Thiết Kế Mạch Điều Khiển Cho Hệ Thống Lọc Bụi Tĩnh Điện

Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net lời nói đầu Ngày với việc phát triển mạnh mẽ ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghiệp, đặc biệt công nghiệp điện tử thiết bị điện tử có công suất lớn đợc chế tạo ngày nhiều Và đặc biệt ứng dụng vào ngành kinh tế quốc dân đời sống hàng ngày đợc phát triển mạnh mẽ Tuy nhiên để đáp ứng đợc nhu cầu ngày nhiều phức tạp công nghiệp ngành điện tử công suất phải nghiên cứu để tìm giải pháp tối u Đặc biệt với chủ trơng công nghiệp hoá - đại hoá Nhà nớc, nhà máy, xí nghiệp cần phải thay đổi, nâng cao để đa công nghệ tự động điều khiển vào sản xuất Do đòi hỏi phải có thiết bị phơng pháp điều khiển an toàn, xác Đó nhiệm vụ ngành điện tử công suất cần phải giải Để giải đợc vấn đề Nhà nớc ta cần phải có đội ngũ thiết kế đông đảo tài Sinh viên ngành TĐH tơng lai không xa đứng độ ngũ này, mà cần phải tự trang bị cho có trình độ tầm hiểu biết sâu rộng Chính đồ án môn học điện tử công suất yêu cầu cấp thiết cho sinh viên TĐH Nó kiểm tra khảo sát kiến thức tổng hợp sinh viên, điều kiện sinh viên ngành TĐH tự tìm hiểu nghiên cứu kiến thức điện tử công suất Mặc dù vậy, với sinh viên năm thứ ba ngồi ghế nhà trờng kinh nghiệm thực tế cha có nhiều, cần phải có hớng dẫn giúp đỡ thầy giáo Qua cho em đợc gửi lời cảm ơn tới thầy Trần Trọng Minh tận tình dẫn, giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học Đồ án hoàn thành giúp em có đợc thêm nhiều kiến thức môn học mà giúp em dợc tiép xúc với phơng pháp làm việc chủ động hơn,linh hoạt đặc biệt quan trọng phơng pháp làm việc theo nhóm.Quá trình thực đồ án thời gian thực bổ ích cho thân em nhiều mặt Hà nội , ngày 15 tháng năm 2004 Sinh viên Nhóm Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Bỏch Khoa Online Giao lu - Hc hi - Chia s kinh nghim ca cỏc th h sinh viờn Bỏch Khoa hutonline.net Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net đồ án điện tử công suất đề TI 6: Thiết kế mạch điều khiển cho hệ thống lọc bụi tĩnh điện Mạch đảm bảo yêu cầu sau: Mạch tự động tăng dần điện áp phía cao áp xảy phóng điện ngăn tách bụi tự động chuyển sang chế độ chống ngắn mạch ,sau lại dần phục hồi điện áp cao áp Điều chỉnh đợc tốc độ tăng điện áp Các tham số yêu cầu : Phơng án điện áp lới Cao áp lọc (KV-DC) Dòng làm việc (A-DC) (V-AC) 400 75 Yêu cầu thiết kế đồ án : Giới thiệu chung chủng loại thiết bị đợc giao nhiệm vụ thiết kế Đề xuất phơng án tổng thể , phân tích u nhợc điểm phơng án , để đến phơng án chọn lựa phù hợp để thiết kế mạch lực mạch điều khiển Thuyết minh hoạt động sơ đồ kèm theo hình vẽ minh hoạ Tính toán mạch lực Tính toán mạch điều khiển Kết luận Tài liệu tham khảo chơng I Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net giới thiệu chung công nghệ lọc bụi I Giới thiệu chung công nghệ lọc bụi Nền kinh tế ngày phát triển không ngừng dần đáp ứng đợc nhu cầu ngời vật chất văn hoá nhng mặt trái kéo theo tình trạng ô nhiễm môi trờng ngày trầm trọng.