THIẾT kế NGUỒN mạ một CHIỀU có đảo CHIỀU DÒNG điện

59 310 0
THIẾT kế NGUỒN mạ một CHIỀU có đảo CHIỀU DÒNG điện

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Đồ áN MÔN HọC ĐIệN Tử CÔNG SUấT Đề TàI : THIếT Kế NGUồN Mạ MộT CHIềU Có ĐảO CHIềU DòNG ĐIệN Giáo viên hớng dẫn : phạm quốc hảI Ngời thực : Các số liệu cho trớc : PHƯƠNG áN : NGUồN ĐIệN Mạ : 12 36 (V) DòNG t MAX : 40 (A) ThờI GIAN THUậN : 50 - 600 (s) Thời gian ngợc : - 60 (s) Mục lục : Lời nói đầu Chơng Công nghệ mạ chiều Chơng Lựa chọn sơ đồ chỉnh lu 13 Chơng Tính chọn van mạch lực .20 Chơng Tính toán máy biến áp chỉnh lu 22 Chơng Các thiết bị bảo vệ 33 Chong Tính toán thiết kế lọc35 Chơng Tính toán thông số mạch điều khiển 39 Lời nói đầu Mạ kim loại đời phát triển hàng trăm năm Ngày mạ kim loại trở thành ngành kỹ thuật phát triển mạnh mẽ hầu hết nớc giới, phục vụ cách đắc lực cho ngành khoa học kỹ thuật sản xuất đời sống văn minh ngời Lớp mạ kim loại bề mặt chi tiết máy ,dụng cụ sinh hoạt, phơng tiện sản xuất, giao thông vận tải, khai thác mỏ địa chất,thông tin liên lạc, kỹ thuật điện tử, khí xác, thiết bị y tế, trang trí bao bì Vậy mạ điện ? Một cách đơn giản hiểu mạ điện trình kết tủa kim loại lên bề mặt lớp phủ có tính chất cơ, lý, hoá đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật mong muốn Mạ kim loại không làm mục đích bảo vệ khỏi bị ăn mòn mà có tác dụng trang trí, làm tăng vẻ đẹp, sức hấp dẫn cho dụng cụ máy móc đồ trang sức Ngày không riêng nớc phát triển mà nớc ta kỹ thuật mạ có nhng bớc phát triển nhảy vọt, thoả mãn yêu cầu kỹ thuật sản xuất cung nh kinh doanh Kỹ thuật mạ đòi hỏi phải không ngừng phát triển nghiên cứu cải tiến kỹ thuật ,máy móc chuyên dùng thiết bị dây chuyền sản xuất đồng tự động hoá với độ tin cậy cao Điều giúp nâng cao chất lợng mạ hạ giá thành sản phẩm, chống ô nhiễm môi trờng Để có lớp mạ tốt yếu tố khác nguồn điện dùng để mạ quan trọng Đối với sinh viên tự động hóa, môn học điện tử công suất môn quan trọng Với giảng dạy nhiệt tình thầy cô khoa em tng bớc tiếp cận môn học Để vững lý thuyết để áp dụng vào thực tế, học kỳ em đợc thầy giao cho đồ án môn học với đề tài : Thiết kế nguồn mạ chiều Đây đề tài có quy mô ứng dụng thực tế Với cố gắng thân với bảo thầy Phạm Quốc Hải giúp em hoàn thành đồ án Do lần đầu làm đồ án điện tử công suất kinh nghiệm cha có lên em không tránh khỏi sai sót mong thầy giúp đỡ Cuối em xin chân thành cảm ơn ! Chơng1:công nghệ mạ chiều 1.Tìm hiểu công nghệ mạ Mạ điện đợc dùng nhiều nghành công nghiệp khác để chống ăn mòn,phục hồi kích thớc,làm đồ tranh sức,chống ăn mòn,tăng độ cứng ,dẫn điện ,dẫn nhiệt,phản quang,dễ hànVề nguyên tắc,vật liệu kim loại ,hợp kim,đôi chất dẻo gốm sứ composit Lớp mạ ,ngoài kim loại hợp kim composit kim loại -chất dẻo kim loại gốm Tuy nhiên việc chọn vật liệu mạ tuỳ thuộc vào trình độ lực công nghệ ,vào tính chất cần có lớp mạ vào giá thành Xu hớng chung dùng vật liệu rẻ ,sẵn có vật liệu mạ đắt , quí nhng lớp mỏng bên Nh : Mạ điện trình điện kết tủa kim loại lên bề mặt lớp phủ có tính chất cơ,lý ,hoá đáp ứng đợc nhu cầu mong muốn 2.