Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu cho bể mạ

Đồ án điện tử công suất Đồ án điện tử công suất Đề tài Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu cho bể mạ hoặc bể điện phân Phương án Điện áp 1 chiều định mức Dòng điện 1 chiều định mức Nguồn nuôi 4 120 V 15000 A.

Đồ án điện tử công suất: Đề tài : Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho bể mạ bể điện phân Phương án Điện áp chiều định mức 120 V Dòng điện chiều định mức 15000 A Ngun nuụi 3x380V,50Hz Lời nói đầu Mạ kim loại đời phát triển hàng trăm năm nay.Ngày mạ kim loại đà trở thành ngành kỹ thuật phát triển mạnh mẽ hầu hết nớc giới, phục vụ cách đắc lực cho ngành khoa học kỹ thuật sản xuất đời sống văn minh ngời Lớp mạ kim loại bề mặt chi tiết máy,dụng cụ sinh hoạt, phơng tiện sản xuất, giao thông vận tải, khai thác mỏ địa chất,thông tin liên lạc, kỹ thuật điện tử, khí xác, thiết bị y tế, trang trí bao bì Vậy mạ điện ? Một cách đơn giản hiểu mạ điện trình kết tủa kim loại lên bề mặt lớp phủ có tính chất cơ, lý, hoá đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật mong muốn Mạ kim loại không làm mục đích bảo vệ khỏi bị ăn mòn mà có tác dụng trang trí, làm tăng vẻ đẹp, sức hấp dẫn cho dụmh cụ máy móc đồ trang sức Ngày không riêng nớc phát triển mà nớc ta kỹ thuật mạ đà có nhng bớc phát triển nhảy vọt, thoả mÃn yêu cầu kỹ thuật sản xuất cung nh kinh doanh Kỹ thuật mạ đòi hỏi phải không ngừng phát triển nghiên cứu cải tiến kỹ thuật ,máy móc chuyên dùng thiết bị dây chuyền sản xuất đồng tự động hoá với độ tin cậy cao Điều giúp nâng cao chất lợng mạ hạ giá thành sản phẩm, chống ô nhiễm môI trờng Để có lớp mạ tốt ngoàI yếu tố khác nguồn điện dùng để mạ quan trọng Đối với sinh viên tự động hóa, môn học điện tử công suất môn quan trọng Với giảng dạy nhiệt tình thầy cô khoa em đà tng bớc tiếp cận môn học Để vững lý thuyết đẻ áp dụng vào thực tế, học kỳ em đợc thầy giao cho đồ án môn học với đề tài : Thiết kế nguồn mạ chiều Đây đề tài có quy mô ứng dụng thực tế Với cố gắng thân với bảo rhầy cô giáo môn đặc biệt thầy Dng Vn Nghi đà giúp em hoàn thành đồ án Do lần đầu làm đồ án điện tử công suất kinh nghiệm cha có lên em không tránh khỏi sai sót mong thầy giúp đỡ Cuối em xin chân thành cảm ơn ! Chơng I : Giới thiệu chung công nghệ mạ điện Đề tàI thiết kế nguồn mạ chiều đề tàI có giá trị thực tế lớn, công nghệ mạ nguồn điện chiều yếu tố quan trọng Để thấy rõ giá trị đề tàI, trớc hết ta cần phải nắm rõ số kháI niệm nh thiết bị có liên quan đến trình mạ điện phân Ta dựa vào sơ đồ điện phân nh sau: Sơ đồ mô hình dùng phạm vi nhỏ nh phòng thí nghiệm đồng thời dùng qui mô sản xuất lớn Các thành phần sơ đồ điện phân : Nguồn điện chiều nh : pin, ắc qui, máy phát điện chiều, biến đổi Ngày đợc dùng