BÁO CÁO THỰC TẬP-TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH CÔNG SUẤT

Phụ gia muối của axit hữu cơ trong bản cực âm có tác dụng tăng độ xốp, độ bền của chất tác dụng, nhờ đó mà cải thiện được độ thấm sâu của dung dịch điện phân vào trong lòng bản cực đồng

1

Mục lục:

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ 3

1.1.Ứng dụng của ácquy 3

1.2 Ácquy axít 3

1.2.1 Cấu tạo của bình ácquy axít 3

1.2.2.Quá trình hóa học trong ácquy axít 5

1.3.Acquy kiềm 6

1.3.1.Cấu tạo của ácquy kiềm 6

1.3.2.Quá trình hóa học trong ácquy kiềm 6

1.4.Sự khác nhau giữa ácquy axít và ácquy kiềm 7

1.5.Các thông số cơ bản của ácquy 8

1.5.1.Sức điện động của ácquy 8

1.5.2.Dung lượng của ácquy 9

1.6.Đặc tính phóng nạp của ácquy 9

1.6.1.Đặc tính phóng của ácquy 9

1.6.2.Đặc tính nạp của ácquy 10

1.7.Các phương pháp nạp ácquy tự động 12

1.7.1.Phương pháp nạp dòng điện 12

1.7.2.Phương pháp nạp điện áp 13

1.7.3.Phương pháp nạp dòng áp 13

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH CÔNG SUẤT 15

2.1.Các mạch chỉnh lưu 15

2.1.1.Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha 15

2.1.2.Mạch chỉnh lưu có điều khiển cầu ba pha đối xứng 16

2.1.4.Mạch chỉnh lưu điều khiển cầu một pha không đối xứng 20

2.2.Chọn mạch chình lưu phù hợp 21

2.3.Tính toán các thông số với mạch đã chọn 21

2.4.Mạch bảo vệ Tiristor 23

2.5.Tính toán máy biến áp 24

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO MẠCH ĐIỀU KHIỂN 27

3.1.Yêu cầu và nguyên tắc điều khiển 27

3.1.1.Mục đích và yêu cầu 27

3.1.2.Nguyên tắc điều khiển 28

3.2.Các linh kiện điện tử sử dụng trong mạch 30

3.3.Sơ đồ khối và chức năng 32

3.3.1.Khâu đồng pha 32

3.3.2 Khối tạo xung đồng bộ 32

3.3.3.Khối tạo điện áp răng cưa 33

3.3.4.Khối phản hồi dòng điện 34

3.3.5.Khối phản hồi điện áp 35

3.3.6.Khối chuyển mạch nạp 35

3.3.7.Khối tạo xung chùm 36

3.3.8 Khối khuyếch đại xung và biến áp xung 37

2

3.4 Mạch điều khiển 40

3.4.1.Dạng điện áp 41

3.4.2.Nguyên lý hoạt động của sơ đồ 41

3.5.Khối nguồn nuôi mạch điều khiển 41

3

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ

1.1.Ứng dụng của ácquy

Acquy là một nguồn điện dược tích trữ năng lượng điện dưới dạng hóa năng

Acquy là nguồn điện một chiều cung cấp cho các thiết bị điện trong công nghiệp cũng như trong đời sống hằng ngày: như động cơ điện một chiều, bóng đèn, củ tích điện, các mạch điện tử,… Acquy là nguồn cung câp cho các động cơ khởi

động

Trong thực tế có nhiều loại acquy nhưng thường gặp nhất là hai loại sau: acquy

axit và acquy kiềm

1.2 Ácquy axít

1.2.1 Cấu tạo của bình ácquy axít

Bình acquy thông thường gồm vỏ bình, các bản cực, các tấm ngăn và dung

dịch điện phân

• Vỏ bình:

Vỏ bình acquy axit hiện nay được chế tạo bằng nhựa êbônit hoặc anphantonec hay caosu nhựa cứng Để tăng độ bền và khả năng chịu axit cho bình, khi chế tạo người ta ép vào bên trong bình một lớp lót chịu axit là polyclovinyl, lớp lót

này dày khoảng 0,6mm Nhờ lớp lót này tuổi thọ của acquy tăng lên từ 2-3 lần

Phía trong vỏ bình tùy theo điện áp danh định của acquy mà chia thành các ngăn riêng biệt và các vách ngăn này được ngăn cách bởi các ngăn kín và chắc Mỗi

ngăn được gọi là một ngăn acquy đơn

Ở đáy các ngăn có các sống đỡ khối bản cực tạo thành khoảng trống giữa đáy bình và mặt dưới của khối bản cực, nhờ đó mà tránh được hiện tượng chập mạch

giữa các bản cực do chất tác dụng bong ra và rơi xuống đáy gây lên

Bên ngoài vỏ bình được đúc hình dạng gân chịu lực để tăng độ bền cơ và có thể

được gắn các quai xách để việc di chuyển được đễ dàng hơn

• Bản cực, phân khối bản cực và khối bản cực:

Bản cực gồm cốt hình lưới và chất tác dụng Cốt đúc bằng hợp kim antimion(Sb) với tỷ lệ (87 – 95)%Pb và (5 – 13)%Sb Phụ gia antimon thêm vào

chì(Pb)-có tác dụng tăng thêm độ cứng, giảm han gỉ và cải thiện tính đúc cho cốt

Cốt để giữ chất tác dụng và phân phối dòng điện khắp bề mặt cực Điều này có ý nghĩa rất quan trọng đối với các bản cực dương vì điện trở của chất tác dụng (oxit chì) lớn hơn rất nhiều so với điện trở của chì nguyên chất, do đó càng tăng

chiều dày của cốt thì điện trở trong của acquy càng nhỏ

Cốt đúc dạng khung bao quanh, có vấu để hàn nối các bản cực thành phân khối

bản cực và có hai chân để tỳ các sống đỡ ở đáy bình acquy

Vì điện cốt của bản cực âm không phải là yếu tố quyết định và chúng cũng ít bị han gỉ nên người ta thường làm mỏng hơn bản cực dương Đặc biệt là hai tấm bên của phân khối bản cực âm lại càng mỏng vì chúng chỉ làm việc có một phía

với các bản cực dương

Chất tác dụng được chế tạo từ bột chì, axit sunfuric đặc và khoảng 3% các muối axit hửu cơ đối với bản cực âm, còn đối với bản cực dương thì chất tác dụng

4

được chế tạo từ các oxit chì Pb3O4, PbO và dung dịch axit sunfuric đặc Phụ gia muối của axit hữu cơ trong bản cực âm có tác dụng tăng độ xốp, độ bền của chất tác dụng, nhờ đó mà cải thiện được độ thấm sâu của dung dịch điện phân vào trong lòng bản cực đồng thời điện tích thực tế tham gia phản ứng hóa học cũng

được tăng lên

Các bản sau khi được chát đày chất tác dụng được ép lại, sấy khô và thực hiện quá trình tạo cực, tức là chúng được ngâm vào dung dịch axit sunfuric loãng và nạp với dòng điện một chiều trị số nhỏ Sau quá trình như vậy, chất tác dụng ở các bản cực dương hoàn toàn trở thành PbO2 (màu gạch xẫm) Sau đó các bản

cực dương được đem ra rửa, sấy khô và lắp ráp

Những phân khối bản cực cùng tên trong một acquy được hàn với nhau tạo thành các khối bản cực và được hàn nối ra các vấu cực làm bằng chì hình côn đẻ nối ra tài tiêu thụ Với chú ý rằng, nếu ta muốn tăng dung lượng acquy thì ta phải tăng số bản cực mắc song song trong một acquy đơn Thường người ta lấy