Điều kiện tạo thành lớp mạ Mạ điện trình điện phân Quá trình điện phân xảy hai cực nh sau: -Trên anốt xảy trình hoà tan kim loại M - ne M n+ (1) -Trên katôt cation nhận điện tử tạo thành nguyên tử kim loại mạ M n+ + ne M (2) Với điều kiện điện phân thích hợp trình (1) trình (2) cân nhau.Do nồng độ ion M n + dung dịch không đổi , điều có ảnh hởng lớn đến chất lợng lớp mạ.Trong số trờng hợp ngời ta dùng điện cực trơ dung dịch đóng vai trò chất nhờng điện tử ,vì phải liên tục bổ sung vào dung dịch dới dạng muối Lúc phản ứng anốt trình giải phóng ôxi Quá trình xảy mạ điện có sơ đồ nh sau: a.Điện cực anốt: Trong mạ điện thờng dùng điện cực anốt tan kim loại làm lớp mạ.Trong trình anốt bị tan để cung cấp ion kim loại cho dung dịch,đảm bảo nồng độ ion dung dịch không đổi.Phản ứng anốt lúc là: M n+ M - ne Trong trờng hợp dùng anốt trơ nh : Platin,cacbonthì trình anốt là: 4OH - 4e 2H O + O (môi trờng kiềm) 2H O - 4e 4H + +O Để giữ cho nồng độ ion kim loại không đổi phải bổ sung thêm chất thích hợp b.Điện cực catôt: Điện cực catốt vật cần mạ ,đợc nối với cực âm nguồn điện chiều.Trên catôt xảy trình: M n+ + ne M Thực trình xảy theo nhiều bớc liên tiếp: -cation hyđrat hoá M n + mH O di chuyển từ dung dịch vào bề mặt catốt -catốt vỏ hyđrat hoá (mH O) vào tiếp xúc trực tiếp với bề mặt catốt -Điện tử (e) từ catốt điền vào điện tử hoá trị cation biến thành phân tử trung hoà -Các nguyên tử kim loại tham gia vào thành mầm tinh thể tham gia nuôi lớn mầm tinh thể sinh trớc Mầm phát triển thành.Tinh thể kết thành lớp mạ c.Dung dịch mạ -Dung dịch mạ giữ vai trò định lực mạ (tốc độ mạ ,chiều dày tối đa ,mặt hàng mạ)và chất lợng mạ.Dung dịch mạ thờng hỗn hợp phức tạp gồm ion kim loại mạ ,chất điện ly (dẫn điện) chất phụ gia nhằm đảm bảo thu đợc lớp mạ có chất lợng tính chất mong muốn Dung dịch muối đơn:Còn gọi dung dịch axit ,cấu tử muối axit vô hoà tan nhiều nớc phân ly hoàn toàn thành ion tự do.Dung dịch đơn thờng dùng để mạ với tốc độ mạ cao cho vật có hình thù đơn giản Dung dịch muối phức:Ion phức tạo thành pha chế dung dịch.Ion kim loại mạ ion trung tâm nội cầu phức.Dung dịch phức thờng dùng trờng hợp cần có khả phân bố cao để mạ cho vật có hình dáng phức tạp d.Chất phụ gia Chất dẫn điện :Đóng vai trò dẫn dòng dung dịch Chất bóng:Chất bóng thờng đợc dùng với liều lợng tơng đối lớn (vài gam/lit) bị lẫn vào lớp mạ nhiều Chúng cho lớp mạ nhẵn mịn làm thay đổi trình tạo mầm,làm tăng ứng suất nội độ dòn Chất san bằng: Các chất cho lớp mạ nhẵn, phẳng phạm vi rộng (vĩ mô) Nguyên nhân chúng hấp phụ lên điểm có tốc độ mạ lớn làm giảm tốc độ xuống Vậy phụ gia u tiên hấp phụ lên điểm lệch chỗ có lợng tự lớn lên đỉnh lồi chỗ có tốc độ khuếch tán lớn phụ gia đến Các phụ gia hấp phụ làm