phổ biến biến đổi Bộ biến đổi cho trình điện phân có điện ¸p thÊp : 3V, 6V, 12V, 24V… Tuú theo yêu cầu kỹ thuật mà chọn điện áp cho phù hợp Một biến đổi lấy số điện áp cần thiết cho số qui trình VD : Mạ niken thờng dùng điện áp 6V hay 12V Để mạ Crôm dùng 12V Để đánh bóng điện hóa nhôm thờng dùng điện áp 12 24V Anốt :là điện cực nối vơí cực dơng nguồn điện chiều Trớc điện phân anốt cần phải đánh dầu mỡ, lớp gỉ Anốt dùng mạ điện có hai loại : anốt hòa tan anốt không hoà tan Anốt hoà tan đợc dùng tronh trờng hợp mạ niken, mạ đồng, mạ kẽm, mạ thiếc Trong trình điện phân anốt tan vào dung dịch mạ theo phản ứng điện cực : Ni  2e  Ni  Cu  2e Cu Các cation kim loại tan vào dung dịch điện phân đI đến catốt Phản ứng điện hóa anốt phản ứng oxi hóa Anốt không hòa tan dùng trờng hợp mạ Crôm Khi điện phân bề mặt anốt không hoà tan diễn trình oxi hóa H O, OH , Cl  … 2Cl   2e Cl 4OH   4e 2 H O  O2  Khí thoát anốt trình điện phân thêng chÝnh lµ O2 hay Cl Catèt : điện cực nối với cực âm nguồn điện chiều Trong mạ điện catốt vật mạ Trên bề mặt vật mạ diễn phản ứng khử ion kim loại mạ Ví dụ nh : M¹ niken : Ni 2  2e  Ni  Mạ kẽm Zn 2e Zn Đồng thời với iôn kim loại bị khử, H 3O bị khử giải phóng khí H theo phản øng : H o   2e  H   H O KhÝ H thoát bề mặt ca tốt có khả thấm sâu vào mạng tinh thể kim loại mạ kim loại nền, làm giảm độ bền học kim loại (khí H gặp nhiệt độ cao giÃn nở mạnh gây rạn nứt, giòn kim loại) Ngời ta gọi tợng tợng giòn kim loại Để kim loại mạ bám chặt vào bề mặt kim loại đồng thời cho lớp mạ đồng đều, bóng sáng hấp dẫn, trớc mạ ta cần phải gia công cho bề mặt chi tiết phẳng, bóng chất dầu mỡ màng oxít Catố vật mạ cần phải nhúng ngập vào dung dịch, thờng ngập dới mặt nớc 15cm cách đáy bể khonảg 15cm Các chỗ nối phải đảm bảo tiếp xúc thật tốt, không để gây hiên tợng phóng điện chất điện phân Tuyệt đối không để chạm trực tiếp anốt catốt đà nối mạch điện Dung dich chất điện phân : dung dịch chất điện phân dùng để mạ thờng có hai phần : _ Thành phần : gồm muối hợp chất chứa iôn kim loại mạ số hoá chất thiết yếu khác, thiếu hóa chất dung dich dùng để mạ đợc _ Thành phần thứ hai : bao gồm chất phụ gia + Chất làm bóng lớp mạ +Chất đệm giữ cho pH dung dịch ổn định +Chất giảm sức căng nội đảm bảo lớp mạ không bong nứt +Chất san đảm bảo cho lớp mạ đồng +Chất làm tăng độ dẫn điện cho lớp mạ đồng +Chất chống thụ động hóa anốt nhằm ổn định mạ Một số đặc điểm dung dịch mạ : _ Dung dịch mạ cần phải có độ đẫn điện cao Độ đẫn điện dung dịch giảm đợc tổn thấtđiện trình mạ mà làm cho lớp mạ đồng _ Mỗi dung dịch cho lớp mạ có chất lợng khoảng pH định Ví dụ mạ Niken pH=4,5 đến 5,5 Mạ kẽm dung dịch amôniclorua pH= 4,5 đến 5,5 Mạ kẽm dung dịch axít pH= 3,5 đến 4,0 _ Mỗi dung dịch cho lớp mạ có chất lợng cao