giáo trình công nghệ mạ điện

Đồ án điện tử công suất Thiết kế nguồn mạ một chiều Sơ đồ trên là mô hình dùng trong phạm vi nhỏ nh phòng thí nghiệm đồng thời cũng dùng trong qui mô sản xuất lớn.. Dung dich chất điện

Đồ án điện tử công suất Thiết kế nguồn mạ một chiều

Đề tài : Thiết kế nguồn mạ một chiều có các tham số sau

Phơng án 2 + Điện áp ra : 6 – 12 (V) + Dòng tải max : 1500 (A) + Đảo chiều : không Nguồn mạ làm việc theo nguyên tắc giữ dòng điện không đổi trong suốt quá trình mạ Mạch có khâu bảo vệ ngắn mạch Lời nói đầu

Mạ kim loại ra đời và phát triển hàng trăm năm nay.Ngày nay mạ kim loại đã trở thành một ngành kỹ thuật phát triển mạnh mẽ ở hầu hết các nớc trên thế giới,

trang sức

Ngày nay không riêng gì ở nớc phát triển mà ngay trong nớc ta kỹ thuật mạ

đã có nhng bớc phát triển nhảy vọt, thoả mãn yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất cung nh trong 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 bộ tự động hoá với độ tin cậy cao Điều này sẽ giúp nâng cao chất lợng mạ và hạ giá thành sản phẩm, chống ô nhiễm môI trờng

Để có một lớp mạ tốt ngoàI những yếu tố khác thì nguồn điện dùng để mạ

là rất quan trọng

Đối với sinh viên tự động hóa, môn học điện tử công suất là một môn rất quan trọng Với sự giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô trong khoa em đã tng bớc tiếp cận môn học Để có thể lắm vững lý thuyết đẻ áp dụng vào thực tế, ở học kỳ này em đợc các thầy giao cho đồ án môn học với đề tài : Thiết kế nguồn mạ một chiều Đây là một đề tài có quy mô và ứng dụng thực tế

Với sự cố gắng của bản thân cùng với sự chỉ bảo của các rhầy cô giáo trong

bộ môn và đặc biệt là thầy Đỗ Trọng Tín đã giúp em hoàn thành đồ án này

Do lần đầu làm đồ án điện tử công suất kinh nghiệm cha có lên em không tránh khỏi những sai sót mong các thầy giúp đỡ Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn !

Hà nội, ngày 3 tháng 2 năm 2004

Sinh viên :

Chơng I : Giới thiệu chung về công nghệ mạ điện

Đề tàI thiết kế nguồn mạ một chiều là một đề tàI có giá trị thực tế lớn, bởi vì trong công nghệ mạ nguồn điện một chiều là một yếu tố quan trọng

Để thấy rõ giá trị của đề tàI, trớc hết ta cần phải nắm rõ một số kháI niệm cũng nh các thiết bị có liên quan đến quá trình mạ bằng điện phân

Ta dựa vào sơ đồ điện phân nh sau:

Đồ án điện tử công suất Thiết kế nguồn mạ một chiều

Sơ đồ trên là mô hình dùng trong phạm vi nhỏ nh phòng thí nghiệm đồng thời cũng dùng trong qui mô sản xuất lớn Các thành phần cơ bản của sơ đồ điện phân :

1 Nguồn điện một chiều nh : pin, ắc qui, máy phát điện một chiều, bộ biến

đổi Ngày nay đợc dùng phổ biến nhất là bộ biến đổi Bộ biến đổi cho quá trình

điện phân có điện áp ra thấp : 3V, 6V, 12V, 24V… Tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật mà chọn điện áp ra cho phù hợp Một bộ biến đổi có thể lấy ra một số điện áp cần thiết cho một 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