giảm tốc độ chuyển dịch điện tử Trong thực tế, nhiều phụ gia có tác dụng chất bóng chất san Chất thấm ớt: Trên Catôt thng có phn ng ph sinh khí Hydro Cht ny thúc y bt khí mau tách b m, lm cho trình m nhanh hn Tp cht : L nhnh cht không mong mun nhng khó tránh Chúng có th phóng in hoc hp th Catot v ln vo lp m gây nhiu tác hi nh : bong, dp, dũn, gai e.Nguồn điện chiều Có thể nguồn khác nh : pin , ăc quy, máy phát điện chiều, dùng nguồn điện hoá họcđể cung cấp dòng điện chiều cho bể mạ,bể điện phânCác nguồn điện có công suất nhỏ,khó tạo ,lại không kinh tế Do chỉnh lu đợc sử dụng rộng rãi xởng mạ đạt công suất lớn,dễ sản suất 3.Các giai đoạn quy trình công nghệ mạ Quy trình công nghệ mạ bao gồm nhiều bớc nhng chia thành ba giai đoạn sau: a.Giai đoạn chuẩn bị Xét n bn cht vt liu hng m (nn),mc nhim bn v nhám b mt ca chúng nhp nhô H ca b mt m bo v không c vt quỏ 40àm , m trang sc _ bo v H < 2,5àm, m tng cng v m cách in H < 1,25àm Chn dung dch m cn c vo c tính vt cn m b.Giai đoạn mạ Đợc tiến hành thời gian xác định trớc.Giai đoạn cần giữ cho dòng mạ không đổi c.Giai đoạn hoàn thiện Là giai đoạn gia công ,làm đẹp ,làm hoàn thiện sản phẩm.Thờng bớc trung hoà ,tẩy sáng , lấp đầy lỗ Khối lợng kim loại kết tủa lên diện tích S dựa vào định luật Faraday: m=S.D t.H.C Trong đó: -S : diện tích mạ (dm ) -D : mật độ dòng điện catôt (A/ dm ) -t : thời gian mạ (h) -H : hiệu suất dòng điện -C : đơng lợng điện hoá kim loại mạ (g/h) 4.Các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng mạ - Chất lợng mạ chiều đợc qui định yếu tố sau: độ bóng lớp mạ , độ dày lớp mạ , độ bám chặt Chế độ dòng điện ảnh hởng lớn đến chất lợng mạ +Tuỳ theo yêu cầu sản phẩm :cần độ bền học cao hay thấp,tránh bị ôxi hoá mà độ dày lớp mạ dày hay mỏng.Để dạt độ dày cần thiết cần phải có thời gian mạ hợp lý +Độ bám tiêu quan trọng ,nó định độ bền sản phẩm ,nếu lớp mạ sau mạ lại có độ bám dễ bị bung bề mặt vật cần mạ bị lộ dễ bị ôxi hoá dẫn đến hỏng,vật mạ xấu không đáp ứng đợc yêu cầu mạ + Độ bóng bề mặt lớp mạ thông số quan trọng,nó tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm đặc biệt đồ trang sức ,độ bóng cao tạo cho sản phẩm tăng độ bền học hơn.Để tăng độ bóng ta dùng mạ đảo chiều mạ lớp mạ phủ bề mặt chỗ dày có chỗ mỏng nên cần phải có đảo chiều để cào bớt chỗ dày - Kỹ thuật mạ quan tâm đến hai trạng thái bề mặt độ độ nhẵn: + Độ đảm bảo cho nguyên tử kim loại mạ liên kết trực tiếp vào mạng tinh thể kim loại nền, đạt đợc độ gắn bám cao + Độ nhẵn ảnh hởng lớn đến độ nhẵn bóng vẻ đẹp lớp mạ Nếu bề mặt nhám, xớc phân bố điện mật độ dòng điện không đều, chỗ lõm, rãnh sâu -Bản chất kim loại ảnh hởng đến chất lợng mạ -Thành phần dung dịch mạ -ảnh hởng yếu tố điện: Mật độ dòng điện đại lợng gây phân cực điện cực Lúc mạ, mật độ dòng điện yếu tố quan trọng có ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm mạ +Yêu cầu kỹ thuật nguồn mạ phải giữ dòng mạ không đổi suốt trình mạ.