khoảng nhiệt độ định VD mạ Niken khoảng nhiệt độ 55 70 C , mạ vàng 60 70 C Nhìn chung, điện phân nhiệt độ dung dịch không vợt qua nhiệt độ sôi dung dịch _ Mỗi dung dịch có khoang mật độ dòng catốt thích hợp _ Dung dịch chøa mi phøc cđa kim lo¹i thêng cho líp m¹ có chất lợng tốt lớp mạ từ kim loại thu đợc từ nuối đơn VD lớp mạ thu đợc từ dung dịch Zn(CN ) 24 Zn(CN ) 32 tốt lớp mạ thu đợc từ dung dịch muối CuSO4 Bể điện phân : làm từ vật liệu cách điện, bền hóa học, bền nhiệt Thành mặt bể thờng đợc lót chất dẻo có độ bền hóa học, bền nhiệt Lớp chất dẻo lót phải kín tuyệt đối, nớc không thấm qua đợc Mặt sơn nhiều lớp chống gỉ Bể mạ thờng có dạng hình chữ nhật, điều giúp cho lớp mạ đợc phân bố bể có hình dạng khác Có nhiều bể mạ nh bể mạ tĩnh, thùng mạ quay, Trên dây toàn sơ đồ tổng quát trình mạ điện phân Trong công nghệ mạ có số yêu cầu gia công bề mặt trớc mạ.Yêu cầu bề mặt trớc mạ : - Trớc mạ vật cần mạ đợc tiến hành gia công khí để có bề mặt phẳng, đồng thời tẩy xóa lopứ gỉ, đánh bóng bề mặt theo yêu cầu sử dụng - Tẩy dầu mỡ hợp chất hóa học khác có bề mặt vật mạ Tóm lại trớc lúc chi tiết vào bể điện phân, bề mặt cần phải thật phằng, sắc nét bóng tuyệt đối dầu mỡ, màng oxit có Trong điều kiện nh lớp mạ thu đợc có độ bóng tốt, không sớc, không sần sùi, bóng toàn lớp mạ đồng nh ý Phơng pháp gia công bề mặt kim loại trớc mạ : - Phơng pháp gia công khí bao gồm : mài thô, mài tinh, đánh bóng quay bóng hay sóc bóng thùng quay - Phơng pháp gia công hóa học hay điện hóa họcbao gồm : tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ, tẩy lại làm bóng bề mặt, rửa Sự lựa chọn phơng pháp gia công cho hiệu qủa tốt lại có giá thành rẻ, đòi hỏi ngời kỹ thuật viên phải có hiểu biết đầy đủ phải có kinh nghiệm sản xuất Bất kỳ thiếu sót dù nhỏ đánh giá không công việc chuẩn bị bề mặt dẫn đến giảm sút chất lợng hình thức lớp mạ Chất lợng lớp mạ phụ thuộc cách vào phơng pháp đợc lựa chọn, kỹ thuật điều kiện tiến hành chuẩn bị bề mặt lớp mạ Không coi nhẹ việc chuẩn bị bề mặt vật mạ 1.Cỏc ngun in mt chiu dựng cho mạ điện Trong cơng nghệ mạ điện nguồn điện yếu tố hết sưc quan trọng,nó định nhiều đến chất lượng lớp mạ thu được.Nguồn điện chiều ắc quy,máy phát điện chiều ,bộ biến đổi.Chúng ta phân tích để định lựa chọn phương án: Ắc quy : Trong công nghệ mạ điện ắc quy sử dụng phịng thí nghiệm hay sản xuất qui mơ nhỏ.Do hạn chế lượng điện tích nên ắc quy dùng để mạ chi tiết nhỏ,còn với chi tiết lớnthì khơng dùng ắc quy Đặc biệt dịng điện mạ địi hỏi lớn ắc quy khơng thể đáp ứng Vì mà cơng nghệ mạ người ta sử dụng ắc quy làm nguồn mạ Máy phát điện chiều : Trong công nghệ mạ điện ,dùng máy phát điện chiều khắc phục nhược điểm ắc quy Máy phát điện chiều thực tế sử dụng rộng rãi qui mô sản xuất lớn Nhưng giá thành đầu tư cho máy phát điện chiều lớn ,cơ cấu điều khiển hoạt đọng phức tạp Máy phát điện chiều với nhiều nhược điểm :cổ góp mau hỏng ,thiết bị cồng kềnh ,làm việc có tiếng ồn lớn Máy phát điện chiều cần thường xun bảo trì sửa chữa Chính mà công nghiệp người ta không thường dùng máy phát điện chiều Bộ biến đổi : Hiện cơng nghiệp dịng điện xoay chiều sử dụng rộng rãi Công nghệ chế tạo thiết bị bán dẩn ngày hoàn thiện ,các thiết bị hoạt đọng với độ tin cậy cao Đặc biệt công nghệ sản xuất Thyritor đạt nhiều thành tựu Chính biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều ngày sử dụng nhiều ngành công nghiệp Ngày công nghệ mạ điện biến đổi sử dụng rộng rãi Các biến đỏi dùng trình mạ điện , điện phân cho điện áp như:3V,6V.12V,24V,30V,50V.Tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật mà chọn điện cho phù hợp Bộ biến đổi với ưu điểm : thiết bị gọn nhẹ ,tác động nhanh ,dễ tự động hoá ,dễ điều khiển ổn định dịng Chi phí đầu tư cho biến đổi rẻ ,hiệu làm việc cao ổn định.So với dùng nguồn mạ ắc quy máy phát điện chiều biến đổi đáp ứng yêu cầu mặt kinh tế tiêu chuẩn kỹ thuật Vây chọn phương án dùng biến đổi Các phương án chỉnh lưu Mạch chỉnh lưu có nhiều :chỉnh lưu pha ,chỉng lưu pha ,chỉnh lưu có điều khiển ,chỉnh lưu khong điều khiển.Trong yêu cầu đồ án thiết kế nguồn mạ có điện áp khơng cao dịng điện lớn Do nguồn nuôi lưới điện xoay chiều pha nên ta xét phương án có khả thực sau: - Chỉnh lưu cầu pha - Chỉnh lưuhình tia ba pha - chỉnh lưu cầu ba pha - Chỉnh lưu sáu pha có cuộn kháng cân Phương án 1: Chỉnh lưu cầu pha Sơ đồ nguyên lý chỉnh lưu cầu pha Với u  2U sin  với   t a.Khi tải trở R: Khi θ =α :cho xung điều khỉên mở T1,T2 Ud=U2,hai Thyristor khoá u2=0 Khi θ =П+α :cho xung điều khiển mở T3,T4 Ud=-U2 10 + Điện trở R11 chọn để tiêu tán lượng Q1,Q2 phải làm việc với tần số cao bị ngắt đột ngột dịng chảy qua điện trở xuống đất Có thể chọn R11 = 2k * Điôt Đ7 trả lượng nguồn tích luỹ cuộn sơ cấp BAX * Điôt Đ6 dùng để cắt xung âm đầu vào Q1 Cả hai điốt dùng 1N4007 6- Tính tốn BAX Tính tốn kích thước tổng BAX tính V =6 kU I t x U x m3 (do cuộn thứ cấp) B.H Chọn B= 0,2T ; H=30A/m Mặt khác tn= tx nên trị số dòng hiệu dụngcuộn thứ cấp nửa dòng điều khiển I2 = 0,5Ig Thay số vào ta tính : 2.6.0,5.0,4.50.10  6.0,1 V= = 6.2.10-9m3 = 12cm3 0,2.30 Tra bảng cho trường hợp từ hố phần chọn loại lõi hình trụ ký hiệu 4229 (đường kính ngồi 42mm , đường kính 29mm ) có tiết diện lõi tương ứng 2,66cm2 Vậy số vòng dây cuộn sơ cấp : U t x 15,36.50.10  w1 = B.S = = 15 vòng 0,2.2,66.10  ba Lấy w1 = 16 vòng , suy w2 = 16/2 = vịng 7- Tính tốn nguồn cung cấp cho mạch điều khiển Đa số mạch điều khiển đòi hỏi nguồn cung cấp điện áp chiều, trị số điện áp độ ổn định tuỳ thuộc khâu mạch Năng