THIẾT KẾ BỘ NGUỒN CHO TẢI ĐIỆN PHÂN P=U*I, U=220v, I=500AP=U*I, U=220v,I=500A

B GIO DC V O TO TRNG I HC DN LP HI PHềNG N MễN HC MễN :IN T CễNG SUT TI:THIT K B NGUN CHO TI IN PHN P=U*I,U=220v,I=500A Giỏo viờn hng dn :Th.S Nguyn on Phong Sinhviờn :Nguyn Huy Hong Lp : C 701 Ni dung chớnh: ChươngưI:ưGiớiưưthiệuưkháiưquátưvềưđiệnưphân ưChươngưIIư:ưTínhưtoánưthiếtưkếưmạchưđộngưlực ưChươngưIIIư:Tínhưtoánưthiếtưkếưmạchưđiềuưkhiển ưChươngưIVư:Tổngưkết Chng I:Gii thiu khỏi quỏt v ti I-1 Khỏi nim: in phõn l quỏ trỡnh oxi húa kh xy trờn b mt cỏc in cc cho dũng in mt chiu i qua dung dch cht in li hoc cht in li núng chy NaCl núng chy phõn li thnh cỏc ion NaCl Na + ClLỳc ú cỏc ion chuyn ng hn lon Nhng nu ta t mt in trng ngha l ni in cc vi ngun in mt chiu thỡ cỏc ion khụng cũn chuyn ng t na m chuyn ng theo hng : cation Na+ i v phớa catot (cc -) v anion Cl- hng v phớa (cc +), I-2 : IN PHN Sau ch to cỏc cht nc mui c a sang cụng on in phõn 2-a C s lý thuyt ca quỏ trỡnh in phõn Anot graphit (1) Catot st cú dng li (2) Chia thựng in phõn thnh phn Nc mui a vo khụng gian ant qua mng ngn cỏch v Catt , vo khụng gian Catt ri ngoi Khi cho dũng in mt chiu qua thựng phõn cỏc anion OH -,Clv anot , cũn cation H+,Na+ v catot phúng in 2-b) éiu kin in phõn: Duy trỡ mc phõn hy mui n khong 45 - 55% Mui khụng b 1-3 ) S dn in ca cỏc cht in phõn Dung dch in ly cng cú c tớnh dn in nh kim loi : S dn in ca kim loi l s di chuyn in t t cú lng khụng ỏng k , v cú s dn in kim loi khụng kốm theo s ti vt cht S dn in dung dch in ly l s di chuyn ca cỏc ion õm v dng v cc nhỳng vo dung dch in ly ,do ú cú s ti theo vt cht in cc v dung dch xy s trao i in t , nu in t c chuyn t in cc n ion hoc phõn t dung dch thỡ in cc c gi l catot ti õy xy phn ng kh Vớ d : Cu2+ + 2e Cu (1) Fe3+ + e Fe2+ (2) S khỏc gia phn ng in húa vi phn ng húa hc l ton b nng lng I.5) ng dng in phõn số nhận xet i n phõn cú ng dng rt to ln nhiu lnh vc cụng nghi p nh luyn kim (iu ch v tinh luyn cỏc kim loi kim, kim th , Mg, Al, cng nh Cu, Ag, Cu vv); t hp cỏc hp ch t vụ c cung nh hu c (H2, O2, Cl2, NaOH, anilin C6H5NH2 vv); m in (m Cu, Ni,Cr, Ag vv) * Nhận xét: Điện phân đợc sử dụng nhiều ngành sản xuất đặc biệt ngành công nghiệp ngành thí nghiệm t ợng điện phân xẩy điều kiện dòng điện điện áp thấp, điện phân đợc sử dụng nhiều nhà máy xí nghiệp Chng II: Tớnh chn s mch ng lc I Nhõn xột chung: Vic tớnh toỏn v thit k a s chnh lu l mt vic quan trong.Vỡ mi ti cú mt dc tinh riờng nờn ta phi xột k v cỏc mch chnh lu.Sau õy l mt s s chnh lu thng gp: 1_ Chnh lu mt pha na chu k a) Chnh lu diode Ta cú in ỏp : u2 = U2.sint Ti thun tr : S nguyờn lý : Gin xung : in ỏp tc thi trờn ti : Ud = R.id S nguyờn lý : - Biu thc dũng : Tr trung bỡnh dũng ti : Dũng id = (2cos1 - ..sin1) * Cụng