Khảo sát optix P46 và p52 part5 pps

Luận văn tốt nghiệp Trang 45 GVHD: Vũ Bảo Tuyên SVTH: Nguyễn Văn Lâm máy biến áp, không có hiện tượng chạm mass, điện áp không tải phù hợp giá trò tính toán.  Thử có tải: Gắn tải vào thứ cấp máy biến áp phù hợp với dòng ra tính toán thì đầy tải. Kết quả phải đảm bảo: Nhiệt độ không được quá nóng, không tiếng rè, rung, điện áp ra phải ổn đònh với tiùnh toán. 13. Sấy tẩm verni cách điện: Sau khi thử nóng xong, biến áp đạt yêu cầu kỹ thuật. Ta tiến hành sấy, tẩm verni để cách điện cho thật tốt. II. Khảo sát cuộn cảm L: Mạch lọc LC được sử dụng trong trường hợp dòng tải cao và biến thiên rộng. L có tác dụng lọc gợn sóng dòng điện, C lọc gộn sóng điện áp. Khi L có giá trò bé, C nạp nhanh đến giá trò đỉnh V m với xung dòng nạp, các diode trong mạch chỉnh lưu tắt, khi tăng L, dòng nạp cho C biến thiên chậm kéo dài thời gian nạp với thời gian nạp thấp hơn. Nếu ta tăng L đến một giá trò tới hạn nào đó, gọi là L c thì một trong hai diode (trong mạch chỉnh lưu toàn sóng, bởi mạch chỉnh lưu toàn sóng có các công thức tính như các công thức mạch chỉnh lưu cầu) sẽ dẫn liên tục, do đó dòng tải sẽ cấp liên tục, C hầu như không nạp hay xả và giữ điện áp ổn đònh ở giá trò  m V 2 . Hình 12. Mạch lọc LC L C RL Rf Lý tưởng Thực tế I c V m  m V 2 i L Luận văn tốt nghiệp Trang 46 GVHD: Vũ Bảo Tuyên SVTH: Nguyễn Văn Lâm Hình 12 biểu diễn biến thiên điện áp ngõ ra mạch lọc theo dòng tải. Khi dòng tải đạt đến giá trò tới hạn I c , diode sẽ dẫn liên tục, điện áp ngõ  m V 2 . Trong thực tế, do nội trở cuộn biến áp thứ cấp, nội trở diode và cuộn dây, điện áp ra sẽ giảm tuyến tính theo dòng tải. Khai triển chuỗi Fourier dạng sóng điện áp ngõ vào bộ lọc và lấy gần đúng 2 số hạng đầu, ta được: tcos V V V mm   2 3 4 2  . Thành phần  m V 2 chính là điện áp ngõ ra DC và số hạng thứ hai là thành phần AC tạo gợn sóng ngõ ra với biên độ  3 4 m V . Để triệt được gợn sóng AC ở ngõ ra, tại tần số gợn sóng f   4 2  ,với f là tần số tín hiệu AC ngõ vào bộ lọc chỉnh lưu, ta đảm bảo: X L (  2 )>>X c (  2 ) và X c (  2 )<<R L . Dòng hiệu dụng gợn sóng qua cuộn dây: I r,rms = L dc L m X V X V 3 2 23 4   Do X c <<R L nên I r,rms chủ yếu chảy qua C tạo điện áp hiệu dụng gợn sóng: V r,rms =I r,rms *X c = DC L c V X X 3 2 Vậy hệ số gợn sóng sau khi qua bộ lọc: k r = fL * fC * X X V V L C DC rms,r  4 1 4 1 3 2 3 2  với f=50Hz, L tính bằng [H], C tính bằng F  ta có: k r = LC , 194 1 Việc tính giá trò điện cảm L c dựa trên lập luận sao cho dòng i qua cuộn dây không giảm về 0 (để đảm bảo dòng tải liên tục). Do i gồm thành phần DC: I DC = L DC R V và thành phần AC (gợn sóng) có biên độ L m X V 3 4 , ta phải bảo đảm I DC lớn hơn giá trò biên độ âm thành phần AC, nghóa là: f RR L X V