từ 5 – 8 tấm Còn muốn tăng điện áp danh định của acquy thì ta phải tăng số bản

hợp để ngăn cản chất điện phân thấm đến các bản cực

Các tấm ngăn hiện nay được chế tạo từ vật liệu polyvinyl xốp, dày khoảng từ 0,8-1,2mm và có dạng mặt phẳng hướng về phía bản cực âm còn một mặt có dạng sóng hoặc gồ thì hướng về phía bản cực dương nhằm tạo điều kiện cho dung dịch điện phân dễ luân chuyển hơn đến các bản cực dương và dung dịch

lưu thông tốt hơn

• Dung dịch điện phân

Dung dịch điện phân trong bình acquy là loại dung dịch axit sunfuric được pha chế từ axit nguyên chất với nước cất theo nồng độ quy định tùy thuộc vào điều kiện khí hậu mùa và vật kiệu làm tấm ngăn Nồng độ dung dịch axit sunfuric

γ = (1,1÷1.3)g/cm3 Nồng độ dung dịch điện phân có ảnh hưởng lớn đến sức

điện động của acquy

Nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng lớn đến nồng độ dung dịch điện phân Với các nước ở trong vùng xích đạo nồng độ dung dịch điện phân quy định không quá 1,1 g/cm3 Với các nước lạnh, nồng độ dung dịch điện phân cho phép tới 1,3 g/cm3 Trong điều kiện khí hậu ở nước ta thì mùa hè nên chọn nồng độ dung dịch khoàng (1,25-1.26) g/cm3 , mùa đông nên chọn nồng độ khoảng 1,27g/cm3 Cần nhớ rằng: nồng độ quá cao sẽ làm chóng hỏng tấm ngăn, chóng hỏng bản cực, dễ bị sunfat hóa trong các bản cực nên tuổi thọ của acquy cũng

5

giảm đi rất nhanh Nồng độ quá thấp thì điện dung và điện áp định mức của

acquy giảm và ở các nươc xứ lạnh thì dung dịch vào mùa đông dễ bị đóng băng

* Những chú ý khi pha chế dung dịch điện phân cho acquy :

- Không được dùng axit có thành phần tạp chất cao như loại axit kĩ thuật thông thường và nươc không phải là nước cất vì dung dịch như vậy sẽ làm tăng cường

độ quá trình tự phóng điện của acquy

- Các dụng cụ pha chế phải làm bằng thủy tinh, sứ hoặc chất dẻo chịu axit

Chúng phải sạch, không chứa các muối khoáng, dầu mỡ hoặc chất bẩn…

- Để đảm bảo an toàn trong khi pha chế, tuyệt đối không được đổ nước vào axit

đặc mà phải đổ axit vào nước và dùng đãu thủy tinh khuấy đều

• Nắp, nút và cầu nối:

Nắp làm bằng nhựa ebonit hoặc bakenit Nắp có hai loại:

- Từng nắp riêng cho mỗi ngăn

- Nắp chung cho cả bình – loại này cấu tạo phức tạp nhưng độ kín tốt

Trên nắp có lỗ để đổ dung dịch điện phân vào các tấm ngăn và để kiểm tra mức

dung dịch điện phân, nhiệt độ và nồng độ dung dịch trong acquy

Lỗ đổ được đậy kín bằng nút có ren để giữ cho dung dịch điện phân trong bình khỏi bị bẩn và sánh ra ngoài Ở nút có lỗ nhỏ để thông khí từ trong bình ra ngoài

lúc nạp acquy

Nắp một số loại acquy có lỗ thông khí riêng nằm sát lỗ đổ, kết cấu như vậy rất thuận tiện cho việc điều chỉnh mức dung dịch trong bình acquy Trong trường

hợp này, ở nút không chó lỗ thông khí nữa

1.2.2.Quá trình hóa học trong ácquy axít

Trong acquy thường xảy ra hai quá trình hóa học thuận nghịch mà đặc trưng là

là qua trình nạp và phóng điện

Khi nạp điện, nhờ nguồn điện nạp mà ở mạch ngoài các điện tử chuyển động từ

các bản cực dương đến các bản cực âm – đó là dòng điện nạp In

Khi phóng điện, dưới tác dụng của suất điện động riêng của acquy, các điện tử

sẽ chuyển động theo hướng ngược lại và tạo thành dòng điện phóng Ip

Khi acquy nạp đã no, chất tác dụng ở các bản cực dương là PbO2 còn tại các bản cực âm là chì xốp Pb Khi phóng điện, các chất tác dụng ở cả hai bản cực đều trở thành sunfat chì PbSO4 có dạng tinh thể nhỏ

