Lời nói đầu Thế kỷ XX đánh dấu đời nhiều phát minh quan trọng, phát minh cho đời ngành công nghiệp điện tử Vào năm 1902 kỹ s ngời Anh John Flening sáng chế Thyratran, năm 1948 hai nhà vật lý ngời Mỹ John Bardeen W.H Bratlain sáng chế trasitor, đến năm 1956 nhóm kỹ s hãng Bell - Telephone cho đời sản phẩm Thyristor Kể từ đến ngành công nghiệp điện tử giới không ngừng phát triển, ngời ta chế tạo thiết bị bán dẫn có công suất lớn nh điốt, triắc, trasistor chịu điện áp cao dòng điện lớn kể thiết bị bán dẫn cực nhỏ nh: vi mạch, vi mạch đa chức năng, vi xử lý phần tử thiết yếu mạch điều khiển thiết bị bán dẫn công suất Ngày này, không riêng nớc phát triển, nớc ta thiết bị bán dẫn thâm nhập vào ngành công nghiệp lĩnh vực sinh hoạt Các xí nghiệp nhà máy nh thuỷ điện, xi măng, giấy, dệt sợi, đóng tàu, công nghiệp mạ sử dụng ngày nhiều thành tựu công nghiệp điện tử Đó minh chứng cho phát triển ngành công nghiệp Đặc biệt ngành công nghiệp mạ điện Nó ứng dụng điện tử công xuất để chế tạo nguồn điện chiều ổn định phù hợp với việc mạ điện tham gia điều khiển tự động suốt trình mạ Nhờ mạ điện tạo sản phẩm có độ bền cao, nâng cao tính thẩm mỹ để phục vụ y tế, công nghiệp nhẹ nh ứng dụng sống để trang trí Trong trình làm hoàn thành đồ án môn học, em nhận đợc giúp đỡ, bảo tận tình thầy Trần Trọng Minh Đây lần đầu làm đồ án môn học với đề tài mẻ có liên quan đến nhiều môn học khác Mặc dù em cố gắng nhng chắn không tránh khỏi hết khiếm khuyết Em mong nhận đợc ý kiến đóng góp thầy, cô để đồ án đợc hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 08 năm 2005 Sinh viên: Lu Văn Vinh I Các số liệu cho trớc: Thiết kế nguồn mạ chiều (không đảo chiều) chiều thông số sau: Các số liệu cho trớc Điện áp (V) Dòng tải max (A) 1000 10 ữ 24 Nguồn mạ làm việc theo nguyên tắc giữ dòng điện mạ không đổi Phơng án trình mà Mạch phải có khâu bảo vệ chống ngắn mạch II Mục lục đồ án: I Phân tích yêu cầu công nghẹ mà, chọn phơng án I.1 Mạ điện I.2 Các phơng án sơ đồ chỉnh lu Tia pha Cầu pha pha có cuộn kháng cân (*) II Tính toán mạch lực II.1 Xác định điện áp chỉnh lu không tải Ud0 II.2 Tính chọn van mạch RC bảo vệ II.3 Tính toán máy biến áo lực III Thiết kế mạch điều khiển III.1 Sơ đồ cấu trúc III.2 Sơ đồ nguyên lý tổng thể III.3 Tính toán khâu Răng ca Khuếch đại xung Phần I: Công nghệ mạ điện yêu cầu kỹ thuật công nghệ I Giới thiệu chung: Thế kỷ XX đánh dấu đời nhiều phát minh quan trọng Một phát minh cho đời ngành công nghệ điện tử Vào năm 1902, kỹ s ngời Anh John Flening sáng chế Thyratran Năm 1948, nhà vật lý ngời Mỹ John Barden W Hbratlain sáng chế Transistor Đến năm 1950, nhóm kỹ s hãng Bell Telephone cho đời sản phẩm Thyristor Kể từ đến nay, ngành công nghiệp điện tử giới không ngừng phát triển, ngời ta chế tạo thiết bị bán dẫn cực nhỏ nh vi mạch, vi mạch đa chức năng, vi xử lý phần tử thiết yếu mạch điều khiển thiết bị bán dẫn công suất Ngày nay, không riêng