Thiết kế nguồn ổn áp một chiều công suất dùng trong phòng thí nghiệm

Đồ án tốt nghiệp -- mở đầu Nguồn điện chiều đợc ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, từ ứng dụng sinh hoạt đến ứng dụng quốc phòng, công nông nghiệp, ngành khoa học kỹ thuật sản xuất công nghiệp đại Những năm gần đây, khoa học kỹ thuật phát triển nhanh cha thấy, lĩnh vực điện tử, tin học, tự động hoá, đo lờng điều khiển, v.v thiết bị điện tử dây chuyền sản xuất công nghiệp, dụng cụ đo lờng tự động, hệ thống điều khiển với độ xác cao, loại máy tính điện tử với tốc độ tính toán nhanh đợc ứng dụng công nghiệp, đo lờng điều khiển, v.v hầu hết cần nguồn cung cấp điện chiều để hoạt động Chính đòi hỏi có nguồn điện chiều tơng ứng; đáp ứng đợc nhu cầu mới, nh có điện thế, dòng điện lớn, kích thớc gọn nhẹ, làm việc tin cậy, xác, độ ổn định cao, khả làm việc lâu dài, chịu đợc điều kiện môi trờng làm việckhác nguồn điện chiều loại pin, ắc quy, nhng phổ biến nguồn điện chiều đợc lấy sau chỉnh lu Do việc thiết kế nguồn cung cấp quan trọng thiết thực Do em đợc giao đề tài Thiết kế nguồn ổn áp chiều công suất dùng phòng thí nghiệm Để hoàn thành đồ án này, cố gắng thân, có giúp đỡ tận tình thấy giáo Đỗ Trọng Tín Trong phải kể đến sách tài liệu tham khảo giáo s , tiến sỹ dày công nghiên cứu , đợc nhà xuất KH-KT in ấn phát hành Điều tạo điều kiện thuận lợi cho em đợc tiếp thu, học hỏi nghiên cứu để đồ án em đợc hoàn thành / Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều ĐH Bách Khoa Hà Nội đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội Nội dung đồ án gồm chơng Giới thiệu chung nguồn ổn áp Chơng I- I- Giới thiệu nguồn ổn áp II- Sơ đồ cấu trúc ổn áp chiều Tính chọn phơng án mạch lực Chơng III- Trình bày sơ đồ chỉnh lu II- Nguyên lý hoạt động III- Phân tích u nhợc điểm phơng án IV- Đánh giá lựa chọn phơng án Chơng III- tính toán thiết kế mạch Lực I- Tính toán máy biến áp II- Tính chọn cuộn kháng lọc III- Tính chọn van IV- Tính bảo vệ dòng áp Chơng IV- Tính toán thiết kế mạch điều khiển I- Sơ đồ khối mạch điều khiển II- Nguyên tắc điều khiển III- Chức yêu cầu hệ thống điều khiển IV- Mạch điều khiển Phụ lục - sách tài liệu tham khảo Chơng V - Kết luận Chơng I Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội Giới thiệu chung nguồn ổn áp I- Giới thiệu nguồn ổn áp Những năm gần đây, khoa học kỹ thuật phát triển nhanh cha thấy, lĩnh vực điện tử, tin học, tự động hoá, đo lờng điều khiển, v.v thiết bị điện tử dây chuyền sản xuất công nghiệp, dụng cụ đo lờng tự động, hệ thống điều khiển với độ xác cao, loại máy tính điện tử với tốc độ tính toán nhanh đợc ứng dụng công nghiệp, đo lờng điều khiển, v.v hầu hết cần nguồn cung cấp điện chiều để hoạt động Chính đòi hỏi có nguồn điện chiều tơng ứng; đáp ứng đợc nhu cầu mới, nh có điện thế, dòng điện lớn, kích thớc gọn nhẹ, làm việc tin cậy, xác, độ ổn định cao, khả làm việc lâu dài, chịu đợc điều kiện môi trờng làm việckhác nguồn điện chiều loại pin, ắc quy, nhng phổ biến nguồn điện