Thiết kế nguồn hàn hồ quang một chiều

Bộ giáo dục đào tạo Trng h oc i ờn l c h a n ụi Thiết kế đồ án môn học Tên đề tài : "Thiết kế nguồn hn hồ quang điện chiều" Yêu cầu : Dòng hàn cực đại : 180 a Điện áp không tải : 60 V Mạch điều khiển phải đảm bảo đặc tính nguồn hàn yêu cầu bảo vệ Ngời thực : Họ tên Lớp Trờng 4.Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Bá Long : TĐH - K49 : ĐH Bách Khoa Hà Nội : Thầy Đỗ Trọng Tín Ngày giao đồ án môn học : Ngày hoàn thành đồ án : Ngày 17 tháng năm 2007 Giáo viên hớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên ) SV thực : õu c Hựng đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều Mục lục Trang Lời giới thiệu Chơng :Tổng quan công nghệ hàn Chơng 2: Lựa chọn phơng án thiết kế Chơng :Thiết kế tính toán mạch lực 18 Chơng 4:Thiết kế tính toán mạch điều khiển 30 Chơng Mô mạch điều khiển 49 Kết luận 52 Tài liệu tham khảo 53 SV thực : Nguyễn Bá long Lời giới thiệu Năm 1802, viện sĩ Nga V.V.Petrop phát minh hồ quang điện thức đánh dấu lịch sử phát triển công nghệ hàn hồ quang Trong số nghành công nghiệp đại nh công nghiệp đóng tàu, chế tạo máy công nghệ hàn hồ quang chiếm vị trí quan trọng Nó ngày thể đợc nhiều u điểm trội so với công nghệ khác nh suất cao, dễ khí hoá, tự động hoá Việc thiết kế nguồn điện cho hàn hồ quang chiều nhiệm vụ đợc đặt cho kỹ s muốn sử dụng công nghệ Trong đồ án "Thiết kế nguồn hàn hồ quang điện chiều " em xin phép đợc trình bày cách thiết kế nguồn điện cho hàn hô quang Đồ án gồm phần sau : Chơng Giới thiệu chung công nghệ hàn Chơng Lựa chọn phơng án thiết kế mạch lực Chơng Tính toán mạch lực Chơng Thiết kế tính toán mạch điều khiển Chơng Mô mạch điều khiển Trong thời gian vừa qua em cố gắng tìm tòi, học hỏi để đồ án đạt đợc xác hiệu Tuy nhiên trình độ thân có hạn, kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên đồ án em chắn không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đợc bảo từ phía thầy Cuối em xin gửi lời cám ơn chân thành tới thầy giáo Đỗ Trọng Tín, ngời hớng dẫn em suốt thời gian vừa qua Nếu hớng dẫn tận tình thầy chắn em hoàn thành đồ án Em xin cám ơn ! Sinh viên Nguyễn Bá Long SV thực : Nguyễn Bá long đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều Chơng I Tổng quan công nghệ hn Trong chơng tìm hiểu công nghệ hàn kim loại, đặc biệt sâu tìm hiểu công nghệ hàn hồ quang để làm sở cho việc thiêt kế nguồn hàn I Khái niệm hn v phơng pháp hn Khái niệm hn - Hàn trình kết nối hai vật kim loại với cách dùng áp lực cách nung nóng chỗ nối đến nóng chảy Sau nối xong tách rời kim loại đợc Các phơng pháp hn Có hai phơng pháp hàn hàn áp lực hàn nóng chảy: a Phơng pháp hàn áp lực hay phơng pháp hàn biến dạng dẻo - Khi hàn biến dạng dẻo phần mối hàn vị trí tiếp xúc bị co ngoại lực tác dụng lên phần kim loại đợc ép đồng thời lớp oxit bề mặt kim loại bị phá huỷ tạo khả cho bề mặt tiếp xúc đồng hơn, nguyên tử dịch lại gần khiến cho liên kết kim loại vững Đa số trờng hợp hàn áp lực kim loại trạng thái rắn - Khi hàn áp lực ngời ta không nung nóng sơ có nung nóng Do tính kim loại thay đổi không đáng kể Ví dụ : hàn nguội ,hàn siêu âm , hàn nổ Ngoài hàn có nung nóng trớc Nung nóng trớc làm cho kim loại giảm đợc tính chống biến dạng tăng đợc tính linh động nguyên tử lúc bề mặt tiếp xúc tạo thành hệ thống mạng tinh thể chung b Phơng pháp hàn nóng chảy - Khi hàn nóng chảy kim loại que hàn vật hàn bị nóng chảy tạo thành vùng hàn không cần tác dụng ngoại lực vào mối hàn, hàn nóng chảy dễ làm cho nguyên tử vật chất lại gần đến khoảng cách liên kết kim loại tạo thành lới mạng tinh thể chung Khi nguội vùng hàn kết tinh tạo thành mối hàn làm cho chi tiết trở thành thể thống - Nguồn nhiệt để sử dụng hàn hồ quang nóng chảy phải có nhiệt độ lớn 2000 độ C Tuỳ theo tính chất nguồn nhiệt mà ngời ta chia hàn nóng chảy số phơng pháp sau: + Hàn hồ quang + Hàn đúc +Hànxỉđiện Trong số hàn hồ quang đợc sử dụng phổ biến II.Ưu nhợc điểm v ứng dụng công nghệ hn 1.Ưu điểm So với công nghệ đúc, tán hàn có nhiều u điểm trội : SV thực : Nguyễn Bá long đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều - Năng suất cao, thiết bị đơn giản, dễ sử dụng, giá thành hạ - Tiết kiệm kim loại : So với tán rivê hàn tiết kiệm đợc 15-20% kim loại So với đúc hàn giảm đợc 40-60% khối lợng vật - Dễ khí hoá, tự động hoá nên tiết kiệm thời gian, sức lao động cho chất lợng sản phẩm cao 2.Nhợc điểm - Hàn có ứng suất nên làm cho kim loại bị biến dạng, có lỗ khí (ở công nghệ hàn xoay chiều ), tạp chất, tổ chức nội kim loại thay đổi làm giảm tính chất lý hoá kim loại 3.ứng dụng - Ngày nay, hàn trở thành công nghệ thiếu đợc nghành công nghiệp đóng tàu, chế tạo máy công cụ, cần trục nồi Ngoài lĩnh vực xây dựng hàn đóng vai trò đáng kể III Giới thiệu chung công nghệ hn hồ quang Từ công nghệ hàn đợc đa vào ứng dụng công nghiệp , đến có nhiều phơng pháp hàn khác Tuy nhiên, phổ biến có ứng dụng rộng rãi công nghệ hàn hồ quang điện Dới đây, tìm hiểu kỹ công nghệ 1.Các khái niệm chung Hồ quang : phóng điện qua môi trờng không khí hai điện cực đồng thời phát sinh ánh sáng nhiệt lợng cao Một điện cực que hàn (nóng chảy hay không nóng chảy ) điện cực vật hàn Hàn hồ quang : công nghệ dùng nhiệt lợng hồ quang nung nóng chỗ hàn đến nóng chảy, làm cho kim loại vật hàn kim loại nóng bổ xung chảy vào chỗ hàn để nối hai vật hàn Kỹ thuật hàn hồ quang : bao gồm mồi hồ quang, trì hồ quang ngắn ổn định, thực chuyển động điện cực hàn theo yêu cầu với tốc độ hành trình hồ quang xác Hồ quang đợc mồi cách gõ đầu điện cực bề mặt mối ghép Điện cực đợc giữ với góc thích hợp theo bề mặt mối ghép vị trí hàn cuối đờng hàn, hồ quang đợc trì khoảng thời gian ngắn để bù cho vết lõm cuối đờng hàn, sau phải lấy điện cực nhanh để dập tắt hồ quang 2.Sự hình thnh hồ quang - Sơ đồ mô hình hàn mô tả hình vẽ sau : Trong : vật hàn que hàn - Khi hàn ta nối đầu âm vào que hàn, đầu dơng nối vào vật hàn - Cho que hàn chạm vào vật hàn khoảng 1/10s, sau đa que hàn