đề tài thiết kế bộ nguồn cho máy hàn một chiều tự động dùng thyristor

Trang 1

ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Nhóm 4 – Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho máy hàn một chiều tự động dùng Thyristor

Mã lớp: 145368

GVHD: TS Phạm Việt Phương

Kỳ: 2023.1

Trang 2

7 Lê Minh Ngọc 202125858 Carlos Mateus Omar 202008269 Đào Ngọc Phan 2021066310 Dương Gia Phong 20212913

Trang 3

Lựa chọn phương ánthiết kế

Mô phỏng mạchbằng PSIM

Kết luận

Tài liệu tham khảo

Trang 4

Hàn là quá trình nối hai vật liệu bằng kim loại vói nhau bằng cách nung nóng chỗ nối đến nóng chảy hoặc gần nóng chảy

Phương pháp hàn điện có những ưu điểm nổi bật sau:

+ Khả năng ghép nối các chi tiết cao với chất lượng mối hàn tốt.+ Chi phí sản xuất hạ, cho năng suất lao động cao.

+ Ít tiêu hao nguyên vật liệu.

+ Bảo vệ môi trường vệ sinh công nghiệp.

+ Công nghệ đơn giản, khả năng cơ giới hóa và tự động hóa cao

I Tìm hiểu công nghệ

1.1 Nguyên lý hàn 1 chiều

Đặc tính V-A, đặc tính tĩnh của hồ quang: giảm được U mồi mà vẫn gây được hồ quang người ta cho hai điện cực tiếp xúc nhau gây ra I đoản mạch Nếu I đoản mạch đủ lớn sẽ nung kim loại chỗ tiếp xúc nóng chảy Thường sử dụng đoạn đặc tính CD để hàn

Trang 5

Nguồn điện có thể là xoay chiều AC hoặc

một chiều DC được tạo ra từ bộ biến đổiMỏ hàn và kẹp mass cùng cáp dẫn điện

Bình khí và van điều áp

Các bộ phận khác như vỏ, đồng hồ, làm mát, các nút điều khiển,

1.2 Cấu trúc máy hàn

Trang 6

a Theo chế độ hàn: 2 loại

1.3 Phân loại

Kiểu thườngKiểu có xung

Dòng điện được khống chế theo dạng hình thang: có

điểm tăng dòng, duy trì và giảm dần về không Cũng vậy nhưng dòng khống chế được điều chế một tần số nào đó Độ rộng và chu kỳ cũng có thể thay đổi cho phù hợp với vật

b Theo kiểu máy: 3 loại

Máy dùng chỉnh lưu diodeMáy dùng chỉnh lưu thyristorMáy inventer

c Theo dòng hàn: 2 loại

 Máy hàn DC:

Inventer AC -> DC -> AC -> DC Thyristor AC -> DC

 Máy hàn AC -> DC -> AC

Trang 7

1.4 Các yêu cầu khi làm việc

1 Nguồn hàn phải đảm bảo dòng hồ quang cả ở chế độ mồi và chế độ hồ quang ổn định2 Đảm bảo an toàn khi làm việc ở chế độ làm việc cũng như chế độ ngắn mạch làm việc3 Nguồn hàn phải có công suất lớn

4 Nguồn hàn phải có khả năng điều chỉnh được dòng hàn

5 Đường đặc tính ngoài của nguồn hàn phải đáp ứng được từng phương pháp hàn: hàn tự động thì đường đặc tính ngoài phải cứng

Trang 8

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

II.

Trang 9

II Lựa chọn phương án thiết kế

Các loại bộ biến đổi này có thể sử dụng các sơ đồ chỉnh lưu:

Chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển đối xứng

Trang 10

Sơ đồ có ít kênh điều khiển hơn so với sơ đồ cầu 3 pha đối xứng nên điều khiển dễ dàng hơn, đầu tư ít hơn

Chất lượng điện áp tốt nhất, hệ số đập mạch thấp, thành phần sóng hài nhỏ, hiệu suất sử dụng biến áp tốt nhất

Nhược điểm

Chất lượng điện áp ra tải chưa thật tốt lắm, khi cần chất lượng điện áp ra tốt hơn thì dùng sơ đồ nhiều pha hơn

Điện áp ra không được tốt như sơ đồ cầu 3 pha đối xứng, dải điều chỉnh điện áp không lớn lắm

Cần phải mở đồng thời hai van theo đúng thứ tự pha nên rất phức tạp, nó gây khó khăn khi chế tạo vận hành và sửa chữa

Trang 11

2.1 Nhận xét các sơ đồ

Uvào(v) Ud0(v) Iđm( A ) 3x380 70 500

Sơ bộ ta có công suất một chiều Pd = Ud Id =70 500 = 35000 WTheo các tài liệu cho thấy:

- Công suất > 5 KW ta dùng sơ đồ chỉnh lưu ba pha

- Đện áp một chiều ra tải cao > 30V nên dùng sơ đồ hình cầu

- Điện áp chỉnh lưu nhỏ hơn nhiều so với lưới nên phải sử dụng BA nguồn==> Vì vậy ta chọn sơ đồ cầu ba pha có điều khiển đối xứng là thích hợp nhất

Với đề bài cho: thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều có các thông số:

Trang 12

2.2 Sơ đồ cầu 3 pha có điều khiển đối xứnga Sơ đồ và đồ thị

Trang 13

2.2 Sơ đồ cầu 3 pha có điều khiển đối xứngb Công thức tính toán

(áp dụng giáo trình điện tử công suất của thầy Trần Trọng Minh – Võ Minh Chính - Phạm Quốc Hải)

Nếu

Trang 14

2.3 Tính toán các tham số của sơ đồ

Sơ đồ mạch lực

2.3.1 Phía nguồn: MBA (chọn MBA ba pha ba trụ)

Trang 15

2.3.1 Phía nguồn: MBA (chọn MBA ba pha ba trụ)

Trang 16

2.3.2 Phía mạch lực: tính toán chọn van

Trang 17

Trang 18

* Bảo vệ quá điện áp cho van: Có 2 nguyên nhân gây ra quá điện áp:

Nguyên nhân bên trongNguyên nhân bên ngoài

Sự tích tụ điện tích trong các lớp bán dẫn

Khi khoá thyristor bằng điện áp ngược, các điện tích nói trên đổi ngược lại tạo ra dòng điện trong khoảng thời gian rất ngắn Sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm Do vậy giữa anot và catot của thyristor xuất hiện quá điện áp.

Thường xảy ra ngẫu nhiên như khi cắt không tải một máy biến áp trên đường dây, khi có sấm sét,

Trang 19

* Bảo vệ quá điện áp cho van:

Để bảo vệ quá điện áp, người ta thường dùng mạch RC đấu song song với Thyristor nhằm bảo vệ quá điện áp do tích tụ điện tích khi chuyển mạch gây nên Mạch RC đấu giữa các pha thứ cấp MBA là để bảo vệ quá điện áp do cắt không tải MBA gây nên

Trong mạch bảo vệ quá điện áp, ta chọn R=80, C=0,25F

Trang 20

2.4 Tính toán cuộn kháng lọc

Trang 21

III Mô phỏng mạch bằng PSIM

3.1 Sơ đồ mạch lực

Trang 22

III Mô phỏng mạch bằng PSIM

3.2 Kết quả mô phỏng

Trang 23

IV Kết luận

Sau một quá trình học tập và nghiên cứu, cùng với sự hướng dẫn của thầy Phạm Việt Phương và sự nghiên cứu tích cực chăm chỉ của cả nhóm, nhóm đã hoàn thành được bài tập lớn với đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho máy hàn một chiều tự động dùng Thyristor

Trong quá trình thực hiện do trình độ và hiểu biết còn hạn chế nên chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy và các bạn để bài tập lớn được hoàn thiện hơn.

Nhóm em xin chân thành cảm ơn!

Trang 24

V Tài liệu tham khảo

1 Điện tử công suất – Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh.2 Điện tử công suất – Nguyễn Bính.

3 Điện tử công suất – Nguyễn Bính.

4 Bài giảng hướng dẫn thiết kế mạch điện tử công suất - Phạm Quốc Hải.5 Thiết kế máy biến áp – Phạm Văn Bình, Lê Văn Doanh.

Trang 25

THANK YOU !