cho em hon thnh ỏn tt nghip ny! SV: Nguyễn Tùng Lâm -75- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện tài liệu tham khảo Tỏc gi : Trn Minh Hong TL1 : M in Nh xut bn Khoa hc v K thut ; H Ni 2001 Tỏc gi : Trn Vn Thnh TL2 : Hng dn thit k tớnh toỏn thit b iu khin Nh xut bn giỏo dc Tỏc gi : Lờ Vn Doanh _ Nguyn Th Cụng _ Trn Vn Thnh TL3 : in t cụng sut lý thuyt - Thit k - ng dng Nh xut bn Khoa hc v K thut Tỏc gi : Nguyn Bớnh TL4 : in t cụng sut ln v ng dng Thyristo Nh xut bn i hc v trung hc chuyờn nghip ; H Ni 1985 Tỏc gi : Bựi ỡnh Tiu TL5 : Giỏo trỡnh truyn ng in Nh xut bn giỏo dc Tỏc gi : V Gia Hanh _Trn Khỏnh H _ Phan T Th _Nguyn Vn Sỏu TL6 : Mỏy in Nh xut bn khoa hc v k thut Tỏc gi : Phm Vn Bỡnh _ Lờ Vn Doanh TL7 : Mỏy bin ỏp : lý thuyt, hnh, bo dng, th nghim Nh xut bn khoa hc v k thut Tỏc gi : Nguyn Hng Quang TL8 : S tay la chn v tra cu thit b th 0,4 n 500 KV Nh xut bn khoa hc v k thut, H Ni 2007 SV: Nguyễn Tùng Lâm -76- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện MC LC SV: Nguyễn Tùng Lâm -77- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện CHNG I: Tng quan v m in v gii thiu cỏc b ngun mt chiu 1.1 Khỏi nim c bn v m in Trang 1.2 Gii thiu cỏc b ngun mt chiu Trang 12 CHNG II Tng quan v cỏc b chnh lu Tiristo ba pha 2.1 Chnh lu tia ba pha Trang14 2.2 Chnh lu cu ba pha Trang 17 2.3 Chnh lu tia sỏu pha Trang 11 CHNG III Tớnh chn mch ng lc 3.1 Tớnh chn van ng lc .Trang 26 3.2 Tớnh chn mỏy bin ỏp cho mch ng lc Trang 29 3.3 Tớnh chn cỏc thit b bo v mch ng lc Trang 52 CHNG IV Tớnh chn mch iu khin 4.1 Nguyờn lý thit k mch iu khin .Trang 57 4.2 S mch iu khin Trang 58 4.3 Thit k s nguyờn lý Trang 59 4.4 Tớnh toỏn cỏc thụng s mch iu khin .Trang 66 CHNG 5.1 Thit k h kớn n nh i n ỏp cho b m Trang 76 5.2 T ớnh v thi t kh õu b o v ng n m ch Trang 78 SV: Nguyễn Tùng Lâm -78- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện TRNG I HC BCH KHOA H NI KHOA IN B MễN THIT B IN - IN T N TT NGHIP TI : THIT K B NGUN CHNH LU IU KHIN DNG CHO TI M IN NGI HNG DN : TS.NGUYN TRUNG SN SINH VIấN THC HIN : NGUYN TNG LM LP : THIT B IN - IN T K48 SV: Nguyễn Tùng Lâm -79- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 [...]... Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện U nv = 6 U 2 f Cụng sut ca mỏy bin ỏp UBA : UBA = 1,35 Pdmax d) Gin cỏc ng cong trong trng hp = 300 , ti in tr : ua U l uc ub 1 3 2 4 t U d t Id I T1 t I T2 t I T3 t U T1 t SV: Nguyễn Tùng Lâm -17- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện e) Nhn xột : Nu s dng s chnh... nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện in ỏp ngc m mi van phi chu ng U nv : U nv = 6 U 2 f Cụng sut mỏy bin ỏp SBA : SBA = 1,05 Pdmax d) Gin ng cong trong trng hp = 300 , ti in tr : ua ub uc Ul 1 2 3 4 5 6 7 t Ud Id t I T1 t I T2 t T3 t I I T4 t I T5 t I t T6 t t U T1 SV: Nguyễn Tùng Lâm -20- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện. .. nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện d) Gin ng cong trong trng hp = 300 , ti in tr : U d2 U d1 U d 1 I 2 3 4 5 6 7 t d t I T1 t IT2 t I T3 t I T4 t I T5 t I T6 t U T1 t e) Nhn xột : Nu s dng s chnh lu tia 6 pha cho ta cht lng in ỏp tt do tn s p mch trong mt chu k ln, dũng in qua mi van ch bng SV: Nguyễn Tùng Lâm -23- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 1 6 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh. .. so sỏnh nhng u nhc im ca 3 s chnh lu ng thi liờn h vi s liu trong ỏn tt nghip cho ti m in cú I d = 1200 A v Ud = 16 V ta thy vic la chn s chnh lu tia cú cun khỏng cõn bng l hp lý SV: Nguyễn Tùng Lâm -24- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện Chơng 3 Tính toán và thiết kế mạch động lực 3.1 : S nguyờn lý mch lc A B N C v 380 AT I> I> I> M D K K K A *... Id Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện b) Gii thớch hot ng ca s : S chnh lu cu 3 pha iu khin i xng cú th coi nh hai s chnh lu tia 3 pha mc ngc chiu nhau : Nhúm T1 , T3 , T5 mc theo kiu catot chung to thnh mt chnh lu tia 3 pha cho in ỏp dng Nhúm T4 , T6 , T2 mc theo kiu anot chung to thnh mt chnh lu tia 3 pha cho in ỏp õm Gi thit ti thi im xột thỡ... nh ó nờu trờn vỡ in ỏp a vo bin chnh lu l hỡnh sin nờn dũng in trung bỡnh trong mt chu k luụn bng 0 SV: Nguyễn Tùng Lâm -14- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện CHNG 2 LựA CHọN SƠ Đồ CHỉNH LƯU Do yờu cu trong nhim v thit k tt nghip l thit k b ngun chnh lu vi in ỏp a vo chnh lu l xoay chiu 3 pha nờn di õy em ch cp n cỏc s chnh lu 3 pha 2.1 : Chnh... Rs + - C2 bể mạ Lcb Lcb S gm cú : SV: Nguyễn Tùng Lâm -25- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện Aptomat Ap : Dựng ng ct ngun, t ng bo v khi quỏ ti, ngn mch u ra ca b bin i, ngn mch th cp mỏy bin ỏp Cụng tc t K : Dựng úng ct thng xuyờn mch in ti trong quỏ trỡnh lm vic Mỏy bin ỏp chnh lu : Dựng bin i in ỏp li thnh in ỏp thớch hp cp cho chnh lu ... tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện S chnh lu tia 6 pha cú cun khỏng cõn bng bao gm mt mỏy bin ỏp ng lc 3 pha , cun khỏng cõn bng , 6 tiristo chia lm hai nhúm T1 ,T3 , T5 v T4 , T6 , T2 Mỏy bin ỏp cú hai h thng dõy qun th cp a ,b, c v a ,b,c Cỏc cuụn dõy trờn mi pha a v a , b v b, c v c cú s vũng dõy nh nhau nhng cc tớnh thỡ ngc nhau ua , ub , uc cung cp ngun cho nhúm tiristo... tia la in trong quỏ trỡnh lm vic, lm h hng phn dõy dn tip xỳc vi chi than B bin i s dng iu ỏp xoay chiu S : v 380 U1 + U2 bể mạ - Hỡnh 1.5 : S s dng iu ỏp xoay chiu SV: Nguyễn Tùng Lâm -13- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện Nhn xột : Vi s s dng iu ỏp xoay chiu ta nhn thy cú nhc im : Nu gúc m gia hai van liờn tip trong mt chu k khụng bng nhau thỡ...Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện th Mt khỏc mt dũng in cao s lm cho ion kim loi m b nghốo nhanh trong lp dung dch sỏt catot Do ú phõn cc s tng lờn to iu kin sinh ra lp m cú tinh th nh mn Nhng nu mt dũng in quỏ cao (gn n dũng ... nghim ta chon: C2= 0, 25( F ) R2= 5,1 ( ) SV: Nguyễn Tùng Lâm -44- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện cHƯƠNG tíNH TOáN Và THIếT Kế MạCH ĐIềU KHIểN. .. sau: nguồn điện chiều _ + ANOT CATOT ĐK dung dịch mạ Hỡnh 1.1 : S tng quỏt dựng m in SV: Nguyễn Tùng Lâm -3- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện. .. SV: Nguyễn Tùng Lâm -14- Lớp TBĐ - ĐT4 K48 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn chỉnh lu điều khiển cho mạ điện CHNG LựA CHọN SƠ Đồ CHỉNH LƯU Do yờu cu nhim v thit k tt nghip l thit k b ngun chnh lu