chiều đợc lấy sau chỉnh lu II- U1 ~ sơ Đồ cấu trúc ổn áp chiều U2 ~ BA Ud LọC CLĐK Uđk ĐK TảI U, I * Chức khối : 1- BA : Biến áp, làm nhiệm vụ biến điện áp nguồn U1 thành điện áp xoay chiều U2 phù hợp cho chỉnh lu, có cách ly với chỉnh lu điều khiển 2- CLĐK : Chỉnh lu điều khiển biến điện áp xoay chiều U2 thành điện áp chiều điều chỉnh đợc điện áp theo ý muốn Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều ĐH Bách Khoa Hà Nội đồ án tốt nghiệp -- 3- lọc : làm nhiệm vụ lọc phẳng dòng điện sau chỉnh lu 4- Tải 5- ĐK : Điều khiển góc mở van Chơng II Tính chọn phơng án mạch lực Để biến điện áp xoay chiều sang điện áp chiều ta có nhiều phơng pháp nh sử dụng biến đổi pha, ba pha hình tia, cầu ba pha ta xét phơng pháp sau : 1- Chỉnh lu điều khiển cầu pha, tải R+L : Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội Ud i i2 T1 id L T2 i Ud Ud T4 R T3 d i T1,3 i i T2,4 d i d Id * Giải thích nguyên lý : Khi Id dòng gián đoạn : Dòng điện tải Id = Ud R IT = U I U sin d = d = d R 2R Khi Id dòng liên tục : id = Id ; Điện áp tải : Ud = R.id Ud = 2 U cos Điện áp ngợc cực đại đặt van : Ungmax = U2 Công suất máy biến áp : SBA=1,23Pd - Sơ đồ chỉnh lu cầu pha không đối xứng, tải R+L : Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều T1 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội D1 R Ud L T2 D2 Dạng điện áp hình trang bên Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều U đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội id d id a Id iT1 iD2 iT2 iD1 i2 UT2 UD2 Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội * Giải thích nguyên lý: Khi = cho xung điều khiển mở T1 Trong khoảng 1, T1 D2 cho dòng chảy qua Khi U2 bắt đầu đổi dấu, D1 mở ngay, T1 tự nhiên khoá lại, dòng Id = id chuyển từ T1 sang D1 Khi D1 D2 cho dòng chảy qua Ud = Khi = = ( + ) cho xung mở T2, dòng tải id = I d chảy qua D1 T2 ốt D2 bị khoá lại Trong sơ đồ này, góc dẫn tiristor điốt không Góc dẫn điốt : D =( + ) Còn góc dẫn tisristor : T = ( - ) * Các công thức : Giá trị trung bình điện áp tải: Ud = 2.U sin d = U (1 + cos ) Giá trị trung bình dòng tải : Id = Ud R Giá trị dòng trung bình qua van : I d d = I d ( ) / IT = Dòng qua điốt : Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội ID = + I d d = I d ( + ) / Giá trị hiệu dụng dòng chảy cuộn dây thứ cấp máy biến ap : I2 = I d = I d d Điện áp ngợc cực đại đặt lên van : Ungmax = U2 Công suất máy biến áp : SBA = 1,23Pd 3- Chỉnh lu điều khiển cầu ba pha, tải R+L : Gồm tiristor : T1 , T2 , T3 , T4 , T5 , T6 - Đấu Katốt chung : T1, T3 , T5 - Đấu Anốt chung : T2 , T4 , T6 Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội id T1 T3 T5 T4 T6 T2 L R G Ud 2 Điện áp tái Ud : Ud = Id.R Dòng điện qua tải Id : Id = Ud R Dònh điện chảy qua Thyristor Điốt : IT = I D = I d d Điện áp ngợc cực đại đặt lên van điốt Ungmax : Ungmax = 2,45 U2 Công suất máy biến áp SBA : SBA = 1,05 Pd 4- Chọn phơng án Qua phân tích trên, với sơ đồ chỉnh lu khác ta thấy sơ đồ chỉnh lu cầu pha không đối