ở Việt Nam vùng tập trung nhiều công nghiệp tình trạng khói bụi ,khí độc hại thải môi trờng gây ô nhiễm đáng lo ngại.Do việc trang bị hệ thống xử lí bụi cho nhà máy xí nghiệp thực cần thiết có vai trò ngày quan trọng Khi thiết kế hệ thống lọc bụi vấn đề đặt nhà máy chọn hệ thống lọc bụi cho phù hợp với nhà máy số nhiều phơng pháp lọc bụi Các phơng pháp lọc bụi thờng dợc sử dụng là: 1.Lọc bụi sử dụng buồng lắng bụi 2.Lọc bụi kiểu li tâm-xiclon 3.Lọc bụi kiểu quán tính Lọc bụi lới lọc vải,thép,giấy, Lọc bụi tĩnh điện Trong phơng pháp lọc tĩnh điện phơng pháp tơng đối hiệu nhà máy công nghiệp có lợng bụi lớn nh nhà máy xi măng , nhà máy phân bón luyện kim,nghiền đá,công nghiệp gốm v v Nó có u điểm nh hiệu suất thu bụi cao,chi phí lợng thấp,có thể làm việc với áp suất chân không áp suất cao,và đặc biệt điều khiển tự động hoá hoàn toàn II Phân tích nguyên lý làm việc yêu cầu công nghệ thiết bị lọc bụi tĩnh điện: Khí thải cần lọc bụi đợc thổi qua hệ thống hai điện cực.Giữa hai điện cực đợc thiết lập điện chiều tơng đối cao nên cờng độ điện trờng chúng gây có giá trị lớn dẫn đến hạt bụi bị iôn hoá mãnh liệt.Dới tác dụng lực điện trờng hai cực, ion bị hút phía cực trái dấu:ion âm cực dơng, ion dơng cực âm Cực dơng thiết bị lọc bụi thờng đợc nối đất Các hạt bụi sau dịch chuyển điện cực Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net lắng lại bề mặt điện cực Theo mức độ tích tụ bụi bề mặt điện cực, ngời ta định kỳ rung lắc điện cực, xối nớc rửa điện cực để loại bỏ bụi áp dụng nguyên lý ta thiết kế mạch điều khiển cho hai cực đáp ứng yêu cầu đặt Với công nghệ lọc bụi thiết kế ta gặp phải số vấn đề sau: - Thứ điện áp cao áp lọc cao, vào cỡ 70KV đến 100KV Với điện áp cao ta khó chọn van,có thể phải giá thành hệ thống cao - Thứ hai trình lọc lợng khí hai cực ion hoá tạo thành dòng điện nên hệ thống hay bị ngắn mạch.Vì ta phải thiết kế hệ thống chống ngắn mạch tự động đóng mạch vào điện áp làm việc sau kết thúc phóng điện Điện áp thiết bị lọc bụi phải đợc tăng dần ổn định để đảm bảo cho lợng bụi đợc hút ổn định để tránh phóng điện không kiểm soát đợc giã cực chơng II Lựa chọn Phơng án Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net I Về sơ đồ chỉnh lu: Ta phải lựa chọn chỉnh lu có điều khiển sau :1 pha nửa chu kỳ,hình tia(1 pha 3pha),hình cầu(1 pha pha).Do chỉnh