Nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước để từng bước bắt kịp sự phát triển trong khu vực cũng như trên thế giới, về mọi mặt kinh tế và xã hội. Trong đó công nghiệp hoá sản xuất hàng hoá đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển đất nước. Tự động hoá là sự lựa chọn được đặt lên hàng đầu vì tự động hoá là mũi nhọn không thể thiếu với các nước đã và đang phát triển trong đó có Việt Nam. Nước Việt Nam ta là một nước nông nghiệp đang phát triển. Hiện nayvới 90% dân số làm nghề nông thì việc phát triển công nghiệp phục vụ cho nông nghiệp là một vấn đề quan trọng trên con đường phát triển đất nước . Một thiết bị không thiếu trong công tác thuỷ lợi dùng để sản xuất nông nghiệp là máy bơm nước. Nhưng máy bơm nước chỉ làm việc 2, 3 tháng trong một năm, thời gian còn lại là khoảng thời gian không dùng đến. Trong khoảng thời gian đó máy bơm rất dễ bị hỏng hóc do những tác nhân của môi trường, chính vì vậy thiết bị phụ kiện như máy sấy rất cần thiết vì máy sấy giúp máy bơm hoạt động ổn định và có tuổi thọ cao hơn.
Trang 1NỘI DUNG THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN SẤY TRỰC TIẾP
CỦA TRUNG TÂM ĐIỆN - ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
VỚI THÔNG SỐ KỸ THUẬT:
• Uvào = 380 V
• Itải = 300 A
Với các phần sau:
Lời nói đầu
Chương I- Giới thiệu chung về máy sấy Chương II- Sơ đồ mạch lực nguồn sấy
Chương III- Xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển của
nguồn sấy từ mạch diều khiển có sẵn
Chương IV- Thiết kế mạch điều khiển
Chương V- Chế tạo mạch in và hàn mạch
Kết luận
Trang 2- 2 -
Lời nói đầu
Nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước
để từng bước bắt kịp sự phát triển trong khu vực cũng như trên thế giới, về mọi
mặt kinh tế và xã hội Trong đó công nghiệp hoá sản xuất hàng hoá đóng vai
trò hết sức quan trọng trong việc phát triển đất nước Tự động hoá là sự lựa
chọn được đặt lên hàng đầu vì tự động hoá là mũi nhọn không thể thiếu với các
nước đã và đang phát triển trong đó có Việt Nam
Nước Việt Nam ta là một nước nông nghiệp đang phát triển Hiện nayvới
90% dân số làm nghề nông thì việc phát triển công nghiệp phục vụ cho nông
nghiệp là một vấn đề quan trọng trên con đường phát triển đất nước Một thiết
bị không thiếu trong công tác thuỷ lợi dùng để sản xuất nông nghiệp là máy
bơm nước Nhưng máy bơm nước chỉ làm việc 2, 3 tháng trong một năm, thời
gian còn lại là khoảng thời gian không dùng đến Trong khoảng thời gian đó
máy bơm rất dễ bị hỏng hóc do những tác nhân của môi trường, chính vì vậy
thiết bị phụ kiện như máy sấy rất cần thiết vì máy sấy giúp máy bơm hoạt động
ổn định và có tuổi thọ cao hơn
Trong quá trình thực tập tại trung tâm điện - điện tử chúng em đã được
tập trung nghiên cứu, tìm hiểu về mạch điều khiển của máy sấy
Trường đại học Bách khoa Hà Nội
Sinh viên thực hiện Phạm Quang Hưng
Trang 3- 3 -
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY SẤY
1 Khái niệm:
Sấy là quá trình đưa không khí ẩm từ trong ra ngoài
2 Quá trình sấy dựa trên các nguyên tắc sau:
• Hơi ẩm chuyển dịch từ trong ra ngoài nhờ độ chênh lệch độ ẩm Việc
thổi gió hoặc đối lưu không khí sấy sẽ làm tăng nhanh quá trình khô và
rút ngắn thời gian sấy
• Hơi ẩm chuyển dịch ra ngoài nhờ độ chênh lệch nhiệt Độ chênh lệch
nhiệt độ càng cao thì tốc độ vận chuyển dòng hơi ẩm càng nhanh Vì vậy
quá trình sấy cần phải thổi gió để làm mát mạch ngoài dây quấn theo
chu kỳ
• Hơi ẩm chuyển dịch từ trong ra ngoài nhờ độ chênh lệch áp suất Dòng
hơi ẩm sẽ chảy càng nhanh nếu tốc độ chênh lệch p trong và ngoài cách
điện càng lớn Vì vậy dể rút ngắn thời gian sấy, ta cần phải sấy dây quấn
máy điện trong chân không
Sấy được thực hiện đối với các máy điện sau khi sửa chữa trong quá trình
vận hànhnếu thấy cách điện suy giảm do mưa gió gây ẩm ướt; các máy điện để
lâu ngày không dùng tới như các động cơ chống úng hạn
Một thiét bị được coi là không ẩm và có thể cho vận hành được cần bảo
đảm các yêu cầu sau
• Hoàn toàn khẳng định được trong quá trình vận hành hoặc bảo quản
không bị ẩm ướt
• Điện trở cách điện đo được bằng ( MΩ ) ở 75oC
Trang 4- 4 -
Ω +
P
Udm U
100
1 100
Trong bất cứ trường hợp nào RCđ cũng không được nhỏ hơn 0,5 MΩ
Tỷ số điện trở cách điện đo được bằng cách quay đều tay Mêgômet sau
60s và 30s ( do điện trở thay đổi theo thời gian tác động của điện áp )
3 , 1
30 60 ≥
=
Rcd
Rcd K
Trong quá trình sấy cần chú ý:
• Điện trở cách điện cần phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ dây quấn càng
cao điên trở cách điện càng thấp
• Không tăng, giảm nhiệt độ của dây quấn nhiệt độ của dây quấn quá
nhanh vì như vậy sẽ làm cho cách điện vòng dây co dãn đột ngột gây
nứt vỡ đối với các máy lớn, tốc độ nâng nhiệt độ quá 4o một giờ
• Trong những trường hợp dây quấn chỉ bị ẩm bề mặt nên do đó khi quyết
định sấy bằng phương pháp nào đó cần sấy sơ bộ bề mặt ngoài của dây
quấn để kiểm tra
• Thiết bị và phương pháp sấy máy điện trong sửa chữa cần yêu cầu đơn
giản, dễ sử dụng có thể lưu động được bảo đảm phục vụ được phạm vi
công suất và kích thích rộng rãi thích hợp với điều kiện sản xuất đơn
chiếc, lẻ tẻ
Mục đích và ý nghĩa của việc sấy:
Động cơ máy bơm nước dùng để tưới tiêu hút nước được sử dụng rất rộng
rãi trong đời sống hàng ngày
Động cơ luôn phải hoạt động và sử dụng hết công suất vì vậy cần phải có
thời gian để động cơ nghỉ làm việc Máy bơm nước luôn phải tiếp xúc trong
môi trường ẩm ướt vì vậy việc sây là hết sức cần thiết và quan trọng để động cơ
hoạt động tốt
Trang 5- 5 -
Tăng độ bền và độ cách điện cho vật liệu cách điện của dây quấn
Thực nghiệm cho thấy khi tẩm sấy điện đánh thủng của các vật liệu cách
điện tăng lên
Tẩm sấy làm tăng độ bền của vật liệu cách điện
Tẩm sấy tốt sẽ làm vật liệu cách điện giảm khả năng hút ẩm giữ được điện
trở cách điện cao trong quá trình vận hành
Tẩm sấy tốt dây quấn có thể chịu được sự phá hoại của môi trường
Tẩm sấy cũng làm khả năng truyền nhiệt tránh cho dây quấn không bị
nóng cục bộ
3 Các phương pháp sấy:
Phương pháp sấy trực tiếp
Sấy ngắn mạch ( sấy bằng dòng điện ngắn mạch )
Ưu điểm: hiệu suất và tốc độ gia nhiệt nhanh, nhiệt độ trong lòng dây
quấn luôn cao hơn bên ngoài nên hơi ẩm truyền ra ngoài nhanh hơn
Phương pháp sấy nguồn gián tiếp;
• Sấy bằng nguồn nhiệt ngoài
• Sấy bằng phương pháp dùng tổn hao quạt gió
• Sấy bằng tổn hao trong lõi thép Stato
• Sấy bằng phương pháp dùng tổn hao trong mạch từ của Stato theo cách
quấn dây quấn
Trang 7- 7 -
Thuyết minh mạch lực:
Sơ đồ nguyên lý mạch lực điều khiển máy sấy thông qua bộ biến đổi (
được điều khiển bởi bộ điều khiển ) Đóng ATM1 , ATM2 cấp nguồn cho máy
sấy thông qua bộ biến đổi Điện áp đưa vào Bộ điều khiển lấy từ lưới qua biến
dòng Ti2
Bộ điều khiển thay đổi góc mở α của bộ biến đổi, từ đó thay đổi điện áp
đưa vào máy sấy Từ đó có thể thay đổi nhiệt độ lò sấy
Thông số kỹ thuật của các thiết bị:
ATM1: áp tô mát có chức năng đóng ngắt mạch, bảo vệ dòng quá tải và
