Thiết kế bộ chỉnh lưu nạp ác qui tự động

Thiết kế bộ chỉnh lưu nạp ác qui tự động

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

1 Nhiệm vụ thiết kế:

Thiết kế bộ chỉnh lưu nạp ác qui tự động có các thông số sau:

¾ Điện áp nguồn ( VAC ): 3×220 ( ±10% )

¾ Tần số điện áp ( Hz ): 50

¾ Thông số ác qui: 180 Ah, 4×12 VDC

2 Nội dung:

¾ Phân tích yêu cầu và giới thiệu chung về công nghệ

¾ Đề suất các phương án tổng thể, phân tích ưu nhược điểm từng phương án để đi đến chọn lựa một phương án thực thi thiết

kế mạch lực và mạch điều khiển

¾ Phân tích kỹ nguyên lý hoạt động của phương án đã chọn

Trên cơ sở đó, tìm các biểu thức có sự liên quan đến những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm

¾ Tính chọn, thiết kế các phần tử mạch công suất

¾ Toàn bộ sơ đồ nguyên lý, bao gồm cả mạch lực và điều khiển

vẽ trêb khổ giấy A1 Trình bày theo bản vẽ kỹ thuật

MỞ ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại háo đất nước, có thể nói

một trong những chỉ tiêu để đánh gia sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia

là mức độ tự động hoá trong mỗi quá trình sản xuất mà trước hết đó là năng suất sản xuất và chất lượng của từng sản phẩm làm ra Sự phát triển rất

nhanh chóng của máy tính điện tử, công nghệ thông tin và những thành tựu của lý thuyết điều khiển tự động làm cơ sở cho sự phát triển và hỗ trợ tương xứng của lĩnh vực tự động hoá

ở nước ta mặc dầu là một nước chậm phát triển, nhưng những năm

gần đây cùng với đòi hỏi của sản suất cũng như hội nhập nền kinh tế thế giới thì việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật mà đặc biệt là tự động hoá các quá trình sản xuất đã có bước phát triển tạo ra sản phẩm có hàm lượng chất xám cao tiến tới hình thành một nền kinh tế trí thức Do đó tự động hoá điều khiển các quá trình sản xuất đã đi sâu vào từng ngõ ngách, vào trong tất cả các quá trình tạo ra sản phẩm

Ngày nay hầu như tất cả các máy móc thiết bị trong công nghiệp cũng như trong đời sống đều phải sử dụng điện năng, có thể là dùng hoàn toàn

nguồn năng lượng điện năng hoặc một phần năng lượng điện năng kết hợp

với năng lượng khác Trên thực tế có những lúc rất cần năng lượng điện mà

ta không thể lấy năng lượng điện từ lưới điện được Do đó ta phải lấy các

nguồn điện dự trữ như ác qui

Như vậy để có thể sử dụng được các nguồn ác qui ta phải nạp điện

cho ác qui Bộ chỉnh lưu nạp ác qui tự động được sử dụng rộng rãi trong

nhiều trường hợp cụ thể là rất quan trọng, nếu thiếu nó sẽ không có nguồn

điện vận hành, dự trữ cho các máy móc thiết bị mà có thể không đáp ứng

được chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Cho nên một trong những yêu cầu của môn

học điện tử công suất là thiết kế được một bộ nạp ác qui tự động với các

thông số đầu vào cho trước

Nội dung bản đồ án này là thiết kế một mạch chỉnh lưu

Qua thời gian thực hiện bản đồ án này cùng với sự giúp đỡ tận của

thày giáo em đã hoàn thành đồ án này Tuy nhiên lĩnh vực tương đối mới và khó đối với em nên chắc chắn bản báo cáo này không tránh khỏi những thiếu sót, em mong tiếp tục nhận được sự đóng góp của các thầy giáo để đồ án

hoàn thiện hơn

Hà nội ngày 21 tháng 1 năm 2002

PHẦN I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ẮC QUI

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ẮC QUI

1 Ứng dụng của ác qui:

Ắc qui là một nguồn điện được trữ năng lượng điện dưới dạng hoá

Ắc qui là một nguồn điện một chiều cung cấp điện cho các thiết bị

điện trong công nghiệp cũng như trong đời sống hàng ngày: như động cơ

điện, bóng đèn điện, là nguồn nuôi của các linh kiện điện tử Ắc qui là

nguồn cung cấp điện cho các động cơ khởi động

Trong thực tế có nhiều loại ắc qui nhưng phổ biến nhất là hai loại ắc qui chì và ắc qui axit

2 Cấu tao và đặc điểm của các loại ắc qui:

Cấu trúc của một ắc qui đơn giản gồm có phân khối bản cực dương,

phân khối bản cực âm, các tấm

ngăn Phân khối bản cực do các

bản cực cùng tên ghép lại với

nhau

Cấu tạo của một bản cực trong

ắc qui gồm có phần khung

xương và chất tác dụng trát lên

nó Khung xương của bản cực

âm và bản cực dương có cấu

tạo giống nhau, chúng được

Nhờ tăng độ xốp mà cải thiện được độ thấm sâu của chất dung dịch điện

phân vào trong lòng bản cực, đồng thời diện tích thực tế tham gia phản ứng hoá học của các bản cực cũng được tăng thêm Phần đầu của mỗi bản cực

có vấu, các bản cực dương của mỗi ắc qui đơn được hàn với nhau tạo thành

khối bản cực dương, các bản cực âm được hàn với nhau thành khối bản cực

âm Số lượng các bản cực trong mỗi ắc qui thường từ 5 đến 8, bề dầy tấm

bản cực dương của ắc qui thường từ 1,3 đến 1,5 mm , bản cực âm thường

mỏng hơn 0,2 đến 0,3 mm Số bản cực âm trong ắc qui thường nhiều hơn số

bản cực âm một bản nhằm tận dụng triệt để diện tích tham gia phản ứng của

các bản cực Tấm ngăn được bố trí giữa các bản cực âm và dương có tác

dụng ngăn cách và tránh va đập giữa các bản cực Tấm ngăn được làm bằng

vật liệu poly-vinyl-clo bề dầy 0,8 đến 1,2 mm và có dạng lượn sóng , trên bề

mặt tấm ngăn có các lỗ cho phéo dung dịch điện phân thông qua

3 Quá trình biến đổi năng lượng trong ắc qui

Ắc qui là nguồn năng lượng có tính chất thuận nghịch : nó tích trữ

năng lượng dưới dạng hoá năng và giải phóng năng lượng dưới dạng điện

năng Quá trình ắc qui cấp điện cho mạch ngoài được gọi là quá trình phóng

điện, quá trình ắc qui dự trữ năng lượng được gọi là quá trình nạp điện

3.1 Quá trình biến đổi năng lượng trong ắc qui axit:

Trong ắc qui axit có các bản cực dương là đôixit chì ( PbO2 ), các

bản âm là chì ( Pb ), dung dich điện phân là axit sunfuaric ( H2SO4 ) nồng độ

Thế điện động e = 2,1 V

3.2 Quá trình biến đổi năng lượng trong ắc qui kiềm:

Trong ắc qui kiềm có bản cực dương là Ni(OH)3 , bản cực âm là

Fe, dung dịch điện phân là: KOH nồng độ d = 20 %

Nhận xét: Từ những điễu đã trình bầy ở trên ta nhận thấy trong các

quá trình phóng nạp nồng độ dung dịch điện phân là thay đổi Khi ắc qui

phóng điện nồng độ dung dịch điện phân giảm dần Khi ắc qui nạp điện

nồng độ dung dịch điện phân tăng dần Do đó ta có thể căn cứ vào nồng độ dung dịch điện phân để đánh giá trạng thái tích điện của ắc qui

4 Các thông số cơ bản của ắc qui:

4.1 Sức điện động của ắc qui:

Sức điện động của ắc qui kiềm và ắc qui axit phụ thuộc vào nồng

độ dung dịch điện phân Người ta thường sử dụng công thức kinh nghiệm

Eo = 0,85 + ρ ( V )

trong đó: Eo - sức điện động tĩnh của ắc qui ( V )

ρ - nồng độ dung dịch điện phân ở 15 °C ( g/cm3 )

¾Trong quá trình phóng điện thì sức điện động Ep của ắc qui được tính theo công thức:

Ep = Up + Ip.rb

trong đó : Ep - sức điện động của ắc qui khi phóng điện ( V )

Ip - dòng điện phóng ( A )

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

rb - điện trở trong của ắc qui khi phóng điện ( Ω )

¾Trong quá trình nạp điện thì sức điện động En của ắc qui được tính theo công thức:

En = Un - In.rb

trong đó : En - sức điện động của ắc qui khi nạp điện ( V )

In - dòng điện nạp ( A )

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

rb - điện trở trong của ắc qui khi nạp điện ( Ω )

4.2 dung lượng của ắc qui:

_Dung lượng phóng của ắc qui là đại lượng đánh giá khả năng

cung cấp năng lượng điện của ắc qui 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 ắc qui 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 )

5 Đặc tính phóng nạp của ắc qui:

5.1 Đặc tính phóng của ắc qui

Đặc tính phóng của ắc qui là đồ thị biểu diễn quan hệ phụ thuộc của sức điện động, điện áp ắc qui và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian

phóng khi dòng điện phóng không thay đổi

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

¾Trong 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 hay thời gian phóng điện cho phép tương ứng với mỗi chế độ phóng

điện của ắc qui ( dòng điện phóng )

¾Từ thời gian tgh trở đi độ dốc của đồ thị thay đổi đột ngột Nếu ta

tiếp tục cho ắc qui phóng điện sau tgh thì sức điện động ,điện áp của ắc qui

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 ắc qui sau này Thời điểm tgh gọi là giới hạn

phóng điện cho phép của ắc qui, 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%

CP = IP.tPVïng phãng ®iÖn cho phÐp

20

5

10

1,751,952,11

I (A) E,U (V)

106

¾Sau khi đã ngắt mạch phóng một khoảng thời gian nào, các giá trị sức điện động, điện áp của ắc qui, nồng độ dung dịch điện phân lại tăng lên, ta

gọi đây là thời gian hồi phục hay khoảng nghỉ của ắc qui Thời gian hồi phục này phụ thuộc vào chế độ phóng điện của ắc qui (dòng điện phóng và thời

gian phóng )

5.2 Đặc tính nạp của ắc qui:

Đặc tính nạp của ắc qui 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

Từ đồ thị đặc tính nạp ta có các nhận xét sau :

¾Trong khoảng thời gian từ tn = 0 đến tn = tgh thì sức điện động, điện

áp, nồng độ dung dịch điện phân tăng dần

¾Tới thời điểm ts trên bề mặt các bản cực âm xuất hiện các bọt khí (còn gọi là hiện tượng" sôi " ) lúc này hiệu điện thế giữa các bản cực của ắc qui

đơn tăng đến 2,4 V Nếu vẫn tiếp tục nạp giá trị này nhanh chóng tăng tới

2,7 V và giữ nguyên Thời gian này gọi là thời gian nạp no, nó có tác dụng cho phần các chất tác dụng ở sâu trong lòng các bản cực được biến đổi tuần hoàn, nhờ đó sẽ làm tăng thêm dung lượng phóng điện của ắc qui

¾Trong sử dụng thời gian nạp no cho ắc qui kéo dài từ 2 ÷ 3 h trong suốt thời gian đó hiệu điện thế trên các bản cực của ắc qui và nồng độ dung dịch

điện phân không thay đổi Như vậy dung lượng thu được khi ắc qui phóng điện luôn nhỏ hơn dung lượng cần thiết để nạp no ắc qui

¾Sau khi ngắt mạch nạp, điện áp, sức điện động của ắc qui, nồng độ

dung dịch điện phân giảm xuống và ổn định Thời gian này cũng gọi là

khoảng nghỉ của ắc qui sau khi nạp

¾Trị số dòng điện nạp ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng và tuổi thọ của

ắc qui Dòng điện nạp định mức đối với ắc qui là In = 0,1C10

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

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

6 Sự khác nhau giữa ắc qui kiềm và ắc qui axit:

Cả hai loại ắc qui 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 :

ắc qui axit ắc qui kiềm

- 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,

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

nhỏ

_Giá thành thấp

_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 công suất lớn quá tải thường xuyên, được sử dụng với các thiết bị công suất lớn

_Dùng phổ biến trong công nghiệp hàng không, hàng hải và những nơi nhiệt độ môi trường thấp

Đây là phương pháp nạp cho phép chọn được dòng nạp thích hợp với mỗi loại ắc qui, bảo đảm cho ắc qui được no Đây là phương pháp sử

dụng trong các xưởng bảo dưỡng sửa chữa để nạp điện cho ắc qui hoặc nạp

sử chữa cho các ắc qui bị Sunfat hoá Với phương pháp này ắc qui được mắc nối tiếp nhau và phải thoả mãn điều kiện :

Un ≥ 2,7.Naq

Trong đó: Un - điện áp nạp

Naq - số ngăn ắc qui đơn mắc trong mạch

Trong quá trình nạp sức điện động của ắc qui 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

=

Nhược điểm của phương pháp nạp với dòng điện không đổi là thời gian nạp kéo dài và yêu cầu các ắc qui đưa vào nạp có cùng dung lượng định mức Để khắc phục nhược điểm thời gian nạp kéo dài, người ta sử dụng

phương pháp nạp với dòng điện nạp thay đổi hai hay nhiều nấc Trong

trường hợp hai nấc, dòng điện nạp ở nấc thứ nhất chọn bằng ( 0,3 ÷ 0,6 )C10

tức là nạp cưỡng bức và kết thúc ở nấc một khi ắc qui bắt đầu sôi Dòng điện nạp ở nấc thứ hai là 0,1C10

7.2 Phương pháp nạp với điện áp không đổi

Phương pháp này yêu cầu các ắc qui 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 ắc qui không được nạp no Vì vậy nạp với điện áp không đổi chỉ là phương pháp nạp bổ xung cho ắc qui trong quá trình sử dụng

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

Đối với yêu cầu của đề bài là nạp ắc qui 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 ắc qui là phương pháp

dòng áp

¾Đối với ắc qui 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 ắc qui ta nạp với dòng điện không đổi là In = 0,1C Vì theo đặc tính nạp của

ắc qui 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 8 h ắc qui bắt đầu sôi lúc đó ta chuyển sang nạp ở chế độ ổn áp

Khi thời gian nạp được 10 h thì ắc qui bắt đầu no, ta nạp bổ xung thêm 2 đến 3h

¾Đối với ắc qui kiềm : Trình tự nạp cũng giống như ắc qui axit

nhưng do khả năng quá tải của ắc qui 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

Kết luận:

¾Vì ắc qui là tải có tính chất dung kháng kèm theo sức phản điện

động cho nên khi ắc qui đói mà ta nạp theo phương pháp điện áp thì dòng

điện trong ắc qui sẽ tự động dâng nên không kiểm soát được sẽ làm sôi ắc

qui dẫn đến hỏng hóc nhanh chóng Vì vậy trong vùng nạp chính ta phải tìm cách ổn định dòng nạp cho ắc qui

¾Khi dung lượng của ắc qui dâng lên đến 80% lúc đó nếu ta cứ tiếp tục giữ ổn định dòng nạp thì ắc qui sẽ sôi và làm cạn nước Do đó đến giai đoạn này ta lại phải chuyển chế độ nạp ắc qui sang chế độ ổn áp Chế độ ổn áp

được giữ cho đến khi ắc qui đã thực sự no Khi điện áp trên các bản cực của

ắc qui bằng với điện áp nạp thì lúc đó dòng nạp sẽ tự động giảm về không, kết thúc quá trình nạp

¾Tuỳ theo loại ắc qui mà ta nạp với các dòng điện nạp khác nhau

+ ắc qui axit : dòng nạp In = 0,1C10 ; nạp cưỡng bức với dòng

_Góc mở α được tính từ giao điểm của các nửa hình sin

_Giá trị trung bình của điện áp trên tải:

π

= θ θ π

α + π

α + π

cos U

6 3 d

sin U 2 2

T6 T2

_Từ công thức trên ta có: Ud = U dmax khi cos α = 1

Khi đó ta có:

6 3

Thay giá trị: Udmax = 64 , 8 Vta có U2 = 27 , 68 V

Điện áp các pha thứ cấp của máy biến áp là:

) 3

2 sin(

39 U

) 3

2 sin(

39 U

sin 39 U

c b a

π + θ

=

π

− θ

Từ số liệu ban đầu thay Idmax = 90 A có I2 max = 73 , 5 A

Giá trị trung bình của dòng chạy qua 1 Tiristor là:

Công suất biến áp:

) kVA (

1 , 6 10

90 8 , 64

3

I

U 3

Nhận xét:

Với sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển thì điện áp ra Ud ít đập

mạch (trong một chu kì đập mạch 6 lần) do đó vấn đề lọc rất đơn giản, điện

áp ngược lên mỗi van nhỏ, công suất biến áp nhỏ nhưng mạch phức tạp

nhiều kênh điều khiển

2 Đường đặc tính biểu diễn:

I d

θ θ

U d2

u b T 5 u c T 1

θ

II CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA BÁN ĐIỀU KHIỂN

1 Sơ đồ nguyên lý:

Trong sơ đồ này sử dụng:

¾ 3 Tiristor ở nhóm Katot chung

¾ 3 Diot ở nhóm Anot chung

Giá trị trung bình của điện áp trên tải:

U d = U d1 − U d2

Trong đó : Ud1 là thành phần điện áp do nhóm Katot chung tạo nên

Ud2 là thành phần điện áp do nhóm Anot chung tạo nên

π

=θθπ

=

απ

=θθπ

α

− π

α

− π

α

− π

2

U63dsinU22

3U

cos2

U63dsinU22

3U

2 6

11

2

2 6

Vậy ( 1 cos )

2

U 6 3

2 sin(

39 U

) 3

2 sin(

39 U

sin 39 U

c b a

π + θ

=

π

− θ

max diot max

Giá trị dòng điện ngược lớn nhất:

U 1 , 05 U 68 , 04 ( A )

3 U 6

Ungmax = 2 = π dmax = dmax =

Công suất biến áp:

64 , 8 90 10 6 , 1 ( kVA )

3 I

U 3

θ θ

III CHỈNH LƯU ĐIỀU KHIỂN CẦU MỘT PHA KHÔNG ĐỐI XỨNG

π

=θθπ

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

dmax = π 2

U 2 2 U

2 2

8 , 64 2

= θ π

= π∫

αI d I 2 2

U2

π+∫α

α + π

= θ π

=

2 I d I 2

2 Đường đặc tính biểu diễn:

Kết luận :

_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:

¾Hiệu suất sử dụng máy biến áp cao hơn một số sơ đồ như cầu 1 pha đối xứng

¾Đơn 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

¾Cùng một dải điều chỉnh điện áp một chiều thì cầu không đối

xứng điều khiển chính xác hơn

_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

PHẦN III

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH LỰC

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 :

I.TÍNH CHỌN VAN MẠCH LỰC

1 Số liệu cho trước:

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

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

U dmax = 64,8 V

I dmax = 90 A

Để bảo đảm cho van làm việc tin cậy , an toàn ở mọi điều kiện ta chọn :

Uthucng max ≤ 0 , 7 Uvanng max

Trong đó : - Ungthucmax là điện áp ngược trên van khi làm việc ở chế độ

định mức

- Uvanngmax là điện áp ngược trên van khi van khoá (tra sổ tay)

2.Tính toán với sơ đồ đã chọn:

T2 T1

Rf Rs

~220 V

64 , 8 102 ( V )

2

U 2 U

2

Uthucngmax = 2 = π dmax = π =

Do đó điện áp ngược trên van khi khoá là:

6 , 0

102 6

, 0

U 7 , 0 5 , 0

U U

thuc max ng

thuc max ng van

I

IthucTBV max = dmax = =

Vì tải có công suất nhỏ nên ta chọn điều kiện làm mát cho van là làm mát tự nhiên, dùng cánh tản nhiệt chuẩn với đối lưu không khí

Ta có ITBVthucmax= ( 0 , 2 ÷ 0 , 3 ITBVmax

25 , 0

45 25

, 0

I ) 3 , 0 2 , 0 (

I I

thuc max TBV

thuc max TBV max

) V ( 170 U

max TBV

van max ng

/du

s/A200dt

/di

V5U

A35,0I

s20t

V4,2U

A200I

kV8,005,0U

g g off

max TBV

van max ng