2 Anốt :là điện cực nối vơí cực dơng của nguồn điện một chiều Trớc khi

điện phân anốt cần phải đánh sạch dầu mỡ, lớp gỉ…

Anốt dùng trong mạ điện có hai loại : anốt hòa tan và anốt không hoà tan Anốt hoà tan đợc dùng tronh các trờng hợp mạ niken, mạ đồng, mạ kẽm, mạ thiếc… Trong quá trình điện phân anốt tan vào dung dịch mạ theo phản ứng ở điệncực :

Ni e Ni

Các cation kim loại tan vào dung dịch điện phân và đI đến catốt Phản ứng

điện hóa ở anốt là phản ứng oxi hóa

Anốt không hòa tan dùng trong trờng hợp mạ Crôm Khi điện phân ở bề mặt

anốt không hoà tan cũng diễn ra quá trình oxi hóa H2O,OH− ,Cl−…

↑ +

2

2 4 4

2 2

O O H e OH

Cl e Cl

Khí thoát ra ở anốt trong quá trình điện phân thờng chính là O2 hay Cl2

3 Catốt : là điện cực nối với cực âm của nguồn điện một chiều Trong mạ

điện catốt là vật mạ Trên bề mặt vật mạ luôn diễn ra phản ứng khử các ion kim loại mạ Ví dụ nh :

Mạ niken : Ni2 + +2e= Ni↓

Mạ kẽm Zn2 + +2e=Zn↓

Catố vật mạ cần phải nhúng ngập vào dung dịch, thờng ngập dới mặt nớc 8 – 15cm và cách đáy bể khonảg 15cm Các chỗ nối phải đảm bảo tiếp xúc thật tốt, không để gây ra hiên tợng phóng điện trong chất điện phân Tuyệt đối không

để chạm trực tiếp giữa anốt và catốt khi đã nối mạch điện

4 Dung dich chất điện phân : dung dịch chất điện phân dùng để mạ thờng cóhai phần :

_ Thành phần cơ bản : gồm muối và hợp chất chứa iôn của kim loại mạ và một số hoá chất thiết yếu khác, nếu thiếu hóa chất này thì dung dich không thể dùng để mạ đợc

_ Thành phần thứ hai : bao gồm các chất phụ gia

+ Chất làm bóng lớp mạ

+Chất đệm giữ cho pH của dung dịch ổn định

+Chất giảm sức căng nội tại đảm bảo lớp mạ không bong nứt

+Chất san bằng đảm bảo cho lớp mạ đồng đều hơn

+Chất làm tăng độ dẫn điện cho lớp mạ đồng đều hơn

+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 của dung dịch không những chỉ giảm đợc tổn thấtđiện trong quá trình mạ mà còn làm cho lớp mạ đồng đều hơn

_ Mỗi dung dịch cho lớp mạ có chất lợng trong một khoảng pH nhất định

Ví dụ mạ Niken pH=4,5 đến 5,5 Mạ kẽm trong dung dịch amôniclorua pH= 4,5

đến 5,5 Mạ kẽm trong dung dịch axít pH= 3,5 đến 4,0…

_ Mỗi dung dịch cho lớp mạ có chất lợng cao trong một khoảng nhiệt độ nhất định VD mạ Niken khoảng nhiệt độ là 55 → 70 C, mạ vàng 60 → 70 C Nhìn

chung, khi điện phân nhiệt độ dung dịch không vợt qua nhiệt độ sôi của dung dịch

_ Mỗi dung dịch có một khoang mật độ dòng catốt thích hợp

_ Dung dịch chứa muối phức của kim loại thờng cho lớp mạ có chất lợng tốt hơn lớp mạ từ chính kim loại thu đợc từ nuối đơn VD lớp mạ thu đợc từ dung