BDD là bộ biến đổi điều chỉnh điện áp đặt vào động cơ khi khởi động , có
chức năng hạn chế dòng điện khởi động cơ, có chức năng thu tín hiệu phản hồi
từ nguồn về bộ điều khiển (BOX)
Trang 8- 8 -
CHƯƠNG III
XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CỦA
NGUỒN SẤY TỪ MẠCH DIỀU KHIỂN CÓ SẴN
Trong 8 tuần được thực tập tại Trung tâm Điện - Điện tử, chúng em đã
được giao nhiệm vụ tìm hiểu nguồn sấy và vẽ lại sơ đồ nguyên lý mạch điều
khiển trên cơ sở bản mạch in của máy
Chúng em đã xem xét thật kỹ mạch mạch điều khiển sau đó đã lập được
sơ đồ nguyên lý với các khối chính sau:
• Khối nguồn
• Khối đồng pha
• Tạo xung răng cưa
• Phát xung chùm
• So sánh ( khuyếch đại thuật toán )
• Tạo xung - khuyếch đại xung
Trang 9- 9 -
Trang 10
- 10 -
CHƯƠNG IV
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN:
Sau khi vẽ sơ đồ nguyên lý mạch, chúng em được giao thiết kế mạch điều
khiển không dùng mạch phát xung chùm và khâu vi phân
I) Sơ đồ khối
Cấu trúc của mạch điều khiển một tiristor được trình bày như sau:
Chú thích: uc là điện áp điều khiển, điện áp một chiều
ur là điện áp đồng bộ, điện áp xoay chiều hoặc biến thể của nó, đồng bộ với điện áp Anôt - Katôt của tiristor
Khâu 1 là khâu so sánh làm việc như một trigơ
Khâu 2 là đa hài một trạng thái ổn định dùng để tạo ra xung chùm (lấy
xung dương) đưa vào khâu khuyếch đại
Khâu 3 khuyếch đại xung để tạo ra xung có biên độ lớn hơn, đưa vào biến
Trang 11- 11 -
Mạch điều khiển có các chức năng :
• Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ dương
của điện áp đặt trên Anôt - Katôt tiristor
• Tạo ra được các xung đủ điều kiện mở tiristor ( xung điều khiển thường
có biên độ từ 2 đến 10 V, độ rộng xung tx = 20 đến 100 μs đối với thiết
bị chỉnh lưu, tx ≤ 10 μs đối với thiết bị biến đổi tần số cao )
Độ rộng xung được xác định theo biểu thức:
trong đó: Idt là dòng duy trì của tiristor
di/dt là ttốc độ tăng trưởng của dòng tải
II) Nguyên tắc điều khiển:
Trong thực tế người ta thường dùng 2 nguyên tắc điều khiển: thẳng đứng
tuyến tính và thẳng đứng “ Arccos” để thực hiện việc điều chỉnh vị trí xung
trong nửa chu kỳ dương của điện áp đặt trên tiristor
a Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính
Theo nguyên tắc này người ta dùng 2 điện áp:
• Điện áp đồng bộ, ký hiệu là ur, có dạng răng cưa, đồng bộ với điện áp đặt
trên Anốt – Katốt của tiristor
• Điện áp điều khiển, ký hiệu là uc, là điện áp một chiều, có thể điều chỉnh
được biên độ
Trang 12- 12 -
Tổng đại số của ur + uc được đưa đến đầu vào của một khâu so sánh Như
vậy bằng cách làm biến đổi uc, người ta có thể chỉnh được thời điểm xuất hiện
xung ra, tức là điều chỉnh được góc α
u c
π
α =
người ta thấy Ucmax = Urmax
b Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng "Arccos"
Theo nguyên tắc này, người ta cũng dung 2 điện áp Anốt - Katốt tiristor
Từ điện áp này người ta tạo ra ur
Tổng đại số ur + uc được đưa đến đầu vào của khâu so sánh
Trang 13Như vậy, khi cho uc biến thiên từ -Ucmax ÷ Ucmax thì α biến thiên từ 0 ÷ Π
Nguyên tăc điều khiển thẳng đứng “arccos” được sử dụng trong các thiết
bị chỉnh lưu đòi hỏi chất lượng cao
Trang 14- 14 -
III) Chức năng điều khiển:
Đảm bảo phát xung với đủ các yêu cầu để mở van
• Đủ biên độ, Ux
• Đủ độ rộng, tx
• Sườn xung ngắn ( ts = 0,5 ÷ 1 μS )
Các thông số liên quan đến hình dạng một xung điều khiển
1 Đảm bảo tính đối xứng với các kênh điều khiển
Ví dụ đối với sơ đồ điều khiển các thyistor trong sơ đồ chỉnh lưu nhiều
pha, độ lệch cho phép của xung điều khiển ở các kênh khác nhau phải ở tròn
phạm vi từ 1 ÷ 3 ứng với cùng một giá trị điện áp điều khiển
Trang 15- 15 -
+24 V
1500 + 2000
2 Đảm bảo cách ly giữa mạch điều khiểnvà mạch lực
Ví dụ đối với biến áp xung, thường được sư dụng như một khâu truyền
xung cuối cùng ở tầng khuyếch đại xung, điện áp chịu đựng giữa sơ cấp và thứ
cấp phải đạt được 1500 V ÷ 2000 V khi sơ đồ làm việc với điện áp lưới 3 x 380
Vac
3 Đảm bảo đúng quy luật thay đổi về pha của xung điều khiển
Đây là yêu cầu để đảm bảo phạm vi điều chỉnhcủa góc điều khiển α, ví dụ
đối với chỉnh lưu có điều khiển hoặc các sơ đồ biến đổi xung xoay chiều
Thông thường, đối với chỉnh lưu điều khiển góc điều khiển α phải thay
đổi được trong phạm vi 10o ÷ 170o
4 Có thể hạn chế được phạm vi điều chỉnh góc α, không phụ thuộc sự
thay đổi của điện áp của điện áp lưới
5 Không gây nhiễu đối với các hệ thống điều khiển điện tử khác ở xung
quanh
6 Có khả năng bảo vệ quá áp, quá dòng, mất pha và báo hiệu khi có sự cố
Trang 16- 16 -
7 Có khả năng bảo vệ quá áp, quá dòng, mất pha và báo hiệu khi có sự cố
IV) Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển
Qua các phân tích đã nêu ở phần trên, chúng em đã xây dựng được mạch
điều khiển như sau:
Trang 17- 17 -
Trang 18- 18 -
2 Thuyết minh Sơ đồ nguyên lý
Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển gồm các khối với các chức năng sau:
• Khối cung cấp nguồn có nhiệm vụ cấp nguồn điện áp ổn định và đúng
cấp điện áp cho các khâu của mạch điều khiển, ở đây ta cần các cấp điện
áp ±12 v
• Sau khi qua biến áp ta có nguồn vào là 17 v xoay chiều, đi qua cầu chỉnh
lưu điốt ta sẽ có dòng một chiều Dòng điện ở nhánh trên đi qua
Transitor công suất 7812 và được lọc nhiễu cho ra điện áp ổn định là +12
v Dòng điện ở nhánh dưới đi qua Transitor công suất 7912 và được lọc
nhiễu cho ra điện áp ổn định là -12 v
• Khâu tạo xung răng cưa được thực hiện khi điện áp đặt lên cực B của T1
là UB T1 là “+” (dương) thì T1 sẽ thông nên dòng điện đi theo đường +E
→ R3 → → R4 →T1 → đất Lúc này UCT1 ≈ 0 Phân áp R3 và R4 làm cho
• UBT2 < UET2 làm cho T2 mở Tụ C7 được nạp theo đường +E → Dz →
T2 → C7 → đất Khi UBT1 là xung “-“ (âm) thì T1 bị khoá lại, dẫn đến T2
bị khoá lại theo Lúc này, UBT3 > UET3 vì
0 UBT3
Do đó T3 và C7 phóng điện qua T3 → R6 → VR1
• Khâu so sánh thực hiện nhờ vi mạch HA471 Tín hiệu xung răng cưa
qua R7 được đưa vào chân 2 của vi mạch để so sánh với tín hiệu điều
khiển ở chân 3 vi mạch Ở đầu ra của khâu so sánh này ta nhận được một
chuỗi xung chữ nhật, dương và âm kế tiếp nhau
• Ta khuyếch đại xung qua 3 transitor T4 ,T5 , T6 Từ chân 6 của vi mạch
HA471, tín hiệu ra la một chuỗi xung chữ nhật dương, âm kế tiếp Khi
xung vào chân B của T4 là xung dương thì bóng thuận T4 sẽ mở làm cho
T5 và T6 mở theo Dòng điện sẽ chay theo đường từ nguồn → T6 →R13
→cuộn sơ cấp của biến áp xung Do hiện tượng cảm ứng →xuất hiện
xung ở đầu ra của biến áp xung
Trang 20- 20 -
CHƯƠNG V
CHẾ TẠO MẠCH IN VÀ HÀN MẠCH
Dựa vào mạch điều khiển đã thiết kế ta có thể chế tạo mạch in tuân thủ
theo quy tắc cơ bản: chính xác, hợp lý kích thước nhỏ gọn
Chế tạo mạch in bao gồm các bước sau:
I- Chuẩn bị
- Chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ cần thiết để cho việc chế tạo mạch thuận
tiện và đạt kết quả cao nhất : hợp lý, đúng tiêu chuẩnm tính thẩm mỹ
- Các thiết bị linh kiện điện tử phải đúng, đủ, kèm theo bảng đồng
- Giấy, mực, bút, thước…
- Dung dịch ăn mòn FeCl3.
II- Chế tạo mạch in
1 Thiết kế trên giấy:
Để có được mạch in hoàn chỉnh, chính xác, hợp lý, nhỏ gọn, đẹp theo tiêu
chuẩn ta phải thiết kế trên giấy (thiết kế mạch điểu khiển IV)
Và chúng em đã thiết kế được mặt phải và mặt trái dựa theo sơ đồ nguyên
lý với độ chính xác đúng với các yêu cầu đặt ra
Trang 21- 21 -
Trang 22- 22 -
Mặt phải:
Trang 23- 23 -
Mặt trái
Trang 24- 24 -
2 Thiết kế vẽ trên phíp phủ đồng
• Vẽ trên phíp phủ đồng chúng ta phải đảm bảo chính xác theo sơ
đồ mặt trái mà ta đã thiết kế mạch điều khiển ở phần IV
• Mực vẽ tốt, đường nét rõ ràng, đủ đậm để sau khi ăn mòn xong
chúng ta có được mạch đồng dày sáng, rõ nét, không bị đứt mạch, tránh
ngắn mạch
Cách kiểm tra bóng và tụ
Bóng thuận (T 2 ,T 5 , T 6 )
Đưa đầu âm của đồng hồ (dây màu đen) vào chân B của bóng, lần
lượt đưa đầu dương của đồng hồ (dày màu đỏ) vào chân C và E Nếu
thấy không là bóng hỏng Nếu thông ta đảo kim đỏ vào chân B của
bóng và lại cho lần lượt kim đen vào chân C, E của bóng Nếu thông
là bóng hỏng, không thông thì bóng tốt có thể cắm vào mạch để hàn
Bóng đảo: (T 1 , T 3 , T 4 )
Đưa kim dương của đồng hồ (dây màu đỏ) vào chân B của bóng, lần
lượt đưa đầu âm (màu đen) của đồng hồ vào chân C và E của bóng
Nếu không, ta đảo kim âm (dây màu đen) của đồng hồ vào chân B
của bóng Đầu dương của đồng hồ lần lượt vào chân C, E của bóng
Nếu không thông là bóng tốt
III- Ăn mòn
• Để mực vẽ trên bảng phíp khô hẳn rồi mới ngâm mạch vào dung
dịch ăn mòn FeCl3
• Sau khoảng 35 ÷ 45 phút, khi thuốc ăn mòn đã ăn mòn hết
đồng thừa trên bảng phíp, lấy ra rửa sạch, lau khô Dùng cồn lau sạch
mực trên bảng mạch Chúng ta được những đường mạch đồng trên bảng
phíp như trên mặt trái thiết kế
Trang 25- 25 -
• Sau khi ăn mòn, ta tiến hành khoan những điểm đã đánh dấu
• Tuỳ theo kích cỡ chân linh kiện mà ta dùng cỡ mũi khoan 0,8 hay
1,2 mm
Yêu cầu:
- Khoan chính xác, đúng kích cỡ yêu cầu
- Khoan đủ, đúng, đảm bảo tính thẩm mỹ
Tra linh kiện
• Chuẩn bị đủ, đúng loại linh kiện
• Tra đúng, chính xác loại, thông số từng linh kiện theo mạch phải
đã thiết kế
Hàn chân linh kiện:
Dùng giấy ráp đánh chân linh kiện và điểm phải hàn để ăn thiếc sau đó hàn
chân linh kiện
Yêu cầu mối hàn:
• Đảm bảo độ tiếp xúc, ăn thiếc để dòng điện chạy qua
• Không dính thiếc giữa các chân để tránh ngắn mạch
• Mối hàn đẹp đảm bảo tính thẩm mỹ
Sơ đồ chân vi mạch μA741
Trong đó:
+ Chân 1, 5, 8 là chân bù
+ Chân 2 là chân đảo
+ Chân 3 là chân không đảo
+ Chân 4 là nhuồn nuôi âm
+ Chân 7 là nguồn nuôi dương