nớc phát triển, nớc ta thiết bị bán dẫn thâm nhập vào ngành công nghiệp lĩnh vực sinh hoạt Các nhà máy xí nghiệp nh thuỷ điện, xi măng, giấy, dệt sợi, công nghệ mạ sử dụng ngày nhiều thành tự ngành công nghiệp điện tử Đó minh chứng cho phát triển công nghiệp Đặc biệt ngành công nghệp mạ điện Nó ứng dụng điện tử công suất để tạo nguồn điện chiều ổn định phù hợp với việc mạ điện tham gia điều khiển tự động suất trình mạ Nhờ mạ điện tạo sản phẩm có độ bền cao, nâng cao tính thẩm mỹ để phục vụ y tế, công nghiệp nhẹ nh ứng dụng sống để trang trí Mạ điện có tác dụng chống ăn mòn, phục hồi kích thớc, tăng độ cứng, tạo phản quang, dẫn điện Trong mạ điện, vật liệu kim loại, hợp kim vật liệu dẻo, gốm sứ, composit Lớp mạ tơng tự kim loại, hợp kim, composit kim loại gốm, kim loại chất dẻo Xu hớng chung dùng vật liệu rẻ sẵn có, vật liệu mạ đắt quí nhng lớp vỏ mỏng bên A Công nghệ mạ điện Mạ điện đơn giản trình kết tủa kim loại lên bề mặt lớp phủ có tính chất lý hoá đáp ứng yêu càu kỹ thuật Tuy nhiên công nghệ ổn định, bền thời gian dài đợc sử dụng sản xuất Mạ điện thực chất trình điện phân (phản ứng phân tích hoá học xảy dới tác dụng dòng điện chiều) Quá trình điện phân tổng quất điốt xảy trình hoà tan kim loại điện cực điốt M-ne => Mn Trên catốt, cation nhận điện tử tạo thành nguyên tử kim loại mạ: M+n + ne => M Trong mạ điện, anốt catốt đợc nối với nguồn chiều tạo điện riêng (+) cho anốt (-) cho catốt cách ổn định ngâm bể dung dịch (bể mạ điện) Anốt đợc thay vật liệu mạ, số trờng hợp sử dụng anốt trơ, vật liệu mà dung dịch bể mạ Catốt vật cần mạ (vật liệu nền), anốt (hoặc dung dịch) đóng vai trò chất nh ờng điện tử Trong trình mạ điện bao gồm nhiều giai đoạn bớc nối tiếp Ví dụ catốt Cation Mn+mH20 di chuyển từ dung dịch vào bề mặt catốt Cation vỏ Hyđrat (mH20) tiếp xúc trực tiếp với bề mặt Điện tử từ catốt điền vào vánh điện tử hoá trị cation biến thành nguyên tử kim loại trung hoà dạng hấp thu Các nguyên tử kim loại tạo thành mầm tinh thể Từ tinh thể kết hợp thành lớp mạ + Anốt - Nguồn chiều + - Catốt Lớp mạ Bể mạ Dung dịch B Yêu cầu kỹ thuật: Để trình mạ thành công: - Gia công kỹ thuật cho catốt - Chọn vật liệu cho anốt, thành phần dung dịch mạ, mật độ dòng điện điều kiện điện phân khác, ổn định dòng điện trình mạ Có nhiều yếu tố ảnh hởng đến thành công nh chất lợng mạ điện Nhng đồ án thiết kế nguồn mạ nên ta quan tâm đến ảnh hởng nguồn cung cấp cho trình mạ có vai trò quan trọng đến thành công nh chất lợng độ bền lớp mạ Do yêu cầu công nghệ bắt buộc phải có nguồn điện chiều nên ta dùng dòng điện chiều không đảo chiều Dòng điện chiều không đảo chiều ổn định suốt trình mạ cho sản phẩm có lớp mạ bóng Điện áp chiều phải tơng đối phẳng Dòng điện chiều vào cực kim loại nhng vào dung dịch điện catốt (cực âm) trở lên âm hơn, điện anốt (cực dơng) trở lên đơng Sự thay đổi điện nh gọi phân cực Sự phân cực có quan hệ mật thiết với mạ định đợc lớp mạ kết tinh Khả phân bố tốt, lớp mạ phân bố đồng Làm hyđrô thoát mạnh, làm giảm hiệu suất dòng điện độ bám lớp mạ Phân cực anốt làm anốt hoà tan không bình thờng, ảnh hởng phân cực đến lớp mạ có mặt lợi, có mặt hại Trong qúa trình mạ phải lợi dụng mặt lợi, khống chế làm mặt hại Đa số trờng hợp muốn lớp mạ min, khả phân bố tốt phải nâng cao phân cực (trong phạm vi cho phép), tránh làm giảm hiệu suất dòng điện, độ bám lớp mạ không tốt: k= m 100% a.I t m: Trọng lợng chất thu đợc a: dơng lợng điện hoá I: Cờng độ dòng điện t: Thời gian Để tạo nguồn chiều cho mạ điện dùng máy phát điện chiều hay máy chỉnh lu Hiện nay, máy chỉnh lu đợc dùng rộng rãi để thay máy phát điện chiều Dùng máy chỉnh lu có lợi hiệu suất cao, thời gian sử dụng lâu, tiếng ồn nhỏ, dễ điều khiển, lắp trực tiếp cạnh bể mạ Phần II: Phơng án tổng thể - u, nhợc điểm Mỗi phơng án phơng án phù hợp Do lới điện Việt Nam nh trê giới điện áp xoay chiều Nếu có dòng điện chiều không đảo chiều ta phải đa điện áp xoay chiều từ lới qua chỉnh lu phù hợp để có dòng điện chiều không đảo chiều ổn định PAC P2 Chỉnh lưu Tải Mạch lực Tải Mạch điều khiển PAC PAC BAL PDC MV U1 , I1 m1 U2 , I2 m2 PDC Ud , Id , Iđm Lọc Tải Ud , Id Kđm vào KHT Ud MĐK BAL: Biến áp lực có chức chuyển cấp điện áp nguồn xoay chiều sang cấp điện áp thích hợp với tải MV: Mạch van van bán dẫn đấu theo sơ đồ trực tiếp thực trình biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều MĐK: Mạch điều khiển, mạch sử dụng bán dẫn điều khiển đợc có mạch để thực việc cho van dẫn dễ dàng vào thời điểm cần thiết nhằm khống chế lợng đa phải LOC: Mạch lọc san bằng, nhằm đảm bảo điện áp hay dòng điện phẳng theo mong muốn tải KHT: Khối hỗ trợ gồm mạch theo dõi đảm bảo BCL hoạt đồng bình thờng VD: Mạch tín hiệu, mạch bảo vệ A Mạch lực: Với công suất mạ điện Pd = (Vdđm Idđm) Vdđm: điện ra: 10 ữ 24 V Idđm: dòng điện tải: 1000A Pd = 24 1000 = 24000 W = 24kW Nên dùng chỉnh lu pha Dùng máy biến áp pha có đầu sơ cấp đầu vào U d = 380 (V) lới Điện áp Udđm thấp 10 ữ 24V nên dùng sơ đồ hình tia A1 Chọn van: Do cần điều chỉnh điện áp (thay đổi Udđm) nên thay đổi dùng chỉnh lu bán điều khiển Thyzistor hay chỉnh lu điều khiển Tranzistor trờng - Tranzistor trờng: u điểm: điều khiển nhanh, tần số lớn, điều khiển áp Nhợc điểm: dòng cho phép Tranzistor bé - Thyzistor: u, nhợc điểm: dòng điều khiển dòng cho phép lớn, nhng điều khiển chậm bị hạn chế số Theo số liệu đồ án chọn Thyzistor hợp lý A2 Chọn sơ đồ đấu van: I Sơ đồ chỉnh lu pha tia hình có điều khiển AT a T1 B b T2 C c T3 A R Ud R id Id iT1 iT2 iT3 II sơ đồ chỉnh lu cầu pha đối xứng T2 T1 T4 T3 T6 T5 L R A C B t1 t2 t3 t4 t5 t6 III Chỉnh lu tia pha có cuộn kháng cân bằng: * * * * * * * * 10 * * tốt Khi có chuyển mạch điện tích tích tụ lớp bán dẫn phóng tạo dòng điện ngợc khoảng thời gian ngắn Sự biến thiên nhanh chóng dòng điện gây sực điện động cảm ứng lớn điện cảm làm cho điện áp Anốt catốt