Zn tốt hơn lớp mạ thu đợc từ dung dịch muối CuSO4

5 Bể điện phân : làm từ vật liệu cách điện, bền hóa học, bền nhiệt Thành và mặt trong của bể thờng đợc lót bằng chất dẻo có độ bền hóa học, bền nhiệt Lớp chất dẻo lót phải kín tuyệt đối, nớc không thấm qua đợc Mặt ngoài sơn nhiều lớp chống gỉ Bể mạ thờng có dạng hình chữ nhật, điều này giúp cho lớp mạ đợc phân

bố đều hơn bể có hình dạng khác Có nhiều bể mạ nh bể mạ tĩnh, thùng mạ quay,

…

Trên dây là toàn bộ sơ đồ tổng quát của quá trình mạ bằng điện phân

Trong công nghệ mạ còn có một số yêu cầu về gia công bề mặt trớc khi mạ.Yêu cầu bề mặt trớc khi mạ :

- Trớc khi mạ vật cần mạ đợc tiến hành gia công cơ khí để có bề mặt bằngphẳng, đồng thời tẩy xóa các lopứ gỉ, đánh bóng bề mặt theo yêu cầu sử dụng

- Tẩy sạch dầu mỡ các hợp chất hóa học khác có thể có trên bề mặt vật mạ

Tóm lại trớc lúc chi tiết vào bể điện phân, bề mặt cần phải thật bằng phằng, sắc nét bóng tuyệt đối sạch dầu mỡ, các màng oxit có thể có Trong điều kiện nh

Đồ án điện tử công suất Thiết kế nguồn mạ một chiều

vậy lớp mạ thu đợc mới có độ bóng tốt, không sớc, không sần sùi, bóng đều toàn lớp mạ đồng nhất nh ý

Phơng pháp gia công bề mặt kim loại trớc khi mạ :

- Phơng pháp gia công cơ khí bao gồm : mài thô, mài tinh, đánh bóng quay bóng hay sóc bóng trong 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 sạch

Sự lựa chọn phơng pháp gia công cho hiệu qủa tốt nhất lại có giá thành rẻ,

đòi hỏi ngời kỹ thuật viên phải có hiểu biết đầy đủ và nhất là phải có kinh nghiệmsản xuất Bất kỳ thiếu sót nào dù nhỏ hoặc đánh giá không đúng công việc chuẩn

bị bề mặt đều dẫn đến giảm sút chất lợng và hình thức lớp mạ Chất lợng lớp mạ phụ thuộc một cách cơ bản vào phơng pháp đợc lựa chọn, kỹ thuật và điều kiện tiến hành chuẩn bị bề mặt lớp mạ Không bao giờ chúng ta coi nhẹ việc chuẩn bị

bề mặt vật mạ

Chơng II : Lựa chọn phơng án

Nhiệm vụ đặt ra đối với đồ án là thiết kế nguồn mạ một chiều có điện áp thấp

và dòng rất lớn Nguồn mạ làm việc theo nguyên tắc giữ dòng điện mạ trong quá trình nạp Mạch có khâu bảo vệ chống chạm điện cực

Trong công nghệ mạ điện thì nguồn điện là một yếu tố hết sức quan trọng, nóquyết định nhiều đến chất lợng lớp mạ thu đợc Nguồn điện một chiều có thể là ắcquy, máy phát điện một chiều, bộ biến đổi… Chúng ta phân tích từng loại nguồn

để quyết định lựa chọn phơng án nào :

1 ắc quy : Tong công nghệ mạ điện ắc quy chỉ đợc sử dụng trong phòng thí nghiệm hay sản xuất ở quy mô nhỏ Do hạn chế về lợng điện tích lên ắc quy chỉ dùng để mạ các chi tiết nhỏ, còn với các chi tiết lớn thì không dùng ắc quy đợc

Đặc biệt khi dòng điện mạ đòi hỏi lớn thì ắc quy không thể đáp ứng đợc Vì vậy

mà trong công nghệ mạ ngời ta ít sử dụng ắc quy làm nguồn mạ

2 Máy phát điện một chiều : Trong công nghệ mạ dùng máy phát điện một chiều khắc phục đợc các nhợc điểm của ắc quy Máy phát điện một chiều trong thực tế có thể đợc sử dụng rộng rãi trong quy mô sản xuất lớn Nhng giá thành