Khi nạp điện cho acquy sẽ xảy ra phản ứng:

- Ở cực dương:

+

+ +

= +

6

2 PbSO4 + 2 H2O = Pb + PbO2 + 2 H2SO4 (1.3)

Kết quả là tạo thành một điện cực Pb và một điện cực PbO2

Sự phóng điện của acquy sảy ra khi nối hai điện cực Pb và PbO2 vừa thu được với tải, lúc này hóa năng được dự trữ trong acquy sẽ chuyển thành điện năng Ở đây các điện cực xảy ra các phản ứng ngược của (1.1) và (1.2), nghĩa là trong acquy sẽ xảy ra phản ứng ngược của (1.3) Acquy sẽ cung cấp dong điện cho đến khi cả hai điện cực trở lại thành PbSO4 nhu ban đầu Sau đó nếu muốn dùng

tiếp thì người ta lại nạp điện cho acquy và cứ thế tiếp diễn

1.3.Acquy kiềm

1.3.1.Cấu tạo của ácquy kiềm

Acquy kiềm là loại acquy mà dung dịch điện phân được dùng trong acquy là dung dịch kiềm KOH hoặc NaOH Tùy theo cấu tạo của bản cực acquy kiềm

được chia làm ba loại:

-Loại acquy Sắt (Fe) – Niken (Ni)

-Loại acquy Cadimi (Cd) – Niken (Ni)

-Loại acquy Bạc Ag) – Kẽm (Zn)

Trong ba loại trên thì loại thứ ba có hệ số hiệu dụng trên một đơn vị trọng lượng

và một đơn vị thể tích là lớn hơn, nhưng giá thành của nó lại cao hơn vì phải sử dụng khối lượng bạc chiếm tới 30% khối lượng của chất tác dung, do đó loại

với vỏ bình bằng lớp nhựa vinhiplat

Loại acquy dùng bản cực dạng thỏi thì mỗi thỏi là một hộp làm bằng thép lá trên

bề mặt có khoan nhiều lỗ: φ = 0 2 ÷ 0 3mmđể cho dung dịch thấm qua Nếu là acquy sắt – niken thì trong hộp bản cực âm chứa sắt đặc biệt thuần khiết, còn

trong bản cực dương là hỗn hợp 75%NiO.OH và 25% bột than hoạt tính

Loại acquy kiềm dùng bản cực không phân thỏi, thì bản cực được chế tạo theo kiểu khung xương, rồi đem các chất tác dụng có cấu trúc xốp mịn để ép vào các

lỗ nhỏ trên bản cực

1.3.2.Quá trình hóa học trong ácquy kiềm

Giống như trong acquy axit, quá trình hóa trong acquy kiềm cũng là quá trình

thuận nghịch

Nếu bản cực trong acquy kiềm là sắt và niken thì phản ứng hóa học xẩy ra trong

acquy như sau:

7

Fe(OH)2 + KOH = Fe+ KOH +2OH − (1.5)