xứng có: Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 10 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội * Đảm bảo cách ly mạch điều khiển mạch lực Biến áp xung thờng đợc sử dụng nh khâu truyền xung cuối tầng khuếch so sánhại xung Điện áp chịu đựng sơ cấp thứ cấp máy biến áp phải đạt đợc từ 1500V đến 2000V sơ đồ làm việc với điện áp lới điện 380 VAC * Đảm bảo quy luật thay đổi pha xung điều khiển Đây yêu cầu để đảm bảo phạm vi điều chỉnh góc điều khiển Ví dụ chỉnh lu có điều khiển sơ đồ biến đổi xung áp xoay chiều , thông thờng chỉnh lu điều khiển góc điều khiển phải thay đổi đợc phạm vi 100ữ1700 * Có thể hạn chế đợc phạm vi điều chỉnh góc không phụ thuộc vào thay đổi điện áp lới * Không gây nhiễu hệ thống điều khiển điện tử khác xung quanh * Có khả bảo vệ áp , dòng, pha báo hiệu có cố IV - Mạch điều khiển Dựa phân tích mạch lực mạch diều khiển ta xây dựng đợc mạch điều khiển sau : Sơ đồ nguyên lý dạng điện áp điểm đo Hình vẽ trang bên : Nguyên lý hoạt động mạch điều khiển Điện áp bên thứ cấp máy biến áp (MBA) đợc chỉnh lu lọc phẳng nhờ cầu chỉnh lu (Đ1,Đ2,Đ3,Đ4) tụ C1,C2 Điện áp sau chỉnh lu lại đợc ổn định 12 V lọc phẳmg lần nhờ hai tụ C3, C4 Hai tụ xoay chiều C5, C6 làm nhiệm vụ chống nhiễu cao tần Tại điểm A UA lớn Uđ(Điện áp đặt vào cửa (+) OA1) đầu OA1 điện áp âm Nếu UA < Uđ OA1 đầu OA1 điện áp dơng Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 33 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội Tại điểm B, UB >0 D3 khóa, tụ C7 đợc nạp ngợc theo đờng EVR1-R7-C7-đầu OA2.Còn UB< D3 thông, tụ C7 đợc nạp từ đầu OA2-C7-R5-D3 Sau thời gian điện áp tụ giảm dần Nh chu kì điện áp lới cho xung ca cửa OA2 Xung ca đầu OA2 đợc đặt vào cửa (-) OA3 Đồng thời tín hiệu đợc khuếch đại lấy OA4 (gồm điện áp đặt điện áp phản hồi) đặt vào cửa (+) OA3 Khi URC (điện áp ca lấy sau OA2 ) lớn UĐK OA3 đầu OA3 điện áp âm Khi URC< UĐK đầu OA3 điện áp dơng Điện áp OA3 đợc trộn với tín hiệu lấy từ phát xung chùm có tần số 100 KHez đặt vào Bazơ Tranzitor T1 làm cho T1 mởkích thích T2 mở Lúc có từ thông móc vòng từ sơ cấp máy biến áp xung(BAX) sang thứ cấp BAX xuất xung mở Thyristor Th1 mạch lực Tơng tự với nửa chu kì sau T3, T4 mở cho xung điều khiển mở Thyristor Th2 mạch lực T1, T2 bị khóa V- phân tích tính toán khâu mạch điều khiển 1- Tính BAX Theo phần tính chọn van ta chọn Thyristor có: Ug = V Ig = 350 mA * Ta chọn sơ bộ: - Vật liệu làm lõi sắt thép Perit HM lõi có dạng hình trụ có H = 50 A/m B = 0,7 T, có khe hở không khí - Tỷ số máy biến áp xung chọn m = 1,5 - Điện áp thứ cấp : U2 = Ug = V - Điện áp sơ cấp : U1 = m ì U2 = 1,5 ì = 10,5 V - Dòng điện thứ cấp: I2 = Ig = 350 mA - Dòng điện sơ cấp: I1 = 350 I2 = = 233 mA 1,5 m - Độ rộng xung : tx = 600às = 6ì10-4 s Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 34 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội - Mức sụt biên độ xung : S = 0,15 Chọn độ từ thẩm không khí à0 = 10-6 H/m - Độ từ thẩm trung bình tb lõi thép: tb = B ì H tb = Thể