Thyzistor Khi có mạch R - C mắc song song với Thyzistor tạo mạch vòng phóng điện tích trình chuyển mạch nên Thyzistor không bị điện áp C - Hệ số áp va: K = R U ngcp U v max Với Ul =10% UVmax = 2.U l ,1,1 = 2.3380.1,1 U v max = 590 (V) Vậy: K = 1000 = 1,69 590 100 C* 10 Rmax Rmin 0,7 0,5 k 0,1 1,5 1,69 34 2,5 K = 1,69 Tra đồ thị Ta có: Rmax= Rmin = C* = 0,7 ( àF ) Theo kinh nghiệm chọn C = 0,22 ( àF ) Vậy Cmin = 0,11( àF ) 2Q * Mà Cmin = U C ngtt Q= C ' U ngtt 2C * = 0,11.10 590 = 46 (Aàs) 2.0,7.10 U v max 590 = = 1,47 L di (tt) 400 ( ) dt L = L = 1,47 = 2,94 (tt) Vậy: U V max L' 590.2,94 = = 4,34 2.Q 2.46 Điện trở năm phạm vi: Rmin 4,34 R Rmax 4,34 8,68 ( ) R 17,36() Chọn điện trở R = 15 () Tụ điện C = 0,22 ( àF ) 35 Phần V Tính toán thông số mạch điều khiển 5.1 Tính biến áp xung BAX - Chọn vật liệu làm lõi sắt Ferit HM Lõi có dạng hình xuyến làm việc phần đặc tính từ hoá có B = 0,3 (T) H = 30 (A/m), khe hở không khí - Tỷ số biến áp xung: thờng lấy m = ữ nên chọn m = - Điện áp cuộn thứ cấp máy biến áp xung: U2 = Uđk = 5,5 V - Điện áp đặt lên cuộn sơ cấp máy biến áp xung: U1 = m0 U2 = 5,5 = 16,5 (V) - Dòng điện thứ cấp biến áp xung: I2 = Iđk = 0,4 (A) - Dòng điện sơ cấp biến áp xung: I1 = I 0,4 = = 0,13 (A) m - Kích thớc tổng: V= K ba U I t x U x (m ) B.H Trong đó: tx : độ rộng xung Ux: độ sụt áp xung cho phép, thờng lấy bằng: Ux = 0,1 ữ 0,2 B: độ biến thiên cờng độ từ trờng (T) H: độ biến thiên mật độ từ cảm Coi xung chùm mà khâu tạo chùm tạo có: 1 fXC = 10 (KHz) Vậy: TXC = f = 104 = 104 10 = 100 (às) XC Xung chùm xung đối xứng: tn =tx =0,5 TXC = 0,5 100 = 50 (às) 3.5,5.0,4.106.0,2 = 7,3.10 (m3) V= 0,3.30 V = 7,3 (cm3) Chọn mạch từ V = 10,7 cm lõi thép Ferit loại 3622 có diện tích lõi từ = 2,02 (cm3), diện tích cửa sổ = 0,774cm Vậy chọn lõi hình trụ đờng kính 3636 mm, đờng kính 22mm tiết diện lõi tơng ứng 2,02 cm2 Vậy: 36 U1.t x 16,5.50.106 = = 13,61 (vòng) W1 = B.S 0,3.2,02.10 Lấy w1 = 15 vòng W2 = w1 = (vòng) - Chọn mật độ dòng điện J1= J2 = 2,75 (A/mm2) - Tiết diện dây quấn sơ cấp: S1 = 0,13 = 0,0472 (mm2) 2,75 - Đờng kính dây quấn sơ cấp: d1 = S1 = 0,24(mm) I2 0,4 = = 0,145(mm ) J 2,75 - Tiết diện dây quấn thứ cấ:S2 = - Đờng kính dây quấn thứ cấp: d2 = 4.S = 4.0,143 = 0,43 (mm) 3,14 5.2 Tính tầng khuyếch đại cuối cùng: - Chọn Tranzistor công suất loại 2SC9111 làm việc chế độ xung có thông số: Tranzistor loại npn, vật liệu bán dẫn Si - Điện áp Coleto bazơ hở mạch Emito UCBO = 40 (v) - Điện áp Emito bazơ hở mạch Colecto Icmax = 500 (mA) - Công suất tán Colecto Pc = 1,7 (W) - Nhiệt độ lớn mặt tiếp giáp T1 = 1750C - Hệ số khuếch đại: = 50 - Dòng làm việc Colecto Ic2 = I1 = 133 (mA) - Dòng làm việc bazơ: IB2 = I c 133 = = 26,2 (mA) 37 - Chọn nguồn cấp cho biến áp xung:E = + 24V R11 = ( E U1 ) (24 + 16,5) = = 56,4() I1 0,133 Chọn R11 = 60 ( ) E 50.24 = = 7518,8 () R B = S I 0,133.1,2 max Chọn RB = k - Chọn điot loại N 4009 có tham