Như vậy quá trình nạp điện, sắt hidroxit trên bản cực âm bị phân tích thành sắt nguyên tố và anion OH− Còn ở bản cực dương,Ni (OH)2 được chuyển hóa thành Ni (OH)3 Chất điện phân KOH có thể xem như nó không tham gia vào phản ứng hóa học mà chỉ đóng vai trò chất dẫn điện, do đó sức điện động của acquy hầu như không phụ thuộc vào nồng độ chất điện phân Sức điện động của

acquy chỉ được xác định dựa trên trạng thái của các chất tác dụng ở các tấm cực

Thông thường acquy kiềm được nạp điện hoàn toàn sức điện động đạt được khoảng 1,7 đến 1,85V Khi acquy phóng điện hoàn toàn sức điện động của

acquy là 1,2 đến 1,4V

Như vậy điện thế phóng điện của acquy kiềm thấp hơn acquy axit Nếu ở acquy

axit điện thế phóng điện bình quân là 2V thì ở acquy kiềm chỉ là 1,2V

Hiện nay các nhà thiết kế, chế tạo chưa dừng lại ở những kết quả đã đạt được, người ta đã chế tạo được những acquy kiềm mới khá nhỏ và nhẹ, nhưng vẫn có

các thông số kĩ thuật của acquy axit

Những acquy đang hướng tới việc thay thế các bản cực bằng những hợp kim có khả năng chống han gỉ, giảm kích thước và tăng tính bền vững những tạp chất mơi được trộn vào trong chất tác dụng sẽ cải thiện đạc tính phóng điện của

acquy đáng kể Nhiều acquy mới đã không có cầu nối trên nắp và kết cấu vỏ bình cũng thay bằng những vật liệu rất nhẹ nên giảm được chiều dày thành bình,

acquy cũng ít phải chăm sóc hơn

1.4.Sự khác nhau giữa ácquy axít và ácquy kiềm

Cả hai loại acquy này đều có một đặc điểm chung đó là tính chất tải thuộc loại dung kháng và sức phản điện động Nhưng chúng còn có một số đặc điểm khác biệt sau :

- Khả năng quá tải không cao, dòng

nạp lớn nhất đạt được khi quá tải là

Inmax = 20%C10

_Hiện tượng phòng lớn, do đó ắc

qui nhanh hết điện ngay cả khi

không sử dụng

_Sử dụng rộng rãi trong đời sống,

_Khả năng quá tải rất lớn dòng điện nạp lớn nhất khi đó có thể đạt tới: Inmax = 50%C10

_Hiện tự phóng nhỏ

_Sử dụng ở những nơi có yêu cầu

8

công nghiệp đặc biệt ở những nơi có

nhiệt độ cao va đập lớn nhưng công

suất và quá tải vừa phải

_Dùng trong ôtô, xe máy và các

động cơ máy nổ công suất vừa và

_Giá thành cao

1.5.Các thông số cơ bản của ácquy

1.5.1.Sức điện động của ácquy

Sức điện động của acquy kiềm và acquy axit phụ thuộc vào nồng độ dung dịch điện phân Người ta thường sử dụng công thức kinh nghiệm

Eo = 0,85 + ρ ( V ) (1.6) Trong đó: Eo - sức điện động tĩnh của acquy ( V )

ρ - nồng độ dung dịch điện phân ở 15 °C ( g/cm3 ) ØTrong quá trình phóng điện thì sức điện động Ep của acquy được tính theo công thức:

Ep = Up + Ip.rb (1.7) Trong đó : Ep - sức điện động của acquy khi phóng điện ( V )

Ip - dòng điện phóng ( A )

Up - điện áp đo trên các cực của acquy khi phóng điện (V)

rb - điện trở trong của acquy khi phóng điện ( Ω )

ØTrong quá trình nạp điện thì sức điện động En của acquy được tính theo công thức:

En = Un - In.rb (1.8) Trong đó : En - sức điện động của acquy khi nạp điện ( V )

In - dòng điện nạp ( A )

Un - điện áp đo trên các cực của acquy khi nạp điện ( V )

rb - điện trở trong của acquy khi nạp điện ( Ω )

9

1.5.2.Dung lượng của ácquy

-Dung lượng phóng của acquy là đại lượng đánh giá khả năng cung cấp năng lượng điện của acquy cho phụ tải, và được tính theo công thức :