sut biu kin ca MBA : S= vi S1 = U1.I1 v vi . = - S2 = U2.I2 => S = 3,09.Ud.Id b, Chnh lu dựng Thyristor * Ti R + L : S nguyờn lý : Gin xung : Phng trỡnh cõn bng in ỏp : L + R.id = U2.sin(t+) Dũng id = [sin(+-) - sin(-).e] NX : chnh lu mt pha na chu kỡ: n gin s dng ớt linh kin , khụng tn kộm , nhng s n nh ca dũng v ỏp cha cao - Trong : D1 dn dũng - Trong : D2 dn dũng Cú ,dũng ti trung bỡnh : Dũng trung bỡnh qua diode: Cụng sut biu kin : * Tải R + E Sơ đồ nguyên lý : i Id = Phng trỡnh cõn bng in ỏp: => dũng ti : Ti R + E S nguyờn lý : Vi dũng ti l R + L + E ta cú dũng giỏn on, khc phc ta phi tng L Nu dũng liờn tc ; NX : n gin giỏ thnh r , s cho phộp lm vic ch nghch lu Khi ti R+L+E Phng trỡnh cõn bng u im : Cho phộp s dng na s van Ti , na cũn li dựng diode nờn tn kộm -> s iu khin s d dng hn Nhc im : khụng cú thnh phn in ỏp õm nờn khụng cho phộp lm vic ch nghch lu ph thuc Chnh lu cu pha i xng : S nguyờn lý : Tr trung bỡnh in ỏp ti : => dũng ti: Id = Chnh lu hỡnh tia pha a, Chnh lu dựng diode * Ti thun tr : S nguyờn lý : Khi A(+) : UA < UC ( D3 ang dn D1, D2 phõn cc ngc UA = UC , pha A ang dng dn , pha C õm dn , ti Ua > Uc thỡ D1 bt u dn D3 khúa li Khi Ua = UB , pha A õm dn, pha B dng dn-> D2 m * Ti R + L (L >> R) Mch cú thờn cun cm thỡ dũng in s phng hn * Ti R + E cú dũng ti liờn tc thỡ phi tha iu kin Tr trung bỡnh in ỏp ti : in ỏp ngc dt lờn mi diode : IS nguyờn lý b, Chnh luThyristor * Ti R: Gi s = 300 , phỏt xung m pha A -> Thyristor T1 dn Tng t vi pha B v phaC.Nu 300 thỡ dũng v ỏp giỏn on: S nguyờn lý : * Ti R + L Khi mch co thờm phn t L , nú cú tỏc dng san phng dũng in ,in ỏp cú phn in ỏp õm l cun cm x nng lng NX: - Gúc m cng tng thỡ dũng cng giỏn on - S dng nhiu Ti nờn tn kộm Chinh luu hinh tia pha a Chinh luu Diode : b.ưChỉnhưlưuưThyristor ưưưưưVớiưUd1ưlàưđiệnưápưdoưphaưdươngưdẫn,ưUd2ưưlàưđiệnưápưdoưphaưâmưdẫn.ưưư ưưưư-ưƯuưđiểm:ưchoưphépưsửưdụngưmộtưnửaưsốưvanưlàưTi,ưnửaưcònưlạiưlàưDưnênưítưtốnư kémưhơn,ưsơưđồưdơnưgiảnưhơn ưưư-ưNhượcưđiểm:ưđiệnưápưchỉnhưlưuưchứaưnhiềuưthànhưphầnưsóngưhàiưnênưcầnưcóưthêmư bộưlọc 7.ưChỉnhưlưuưcầuưbaưpha a.ưchỉnhưlưuưDiode ưsơưđồưnguyênưlýư: ưưưưưưưưưưưưư Ud1ưlàưđiệnưápưdoưbộưchungưkatốtưdẫn,ưUd2ưlàưđiệnưápưdoưbộưchungưanốtưdẫn VớiưtảiưlàưRư+ưE,ưnếuưEưlớnưhơnưngưỡngưgiaoưnhauưthìưdòngưđiệnưbịưgiánưđoạnưcònưnếuư Eưnhỏưhơnưngưỡngưđóưthiưdòngưđiệnưsẽưliênưtục b.ưchỉnhưlưuưThyristor ưưưưưưưưưư Chỉnh lu cầu ba pha không đối xứng sơ đồ nguyên lý: Ta có : III.Chọn mạch động lực Thiết kế nguồn cung cấp cho máy phát phải đảm bảo có dòng điện áp ổn định nên ta chọn sơ đồ hinh tia pha 1.Tính chọn Thyristor Ta có Ud = 220(V) Id=500 (A) Coi độ sụt áp điện trở khoảng 4%, sụt áp điện kháng khoảng 1,5 % Điện áp sụt Thyristor V Điện áp chỉnh lu không tải là: Chơng III : Tính chọn mạch điều khiển III.1 Giới thiệu Thyristor a, Cấu tạo Thyristor hai tiếp giáp p-n ghép lại với Công thức để mở Thyristor : Thyristor khoá + UAK > Ig > Ig.st => Thyristor mở * Khoá Thyristor Một Thyristor mở xung điều khiển không tác dụng Để khoá Thyristor ta có hai cách : Làm giảm dòng điện làm việc I xuống dới giá trị dòng trì ( hay làm dòng giảm khoảng t > toff ) III.2 Nguyên tắc điều khiển Tiristor mạch xoay chiều a, Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính Ngời ta dùng hai điện áp : điện áp đồng bộ, ký hiệu Ur, có dạng ca, đồng với điện áp đặt anốt ã katốt Thyristor điện áp điều khiển, ký hiệu Uc, điện áp chiều, điều chỉnh đợc biên độ b, Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos Theo nguyên tắc này, ngời ta dùng hai điện áp : điện áp đồng Ur vợt trớc điện anốt-katốt Thyristor góc điện áp điều khiển Uc điện áp chiều, điều chỉnh đợc biên độ Khâu so sánh : đầu vào có hai tính hiệu áp điều khiển áp ca, có nhiệm vụ xác định hai áp nhau, thời điểm phát xung điều khiển mở Thyristor Khâu khuếch đại tạo xung có nhiệm vụ khuếch đại công suất độ rộng xung thích hợp để mở Thyristor a, Khâu đồng pha tạo áp ca Sơ đồ mạch điều khiển giản đồ xung Tạo áp ca tuyến tính trùng pha với áp anốt Thyristor * Tạo diode, tụ điện : *Tạo Transistor tụ Cách khác : thay toàn diode, transistor phần tử quang *)Tạo khuếch đại thuật toán Sơ đồ nguyên lý: Với Transistor loại mở bão hoà => ta chọn sơ đồ cho khâu đồng bbộ tạo điện áp ca sơ đồ dùng khuếch đại thuật toán b, Khâu so sánh So sánh đồng dấu : Khâu so sánh ta nhận đợc chuỗi xung hình chữ nhật âm dơng , dùng diode đấu đầu khâu so sánh để loại bỏ loại xung âm dơng Sơ đồ điều khiển va giản đồ điện áp: *So sánh khác dấu: Ta chọn sơ đồ so sánh sơ đồ so sánh đồng dấu ( sơ đồ điện áp ca điện áp điều khiển hai đầu so sánh, điều tiện cho việc so sánh ) c ) Khâu khuếch đại tạo xung Sơ đồ nguyên lý: Nếu có xung kích mở xác suất để mở van cha cao Cuối ta có mạch điều khiển giản đồ xung: III.4 Tính toán phần tử mạch điều khiển a, Tính máy biến áp xung : b) Tính tầng khuếch đại đalington c) Khâu so sánh tầng khuếch đại tính điện áp ca đồng pha d) Tính thông số mạch tự dao động III.5 S mch iu khin Gin xung : : ChươngưIVư:ưTổngưkết Sau tớnhưtoỏnư,ưbtưtayưvoưthcưhinưtoưmchư i uưkhinư,tuyưnhiờnưtrongư quỏưtrỡnhưthcưhinưemưthyưtrongưmchưcũnưtnưtiưcỏcưloiưtnưhaoưkhỏcưnhauư.ư Doưtớnhưchớnhưxỏcưcaưlinhưkinưmưtaưphiưthayưiưmtưs ưlinhưki nưkhỏcưsoưv iư tớnhưtoỏnưbanưuư: ưưưưCụưthểưnhưưsau: Cácưđiệnưtrởưởưcácưkhâuưkhuếchưđại,ưsoưsánh,ưtạoưđiệnưápưrăngưcưaưđếnưkhâuưtạoưđiệnư ápưUđkưđềuưcóưgiáưtrịưlàư100k Cácưđiệnưtrởưởưmạchư555ưcóưgiáưtrịưlàư10kư,ưc=0,1Cácưtụưđiệnưtrongưmạchưtạoưnguồnư cấpưchoưmạchưđiềuưkhiểnưcóưgiáưtrịưlà: ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưChư=ư330ưà F/50V ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưCgư=ư104ưpF ưưưDungưmayưbinưapưcoư i mưgiaưưưưưưưưư,ưưnguồnưnuôiưchoưphầnưtửưANDưcóưgiáưtrịưlàư 5V,ưcònưnguồnưnuôiưcủaư555ưlàư15V,ưđiềuưnàyưsẽưlàmưphầnưtửưANDưhỏngưnếuưthờiưgianư kéoưdàiư.ưDoưđóưkhiưlàmưmạchưthựcưtếưtaưđãưlấyưnguồnưnuôiưchoư555ưlàư5Vưđểưtránhư hỏngưlinhưkiệnư(ưhoặcưởưđầuưraưcủaư555ưxâyưdựngưmộtưmạchưphânưápưđểưgiảmưbiênưđộư Em xin chõn thnh cm n [...]... ưưưưưVớiưUd1ưlà điện ápưdoưphaưdươngưdẫn,ưUd2ưưlà điện ápưdoưphaưâmưdẫn.ưưư ưưưư-ưƯuưđiểm: cho phépưsửưdụngưmộtưnửaưsốưvanưlàưTi,ưnửaưcònưlạiưlàưDưnênưítưtốnư kémưhơn,ưsơưđồưdơnưgiảnưhơn ưưư-ưNhượcưđiểm: điện ápưchỉnhưlưuưchứaưnhiềuưthànhưphầnưsóngưhàiưnênưcầnưcóưthêmư bộ lọc 7.ưChỉnhưlưuưcầuưbaưpha a.ưchỉnhưlưuưDiode ưsơưđồưnguyênưlýư: ưưưưưưưưưưưưư Ud1ưlà điện ápưdo bộ chungưkatốtưdẫn,ưUd2ưlà điện ápưdo bộ chungưanốtưdẫn... Ud1ưlà điện ápưdo bộ chungưkatốtưdẫn,ưUd2ưlà điện ápưdo bộ chungưanốtưdẫn Với tải làưRư+ưE,ưnếuưEưlớnưhơnưngưỡngưgiaoưnhauưthìưdòng điện bịưgiánưđoạnưcònưnếuư Eưnhỏưhơnưngưỡngưđóưthiưdòng điện sẽưliênưtục b.ưchỉnhưlưuưThyristor ưưưưưưưưưư 8 Chỉnh lu cầu ba pha không đối xứng sơ đồ nguyên lý: Ta có : III.Chọn mạch động lực Thiết kế bộ nguồn cung cấp cho máy phát phải đảm bảo có dòng và điện áp ổn định nên ta chọn sơ đồ hinh tia 3 pha... Các điện trởưởưcácưkhâuưkhuếchưđại,ưsoưsánh,ưtạo điện ápưrăngưcưaưđếnưkhâuưtạo điện ápưUđkưđềuưcóưgiáưtrịưlàư100k Các điện trởưởưmạchư555ưcóưgiáưtrịưlàư10kư,ưc=0,1Cácưtụ điện trongưmạchưtạo nguồn cấp cho mạchưđiềuưkhiểnưcóưgiáưtrịưlà: ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưChư=ư330ưà F/50V ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưCgư=ư104ưpF ưưưDungưmayưbinưapưcoư i mưgiaưưưưưưưưư,ư nguồn nuôi cho phầnưtửưANDưcóưgiáưtrịưlàư 5V,ưcòn nguồn nuôiưcủaư555ưlàư15V,ưđiềuưnàyưsẽưlàmưphầnưtửưANDưhỏngưnếuưthờiưgianư... Làm giảm dòng điện làm việc I xuống dới giá trị dòng duy trì ( hay làm dòng giảm về 0 trong khoảng t > toff ) III.2 Nguyên tắc điều khiển Tiristor trong mạch xoay chiều a, Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính Ngời ta dùng hai điện áp : điện áp đồng bộ, ký hiệu là Ur, có dạng răng ca, đồng bộ với điện áp đặt trên anốt ã katốt của Thyristor điện áp điều khiển, ký hiệu là Uc, là điện áp một chiều,... diode, tụ điện : *Tạo bằng Transistor và tụ Cách khác : thay toàn bộ diode, transistor bằng một phần tử quang *)Tạo bằng khuếch đại thuật toán Sơ đồ nguyên lý: Với Transistor là loại mở bão hoà => ta chọn sơ đồ cho khâu đồng bbộ và tạo điện áp răng ca là sơ đồ dùng khuếch đại thuật toán b, Khâu so sánh So sánh đồng dấu : Khâu so sánh này ta nhận đợc một chuỗi xung hình chữ nhật âm và dơng kế tiếp nhau... hiệu là Uc, là điện áp một chiều, có thể điều chỉnh đợc biên độ b, Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos Theo nguyên tắc này, ngời ta cũng dùng hai điện áp : điện áp đồng bộ Ur vợt trớc điện anốt-katốt của Thyristor một góc bằng điện áp điều khiển Uc là điện áp một chiều, có thể điều chỉnh đợc biên độ Khâu so sánh : đầu vào có hai tính hiệu là áp điều khiển và áp răng ca, có nhiệm vụ xác định hai áp... dùng diode đấu ở đầu ra của khâu so sánh để loại bỏ đi một loại xung âm hoặc dơng Sơ đồ điều khiển va giản đồ điện áp: *So sánh khác dấu: Ta chọn sơ đồ so sánh là sơ đồ so sánh đồng dấu ( do ở sơ đồ này thì điện áp răng ca và điện áp điều khiển sẽ ở hai đầu của bộ so sánh, điều này sẽ tiện cho việc so sánh hơn ) c ) Khâu khuếch đại và tạo xung Sơ đồ nguyên lý: Nếu chỉ có một xung kích mở thì xác suất... phải đảm bảo có dòng và điện áp ổn định nên ta chọn sơ đồ hinh tia 3 pha 1.Tính chọn Thyristor Ta có Ud = 220(V) Id=500 (A) Coi độ sụt áp trên điện trở khoảng 4%, sụt áp trên điện kháng khoảng 1,5 % Điện áp sụt trên mỗi Thyristor là 2 V Điện áp chỉnh lu không tải là: Chơng III : Tính chọn mạch điều khiển III.1 Giới thiệu về Thyristor a, Cấu tạo Thyristor do hai tiếp giáp p-n ghép lại với nhau Công thức... đại và tính điện áp răng ca đồng pha d) Tính thông số mạch tự dao động III.5 S mch iu khin Gin xung : : ChươngưIVư:ưTổngưkết Sau khi tớnhưtoỏnư,ưbtưtayưvoưthcưhinưtoưmchư i uưkhinư,tuyưnhiờnưtrongư quỏưtrỡnhưthcưhinưemưthyưtrongưmchưcũnưtnưtiưcỏcưloiưtnưhaoưkhỏcưnhauư.ư Doưtớnhưchớnhưxỏcưcaưlinhưkinưmưtaưphiưthayưiưmtưs ưlinhưki nưkhỏcưsoưv iư tớnhưtoỏnưbanưuư: ưưưưCụưthểưnhưưsau: Các điện trởưởưcácưkhâuưkhuếchưđại,ưsoưsánh,ưtạo điện ápưrăngưcưaưđếnưkhâuưtạo điện ... ti: Vỡ L >> nờn lm phng dũng id , dũng ti i l dũng liờn tc -Xột trựng dn: Khi T1 v T3 ang dn, phỏt xung m choT2,T4 m vỡ cú Khi ti R+L+E Phng trỡnh cõn bng u im : Cho phộp s dng 1 na s van Ti , na cũn li dựng diode nờn tn kộm -> s iu khin s d dng hn Nhc im : khụng cú thnh phn in ỏp õm nờn khụng cho phộp lm vic ch nghch lu ph thuc 4 Chnh lu cu 1 pha i xng : S nguyờn lý : Tr trung bỡnh in ỏp ti : => ... thnh cỏc ion NaCl Na + ClLỳc ú cỏc ion chuyn ng hn lon Nhng nu ta t mt in trng ngha l ni in cc vi ngun in mt chiu thỡ cỏc ion khụng cũn chuyn ng t na m chuyn ng theo hng : cation Na+ i v phớa... nh kim loi : S dn in ca kim loi l s di chuyn in t t cú lng khụng ỏng k , v cú s dn in kim loi khụng kốm theo s ti vt cht S dn in dung dch in ly l s di chuyn ca cỏc ion õm v dng v cc nhỳng vo... Cl- hng v phớa (cc +), I-2 : IN PHN Sau ch to cỏc cht nc mui c a sang cụng on in phõn 2-a C s lý thuyt ca quỏ trỡnh in phõn Anot graphit (1) Catot st cú dng li (2) Chia thựng in phõn thnh phn Nc