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

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 n

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

Mô phỏng mạch bằng PSIM

Kết luận

Tài liệu tham khảo

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

Nguồn điện có thể là xoay chiều AC hoặc

một chiều DC được tạo ra từ bộ biến đổi Mỏ 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,

I Tìm hiểu công nghệ

1.2 Cấu trúc máy hàn

a Theo chế độ hàn: 2 loại

I Tìm hiểu công nghệ

1.3 Phân loại

Kiểu thường Kiểu 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 diode Máy dùng chỉnh lưu thyristor Máy inventer

I Tìm hiểu công nghệ

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 định

2 Đảm bảo an toàn khi làm việc ở chế độ làm việc cũng như chế độ ngắn mạch làm việc

3 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

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

II

.

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 không đối xứng

Chỉnh lưu cầu ba pha

có điều khiển đối xứng

II Lựa chọn phương án thiết kế

độ điện áp đập mạch thấp hơn, thành phần sóng hài bậc cao bé hơn, việc điều khiển các van tương đối đơn giản

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

II Lựa chọn phương án thiết kế

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 W

Theo 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:

II Lựa chọn phương án thiết kế

2.2 Sơ đồ cầu 3 pha có điều khiển đối xứng

a Sơ đồ và đồ thị

II Lựa chọn phương án thiết kế

2.2 Sơ đồ cầu 3 pha có điều khiển đối xứng

b Công thức tính toán

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

Nếu

II Lựa chọn phương án thiết kế

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)

II Lựa chọn phương án thiết kế

2.3 Tính toán các tham số của sơ đồ

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

Sơ đồ mạch lực

II Lựa chọn phương án thiết kế

2.3 Tính toán các tham số của sơ đồ

2.3.2 Phía mạch lực: tính toán chọn van

Sơ đồ mạch lực

II Lựa chọn phương án thiết kế

2.3 Tính toán các tham số của sơ đồ

2.3.2 Phía mạch lực: tính toán chọn van

II Lựa chọn phương án thiết kế

2.3 Tính toán các tham số của sơ đồ

2.3.2 Phía mạch lực: tính toán chọn van

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

Nguyên nhân bên trong Nguyên 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,

II Lựa chọn phương án thiết kế

2.3 Tính toán các tham số của sơ đồ

2.3.2 Phía mạch lực: tính toán chọn van

* 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

II Lựa chọn phương án thiết kế

2.4 Tính toán cuộn kháng lọc

III Mô phỏng mạch bằng PSIM

3.1 Sơ đồ mạch lực

III Mô phỏng mạch bằng PSIM

3.2 Kết quả mô phỏng

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!

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.

THANK YOU !