Tài liệu Ắc quy P3 doc

Chương III Thiết kế mạch lực 36 CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠCH LỰC Ta chọn phương án chỉnh lưu cho mạch nạp ác qui là sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha không đối xứng * Các thông số yêu cầu: U dmax =32,4V I dmax =33,3A P =3,1KW III.1.Tính chọn van mạch lực Điện áp ngược của van U lv =k nv .U 2 U 2 =U d /k u + Với sơ đồ chỉnh lưu 1 pha: k nv = 2 .k u =0,9 ⇒ U lv = 2 . V51 9,0 4,32 = Dòng điện làm việc I lv =I hd =k hd .I d =100/ 2 =70,7A U lv =k đt .U lv =1,6.51=81,6V I đm =k i I lv =4.70,7=282,2A <chọn I lv =25%Iđm> *Từ các thông số trên ta có thể chọn: T i loại ST303S04MFK3 có:Unmax =400V Iđm =300A Δ Umax =1,8V Irmax =10mA Chương III Thiết kế mạch lực 37 Điot loại HD310 104-6 có:Unmax=400V Idmax=300A Δ Umax=1,6V Irmax=1,5mA III.2.Mạch bảo vệ Tiristor : T R C Để bảo vệ van ta dùng mạch RC đấu song song với van nhằm bảo vệ quá áp do tích tụ điện khi chuyển mạch gây nên. Các thiết bị bán dẫn nói chung cũng như Tiristor rất nhạy cảm với điện áp và tốc độ biến thiên điện áp ( dt du ) đặt lên nó . Các nguyên nhân gây nên quá áp thì chia thành hai loại : - Nguyên nhân bên ngoài : Do cắt đột ngột mạch điện cảm,do biến đổi đột ngột cực tính của nguồn, khi cầu chảy bảo vệ đứt hoặc khi có sấm sét. - Nguyên nhân bên trong ( nội tại ) : Khi van chuyển từ trạng thái mở sang trạng thái khoá, do sự phân bố không đều điện áp trong các van mắc nối tiếp. ở đây ta quan tâm đến việc bảo vệ quá điện áp do các nguyên nhân bên trong gây ra. i Chương III Thiết kế mạch lực 38 t Nguyên nhân quá điện áp trên van là do sự suất hiện dòng điện ngược chảy qua mỗi van khi nó chuyênr từ trạng thái mở sang trạng thái khoá. Dòng điện ngược này suy giảm rất nhanh do vậy sẽ suất hiện sự quá điện áp dt di LU qda = Để khắc phục hiện tượng quá điện áp này ta dùng mạch R-L-C nhưng do mạch đã có tính chất điện cảm nên ta chỉ cần dùng mạch R-C đấu song song như hình vẽ. Khi van khóa dòng điện ngược sẽ chuyển từ van sang mạch bảo vệ. III.3 Bảo vệ quá nhiệt độ cho các van bán dẫn Khi làm việc với dòng điện có dòng điện chạy qua trên van có sụt áp, do đó có tổn hao công suất Δp, tổn hao này sinh ra nhiệt đốt nóng van bán dẫn. Mặt khác van bán dẫn chỉ được phép làm việc dưới nhiệt độ cho phép T cp nào đó, nếu quá nhiệt độ cho phép thì các van bán dẫn sẽ bị phá hỏng. Để van bán dẫn làm việc an toàn, không bị chọc thủng về nhiệt, ta phải chọn và thiết kế hệ thống toả nhiệt hợp lý. + Tính toán cánh tản nhiệt + Tổn thất công suất trên 1 Tiristo: Δp = ΔU. I lv =1,8*70,7=127,26(w) + Diện tích bề mặt toả nhiệt: S m =Δp/k m .τ Trong đó: Δ p - tổn hao công suất (w) τ - độ chênh lệch so với môi trường Chọn nhiệt độ môi trường T mt =40 0 c. Nhiệt độ làm việc cho phép của Tiristo T cp =125 0 c. Chọn nhiệt độ trên cánh toả nhiệt T lv =80 0 c τ = T lv - T mt = 40 0 c K m hệ số toả nhiệt bằng đối lưu và bức xạ. Chọn K m = 8 [ w/m 2 . 