số: Dòng điện định mức: Iđm = 10 A Điện áp ngợc lớn UN = 25 V Điện áp điôt thông Um = V R RB Đ R11 5.3 Tính chọn tạo xung chùm: Dùng loại OA: LF 351 Chu kỳ dao động: T = RC.ln (1 + R1/R2 ) 1 T = fxc = 104 = 10 ( s) = 100 (às) Chọn R19 = R34 = 10 (k ) 100 = C2 R18 = ln (1 + R19 / R34 ) ln (1 + 2.10 ) 10 C2 R18 = 45,5 (às) Chọn tụ C2 = 0,1 (às) 38 R18 = 45,5 = 455( ) 0,1 Chọn R18 = (K) R18 C2 + R19 R 34 Chọn IC loại IL 084 hãng Tlexas Intrucmet chế tạo IC có khuyếch đại thuật toán Thông số IC: IL 084 Điện áp nguồn nuôi, chọn Vcc = 12 V -Hiệu điện đầu vào: 30 V - Nhiệt độ làm việc: T = - 250C ữ 850C - Công suất tiêu thụ: P = 0,08 (W) - Tổng trở đầu vào: Rin = 106 (à ) - Dòng điện đầu : Ira = 30 (pA) 39 5.4 Tính chọn tầng so sánh: R6 R rc - R7 R đk + Chọn R6 = R7 = 20 k để dòng điện đầu vào đầu nhỏ 5.5 Tính chọn khâu đồng pha: Điện áp tựa đợc hình thành nạp tụ C1 Mặt khác để đảm bảo điện áp tựa có nửa chu kỳ điện áp lới tuyến tình chọn số thời gian nạp tụ: Tr = R3 C1 = 0,009 (s) Chọn tụ C = 0,1 (àF) điện trở R3 = Tr 0,005 = C1 0,1.10 Vậy R = 50 103 () Chọn R3 = 50 (k) Chọn điện áp xoay chiều đồng pha: UA = 24 (V) Điện trở R1 hạn chế dòng điện vào khuếch đại thuật toán OA1 Chọn R1 cho dòng vào khuếch đại thuật toán IV 1mA R1 UA 24 = = 24 IV 10 (k) Chọn R1 = 25 k - Chọn điôt ổn áp Đz = 12 (V) Do biên độ điện áp ca 12 V E.Tr 12.5.103 = = 25000 () = 25 (k) R4 + RV2 = 2U rc C 2.12.0,1.10 Chọn R4= 15 (k) RV2 = 10 (k) - Tính toán máy biến áp đồng pha Máy biến áp pha, tụ Tiết diện tụ tính theo công thức: Q = K Sba C.t Chọn Sba = 20 (VA) 40 C=3 Nên: Q = K=6 f = 50 Hz 20 = 2,19(cm 2) 3.50 - Chọn trụ: Q = a.b a = 1,3 (cm) nên b = 1,25 a b = 1,6 (cm) Chọn h = (cm) Mạch từ đợc ghép tốn silic E 330, dày 0,35m, có mật độ từ cảm B = (t) Dây quấn: - Số vòng dây sơ cấp: U 220 W1 = 4,44 f B.Q = 4,44.50.1.2,19.104 = 4525 (vòng) Chọn mật độ dòng điện J1= J2 = 2,75 (A/mm2) S 20 - Tiết diện dây sơ cấp: S1 = 3.U J = 3.220.2,75 = 0,011 mm2 1 d1 = S1 = 4.0,011 = 0,11 (mm) 3,14 - Số vòng dây cuộn thứ cấp: U 24 W2 = 4,44 f B.Q = 4,44.50.1.2,19.10 = 494 (vòng) S 20 Tiết diện dây thứ cấp: S2 = 3U J = 3.24.2,75 = 0,101 mm2 2 - Đờng kính dây quấn thứ cấp: d2 = 4.S 4.0,101 = 0,36 (mm) 3,14 41 Rv2 + 12V Đ1 OA + R1 Đ3 C1 R3 Đ2 Rv1 R2 + 12V Đz R4 OA + R5 5.6 Khâu tạo tín hiệu điều khiển: Do chọn diot ổn áp có UĐz = 12 (V) Vì vậy, cuối mạch điều khiển cần có điện áp điều khiển 12 (V) để so sánh với U rc Đã chọn UR3 = 60 (mV) - Chọn R20 R33 cho UG = 12 (v) U 12 G KOA4 = U = 6.10 = 200 (lần) RS R33 KOA4 = R = 200 20 nên: R33 = 200 R20 Chọn R20 = 10 (k) R33 = 10 200 = 2000 (k) UG = Uđk nên chọn R23, R27, R22, R26 để KOA5 = KOA6 = R23 R27 = = Vậy chọn: R23 = R22 = R27 =R20 = 10 k R22 R20 5.7 Xác định góc mở cực tiểu cực đại: Chọn góc mở cực tiểu = 100 với góc mở bù đợc giảm điện áp lới - Khi góc mở nhỏ = thì: Udmax = Ud0 + cos = U ddm Imax = Iđm - Khi = max 42 Udmin = Ud0 + cos max Tổng trở mạch thứ cấp R = Rdd + RBA + Rdt Góc mở max = 1500 5.8 Tính toán thiết kế nguồn điều khiển: khối nguồn nuôi khối tạo điện áp thích hợp cho phân tử tích cực mạch điều khiển nh IC; Tranzistor - Bộ nguồn cấp điện áp nh sau: Ucc1 = 12 (v) Ucc2 = 24 (v) - Tính nguồn cung cấp 1: UCC1 Vì công suất mạch điều khiển nhỏ, dòng điện tiêu thụ cực đại nhỏ 100 mA nên dùng mạch ổn áp IC M7812 M 7912 có ICmax = 1,5 (A)có tản nhiệt Điện áp cung cấp UCC1 = 12 (v) đợc ổn áp Điện áp thứ cấp biến áp nguồn trớc vào IC phải qua chỉnh lu Chọn chỉnh lu cầu pha U d 12 = = 13,3 (V) 0,9 0,9 UTC1 = Lấy UTC1 = 1A ITC1 = 1A Điôt chỉnh lu chọn loại IN 5001 Idm = 2A Ungmax = 50 V - Tính toán nguồn cung cấp UCC2 cung cấp cho mạch nên dùng chỉnh lu sơ đồ cầu pha điện áp thứ cấp là: UCT2 = U d 24 = = 26,7 (V) 0,9 0,9 Chọn điot loại IN 5001 - Tính toán thiết kế máy biến áp nguồn cung cấp cho mạch điều khiển Biến áp gồm cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp USC = 220V UCT1 = 13,3 V = 26,6 V ICT1 = 1A 43 UCT2 = 26,7 V IcT2 = 2A - Công suất thứ cấp: P2 = UTC1 ITC1 + UTC2 = 26,6 + 26,7 = 80 (W) -Công suất sơ cấp P1 = P2 80 = = 93 (W) 0,86 0,86 Vậy P = P1 +P2 80 + 93 = = 86 (W) 2 Đây máy biến áp công suất nhỏ nên chọn mạch từ ghép tôn silic E330 Chọn: Cờng độ từ cảm lõi thép B = 1T Mật độ dòng điện dây quấn J = (A/mm2) Tiết diện lõi thép S = a.b b : Chiều dày lõi thép b = 1,25 a c: chiều rộng lõi thép: c = 0,5 a Chọn a = 2,7 b = 4,05 (cm) c = ,35 (cm) nên: Q = a b = 4,05 2,7 h = 6,75 (cm) Q = 10,935 (cm2) - Tính dây cuốn: Số vòng dây sơ cấp: W1 = U1 220 = = 906 (vòng) 4,44 f Q.B 4,44.50.1.2,7.4,05.10 Số vòng dây cuộn cung cấp TC1: W2 = U CC1 12 = = 50 (vòng) 4,44 f Q.B 4,44.50.1.2,7.4,05.10 Số vòng dày cuộn cung cấp TC2: W3 = U CC 24 = = 100 (vòng) 4,44 f B.Q 4,44.50.1.10,935.10 Tiết diện dây W2 : S2 = Đờng kính dây W2: I TC 2 = = 0,66 (mm2) J 4.S 4.0,06 = = 0,9 mm 3,14 44 Tiết diện dây W3: S3 = I TC1 = = 0,33 (mm) J Đờng kính dây quấn W3 : d3 = 4.S 4.0,33 = = 0,65 mm 3,14 Tiết diện dây quấn thứ cấp trung bình: dtb = d + d 0,9 + 0,65 = = 0,77 (mm) 2 + Ucc2 470à F 220V 7812 470à F 470à F + Ucc1 470àF 470à F - Ucc1 5.9 Thiết kế tủ điện * Tủ điện thiết kế phải đảm bảo chất lợng cao kỹ thuật, mỹ thuật cộng nghiệp Chất lợng công nghiệp tụ điện thể yếu tố sau: - Kích thớc hợp lý so với thiết bị cần lắp - Bố trí linh kiện hợp lý không gian - Các linh kiện bố trí theo nguyên tắc trọng lợng, thiết bị ậăng bố trí dới thấp, thiết bị nhẹ bố trí cao - Các thiết bị bố trí theo nguyên tắc tản nhiệt, thiết bị tản nhiệt lớn bố trí cao - Các lỗ thông gió cần thiết - Mạch điều khiển cần đợc bảo vệ tốt, tránh nhiệt độ cao ngời ta thờng bố trí cách ly với van máy biến áp 45 - Bố trí theo nguyên tắ chức thiết bị có chức giống nhau, bố trí gần - Các thiết bị thao tác, đo lờng, tín hiệu cần đợc bố trí mặt trớc vị trí thuận tiện * Chất lợng mỹ thuật phải đảm bảo yêu cầu: - Hình đáng hẹp - Màu sắc hài hoà, không sặc sỡ, không tối, thờng gặp màu sáng, trắng ngà, xanh nhạt - Thiết bị bố trí ngắn, có hàng, có cột - Dây nối phải máng dày bó gọn * Thiết bị tủ điện ngăn: - Mạch điều khiển thiết bị bảo vệ đợc đặt ngăn - Các máy biến áp đợc đặt ngăn dới cùng, ngăn có nhiều khe hở toả nhiệt làm mát cho biến áp 46 Phần VI Kết luận Sau thời gian làm việc tích cực, khẩn trơng, tới em hoàn thành đồ án với đề tài Thiết kế nguồn mạ điện chiều Bản đồ án cho thấy ý nghĩa quan trọng mang tính chiến lợc ngành Tự động hoá Công nghiệp đời sống sinh hoạt, sản xuất công nghiệp tồn quốc gia Bản đồ án có ý nghĩa quan trọng thông qua quán trình thiết kế giúp em tính toán nh đợc đọc hiểu thêm tài liệu tham khảo Đồng thời, bớc tập dợt quan trọng giúp em tính toán nh đọc hiệu thêm tài liệu tham khao để áp dụng tốt kiến thức nhà trờng Tuy nhiên làm quen với cách tính toán thiết kế nguồn mạ điện chiều nên cách lựa chọn công thức cách thức tính toán làm cho kết có phần khác biệt nhỏ so với thiết kế có sẵn thực tế nh thiết kế chuẩn tài liệu khác Trong trình làm hoàn thành đồ án, em nhận đợc giúp đỡ tận tình thầy cô giáo môn, đặc biệt thầy giáo hớng dẫn: Trần Trọng Minh Mặc dù cố gắng nhng em, tránh khỏi khiếm khuyết Em mong nhận đợc đóng góp ý kiến thầy cô để đồ án đợc hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: Lu Văn Vinh 47 Phần VII Tài liệu tham khảo I Điện tử công suất - Le Văn Danh (Chủ biên) II Phân tích giải mạch điện tử công suất Phạm QuốcHải Dơng Văn Nghi III Hớng dẫn thiết kế mạch điện tử công suất Phạm Quốc Hải IV Điện tử công suất Võ Minh Chính Trần Trọng Minh Phạm Quốc Hải V Giáo trình máy điện VI Kỹ thuật điện tử Đỗ Xuân Thụ 48 [...]... của bộ khuếch đại xung Biến áp xung thực hiện cách ly điện áp cao giữa mạch động lục mạch điều khiển 15 Phần II: Sơ đồ cấu trúc, nguyên lý mạch thiết kế và thuyết minh sự hoạt động sơ đồ với đồ thị minh hoạ A Mạch lực: theo phân tích ở phần II chọn sơ đồ mạch lực là sơ đồ chỉnh lu điều khiển 6 pha có cuộn kháng cân bằng Sơ đồ mạch điện: A B C AT * L * L * L * L cb L cb * * * L * T1 T3 T5 T4 * T6 *... bày ở phần mạch điều khiển ở phần này ta chỉ chú ý đến bảo vệ quá áp bằng cách dùng mạch RC mắc song song với van R B Mạch điều khiển: 11 C Trong các hệ điều khiển chỉnh lu có 2 hệ điều khiển cơ bản là hệ đồng bộ và không đồng bộ I Hệ đồng bộ: Trong hệ này góc điều khiển mở van luôn đợc xác định xuất phát từ một thời điểm cố định của điện áp mạch lực Vì vậy, trong mạch điều khiển phải có một khâu thực... ít, dễ điều khiển - Số liệu cho trớc: Ud = 10 ữ 24V Id = 1000 A Nguồn xoay chiều cần biến đổi là nguồn điện xoay chiều 3 pha có U 1 = 380 V và t = 50 Hz - Sơ đồ mạch lực có các thiết bị bảo vệ A B C AT * * * * Lcb * * Lcb CC * * CC T1 C R CC CC T3 T5 CC T2 Rt Rs CC 28 R * CC CC T4 T6 - Trị số hiệu dụng của điện áp pha cuộn thứ cấp biến áp nguồn: Ud 24 U = 1,17 = 1,17 = 