lượng cấp cho nguồn thông thường lấy từ lưới điện nhừ biến áp điều khiển Có thể chia làm loại : a) Nguồn khơng địi hỏi độ ổn định cao Loại cấp cho khu vực rơle điều khiển (12V 24V ) khâu KĐCS (trị số xấp xỉ 20V) Độ dao động điện áp cho phép đến 10% , song có đặc điểm chịu dịng tiêu thụ lớn , lên đến vài A Vì hay dùng mạch chỉnh lưu lọc tụ điện không cần ổn áp , điện áp thay đổi theo độ dao động lưới điện thông qua biến áp điều khiển b) Nguồn chiều ổn áp có giá trị theo cấp Loại cấp cho mạch bán dẫn , vi mạch ( OA , IC logic ) đòi hỏi độ ổn định điện áp không 2% với ảnh hưởng ( nguồn lưới , biến động tải ) Vì nguồn thực 55 chất mạch ổn áp Trị số điện áp phụ thuộc vào linh kiện dùng tuân theo quy chuẩn chung , thông dụng cấp 5V ,  12V , 15V c) Nguồn điện áp chuẩn Loại cung cấp cho khâu cần ổn định điện áp cao ( 0,1% ) gọi nguồn chuẩn Tuy trị số điện áp không thuộc loại quy chuẩn mà tuỳ thuộc yêu cầu kỹ thuật thiết kế , nhiên thường không 10V i) Nguồn chiều ổn áp theo cấp chuẩn Mạch ổn áp yêu cầu điện áp vào phải nguồn chiều lọc sơ , tức nguồn loại a) Vì dùng nguồn cho KĐX cấp chung cho mạch ổn áp công suất điều khiển không lớn Tuỳ thuộc tham số tải ổn áp Phần lớn nguồn ổn áp cho mạch điều khiển dùng IC ổn áp chế tạo sẵn , seri 78xx 79xx thông dụng Chúng có sơ đồ sau : Vi mạch họ 78xx Uvao C1 VIN VOUT Ura C2 78XX/SIP Vi mạch họ 79xx Uvao VIN VOUT Ura 79XX/SIP Seri C1 C2 chế tạo công nghiệp với cấp điện áp thể số cuối ( thí dụ 7812 có điện áp 12V ) Dòng tải cho phép loại 1,5A ( phải có tản nhiệt ) nên nói chung đủ cơng suất thoả mãn hầu hết mạch điều khiển thông dụng Lưu ý chung : Để IC ổn áp hoạt động bình thường phải tính chọn cho q trình hoạt động điện áp đầu không cao trị số cho phép loại ( tính chế độ lưới điện cao mạch ổn áp không tải ) không thấp mức tối thiểu cần thiết ( tương ứng điện áp lưới điện thấp mang tải lớn ) , mức tối thiểu khoảng 2,5V3V ii) Xác định công suất biến áp nguồn điều khiển Biến áp nguồn điều khiển thường có nhiều cuộn dây thứ cấp mà cuộn dây cấp điện cho khu vực : 56 * Cuộn thứ cấp cho điện áp đồng pha * Cuộn cấp nguồn cho khu vực tạo điện áp ổn áp cho mạch điều khiển * Cuộn cấp nguồn cho tầng KĐCS * Cuộn cấp điện áp cho rơle điều khiển * Cuộn cấp nguồn cho khu vực tín hiệu hố … Cũng cuộn dây cấp cho đồng thời cho nhiều khu vực khơng gây ảnh hưởng đến hoạt động mạch nói chung Để biết cơng suất máy biến áp phải nắm tính chất tải ( tải xoay chiều hay chiều thông qua chỉnh lưu ) để có trị số điện áp & dòng điện tiêu thụ cuộn dây thứ cấp Do có nhiều cuộn dây thứ cấp nên cơng suất phía thứ cấp thường lớn sơ cấp , thường dựa vào cơng suất để tính tốn máy biến áp : Sba = ksđ.Pd + P2 + Pd + PCu +Pth + ksđ.Pd - tổng cơng suất cuộn thứ cấp có tải mạch chỉnh lưu , hệ số ksđ quan hệ công suất biến áp công suất tải mạch chỉnh lưu + P2 - tổng công suất cuộn thứ cấp cuộn thứ cấp có tải xoay chiều ( khơng cần chỉnh lưu đồng pha , tách pha, đèn hiệu) + Pd - tổn thất van chỉnh lưu vứi cuộn dây có tải mạch chỉnh lưu + PCu , Pth tổn thất đồng thép , thường lúc đầu chưa biết , xác định trình thiết kế Đối với mạch điều khiển mà ta thiết kế có thơng số cần thiết kế sau : Trước hết ta cần xem xét lại khu vực biến áp điều khiển có cấu trúc sau : +18V VIN VOUT +12V 7812 C1 C2 57 -18V C1 VIN VOUT 7912 -12V C2 Điện áp chiều lấy từ chỉnh lưu cung cấp trực tiếp cho nguồn công suất phần KĐCS & cung cấp đầu vào cho IC ổn áp ** Tính tốn phần đồng pha Điện áp đồng pha Udp = 10V Điện trở R1 = 15k , suy dòng điện chảy cuộn thứ cấp cuộn dây đồng pha : Idp= 10 = 0,000666 ; ta lấy Idp = 0,001A 15.10 Công suất cho sáu cuộn dây đồng pha : Pdp = 6.10.0,001= 0,06VA Đây cơng suất cuộn thứ cấp có tải xoay chiều  P2 = 0,06VA ** Tính cơng suất cho phần chỉnh lưu tạo điện áp chiều  24V + Điện áp : Ud = 24V + Dòng điện : Dòng điện tải chỉnh lưu Id bao gồm dòng điện thành phần sau : - Dòng cung cấp cho IC ổn áp 7812, 7912 cỡ khoảng 1,5A - Dịng cung cấp cho nguồn cơng suất : Mỗi biến áp xung gồm sáu cuộn thứ cấp dòng chảy cuộn thứ cấp lúc làm việc 0,4 Do có cuộn thứ cấp nên dòng chảy cuộn dây I1 = 6.0,4/2 = 1,2A Như Id = 1,5+1,2= 2,7A Công suất tải chỉnh lưu : Pd = Ud.Id = 18.2,7 = 48,6 VA  ksđ.Pd = 1,05.48,6 = 51,03W ** Tổn thất van : Dòng chảy qua điôt chỉnh lưu Itbvan =Id/3 = 2,7/3 = 0,9A Tổng sụt áp van chỉnh lưu : Pd = 2.0,7.0,9 = 1,26 W ** Tổn hao thép : Pth = pth.Gth= 1,5VA ** Tổn hao đồng :PCu = 2VA Từ tính tốn ta tính tổng công suất MBA Sba = 0,06 + 51,03+1,26+1,5+2=55,85VA *Tính tốn thơng số MBA a) Cỡ lõi thép dựa vào công suất MBA 58 S ba 10 Sth.Scs = , 2,22.f B m .k th k cs Bm = 1,3.0,9=1,17T ; f=50Hz ; kcs = 0,26 ; kth = 0,9 ;  = 3.0,95=2,85 Thay số vào biểu thức tính tốn ta 55,85.10 Sth.Sba = = 64,48cm4 2,22.50.1,17.2,85.0,9.0,26 Chọn loại thép E55 có Scs = 2,8cm2 64,48 suy kích thước lõi thép Sth= 2,8 = 23cm2 b) Tính số vòng cuộn dây Biểu thức chung E.10 w= = 4,44.f B m S th +Số vòng dây cuộn sơ cấp : E1 = U1(1- 0,01U1%) = 220(1- 0,01.13.90%)= 194,26V suy w1 = 194,26.10 4,44.50.1,17.23 = 325 vòng + Số vòng thứ cấp đồng pha : E2 = U1(1+0,01.U2%) = 10(1+0,01.18.0,9) = 12 12 w2dp = 194,26 325 = 20 vòng + Số vòng cho chỉnh lưu : 20 E2cl = 2,34 (1+0,01.18.0,9) = 10V 10 w2cl = 194,26 325 = 17 vòng + Tiết diện dây quấn : Sdq = = 1/2,09 = 0,478mm2  + Đường kính dây quấn : Ddq = S dq = 1,13 0,478 = 0,78mm  8- Vấn đề tính tốn thời gian tăng áp u cầu toán Thiết kế nguồn điện phân thời gian tăng áp Điều có nghĩa thời gian từ khởi động với 20% điện áp định mức tới giá trị