tích lõi thép : V= V= 0,7 = 1,4 ì 104 H/m 10 ì 50 tb ì ì t x ì S ì U ì I ( B ) 1,4 ì 10 ì 10 ì ì 10 ì 0,15 ì 10,5 ì 0,233 ( 0,7 ) = 6,3 cm3 Chọn Q = 2,25 (cm2) a = 1,5(cm) , b = 1,5 (cm) h = (cm) Ký hiệu lõi thép III 12ì10 - Chọn hệ số lấp đầy K = 0,76 - Số vòng dây cuộn sơ cấpBAX: W1 = Ui ì tx 10,5 ì ì 10 = = 53 vòng B ì Q ì K 0.7 ì 2,25 ì 10 ì 0,76 - Số vòng dây cuộn thứ cấp BAX: W2 = U ì W1 ì 53 = = 36 vòng U1 10,5 Chọn J1 = J2 = A/mm2 - Tiết diện dây sơ cấp: S1 = I1 233 ì 10 = = 0,1165 mm J1 - Đờng kính dây sơ cấp: Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 35 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội 4S1 = d1 = ì 0,1165 = 0,4 mm 3,14 - Tiết diện dây thứ cấp: S2 = I2 350 ì 10 = = 0,175 mm J2 Đờng kính dây thứ cấp: d2 = ì 0,175 = 0,5 mm 3,14 ì S2 = Thực tế ta thờng dùng BAX vật liệu ferit có kích thớc vỏ gông hình trụ 30 x 25 (mm2) Số vòng cuộn sơ cấp n1 = 80 vòng Số vòng cuộn thứ cấp n2 = 60 vòng 2- Tính chọn khâu khuếch đại xung + E2 R10 D8 D D11 R14 R15 D11 D12 T1 T2 R17 R16 Khâu khuếch đại xung làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu xung U H điểm H thành tín hiệu cung có biên độ , độ rộng công suất đủ lớn để kíck mở tranzito T1 * Tính điện trở R18 Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 36 R18 = đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội E U 1BAX 24 10,5 = = 58 I 1BAX 0,233 Chọn điốt D10 , D11 , D12 loại 1010 có thông số sau: U = 220 V I=1A Chọn bóng tranzito công suất T2 loại HI 1061 co thông số sau: UEC = 35 V IEC = A = 100 Ta có : IEC T2 = I1BAX = 0,233 A Vậy ta tính đợc dòng IBCT2 : IBCT2 = I ECT 0,233 = = 23,3 mA ( ta chọn = 10 ) 10 IECT1 = IBCT2 = 23,3 mA ta chọn tranzito T1 loại C828 có thông số sau: UEC = 35 V IEC = 350 mA ; = 100 * Tính điện trở R17 Thông thờng sụt áp tranzito khoảng 0,6 V Vậy : R17 = 0,6 I ECT = 0,6 = 2,6 0,233 Chọn điện trở R14 =R15 = R16 = k Bộ phát xung cho kênh điều khiển Thyristor T có thông số tơng tự Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 37 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội 3- Tính chọn khối nguồn + E1 7812 D3 C3 C1 D1 D4 C2 C4 D2 7912 D16 C5 C6 - E1 + E2 D18 C10 D17 D19 - E2 Khối nguồn có nhiệm vụ : - Cấp nguồn điều khiển - Cấp nguồn nuôi cho khuếch đại thuật toán - Cấp nguồn cho mạch công suất * Cuộn W2-1 cấp nguồn nuôi cho OA cấp nguồn điều khiển có: U2-1 = 17 V 17 V I2-1 = 0,5 A * Cuộn W2-2 cấp nguồn cho mạch công suất có: U2-2 = 24 V I2-2 = A Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 38 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội * Công suất P máy biến áp nguồn : P = P2-1 + P2-2 P = U2-1 ì I2-1 + U2-2 ì I2-2 P = 34 ì 0,5 + 24 ì P = 41 W ta dùng mạch từ hình cho biến áp xung Theo tài liệu hớng dẫn - sách điện tử công suất - Với công suất P = 41 W ta có kích th ớc mạch từ : a = 12 mm h = 30 mm c = 12 mm C = 48 mm H = 42 mm a/2 c a c a/2 B = 12 mm Và tiết diện lõi thép : S = k P ( với k =1 hệ số ) S = 41 = 8,6 cm2 * Tính số vong von : Với biến áp có công suất nhỏ ngời ta thờng lấy hệ số từ thẩ m K mạch từ K = 48 ữ 60 ta lấy K = 60 Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 39 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội vong von = 60 K = = vòng/vôn 8,6 S * Số vòng cuộn W2-1 : W2-1 = vong von ì U 2-1 = ì 34 = 238 vòng * Số vòng cuộn W2-2 : W2-2 = vong von ì U 2-2 = ì 24 = 168 vòng * Dòng điện I1 cuộn sơ cấp : P 41 = = 0,19 A U1 220 I1BAX = * Số vòng cuộn sơ cấp W1 : W1 = vong von ì U1 = ì 220 = 1540 vòng Tính tiết diện dây: Chọn mật độ dòng điện J = A/mm2 * Tiết diện dây cuộn W2-1: S2-1 = I 21 0,5 = = 0,25 mm2 J * Đờng kính dây quấn cuộn W2-1 : D2-1 = ì S 21 = ì 0,25 = 0,57 mm 3,14 * Tiết diện dây quấn cuộn W2-2 : S2-2= I 22 = = 0, mm2 J * Đờng kính dây quấn cuộn W2-2: D2-2= ì S 2 = ì 0,5 = 0,8mm 3,14 Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 40 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội * Tiết diện dây sơ cấp S1 : S1 = 0,19 I1 = = 0, 095 mm2 J * Đờng kính dây quấn cuộn sơ cấp : D1= ì S1 = ì 0,095 = 0,4 mm 3,14 Chọn tụ C1 = C2 loại 2200àF 35 V C3 = C4 loại 220àF 50 V C5 = C6 = C10 loại 100àF 40 V Chọn điốt D1ữD4 laọi 1010 có U = 220 V , I = A 4- Tính chọn khâu tạo điện áp đồng pha - R1 R3 A - OA1 B R2 R4 - 24 V Điện áp đặt vào cửa (+) OA1 điện áp hình sin âm Điện áp đặt vào cửa (-) OA1 U điện áp âm Chọn U = V Có U = Umax sin , với Umax = 12 V Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 41 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội = 12 sin sin = 12 = 50 * Tính R1, R2 Dòng điện qua R1, R2 IR1R2 Gọi điện trở R = R1 +R2 , điện áp phân áp điểm A la UA IE1R2 = Và IE1R2 = E U A R1 + R2 UA R1 E U A U = A R1 + R2 R1 Chọn R1 = k , R2 = 10 k 5- Tính chọn khâu tạo điện áp ca VR1 + E1 Dz R7 C7 B R5 OA2 R6 Chọn OA1, OA2 OA5 loại à741 có thông số: Ecc = 12V Zv = 1012 Ud = 30v Zra = 60 Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 42 C đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội Ur = 25v K = S.104 du/dt = 0,3v/às T0 = -25 + 850 Khi Ud < UB tín hiệu OA1 tín hiệu xung dơng,D5 khóa.Lúc tụ C7 đợc nạp theo đờng OA2 với dòng nạp : In = - E R7 + VR1 Khi UB < Uđ , đầu OA1 xung âm,lúc D3 mở tụ C1 phóng điện từ ( phần dơng tụ ) qua R5, D5 Ip = Ura OA2 - Chọn chu kỳ phóng nạp tụ C7 1ms Thời gian nạp tn = 0,1 ms Thời gian phóng = 0,9ms Chọn UC7max = V ta có : t UC = t 1 E E In.dt = dt = tn = Um C1 C1 R7 + VR1 C1.R Với R + VR1 = R Chọn C7= 470 nF = 47.10-8F R= E.tn 12.10 = Uc.C1 10.47.10 Chọn VR1 =0,5 K ; R7 = 100 Chọn R5 = R6 = k , điốt D5 loại 1010 có U = 220 , I = A Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 43 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội 6- Tính chọn khâu so sánh Mạch so sánh thực hai tín hiệu điện áp điều khiển đợc đặt vào cửa (+) OA3 điện áp ca đặt vào cửa (-) OA3 ta dùng OA3 loại à741 C R8 D OA3 UĐk R6 Khi Uđk > URC đầu OA3 điện áp (+) Khi Uđk < URC đầu OA3 điện áp (-) Chọn R6 = R9 = k 7- Tính chọn khâu phát xung chùm Ta sử dụng phát