Cp= Ip.tp Trong đó : Cp - dung dịch thu được trong quá trình phóng ( Ah )

Ip - dòng điện phóng ổn định trong thời gian phóng điện tp ( A )

tp - thời gian phóng điện ( h )

-Dung lượng nạp của acquy là đại lượng đánh giá khả năng tích trữ năng lượng của ắc qui và được tính theo công thức :

Cn= In.tn Trong đó : Cn - dung dịch thu được trong quá trình nạp ( Ah )

In - dòng điện nạp ổn định trong thời gian nạp tn ( A )

tn - thời gian nạp điện ( h )

1.6.Đặc tính phóng nạp của ácquy

1.6.1.Đặc tính phóng của ácquy

Đặc tính phóng của acquy là đồ thị biểu diễn quan hệ phụ thuộc của sức điện động, điện áp acquy và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian phóng khi dòng điện phóng không thay đổi

Hình 1.1: Đặc tính phóng của acqui

Từ đặc tính phóng của ắc qui như trên hình vẽ ta có nhận xét sau:

Trong khoảng thời gian phóng từ tp= 0 đến tp= tgh, sức điện động

điện áp, nồng độ dung dịch điện phân giảm dần, tuy nhiên trong khoảng thời gian này độ dốc của các đồ thị không lớn, ta gọi đó là giai đoạn phóng ổn định

10

hay thời gian phóng điện cho phép tương ứng với mỗi chế độ phóng điện của acquy ( dòng điện phóng )

Từ thời gian tgh trở đi độ dốc của đồ thị thay đổi đột ngột Nếu ta

tiếp tục cho acquy phóng điện sau tgh thì sức điện động ,điện áp của acquy sẽ giảm rất nhanh Mặt khác các tinh thể sun phát chì (PbSO4) tạo thành trong phản ứng sẽ có dạng thô rắn rất khó hoà tan ( biến đổi hoá học) trong quá trình nạp điện trở lại cho acquy sau này Thời điểm tgh gọi là giới hạn phóng điện cho phép của acquy, các giá trị Ep, Up, ρ tại tgh được gọi là các giá trị giới hạn

phóng điện của ắc qui ắc qui không được phóng điện khi dung lượng còn

khoảng 80%

Sau khi đã ngắt mạch phóng một khoảng thời gian nào, các giá trị sức điện động, điện áp của acquy, nồng độ dung dịch điện phân lại tăng lên, ta gọi đây là thời gian hồi phục hay khoảng nghỉ của acquy Thời gian hồi phục này phụ thuộc vào chế độ phóng điện của acquy (dòng điện phóng và thời gian phóng )

1.6.2.Đặc tính nạp của ácquy

Đặc tính nạp của acquy là đồ thị biểu diễn quan hệ phụ thuộc giữa sức điện động , điện áp và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian nạp khi trị số dòng điện nạp không thay đổi

CP = IP.tP Vïng phãng ®iÖn cho phÐp

2 0

5

10

1,75 1,95 2,11

I (A) E,U (V)

10 6

Trong sử dụng thời gian nạp no cho acquy kéo dài từ 2 ÷ 3 h trong suốt thời gian

đó hiệu điện thế trên các bản cực của acquy và nồng độ dung dịch điện phân không thay đổi Như vậy dung lượng thu được khi acquy phóng điện luôn nhỏ hơn dung lượng cần thiết để nạp no acquy

Sau khi ngắt mạch nạp, điện áp, sức điện động của acquy, nồng độ dung dịch điện phân giảm xuống và ổn định Thời gian này cũng gọi là khoảng nghỉ của acquy sau khi nạp

Trị số dòng điện nạp ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng và tuổi thọ của acquy Dòng điện nạp định mức đối với ắc qui là In= 0,1C10

Trong đó C10 là dung lượng của acquy mà với chế độ nạp với dòng điện định mức là In = 0,1C10 thì sau 10 giờ acquy sẽ đầy