lên độ cao 3- 4mm Do tác dụng điện trở que hàn vật hàn nên vị trí đầu rút que hàn chỗ vật hàn tiếp xúc với que hàn bị nung nóng Khi nhấc que hàn khỏi vật hàn, que hàn bắn điện tử Các điện tử bắn xuống nhanh, đập vào vật hàn biến động thành nhiệt làm cho vật hàn bị chảy tủa hai bên SV thực : Nguyễn Bá long đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều Ngợc lại, môi trờng vật hàn que hàn chịu tác dụng điện trờng nên bị ion hoá Các ion dới lên nhanh, biến động thành nhiệt làm cho que hàn nóng chảy nhỏ giọt xuống khe hàn bù vào chỗ lõm hình thành lên mối hàn 3.Phân loại - Hàn hồ quang phân loại thành dạng sau : Hàn hồ quang Hàn hồ quang tay Hàn hồ quang tự động Hàn hồ quang rung Hàn hồ quang bán tự động Hàn lửa Plasma - Hàn hồ quang tự động thích hợp cho nợi cần mối hàn đẹp ,chất lợng cao, tốc độ nhanh - Hàn hồ quang tay dùng nơi sản xuất nhỏ nơi khó đặt que hàn cho hàn tự động (ví dụ nh mối hàn trần) IV.Nguồn điện cho hn hồ quang Để có đợc mối hàn đẹp, chắn, chất lợng cao, yếu tố vật liệu hàn ,tay nghề thợ hàn ,vị trí mối hànthì nguồn điện hàn đóng vai trò vô quan trọng.Trong phần xem xét dạng nguồn điện cho hàn hồ quang, đánh giá u nhợc điểm chúng cuối dựa vào đặc điểm hàn hồ quang để đa yêu cầu cho nguồn điện hàn Đó tảng cho việc thiết kế sau 1.Các dạng nguồn điện hn Hiện có ba dạng nguồn điện dùng cho hàn hồ quang ,đó : a Các biến áp hàn - Trớc ,máy biến áp hàn đợc dùng phổ biến hàn hồ quang xoay chiều Khác với máy biến áp điện lực thông thờng ,biến áp hàn vừa máy biến áp vừa trở kháng điều chỉnh đợc để tăng cờng độ ổn định cho hồ quang Tuy nhiên, dòng điện hàn dòng xoay chiều nên chất lợng mối hàn không cao ,trong mối hàn thờng xuất lỗ khí Vì phơng pháp sử dụng máy biến áp hàn thích hợp cho nơi yêu cầu cao chất lợng mối hàn b Các máy phát điện hàn chiều SV thực : Nguyễn Bá long đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều - Loại nguồn điện dùng cho hàn hồ quang chiều Nó gồm động không đồng ba pha máy phát hàn chiều Trong thiết bị ,năng lợng điện xoay chiều đợc động không đồng ba pha biến thành làm quay máy phát hàn chiều Máy phát hàn chiều phát dòng điện chiều sử dụng cho trình hàn Có thể thấy ,hiệu suất thiết bị không cao lợng bị chuyển hoá nhiều lần gây nên tổn hao lớn bình thờng Hơn nữa, thiết bị lại cồng kềng, đắt tiền ngày ngời ta không sử dụng loại thiết bị c Các chỉnh lu hàn - Ngày ,với phát triển mạnh mẽ công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn, chỉnh lu hàn dần trở thành nguồn điện chủ đạo cho công nghệ hàn điện Các chỉnh lu hàn có nhiều u điểm trội nh đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo,giá thành hạ chất lợng điện áp dòng điện cao thay toàn biến áp hàn máy phát hàn tơng lai không xa Các chỉnh lu hàn gồm biến áp ,van chỉnh lu ,bộ lọc mạch điều khiển Máy biến áp thờng dùng máy biến áp nhiều pha lới điện đợc phân phối tải cách cân Van chỉnh lu Thyristor diode công suất Các dạng đặc tính ngoi nguồn điện hn - Đặc tính