20,5(V ) - Trị số trung bình dòng... gồm có: Máy biến áp để tạo ra cấp điện áp U = 24 V theo yêu cầu và cách ly mạch nguồn mạ với nguồn điện xoay chiều tần số công nghiệp Lcb: Cuộn kháng cân bằng để cân bằng điện áp giữa 2 bộ chỉnh lu 16 L: Cuộn cảm để giảm các sóng bậc cao, san bằng điện áp tải AT: aptomat để đóng cắt máy biến áp và bảo vệ chống quá tải, chống ngắn mạch máy biến áp Rs: điện trở sun để lấy tín hiệu phản hồi Chọn Rs chủng... hiệu mạch đồng thời dơng thì Tr2 sẽ thông đặt điện áp nguồn lên sơ cấp BAX Thứ cấp BAX sẽ có xung ra theo đúng yêu cầu và đợc đa tới cực điều khiển để kích mở Thyzistor Khi có sự cố làm dòng tải qa Rs tăng cap thì tín hiệu phản hồi lấy từ Rs qua KĐTTOA4 đa vào cực đảo của OA7 Tín hiệu này so sánh với điện áp đặt vào cực không đảo (+) của OA7 sẽ phát tín hiệu ngắt mạch biến áp xung qua Rơle RI Mạch... công nghệ mạ điện công suất lớn Qua phân tích ta thây chọn sơ đồ chỉnh lu 0 pha có cuộn kháng cân bằng là thích hợp với đồ án nhất Sơ đồ này có Kđm = 0,057 rất nhỏ mà số liệu ban đầu đồ án không đề cập đến Kđm thiết bị Vậy có thể bỏ qua bộ lọc 1 chiều A3 Bảo vệ mạch lực: Trong bộ chỉnh lu phần tử kém khả năng chịu đợc các biến động mạnh về điện áp và dòng điện chính là van bán dẫn Vì vậy, bảo vệ mạch lực,... biến áp xung 4 Khâu phản hồi B1: Khâu đồng bộ (biến áp đồng pha): Khâu này tạo ra một điện áp có góc lệch pha cố định với điện áp đặt lên van lực ngoài ra Chuyển đổi điện áp lực thờng có giá trị cao sang giá trị phù hợp với mạch điều khiển thờng là mạch điện áp thấp Cách ly hoàn toàn về điện giữa mạch điều khiển với mạch lực đảm bảo an toàn cho ngời và linh kiện điều khiển Đồ án dùng sơ đồ chỉnh lu... thống nguồn đối xứng 6 pha: a, b, c, a, b, c Hai nhóm van đấu theo sơ đồ hình tia 3 pha và làm việc độc lập nhờ điện cảm cân bằng Lcb Sơ đồ này chịu đợc dòng tải lớn Điện áp ra tơng đối bằng phẳng Hệ số đập mạch của điện áp chỉnh lu khá bé Kđm = 0,037 Có thể không sử dụng bộ lọc một chiều (do số liệu cho trớc đồ án không đề cập tới Kđm yêu cầu) Ud = 1,17 c/2 IV = Id 6 Bảo vệ van bằng cách mắc mạch... khâu tạo dạng xung hình thành đủ mạnh để mở van lực Có thể lựa chọn các phơng án: - Khuếch đại xung ghép trực tiếp: - Bộ khuếch đại xung có độ rộng tuỳ ý (kiểu sơ đồ Darlington) 14 Chọn phơng án III (hình III) vì dễ dàng cách ly mạch lực và mạch điều khiển Bộ khuyếch đại xung thực hiện khuếch đại Darlington, nối tải qua máy biến áp xung thực hiện theo sơ đồ này đáp ứng một cách tin cậy các yêu cầu của... D10 R 28 + OA 6 - R3 + OA 2 - DZ C1 RI R7 R6 + OA 3 - Sơ đồ tổng quát mạch điều khiển R19 R18 R10 R9 R8 R10 R9 R8 + C2 D7 R 34 RB D7 RB D4 D4 R 11 T r2 +24V R 11 T r1 +24V D9 D6 D8 D5 Thuyết minh sơ đồ: Tín hiệu xoay chiều sau khi đợc chỉnh lu bởi Đ1, Đ2 đa vào cực đảo (-) của KĐTT OA1 sẽ đợc so sánh với điện áp đặt đa vào cực không đảo (+) của OA1 OA1 so sánh 2 điện áp này Nếu U(-) > U(+) thì OA1 cho