Để lớp mạ đợc phủ lên bề mặt dòng điện phải giữ không đổi Cờng độ dòng điện I tính toán xuất phát từ mật độ dòng điện D phụ tải y bể: I = D y (A) Trong đó: D : mật độ dòng catôt y : phụ tải bể mạ Mt dòng in cao s thu c lp m có tinh th nh, mn, sít cht v ng u, bi lúc ó mm tinh th c sinh t không ch ti im li (im có li th) m c mt phng (ít li th) ca tinh th Mt khác mt dòng in cao lm cho ion kim loi m ngốn i nhanh chóng lp dung dch catot, ó phân cc s tng lên to iu kin sinh lp m có tinh th nh mn Trong trình mạ điện trở bể mạ thay đổi có iôn kim loại bám vào vật mạ nên nồng độ dung dịch thay đổi Công thức tính điện trở dung dịch nh sau: R = l.(100 ..y) () l : khong cách gia in cc (cm) : dn in riêng ca dung dch (-1.cm-1) y : ph ti ca b m (dm2) Do muốn cho dòng điện không đổi ta phải điều chỉnh điện áp cho tỉ số điện áp điện trở dung dịch không thay đổi 5.Mạ có đảo chiều dòng mạ Do yêu cầu công nghệ mạ mà bắt buộc phải có nguồn chiều Thông thờng để thực mạ ta dùng dòng điện không đảo chiều cấp vào anôt catôt.Nhng số trờng hợp mạ đặc biệt , mạ đồ trang sức kim loại quí nh:vàng ,bạch kimhay sản phẩm yêu cầu chất lợng cao,nền mạ khó bámthì ngời ta dùng dòng mạ có đảo chiều Nguyên tắc mạ đảo chiều nh sau: Trong thời gian tc vật mạ chịu phân cực catôt nên đợc mạ vào với cờng độ dòng thuận Ic, sau dòng điện đổi chiều thời gian t a vật mạ chịu phân cực anôt nên tan phần.Sau lại bắt đầu chu kì Thời gian chu kỳ T= tc + ta Nếu Ic tc > Ia ta vật đợc mạ Khi lớp mạ bị hòa tan điện lợng Ia ta , đỉnh nhọn, gai, khuyết tật chỗ hoạt động anôt nên tan mạnh nhất, kết thu đợc lớp mạ nhẵn, hoàn hảo Tu tng dung dch m chn t l tc : ta thng t ( 5:1) n (10:1) Với yêu cầu cụ thể tỉ số tc : ta không đổi 10 lần Phơng pháp dùng đợc mật độ dòng điện lớn dùng dòng điện chiều thông thờng 10 Uđk u4 Đồ thị điện áp khâu so sánh Nguyên lí hoạt động : Điện áp ca U3 đợc đa vào đầu (-) OA3 để so sánh với điện áp điều khiển cửa không đảo Khi U3 > Uđk đầu (4) (đầu OA3 ) mức thấp U4 = - Ubh Khi U3 < Uđk đầu (4) mức cao U4 = + Ubh Khi U3 = Uđk đầu (4) lật trạng thái Vậy đầu (4) OA3 chuỗi xung hình chữ nhật âm dơng Tính toán : Khuếch đại thuật toán chọn loại TL 084 Chọn R6= R7 > Uv/I v = 12/ 1.10-3 = 12 (K) Trong nguồn nuôi Vcc = 12 (V) Thì điện áp vào OA3 Uv12 (v) Dòng điện vào đợc hạn chế để Ilv < (m A) Do ta chọn R6= R7= 15 (K) dòng vào OA3 : Ivmax= 12/ (15 103) = 0,8 ( m A) Tính toán khâu tạo điện áp ca +E Dz R5 C1 VR2 +E (2) D3 R4 OA2 (3) -E 45 - Sơ đồ nguyên lý khâu tạo điện áp ca u2 u3 Nguyên lí hoạt động : Khi U2 < , D3 thông , tụ C1 đợc nạp điện, đạt đến điện áp giới hạn điốt Zêner UDz Đồ thị áp củađiện khâuvềtạo Khi U2 > , D3 -khoá , tụđiện C1 phóng điện áp ca Biến trở R3 để điều chỉnh độ rộng xung ca Diot để hạn chế điện áp nạp cho tụ để ca đợc tuyến tính Tính toán : Để điện áp tựa có nửa chu kì điện áp lới tuyến tính số thời gian nạp tụ C1 : Tn=(R5+VR2).C1=0,005(s) Dòng điện nạp cho tụ C1 : In=E/(R5+VR2) Điện áp tụ : Uc=(In/C1).Tn+Uc(0) Uc(0)=0 điện áp tụ lúc bắt đầu nạp Vậy : Uc=(E/(R5 +VR2) C1).Tn=UDZ=9(V) Chọn nguồn nạp : E=+12(V) Chọn tụ C1 = 0,1 (àF) điện trở R5+VR2 = Tr+E / C1= 0,005 / 0,1 10-6 D1 Chọn : R5 = 10K;VR2=50K (1) R1 (2) Tính chọn khâu đồng upha: 21 ~220V 0A1 R2 u22 -E D2 VR1 R3 - Sơ đồ nguyên lý khâu đồng pha +E 46 Khâu ta phải tạo điện áp đồng pha với điện áp U AK đặt van lực Phù hợp cho mục đích sử dụng biến áp gọi biến áp đồng pha ( BAđf ) để tiện lợi ta sử dụng máy biến áp dùng chung cho toàn mạch điều khiển nguồn nuôi ổn áp mà ta tính toán phần sau Udp Các điốt D1, D2 chọn loại: 1(A) U4 =U '4 = ( V ) Khi cấp nguồn 220V vào cuộn sơ cấp L3, phía thứ cấp đợc hạ áp xuống 6V nửa chu kỳ dơng D2 khoá, D1 mở cho dòng chảy qua nửa chu kỳ âm D1 khoá, D2 mở cho dòng chảy qua nh điện áp đồng pha điện áp chiều nhấp nhô lớn Giản đồ điện áp đồng pha: 47 Tạo nguồn nuôi: Hầu hết thiết bị dùng nguồn chiều Nguồn chiều đợc tạo cách bíên đổi điện áp lới 220V xoay chiều sau ổn định điện áp chiều cung cấp cho thiết bị điện tử Nguồn ổn áp nguồn ổn định điện áp điện áp vào thay đổi thay đổi tải Sơ đồ khối nguồn chiều ổn áp: U1 Hạ áp cách ly U2 Chỉnh lu Ud Mạch lọc UV Mạch ổn định điện áp Các phần tử thực khối chức năng: - Khối hạ áp cách ly dùng máy biến áp thực - Khối chỉnh lu dùng điôt ( cầu chỉnh lu ) thực - Mạch lọc dùng tụ điện ( tụ hoá ) có điện dung lớn thực - Mạch ổn định điện áp dùng IC chuyên dụng để thực IC ổn áp chuyên dụng có giá thành rẻ tham số tốt nên phần lớn nguồn ổn áp dùng cho mạch điều khiển dùng IC ổn áp chế tạo sẵn, IC ổn áp 78xx thông dụng IC đợc chế tạo công nghiệp với cấp điện áp chuẩn đợc thể hai số xx Dòng tải cho phép IC 1A(khi có tản nhiệt tốt) Sơ đồ ổn áp dùng IC ổn áp 78xx Chọn IC ổn áp loại : UA7812 có điện áp ngỡng = 35V Dòng điện Io = 1,5A Điện áp : E = 12V UA7912 có điện áp ngỡng = -40V Dòng điện Io = 1,5A Điện áp : - E = -12V 48 Ur Chọn tụ lọc phẳng C = C4 = 1000àF;C3 ' =C4 ' =100àF Chọn tụ lọc nhiễu C5 = C6 = 0,1àF Chọn cầu chỉnh lu có I = 1A ; U=50V.Không có tản nhiệt Tính chọn phần tử sơ đồ: -Tính chọn sơ máy biến áp: Điện áp rơi dây quấn máy biến áp : Uba = 4V điện áp vào IC ổn áp có tụ lọc C1: UV = 2.(Ur + U) =2.( 12 + 5)= 34(V) điện áp chỉnh lu cha có tự lọc C1: UCl = UV = 34 = 24(V) điện áp thứ cấp máy biến áp theo sơ đồ chỉnh lu cầu : U7 = Ucl + Uba = 24+4 = 28(V) Đối với phần tử cách ly quang ,tổn hao CQ Tr khoảng 1,5V T1 T2 có Ug=4V nguồn cung cấp cho CQ ta thiết kế 6V Chọn chỉnh lu cho CQ chỉnh lu cầu 1A,tụ C=1000 àF Tính chọn máy biến áp cấp cho nguồn nuôi ổn áp linh kiện điện tử mạch điều khiển: đây, ta sử dụng máy biến áp thứ cấp nhiều cuộn dây, cụ thể: Một cuộn 28V riêng biệt cấp cho mạch nguồn nuôi ổn áp: U7= 28(V), I7 = 1(A) Hai cuộn chung 0V 6V 12V (biến áp đồng pha): 49 U4 = 6V, I4 =1A U '4 = 6V, I '4 =1A Hai cuộn 