R V hay X V R V LL C L DC L DC L m L DC   63 3 2 3 4    với f=50Hz, L tính bằng [H], R tính bằng [  ], ta có: Luận văn tốt nghiệp Trang 47 GVHD: Vũ Bảo Tuyên SVTH: Nguyễn Văn Lâm L C L R*, 3 10 06 1   Trong thực tế, L C được chọn lớn hơn giá trò tính khoảng 25% để đảm bảo dòng tải liên tục và sự sụt áp do nội trở của cuộn dây gây ra. Trong trường hợp tải hở (hoặc nhẹ tải), dòng qua cuộn dây xem như bằng không, C nạp đến giá trò đỉnh. Để tránh đột biến điện áp ngõ ra và đảm bảo dòng tải liên tục, ta nên mắc thêm điện trở R F làm tải giả ở ngõ ra. R F còn tạo đường xả cho tụ điện khi ngắt điện. Viêc chọn R F phải đảm bảo dòng tải liên tục và tiêu thụ công suất không đáng kể. Ta chọn 061 10 3 , L R C F  Trong bộ nguồn P46 có sử dụng cuộn cảm L để lọc gợn sóng. Ta không cần phải tính toán lại các thông số mà chỉ sử dụng lại thiết bò cũ đã có ở bộ nguồn, vì vẫn đảm bảo yêu cầu kó thuật là điện áp ngõ ra và ngõ vào không thay đổi. Luận văn tốt nghiệp Trang 48 GVHD: Vũ Bảo Tuyên SVTH: Nguyễn Văn Lâm III. Sơ đồ mạch sau khi thay đổi: Luận văn tốt nghiệp Trang 49 GVHD: Vũ Bảo Tuyên SVTH: Nguyễn Văn Lâm CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ BỘ NGUỒN P52 Do yêu cầu thay đổi về các cấp điện áp sơ cấp cũng như thứ cấp, nên có sự điều chỉnh về máy biến áp cũng như mạch điều chỉnh điện áp của bộ nguồn P52 như sau:  Một Variac điều chỉnh từ 0÷220V-2.23AMP Max.  Một biến áp có ngõ ra 12V-0-12Vvà ngõ ra 30V để đưa vào điều chỉnh nguồn áp thay đổi từ 0÷30V; 1,3A  Một biến áp lấy áp ra từ ngõ ra của Variac để có ngõ ra thay đổi từ 0÷220VDC 0.5A. Các thiết bò cần thiết cho mạch điện: + Công tắt đóng ngắt, bảo vệ quá tải, ngắn mạch (Aptomat). Ở đây ta sử dụng thiết bò cũ. + Biến áp tự ngẫu + Chỉnh lưu nguồn DC. + Mạch điều chỉnh điện áp từ 0÷30V-1,3A + Các biến áp cần thiết. Như vậy, ở bộ nguồn ta phải thiết kế hai biến áp cách ly, một biến áp tự ngẫu, một mạch chỉnh điện áp, mạch chỉnh lưu. I. Máy biến áp 1: Với các cấp điện áp như sau:  Ngõ vào có điện áp 220V.  Ngõ ra 108VAC để chỉnh lưu ra điện áp thay đổi 220VDC. 1. Công suất biểu kiến thứ cấp: S 2 =108 . 0,5=54VA Chọn B=1,2T. A t = 1,423*(1÷2) 2 461078 21 54 cm),,( ,  . Sơ bộ chọn A t =8,7cm 2 a max = cm,, 9278  a min = cm, , , 42 51 78  . Vậy a=2,4÷2,9cm Chọn a= 2,5cm; b=3,5cm Luận văn tốt nghiệp Trang 50 GVHD: Vũ Bảo Tuyên SVTH: Nguyễn Văn Lâm Vậy A t = 8,75 cm 2 2. Tính số vòng trên 1V: V vòng , ,*,fBA, n t v 324 7584266 10 444 10 44  3. Dòng điện sơ cấp: I 1 = với % 85   4. Xác đònh số vòng thứ cấp cần xác đònh Ch: S 2 =54 VA Ch=1,11. U 2 = 1,11.108=120V. Số vòng thứ cấp N 2 =n v* 120= 4,32.120 = 518 vòng. 5. Xác đònh đường kính dây: Chọn J =3,5A/mm 2 (theo bảng 4).  