đầu t cho máy phát điện một chiều lớn, cơ cấu điều khiển hoạt động khá phức

dùng trong quá trình điện phân có thể cho ra các điện áp nh : 3V, 6V, 12V, 24V, 30V, 50v Tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật mà chọn điện thế cho phù hợp.Bộ biến đổi với các u điểm : thiết bị gọn nhẹ; tác động nhanh; dễ tự động hóa; dễ điều khiển

và ổn định dòng Chi phí đầu t cho bộ biến đổi cũng rẻ, hiệu quả làm việc cao và

ổn định So với dùng nguồn mạ là ắc quy hoặc máy phát điện một chiều thì bộ biến đổi đáp ứng đợc hơn cả về mặt kinh tế cũng nh các tiêu chuẩn kỹ thuật Vậy quyết định phơng án là dùng bộ biến đổi

Với mạch chỉnh lu(không dùng mạch chỉnh lu ) có rất nhiều : chỉnh lu một pha, chỉnh lu ba pha, chỉnh lu không điều khiển, chỉnh lu có điều khiển… Trong yêu cầu của đồ án là thiết kế nguồn

mạ điện áp thấp và dòng khá lớn Trớc hết ta xét trờng hợp chỉnh lu có điều khiển, sau đó ta có thể xét trờng hợp chỉnh lu điốt không điều khiển với góc điều khiểnα = 0

Các phơng án khả thi :+ Chỉnh lu cầu một pha+ Chỉnh lu cầu ba pha+ chỉnh lu sáu pha có cuộn kháng cân bằng

Phơng án 1 : Chỉnh lu cầu một pha

Sơ đồ nguyên lý chỉnh lu cầu một pha

a.Khi tải thuần trở R :

Với u2 = 2U2sin θ

§å ¸n ®iÖn tö c«ng suÊt ThiÕt kÕ nguån m¹ mét chiÒu

_ Khi θ = α : cho xung ®iÒu khiÓn më T1, T2 vµ U d = −U2, hai tiristor sÏ kho¸ khi u2 = 0

_khi θ = Π + α, cho xung ®iÒu khiÓn më T3, T4 vµ U d =U2

Dßng qua t¶i lµ dßng gi¸n ®o¹n

Gi¸ tri trung b×nh cña ®iÖn ¸p t¶i : 1 2 sin 2 2 ( 1 cos )

α

+ Π

= Π

2 2 sin

2 2

T

I R

U d R

θ

d

d X Ri d

d +

=

sin

+ Π +

Π

d

I d

d d X di i

R d U

θ sin 2

c Ưu nhợc điểm của sơ đồ :

Ưu điểm : điện áp ngợc đặt lên mỗi van trong sơ đồ nhỏ

Nhợc điểm : không dùng đợc cho tải có công suất lớn, nếu dùng gây ra hiện tợng công suất bij lệch pha Sơ đồ chỉnh lu cầu một pha dòng tải chảy quia hai van nối tiếp, vì vậy tổn thất diện pá và công suất trên van sẽ lớn Sơ

đồ cầu một pha chỉ ứng dụng với yêu cầu điện áp chỉnh lu cao và dòng tải nhỏ

Phơng án 2 : Chỉnh lu cầu ba pha đối xứng

a)Sơ đồ nguyên lý :

G

F T5

T6 T4 u2c

u2a u2b R

L T1

T2 T3

Sơ đồ cầu ba pha đối xứng gồm 6 tiristor, chia làm hai nhóm :

- nhóm catốt chung T1, T3, T5

- nhòm anốt chung T2, T4, T6

Điện áp các pha :

U a = 2U2sin θ

§å ¸n ®iÖn tö c«ng suÊt ThiÕt kÕ nguån m¹ mét chiÒu

)