điện áp định mức định mức Giá trị điện áp định mức Udm = 400V Giá trị điện áp khởi động 20% giá trị điện áp định mức, tức 59 Ukđ = 20%.400 = 80V Góc  điều chỉnh cho điện áp thoả mãn điều Áp dụng công thức Ud = Udocos Ở Udo = 2,34U2 = 2,34.269,517= 630,66978 + Góc  ứng với điện áp khởi động : Ukđ = 630,66978cos = 80 Từ ta giải tìm góc kđ = 82,71o + Góc  ứng với điện áp định mức : Udm = 630,66978cos = 400 Từ ta giải tìm góc dm = 50,63o Như giải điều chỉnh góc  thoả mãn toán thời gian tăng áp :  = 82,71o  50,63o Quá trình thay đổi góc điều khiển  điều chỉnh điện áp điều khiển Khi điện áp điều khiển tăng làm cho góc  giảm dẫn tới điện áp tăng Quá trình điều khiển trình điều khiển thuận, điện áp điều khiển tăng điện áp tăng Ta tính điện áp điều khiển ứng với góc điều khiển : + Trước hết ta xem xét sơ đồ tạo cưa Udp Urc 9,2V 50,63o  82,71o  Nhìn từ sơ đồ ta tính giá trị điện áp điều khiển Góc  tính : tg = 9,2 180 Giá trị điện áp góc điều khiển 82,71o : Ukđ = (180o – 82,71o)tg = 4,97V Giá trị điện áp góc điều khiển 50,63o là: Udm = (180o – 50,63o )tg = 6,61V 60 Kết : Để thoả mãn điều kiện tăng áp thời gian 2h , điện áp điều khiển điều khiển tăng dần từ giá trị 4,97V  6,61V Thiết kế mạch tăng áp tự động Để cho hệ thống điều chỉnh tăng áp cách tự động ta thiết kế mạch tăng áp tự động cho điện áp điều khiển Nguyên lý hoạt động sau : Mạch thời điểm đầu đưa điện áp có giá trị giá trị điện áp khởi động tức Uo = 4,97V Sau thời gian 2h hay 7200s đạt điện áp có giá trị điện áp định mức điều khiển Như theo ngun lý ta dùng mạch vi phân RC điện áp lấy điện áp nạp cho tụ Sơ đồ nguyên lý mạch : E R Ura C Theo sơ đồ ta biết điện áp mạch điện áp nạp tụ C từ nguồn chiều E Biểu thức điện áp sau : Ura (t) = E + Aexp(-t/T) , T= RC số thời gian mạch Điện áp Ura phải tính toán để thoả mãn điều kiện sau : - Ura(0) = 4,97V - Ura(7200) = 6,61V - Giá trị điện áp Ura không lớn 6,61V Từ điều kiện ta chọn thông số cho mạch sau : + Nguồn chiều E = 6,61V , để đảm hệ thống hoạt động đạt yêu cầu trường hợp lưới điện bị biến động (phải tăng Udk đạt điện áp 400V) ta thiết kế nguồn E điều chỉnh tinh ( dùng biến trở kết hợp với mạch phân áp ) + Giá trị điện áp ban đầu 4,97V tức : Ura(0) = E + A = 4,97 ; suy A= 4,97-E = 4,97- 6,61 = -1,84 61 + Giá trị điện áp thời điểm t=7200s 6,61V tức nguồn E Thực tế mạch RC sau thời gian t=3T q trình coi xác lập lúc giá trị điện áp tụ C xấp xỉ giá trị điện áp nguồn E , từ lập luận ta tính RC sau : Coi t= 3T = 7200  T = RC = 7200/3 = 2400 Chọn tụ C = 6800F/100V R= 2400 = 353k 6800.10  LẬP BẢNG TRỊ SỐ TÍNH CÁC PHẦN TỬ VÀ LINH KIỆN TÊN PHẦN TỬ R1 R2 R3 R4 VR5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 C1 C2 C3 TRỊ SỐ 15k 2k 60k 1k 1k 257 5k 15k 2k 2k 2k 2,2 0,31F 100nF 4,7F LINH