Dây sơ cấp với I 1 = 0,289 A d 1 =1,128 mm, , , 30 53 2890  . Chọn d 1 =0,35mm, vậy S 1 =0,0962mm 2 Tổng tiết diện A 1 =S 1 . N 1 =0,0962* 949=91,3 mm 2  Dây thứ cấp với I 2 =0,5A d 2 = 1,128mm Chọn d 2 = 0,45mm(có cách điện) S 2 = 0,1735mm 2 Tổng tiết diện: A 2 = S 2 . N 2 = 0,1735.518= 89,7mm 2 6. Kiểm tra hệ số lấp đầy: A cs = 3a 2 /4= (3. 25 2 )/4=468,75mm 2 A dq = A 1 +A 2 = 91,3 +89,87 =181,17 mm 2 Vậy k lđ = )thỏa(,, , , A A cs dq 4603860 75468 17181  7. Tính số vòng cho một lớp dây quấn: h = mm,* a 753725 2 3 2 3  h’= 37,5 –3 =34,5mm  Đường kính dây quấn sơ cấp: d 1 =0,35mm Số vòng trên một lớp: SV 1 /lớp = lớp vòng ,* , , K* , , Số lớp dây quấn sơ cấp SL 1 = lớplớp, 100910 94 949   Đường kính dây quấn thứ cấp: d 2 =0,47mm Luận văn tốt nghiệp Trang 51 GVHD: Vũ Bảo Tuyên SVTH: Nguyễn Văn Lâm SV 2 /lớp = lớp vòng ,,* , , 70769950 470 5 34  SL 2 = lớp, 847 70 518  8. Bề dày cách điện giữa hai lớp: e cđ1 =1,4 (theo Beyaert). Hiện nay, có loại giấy cách điện chỉ dày 0,1mm nhưng chòu cấp cách điện B và điện áp đánh thủng lên đến 600V, nên ta sử dụng cách điện cho toàn bộ máy biến áp. (Theo Sách Công Nghệ Chế Tạo –Sửa Chữa Máy Điện –Nguyễn Trọng Thắng –Tập 2-Trang 113). Vậy e cđ1 = 0,1mm. Bề dày cách điện sơ cấp: e 1 = 10(0,1+0,35) =4,5 mm. Bề dày cách điện cuộn thứ cấp: e 2 = 7(0,1+0,47) = 3,99mm. Chọn e kh =1mm. 9. Ta có: a=25mm; suy ra c =25/2=12,5mm. Bề dày cách điện chung: e= e 1 +e 2 +e kh = 4,5+3,99+1= 9,49mm. Vậy ta có: k lđ = )thỏa(,, , , c e 80760 512 49 9  Vậy ta đã tính toán xong cho máy biến áp 1 vơi kết quả như sau: Dây quấn Số vòng Đường kính (mm) Đường kínhcó cách điện (mm) Tiết diện có cách điện (mm 2 ) Tổng tiết diện (mm 2 ) Sơ cấp: 0÷220V 949 0,30 0,35 0,0962 91,3 Thứ cấp: 0÷108V 518 0,42 0,47 0,1735 89,87 Khối lượng lõi thép W th = 46,8.a 2 .b = 46,8.0,25 2 .0,35=1,02 (kg). 10. Làm khuôn giấy: a kh = a+(1÷2mm)= 25+2=27mm. Luận văn tốt nghiệp Trang 52 GVHD: Vũ Bảo Tuyên SVTH: Nguyễn Văn Lâm b kh =b’+(1÷2mm)= mm , 412 90 35  . h hd = h –(2e kh +2)=37,5- 4=33,5mm. II. Tính toán máy biến áp 2: Có yêu cầu sau:  Ngõ vào: 220V.  Ngõ ra: 30VAC-1,5A 12V-0-12V-1A Hình 12. Máy biến áp của bộ nguồn P52 1. Công suất biểu kiến: S 2 = 12.1+12.1+30.1,5= 69VA 2. Chọn B=1,2T A t = 1,423(1÷1,2) ) ( , ),(, B S 8211859 21 69 2114231 2  cm 2 Sơ bộ chọn A t =9,8 cm 2 a max = cm,, 1389  a min = cm, , , 52 51 59  a=(2,5÷3,1)cm. Chọn a=2,8 cm, suy ra b= 3,5cm Vậy A t = 9,8cm 2 . 3. Số vòng trên 1V: V vòng , ,*,,*B*f*, n v 833 894266 10 510444 10 44  4. Dòng điện sơ cấp: U 1 =220V 12V - 1A 12V - 1A 30V - 1,5A Luận văn tốt nghiệp Trang 53 GVHD: Vũ Bảo Tuyên SVTH: Nguyễn Văn Lâm I 1 = 85% với 370 187 69 2   A, U* S Vậy Chọn d 1 = 0,41mm(có cách điện). 5. Số vòng sơ cấp: N 1 = 220. 3,83 = 842 vòng.  Chọn Ch S 21 = S 22 =12VA; Ch=1,23. S 23 = 35.1,5 = 52,5 VA; Ch=1,12. Vậy U 21 =12.1,23= 14,76 V U 22 =12.1,23= 14,76V. U 23 =30.1,12=33,6 V. Vậy số vòng thứ cấp là: N 21 =N 22 = 14,76.3,83=56 vòng. N 23 = 33,6.3,83= 150 vòng.  Chọn J=3,5A/mm 2 I 21 =I 22 =1A. d 21 =d 22 = mm, , *, 60 53 1 1281  Chọn d 21 =d 22 =0,640mm(có cách điện). Vậy S 1 =0,1320mm 2 S 21 =S 22 =0,322mm 2 S 23 =0,43mm 2 6. Kiểm tra hệ số lấp đầy: A CS = 22 58828 4 3 mm Adq=A 1 +A 21 +A 22 +A 23 A dq =0,132.842+1,322.112+0,43.150=211,7 Klđ= 460360 588 7211 ,, , A A cs dq  (thỏa) 7. Tính số vòng cho một lớp dây quấn sơ cấp: Ta có : h= mma 4228 2 3 2 3  h’=42-7=38mm. +Ta có đường kính dây quấn sơ cấp:d 1 =0,41mm SV 1 /lớp= lớp vòng , , 88950 410 38  Luận văn tốt nghiệp Trang 54 GVHD: Vũ Bảo Tuyên SVTH: Nguyễn Văn Lâm SL 1 = lớp +Đường kính dây quấn sơ cấp d 21 =d 22 =0,64mm SV 21 /lớp= .vòng, , 56950 640 38  lớpSL lớp/vòng,SV lớpSL 1 56950 56 38 1 56 53 22 22 21    +Đường kính dây quấn thứ cấp d 23 =0,77mm .lớp,SL vòng, , lớp/SV 392 47 140 47950 770 38 23 23   8. Chọn bề dày giấy cách điện: Như phần tính toán máy biến áp 1, ta có loại giấy cách điện bề dày 0,1mm nhưng chòu được cách điện đến 600V, nên ta chọn loại giấy này. Như vậy: +Bề dày cách điện sơ cấp: e 1 =SL 1 . e cđ =10.(0,41+0,1)=5,1mm +Bề dày cách điện thứ cấp: e 21 = e 22 = SL 21 . e cđ21 = 1.(0,64+ 0,1)= 0,74mm. e 23 = SL 23 .e cđ23 = 3.(0,77+ 0,1)= 2,61mm. 9. Chọn e kh =1mm; Như vậy: k lđ = 720 14 19 10 2 61 2 074 74 0 1 5 , , a , , , c e      k lđ =0,72<0,8 (thỏa điều kiện). 10. Trọng lượng lõi thép: W th = 46,8.a 2 .b = 46,8.0,28 2 .0,35= 1,284 (kg) 11. Làm khuôn giấy: a kh = a+2= 28+2= 30mm b kh = b’+2= lm, ,, b 8402 90 35 2 90  h hd = h-(2e kh +2)= 42-4=38mm. 12. Tóm tắt: [...]... điện(mm) 0,41 0,64 0,77 Tiết diện có cách điện(mm2) 0,132 0,322 0,430 Tổng tiết diện (mm2) 111,14 36,040 64,5 Phương án sử dụng mạch điều chỉnh điện áp: 1 Mạch tạo nguồn đôi  12V: Mạch này sử dụng IC 7812 và IC 7912 Mạch điện như sau: Hình 13 Sơ đồ nguyên lí mạch nguồn đôi Điện áp từ máy biến áp 2 có điểm giưã được đưa qua mạch lọc chỉnh lưu Sau đó, đïc qua mạch ổn áp để được điện áp  12V 2 Mạch điều chỉnh . tiến hành sấy, tẩm verni để cách điện cho thật tốt. II. Khảo sát cuộn cảm L: Mạch lọc LC được sử dụng trong trường hợp dòng tải cao và biến thiên rộng. L có tác dụng lọc gợn sóng dòng điện,. cuộn biến áp thứ cấp, nội trở diode và cuộn dây, điện áp ra sẽ giảm tuyến tính theo dòng tải. Khai triển chuỗi Fourier dạng sóng điện áp ngõ vào bộ lọc và lấy gần đúng 2 số hạng đầu, ta được:. DC và số hạng thứ hai là thành phần AC tạo gợn sóng ngõ ra với biên độ  3 4 m V . Để triệt được gợn sóng AC ở ngõ ra, tại tần số gợn sóng f   4 2  ,với f là tần số tín hiệu AC ngõ vào