3

2 sin(

2 cho xung ®iÒu khiÓn m¬ T1 Tiristor nµy më v× U a > 0

Sù më cña T1 lµm cho T5 bÞ kho¸ l¹i mét c¸ch tù nhiªn v× U a >U c Lóc nµy T6 vµT1 cho dßng ®i qua §iÖn ¸p ra trªn t¶i : U d =U ab =U a −U b

C¸c xung ®iÒu khiÓn lÖch nhau

T5T6T1 T2T3T4

0 0 0 0 0

θ θ

θ θ

θ θ θ

θ

Đờng bao phía trên biẻu diễn điện thế điểm F

Đờng bao phía dới biểu diễn điện thế điểm G

Điện áp trên mạch tải : U d =U F −U G là khoảng cách thẳng đứng giữa hai

+ Π

U d

U

Giá trị điện áp ngợc lớn nhất trên mỗi van : U ngmax = 6U2 = 2 , 45U2

Dòng điện trung bình chạy qua van

3

d T

I

I ==

c)Ưu nhợc điểm của sơ đồ :

+ u điểm :

- số xung áp chỉnh lu trong 1 chu kỳ lớn, vì vậy độ đập mạch của

điện áp chỉnh lu thấp, chất lợng điện áp cao

- không làm lệch pha lới điện

+ Nhợc điểm

- sử dung số van lớn, giá thành thiết bị cao

- sơ đồ này chỉ dung cho tải công suất lớn, dung tải nhỏ và điện áp chỉnh lu đòi hỏi độ bằng phẳng

Do dòng tải dùng trong mạ điện có tụi số lớn, nên không áp dụng đợc phơng pháp này, vì các van không chịu đợc dòng tải lớn

Phơng án 3 : Chỉnh lu 6 pha có cuộn kháng cân bằng

a.Sơ đồ nguyên lý

Đồ án điện tử công suất Thiết kế nguồn mạ một chiều

Sơ đồ chỉnh lu 6 pha có cuộn kháng cân bằng, đợc biểu diễn nh trên sơ đồ, bao gồm máy biến áp động lực, có cuộn kháng cân bằng C cb, 6 tiristor chia làm hai nhóm T1,T3,T5 và T2,T4,T6

Máy biến áp có hai hệ thống thứ cấp a,b,c và a’,b’,c’ Các cuộn dây trên mỗi pha a và a’; bvà b’;c và c’ có số vòng nh nhau nhng có cực tính ngợc nhau Hệ thống dây cuốn thứ cấp máy biến áp có điểm trung tính riêng biệt P và Q P, Q đợcnối với nhau qua cuộn kháng cân bằng

Cuộn kháng cân bằng có cấu tạo nh máy biến áp tự ngẫu Điện áp chỉnh lu trung bình trong sơ đồ có giá trị nh trung bình cộng của điện áp đầu ra của hai chỉnh lu tia 3 pha, nghĩa là :

2 1 , 17 2

2

6 3

Do tác dụng của cuộn kháng cân bằng có thể coi dòng tải là phẳng hoàn toàn

Nh vậy trị hiệu dụng của dòng thứ cấp máy biến áp : I I d 0 , 29I d

3 2

Dòng trung bình qua van :

6

d v

I

I =

• Dạng sóng cơ bản :

Dạng điện áp chỉnh lu Ud và điện áp trên cuộn kháng cân bằng

c)u nhợc điểm của sơ đồ :

_ u điểm :

+ Dòng điện áp ra có độ bằng phẳng cao, có độ đập mạch lớn

+ Dòng trung bình qua van nhỏ bằng 1/6 dòng qua tải

_ Nhợc điểm :

+ Số van sủ dụng lớn giá thành cao

+ Máy biến áp phức tạp có số cuộn thứ cấp nhiều

** Dòng điện mạ khá lớn, căn cứ vào u nhợc điểm của phơng án này, ta thấy dòngqua van nhỏ trung bình bằng 1/6 dòng qua tải Vì vậy ta chọn bộ biến đổi dùng làm nguồn mạ là chỉnh lu 6 pha, có cuộn kháng cân bằng.

