thiết kế phần nguồn 1 chiều cho bé UPS

Li núi u: Sự i, phỏt trin nhanh v ngy cng hon thin ca cỏc linh kin in t, c bit l vi x lý ó to thay i sõu sc v phỏt trin mnh m cỏc thit b, h thng thit b in - in t, chng hn nh: mỏy tớnh, thit b iu khin kh trỡnh, tng i in thoi, truyn d liu, chiu sỏng ng hm, nhng h thng giỏm sỏt iu khin v x lý cụng nghip Nhm m bo tớnh liờn tc v cht lng cung cp in cho nhng ti nhy cm m khụng ph thuc trng thỏi h thng cung cp, phng phỏp nht l s dng b ngun d tr lm vic tin cy, c bit l nhng b ngun lm vic nh mt giao din cụng sut gia ngun cung cp v ti i sõu vo tỡm hiu, nghiờn cu v b ngun d tr, ta hóy nghiờn cu v thit b chnh lu ú B phn chnh lu l mt phn quan trng ca b ngun liờn tc Trong gii hn ch l mt ỏn mụn hc nờn ti cng cha thc s sõu sỏc v chớnh xỏc Vỡ trỡnh v thi gian cú hn, chc chn ti cũn nhiu thiu sút Rt mong s úng gúp ý kin ca quớ thy cụ v cỏc bn ti c hon thin hn Nhõn õy em xin chõn thnh cm n quý thy cụ b mụn T ng Húa, c bit l thy TRN TRNG MINH ó giỳp em hon thnh ti ny ỳng thi gian qui nh -1- -1- ỏn mụn hc : in T cụng sut Sinh viờn : Lớp : 26 nhúm in ỏp ngun iờn ỏp Dũng in ti H s p mch -2- Quc Huy T ng hoỏ : : : : : : thit k phn ngun chiu cho UPS 11 220 V 36 V 36 A 0,05 -2- Mục lc Chng I : Chng II : Chng III: Chng IV: Chng V : Tng quan v b UPS Tớnh toỏn v la chn b c qui cho UPS Phõn tớch tớnh toỏn v la chn mch chnh lu Tớnh toỏn thit k mch lc Nguyờn lý iu khin h thng chnh lu -3- -3- 16 25 29 Chng I Tng quan v b ngun liờn tc UPS (Uninterruptible power system) 1.S c ngun nng lng in S c cỏc ngun nng lng in cú th xy quỏ trỡnh lp t trang thit b hoc u vo h thng (quỏ ti, nhiu, mt cõn bng pha, sm sột, ) Nhng s c ny cú th gõy nhng hu qu khỏc V mt lý thuyt: H thng phõn phi nng lng in to mt in ỏp hỡnh sin vi biờn v tn s thớch hp cung cp cho thit b in (400V-50Hz chng hn) Trong thc t, nhng súng hỡnh sin in ỏp v dũng in cựng tn s b nh hng phm vi khỏc bi nhng s c cú th xut hin h thng i vi h thng cung cp in: Cú th b s c hoc giỏn on cung cp in vỡ: - Hin tng nhim in bu khớ quyn (thng khụng trỏnh khi) iu ny cú th nh hng n ng dõy ngoi tri hoc cỏp chụn, chng hn: - Sm sột lm in ỏp tng t ngt h thng cung cp in - Sng giỏ cú th lm cho ng dõy b t - Nhng hin tng ngu nhiờn, chng hn: Cnh cõy ri gõy ngn mch hoc t dõy,t cỏp o t - S h hng h thng cung cp Nhng thit b dựng in cú th nh hng n h thng cung cp - Lp t cụng nghip, chng hn: - ng c gõy in ỏp ri v nhim RF quỏ trỡnh ng - Nhng thit b gõy ụ nhim: lũ luyn kim, mỏy hn3.* gõy in ỏp ri v nhim RF - Nhng h thng in t cụng sut cao - Thang mỏy, ốn hunh quang -1- -1- Nhng s c nh hng n vic cung cp nng lng in cho thit b cú th phõn thnh cỏc loi sau: - Lch in ỏp - Ngng hot ng - Tng t ngt in ỏp - Thay i tn s - Xut hin súng hi - Nhiu tn s cao S c cú th gõy nhng hu qu nghiờm trng, c bit l lm giỏn on vic cung cp in, nht l h thng d liu ca mỏy tớnh 2.Gii phỏp dựng UPS iu cn chỳ ý trc ht ca nhng s c v hu qu ca nú v phng din: - An ton cho ngi - An ton cho thit b, nh xng - Mc tiờu hnh kinh t T ú phi tỡm cỏch loi chỳng Cú nhiu gii phỏp k thut khỏc cho ny, nhng gii phỏp ny c so sỏnh trờn c s ca hai tiờu chun sau ỏnh giỏ: - Liờn tc cung cp in - Cht lng cung cp in 3.Nhng chc nng ca UPS Hot ng nh giao din gia h thng cung cp in v nhng ti nhy cm UPS cung cp cho ti mt nng lng in liờn tc, cht lng cao, khụng ph thuc mi tỡnh trng ca h thng cung cp UPS to mt in ỏp cung cp tin cy Khụng b nh hng ca nhng s c ca h thng cung cp, c bit h thng cung cp ngng hot ng Phm vi sai số cho phộp tu theo yờu cu ca nhng thit b in t nhy cm (chng hn: GALAXY-sai số cho phộp ca biờn 0,5%, tn s 1%) UPS cú th cung cp in ỏp tin cy, c lp v liờn tc thụng qua cỏc khõu trung gian: Acquy v chuyn mch tnh S cu trỳc ca mt b UPS nh sau : -2- -2- LƯớI CHỉNH LƯU BIếN áP VàO LọC NGHịCH LƯU BIếN áP RA Bộ NạP ắC QUI 6+7 Đ/K NGHịCH LƯU ĐIềU KHIểN CHỉNH LƯU NGUồN 10 -Chc nng ca cỏc : Bin ỏp vo: - H ỏp t in ỏp li 110v dựng np cho c quy -Cỏch ly gia h thng v li ,chng ngn mch ngun Chnh lu : to in ỏp chiu dựng cho vic np c quy v a ti b nghch lu Lc chnh lu : San phng in ỏp t b chnh lu a n b nghch lu nhm nõng cao cht lng in ỏp u nghch lu Nghch lu : bin in ỏp mt chiu ly t u ca nghch lu thnh in ỏp xoay chiu tn s f = 50 Hz cp cho ti Nu s dng ngun UPS cho ti cú tớnh cht in cm thỡ tng, to dao ng (b nghch lu) phi to in ỏp bc thang cho s bc thang cng nhiu cng tt dng in ỏp ging hỡnh sin Nu in ỏp cp cho ti mang tớnh cht in dung thỡ dng in ỏp ca mch dao ng ch cn dng xung vuụng Bin ỏp : tng in ỏp t in ỏp b nghch lu ti in ỏp ti phự hp theo yờu cu ca ti Mch np c quy : Dựng iu khin vic np c quy Khi cú in c quy l ni tớch tr nng lng Khi ú di s iu khin ca mch iu -3- -3- TảI khin np thỡ c quy c np Khi in ỏp trờn c quy tng n mt mc no ú thỡ mch iu khin s ct vic np c quy c quy : l ni tớch tr nng lng cú in ỏp ngun 110V v l kho cung cp nng lng cho cỏc ph ti li in b mt Thi gian trỡ in ca UPS ph thuc rt nhiu vo dung lng ca c quy Trờn th trng c quy dựng cho UPS ph bin nht l loi 12 V/7 Ah v V/7 Ah Khi thit k tựy theo in ỏp m ta cú th mc ni tip cỏc c quy c in ỏp ngun yờu cu Vic s dng ngun cp cú in ỏp cao s gim c dũng tiờu th v tng hiu sut ca ngun UPS song nú x lm tng kớch thc ca ngun iu khin chnh lu : iu khin gúc m ca cỏc thyristor mch chnh lu cho in ỏp sau chnh lu n nh theo yờu cu iu khin nghch lu : iu khin thi gian dn ca cỏc van hp lý cho in ỏp cung cp cho ti l khụng i hoc thay i rt nh Mch iu khin ny úng vai trũ quan trng nh mt b n ỏp hot ng song song vi b nghch lu 10 Ngun : dựng cung cp cỏc mc in ỏp khỏc cho b iu khin chnh lu v nghch lu -4- -4- chng 2: Tính toỏn v la chn b cqui cho ngun ups: I Gii thiu chung v cquy v cỏc ch np: A Gii thiu chung v c qui: c-qui l loi bỡnh in hoỏ hc dựng tớch tr nng lng in v lm ngun in cung cp cho cỏc thit b in nh ng c in, nh búng ốn, lm ngun nuụi cho cỏc linh kin in t Cỏc tớnh nng c bn ca c-quy: -Sc in ng ln, thay i phúng np in -S t phúng in nht -Nng lng in np vo bao gi cng hn nng lng in m c-quy phúng -in tr ca c-quy nh Nú bao gm in tr ca cỏc bn cc ,in tr dung dch in phõn cú xột n s ngn cỏch ca cỏc tm ngn gia cỏc bn cc Thng tr s in tr ca c-quy ó np in y l 0.001 n 0.0015 v c-quy phúng in hon ton l 0.02 n 0.025 Cú hai loi c-quy l: c-quy a-xit (hay c-quy chỡ) v c-quy km (c-quy st kn hay c-quy cadimi-kn) Trong ú c-quy a-xit c dựng ph bin v rng rói hn Cu to ca cqui: Cỏc b phn ch yu ca c-quy a-xit gm: -5- -5- -Cỏc lỏ cc dng lm bng Pb2 c ghộp song song vi thnh mt b chựm cc dng -Cỏc lỏ cc õm lm bng Pb c ghộp song song vi thnh mt b chựm cc õm B chựm cc õm v chựm cc dng t xen k theo kiu ci rnglc, cho c lỏ cc õm ri n mt lỏ cc dng -Lỏ cỏch t gia cỏc lỏ cc õm v lỏ cc dng trỏnh hin tng chp mch gia cỏc in cc khỏc du -V bỡnh in cquy thng lm bng cao su cng (ờbonit) ỳc thnh hinh hp , chu c khớ núng lnh, va chm mnh v chu a-xit Di ỏy bỡnh cú cỏc cao dt cỏc lỏ cc lờn, mựn ca cht hot ng rng xung thỡ ng di rónh nh vy trỏnh c hin tng chp mch gia cỏc in cc mựn gõy Np y c-quy cng lm v cao su cng, np cú cỏc l dung dch in phõn vo bỡnh v u cc lun qua Nỳt y dung dch -Cu ni bng chỡ ni tip cỏc u cc õm ca ngn c-quy ny vi cc dng ca ngn c-quy tip theo Quỏ trỡnh bin i nng lng c quy c qui l ngun nng lng cú tớnh cht thun nghch : nú tich tr nng lng di dng hoỏ nng v gii phúng nng lng di dng in nng Quỏ trỡnh c qui cp in cho mch ngoi c gi l quỏ trỡnh phúng in, quỏ trỡnh c qui d tr nng lng c gi l quỏ trỡnh np in 2.1 Quỏ trỡnh bin i nng lng c qui axit Kớ hiu hoỏ hc biu din c qui axit cú dung dich in phõn l axit H2SO4 nng d = 1,1 ữ 1,3 % bn cc õm l Pb v bn cc dng l PbO2 cú dng : (- ) Pb H2SO4 d = 1,1 ữ 1,3 PbO2 ( + ) Phng trỡnh hoỏ hc biu din quỏ trỡnh phúng np ca c qui axit : phúng PbO2 + 2H2SO4 + Pb 2PbSO4 + 2H2O np -6- -6- Th in ng e = 2,1 V 2.2 Quỏ trỡnh bin i nng lng c qui kim Kớ hiu hoỏ hc biu din c qui kim cú dung dich in phõn l KOH nng d = 20 % bn cc õm l Fe v bn cc dng l Ni(OH)3 cú dng : ( - ) Fe KOH d = 20% Ni(OH)3 ( + ) Phng trỡnh hoỏ hc biu din quỏ trỡnh phúng np ca c qui kim : phúng Fe + 2NI(OH)3 Fe(OH)3 + 2Ni(OH)2 np Th in ng e = 1,4 V Nhn xột : T nhng iu ó trỡnh by trờn ta nhn thy qu trỡnh phúng np nng dung dch in phõn l thay i Khi c qui phúng in nng dung dch in phõn gim dn Khi c qui np in nng dung dch in phõn tng dn Do ú ta cú th cn c vo nng dung dch in phõn ỏnh giỏ trng thỏi tớch in ca c qui Cỏc c tớnh c bn ca c qui Sc in ng ca c qui chỡ v c qui axit ph thuc vo nng dung dch in phõn Ngi ta thng s dng cụng thc kinh nghim Eo = 0,85 + (V) ú: Eo - sc in ng tnh ca c qui ( V ) - nng dung dch in phõn 15 C ( g/cm3 ) Trong quỏ trỡnh phúng in sc in ng ca c qui c tớnh theo cụng thc : Ep = Up + Ip.rb ú : Ep - sc in ng ca c qui phúng in ( V ) Ip - dũng in phúng ( A ) Up - in ỏp o trờn cỏc cc ca c qui phúng in (V) rb - in tr ca c qui phúng in ( ) Trong quỏ trỡnh np sc in ng En ca c qui c tớnh theo cụng thc : En = Un - In.rb ú : En - sc in ng ca c qui np in ( V ) In - dũng in np ( A ) Un - in ỏp o trờn cỏc cc ca c qui np in (V) rb - in tr ca c qui np in ( ) Dung lng phúng ca c qui l i lng ỏnh giỏ kh nng cung cp nng lng ca c qui cho ph ti, v c tớnh theo cụng thc : -7- -7- Ip = P 1364 = = 11.4( A) U 120 Dung lng ca acqui l: An = Ip * t = 11.4 * = 1.9( Ah) Trong trng hp ny, m bo tui th cho acqui, phi chn tng dung lng ln hn gp ln so vi tớnh toỏn: Athucte = * An = * 1.9 = 3.8( Ah) Chn acqui cú dung lng Ah Chn dũng np l I n =10%A= 0.4A( 10h) in ỏp ỏc qui nap vi dũng khụng i: Un=In.Raq+Eaq=0.4*.3+120=120.12(v) in ỏp t lờn acqui lỳc np no l: 2.7*6*10=162(V) Chng III Phõn tớch tớnh toỏn v la chn Phng ỏn II S chnh lu cu pha i xng : Hỡnh 1.4 S chnh lu cu mt pha iu khin i xng c tớnh biu din: - 14 - - 14 - Ud = 0,9.U2 + cos 2 nhúm van T1,T2 v T3,T4 c phỏt xung m liờn tip nhau,mi van dn goc = Hot ng ca s ny khỏi quỏt cú th mụ t nh sau Trong na bỏn k in ỏp anod ca Tiristor T1 dng (+) (lỳc ú catod T2 õm (-)), nu cú xung iu khin cho c hai van T1,T2 ng thi, thỡ cỏc van ny s c m thụng t in ỏp li lờn ti, in ỏp ti mt chiu cũn bng in ỏp xoay chiu chng no cỏc Tiristor cũn dn (khong dn ca cỏc Tiristor ph thuc vo tớnh cht ca ti) n na bỏn k sau, in ỏp i du, anod ca Tiristor T3 dng (+) (catod T4 õm (-)), nu cú xung iu khin cho c hai van T3,T4 ng thi, thỡ cỏc van ny s c m thụng, t in ỏp li lờn ti, vi in ỏp mt chiu trờn ti cú chiu trựng vi na bỏn k trc Chnh lu cu mt pha hỡnh 1.4 cú cht lng in ỏp hon ton ging nh chnh lu c chu k vi bin ỏp cú trung tớnh, nh s hỡnh 1.2 Hỡnh dng cỏc ng cong in ỏp, dũng in ti, dũng in cỏc van bỏn dn v in ỏp ca mt van tiờu biu gn tng t nh trờn hỡnh nhng in ỏp ngc van phi chu nh hn Unv = 2.U2 - 15 - - 15 - Giỏ tr trung bỡnh ca in ỏp ti Ud = 2U 2U sin d = (1 + cos ) Nu ly trc tip in ỏp t li vi U =220V, ch dũng khụng i ta c: + cos = U d = 1.21 2U => =77.870 U2 dao ng khong +10%,-25% Nờn gúc dao ng khong min=51.940 n max =84.140 Dũng trung bỡnh qua Tiristor : IT = I d d = I d = 0.4 * (180 77.87) 360 =0,113A IV.Tớnh toỏn chn van bỏn dn 1.Tớnh chn van thyristor Tớnh chn da vo cỏc yu t c bn dũng ti, iu kin to nhit,in ỏp lm vic, cỏc thụng s c bn ca van c tớnh nh sau : in ỏp ngc ln nht m Thyristor phi chu : Ung max = 2U = 311(V) in ỏp ngc ca van cn chn : Ung = KdtU Ungmax =1,8 *311= 560(V) KdtU - h s d tr in ỏp ,chn KdtU =1,8 Dũng ln nht qua van: Ilv = Id = 0.4 = 0.2(A) Chn iu kin lm vic ca van cú cỏnh tn nhit v din tớch tn nhit ,chn h s d tr Kdt=4 Im = Ilv Kdt= 0.2* =0.80 (A) T cỏc thụng s Unv ,Imv ta chn Thysistor kớ hiu TCR22-8cú cỏc thụng s sau : - in ỏp ngc cc i ca van: Un = 600 (V) - Dũng in nh mc ca van: Im = 1.5(A) - 16 - - 16 - - nh xung dũng in: Ipik = 160 (A) - Dũng in ca xung iu khin: Ik = 0, (mA) - in ỏp ca xung iu khin: Uk =0.8 (V) - Dũng in rũ: Ir = (mA) - St ỏp ln nht ca Thyristor trng thỏi dn l : U = 1,7 (V) dU - Tc bin thiờn in ỏp : dt = 30(V/s) - Thi gian chuyn mch : tcm = 40(vs) - Nhit lm vic cc i cho phộp :Tmax = 110 oC V)Bo v van a) Bo v quỏ dũng in cho van Aptomat dựng úng ct mch ng lc, t ng lc, bo v quỏ ti v ngn mch thyristor, ngn mch u b bin i, ngn mch th cp mỏy bin ỏp, ngn mch ch nghch lu Chn aptomat cú tip im chớnh, cú th úng ct bng tay hoc bng nam chõm in Ch inh dũng ngn mch I nm = 2.5 I hd = 2.5 * 2.59 = 6.5( A) dũng quỏ ti Iqt=1.5*Ihd=1.5*2.59=3.9 Cu dao dựng to khe h an ton sa cha h truyn ng, chn cu dao cú dũng nh mc Dựng dõy chy tỏc ng nhanh bo v ngn mch cỏc thyristor, ngn mch u ca b nghch lu Dựng cu chỡ chu c dũng : I=1,1*Idm=1,1*.8=0.88(A) Chn cu chỡ loi 1(A) b)Bo v quỏ in ỏp cho van Bo v quỏ in ỏp quỏ trỡnh úng ct cỏc thyristor c thc hin c bng cỏch mc R-C song song vi T Khi cú s chuyn mch, cỏc in tớch t cỏc lp bỏn dn phúng ngoi to dũng in - 17 - - 17 - ngc khong thi gian ngn S bin thiờn nhanh chúng ca dũng in ngc gõy sc in ng cm ng rt ln cỏc in cm lm cho quỏ in ỏp gia ant v catt ca thyristor Khi cú mch R-C mc song song vi thyristor to vũng phúng in quỏ trỡnh chuyn mch nờn thyristor khụng b quỏ in ỏp Cỏc nguyờn nhõn gõy nờn quỏ ỏp thỡ chia thnh hai loi : - Nguyờn nhõn bờn ngoi : Do ct t ngt mch in cm,do bin i t ngt cc tớnh ca ngun, cu chy bo v t hoc cú sm sột - Nguyờn nhõn bờn ( ni ti ) : Khi van chuyn t trng thỏi m sang trng thỏi khoỏ, s phõn b khụng u in ỏp cỏc van mc ni tip õy ta quan tõm n vic bo v quỏ in ỏp cỏc nguyờn nhõn bờn gõy Nguyờn nhõn quỏ in ỏp trờn van l s sut hin dũng in ngc chy qua mi van nú chuyn t trng thỏi m sang trng thỏi khoỏ Dũng in ngc ny suy gim rt nhanh vy s sut hin s U qda = L di dt quỏ in ỏp khc phc hin tng quỏ in ỏp ny ta dựng mch R-L-C nhng mch ó cú tớnh cht in cm nờn ta ch cn dựng mch R-C u song song nh hỡnh v Khi van khúa dũng in ngc s chuyn t van sang mch bo v VI)phõn tớch mch lc: Ta chn mch lc LC : +tớnh toỏn mch lc : h s p mch k=0,05 nờn mch lc phi cú h s san bng Ksb = kdmv 0,057 = = 1.14 kdmr 0,05 Ti cú in tr tng ng Rd= L= Ud 120,12 = = 300.3() Id Rd * 300.3 = = 0.63( H ) 2_ mdm * f (m dm 1) * * 50(2 1) +thit k mch lc : 1.Kớch thc lừi thộp - 18 - - 18 - Kớch thc c s : a=2,6 L * Id = 2,64 0,63 * 16 =1.46 (cm) b=1,2*a=1,2*1.46=1.752(cm) c=0,8*a=0,8*1.46=1,168(cm) h=3*a=3*1.46=4.38(cm) tit din lừi thộp : S=a*b=1.46*1.752=2.55(cm ) din tớch ca s :Scs=h*c=4.38*1,168=5.11(cm ) di trung bỡnh ng sc : lth=2*(a+h+c)=2*(1.46+4.38+1.168)=14.016( cm) di trung bỡnh dõy qun : ldq=2*(a+b)+ *c=2*(1.46+1.752)+ *1,168=10.09(cm) th tớch lừi thộp : Vth=2*a*b*(a+h+c)=2*1.46*1.752*(1.46+4.38+1,168)=35.85(cm ) o 2.Tớnh in tr dõy qun nhit 20 C m bo st ỏp cho phộp : U=5%Ud=6V r= U = = 11.55() Id (1 + 4,26 *10 * (Tmt + T 20) * (1 + 4,26 *10 * (40 + 50 20) 3.S vũng dõy ca cun cm : w=414 r * Scs 11.55 * 5.11 =414 =1001 ldq 10.09 Mt t trng : H= 100 * w * Id 100 * 1001 * = = 2856.73 A / m lth 14.016 4.tớnh cng t cm : fdm=2*50=100Hz U * 10 * 10 = B= 4,44 * w * f * Sth 4,44 *1001 *100 * 2.55 = 0,053 = 542 * ( H 0, 75 2856,73 0, 75 ) = 542 * ( ) 10 = 0.455.10 1000 1000 5.tit din dõy qun : s=0,072* ldq * Scs 10.09 * 5.11 = 0,072 = 0,152 r 11.55 chn loi dõy cú tit din 15*6=90(mm ) 6.Xỏc nh khe h ti u : lkk=0,0016*w*Id= 0,0016*1001*.4=.64(mm) ming m cú dy :lem=0,5*lkk=0.32(mm) 7.tớnh kớch thc cun dõy : - 19 - - 19 - chn cun dõy cú dy 5mm nờn cao s dng cun qun dõy : hsd=6,63-1=5,63 s vũng mt lp : w1= hsd 5,63 = = 3,75 hd 1,5 nh vy mt lp dõy qun vũng w s lp dõy : n= w1 = 1001 = 333.67(lop ) +Tớnh toỏn v chn t C C= 10 * ( Ksb + 1) mdm * L = 10 * (1,14 + 1) = 8,5( àF ) * 0.63 Tra bng ta chn t C chun l 10 F Chng IV nguyờn lý iu khin H thng chnh lu 1.S mch iu khin thc hin c ý ó nờu phn nguyờn lý iu khin trờn, mch iu khin bao gm ba khõu c bn trờn hỡnh v sau: H thng iu khin cỏc b chnh lu phI to cỏc xung iu khin cp cho cỏc tiristo mch lc Cỏc xung iu khin phI m bo c phm vi iu chnh gúc Thụng thng thay i phm - 20 - - 20 - o vi t n 180 Nu tớnh n cỏc kh nng v hn ch gúc thỡ phm vi l thay i t n max = 51.94 0 =81.14 Ta cú s tng quan nh hỡnh I max Hỡnh l s dng in ỏp : Nguyờn lớ hot ng ca s :in ỏp ng pha ly t th cp mỏy bin ỏp qua mt mch lc RC a n u vo b ca khuch i thut toỏn (KTT) U1A U1A lm vic ch so sỏnh nờn u s cho in ỏp dng xung ch nht in ỏp xung ch nht a n mch vi phõn R2,C2 to nờn dng xung nhn vi biờn bng hai ln biờn xung ch nht xung vi phõn a n KTT U1B u vo õm ca U1B c t di in ỏp õm phõn ỏp R6,R7 to nờn Nh vy in ỏp ti im C bng 0V diot D1,D2 thụng lm u vo (-)ca KDTT õm hn u vo dng (+)nờn u KTT s bóo ho gn dng ngun Khi xung nhn im C cú giỏ tr dng diot D2 khoỏ ,D1 thụng lm u vo (-)dng hn u vo (+), u KTT s lt xung gn õm ngun Khi cú im Ccú xung nhn õm, D1 b khoỏ ,D2 thụng dn n u vo (+)s b õm hn u vo (-) ,kt qu u cng b lt xung gn õm ngun Nh vy u ti im D cú dng xung vi phn õm rt hp õy l tớn hiu iu khin cho mh to xung rng ca trờn KTT U1C Khõu so sỏnh U1D so sỏnh Udk vi in ỏp rng ca xỏc nh gúc iu khin Tớn hiu iu khin t u ca U1D c ct b phn õm nh mch cú in tr hn ch v diot D5 c a n mch chia xung dựng JK o trig U2A to nờn xung iu khin cú rng 180 cho mi na chu o kỡ tip theo cú rng 180 c bm nh vi xung tn s cao to nờn bi mỏy phỏt xung vuụng mch NAND Smith D4A bng JK trig D3A ,D3B Xung chựm c a n mch khuch i xung dựng transisto T1,T2 v bin ỏp xung nờn tớn hiu iu khin a cc iu khin ca thyristo 2Tớnh toỏn mch iu khin : 2.1 Tớnh bin ỏp xung: - 21 - - 21 - + Chn vt liu lm lừi l st Ferit HM Lừi cú dng hỡnh xuyn, lm vic trờn mt phn ca c tớnh t hoỏ cú: B = 0,3 (T), H = 30 ( A/m ) [1], khụng cú khe h khụng khớ + T s bin ỏp xung : thng m = 2ữ3, chn m = + in ỏp cun th cp mỏy bin ỏp xung: U2 = Uk =0.8 (v) + in ỏp t lờn cun s cp mỏy bin ỏp xung: U1 = m U2 = 3*.8 = 2.4 (v) + Dũng in th cp bin ỏp xung: I2 = Ik =0,2 (mA) + Dũng in s cp bin ỏp xung: I1 = I2 /3 =0,2/3=0,067(mA) + t thm trung bỡnh tng i ca lừi st : àtb = B 0,3 = = * 10 * H 1,25 *10 * 30 =1,25 * 10 l t thm khụng khớ +th tớch lừi thộp V = Q *l = àtb * * tx * sx * U * I1 B = * 10 * 1,25 * 10 * 167 * 10 * 0,15 * 2.4 * 0,067 0,3 = 0.44756(cm ) chn mch cú th tớch V=1,4 (cm )kớch thc a=4,5mm,b=6mm,Q=0,27 cm ,d=12mm,D=21mm +S vũng dõy qun s cp mỏy bin ỏp xung ,theo nh lut cm ng in t : dE B = w*Q * dt tx U * tx * 1,67 * 10 w1 = = = 186(vong ) B * Q 0,3 * 27 * 10 U = w1 * Q S vũng dõy th cp : W2= w1 186 = = 62 m I1 Tit din dõy qun th cp :S1= J = 0,05 = 8,33 * 10 (mm) J1=6Amm ng kớnh dõy qun s cp : d1 = * S1 = * 8,33 * 10 = 0,103(mm) 3,14 chn d1=0,1(mm) +Chn mt dũng in J2=4Amm ,S2= - 22 - - 22 - I 0,15 = = 0,0375(mm ) J2 chn d2 = 4* S2 * 00375 = 0,2185 3,14 = Chn d2=0,22(mm) 2.2tớnh toỏn mch to xung rng ca: DZ C Rx +Rn R1 R2 Udk Ura D Khi Udk = -Un,Diot D thụng : IR2=Udk/R2=-Un/R2.Chn U DZ =6V,ta chn in tr R2 cho dũng qua tụ C khong 1ms t n giỏ tr U DZ ca diot n ỏp Nu dũng qua t cú giỏ tr khụng i in ỏp trờn t thay i theo quy lut tuyn tớnh Uc=(Ic/C)t,do ú Ic/C =Uc/t=6/(1*10 dũng qua t cú giỏ tr Ic=C*6000 Chn tụ C=0,22 àF Ic=0,22*10 R2=Un/Ic=12/(1,32*10 )=6000.T ú *6000=1,32mA )=9,05*10 Chn R2=8,2k Trong khong 9ms cũn li dũng qua tụ C bng dũng qua in tr Rx+R1.Ta phi chn giỏ tr dũng in cho tụ C phúng in v n 0Vsau dúng 9ms Trong khong thi gian ny in ỏp trờn t C thay i theo quy lut Uc=Uco-(Ic/c)*t vi Uco= U DZ =6V Vy : 0=6-(Ic/C)*9*10 Suy : Ic=C*6/(9*10 Vỡ )=82*10 3 )=(0,22*10 *6)/( 9*10 )=0,147*10 (A) Ic=Un/(Rx+R1) suy Rx+R1=Un/Ic =12/(0,147*10 Chn R1=50k l in tr c nh ,Rx=50k - 23 - - 23 - 8.To ngun nuụi: Ta cn to ngun in ỏp 12 (V) cp cho bin ỏp xung, nuụi IC , cỏc b iu chnh dũng in, tc v in ỏp t tc Ta dựng mch chnh lu cu pha dựng iụt, in ỏp th cp mỏy bin ỏp ngun nuụi: U2 =12/2,34 = 5,1(v) n nh in ỏp ca ngun nuụi ta dựng vi mch n ỏp 7812 v 7913, cỏc thụng s chung ca vi mch ny: in ỏp u vo : UV = 7ữ35 (V) in ỏp u : Ura= 12(V) vi IC 7812 Ura= -12(V) vi IC 7913 Dũng in u :Ira = 0ữ1 (A) T in C4, C5 dựng lc thnh phn súng hi bc cao Chn C4= C5 =C6 =C7 = 470 (àF) ; U =35 V 7812 3 +12V 2 a b C4 C6 c A 220 ~B C a b C5 C7 2.3Tớnh chn khõu so sỏnh : - 24 - - 24 - 2 c 79123 -12V R1 Uvao Ura R2 Unguong Khi UvaoUnguong thi Ura =-Uramax Khuch i thut toỏn ó chn loi TL 084 Chn R1 = R2 > Uv/I v = 12/ 1.10-3 = 12 (K) Trong ú nu ngun nuụi Vcc = 12 (V) Thỡ in ỏp vo A3 l Uvao 12 (v) Dũng in vo c hn ch Ilv < (mA) Do ú ta chn R1= R2= 15 (K) ú dũng vo A3 : Ilvmax= 12/ (15 103) = 0,8 ( m A) 2.4 Tớnh tng khuch i cui cựng: Chn Tranzitor cụng sut loi Tr3 loi 2SC9111 lm vic ch xung cú cỏc thụng s: Tranzitor loi npn, vt liu bỏn dn l Si in ỏp gia Colecto v Baz h mch Emito: UCBO =40(v) in ỏp gia Emito v Baz h mch Colecto: UEBO =4(v) Dũng in ln nht Colecto cú th chu ng : I C max = 500 (mA) Cụng sut tiờu tỏn colect : Pc =1,7 (w) Nhit ln nht mt tip giỏp T1=1750 C H s khuch i : =50 Dũng lm vic ca colect: IC3 = I1 =150 (mA) Dũng lm vic ca Baz : IB3 =IC3 / =150/50 =3(mA) Ta thy rng vi loi Tiristo ó chn cú cụng sut iu khin khỏ Uk = (V), Ik = 0,04 (A), Nờn dũng colecto Baz ca Tranzito Tr3 khỏ bộ, trng hp ny ta cú th khụng cn Tranzito T m cú cụng sut iu khin Thyristor - 25 - - 25 - Chn ngun cp cho bin ỏp xung: E= + 12 ( V) ta phi mc thờm in tr R10 ni tip vi cc emitor ca Tr3 mc ớch hn ch in ỏp t vo bin ỏp xung R10 =(E-U1)/I1= 14 () Tt c cỏc iụt mch iu khin u dựng loi 1N4009 cú tham số: + Dũng in nh mc : Im = 10 (A) + in ỏp ngc ln nht : UN = 25 (V), + in ỏp cho iụt m thụng : Um = (V) 2.4 Mch to chựm xung : R1 C 0A4 R26 R2 R3 Nguyờn lớ lm vic ca s nh sau : gi s thi im ,in ỏp ca khuych i thut toỏn t giỏ tr Ur=Ur max =+E Thụng qua mch phn hi R3,R2 u vo dng ca khuych i E thut toỏn s cú tớn hiu phn hi +Uo= R1 + R * R3 Duy trỡ cho khuych i thut toỏn nm ch Urmax Khi t=t1,in ỏp Uc t giỏ tr Uo ,khuych i thut toỏn lt trng thỏI v Ur=Urmax=-E.in ỏp trờn t C khụng thay i t ngt v lỳc ny t C li E phúng in qua R1 thi im t=t2,khiUc=-Uo= R + R3 * R3 ,khuych i thut toỏn s li lt trng thỏI v Ur=Urmax=E v sau ú quỏ trỡnh lp li Thi gian phúng t - 26 - - 26 - 2R2 tx=RCln(1+ R3 ) v chu kỡ ca mỏy phỏt s l : 2R T= 2*tx = 2* RCln(1+ R3 ) 3.B np acquy T ng : a th miờu t quỏ trỡnh bin i ca U A v iAtrong quỏ trỡnh np c quy + R3 R4 T1 D1 D2 R1 R5 ắC QUI R2 T2 D3 R8 R7 C R6 _ +Nh ta thy quỏ trỡnh ny in ỏp ca c quy tng dn cựng ng thi vi s gim dn ca dũng np IA UA tng n giỏ tr danh nh ca c quy thỡ khụng th tng c na nờn tip tc tng ỏp s gõy hng c quy +Qua th v nhn xts trờn ta s chia quỏ trỡnh np c quy thnh giai on : - Giai on th I : Np c quy vi dũng khụng i cho n c quy cú hin tng sụi (t n Umax) - Giai on th II : Np c quy n ỏp tc l gi ỏp = const dũng np trung quỏ trỡnh ny IA ~ b.S np : c trỡnh by trờn hỡnh v c Nguyờn lý lm vic : - in ỏp chiu c a ti hai u ca b np - 27 - - 27 - - T1 dn dũng nh dũng iu khin i qua R Khi thay i R4 cú th thay i gúc dn ca T1 t ữ 900 c quy bt u c np ch th nht Khi in ỏp trờn c quy cũn nh in ỏp U0 ly phõn di ca trit ỏp R7 nh hn in ỏp ngng ca Diot n ỏp D (in ỏp ngng in ỏp UAmax) ú T2 s khụng cú tớn hiu iu khin T2 trng thỏi khúa - in ỏp trờn c quy tng dn cho n gn np y v U = in ỏp ngng ca iot n ỏp D3 Lỳc ny T2 cú dũng iu khin T2 thụng Dũng in qua T1 s gim dn ti giỏ tr nh hn dũng t trỡ nờn T1 khoỏ - Khi c quy phúng in in ỏp gim dn ti U gim nh hn in ỏp ngng ca D3 T2 mt dũng iu khin v b khúa li T1 m c quy li t ng np - Cn phi hiu chnh cho thit b hot ng ln u bng cỏch thay i R7 cho n khụng cú dũng chy mch c quy v T khụng m Sau ú khụng iu chnh na v thit b lm vic theo ch t ng - 28 - - 28 - [...]... ca cun cm : w= 414 r * Scs 11 .55 * 5 .11 = 414 =10 01 ldq 10 .09 Mt t trng : H= 10 0 * w * Id 10 0 * 10 01 * 4 = = 2856.73 A / m lth 14 . 016 4.tớnh cng t cm : fdm=2*50 =10 0Hz U * 10 4 6 * 10 4 = B= 4,44 * w * f * Sth 4,44 *10 01 *10 0 * 2.55 = 0,053 à = 542 * ( H 0, 75 2856,73 0, 75 6 ) = 542 * ( ) 10 = 0.455 .10 6 10 00 10 00 5.tit din dõy qun : s=0,072* ldq * Scs 10 .09 * 5 .11 = 0,072 = 0 ,15 2 r 11 .55 2 chn loi... :Scs=h*c=4.38 *1, 168=5 .11 (cm ) di trung bỡnh ng sc : lth=2*(a+h+c)=2* (1. 46+4.38 +1. 168) =14 . 016 ( cm) di trung bỡnh dõy qun : ldq=2*(a+b)+ *c=2* (1. 46 +1. 752)+ *1, 168 =10 .09(cm) th tớch lừi thộp : 3 Vth=2*a*b*(a+h+c)=2 *1. 46 *1. 752* (1. 46+4.38 +1, 168)=35.85(cm ) o 2.Tớnh in tr dõy qun nhit 20 C m bo st ỏp cho phộp : U=5%Ud=6V r= U 6 = = 11 .55() Id (1 + 4,26 *10 * (Tmt + T 20) 4 * (1 + 4,26 *10 3 * (40 +... Ksb = kdmv 0,057 = = 1. 14 kdmr 0,05 Ti cú in tr tng ng Rd= L= Ud 12 0 ,12 = = 300.3() Id 4 2 Rd 1 2 * 300.3 = = 0.63( H ) 2 2_ mdm * f 1 (m dm 1) 2 * * 50(2 1) +thit k mch lc : 1. Kớch thc lừi thộp - 18 - - 18 - Kớch thc c s : a=2,6 4 L * Id 2 = 2,64 0,63 * 16 =1. 46 (cm) b =1, 2*a =1, 2 *1. 46 =1. 752(cm) c=0,8*a=0,8 *1. 46 =1, 168(cm) h=3*a=3 *1. 46=4.38(cm) 2 tit din lừi thộp : S=a*b =1. 46 *1. 752=2.55(cm ) 2 din... tớch V =1, 4 (cm )kớch thc a=4,5mm,b=6mm,Q=0,27 cm 2 ,d =12 mm,D=21mm +S vũng dõy qun s cp mỏy bin ỏp xung ,theo nh lut cm ng in t : dE B = w*Q * dt tx U 1 * tx 9 * 1, 67 * 10 6 w1 = = = 18 6(vong ) B * Q 0,3 * 27 * 10 6 U 1 = w1 * Q S vũng dõy th cp : W2= w1 18 6 = = 62 m 3 I1 Tit din dõy qun th cp :S1= J 1 = 0,05 = 8,33 * 10 6 (mm) 6 2 J1=6Amm ng kớnh dõy qun s cp : d1 = 4 * S1 = 4 * 8,33 * 10 3 = 0 ,10 3(mm)... din 15 *6=90(mm ) 6.Xỏc nh khe h ti u : lkk=0,0 016 *w*Id= 0,0 016 *10 01* .4=.64(mm) ming m cú dy :lem=0,5*lkk=0.32(mm) 7.tớnh kớch thc cun dõy : - 19 - - 19 - chn cun dõy cú dy 5mm nờn cao s dng cun qun dõy : hsd=6,63 -1= 5,63 s vũng trong mt lp : w1= hsd 5,63 = = 3,75 hd 1, 5 nh vy mt lp dõy qun 3 vũng w s lp dõy : n= w1 = 10 01 = 333.67(lop ) 3 +Tớnh toỏn v chn t C C= 10 * ( Ksb + 1) 2 mdm * L = 10 * (1, 14... trờn bỡnh acqui l y Vỡ 10 bỡnh l mc ni tip nờn: U =10 *12 =12 0(V) Dũng in phúng ca acquy: - 13 - - 13 - Ip = P 13 64 = = 11 .4( A) U 12 0 Dung lng ca acqui l: An = Ip * t = 11 .4 * 1 = 1. 9( Ah) 6 Trong trng hp ny, m bo tui th cho acqui, phi chn tng dung lng ln hn gp 2 ln so vi tớnh toỏn: Athucte = 2 * An = 2 * 1. 9 = 3.8( Ah) Chn acqui cú dung lng 4 Ah Chn dũng np l I n =10 %A= 0.4A( trong 10 h) in ỏp ỏc qui nap... Suy ra : Ic=C*6/(9 *10 Vỡ )=82 *10 3 3 )=(0,22 *10 6 *6)/( 9 *10 3 )=0 ,14 7 *10 3 (A) Ic=Un/(Rx+R1) suy ra Rx+R1=Un/Ic =12 /(0 ,14 7 *10 3 Chn R1=50k l in tr c nh ,Rx=50k - 23 - - 23 - 3 8.To ngun nuụi: Ta cn to ra ngun in ỏp 12 (V) cp cho bin ỏp xung, nuụi IC , cỏc b iu chnh dũng in, tc v in ỏp t tc Ta dựng mch chnh lu cu 3 pha dựng iụt, in ỏp th cp mỏy bin ỏp ngun nuụi: U2 =12 /2,34 = 5 ,1( v) n nh in ỏp... 2 vi mch n ỏp 7 812 v 7 913 , cỏc thụng s chung ca vi mch ny: in ỏp u vo : UV = 7ữ35 (V) in ỏp u ra : Ura= 12 (V) vi IC 7 812 Ura= -12 (V) vi IC 7 913 Dũng in u ra :Ira = 0 1 (A) T in C4, C5 dựng lc thnh phn súng hi bc cao Chn C4= C5 =C6 =C7 = 470 (àF) ; U =35 V 1 7 812 3 3 +12 V 2 1 2 a b C4 C6 c A 220 ~B 0 C a b C5 C7 1 2.3Tớnh chn khõu so sỏnh : - 24 - - 24 - 2 2 c 1 7 912 3 3 -12 V R1 Uvao Ura R2 Unguong... thi Ura =-Uramax Khuch i thut toỏn ó chn loi TL 084 Chn R1 = R2 > Uv/I v = 12 / 1. 10-3 = 12 (K) Trong ú nu ngun nuụi Vcc = 12 (V) Thỡ in ỏp vo A3 l Uvao 12 (v) Dũng in vo c hn ch Ilv < 1 (mA) Do ú ta chn R1= R2= 15 (K) khi ú dũng vo A3 : Ilvmax= 12 / (15 10 3) = 0,8 ( m A) 2.4 Tớnh tng khuch i cui cựng: Chn Tranzitor cụng sut loi Tr3 loi 2SC 911 1 lm vic ch xung cú cỏc thụng s: Tranzitor loi npn, vt... Ed=36/0,47 = 77V Ta chn Ed =12 0VDC cung cp cho cquy v nghch lu Sau khi qua bộ nghch lu s s dng mt mỏy bin ỏp h in ỏp thnh 36V xoay chiu phự hp vi ti cquy c chn l loi cquy 12 V Nh vy ta cn mc 12 0 /12 =10 c quy mc ni tip nhau 2 dung lng acquy: - Vi yờu cu cụng sut P = 12 96 Nếu nh hiu sut ca mỏy bin ỏp l 95% ta cú P =12 96/.95 =13 64 Thi gian liờn in l 10 =1/ 6 h Chn 10 bỡnh acqui 12 V( 10 *12 V ) Gi s khi phúng in