6V riêng biệt cấp cho cách ly quang CQ1 CQ2: CQ1: Unguon =6V; Inguon =1A CQ2: Unguon =6V; Inguon =1A Một cuộn 8V dành cho mạch ổn áp 5V Tính chọn: - điện áp lới: U1 =220V - công suất tải: P2 = 28.1 + 2.6.1 + 2.6.1 +5.1= 57(W) - hệ số công suất máy biến áp = 0,7, ta có công suất máy biến áp là: P1 = P2/ Pba = (57 / 0,7 +57)/ 70 (W) - chọn máy biến áp pha trụ có lõi sắt làm tôn silic dập hình chữ E,I dày 0,35 mm ghép lại Khi tiết diện lõi sắt đợc tính bởi: S = 1,2 Pba = 10 (cm2), ta chọn S = 10(cm2) - Hệ số dây quấn: N0 = (40 ữ 60)/ S = (40 ữ 60)/10= (4 ữ 6) (vòng/ vol) Ta chọn N0 = ( vòng / vol) Số vòng dây quấn sơ cấp: W1 = 4.220 = 880 (vòng ) Số vòng dây quấn thứ cấp: W2 = N0.U2 Cuộn L7,L7 : W7 = W74.28 = 112 (vòng) cuộn L5,L6 : W5 = W6 = 4.6 = 24 (vòng) Cuộn L4,L4 ' : W4 = W '4 = 4.6 = 24(vòng) Cuộn L8 : W8=8.4=32(vòng) Dòng điện cuộn dây: Thứ cấp: I2 = (A) 50 Sơ cấp: I1 = P1 /U1 = 81,4/220 = 0,37(A) Tiết diện dây: Ta chọn mật độ dòng điện J = A/ mm2, ta có tiết diện cuộn dây: Sơ cấp: S1 = I1/ J = 0,37/ 0.12 (mm2) Thứ cấp: S2 = I2/ J = 1/ 0.4 (mm2) Đờng kính dây quấn: Sơ cấp: d1 = 4S = 4.0,12 = 0,4 (mm) 3,14 4S = Thứ cấp: d2 = 4.0,4 = 0,7 (mm) 3,14 9.Bộ logic cho phép chạy thuận nghịch : Sơ đồ hoạt động : +5V 1K Tr + _ R 1K 1K 0,1 C 1V R1 0,01 C1 +5V 1K 1K 1K R2 Tr R C + _ 0,1 51 0,01 C2 Tthuan Tnghich t=0 t=Tnghi Nguyên lí hoạt động : Phơng pháp điều khiển đợc chọn phơng pháp điều khiển riêng Tức mạch điều khiển gồm (để điều khiển mạch chỉnh lu thuận nghịch) : thuận chạy thời gian Tthuận , nghịch chạy thời gian Tnghich Bộ logic có tác dụng điều khiển hoạt động , xen thời gian chạy thời gian nghỉ Tnghi chu kì mạ ( nhằm tránh tợng ngắn mạch mạch chỉnh lu ) Bộ logíc bao gồm Time 555 : Một Time cho phép mạ thời gian thuận, Tme cho phép mạ thời gian nghịch Hai Time đợc liên hệ với để chạy lần lợt cách khoảng thời gian Tnghi Tính toán : Time mắc theo mạch đa hài đơn ổn :dùng để phát xung đơn vuông góc với độ rộng xung xác định Bộ bên thuận , bên dới nghịch - Bộ thuận :Thời điểm t=0 thuận đợc kích khởi , đa vào chân xung có biên độ < Vcc/3 , đầu nhảy lên mức cao Sau mạch trì mức cao thời gian Tthuận lại chuyển mức thấp Độ rộng xung : Tthuận = R1 C1.ln3 1,1.R1 C1 Chọn C1=10(mF) R1= Tthuan (50 600) s = =(4,5 54,5)(K ) 1,1.C1 1,1.10mF 52 Chọn R1 biến trở thay đổi khoảng ( 60 ) (K ) - Bộ nghịch : Thời điểm t=Tthuân_+ Tnghi nghịch đợc kích khởi , đầu nhảy lên mức cao thời gian Tnghịch Độ rộng xung : Tnghich =1,1.R2.C2 Chọn C2=1(mF) R2= Tnghich 1,1.C2 = (5 60) s =(4,5 54,5)(K ) 1,1.1mF Chọn R2 biến trở thay đổi khoảng ( 60 ) (K ) - Kết hợp : Khi đầu thuận mức cao nghịch không hoạt động Tr khóa Khi thuận từ mức cao nhẩy xuống mức thấp đầu vào Tr có xung mở , tụ C sau thời gian Tnghỉsẽ đợc nạp đủ để làm hoạt động Tơng tự nghỉ sau thời gian Tnghi hoạt động Ta có : Tnghi = ln5 RC Chọn C=1 F R= Tnghi ln 5.C = ' 0, 02 =12K ln 5.1à F ( Chọn R,C tơng tự ) 10.Khâu phản hồi dòng điện : Sơ đồ Uo + e _ PI Uph I Sơ đồ khối khâu phản hồi dòng điện R2 R1 Rs R6 C R4 Udk R3 phản hồi dòng điện R5 bao gồm khâu khâu phản hồi Nguyên lí : Mạch R7 điều khiển PI -E VR -Khâu phản hồi có chức năng1 chuyển dòng điện I thành áp U điện áp Sơ đồ nguyên lý khâu phản hồi dòng điện đợc khuyếch đại thành Uph đủ để so sánh với điện áp chuẩn Uo 53 Dòng điện phản hồi đợc lấy Rs Chọn Rs loại 50A/60mV, điện áp rơi Rsun ứng với giá trị dòng I=40A : 60 U=40 50 =0,048(V) Điện áp nhỏ nên đợc đa qua tầng khuyếch đại đảo Chọn R2 U ph = R1 U =125 Uph=125.U=125.0,048=6(V) -Điện áp chuẩn Uo=6V lấy từ nguồn 12V qua biến trở VR1 -Bộ điều khiển PI : Gồm khâu : Khâu khuyếch đại Kp khâu tích phân KI Kp KI/s t I=KP.e(t) + KI e(t ).dt Hoạt động : Nếu I thay đổi khác 40A Uph 6V Sai số e=Uo- Uph Khi PI điều chỉnh để I trở lại 40A thông qua góc điều khiển Sơ đồ tổng thể mạch điều khiển : 54 Mô mạch điều khiển : Xung điểm : 55 56 Mô logic : 57 Kết luận : Qua việc thiết kế mạ điện chiều có đảo chiều giúp em nắm vững phần lý thuyết đợc học có thêm nhiều hiểu biết thực tế Tuy nhiên, nội dung công việc hoàn toàn mẻ tầm hiểu biết hạn chế nên đồ án 58 môn học em không tránh khỏi nhiều thiếu sót Em mong thầy cô bảo để em hoàn thành tốt nhiệm vụ Em xin chân thành cảm ơn Các tài liệu tham khảo: +Hớng dẫn thiết kế mạch điện tử công suất (Phạm Quốc Hải) +Điện tủ công suất (Võ Minh Chính,Phạm Quốc Hải,Trần Trọng Minh) +Bài tập điện tử công suất(Phạm Quốc Hải, Dơng Văn Nghi) +Các trang web ắc qui +Cấu tạo hoạt động ắc qui 59 [...]... tia 2 pha làm nguồn mạ một chiều 3.Chỉnh lu đảo chiều : Nhiều loại tải có yêu cầu đảo chiều dòng điện: nh mạ điện đảo chiều ,động cơ điện một chiều Có nhiều cách để đảo chiều dòng điện nhng ở đây ta dùng bộ chỉnh lu đảo chiều. Hệ thống gồm hai bộ chỉnh lu CL1 và CL2 ,thuận và ngợc ,cùng đợc cung cấp bởi một nguồn xoay chiều nh hình vẽ: Lcb 13 CL1 CL2 Zt Lcb Sơ đồ cấu trúc bộ biến đổi có đảo chiều theo...CHƯƠNG 2 : Lựa chọn sơ đồ chỉnh lu Để mạ điện thì ta dùng nguồn điện một chiều .Nguồn một chiều có nhiều phơng pháp để tạo ra :có thể dùng máy phát điện một chiều , dùng các sơ đồ chỉnh lu từ các nguồn điện ba pha và nguồn điện một pha ,dùng pin ,ăcquy 1.Dùng máy phát điện một chiều và động cơ điện không đồng bộ Động cơ điện không đồng bộ biến điện năng của lới điện xoay chiều ba pha thành dạng cơ năng của... chọn khi tải có dòng điện quá lớn mà theo sơ đồ cầu ba pha chúng ta không chọn đợc van theo dòng điện Cùng một trị số điện áp và dòng điện tải nh nhau, sử dụng sơ đồ càng nhiều pha dòng điện làm việc của van bán dẫn càng nhỏ Các sơ đồ cầu bao giờ cũng có điện áp làm việc của van nhỏ hơn so với sơ đồ tia cùng loại Kết luận : Theo yêu cầu công nghệ : điện áp ra tải thấp , công suất nhỏ , dòng điện lớn =>... phát một chiều do có bộ phận cổ góp ,chổi than nên dễ gây ra tia lửa điện rất nguy