Đồ án điện tử công suất Thiết kế nguồn mạ một chiều

Chỉnh lu 6 pha có cuộn kháng cân bằng có 2 cách điều chỉnh:

- 6 điốt không điều khiển

Khi cần điều chỉnh điện áp ra trên tải, ta sẽ điều chỉnh bộ biến đổi bằng cách thay đổi góc mở của các tiristor T1, T2, T3 Khi qua các van T1, T2, T3 điện

áp sơ cấp bị gián đoạn không còn dạng sin nữa Vì vậy khi cảm ứng sang thứ cấp điện áp có dạng bậc thang Nh vậy khi muốn điều chỉnh điện áp ra trên tải

ta phải điều chỉnh gián tiếp Điện áp ra tải chất lợng thấp Mặt khác tuy chọn van dễ nhng lại tốn van

Vì vậy phơng án này không khả thi

2> Điều chỉnh thứ cấp :

Sơ đồ gồm 6 tiristor đợc bố trí nh hình vẽ

• Khi muốn điều chỉnh dòng tải chỉ cần tác động xung điều khiển vào các tiristor ở cuộn thứ cấp Khi góc điều khiển α tăng lên, biên độ điện áp cân bằng tang lên đáng kể Giá trị điện áp trên cuộn kháng lớn nhất khi α = 90 0 Phơng án này đã khắc phục đợc những nhợc điểm của điều chỉnh sơ cấp.

Cuối cùng, chọn phơng án điều chỉnh 6 pha cuộn kháng cân bằng điều chỉnh thứ cấp

Sơ đồ nguyên lý mạch lực nguồn mạ một chiều nh sau :

Sơ đồ gồm :

Đồ án điện tử công suất Thiết kế nguồn mạ một chiều

+ 6 tiristor

+ Điện trở sum loại 2000A – 60mV

+ Bảo vệ van RC

+ Cuộn kháng cân bằng PQ

I>Tính toán máy biến áp lực

Từ sơ đồ mạch lực với các thông số ta tính toán máy biến áp lực :

15 2 cos

6 3

2

αChọn U2= 16 (V)

* Giá trị hiệu dụng dòng chảy qua cuộn sơ cấp máy biến áp :

0 , 29 0 , 29 1500 435 ( )

3 2

1500 4 , 0 4 , 0

S k Q

.

28000

Giả sử a: là chiều rộng của trụ

Để đảm bảo mỹ thuật ta chọn a/b =1,25

.

b a

b a Q

Ta suy ra a= 8 cm ; b=10 cm

Để đảm bảo mỹ thuật chọn chiều cao của trụ theo tỷ lệ m= h/a =2,5 suy ra h=2,5a= 2,5.8=20 cm

Dùng loại thép 330 có độ dày 0,35mm

Mật độ từ cảm trong trụ B = 1 (tesla)

3 Tính toán dây cuốn :

Chọn dây rẹt tiết diện thực (2x5) bọc sợi thủy tinh hai lớp

*Tiết diện dây dẫn thứ cấp máy biến áp :

160 ( )

5 , 2

Đồ án điện tử công suất Thiết kế nguồn mạ một chiều

II> Tính chọn van và bảo vệ van :

Chế độ làm việc của các van rất khắc nhiệt, rất nhạy cảm với nhiệt độ Nhiệt độ của van tăng lên do công suất tổn hao trên van gây ra Khi nhiệt độ của van cao hơn nhiệt độ môI trờng xung quanh nhiệt lợng đợc truyền vào môI trờng Nếu nhiệt độ của van vợt quá giới hạn cho phép sẽ phá hủy van, vì vậy làm mát cho van là một vấn đề rất quan trọng Thông thờng van đợc gắn lên một cánh tản nhiệt với thông số phù hợp Có các biện pháp làm mát thờng gặp :