KIỆN Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 OA1 OA2 OA3 OA4 T1 T2 Thysistor Đ6 Đ7 TÊN 1N4007 1N4007 1N4007 BZ-092 LF351 LF351 LF351 LF351 BUP30 ZTX6898 T800 1N4007 1N4007 62 CHẠY MÔ PHỎNG BẰNG MÁY TÍNH PC 1- Chạy mơ khâu tạo điện áp cưa D4 R1 OA1 Urc OA2 R3 0 7 C1 R2 4 D2 + D1 D3 + - DF - E Điện áp cưa chạy mơ có dạng sau : 63 2- Chạy mô khâu so sánh Khâu so sánh có sơ đồ mơ sau: 3- Chạy mơ khâu tạo dao động 64 4- Chạy mô khâu trộn xung : 5- Chạy mô khâu khuyếch đại xung 65 6- Chạy mô khâu tạo xung sau khâu ghép biến áp xung(xung thật) 66 KẾT LUẬN  Đồ án môn học môn thiếu với sinh viên học kỹ thuật nói chung sinh viên học kỹ thuật điện nói riêng Bởi nhờ trình làm đồ án sinh viên khơng hiểu biết mơn học mà cịn có điều kiện tìm hiểu q trình sản xuất thực tế , biết liên kết môn khoa học với quan trọng giúp sinh viên quen với công việc thiết kế cơng việc sau phải làm  Qua việc chạy mô mạch điều khiển phần mềm chuyên dụng PSpice ta có sốkết luận sau : + Mạch thiết kế chạy theo yêu cầu thiêt kế tạo xung chùm + Tất khâu phối chạy yêu cầu kỹ thuật Như việc thiết kế nguồn mạ điên hoàn tất có khả ứng dụng vào sản xuất công nghiệp với độ tin cậy cao Trong mạch sử dụng linh kiện hầu hết thông dụng thực tế , sản phẩm thiết kế hồn tồn có khả sản xuất hàng loạt với giá thành rẻ , điều quan trọng cho sản phẩm với giá thành sản xuất rẻ sản phẩm có khả cạnh tranh thị trường 67 Trong q trình làm Đồ án mơn học Thiết kế nguồn điện phân em xin chân thành cảm ơn thầy Dương Văn Nghi thầy giáo mơn ĐTCS giúp đỡ em hồn thành đồ án TÀI LIỆU THAM KHẢO Đồ án mơn học ĐTCS hồn thành với trợ giúp tài liệu & phần mềm chuyên dụng sau : 1- Điện tử công suất - Nguyễn Bính 2- Bài tập điện tử cơng suất - Phạm Quốc Hải 3- Hướng dẫn thiết kế mạch điện tử công suất - Phạm Quốc Hải 4- Thiết kế MBA - Phạm Văn Bình 5- Kỹ thuật điện hố 6- Kỹ thuật mạch điện tử - Phạm Minh Hà 7- Cơ sở lý thuyết mạch - Nguyễn Bình Thành 8- Kỹ thuật điện tử -Đỗ Xuân Thụ - Nguyễn Viết Nguyên - Vẽ thiết kế mạch in với Orcad 9.0 10- Mô mạch điện với Orcad 9.0 11- Sử dụng Autocad 14 - Nguyễn Hữu Lộc 12- Phần mềm vẽ mô mạch điện Orcad 9.2 68 69 ... biến đổi Các phương án chỉnh lưu Mạch chỉnh lưu có nhiều :chỉnh lưu pha ,chỉng lưu pha ,chỉnh lưu có điều khiển ,chỉnh lưu khong điều khiển.Trong yêu cầu đồ án thiết kế nguồn mạ có điện áp khơng... cao dịng điện lớn Do nguồn ni lưới điện xoay chiều pha nên ta xét phương án có khả thực sau: - Chỉnh lưu cầu pha - Chỉnh lưuhình tia ba pha - chỉnh lưu cầu ba pha - Chỉnh lưu sáu pha có cuộn kháng... nghệ mạ điện Đề tàI thiết kế nguồn mạ chiều đề tàI có giá trị thực tế lớn, công nghệ mạ nguồn điện chiều yếu tố quan trọng Để thấy rõ giá trị đề tàI, trớc hết ta cần phải nắm rõ số kháI niệm nh thiết