xung chữ nhật tần số 10 kHz Chọn OA5 loại à74 Các điện trở R19 = R21 = R22 = R23 = 10 k Tần số dao động phụ thuộc vào R20R20 cà tụ C9 ChọnEtụ C9 = 10àF C9 R19 G OA5 R22áp chiều Đề tài: Thiết kế nguồn ổn R21 44 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội Ta có chu kì T T = ì R20 ì C9 ì ln(1+ R 22 )= = f R 21 10 ì 10 R20 = R20 = 2,2 ì C ì 10 ì 10 = 546 2,2 ì 10.10 ì 10.10 Chọn D6, D7 loại 1010 có U = 220 V , I = A 8- Khâu phản hồi điện áp Chọn Rf >> R10, dòng qua R10 chọn cỡ 10mA Chọn R10 = R12 = k Chọn tụ C8 = 0,25 àF , U = 50 V - E1 VR2 R12 R11 C8 R10 Rf R9 OA4 Đề tài: Thiết kế nguồnR14 ổn áp chiều 45 + OA3 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội Ta đặt ngỡng cho OA4 5v ta chọn điện áp VR2 5v Ta phải đặt vị trí VR2 cho điện áp tải đạt tới 24V điện áp phản hồi 5V, ta có giá trị đặt Rf : Rf = 5V = 0,5 (K ) 10mA Chọn R14 = R9 = k Hệ số khuyếch đại OA4 K = 5.104 Ta có : R11 = K R10 = 5.104.3 = 0,5 M Điện trở R10 để hạn chế đầu vào khuyếch đại, chọn R10 = k, phân áp đặt giá trị ngỡng để so sánh với điện áp phản hồi, đầu khuyếch đại OA4 cấp cho (+) OA3 Chơng VI Kết luận Để hoàn thành đồ án này, cố gắng thân, có hớng dẫn tận tình thày cô môn "Tự động hoá xí nghiệp - công nghiệp" đặc biệt thầy Đỗ Trọng Tín trực tiếp hớng dẫn cho em suốt thời gian làm đồ án Đến đồ án đợc hoàn thành, nhng nhiều thiếu sót, em mong nhận đợc phê bình bảo thày cô đồ án em đợc hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn ! Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều 46 ĐH Bách Khoa Hà Nội Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp chiều đồ án tốt nghiệp -- 47 [...]... chỉ dùng 2 Thyristor và 2 điốt nên giá rẻ, dễ điều khiển * Sơ đồ dạng điện áp hìmh trang bên: iT2 iĐ1 iĐ2 i2 Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp một chiều 14 ĐH Bách Khoa Hà Nội i- đồ án tốt nghiệp -- Tính máy biến áp lực (MBA) 1- Tính mạch từ : Ta có Udo = Ud + Ud Với Ud = UBA+ UCK + Udvan Trong đó : Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp một chiều 15 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội - UBA là tổn thất... máy biến áp : S = U2 I2 = 33ì 38,85 = 1282 VA Chọn mạch từ hình , tiết diện trụ đợc tính theo công thức : Q = K S (cm2) c f Trong đó : K = 4 ữ 5 nếu là máy biến áp dầu K = 5 ữ 6 nếu là máy biến áp khô S - Công suất biểu kiến của máy biến áp (KVA , VA) c - Số trụ, ở đây c = 1 f - Tần số nguồn điện xoay chiều, f = 50 Hez Ta sử dụng máy biến áp khô, lấy K = 6 Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp một chiều 17... Vậy = Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp một chiều Uc Ur max Uc Uc max 28 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội Ur Uc Uc (Ur+Uc) t 2 Uc 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 áp anốt- catốt của Thyristor một góc - bằng /2 ( Với UAK= Asin(t) thì Ur= B cos(t) ) - Điện áp điều khiển Uc là điện áp một chiều có thể điều... điện áp xoay chiều Hiệu điện áp Ucm Ur đợc đa vào khâu so sánh làm