lu cầu có u điểm mạch chỉnh khác hệ số sử dụng máy biến áp điện áp ngợc đặt lên van - phù hợp với đặc điểm tải điện áp cao dòng tải nhỏ nên chỉnh lu cầu đợc chọn.Chỉnh lu cầu pha có u điểm hệ số sử dụng máy biến áp chất lợng điện áp chiều đầu nhng để đơn giản hoá vấn đề điều khiển xét đến giá thành hệ thống ta chọn sơ đồ cầu pha có điều khiển Tuy nhiên điện áp đầu cao nên việc thoả mãn đợc điện áp ngợc đặt lên van vấn đề quan trọng cần giải quyết.Ta xem xét đến hai phơng án mạch lực sau: - Phơng án 1: Dùng chỉnh lu cầu pha không điều chỉnh đợc chỉnh lu dùng điôt sau máy biến áp điều áp xoay chiều trớc máy biến áp - Phơng án 2: Dùng chỉnh lu cầu pha điều chỉnh đợc góc mở dùng thyristor đặt sau máy biến áp Phơng án I : Sử dụng mạch điều áp thyristor trớc máy biến áp : Điện áp ngợc đặt lên thyristor là: Ungmax =U1=400(V) Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Nh điện áp đặt lên thyristor tơng đối nhỏ dễ cho việc chọn van điều khiển bảo vệ van , không giảm đợc vốn đầu t cho thiết kế hệ thống Ta tính dòng chảy qua thyrisstor: Ta thiết kế hệ thống với lợng dự trữ 10% công suất, tức công suất dự trữ Pmax=167 KW công suất làm việc Pmax=150KW Ta chọn điện áp tối đa tải Ud= 78kV dòng điện Id=2,1(A) Ta có I2 = Id = 2,1(A) Giả sử sụt áp điện trở điện kháng 5%, điốt 120V Điện áp chỉnh lu không tải là: Ud = 78.103.(1+5%)+120 = 82020 (V) = 82,02 (KV) Điện áp pha thứ cấp MBA: U2 = 1,11.82,02=91,04(KV) Điện áp pha sơ cấp MBA: U1= 400(V) Tính hệ số biến áp m= U 91040 = 228 U1 400 => I1=m.I2=228.2,1 = 478,8(A) Ta thấy dòng điện chảy qua thyristor lớn nhợc điểm phơng pháp nhng nhợc điểm lớn, chọn đợc van phù hợp Phơng án II: Sử dụng mạch chỉnh lu thyristor sau máy biến áp: Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Dòng điện chảy qua thyristor : Itb=Id/2= 2,1/2=1,05(A) dòng điện nhỏ nên dễ chọn van theo điều kiện dòng điện.Và so với phơng án số lợng van Ưu điểm thứ hai phơng án có chỉnh lu mà không dùng đến hai Điện áp ngợc đặt lên thyristor Ungmax = 1,41.U2 = 1,41.91040 = 128,366 (KV) điện áp lớn nên khó chọn van, điều khiển bảo vệ van Nếu mắc nối tiếp van gây khó khăn cho việc điều khiển Từ u nhợc điểm hai phơng án ta thấy phơng án thứ tốt khả quan Nh ta chọn phơng án thứ để thiết kế mạch lực cho hệ thống II Về mạch điều khiển: Mạch điện thiết kế hoạt động điện áp cao công suất lớn nên thiết bị mạch điều khiển phải hoạt động tin cậy có công suất tổn hao nhỏ.Trớc yêu cầu việc sử dụng IC tích hợp chức khác với kết cấu nhỏ gọn , tiêu hao công suất bé lựa chon tối u Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net chơng III Thuyết Minh Nguyên Lý Hoạt Động I Mạch lực: Với sơ đồ mạch lực đợc thiết kế nh hình vẽ: Hoạt động: Điện áp lới có U=400 V đợc đa vào mạch điều áp xoay chiều pha dùng cặp thyristor nối song song ngợc Điện áp sau qua mạch điều áp xoay chiều môột pha có điện áp không sin nhng đối xứng, sau đợc đa vào máy biến áp để nầng điện áp lên hàng chục kV Sau MBA điện áp đợc đa vào chỉnh lu cầu ba pha, sau đa cao áp lọc Cụ thể hoạt động khâu nh sau: Bộ điều áp xoay chiều ba pha : a) Sơ đồ: Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net b) Nhiệm vụ: Điều khiển điện áp hiệu dụng để đa vào sở cấp máy biến áp Khoảng điện áp đa vào sơ cấp điều chỉnh nằm khoảng từ 0V->440V Nhờ có khâu mà điều chỉnh tự động đợc hệ thống c) Hoạt động: Các thyristor đợc điều khiển với góc điều khiển Đện áp đa vào điện áp hình sin có U = 400(V) Sau qua XAAC đợc giảm xuống mức cần thiết để điều chỉnh ổn định điện áp làm việc Dạng điện áp điều áp phụ thuộc vào tải góc mở thyristor Xét tải trở: - Khi < < : T1 mở, T2 khoá Ut = UXC - Khi < < + : T1 đóng, T2 cha mở đợc cha nhận đợc xung điều khiển nên T2 khoá Ut = - Khi + < < : T1 khoá, T2 mở Ut = UXC Điện áp hiệu dụng tải là: Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net J1= J2= J =3 A/mm2 - Tiết diện dây quấn sơ cấp là: Scu1=I1/J1=478,8/3 = 159,6 mm2 Do dòng lớn nên ta chọn dây dẫn có tiết diện hình chữ nhật cho tiết diện dây Scu1= a1.b1 = 159,6 mm2 Chọn: a1=7,9 mm b1=20,25 mm, Kích thớc dây cách điện S1=163 mm2 Tính lại mật độ dòng diện là: J1=478,8/163 =2,94 (A/mm2 ) =>thoả mãn - Tiết diện dây quấn thứ cấp là: Scu2=I2 / J2 = 2,1/ = 0,7 mm2 chọn dây đồng có tiết diện tròn có d= 0,96 mm, đờng kính có cách điện T 1,02 mm Tiết diện cách điện : Scđiện = 0,724 mm2 d)Tính kết cấu dây quấn : + Kết cấu dây quấn sơ cấp: Thực dây quấn kiểu đông tâm bố trí theo chiều dọc trục Số vòng dây lớp W1l = h 2h g b1 K C Trong đó: h - chiều cao cửa sổ, Kc-hệ số ép chặt 0,95 hg - khoảng cách Từ gông đến cuộn dây sơ cấp chọn hg=3cm 33 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net W1l = 46 2.3 0,95 =19 vòng 2,025 W1 53 = = (lớp) W1l 19 Số lớp quận sơ cấp n ld = Vậy cuộn sơ cấp gồm lớp hai lớp có 19 2=38 vòng dây lớp lại có 53 - 38 =15 vòng -Chiều cao thực tế cuộn sơ cấp là: h1= w11 b1 = k c 19.2,025 =40,5 cm 0,95 Chọn ống quấn dây làm vật liệu cách điện có bề dày: S01= 0,1 cm Chọn khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp là: a01=1,0 cm Vậy đờng kính ống cách điện Dt = dFe + 2a01 - 2.S01 =20 + 2.1 - 2.0,1=21,8 cm Đờng kính cuộn sơ cấp: Dt1=Dt + 2.S01 = 21,89 +2.0,1 = 22cm Chọn bề dày cách điện lớp dày cuộn sơ cấp là: Cd 11 = 0,1 mm Bề dày cuộn sơ cấp : Bd1=(a1+ Cd 11).n11 = (7,9 + 0,1).3 = 24 mm =2,4 cm Đờng kính cuộn dây sơ cấp: Dn1=Dt1+2 Bd1=22 +2.2,4 =26,8 cm Đờng kính trung bình cuộn sơ cấp: Dtb1= Dt1 + D n1 = 22 + 26,8 = 35,4 cm Chiều dài dây sơ cấp: L1= Dtb1.W1= 3.14.35,4.53 = 5891,27 cm = 58,91m Chọn bề dày cách điện cuộn sơ cấp thứ cấp Cd12=1 cm + Kết cấu dây quấn thứ cấp: 34 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Thực dây quấn kiểu đông tâm bố trí theo chiều dọc trục Chọn sơ chiều cao cuộn thứ cấp là: h2=h1=30,32 cm Số vòng dây lớp W12= h2 k c = b 46.0,95 =428 vòng/lớp 0,102 Tính sơ số lớp dây quấn thứ cấp: N12 = w w = 12 12062 = 29 lớp 428 Vậy có 29 lớp với 28 lớp trong, lớp có 428 vòng, lớp có 78 vòng Chiều cao thực tế cuộn thứ cấp: h 2= W12 b2 kc = 428.0,102 = 46(cm) 0,95 Đờng kính cuộn thứ cấp Dt2= Dn1 + 2.Cd12 = 26,8 + 2.1=28,8 cm Chọn bề dày cách điện lớp dây cuộn thứ cấp là: Cd22 = 0,1 mm Bề dày cuộn thứ cấp là: Bd2= (a2 + 0,1).n12 =(0,102+0,1).29 =5,86 cm Đờng kính cuộn thứ cấp: Dn2= Dt2+2.Bd2 = 40,52cm Đờng kính trung bình cuộn thứ cấp Dtb2= D t +D n =34,66 (cm) Chiều dài dây quấn thứ cấp: L2 = W2..Dtb2= 12062.34,66 = 13127,364(m) Đờng kính trung bình cuộn dây: Dtb= D t1 + D n =31,26 (cm) 35 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net R12=Dtb/2 =15,63 (cm) e)Tính kích thớc mạch từ - Với đờng kính trụ dFe = 20 cm , ta chọn số bậc nửa tiết diện trụ a01 hg W2 W1 Bd1 a.12 Bd2 ì Toàn tiết diện bậc thang trụ Qbt= 2.(2,4.19 +2,2.18,5+ 2.16,5 +1,8.14,5+ 1,1.12,5+0,3.10,5) =324,6(cm2 ) - Tiết diện hiệu trụ QT= khq.Qbt = 0,95.324,6 =308,37 (cm2) - Tổng chiều dày bậc thang trụ dt = 2.(2,4+2,2+2+1,8+1,1+0,3) =19,6(cm) - Số thép dùng bậc Bậc n1 = 24 = 96 0,5 Bậc n2 = 22 = 88 0,5 Bậc n3 = 20 = 80 0,5 Bậc n4 = 18 = 72 0,5 Bậc n5 = 11 = 44 0,5 Bậc n6 = = 12 0,5 36 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Để đơn giản việc chế tạo gông từ ,ta chọn gông có tiết diện hình chữ nhật có kích thớc sau Chiều dày gông chiều dày trụ : bgông = dt = 19,6cm Chiều cao gông chiều rộng tập thép thứ trụ : agông = 19 cm - Tiết diện gông Qbg= agông x bgông = 19,6.19 = 372,4 cm2 - Tiết diện hiệu gông Qghq= khq.Qbg = 0,95 372,4 = 353,78 cm2 - Số thép dùng gông hg = b gong 0,5 = 196 = 392 (lá) 0,5 - Tính xác mật độ từ cảm trụ BT = 400 U1 = = 1,102(T) 4,44 f W1 QT 4,44.50.53.308,37.10 - Mật độ từ cảm gông Bg = BT QT 308,37 = 1,102 = 0,96(T) 353,78 Q ghq - Chiều rộng cửa sổ: C= 2.(a01+Bd1+Cd12+Bd2) = 2.(1+2,4 +1+5,86 ) = 20,52 (cm) - Tính khoảng cách hai tâm trục C = C + dFe = 20,52 + 20 =40,52 (cm) - Chiều rộng mạch từ L = 2.C +3.dFe = 2.20,25 +3.20 = 101,04 (cm) - Chiều cao mạch từ H = h + 2.agông = 46+ 2.19 = 84 (cm) f) Tính khối lợng sắt đồng -Thể tích trụ Vt=3.QT.h=3.308,37.46=42555,06 (cm3)=42,55 (dm3) -Khối lợng trụ 37 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Mt = Vt.DFe = 42,55.7,85 =333,63 (kg) -Thể tích gông Vg=2.Qghq.L=2.353,78.101,04 = 71491,86 (cm3) = 71,491 (dm3) -Khối lợng gông Mg=Vg.DFe=71,491.7,85=561,20 (kg) -Khối lợng sắt MFe = Mt+Mg = 333,63 + 561,20 = 894,83 (Kg) -Thể tích đồng Vcu= S1.I1 + S2.I2 = (163.10-4.589,1 + 0,724.10-4.131273,6409) Vcu= 19,106 dm3 -Khối lợng đồng Mcu= Vcu MFe = 19,106 8,9 =170,043 (Kg) g) Tính thông số máy biến áp: - Điện trở cuộn sơ cấp máy biến áp 75 C R1 = l1 58,91268 = 0,02133 () = 0,007709 () S1 163 Trong trở suất đồng 750C : 75 = 0,02133 (mm2/m) - Điện trở cuộn thứ cấp máy biến áp 750C R2= l2 13127,304 = = 386,75 () S2 0,724 - Điện trở máy biến áp qui đổi sơ cấp RBA = R1 + R2 K2 Với K= hệ số quy đổi thứ cấp sơ cấp m RBA = 0,007709 + 386,75.(1/228)2 = 0,01515 () Sụt áp điện trở máy biến áp: 38 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net UR = 0,01515 478,8 = 7,25 (V) - Điện kháng máy biến áp qui đổi sơ cấp XBA = w.L = 2..f.L w 21 XBA = 0,4.f h qd . a 12 + B d1 + B d ..D t1 10-8 53 XBA = 0,4.50 46 . 0,01 + 2,4 + 5,86 ..22 10-8 2 XBA = 0,046 () Điện cảm máy biến áp quy đổi phía sơ cấp: Lb a = Xba / = 0,046/314 = 0,24(mH) Sụt áp điện kháng máy biến áp: Ux= 2.X BA I1 2.0,046.478,8 = = 14,028 (V) Sụt áp máy biến áp UBA= U r + U x UBA= 7,25 + 14,028 = 15,79 (V) - Tổng trở ngắn mạch qui đổi thứ cấp ZBAn = R BA + X BA 2 ZBAn = 0,015152 + 0,046 = 0,0484 () - Tổn hao ngắn mạch máy biến áp: Pn = Rba.I12= 0,01515 478,82 = 3473,13 (w) Pn% = Pn 100% = 1,815 % S - Tổn hao không tải có kể đến tổn hao phụ Po= 1,3.nf(Mt.Bt2+Mg.Bg2) 39 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Po= 1,3.1,1.(333,63.1,1022 + Mg.0,962) =1318,98(w) P0% = P0 100% = 0,69% S - Điện áp ngắn mạch tác dụng Unr % = R ba I1 0.01515.478,8 100% = 100% =1,813% 400 U1 - Điện kháng ngắn mạch phản kháng Unx % = X ba I1 0.046.478,8 100% = 100% =5,506% 400 U1 - Điện áp ngắn mạch phần trăm Un= U 2ủn + U ũn = 5,8% - Dòng điện ngắn mạch xác lập I2nm=U1/ ZBAn =400 / 0,0484 =8264,46 (A) - Dòng điện ngắn mạch cực đại .U ủn Imax= I2nm + e U ũn .0,01813 Imax= I2nm + e 0,05506 =31504,9 (A) < Ipikmax=37000(A) - Hiệu suất thiết bị chỉnh lu =Ud.Id/S = 85,62 % 6) Bảo vệ dòng điện cho van: +Aptomat dùng để đóng cắt mạch động lực, tự động đóng mạch tải ngắn mạch tiristo, ngắn mạch đầu độ biến đổi, ngắn mạch thứ cấp máy biến áp ngắn mạch chế độ nghịch lu + Chọn apomat có: Idm = 1,1 Ild =1,1.478,8 = 526,68 ( A ) 40 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Udm = 400 (v ) có tiếp điểm chính, đóng cắt tay nam châm điện Chỉnh định dòng ngắn mạch Inm =2,5 Ild = 1197 (A) Dòng tải Iqt =1,6 Ild = 1,6.478,8= 766,08( A ) Chọn cầu dao có dòng định mức Iqt = 1,1 Idl =1,1 478,8 =526,68 (A) cầu dao dùng để tạo khe hở an toàn sửa chữa hệ thống truyền động +Dùng dây chảy tác động nhanh để bảo vệ ngắn mạch Tiristo, ngắn mạch đầu chỉnh lu Nhóm 1cc: dòng điện định mức dây chảy nhóm cc I1cc =1,1 I2 = 1,1 2,1=2,31 (A) Nhóm cc: dòng điện định mức dây chảy nhóm 2cc mắc nối tiếp với điốt I3cc =1,1 Iv = 1,1 1,08= 1,18 (A) chọn cầu nhẩy nhóm: 1cc loại 2,2 A; 2cc loại 1,2 A Chơng V tính toán mạch điều khiển Máy biến áp xung Ta tính toán máy biến áp xung với thông số thyrisror: 41 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net IGmax= 0,3A UGmax= 3V tx = 40 s nguồn E = V Diện tích xung điều khiển : Sđk = E.tx = 80 (V s) Với dòng điều khiển yêu cầu IGmax= 0,3A ta chọn biến áp xung loại IT258 hãng Schaffner chế tạo Biến áp xung có thông số kỹ thuật nh sau: Diện tích đặc trng cho độ rộng xung: V0.T = 250Vs Thời gian tạo sờn trớc xung đo đợc với điện trở tải RL tới 70% giá trị biên độ xung : tr = 0,25 s Điện trở tải phí thứ cấp: RL = 10 () Điện trở dây sơ cấ: RP = 0,6 () Điện trở dây thứ cấp: RS = 0,7 () Điện cảm cuộn sơ cấp kHz : LP= 2,5 (mH) Điện cảm tản phía sơ cấp 10kHz: Lstr = (H) Tụ điện cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp: CK = 80 (pF) 42 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Giá trị điện áp lớn cho phép: UEFF = 750 (V) Điện áp thử cho phép lớn nhất: UP = 3,2 (KV) Tỷ số biến áp : 1:1 Giá trị điện áp lớn cho phép (cách điện cuộn sơ cấp thứ cấp ): 750V Điện áp thử cho phép lớn nhất: Up= 3,2 kV Cách nối dây IT258: Dòng sơ cấp máy biến áp xung : I = IG + I Vì điện áp đặt lên cuộn dây biến áp xung có giá trị không đổi nên dòng điện từ hoá I thay đổi tuyến tính theo thời gian : i=( U1.t)/ Lp nh ta có : Imax = (U1.tx)/Lp Ta phải có : U1=UGK + Ud = + = 4V Imax = 4.40.10-6/ 2,5.10-3 Imax = 0,064 A I1max = IG + I max = 0,3 + 0,064 = 0,364 A Điện áp nguồn nuôi : 43 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Un = 24 V Ta chọn điện trở hạn chế : R = ( 24 - U1)/I1max R = (24 - 4)/0,364 = 55 ( ) Transistor T1 phải chọn loại có dòng Icmax > 0,364 A Với mức điện áp thấp dòng Q chân 14 15 vi mạch TCA785 IQ = 2mA Vậy hệ số khuếch đại dòng : = 0,364 2.10 = 182 Mạch tạo xung điều khiển thyristor: Điện áp đồng lấy 12V => Tỷ số biến đổi máy biến áp là: 400 = 33,33 34 lần 12 Với vi mạch TCA785 ta sử dụng nguồn nuôi 15V đa vào chân 16 V10,max = VS - = 15 -2 =13(V) => V11 = V10,max = 13(V) Điện áp vào chân vi mạch TCA 785: V6 = 3,3V Lấy C10 = 0,5 F; R9 = 100 k; Vref = 3,1 (V); K = 15% V11.R C10 13.100.103.0,5.10 = = 1,39 s Thời điểm phát xung: t Tr = Vref K 3,1.0,15 V K 3,1.0,15 = 4,65 (A) Dòng nạp tụ I10 = ref = R9 100.103 Điện áp tụ V10 = Vref K 3,1.0,15 = = 9,3 (V) R C10 100.103.0,5.10 Mạch tạo điện áp điều khiển UĐK: Điện áp yêu cầu vào chân 11 vi mạch TCA785 V11max = 13(V) 44 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Do chọn đặc tính Uđk có giá trị lớn 12(V) => UDmax = 12(V) Giả sử thời gian để UD đạt đến 12 V 100ms Chọn tụ C = 1F => VR + R = 100.10 10 = 100K Chọn R2 = 50K, VR = 100K Vậy thời gian tối đa để UD đạt đến 12V là: t max = 150.10 3.10 = 150 ms thời gian tối thiểu để UD đạt đến 12V là: t = 50.10 3.10 = 50ms Lấy R1 = R3 = 100K; R4 = R5 = 100K; Chọn điốt ổn áp Zener DZ1 có giá trị điện áp ổn định 12V Khâu chống ngắn mạch làm việc: Tín hiệu logic yêu cầu đa đến chân TCA785 có U = 3.3V Chọn thời gian trễ = 50ms Đặt Ungỡng = 24(V) => R S = 24 = 11,43() Chọn RS = 8() - Tính toán vi mạch MM74HC4538: Chọn VCC = +4(V) Độ rộng xung chân vi mạch đợc tính theo công thức T = 0,7 RX CX Chọn Cx = 1F 45 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net => R x = 50.10 10 0,7 = 71,4.103 - Tính toán optocoupler Nguồn nuôi IC A3 12V, điện áp đỉnh tín hiệu A3 12V Chọn dòng vào chân optocoupler 5mA => R = 12 5.10 = 2,4K ChơngVII Ti liệu tham khảo Tài liệu tham khảo Trần Trọng Minh Giáo trình điện tử công suất NXB Giáo dục - 2003 Nguyễn Bính Điện tử công suất NXB khoa học kỹ thuật - 2000 Điện tử công suất lớn ứng dụng Thyristor NXB Đại học giáo dục chuyên nghiệp Phạm Quốc Hải, Dơng Văn Nghi 46 Ti liu ny c upload v download ti website: http://hutonline.net Phân tích giải mạch điện tử công suất NXB khoa học kỹ thuật Phạm Minh Hà Kỹ thuật mạch điện tử NXB khoa học kỹ thuật - 1997 Đỗ Xuân Thụ ( Chủ biên ) Kỹ thuật điện tử NXB Giáo dục 2000 Dơng Đức Hồng, Phạm Văn Trí Kỹ thuật lọc bụi công nghiệp NXB Khoa học kỹ thuật 1989 Hoàng Kim Cơ Kỹ thuật lọc bụi làm khí NXB Giáo dục 1999 Phạm Văn Bình, Lê Văn Doanh Thiết kế máy biến áp NXB Khoa học kỹ thuật 2003 Internet : www.siemens.com www.fairchild.com www.icmaster.com www.datasheetarchive.com 47 ... cực đại cho phép điện áp thuận ngợc đặt lên tiristor cách chu kỳ cho sổ tay tra cứu U dmnp , Uimnp giá trị cực đại cho phép điện áp thuận ngợc đặt lên điôt tiristor cách không chu kỳ, cho sổ tay... thyristor ta phải dựa vào thông số sau: - Điện áp ngợc lớn cho phép van : Unmax - giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor Các thong số phụ thuộc vào điều kiện làm việc van ,vào mức độ... http://hutonline.net Nh điện áp đặt lên thyristor tơng đối nhỏ dễ cho việc chọn van điều khiển bảo vệ van , không giảm đợc vốn đầu t cho thiết kế hệ thống Ta tính dòng chảy qua thyrisstor: Ta thiết