Đề tài thiết kế bộ nạp acqui tự động sử dụng TCA 785

TRUỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Viện Điện BÁO CÁO ĐỒ ÁN II Đề tài : Thiết kế nạp acqui tự động sử dụng TCA 785 Giảng viên hướng dẫn : Thầy Trần Văn Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Chính MSSV : 20173685 MỤC LỤC Trang Lời mở đầu……………………………………………………………………… Chương I : Giới thiệu chung acqui…………………………………………….3 I Tổng quát chung cấu tạo nguyên lí làm việc acqui…………… Cấu tạo bình acqui axit ( acqui chì )……………………………3 a Vỏ bình………………………………………………………… b Bản cực, phân khối cực khối cực……………………4 c Tấm ngăn ……………………………………………………… d Dung dịch điện phân…………………………………………… e Nắp, nút cầu nối…………………………………………… Q trình biến đổi hố học acqui axit…………………………7 Các đặc tính acqui axit………………………………………….8 a Sức điện động acqui axit…………………………………….8 b Dung lượng acqui……………………………………………9 c Đặc tính phóng acqui axit………………………………… 10 d Đặc tính nạp acqui………………………………………… 11 Các phương pháp nạp điện cho acqui………………………………… 12 Phương pháp nạp acqui với dòng nạp không đổi……………………12 Phương pháp nạp acqui với điện áp nạp khơng thay đổi……………13 Phương pháp nạp dịng – áp…………………………………………13 II Chương II : Thiết kế mạch lực…………………………………………………….14 I II Sơ đồ mạch lực………………………………………………………….14 Các phần tử mạch lực …………………………………… 14 Chương III : Thiết kế mạch điều khiển……………………………………………16 Yêu cầu chung…………………………………………………………… 16 Lựa chọn mạch điều khiển…………………………………………………16 Giới thiệu TCA 785……………………………………………………… 18 Thiết kế mạch phản hồi…………………………………………………….23 Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển…………………………………… 26 Chương IV : Kết luận…………………………………………………………… 28 Tài liệu tham khảo……………………………………………………………… 29 1|Page Lời mở đầu Nước ta đường Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa Bởi tự động hóa phát triển mạnh năm gần đây.Tự động hố điều khiển q trình sản xuất sâu vào ngõ ngách, vào tất trình tạo sản phẩm Ngày tất máy móc thiết bị cơng nghiệp đời sống hàng phải sử dụng điện , dùng hồn tồn nguồn lượng điện phần lượng điện kết hợp với lượng khác Trên thực tế có lúc cần lượng điện mà ta lấy lượng điện từ lưới điện Do ta phải lấy nguồn điện dự trữ Ăc quy Như để sử dụng nguồn ăcquy ta phải nạp điện cho ăcquy Bởi chỉnh lưu nạp ăcquy tự động sử dụng rộng rãi nhiều trường hợp cụ thể quan trọng , thiếu khơng có nguồn điện vận hành , dự trữ cho máy móc thiết bị mà khơng đáp ứng tiêu kinh tế kỹ thuật Trong báo cáo đồ án khó tránh khỏi sai xót, kính mong q thầy bạn có đóng góp báo cáo ngày hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 2|Page Chương I : giới thiệu chung ac qui I Tổng quát chung cấu tạo nguyên lý làm việc acquy: Acqui nguồn hoá hoạt động sở hai điện cực có điện khác nhau, cung cấp dòng điện chiều cho thiết bị điện cơng nghiệp dân dụng Khi acquy phóng hết dung lượng ta tiến hành nạp điện cho sau acqui lại tiếp tục phóng điện Acqui thực nhiều chu kỳ phóng nạp nên ta sử dụng lâu dài Trong thực tế kĩ thuật có nhiều loại acqui phổ biến thường dùng hai loại acqui: acqui axit (acqui chì) acqui kiềm Tuy nhiên thực tế thông dụng từ trước tới acqui axit so với acqui kiềm acqui axít có vài tính tốt như: + Sức điện động cao (với ăcqui axit 2V, ăcqui kiềm 1,2V) + Trong q trình phóng, sụt áp acqui axit nhỏ so với acqui kiềm + Giá thành acqui axit rẻ so với acqui kiềm + Điện trở acqui axit nhỏ so với ăcqui kiềm Vì đồ án em chọn loại acqui axit để nghiên cứu công nghệ thiết kế nguồn nạp acqui tự động Cấu tạo bình acqui axit ( acqui chì ): Bình acqui axit thơng thường gồm vỏ bình cực, ngăn dung dịch điện phân a Vỏ bình: Vỏ bình acqui axit chế tạo nhựa êbônit anphantơpéc hay cao su nhựa cứng Để tăng độ bền khả chịu axit cho bình, chế tạo người ta ép vào bên bình lớp lót chịu axit polyclovinyl lớp lót dày khoảng 0,6 mm Nhờ lớp lót mà tuổi thọ bình acqui tăng lên từ ÷ lần Phía vỏ bình tuỳ theo điện áp danh định acqui mà chia thành ngăn riêng biệt vách ngăn ngăn cách ngăn kín Mỗi ngăn gọi ngăn acqui đơn, đồ án này, nhiệm vụ nghiên cứu acqui chì với điện áp danh định 12V nên ta có sáu ngăn acqui đơn 3|Page Ở đáy ngăn có sống đỡ khối cực tạo thành khoảng trống đáy bình mặt khối cực, nhờ mà tránh tượng chập mạch cực chất tác dụng bong rơi xuống đáy gây lên Bên ngồi vỏ bình đúc hình dạng gân chịu lực để tăng độ bền gắn quai xách để việc di chuyển dễ dàng b Bản cực, phân khối cực khối cực: Bản cực gồm cốt hình lưới chất tác dụng Cốt đúc hợp kim chì (Pb) antimon (Sb) với tỷ lệ (87 ÷ 95)% Pb - (5 ÷ 13)% Sb Phụ gia antimon thêm vào có tác dụng tăng độ cứng, giảm han gỉ cải thiện tính đúc cho cốt Cốt để chất tác dụng phân khối dòng điện khắp bề mặt cực Điều có ý nghĩa quan trọng cực dương điện trở chất tác dụng (ơxit chì PbO2) lớn nhiều so với điện trở chì ngun chất, tăng chiều dày cốt điện trở acqui nhỏ Cốt đúc dạng khung bao quanh, có vấu để hàn nối cực thành phân khối cực có hai chân để tỳ lên sống đỡ đáy bình acqui Vì điện cốt cực âm yếu tố định chúng bị han gỉ nên người ta thường làm mỏng cực dương Đặc biệt hai bên phân khối cực âm lại mỏng chúng làm việc có phía với cực dương Chất tác dụng chế tạo từ bột chì, axit sunfuric đặc khoảng 3% muối axit hữu cực âm, cịn cực dương chất tác dụng chế tạo từ ơxit chì Pb3O4, PbO dung dịch axit sunfuric đặc Phụ gia muối axit hữu cực âm có tác dụng tăng độ xốp, độ bền chất tác dụng, nhờ mà cải thiện độ thấm sâu dung dịch điện phân vào lòng cực đồng thời điện tích thực tế tham gia phản ứng hoá học tăng lên Các sau trát đầy chất tác dụng ép lại, sấy khơ thực q trình tạo cực, tức chúng ngâm vào dung dịch axit sunfuric loãng nạp với dòng điện chiều với trị số nhỏ Sau trình chất tác dụng cưc dương hoàn toàn trở thành PbO2 (màu gạch sẫm) Sau cực dương đem rửa, sấy khô lắp ráp Những phân khối cực tên acqui hàn với tạo thành khối cực hàn nối vấu cực làm chì hình 4|Page để nối tải tiêu thụ Với ý rằng, ta muốn tăng dung lượng ăcqui ta phải tăng số cực mắc song song acqui đơn Thường người ta lấy từ ÷ Còn muốn tăng điện áp danh định acqui ta phải tăng số cực mắc nối tiếp c Tấm ngăn: Các cực âm dương lắp xen kẽ với cách điện với ngăn để đảm bảo cách điện tốt ngăn làm rộng so với cực Các ngăn có tác dụng chống chập mạch cực âm dương, đồng thời để đỡ cực khỏi bị bong rơi sử dụng acqui Các ngăn phải chất cách điện tốt, bền, dẻo, chịu axit có độ xốp thích hợp dể không ngăn cản chất điện phân thấm đến cực Các ngăn chế tạo từ vật liệu polyvinyl xốp, mịn, dày khoảng từ 0,8 ÷ 1,2 mm có dạng mặt phẳng hướng phía cực âm cịn mặt có hình sóng gồ hướng phía cực dương nhằm tạo điều kịên cho dung dịch điện phân dễ luân chuyển đến cực dương dung dịch lưu thông tốt d Dung dịch điện phân: Dung dịch điện phân bình acqui loại dung dịch axit sunfuric (H2SO4) pha chế từ axit nguyên chất với nước cất theo nồng độ qui định tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu mùa vật liệu làm ngăn Nồng độ dung dịch axit sunfuric γ = (1,1 ÷ 1,3) g/cm3 Nồng độ dung dịch điện phân có ảnh hưởng lớn đến sức điện động acqui Hình trình bày ảnh hưởng dung dịch điện phân tới điện trở sức điện động acqui: 5|Page Nhiệt độ mơi trường có ảnh hưởng lớn đến nồng độ dung dịch điện phân với nước vùng xích đạo nồng độ dung dịch điện phân quy định không 1,1 g/cm3 Với nước lạnh (vùng cực), nồng độ dung dịch điện phân cho phép tới 1,3 g/cm3 Trong điều kiện khí hậu nước ta mùa hè nên chọn nồng độ dung dịch khoảng (1,25 ÷ 1,26) g/cm3 , mùa đơng ta nên chọn nồng độ khoảng 1,27 g/cm3 Cần nhớ rằng: nồng độ cao làm chóng hỏng ngăn, chóng hỏng cực, dễ bị sunfat hố cực nên tuổi thọ acqui giảm nhanh Nồng độ thấp điện dung điện áp định mức acqui giảm nước xứ lạnh dung dịch vào mùa đơng dễ bị đóng băng * Những ý pha chế dung dịch điện phân cho ăcqui: - Không dùng axit có thành phần tạp chất cao loại axit kỹ thuật thông thường nước nước cất dung dịch làm tăng cường độ q trình tự phóng địên acqui - Các dụng cụ pha chế phải làm thuỷ tinh, sứ chất dẻo chịu axit Chúng phải sạch, không chứa muối khoáng, dầu mỡ chất bẩn… - Để đảm bảo an toàn pha chế, tuyệt đối khơng đổ nước vào axít đặc mà phải đổ từ từ axit vào nước dùng que thuỷ tinh khuấy e Nắp, nút cầu nối: 6|Page Nắp làm nhựa êbơnit bakêlit Nắp có hai loại: - Từng nắp riêng cho ngăn - Nắp chung cho bình - loại kết cấu phức tạp độ kín tốt Trên nắp có lỗ đổ để đổ dung dịch điện phân vào ngăn để kiểm tra mức dung dich điện phân, nhiệt dộ nồng độ dung dịch acqui Lỗ đổ đậy kín nút có ren để giữ cho dung dịch điện phân bình khỏi bị bẩn sánh ngồi Ở nút có lỗ nhỏ để thơng khí từ bình ngồi lúc nạp acqui Nắp số loại acqui có lỗ thơng khí riêng nằm sát lỗ đổ, kết cấu thuận tiện cho việc điều chỉnh mức dung dịch bình acqui Trong trường hợp này, nút khơng có lỗ thơng khí Cầu nối thường làm chì, dùng để nối ngăn acquy đơn với Quá trình biến đổi hoá học acqui axit: Trong acqui thường xảy hai q trình hố học thuận nghịch mà đặc trưng q trình nạp phóng điện Khi nạp điện, nhờ nguồn điện nạp mà mạch điện tử "e" chuyển động từ cực dương đến cực âm - dịng điện nạp In Khi phóng điện, tác dụng suất điện động riêng cuả acqui, điện tử "e" chuyển động theo hướng ngược lại tạo thành dịng điện phóng Ip Khi acqui nạp no, chất tác dụng cực dương PbO2 cịn cực âm chì xốp Pb Khi phóng điện, chất tác dụng hai cực trở thành sunfat chì PbSO4 có dạng tinh thể nhỏ Khi nạp điện cho acqui xảy phản ứng: - Ở cực dương: PbSO4 – 2e + 2H2O = PbO2 + H2SO4 + 2H+ ( 2.1) - Ở cực âm: PbSO4 + 2e + 2H+ = Pb + H2SO4 (2.2) -Tồn q trình xảy acqui nạp điện là: 2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + H2SO4 (2.3) 7|Page Kết tạo thành điện cực Pb điện cực PbO2 Sự phóng điện acqui xảy nối hai điện cực Pb PbO2 vừa thu với tải, lúc hoá dự trữ acqui chuyển thành điện Ở điện cực xảy phản ứng ngược (2.1) (2.2), nghĩa acqui xảy phản ứng ngược (2.3) Acqui cung cấp dòng điện hai điện cực lại trở thành PbSO4 ban đầu Sau đó, muốn dùng tiếp người ta lại nạp điện cho acqui trình tiếp diễn Các đặc tính acqui axit : Mỗi ngăn bình acqui acqui đơn có đầy đủ tính chất đặc trưng cho bình Sở dĩ người ta nối tiếp nhiều ngăn lại thành bình acqui để tăng điện áp định mức bình acqui Do ngiên cứu đặc tính bình acqui ta cần khảo sát bình acqui đơn đủ a Sức điện động acqui axit: * Sức điện động acqui axit phụ thuộc chủ yếu vào điện cực, tức phụ thuộc vào đặc tính lý hố vật liệu làm cực dung dịch điện phân mà không phụ thuộc vào kích thước cực Sức điện động phụ thuộc vào nồng độ dung dịch điện phân xác định cách xác cơng thức thực nghiệm sau: E0 = 0,85 + γ (V) Trong đó: E0 : Sức điện động tĩnh acqui đơn, tính V γ : nồng độ dung dịch điện phân không lấy theo đơn vị g/cm3 mà tính V quy +150 C Ngồi sức điện động cịn phụ thuộc vào nhiệt độ dung dịch điện phân * Trong q trình phóng điện, sức điện động acqui tính theo cơng thức: E p = U p + I p r aq Trong đó: I p: Dịng điện phóng (A) 8|Page U p : Điện áp đo cực acqui phóng điện (A) r aq : Điện trở acqui phóng điện Khi phóng điện hồn tồn r aq = 0,02 Ω * Trong trình nạp điện, sức điện động Encủa acqui tính theo cơng thức: En =U n – I n.r aq (V) Trong đó: I n: Dịng điện nạp (A) U n : Điện áp đo cực ăcqui nạp điện (V) r aq : Điện trở acqui nạp điện Khi nạp no r aq = (0,0015 ÷ 0,001) Ω b Dung lượng acqui: * Dung lượng phóng phóng acqui đại lượng đánh giá khả cung cấp lượng acqui cho phụ tải tính theo cơng thức : C p= I p t p(Ah) Trong đó: C p: Là dung lượng thu q trình phóng điện (Ah) I p: Dịng dịên phóng ổn định (A) thời gian phóng điện t p(h) * Dung lượng nạp acqui đại lượng đánh giá khả tích trữ lượng acqui tính theo cơng thức: C n= I n t n(Ah) Trong đó: C n: Là dung lượng thu q trình phóng điện (Ah) I n: Dịng điện nạp ổn định q trình nạp điện (A) c Đặc tính phóng acqui axit: 9|Page U 2=U d /k sd cho sơ đồ chỉnh lưu cầu pha k sd=0,9 nên ta có : U d =0,9.U suy raU = 16,2 : 0,9 = 18V Điện áp ngược lớn van: U ng max =√ U 2= √2 18=25,45 suy điện áp ngược định mức van : U n đmv =1,1 k dt 25 45=50,4 V Với 1,1 thực tế điện áp lưới không ổn định phép dao động nên áp lưới tăng lên 10% k dt hệ số dự trữ cho van, chọn: k dt =1,8 Chỉ tiêu dòng điện: I 30 - Dịng điện trung bình qua van: I tb van= d = =15 A Do công suất tải thấp chọn chế độ làm mát cho van tự nhiên dùng cánh tản nhiệt chuẩn I v =K I I tb van=1,2.15 =18 A với K I hệ số dòng Trong sơ đồ này, chế độ làm việc tiristor điôt giống nên điều kiện chọn van giống Vậy điều kiện chon van Uv ≥ 55V V Iv ≥18A Chọn loại van T10-20 Nga Chọn máy biến áp - Chọn máy biến áp biến đổi nguồn từ 220V 24V 15 | P a g e CHƯƠNG III : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN Yêu cầu chung - Mạch điều khiển khâu quan trọng biến đổi tiristor, có vai trị định đến chất lượng, độ tin cậy biến đổi Hệ điều khiển phát xung mở hai tiristor T1, T2, tiristor mở thoả mãn đồng thời hai điều kiện: U AK >0, I >0 Để làm thay đổi điện áp tải cần thay đổi thời điểm phát xung điều khiển, tức thay đổi góc mở a van - Mạch điều khiển phải thực nhiệm vụ sau: + Đảm bảo phạm vi điều chỉnh góc điều khiển αmin- αmax tươngứng với phạm vi thay đổi điện áp mạch lực + Có độ đối xứng điều khiển tốt, không vượt 1- ° điện, tức góc điều khiển với van khơng qua lệch giá trị + Đảm bảo mạch hoạt động ổn định tin cậy lưới điện xoay chiều dao động giá trị điện áp tần số + Có khả chống nhiễu cơng nghiệp tốt, độ tác động nhanh + Đảm bảo xung điều khiển phát tới van phù hợp để mở chắn van Xung phải thỏa mãn Đủ công suất (về điện áp dòng điều khiển) Thường tốc độ tăng áp điều khiển phải đạt 10V/us , tốc độ tăng dịng điều khiển đạt 0,1A/µs Độ rộng xung điều khiển đủ cho dòng qua van vượt trị số dòng điện trì Idt nó, để ngắt xung van giữ trạng thái dẫn Lựa chọn mạch điều khiển 16 | P a g e Phương án 1: Sử dụng mạch gồm khâu sau: Đồng pha Răng cưa Ung Dạng xung So sánh Khuếch đại xung Udk Bộ ĐK Uph Ud Trong : Ung: Điện áp nguồn Uđk: Điện áp điều khiển - Khâu đồng pha Tạo điện áp trùng pha với điện áp thứ cấp biến áp mạch lực Và cách ly mạch lực điện áp cao với mạch điều khiển điện áp thấp - Khâu tạo điện áp cưa: Tạo điện áp có dạng cưa có chu kỳ làm việc theo nhịp điện áp đồng pha - Khâu so sánh So sánh điện áp tựa USựa điện áp điều khiển U đk, tìm thời điểm hai điện áp ( U dk = U tựa) để phát xung điều khiển tức xác định góc mở α - Khâu dạng xung 17 | P a g e Nhằm tạo xung có dạng phù hợp để mở chắn van chỉnh lưu, thường sử dụng xung chùm - Khâu khếch đại xung Tiến hành khếch đại xung từ mạch dạng xung đưa đảm bảo mở chắn tiristor Khâu thường làm nhiệm vụ cách ly mạch điều khiển mạch lực - Bộ điều khiển Khâu có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ cơng nghệ đưa tới tín hiệu phản hồi lấy từ tải để xử lý theo qui luật điều khiển định để đưa U đk tác động đến góc điều khiển khống chế nguồn lượng tải cho phù hợp Ưu điểm: Giá thành rẻ Nhược điểm: Mạch phức tạp phải thông qua nhiều khâu Chất lượng điều khiển không cao Phương án : Dùng IC tích hợp TCA 785 Để đơn giản hóa mạch điều khiển ta sử dụng IC tích hợp TCA 785 Ưu điểm: Mạch đơn giản, khâu điều khiển Tạo điện áp đối xứng Chất lượng điện áp mong muốn Nhược điểm : Giá thành đắt Kết luận: Từ việc so sánh ưu nhược điểm phương án em chọn phương pháp (Sử dụng mạch tích hợp TCA 785) Giới thiệu TCA 785 TCA 785 hãng Siemen chế tạo, sử dụng để điều khiển thiết bị chỉnh lưu, thiết bị chỉnh dịng điện áp xoay chiều Có thể điều chỉnh góc  từ 0° đến 180° 18 | P a g e TCA 785 vi mạch phức hợp thực chức mạch điều khiển: tạo điện áp đồng bộ, tạo điện áp cưa đồng bộ, so sánh tạo xung a Ký hiệu chức TCA 785 chân Ký hiệu Chức OS Châ n Ký hiệu Chức Chân nối đất R9 Điện áp tạo mạch cưa Đầu đảo 10 C10 Tụ tạo mạch rang cưa Q 2¿∗¿¿ QU Đầu U Q1 Đầu đảo VSYNC Điện áp đồng 11 12 13 V11 C12 L Điện áp điều khiển Tụ tạo độ rộng xung Tín hiệu điều khiển xung ngắn, xung rộng I QZ VREF 14 15 16 Q1 Q2 Vs Đầu Đầu Điện áp nguồn ni ¿ Tín hiệu cấm Đầu Z Điện áp chuẩn Thông số chủ yếu TCA 785: + Điện áp nuôi: US = 18V + Dòng điện tiêu thụ: IS = 10mA + Dòng điện ra: I = 50mA + Điện áp cưa: Ur max = (US - 2)V + Điện trở mạch tạo điện áp cưa: R9 = 20K  500K + Điện áp điều khiển: U11 = -0,5  (US-2)V + Dòng điện đồng bộ: IS = 200  A + Tụ điện: C10 = 0,5  F + Tần số xung ra: f = 10  500 Hz 19 | P a g e Tính tốn phần tử bên : + Tụ cưa C10 : 500 pF - μF + Thời điểm phát xung: t= + V 11 V C 10 Vref K Vref K t Dòng nạp tụ I10= R C 10 b Sơ đồ chức chân vi mạch TCA 785 Sơ đồ khối chức chân TCA 785 Nguồn ni qua chân 16 Tín hiệu đồng lấy qua chân số chân số Tín hiệu điều khiển đưa vào chân 11.Tín hiệu động có qua trở kháng cao từ điện áp dây(V5) Bộ phát điện áp không xác định điện áp không chuyển chúng đến ghi đồng Thanh ghi đồng điều khiển tạo dốc (làm dốc xung tín hiệu điều khiển), tụ C10 tạo dốc nạp dòng cố định (xác định 20 | P a g e R9) Nếu điện áp dốc (điện áp cưa, tam giác) V10 vượt điện áp điều khiển V11( góc mở φ) tín hiệu điện chuyển thành dạng logic phụ thuộc vào độ lớn điện áp điều khiển V11 mà góc mở dịch chuyển khoảng từ (0° → 180° ) Với nửa chu kỳ song xung dương xuất Q1 Q2 Độ rộng khoảng 30µs → 80µs Độ rộng xung kéo dài đến 180o thông qua tụ C12 Nếu chân 12 nối đất có xung khoảng α → 180° Dạng sóng chức chân TCA 785 c Sơ đồ khối 21 | P a g e Khối nguồn Mạch điều khiển Mạch cách ly Phản hồi d Sơ đồ mạch sử dụng TCA 785 Sử dụng máy biến áp biến đổi từ 220V 9V 22 | P a g e Bộ chỉnh lưu IC TCA785 tích hợp bốn chức mạch điều khiền, có nhiệm vụ tạo xung để kích mở tiristor cách so sánh điện áp cưa ( U rc ) với điện áp điều khiển để từ biết thời điểm kích mở tiristor Cung cấp điện áp đồng cho IC TCA785 cách cấp điện áp xoay chiều vào chân chân IC từ TCA785 tạo điện áp cưa đồng để so sánh với điện ápU dk  Mạch cách ly - Sử dụng opto quang PC817 để cách ly khối chênh lệch điện hay cơng suất khối có cơng suất nhỏ với khối điện áp lớn - Nguyên lí hoạt động opto quang PC817: OptoPC817 là loại Opto quang cấu tạo từ Diode PhotoTransistorloại Opto quang phổ biến Trên sơ đồ ta thấy, có tín hiệu điện 5V chạy qua phần phát quang (Diode) PC817 Lúc diode phát ánh sáng có bước sóng sáng định PhotoTransistor (bộ phận thu quang) thu ánh sáng phát lúc mở thông mạch Lúc có Transistor T1 định thiên , mạch hoạt động làm cho tải M hoạt động Vậy nên, dù tải có ăn dịng lớn qua cách ly quang (Opto quang) giúp bảo vệ an toàn cho mạch điện điều khiển Thiết kế mạch khâu phản hồi Gồm khâu phản hồi dòng , phản hồi áp khâu chuyển mạch Sơ đồ nguyên lí : 23 | P a g e Khâu phản hồi Nguyên tắc hoạt động : Các tín hiệu phản hồi dịng U PhI áp U phU lấy từ mạch lực đưa khâu phản hồi tạo U dk để điều khiển góc mở α nhằm ổn định giá trị dòng áp đặt trước a Tính tốn chọn phần tử sơ đồ : Các khuếch đại thuật toán ta sử dụng IC LM348  Khâu ổn dòng : Dòng điện phản hồi lấy từ mạch lực, chuyển dòng phản hồi thành áp phản hồi lấy điện trở R sunrồi đặt vào khâu khuếch đại không đảo U11:C 24 | P a g e Chọn R sunloại 20A /60 mV - Điện áp rơi R sun ứng với giá trị dịng I d=30 A : 90mV - Mỗi bình có ngăn, ngăn đơn có sức điện động ban đầu V , điện trở 0,015Ω nên điện áp ban đầu nạp cho ác qui dòng điện nạp A là: U d =U n = I n Raq +E=3.0,015.2.6 +12=12,54 V  0,9.U cosα=12,54=¿ α =¿ 67° 23’  U dk = U rc max α = 2,067V 180 U11:C khâu khuếch đại không đảo, chọn hệ số khuếch đại là: R 25  K kd =50=> 1+ R =50 => R25=49 R 26 Chọn R26=1 kΩ => R25=49 kΩ 26 U11:D mạch cộng đảo chọn R27, R28, R31 = 10 kΩ  U dk =−U raU 11: C −U datVR Mà U raU 11:C = 0,09.50 = 4,5 V  U datVR 5= -6,6V VR  E VR5+ R =6,6 => VR 5= 1,2 R29 29 R  Chọn 29= 10 kΩ , VR5= 12 kΩ * Khâu ổn áp : - Điện áp phản hồi lấy từ mạch lực, sau giảm áp U phu, U phuđược đưa vào khâu khuếch đại cộng đảo U6 - Để ac qui nạp no điện áp đặt cho ngăn đơn 2,7 V Vì điện áp nạp là: 12 =16,2V  0,9.U cosα =16,2 => α =9° U α  U dk = rcmax =0,54 V 180 U d =U n =2,7 U11:A mạch cộng đảo, chọn R16=R17=R19= 4,7kΩ U dk =−U phu −U datVR Chọn U phu =6 V => U datVR 3=−6,54 V VR  E VR3+ R =−6,54 => RV3= 12 R18 18 R =1 Chọn 18 kΩ => VR3= 12kΩ  Khâu chuyển mạch 25 | P a g e Ban đầu ac qui mắc vào mạch nạp dịng nạp tăng điện áp ac qui tăng dần lên, tức dòng phản hồi áp phản hồi tăng dần lên Lúc áp phản hồi nhỏ U VR 3(áp đặt ởVR3) nên áp đầu U11:B U raU 11 B= -E (ở mức thấp), chuyển mạch CM2 ngắt đường phản hồi áp khỏi mạch Đồng thời có cổng NOT nên chuyển mạch CM1 đóng đường phản hồi dịng với mạch để thực q trình ổn định dịng - Khi áp phản hồi U phU bằngU VR U raU 11: B=E CM2 đóng cịn CM1 ngắt nên mạch thực trình ổn áp Đặt U datVR 3= 6V VR  E VR 4+ R =6V =>VR4=R23  Chọn R23=VR4= 4.7kΩ, điện áp đặt VR4= 6V Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển a) Nguồn nuôi ổn áp dùng IC ổn áp 7812, IC7912: Nguồn ổn áp nguồn ổn định điện áp thay đổi điện áp vào thay đổi tải Sơ đồ khối nguồn chiều ổn áp: Hạ áp cách ly Chỉnh lưu Mạch lọc Mạch ổn định điện Các phần tử thực khối chức năng: - Khối hạ áp cách ly dùng máy biến áp - Khối chỉnh lưu dùng chỉnh lưu cầu - Mạch lọc dùng tụ điện có điện dung lớn - Mạch ổn định điện áp dùng IC ổn áp 78xx với cấp điện áp chuẩn thể hai số xx Dịng tải cho phép IC 1A (khi có tản nhiệt tốt) Sơ đồ khối nguồn cung cấp cho mạch điều khiển: 26 | P a g e Tính chọn phần tử sơ đồ - IC 7812 có Điện áp đầu vào: 7- 35V Dịng điện đầu ra: 0- 1A Điện áp E =12V - IC 7912 có Điện áp đầu vào: 7- 35V Dịng điện đầu ra: 0- 1A Điện áp E= -12 - Chọn tụ lọc phẳng C1=C2=1000µF, C3=C4=100µF Chọn tụ lọc nhiễu C5=C6=0,1µF - Chọn cầu chỉnh lưu có I =1A; U=40V (khơng có tản nhiệt) 27 | P a g e Chương IV : Kết luận Qua đề tài lần , em có hiểu biết loại ac qui, cách nạp chúng nào, hiểu mạch để nạp cách tự động Với đề tài em thực với mạch nạp công suất nhỏ, nhiên từ đề tài ứng dụng để thiết kế nạp tự động với công suất lớn nạp điện cho ô tô điện xu hướng Qua đề tài , với hướng dẫn nhiệt tình thầy Trần Văn Tuấn em hoàn thàng đồ án Tuy nhiên đồ án có nhiều sai xót kiến thức em hạn chế Em mong góp ý thầy(cơ) để đề tài hồn thiện hơn, khắc phục hạn chế 28 | P a g e Tài liệu tham khảo : Điện tử tương tự, NXB Giáo dục, 2006, tác giả Nguyễn Trinh Đường, Lê Hải Sâm, Lương Ngọc Hải, Nguyễn Quốc Cường Điện tử công suất , NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội, tác giả Võ Minh Chính ( chủ biên), Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh Nguyên lí, phương pháp nạp acqui ( https://machdientu.org/binhac-quy-co-the-nap-bang-bao-nhieu-phuong-phap) 29 | P a g e ... TCA 785) Giới thiệu TCA 785 TCA 785 hãng Siemen chế tạo, sử dụng để điều khiển thiết bị chỉnh lưu, thiết bị chỉnh dịng điện áp xoay chiều Có thể điều chỉnh góc  từ 0° đến 180° 18 | P a g e TCA. .. thành acqui axit rẻ so với acqui kiềm + Điện trở acqui axit nhỏ so với ăcqui kiềm Vì đồ án em chọn loại acqui axit để nghiên cứu công nghệ thiết kế nguồn nạp acqui tự động Cấu tạo bình acqui. .. tục phóng điện Acqui thực nhiều chu kỳ phóng nạp nên ta sử dụng lâu dài Trong thực tế kĩ thuật có nhiều loại acqui phổ biến thường dùng hai loại acqui: acqui axit (acqui chì) acqui kiềm Tuy nhiên