việc nh một Trigơ Khi Ucm Ur = 0 thì Trigơ lật trạng thái, ở đầu ra của nó nhận đợc một chuỗi xung hình chữ nhật Khâu 2 là một đa hài một trạng thái ổn định Khâu 3 là khâu khuếch đại xung Khâu 4 là khâu biến áp xung Bằng cách tác động vào Ucm ta có thể điều chỉnh đợc vị trí của xung điều Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp một chiều 27 ĐH... tài: Thiết kế nguồn ổn áp một chiều 26 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội Chơng IV Thiết kế và Tính toán mạch Điều khiển Qua các bớc tính toán ở phần xây dựng mạch lực ta xây từng bớc dựng đợc mạch điều khiển để điều khiển cho mạch lực làm việc nh sau : I- Sơ đồ khối của mạch điều khiển 1 Ucm S 2 3 4 T 1 Ur Trong đó : Ucm : Điện áp điều khiển(điện áp 1 chiều) Ur : Điện áp đồng b, hoặc điện áp xoay... đảm bảo kinh tế - Cùng một dải điều chỉnh thì cầu 1 pha không đối xứng điều chỉnh chính xác hơn Những u điểm đó đủ đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật và thiết kế ngoài ra nó còn có u điểm kinh tế Từ đó ta đi đến chọn phơng án dùng Sơ đồ mạch chỉnh lu cầu một pha không đối xứng cho mạch lực Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp một chiều 11 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội Chơng III Thiết kế và Tính toán mạch... Uimcp Uimcp = U ngtt b.Uim Trong đó : + Uimcp- là giá trị điện áp cực đại cho phép đặt lên Thyristor một cách không chu kì + Uim- là giá trị điện áp ngợc cực đại thực tế đặt lên Thyristor +b - là hệ số dự trữ về điện áp : b = 1,4 Thay b = 1,4 ; Uimcp = 100 (V) và Uim = 46,7 (V) vào công thức trên ta có giá trị của K K = 100 = 1,5 1,4 ì 46,7 Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp một chiều 25 đồ án tốt nghiệp... phép của điện áp thuận - ngợc đặt lên trên điốt hoặc Thyristor một cách chu kỳ Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp một chiều 16 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội * Tính I2 : Sơ đồ mạch lc là cầu chỉnh lu một pha không đối xứng nên : I2 = 1,11 Id I2 = 1,11.Id = 1,11.35 = 38,85 A * Tính I1 : Tỷ số máy biến áp KBA = U 2 33 = = 0,15 U 1 220 I1 = KBA.I2 I1 = 0,15ì38,85 = 5,83A * Tính công suất biểu kiến... bên A B C AT BA BOX T2 T1 D 1- 1Sơ đồ mạch lực: D2 V RS Rf Đề tài: Thiết kế nguồn ổnCK áp một chiều Rt 12 ĐH Bách Khoa Hà Nội đồ án tốt nghiệp -- Trong đó : - áptômát AT : làm nhiệm vụ đóng cắt dòng từ lới điện cho MBA lực, có bảo vệ quá dòng, quá áp và ngắn mạch - Máy biến áp lực MBA : làm nhiệm vụ biến đổi điện áp lới U1 thành điện áp U2 có giá trị phù hợp cho mạch chỉnh lu - Mạch chỉnh lu gồm hai... điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm (luôn luôn có) của đờng dây từ nguồn dẫn đến các Thyristor Vì vậy giữa anốt và catốt của Thyristor xuất hiện quá điện áp Đề tài: Thiết kế nguồn ổn áp một chiều 24 đồ án tốt nghiệp -- ĐH Bách Khoa Hà Nội - Nguyên nhân bên ngoài : Những nguyên nhân này thờng xảy ra ngẫu nhiên nh khi cắt không tải một máy biến áp trên đờng dây, hoặc khi một cầu chì bảo vệ chảy,