đờng biểu diễn quan hệ điện áp hai đầu đa máy với dòng điện tải Hình vẽ bên biểu diễn dạng đặc tính dòng-áp nguồn điện Có bốn dạng đặc tính Đặc tính 1: Đặc tính dốc ,có máy hàn hồ quang tay Đây đờng đặc tính hay dùng công nghệ hàn Đặc tính 2: Đặc tính thoải có máy hàn hồ quang tự động Đặc tính 3: Đặc tính cứng Đặc tính 4: Đặc tính tăng có máy phát điện chiều kích thích hỗn hợp dây quấn nối tiếp Rất ngời ta dùng máy có đặc tính để hàn Nh vậy,trong công nghệ hàn hồ quang ngời ta dùng máy có đặc tính dốc đặc tính thoải để hàn 3.Các yêu cầu nguồn điện hn - Điện áp không tải ( điện áp hai đầu nguồn điện mạch hàn hở ) phải đủ lớn để gây hồ quang nhng không đợc vợt giá trị an toàn với ngời thợ hàn ( không 90 V ) - Công suất nguồn điện hàn phải đủ để cung cấp cho dòng điện hàn để trì hồ quang cháy ổn định - Nguồn điện hàn phải có cấu điều chỉnh vô cấp dòng điện hàn giới hạn cần thiết - Nguồn điện hàn phải có điện áp thấp dòng điện cao để tạo trì hồ quang cháy ổn định cần thiết cho đờng hàn chất lợng cao - Dòng ngắn mạch không lớn ( I ng = (1,3 1,4) I h ) để máy không bị tải - Nguồn hàn cần gọn nhẹ, giá rẻ dễ sử dụng SV thực : Nguyễn Bá long đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều Chơng II Lựa chọn phơng án thiết kế Trong chơng nghiên cứu số phơng án thiết kế mạch lực, từ chọn phơng án khả thi cho việc thiết kế nguồn hàn hồ quang I Sơ đồ cấu trúc nguồn hn hồ quang điện chiều Sơ đồ Máy biến áp Chỉnh lu có điềukhiển Bộ lọc Que hàn Mạch điều khiển Giải thích chức khối - Máy biến áp : Có hai nhiệm vụ.Thứ biến điện áp xoay chiều lấy từ lới diện áp chiều có độ lớn phù hợp vời yêu cầu tải Thứ hai làm nhiệm vụ cách ly mạch chỉnh lu với lới điện xoay chiều - Khối chỉnh lu có điều khiển: có nhiệm vụ biến dòng điện xoay chiều lấy từ máy biến áp thành dòng điện chiều Sau khối điện áp có dạng nhấp nhô chất lợng điện áp cha tốt nên ta phải dùng thêm lọc - Bộ lọc : gồm cuộn cảm L tụ C L C Bộ lọc có tác dụng san phẳng thành phần sóng hài bậc cao làm cho điện áp có hệ số đập mạch phù hợp với yêu cầu tải - Mạch điều khiển có tác dụng tạo xung điều khiển để đa đến cực điều khiển Thyristor hay nói cách khác mạch điều khiển có nhiệm vụ điều khiển trình mở van hoàn toàn tự động Mạch điều khiển phải có khả thay đổi góc toàn dải điều chỉnh.Với máy hàn mạch điều khiển cần phải có thêm chức bảo vệ xảy cố ngắn mạch tải II Các phơng án thiết kế chỉnh lu Ngày nay, phát triển mạnh mẽ lý thuyết điện tử công suất hình thành nên nhiều loại mạch chỉnh lu Mỗi loại có u nhợc điểm lĩnh vực ứng dụng riêng Trong khuôn khổ đồ án này, em xin đợc phép trình bày ba phơng án khả thi cho việc thiết kế nguồn hàn hồ quang điện chiều Đó là: SV thực : Nguyễn Bá long đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều - Chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu pha - Chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu ba pha - Chỉnh lu điều khiển tia ba pha Phơng án chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu pha a Sơ đồ nguyên lý b Nguyên lý hoạt động - Mạch chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu pha gồm nhóm Thyristor nhóm diode + Nhóm Thyristor T1 ,T2 đấu Katôt chung Nguyên tắc để mở hai van anot van dơng van lại đợc phép phát xung điều khiển để mở van + Nhóm Diode D1, D2 đấu Anôt chung Một hai van dần Katôt van âm van lại - Giả sử góc điều khiển thời điểm = ta phát xung điều khiển vào để mở T1 Van T1 thông để dẫn dòng tải Dòng điện qua T1, qua Rd , qua Ld đến Anôt Tại Anôt ,D1, D2 Anôt nh nhng Katôt D2 âm Katôt D1 nên D2 dẫn hình thành nên cặp van dẫn T1 - D2 Khi U2 = dòng tải i2 có xu hớng giảm nhng mạch có cuộn cảm Ld= nên Ld phóng lợng tích luỹ nửa chu kỳ dơng để chống lại giảm dòng điện cặp T1 - D2 tiếp tục dẫn U2 R12 C2 = 151,8s Chọn tụ C2 = 0,2F có điện áp 16 V : R12 = 151,28 7590, Trên thực tế ta dùng biến trở k sau điều chỉnh đến giá trị 759 Tính chọn khâu so sánh - Khuếch đại thuật toán A3 chọn phần - A3 đợc nuôi nguồn Vcc = 12V Điện áp vào A3 xấp xỉ V R9 R10 phải đợc chọn cho dòng làm việc Ilv khuếch đại thuật toán < 1mA Ilv < mA UV UV 1mA R R 9k R9 R10 10 103 Chọn R9 = R10 = 10 k R15 có nhiệm vụ với Diode thoát âm Khi đầu A4 âm hình thành mạch dẫn điện từ D5 -> R15 -> nguồn âm khuếch đại thuật toán Chọn R15 = 33k Tính chọn khâu tạo điện áp ca - Ta chọn diode Zener có thông số sau: Uô=9V; Iô=100mA - Chọn nguồn + E 12V - Điện áp ca đợc hình thành phóng nạp tụ C1 Khi Udp < D3 dẫn tụ C1 đợc nạp SV thực : Nguyễn Bá long 47 đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều E i C1 dp U VR7 R8 R5 un= C IC1dt C (Udp VR12 R )dt (1) 1 R5 78 Thời gian tụ nạp khoảng 60 điện, tần số Udp 100 Hz Do ta có công thức tính thời gian tụ nạp: 61 tn= 180 100 0,33ms tp= 100 tn 9,67ms Tại thời điểm 0,33ms tụ đợc nạp đến điện áp Uz Chọn C1=0,47 F Từ (1) ta có phơng trình: (2) Uz = (10,5 R 12R ) Cn t R5 78 Khi Udp > D3 khoá, lúc tụ phóng điện, điện áp tụ giảm dần theo phơng trình sau: = (VR 12R ).C dtUZ (VR12Rp).CUZ t 78 78 Thay số ta có: R7 + R8=27,3 k Thế vào (2) ta có : R5=850 VR7=17,3k ; R8=10 k Tính chọn thông số khâu tạo điện áp điều khiển - Khối mạch tạo điện áp điều khiển gồm : Biến dòng, khối mạch cầu diode khối mạch PI + Chọn biến dòng : Theo tính toán trên, dòng I2 phía thứ cấp 147 A nên ta chọn loại biến dòng 150/5A + Với mục đích lấy đợc tín hiệu vào chỉnh lu diode 10V ta chọn điện trở mắc song song với biến dòng có giá trị + Các diode chọn loại 1N4009 có thông số nh trình bày + Tụ C có nhiệm vụ lọc thành phần sóng hài bậc cao C có giá trị lớn khả lọc tụ tốt Chọn C = 1000F có U = 16V - Trong phần tính toán mạch lực chọn=350 , điện áp ca tuyến tính: Urcmax=9 V ( có Diode ổn áp Zener ) Suy ra: SV thực : Nguyễn Bá long 48 đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều (180035 )U rc max 139 7,2 V U dk 0 180 60 174 ứng với gócmin=350 nh Udk =(0 ->7,2V) Tađiều chỉnh VR20 để có Uph=2V Sau cho qua khối PI Udk=Uđặt- Uph Để Uđk thay đổi khoảng ( 0->7,2V) ta phải có Uđặt thay đổi khoảng (-9,2;-2V) - Các điện trở R23 ,R 24,R25 chọn 10k - Chọn thời gian nạp tụ T = R25 C3 = 10-4 s => C = 10-8 F - Chọn biến trở VR20 có giá trị cực đại 10k Do ta lấy điện áp phản hồi đầu 2V nên chạy biến trở ta đặt giá trị 2k - Chọn E = -12 V, điện áp Uđ có giá trị khoảng -9,2 đến -2 V Ta chọn R21 = 2,8 k , biến trở VR22 phải có giá trị khoảng k đến 9,2 k ta giới hạn chạy biến trở cho giá trị không nhỏ k 9.Tính khối tạo điện áp đồng pha - Khuếch đại thuật toán A1 chọn phần - Điện trở R2 dùng để hạn chế dòng điện vào khuếch đại thuật toán Ta chọn R2 cho dòng vào khuếch đại thuật toán A1 1mA R2 U A 93 9k I v 10 Chọn R2 = 10 k - Điện áp U0 chọn có giá trị tơng đơng với 30 điện U0= U2sin 30 =0,88 V Ta có phơng trình: E U0 U0 R3 R4 12 0,88 0,88 R3 R4 => 0,88R3 = 11,12R4=> R3 = 12,6R4 Ta chọn R4 = 10 k , R3= 126k Chọn dòng qua R1 10mA Khi R1=12/(10.10-3) =1,2 k SV thực : Nguyễn Bá long 49 đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều 10 Tính chọn thông số cho khối nguồn nuôi - Ta cần tạo nguồn điện áp 12V để cấp cho máy biến áp xung, nuôi IC, v biến áp đồng pha - Để ổn định điện áp nguồn nuôi Opamp, ta dùng hai vi mạch ổn áp 7812 7912 vi mạch ổn áp cho ta điện áp +12V -12 V - Các thông số vi mạch: + Điện áp đầu vào: UV = 35V + Điện áp đầu ra: UR = +12V với IC7812 UR = - 12V với IC7912 + Dòng điện đầu ra: IRa = 01(A) Chn C = 1000 (F), U = 16 (V) để lọc thành phần sóng hài bậc cao Với loại tụ CL chọn loại tụ có C = 10(F) để lọc nhiễu - Ta chọn thông số biến áp khối nh sau: Khối nguồn nuôi IC: U 2_1 =17V I 2_1 =0,5A > Công suất khâu ổn áp là: S 2_1 = U 2_1 I 2_1 = 17.0,5=14,7(VA) SV thực : Nguyễn Bá long 50 đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều Khâu nguồn công suất :U 2_ =10(V);I 2_ =1(A) >Công suất nguồn ổn áp là: S 2_ = U 2_ I 2_ = 10.1=17,32(VA) Khâu đồng pha:U 2_3 =12(V);I 2_3 =0,1(A) >Công suất nguồn đồng pha là: S 2_3 =3U 2_3 I 2_3 =3.12.0,1=3,6(VA) > Tổng công suất ba khâu là: S = S 2_1 +S 2_ + S 2_3 =14,7+17,32+3,6=35,62VA Tra bảng ứng với công suất chuẩn 40W ta đợc kích thớc lõi thép là: a= 20(mm); h= 50(mm); c=20(mm); L=70(mm) H=70(mm) B=12(mm) Q= 3,4cm Số Vôn/vòng là: N = 4,44.B.f.Q=4,44.1.50.3,4.104 = 0,075(Vôn/vòng) Số vòng cuộn thứ cấp biến áp khối tạo nguồn nuôi IC : W 2_1 = UN_1 017 225 (vòng) ,075 Chọn J1=J2=2A/mm Tiết diện dây thứ cấp là: Q 2_1 = I2J_1 02,5 0,25mm2 d _1 = 0,57(mm) Số vòng cuộn thứ cấp biến áp khối công suất : W 2_ = UN_ 0,10 132 (vòng) 0755 Q 2_ = I2J_1 0,5mm2 SV thực : Nguyễn Bá long 51 đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều Chọn dây chuẩn có thiết diện dây là: Q 2_ =0,502 tơng ứng với đờng kính d 2_ =0,8(mm) Số vòng cuộn thứ cấp biến áp khối đồng pha : W 2_3 = UN_3 0,12 158 (vòng) 0755 Tiết diện dây thứ cấp là: Q 2_3 = I2J_3 02,1 0,05mm2 Chọn dây chuẩn có thiết diện dây là: Q 2_3 = 0,0573 mm2 tơng ứng với đờng kính d 2_3 =0,27(mm) * Tính toán phía sơ cấp biến áp - Dòng điện sơ cấp máy biến áp là: I1=S/ U1= 35,62/ 380=0,0524(A) - Số vòng cuộn sơ cấp biến áp : W1= 4,44Uf1.B.Q 4,44.50380,4.104 5034 (vòng) 1.3 - Chọn mật độ dòng điện thứ cấp J=2A/mm Thiết diện dây sơ cấp là: S1= IJ1 0,0524 0,0262mm2 - Chọn dây chuẩn có thiết diện dây là: S1=0,0314 tơng ứng với đờng kính d1=0,2(mm) * Tính chọn Diode cho chỉnh lu nguồn nuôi - Dòng điện hiệu dụng qua diode : IDhd I2 0, 0943 0, 064A 2 - Điện áp ngợc lớn mà diode phải chịu : UN max 6U2 6.9 22V - Chọn diode có dòng định mức : Idm ki.IDdm 10.0, 064 0, 64A có điện áp ngợc lớn : U n k u .UN max 3.22 66V Ta chọn diode loại KII 208A có thông số sau : + Dòng định mức :Iđm = 1,5 A + Điện áp ngợc lớn :UN =100 V SV thực : Nguyễn Bá long 52 đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều Chơng Mô mạch điều khiển Mạch điều khiển đợc mô phần mền Circuit Maker Sơ đồ mạch : Kết mô khâu đợc thể dới dạng đồ thị sau : * Điện áp sau biến áp đồng pha có điểm nối đất : SV thực : Nguyễn Bá long 53 đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều * Điện áp sau khâu so sánh tạo xung vuông : * Điện áp sau khâu tạo điện áp ca : * Điện áp sau khâu so sánh Udk Urc : SV thực : Nguyễn Bá long 54 đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều * Điện áp sau khâu tạo xung chùm : * Điện áp sau cổng AND : SV thực : Nguyễn Bá long 55 đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều Kết luận Trong ba tháng qua, với bảo nhiệt tình thầy giáo Đỗ Trọng Tín, em hoàn thành đợc đồ án với đề tài "Thiết kế nguồn hàn hồ quang điện chiều " Trong trình làm đồ án em đạt đợc kết sau : Nắm đợc kỹ thuật hàn hồ quang Hiểu sâu sắc nguyên lý hoạt động sơ đồ chỉnh lu từ biết cách chọn lựa sơ đồ phù hợp với yêu cầu toán Biết cách tính toán mạch lực Biết cách thiết kế tính toán mạch điều khiển Tăng khả tự nghiên cứu, tìm tòi Kết mô cho thấy thông số đầu mạch lực mạch điều khiển đáp ứng đợc tất yêu cầu mặt chất lợng dòng điện điện áp bảo vệ chống ngắn mạch Điều chứng tỏ tính xác mạch thiết kế, dùng để thiết kế mạch thực tế Tuy nhiên , trình độ thân có hạn, số vấn đề cha đợc tiếp cận thực tế nên đồ án em tránh khỏi nhng thiếu sót, em mong nhận đợc bảo từ phía thầy Cuối cùng, em xin đợc gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo Đỗ Trọng Tín, ngời bảo em tận tình thời gian vừa qua Nếu nhiệt tình thầy chắn em hoàn thành đồ án ! Em xinn chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2007 Sinh viên thực Nguyễn Bá Long SV thực : Nguyễn Bá long 56 đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện chiều Ti liệu tham khảo : Điện tử công suất- Lý thuyết, thiết kế ứng dụng - Lê Văn Doanh (chủ biên) Điện tử công suất- Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh Công nghệ hàn Tính toán thiết kế thiết bị điện tử công suất - Trần Văn Thịnh Thiết kế máy biến áp - Lê Văn Doanh CircuitMaker 2000 UserManual Internet : www.siemens.com www.fairchild.com www.icmaster.com www.datasheetarchive.com SV thực : Nguyễn Bá long 57