0 C ] vậy s m = 40.8 26,127 =0,3976 (m 2 ) Chọn loại cánh toả nhiệt có 12 cánh, kích thước mỗi cánh a x b =13 x 13 (cm x cm). Chương III Thiết kế mạch lực 39 Tổng diện tích toả nhiệt của cánh S = 12.2.13.13=4056(cm 2 ) III.4Tính toán máy biến áp chỉnh lưu Điện áp chỉnh lưu không tải U do =U d + Δ U v + Δ U ba + Δ U dn U d điện áp chỉnh lưu Δ U v sụt áp trên các van Δ U dn ≈ 0 sụt áp trên dây nối Δ U ba = Δ U r + Δ U x là sụt áp điện trở và điện kháng máy biến áp Chọn sơ bộ Δ U ba =6% U d =0,06.32,4=1,944V Phương trình cân bằng điện áp khi có tải h h b a c z h o 1 Hình 3-1. Hình dáng và kích thước giới hạn cho cánh toả nhiệt một van bán dẫn Chương III Thiết kế mạch lực 40 U do .cosαmin= U d +2 Δ U v + Δ U ba + Δ U dn α min=10 0 là góc dự trữ khi có suy giảm điện lưới ⇒ U do = mincos 22 α UbaUnUvUd Δ+Δ+Δ+ = 10cos 94,108,1.24,32 ++ + =38,5V Công suất tối đa của tải Pdmax=U do I d =38,5.100=3850W Công suất máy biến áp nguồn S ba =k s .P dmax S ba công suất biểu kiến của máy biến áp K s hệ số công suất theo mạch chỉnh lưu.Tra bảng K s =1,23 ⇒ S ba =1,23.3850=4,7KVA III.4.1Tính toán sơ bộ mạch từ Tiết diện Q Fe của lõi thép máy biến áp Q Fe =k q mf sba K q hệ số phụ thuộc vào phương thức làm mát Chọn K q =5(máy biến áp khô) M số trụ của máy biến áp Chọn m=1(máy biến áp 1 pha) F tần số nguồn điện xoay chiều Lấy f=50 ⇒ Q Fe =5. 50 10.7,4 3 ≈ 48(cm 2 ) Chọn a=6cm b=8cm Chương III Thiết kế mạch lực 41 Tính toán dây quấn ,số vòng ,kích thước Điện áp các cuộn dây - Điện áp thứ cấp U 2 = u do k U K u hệ số điện áp chỉnh lưu.Tra bảng k u =0,9 ⇒ U 2 = 9,0 5,38 =42,7V -Dòng điện hiệu dụng thứ cấp máy biến áp: I 2 = 3 2 .I d = 3 2 .100=81,65A -Dòng điện sơ cấp máy biến áp: I 1 = 2 1 2 . . I U U = 65,81. 220 7,42 =15,85A -Đường kính trụ: D= π Fe Q4 = 14,3 6,48.4 =7,86cm Lấy d=8cm,độ dày lá thép :0,5mm Hình 3-2.Kết cấu mạch từ Chương III Thiết kế mạch lực 42 Chọn tỷ số m= d h ⇒ h=m.d=2,3.8=20cm (thông thường lấy m=2÷2,5cm) Chọn chiều cao trụ =20cm Tính toán dây quấn Chọn lõi thép có tiết diện 50cm 2 làm bằng vật liệu sắt từ dày 0,5mm,lá thép dập hình chữ E và I +Tính số vòng trên vôn W o = Q k = 50 45 =0,9vòng/vôn +Số vòng cuộn sơ cấp W 1 =U 1 .W 0 =220.0,9=198(vòng) +Số vòng cuộn thứ cấp M A ÏC H T Ö Ø D A ÏN G E I Chương III Thiết kế mạch lực 43 W 1 =U 2 .W o =42,7.0,9=39(vòng) Chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp với dây dẫn bằng đồng ,máy biến áp khô: J 1 =J 2 =2,75A/mm 2 +Tính dây quấn máy biến áp S 1 = 1 1 J I = 75,2 85,15 =5,76mm 2 S 2 = 2 2 J I = 75,2 65,81 =29,69mm 2 Đường kính dây dẫn d 1 = Π S 1 4 = 14,3 76,5.4 =2,7mm chọn d 1 =3mm,đường kính kể cả cách điện D=0,5mm d 2 = Π S 2 4 = 14,3 69,29.4 =6,14mm chọn d 2 =7mm, đường kính kể cả cách điện D=0.95(mm). Kết cấu dây quấn Chương III Thiết kế mạch lực 44 b hH c C a c Hình 3-3.Kết cấu dây quấn Chương III Thiết kế mạch lực 45 [...]... W1 198 = = 4,4 (lớp) W1.1 45 Chọn n1.1=5 lớp Chọn 198 vòng chia thành 5 lớp, mỗi lớp 40 vòng +Chiều cao thực tế của cuộn sơ cấp h1 = W1.1 * d 40 * 0.3 = = 13(cm) ke 0.95 Chọn ống quấn dây làm bằng vật liệu cách điện có bề dày S 01 =0.1cm Khoảng cách từ trụ tới cuộn dây sơ cấp: a 01 =1.0 cm +Đường kính trong của ống cách điện Dt1 = d Fe + 2a 01 − 2 S 01 = 8 + 2 * 1 − 2 * 0.1 = 9.8(cm) + Đường kính trong . thái mở sang trạng thái khoá, do sự phân bố không đều điện áp trong các van mắc nối tiếp. ở đây ta quan tâm đến việc bảo vệ quá điện áp do các nguyên nhân. này suy giảm rất nhanh do vậy sẽ suất hiện sự quá điện áp dt di LU qda = Để khắc phục hiện tượng quá điện áp này ta dùng mạch R-L-C nhưng do mạch đã có tính