+ Làm mát tự nhiên : chỉ dựa vào sự đối lu không khí xung quanh van, hiệusuất làm việc của van thấp chỉ khoảng 25%

+ Làm mát bằng gió cỡng bức : tạo luồng không khí với tốc độ lớn qua van

để đẩy nhanh qúa trình truyền nhiệt của van vào không khí, hiệu suất làm việc củavan là 35%

+ Làm mát bằng nớc : van đợc gắn thêm tấm đồng rỗng cho nớc chảy qua

Đây là biện pháp làm mát rất hiệu quả hiệu suất làm việc của van đạt đến 90%, nhng hệ thống làm mát phức tạp chỉ phù hợp với yêu cầu công suất lớn và có nguồn nớc tại vị trí lắp đặt thiết bị

Qua phân tích trên ta chọn làm mát bằng thông gió có quạt cỡng bức với hiệu suất làm việc của van là 35%

quá điện áp.

Nguyên nhân gây ra quá điện áp đợc chia làm hai loại :

+ Nguyên nhân nội tại : Khi khoá tiristor bằng điện áp ngợc các điện tích

đổi ngợc hành trình tạo ra dòng điện ngợc trong khoảng thời gian rất ngắn Sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện gây ra một suất điện động cảm ứng trong các điện cảm luôn luôn có của đờng dây nguồn dẫn đến các tiristor Vì vậy giữa anốt và katốt xuất hiện quá điện áp

+ Nguyên nhân bên ngoàI : Những nguyên nhân này thờng xảy ra ngẫu nhiên nh khi có sét đánh, khi đóng cắt máy biến áp nguồn Cắt máy biến áp nguồntức là cắt dòng điện từ hóa máy biến áp, bấy giờ năg lợng từ trờng tích luỹ trong lõi sắt từ chuyển thành năng lợng điện chứa trong các tụ kí sinh, rất nhỏ giữ các dây cuốn sơ cấp và thứ cấp máy biến áp Điện pá này có thể lớn gấp 5 lần điện áp làm việc

Để bảo vệ quá áp ngời ta thờng dùng mạch RC xem hình sau :

Tính RC bảo vệ quá áp do tụ tích điện gây nên, hình trên

imp dmp U

U , là giá trị cực đại cho phép của điện áp thuận và ngợc đặt trên tiristor một cách chu kỳ, cho trong sổ tay tra cứu

np im np

Đồ án điện tử công suất Thiết kế nguồn mạ một chiều

im

p im U b

U k

.

.

=+ Xác định các thông số trung gian : ( ), ( ), * ( )

min

* max

+ Tính các thông số trung gian

im U

Q C

R Q

LU

2 2

* max

L

U i

.

19 ,

i

U L

.

19 ,

%

i ocb = cb = =

) ( 16

16 19 , 0

19 ,

H i

U L

ocb

dm

ωChiều rộng trụ giữa lõi thép a :

c : là chiều rộng cửa sổ c=n.a=6,9.0,6=4,14cm

b : là chiều dày lõi b= a/l = 6,9/1,2=5,75cm

Tiết diện trụ là Q=a.b=6,9.5,75= 40 (cm2)

Chiều dàI lõi L’= a+(c+a/2).2 =6,9+(4,14+6,9/2).2 = 22,08cm

Độ rộng khe hở không khí δ

Số vòng dây cuộn kháng

40 52 26 , 1

10 15 , 2

26 , 1

' 10

à

à là hệ số phụ theo tàI liệu lấy à = 52

Chơng IV : Thiết kế mạch điều khiển

Xây dựng mạch điều khiển để đảm bảo cho mạch lực hoạt động tốt trong mọi trờng hợp

I Các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống điều khiển :

1 Đảm bảo phát xung với đầy đủ các yêu cầu để mở van :

+ Đủ độ rộng tx

+ Đủ biên độ Ux

+ Sờn xung ngắn t s = 0 , 5 ữ 1 às