hiểm cho hệ thống và ngời điều hành 2.Dùng các phơng pháp chỉnh lu Chỉnh lu một pha thờng đợc chọn khi nguồn cấp là lới điện một pha, hoặc công suất không quá lớn so với công suất lới (làm mất đối xứng điện áp lới) và tải không có yêu cầu quá cao về chất lợng điện áp một chiều Trong chỉnh lu một pha, nếu tải có dòng điện. .. đợc chọn, khi nguồn cấp là lới ba pha công nghiệp và khi tải có yều cầu cao về chất lợng điện áp một chiều Chỉnh lu tia ba pha thờng đợc lựa chọn, khi công suất tải không quá lớn so với biến áp nguồn cấp (để tránh gây mất đối xứng cho nguồn lới), và khi tải có yêu cầu không quá cao về chất lợng điện áp một chiều Đối với các loại tải có điện áp một chiều định mức là 220V, sơ đồ tia ba pha có u điểm hơn... dòng điện I*% < 10% Ld - điện cảm tải, Ld =0 LBA - điện cảm máy biến áp , LBA = 0,87 (mH) Vậy : LckL=0,16 0 0,87.10-3 0,16(H) Thiết kế kết cấu cuộn kháng lọc Các thông số ban đầu : Điện cảm yêu cầu của cuộn kháng lọc LckL= 0,16 (H) Dòng điện định mức chạy qua cuộn kháng Im = 40 (A) Biên độ dòng điện xoay chiều bậc 1 I1m = 10% Iđm= 4 (A) - Do dòng điện cuộn kháng lớn và điện trở bé do đó ta có thể... ĐF ): 35 Có nhiệm vụ tạo điện áp trùng pha với điện áp thứ cấp biến áp mạch lực Khâu này có chức năng xác định điểm gốc để tính góc điều khiển Vì vậy nó có góc pha liên hệ chặt chẽ với điện áp mạch lực Thông thờng khâu đồng pha còn làm nghiệm vụ cách ly giữa mạch lực điện áp cao với mạch điều khiển điện áp thấp Khâu tạo điện áp răng ca (RC): Khâu này sẽ tạo điện áp thờng có dạng răng ca có làm việc... dụ làm nguồn cho máy hàn một chiều, điều khiển kích từ máy phát xoay chiều công suất nhỏ, các bộ nguồn cho các thiết bị điện hoá nh mạ điện, điện phân Sơ đồ chỉnh lu cầu ba pha điều khiển đối xứng đợc dùng nhiều trong các trờng hợp tải có yêu cầu về việc hoàn trả năng lợng về lới, ví dụ nh điều khiển động cơ điện một chiều Để giảm tiết diện dây quấn thứ cấp biến áp, các cuộn dây thứ cấp biến áp có thể... tiếp từ lới chúng ta có điện áp một chiều là 220V.1,17 =257,4V Để có điện áp 220V không nhất thiết phải chế tạo biến áp, mà chỉ cần chế tạo ba cuộn kháng anod của van là đủ Chỉnh lu cầu ba pha nên chọn, khi cần chất lợng điện áp một chiều tốt, vì đây là sơ đồ có chất lợng điện áp ra tốt nhất, trong các sơ đồ chỉnh lu thờng gặp Sơ đồ chỉnh lu cầu ba pha điều khiển không đối 12 xứng có mạch điều khiển đơn... năng này đợc truyền sang trục của máy phát điện một chiều Máy phát điện một chiều có nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành điện năng ở dạng một chiều cung cấp cho bể mạ Ưu điểm: Thay đổi nguồn mạ trong dãy rộng ,rất linh hoạt nhờ biến trở kích từ ,thao tác nhẹ nhàng ,sai số nhỏ ,độ tinh điều chỉnh cao Nhợc điểm: Hệ thống cồng kềnh ,năng lợng truyền nối tiếp từ lới điện đến tải qua máy động cơ,máy phát nên

Ngày đăng: 23/06/2016, 07:22

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan