Thiết kế nguồn hàn hồ quang một chiều, mạch điều khiển đảm bảo đặc tính nguồn hàn và các yêu cầu bảo vệ

Thiết kế hàn hồ quang chiều Đồ án môn học Điện tử công suất Đề số 4: Thiết kế nguồn hàn hồ quang chiều, mạch điều khiển đảm bảo đặc tính nguồn hàn yêu cầu bảo vệ Với số liệu: Dòng hàn cực đại (A) 80 Điện áp không tải (V) 60 Mục lục Lời nói đầu Chơng 1: Giới thiệu chung công nghệ hàn hồ quang chiều Chơng 2: Các phơng án thiết kế8 Chơng 3: Thiết kế tính toán mạch lực .17 Chơng 4: Thiết kế tính toán mạch điều khiển. 27 Thiết kế hàn hồ quang chiều Kết luận 50 Tài liệu tham khảo51 Lời nói đầu Trong năm gần với việc phát triển mạnh mẻ khoa học kỹ thuật ứng dụng chúng vào công nghiệp nói chung công nghiệp điện điện tử nói riêng, thiết bị điện tử có công suất lớn đợc chế tạo ngày nhiêù, đặc biệt ứng dụng vào nghàng kinh tế quốc dân đời sống, làm cho yêu cầu hiểu biết thiết kế loại thiết bị cần thiết kỹ s ngành điện Sự đời, phát triển nhanh chóng ngày hoàn thiện linh kiện điện tử, bán dẫn công suất lớn nh Diode, Thyristor, Triac, Tranzitor đặc biệt vi xử lí tạo bớc đột phá làm thay đổi cách sâu sắc, toàn diện nh thúc đẫy mạnh mẽ phát triển thiết bị, hệ thống thiết bị điện- điện tử, hệ thống điều khiển Đối với sinh viên khoa điện nói chung đặc biệt sinh viên ngành tự động hóa chúng em việc nắm vững lí thuyết môn học Điện tử công suất biết cách ứng dụng chúng vào thực tế điều quan trọng Hiện hàn điện công nghệ đợc sử dụng rộng rãi công nghiệp, xây dựng công nghiệp chế tạo máy học kỳ em đợc thầy cô giao cho đồ án môn học có đề tài là: Thiết kế nguồn hàn hồ quang chiều Thiết kế hàn hồ quang chiều Đợc hớng dẫn, bảo tận tình cuả thầy cô môn đặc biệt hớng dẫn trực tiếp thầy đỗ trọng tín, em hoàn thành đồ án thời gian quy định Mặc đù em đa cố gắng nhiều việc tìm hiểu thiết kế đồ án nhng trình độ có hạn nên đồ án tránh khỏi sai sót, rát mong đóng góp í kiến thầy cô bạn để đồ án đợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Chơng 1: Giới thiệu chung công nghệ hàn hồ quang chiều Khái niệm chung: Hiện hàn điện công nghệ đợc sử dụng rộng rãi công nghiệp, xây dựng công nghiệp chế tạo máy Bởi u điểm nỗi bật sau: - Tiết kiệm đợc nguyên vật liệu so với phơng pháp gia công khác (so với tán đinh 5-10%; so với phơng pháp đúc đến 40%) - Có độ bền học cao, chất lợng mối hàn tốt - Giá thành hạ, suất cao - Công nghệ đơn giản - Cải thiện đợc điều kiện làm việc cho công nhân dễ tự động hoá Phân loại phơng pháp hàn điện: Hàn điện đợc phân phơng pháp hàn hồ quang hàn tiếp xúc Trong hàn hồ quang có hàn tay, hàn tự động, hàn bán tự động với nguồn xoay chiều nguồn chiều Định nghĩa hàn: Hàn trình nối hai vật liệu kim loại với cách nung nóng chổ nối đến nóng chảy gần nóng chảy Hồ quang điện hàn hồ quang điện: Thiết kế hàn hồ quang chiều Hồ quang điện hàn dạng phóng điện chất khí với mật độ dòng điện lớn(102 đến 103A/mm2) điều kiện bình thờng chất khí hầu nh không dẫn điện Nếu đặt lên hai điện cực môi trờng không khí điện trờng có cờng độ đủ lớn phá vỡ cách điện chất khí có khả dẫn dòng điện lớn, phụ thuộc vào tính chất chất khí, áp suất nó, nhiệt độ môi trờng, vật liệu làm điện cực, độ lớn cờng độ điện trờng Đặc tính V-A, đặc tính tĩnh hồ quang: Để giảm đợc U mồi mà gây đợc hồ Uh B quang ngời ta cho hai điện cực tiếp xúc gây I đoãn mạch Nếu I đoãn mạch đủ lớn A sẻ nung kim loại chổ tiếp xúc nóng chảy C D Thờng sử dụng đoạn đặc tính CD đẻ hàn Hàn điện hồ quang dùng nhiệt lợng hồ quang điện nung nóng chổ hàn Ih làm cho kim loại vật hàn chảy kim loại bổ sung chảy để nối hai vật lại Khi hàn: Cho que hàn chạm vào vật hàn 0.1 s xong đa lên cao 3-4 mm Do tác dụng điện trở nên đầu nút que hàn chổ vật hàn tiếp xúc với que hàn bị nung nóng Khi nhấc que hàn lên khỏi vật hàn que hàn bắn điện tử, điện tử bắn nhanh đập vào vật hàn biến động thành nhiệt dẫn đến vật hàn bị chảy Môi trờng que hàn vật hàn chịu tác dụng điện trờng bị ion hóa, ion dời lên nhanh biến động thành nhiệt dẫn đến que hàn nóng chảy nhỏ giọt xuống vật hàn Các yêu cầu chung nguồn hàn hồ quang: Nguồn điện cung cấp cho hàn hồ quang xoay chiều chiều Trong nguồn hàn hồ quang chiều có hai loại : - Bộ biến đổi quay(máy phát hàn chiều) - Bộ biến đổi tĩnh(bộ chỉnh lu) Với phát triển kĩ thuật bán dẫn công suất lớn đa nhiều ứng dụng nguồn hàn chiều Nguồn hàn chiều dùng chỉnh lu có u việt sau so với máy phát hàn chiều: + Chỉ tiêu lợng cao + Không có phần quay + Hiệu suất cao, chi phí vận hành, bão dỡng sữa chữa thấp Thiết kế hàn hồ quang chiều Tuy nhiên chúng có yêu cầu chung sau: - Điện áp không tải đủ lớn lớn áp có tải để mồi đợc hồ quang hàn đợc dễ dàng: Nguồn hàn chiều vói điện cực là: Kim loại : U0min = (30 - 40) V Than : U0min = (45 - 55) V - Đảm bảo an toàn lúc làm việc chế độ làm việc nh chế độ ngắn mạch làm việc Bội số làm việc ngắn mạch không đợc lớn I = I nm = 1,2 ữ 1,4 I dm Trong đó: I -bội số dòng điện ngắn mạch I nm - dòng điện ngắn mạch [A] - Nguồn hàn phải có công suất lớn - Nguồn hàn phải có khả điều chỉnh đợc dòng hàn; nh ta biết dòng điện hàn phụ thuộc vào đờng kính que hàn Dòng điện hàn đợc tính theo biểu thức sau: I h = (40 ữ 60)d Trong : I h - dòng điện hàn [A] d - đờng kính que hàn [mm] - Đờng đặc tính nguồn hàn phải đáp ứng theo phơng háp hàn Đặc tính đờng biểu diễn quan hệ áp hai đa máy với dòng tải Các đặc tính nguồn điện U hàn: 1: Đặc tính dốc 2: Đặc tính thoải 3: Đặc tính cứng 4: Đặc tính tăng Nguồn hàn dùng cho phơng pháp hàn hồ quang tay phải có đờng đặc I tính dốc Nguồn hàn dùng cho phơng pháp hàn hồ quang tự động phải có đờng đặc tính cứng Thiết kế hàn hồ quang chiều Chơng II Các phơng án thiết kế Có nhiều phơng án lựa chọn để thiết kế chỉnh lu cho nguồn hàn ta xét phơng án sau: - Chỉnh lu cầu pha - Chỉnh lu cầu pha điều khiển không đối xứng - Chỉnh lu hình tia pha I Chỉnh lu cầu pha có điều khiển (tải R+L) : a Sơ đồ Thiết kế hàn hồ quang chiều T3 T1 T2 T4 R d Ld b Hoạt động sơ đồ: Giả thiết van bán dẫn hoàn toàn giống nhau, có sụt áp van lúc dẫn xấp xĩ Trong mạch phát xung mở ta phải phát đồng thời xung để mở van T1 T4 T2 T3 Các góc mở = = - Tại thời điểm t=t1 phát xung mở T1 T4 U d = U AB Sau thời điểm , dới tác dụng nguồn U dòng điện id sẻ tăng dần từ mà không tăng đột biến tác động điện cảm L d Suất điện động tự cảm eL chống lại biến thiên dòng qua Vì dòng id biến thiên chậm pha so với U2 Dẫn đến thời điểm t= nguồn 0, song dòng id >0 Tiristor cha khoá lại đợc - Tại thời điểm: t=t2 phát xung mở T2 T3 Nếu lúc id >0 mơ T2 T3 dẫn đến T1 T4 khoá lại Dòng điện sẻ liên tục Ud = UBA Nếu lúc id =0 (T1 T4 khóa) nên mở T2 T3 dòng sẻ gián đoạn b Công thức tính toán: - Điện áp chỉnh lu nhận đợc: Thiết kế hàn hồ quang chiều Ud = + 2u Sind = 2U Cos U : Điện áp cấp cho chỉnh lu - Điện áp ngợc đặt lên van: U ng max = 2U - Dòng điện tải trung bình: I d = Ud Rd - Dòng điện trung bình qua van: I v = Id - Dòng điện thứ cấp máy biến áp : I2 = + i d = + I d d = I d - Công suất máy biến áp : S =U2I2 = U d 2Cos Id = 2Cos Pd Sơ đồ hình tia pha: a Sơ đồ đồ thị: Thiết kế hàn hồ quang chiều b Hoạt động sơ đồ: - Tại thời điểm t= + phát xung mở T1 U d = U a - Tại thời điểm t= + phát xung mở T3 U d = U b Lúc dòng T1 khoá tự nhiên dòng gián đoạn, dòng lớn T khoá cỡng dòng liên tục - Tại thời điểm t= + phát xung mở T5 U d = U c Các góc mở = = = c Công thức tính toán: - Điện áp chỉnh lu nhận đợc: + Ud = 2U Sind = U Cos = U d Cos + Với U d = U = 1,17U 2 - Điện áp ngợc đặt lên van: U ng max = 6U = 2,45U - Dòng điện tải trung bình: I d = Ud Rd - Dòng điện trung bình qua van: I v = Id - Dòng điện thứ cấp máy biến áp : I2 = + + i d = I + I d d = d = 0,58 I d + - Công suất máy biến áp : S= 3U I + 3U I = 1,35Pd Sơ đồ pha điều khiển không đối xứng: a Sơ đồ đồ thị: Thiết kế hàn hồ quang chiều 10 Thiết kế hàn hồ quang chiều tạo E1, VR1 R2 Khi điện áp đặt vào cửa đảo OA lớn điện áp U1 cửa thuận OA1thì cửa OA1 có điện áp âm Còn điện áp cửa đảo OA1 nhỏ điện áp cửa thuận điện áp OA điện áp dơng Nh OA1 có nhiệm vụ so sánh điện áp nửa hình sin U1 với điện áp phẳng cửa đảo tạo đầu điện áp dơng, âm liên tiếp dạng xung vuông nh hình vẽ Tính toán: Chọn góc trì thoát lợng =5 o điện áp U1 đặt vào cửa (+) so sánh là: U = Umaxsin o = 12.sin o = 1,48(V) Ta có: I = 1,48 U R2 E = R2 R + VR1 E 1,48 R = VR = 12 1,48 10,52 = VR1 VR1 VR1 7R2 Chọn R2 = (k) , VR1 = 50 (k) Để điện trở đầu vào OA1 lớn ta chọn điện trở R có giá trị 100 (k) Khâu tạo điện áp ca: 33 Thiết kế hàn hồ quang chiều Nguyên lý hoạt động khâu tạo điện áp ca : Khi Uđb có giá trị âm, D3 dẫn Sử dụng đặc điểm khuyếch đại thuật toán điện cửa (+) (-) nhau, ta có điện điểm (-) điểm (+) nối với đất Theo sơ đồ ta thấy: Điện áp tụ C1 điện áp đầu khuyếch đại thuật toán Thông thờng mạch thiết kế với điều kiện R3 U P điện áp lúc đầu OA điện áp âm Sau thời gian, điện áp đầu qua R9 tụ, tụ đợc nạp theo chiều ngợc lại UN < Khi U P > điện áp đầu thay đổi thành điên áp dơng Nh đặc tính phóng nạp tụ C3 tạo OA điện áp dạng xung vuông liên tiếp Diode D6 có tác dụng loại bỏ phần xung âm, diode D5 có tác dụng lọc nhiễu có tần số xung đợc tạo lớn cao gấp nhiều lần điện áp lới Do U6 có dạng xung dơng nh hình vẽ Tính toán: Chu kỳ dao động: T = R8 C ln1 + R9 R10 Chọn tần số phát xung f = 10 kHz R8 C ln1 + R9 R10 1 = = = 0,0001 f 10.10 Theo kinh nghiệm thờng chọn R9 + R10 cỡ 20 k, để giảm độ chênh lệch cửa vào OA chọn R10 nhỏ R9 Vậy chọn R10 = k, R9 = 15 k Chọn trị số tụ điện C3 10 nF 37 Thiết kế hàn hồ quang chiều R8 = 0,0001 2R 2C ln1 + R10 = 0,0001 2500 2.15 () 2.10.10 ln1 + Chọn trị số R8 là: 2,5 k Để có sờn xung dốc đứng ta nên sử dụng loại OA có tham số tốc độ tăng áp lớn (nh LF351) dùng comparator (nh LM301, LM339), loại OA thông dụng nh LM324, àa741 cho xung không thật dốc với khu vực tần số 10 (kHz) Khâu trộn xung: Khâu trộn xung sử dụng IC cổng AND có đầu vào với thông số: Nguồn nuôi IC : Vcc = 3ữ15 (V), ta chọn: Vcc = 12 (V) Nhiệt độ làm việc : - 40o C ữ 80o C Điện áp ứng với mức logic 1: 2.5ữ4,5 (V) Dòng điện nhỏ hơn: mA Bảng chân lí cổng AND: X1 1 1 0 0 X2 1 0 1 0 X3 1 1 Khối phản hồi: 38 Y 0 0 0 Thiết kế hàn hồ quang chiều Nguyên lý hoạt động khâu phản hồi : Ly in ỏp phn hi t ngun hn thụng qua in tr Shunt, vỡ in ỏp ny nh nờn ta cho qua b khuch i c in ỏp thớch hp Tiếp theo điện áp phản hồi đợc đa vào cộng (đảo) với điện áp mà ta đặt cho nguồn hàn làm việc Sau điện áp phản hồi đợc đa qua khâu PI để loại bỏ sóng nhiễu có tần số cao làm cho mạch tăng tính ổn định 7.Khối nguồn: 39 Thiết kế hàn hồ quang chiều a Chức khối nguồn : Cung cấp nguồn cho IC, tạo xung ca, điện áp lấy để làm điện áp so sánh Cung cấp nguồn công suất cho biến áp xung hoạt động Cung cấp nguồn cho khâu đồng pha b Tính toán: Tính toán biến áp Công suất cấp cho khối nhỏ, thông thờng ta chọn thông số biến áp khối nh sau: o Khâu ổn áp: U _ =17 V; I _ =0,6 A Công suất khâu ổn áp là: P _ =U _ I _ =17.0,6=10,2 40 (W) Thiết kế hàn hồ quang chiều o Khâu nguồn công suất : U _ =10 V; I _ =1 A Công suất nguồn ổn áp là: P _ =U _ I _ =10.1=10 (W) o Khâu đồng pha: U _ =12 V; I _ =0,1 A Công suất nguồn đồng pha là: P _ =U _ I _ =24.0,1=2,4 (W) Tổng công suất ba khâu là: P= P _ +P _ + P _ =10,2 + 10 + 2,4 = 22,6 (W) Tra bảng ứng với công suất chuẩn 26 W ta đợc kích thớc lõi thép là: Trong a= 16 mm h= 40 mm c=16 mm L=64 mm H=56 mm b=20 mm Q= 2,91cm Số von/vòng là: N=4,44.B.f.Q=4,44.1.50.2,91.10 =0,064 (von/vòng) Số vòng cuộn thứ cấp biến áp khối ổn áp : W2 _ = U _1 N = 17 = 266 (vòng) 0,064 Chọn mật độ dòng điện thứ cấp J=2A/mm Thiết diện dây thứ cấp là: 41 Thiết kế hàn hồ quang chiều Q2 _ = I _1 J 0,6 = 0,3 mm 2 = Chọn dây chuẩn có thiết diện dây là: Q _ =0,3019 tơng đơng với đờng kính d _ = 0,62 mm Số vòng cuộn thứ cấp biến áp khối công suất : W2 _ = U2_2 N = 10 = 156 (vòng) 0,064 Chọn mật độ dòng điện thứ cấp J=2A/mm Thiết diện dây thứ cấp là: Q2 _ = I2_2 J = = 0,5mm 2 Chọn dây chuẩn có thiết diện dây là: Q _ =0,5027 tơng ứng với đờng kính d 2_2 =0,8mm Số vòng cuộn thứ cấp biến áp khối đồng pha : W2 _ = U2_3 N = 12 = 188 (vòng) 0,064 Chọn mật độ dòng điện thứ cấp J=2A/mm Thiết diện dây thứ cấp là: Q2 _ = I2_3 J = 0,1 = 0,05mm 2 Chọn dây chuẩn có thiết diện dây là: Q _ =0,05726tơng ứng với đờng kính d _ =0,27mm Tính toán phía sơ cấp biến áp Dòng điện sơ cấp máy biến áp là: I1 = S 22,6 = = 0,102 U 220 ( A) Số vòng cuộn sơ cấp biến áp : W1 = U1 220 = = 3438 N 0,064 (vòng) Chọn mật độ dòng điện thứ cấp J=2A/mm Thiết diện dây sơ cấp là: 42 Thiết kế hàn hồ quang chiều S1 = I 0,102 = = 0,051 J (mm ) Chọn dây chuẩn có thiết diện dây là: S1 = 0,05726 mm tơng ứng với đờng kính d1 = 0,27 mm Tính toán khâu chỉnh lu ổn áp: Tạo nguồn nuôi E=12 V Ta dùng mạch chỉnh lu cầu pha dùng diode, điện áp thứ cấp máy biến áp nguồn nuôi: U2 =17 V Để ổn định điện áp nguồn nuôi ta dùng IC ổn áp 7812 7912, thông số chung vi mạch này: Điện áp đầu vào : UV = 7ữ35 (V) Điện áp đầu ra: Ura = 12(V) với IC 7812 Ura = -12(V) với IC 7912 Dòng điện đầu ra: Ira = 0ữ1 (A) Tụ điện C4, C5 dùng để lọc thành phần sóng hài bậc cao Chọn: C1 = C1 ' có: 50V/1000 àF C = C ' có: 25V/1000 àF C = C ' = 1àF Chọn C4 có: 25V/1000 àF Các diode D1 ữ D8 chọn loại diode thông thờng có thông số: Itb = A Uđm = 200 V Khuyếch đại xung & biến áp xung: 43 Thiết kế hàn hồ quang chiều a Biến áp xung: Theo phần tính toán mạch lực ta chọn van thyristor SH100F21A Van có thông số: I G = 0,15 ( A) U G = 2,5 (V ) Giá trị giá trị dòng áp thứ cấp BAX Tham khảo tài liệu cho thấy tỷ số biến áp xung thờng áp dụng m =1ữ3 tốt ta chọn m = 1,2 Vậy giá trị dòng sơ cấp BAX I1 = I 150 = = 125 (mA) m 1,2 Giá trị điện áp sơ cấp BAX: U = U m = 2,5.1,2 = (V ) Công suất BAX: S = U I = 3.0,125 = 0,375 (VA) Chọn vật liệu lõi biến áp xung Ferit làm việc phần đặc tính từ hóa BS = 0,45 T, độ từ thẩm àA = 6000 A/m, diện tích lõi 1cm2 44 Thiết kế hàn hồ quang chiều Số vòng dây sơ cấp BAX: U 1t x Bs S W1 = Trong đó: tx chiều dài xung truyền qua máy biến áp thờng có giá trị từ 10 đến 600às ta chọn tx 350 às S tiết diện lõi Ferit Thay số vào ta có: 3.350.10 = 28 (vòng) 0,375.10 W1 = Số vòng dây thứ cấp BAX: W2 = W1 28 = = 24 (vòng) m 1,2 Giá trị trung bình sơ cấp thứ cấp BAX I 1tb = I tx 350.10 = 0,125 = 1,65.10 ( A) T 2.10 I 21tb = I tx 350.10 = 0,15 = 1,98.10 ( A) T 2.10 Đờng kính cuộn sơ cấp, thứ cấp BAX (khi ta chọn mật độ dòng điện J = 2.35 (A/mm2) d1 = I 1tb 1,65.10 = 0,09 (mm) J 2,35.3,14 d = I 2tb 1,98.10 = 0,1 (mm) J 2,35.3,14 Nh ta chọn d1 = 0,09 (mm), d2 = 0,1 (mm) b Khuyếch đại xung: Tính R14 Ta có: R14 = ECS U XCBAX 0,9.10 3,6 = = 43,2 () I SCBA 0,125 Chọn TR2 loại H1061 với thông số: UEC = 35 (V) IEC = (A) 45 Thiết kế hàn hồ quang chiều = 120 sử dụng = 10 I BT = I ECT 0,125 = = 0,0125 ( A) = 12,5 (mA) T 10 Ta có: IBT2 = IECT1 = 12,5 (mA) Chọn TR1 loại C828 với thông số: UEC = 35 (V) IEC = 150 (mA) = 100 sử dụng = 10 I BT = I ECT 12,5 = = 1,25 (mA) T1 10 Kết luận Sau trình học tập nghiên cứu, với hớng dẫn tận tình thầy cô giáo môn đặc biệt thầy Đỗ Trọng Tín giúp đỡ bạn nhóm, em hoàn thành nhiệm vụ đợc giao đồ án : Thiết kế nguồn hàn hồ quang chiều Trong trình thực hiện, trình độ hạn chế nên chắn em tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đợc ý kiến đóng góp thầy cô giáo bạn để đồ án đợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 22 tháng năm 2005 Sinh viên: Lu Trung 46 Thiết kế hàn hồ quang chiều TàI liệu tham khảo : Điện tử công suất Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh Nhà xuất khoa học kỹ thuật Điện tử công suất Nguyễn Bính Nhà xuất khoa học kỹ thuật Giáo trình điện tử công suất Trần Trọng Minh Nhà xuất giáo dục Bài giảng hớng dẫn thiết kế mạch điện tử công suất - Phạm Quốc Hải Thiết kế máy biến áp Phạm Văn Bình, Lê Văn Doanh Nhà xuất khoa học kỹ thuật 47 [...]... trục biên độ Đa số mạch điều khiển thực tế sử dụng nguyên tắc này ở đây trong đồ án này ta cũng dùng phơng pháp điều khiển dọc 25 Thiết kế hàn hồ quang một chiều III Chức năng: Đảm bảo phát xung với đầy đủ các yêu cầu để mở van : Đủ độ rộng tx Đủ biên độ Ux Sờn xung ngắn tS = 0,5 ữ1às Đảm bảo tính đối xứng đối với các kênh điều khiển Đảm bảo cách ly giữa mạch lực và mạch điều khiển Ví dụ đối với... đó mach cầu một pha có thể chịu đợc Hơn nữa mach cầu một pha đơn giản, sử dụng ít linh kiện,mạnh diện dơn giản nên giá thành rẻ Qua việc phân tích trên ta thấy chọn mạch chỉnh lu cầu 1 pha điều khiển không đỗi xứng là thích hợp nhất 13 Thiết kế hàn hồ quang một chiều Chơng III Thiết kế tính toán mạch lực I Thiết kế mạch lực: 1 Sơ đồ: 14 Thiết kế hàn hồ quang một chiều 2 Thuyết minh: Sơ đồ mạch lực... bên): 29 Thiết kế hàn hồ quang một chiều 30 Thiết kế hàn hồ quang một chiều 3 Dạng điện áp: 31 Thiết kế hàn hồ quang một chiều V Tính toán các khâu trong mạch điều khiển: 1 Khâu đồng bộ: Nguyên lý hoạt động của khâu đồng bộ: Khi cấp nguồn 380V vào sơ cấp của biến áp đồng pha, phía thứ cấp của biến áp đợc hạ áp Giả sử tại thời điểm ban đầu t = 0, nửa chu kỳ đầu điện áp d ơng đặt trên D1, D1 sẽ thông và D2... dụng nh một khâu truyền xung cuối cùng ở tầng khuyếch đại xung Đảm bảo đúng quy luật về pha điều khiển Đây là yêu cầu về đảm bảo phạm vi điều chỉnh góc Có thể hạn chế phạm vi góc điều khiển , không phụ thuộc sự thay đổi của điện áp lới 26 Thiết kế hàn hồ quang một chiều Không gây nhiễu đối với các hệ thống điều khiển điện tử khác ở xung quanh Có khả năng bảo vệ quá áp, quá dòng, mất pha và báo... + c) = 2.(4,99 + 3,74) = 17,46 (cm) 2 2 22 Thiết kế hàn hồ quang một chiều Chơng IV: Tính toán mạch điều khiển I-Sơ đồ khối Nhiệm vụ : Khâu đồng pha có nhiệm vụ tạo ra điện áp tựa U rc dạng răng ca đồng bộ với lới trùng pha với điện áp anot của thyristor 23 Thiết kế hàn hồ quang một chiều Khâu so sánh có nhiệm vụ so sánh giữa điện áp tựa với điện áp điều khiển để phát xung ở đầu ra đa đến bộ khuếch... cắt nguồn có bảo vệ ngắn mạch, quá tải - Máy biến áp: Để biến đổi điện áp xoay chiều từ lới về điện áp xoay chiều yêu cầu để đa vào bộ chỉnh lu đồng thời cách ly cao áp - Mạch R-C đợc mắc song song với tải nhằm bảo vệ quá áp - Bộ chỉnh lu: Biến nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều đập mạch - Cuộn kháng lọc L: Dùng để san phẳng dòng điện - Điện trở Shun (Rs ) : Đợc dùng để lấy điện áp phản hồi II Thiết. . .Thiết kế hàn hồ quang một chiều 11 Thiết kế hàn hồ quang một chiều b Hoạt động của sơ đồ: Trong một chu kỳ các điode có khả năng dẫn trong các khoảng sau: D2 : 7 ữ 2 6 D4 : - Tại thời điểm t= + 6 D6 : 0 ữ 2 phát xung mở T1 Trong khoảng + ữ 6 2 Trong khoảng 5 ữ + 2 6 - Tại thời điểm t= 7 11 ữ 6 6 T1 và D6 dẫn U d = U ab T1 và D2 dẫn U d = U ac 5 + phát xung... đảo dấu và thế dơng đợc đặt vào anốt D2, D2 sẽ thông và D1 bị khoá Vậy điện áp U1 là điện áp xoay chiều đơc đa qua chỉnh lu thành điện áp một chiều nửa hình sin Điện áp một chiều nửa hình sin liên tiếp đợc đa vào cửa thuận của khuyếch đại thuật toán OA1 Điện áp đợc đa vào cửa đảo của OA1 là điện áp một chiều phẳng 32 Thiết kế hàn hồ quang một chiều tạo ra bởi E1, VR1 và R2 Khi điện áp đặt vào cửa đảo... cắt không tải một máy biến áp trên đờng dây, khi cầu chì bảo vệ nhảy, khi có sấm sét - Để bảo vệ quá áp do tích tụ điện tích gây ra ngời ta dùng mạch RC ghép song song với van Khi có chuển mạch do có phóng điện từ van ra ngoài tạo nên xung áp trên bề mặt R C tiếp giáp van Mạch RC mắc song song van tạo nên mạch vòng phóng điện tích quá độ trong quá trình chuyển mạch - Tính toán mạch bảo vệ: + U dmp ,U... khuyếch đại thuật toán : V Thiết kế mạch điều khiển: 1 Thuyết minh: Khi cấp nguồn vào sơ cấp của biến áp đồng pha, phía thứ cấp của biến áp đợc hạ áp Sau khi qua mạch chỉnh lu có điểm trung tính điện áp U 1 là điện áp một chiều nửa hình sin Điện áp một chiều nửa hình sin tại U 1 đợc đa vào cực (+) của OA1 so sánh với điện áp phẳng U đợc đặt vào cực (-) của OA1 do E1, VR1 và R2 tạo ra Kết quả ta đợc tín hiệu