Ví dụ với acquy C = 180 Ah thì nếu ta nạp ổn dòng với dòng điện bằng 10% dung lượng ( tức In= 18 A ) thì sau 10 giờ acquy sẽ đầy

Un≥ 2,7.Naq (1.9)

Trong đó: Un - điện áp nạp

Naq - số ngăn acquy đơn mắc trong mạch

Trong quá trình nạp sức điện động của acquy tăng dần lên, để duy trì dòng điện nạp không đổi ta phải bố trí trong mạch nạp biến trở R Trị số giới hạn của biến trở được xác định theo công thức :

n

aq n

I

N 0 , 2 U

13

1.7.2.Phương pháp nạp điện áp

Phương pháp này yêu cầu các acquy được

mắc song song với nguồn nạp Hiệu điện thế

của nguồn nạp không đổi và được tính bằng

(2,3V ÷ 2,5V) cho mỗi ngăn đơn Phương pháp

nạp với điện áp không đổi có thời gian nạp

ngắn, dòng nạp tự động giảm theo thời gian

Tuy nhiên dùng phương pháp này acquy không

được nạp no Vì vậy nạp với điện áp không đổi

chỉ là phương pháp nạp bổ xung cho acquy

trong quá trình sử dụng

1.7.3.Phương pháp nạp dòng áp

Đây là phương pháp tổng hợp của hai phương pháp trên Nó tận dụng được

những ưu điểm của mỗi phương pháp

Un A

V

14

Đối với yêu cầu của đề bài là nạp acquy tự động tức là trong quá trình nạp mọi quá trình biến đổi và chuyển hoá được tự động diễn ra theo một trình tự đã đặt sẵn thì ta chọn phương án nạp acquy là phương pháp dòng áp

Đối với acquy axit: Để bảo đảm thời gian nạp cũng như hiệu suất nạp thì trong khoản thời gian tn= 8h tương ứng với 75÷80 % dung lượng acquy ta nạp với dòng điện không đổi là In= 0,1C10 Vì theo đặc tính nạp của acquy trong đoạn nạp chính thì khi dòng điện không đổi thì điện áp, sức điện động tải ít thay đổi,

do đó bảo đảm tính đồng đều về tải cho thiết bị nạp Sau thời gian 8h acquy bắt đầu sôi lúc đó ta chuyển sang nạp ở chế độ ổn áp Khi thời gian nạp được 10h thì acquy bắt đầu no, ta nạp bổ xung thêm 2 đến 3h

Đối với acquy kiềm : Trình tự nạp cũng giống như acquy axit nhưng do khả năng quá tải của acquy kiềm lớn nên lúc ổn dòng ta có thể nạp với dòng nạp

In=0,2C10 hoặc nạp cưỡng bức để tiết kiệm thời gian với dòng nạp In= 0,5C10 Các quá trình nạp ắc qui tự động kết thúc khi bị cắt nguồn nạp hoặc khi nạp ổn

áp với điện áp bằng điện áp trên 2 cực của ắc qui, lúc đó dòng nạp sẽ từ từ giảm

về không

) ( t

d t d U

∫π = 2 π

3

) ( 2

6 5

6

)sin(

π α

I

16

- Giá trị trung bình của điện áp chỉn lưu: Ud0 = 1 , 17 U2

- Điện áp ngược trên van: U ng = 2,45U2

- Dòng điện phía thứ cấp: I2 = 0,58Id

- Dòng điện phía sơ cấp:I1 = 0,47Id.Kba

- Công suất tải: Pd = Ud0.Id

- Công suất máy biến áp: Sba = 1,35Pd

Nhận xét:

Mạch chỉnh lưu có điều khiển tia 3F có cấu tạo phức tạp, muốn mạch hoạt động được cần mắc biến áp để đưa điểm trung tính ra tải, mỗi van chỉ làm việc trong 1/3 chu kỳ vì vậy dòng điện trung bình chạy qua van nhỏ Mạch dùng nguồn 3F

nên công suất tăng lên rất nhiều, dòng điện tải đến vài trăm ampe

2.1.2.Mạch chỉnh lưu có điều khiển cầu ba pha đối xứng

t t t

-Điện áp trên tải: Ud = Ud0cosα = 2,34U2cosα

-Dòng điện trên tải: Id = Ud

Id

-Dòng điện trung bình qua van: IT = Id

3 -Điện áp ngược đặt lên van: Ung =2,45U2

-Dòng điện phía thứ cấp: I2 = 0,816Id

-Dòng điện phía sơ cấp: I1 = 0,816Id.Kba

18

-Công suất máy biến áp: Sba = 1,05Pd

-Công suất tải: Pd = UdoIo

( 2

-Công suất máy biến áp: Sba = 1,05Pd

-Công suất tải: Pd = UdoIo

Nhận xét :

Tuy điện áp chỉnh lưu chứa nhiều sóng hài nhưng chỉnh lưu cầu 3 pha không đối

xứng có quá trình điều chỉnh đơn giản , kích thước gọn nhẹ hơn

19

Hình 2.3: Sơ đồ và dạng điện áp chỉnh lưu cầu ba pha không đối xứng

20

2.1.4.Mạch chỉnh lưu điều khiển cầu một pha không đối xứng

Hình 2.4: Sơ đồ và dạng điện áp chỉnh lưu cầu một pha không đối xứng

Trong sơ đồ này, góc dẫn dòng chảy của Tiristor và của điốt không bằng nhau

= θ θ π

= 1 2 U sin d 2U ( 1 cos )

d max = π 2

U22U

22

8,64.2

= θ π

= π∫

I d I 2

1

Dòng qua Điốt:

21

π+∫α

α + π

= θ π

=

2 I d I 2

= 1 ∫απI d I 1

Nhận xét:

Sơ đồ chỉnh lưu điều khiển 1 pha không đối xứng có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ ,

dễ điều khiển , tiết kiệm van Thích hợp cho các máy có công suất nhỏ và vừa

2.2.Chọn mạch chình lưu phù hợp

- Cả hai phương án dùng sơ đồ chỉnh lưu đối xứng cầu ba pha và chỉnh lưu không đối xứng cầu ba pha đều có nhiều kênh điều khiển, nhiều Tiristor nên giá

thành cao không kinh tế

- Do yêu cầu của đầu bài, vì số kênh điều khiển ít nên ta chọn sơ đồ chỉnh lưu

điều khiển cầu 1 pha đông đối xứng Chúng có một số ưu điểm:

ØHiệu suất sử dụng máy biến áp cao hơn một số sơ đồ như cầu 1 pha đối

xứng

ØĐơn giản hơn vì số lượng Tiristor giảm xuống chỉ còn 2 nên mạch điều

khiển có ít kênh điều khiển hơn, bảo đảm kinh tế hơn

ØCùng một dải điều chỉnh điện áp một chiều thì cầu không đối xứng điều

khiển chính xác hơn

2.3.Tính toán các thông số với mạch đã chọn

Qua phân tích trên ta chọn sơ đồ chỉnh lưu điều khiển cầu 1 pha không đối xứng dùng cho mạch lực mạch nạp ắc qui tự động Phương án này vừa đáp ứng được

yêu cầu kỹ thuật vừa bảo đảm cho việc thiết kế

Như đã phân tích ở trên: Ta chọn phương án thiết kế cho mạch nạp ắc qui là sơ

đồ chỉnh lưu cầu 1 pha không đối xứng Có sơ đồ nguyên lý mạch lực như sau :

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý mạch lực

22

v Số liệu cho trước:

Điện áp nguồn 3 pha : 220/380V ; f = 50 Hz

Yêu cầu đầu ra (Nguồn một chiều tự động nạp acquy ):

U dmax = 16.2V

I dmax = 80A

v Số liệu tính toán và chọn lựa van

Từ yêu cầu của đề bài ta có:

- Điện áp thứ cấp của biến áp: