Hướng dẫn thiết kế và chế tạo bộ nguồn nạp acquy tự động

MỤC LỤC

Các phuơng pháp nạp ắc quy tự động

    Phương pháp nạp với điện áp không đổi có thời gian ngắn dòng điện nạp tự động giảm dần theo thời gian .Tuy nhiên dùng phương pháp này ắc quy không được nạp no, vì vậy phương pháp nạp với điện áp không đổi chỉ là phương pháp nạp bổ xung cho ắc quy trong quá trình sử dụng. Đối với ắc quy kiềm : Trình tự nạp cũng giống như ắc quy axit nhưng do khả năng quá tải của ắc quy kiềm lớn nên lúc ổn dòng ta có thể nạp với dòng nạp In = 0,1C20 hoặc nạp cưỡng bức để tiết kiệm thời gian với dòng nạp In = 0,25C20. -Vì ắc quy là tải có tính chất dung kháng kèm theo sức phản điện động cho nên khi ắc quy đói mà ta nạp theo phương pháp điện áp thì dòng điện trong ắc quy sẽ tự động dâng nên không kiểm soát được sẽ làm sôi ắc quy dẫn đến hỏng hóc nhanh chóng.

    Như vậy chúng nếu chúng ta dùng cách mắc 10 ắc qui nối tiếp với nhau thì dòng điện nạp trong quá trình ổn dòng nhỏ In=6A còn điện áp nạp khi nạp ở chế độ ổn áp sẽ rất lớn Un=162 V.Phương pháp này không thoả mãn yêu cầu của công nghệ vì điện áp nạp lớn. Phương pháp này thoả mãn yêu cầu của công nghệ nhưng do dòng điện quá lớn nên chúng ta phải chọn van chịu được công sất lớn, do vậy sẽ không đạt được về vấn đề kinh tế.Từ đó chúng ta thấy : Phương pháp tối ưu nhất vừa đáp ứng được yêu cầu của công nghệ vừa đạt được hiệu quả kinh tế là phương pháp mắc hỗn hợp. Vì nguồn điện lưới là nguồn điện xoay chiều nên muốn nạp được dòng điện cho acquy thì ta phải dùng bộ chỉnh lưu biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều để cung cấp cho tải một chiều (ở đây là nguồn nạp điện cho acquy).

    Vì theo đầu bài là thiết kế mạch nguồn nạp ắc quy tự động ,tức là khi ắc quy đói thì phải tự động nạp đầy cho ắc quy, còn khi ắc quy no thì sẽ tự động ngắt.Tất cả điều này đều phải tự động nên ta chọn mạch chỉnh lưu có điều khiển.

    IXa d

    Chỉnh lưu điều khiển cầu một pha không đối xứng

    -Hiện tượng trùng dẫn là hiện tượng có 2 hay nhiều van trong cùng một nhóm dẫn điện - Hiện tượng trùng dẫn xảy ra do ảnh hưởng của điện kháng anot Xa. KL: vậy hiện tượng trùng dẫn đã làm méo điện áp chỉnh lưu , trong khoảng trùng dẫn năng lượng tích trữ được trả về lưới. +số van điều khiển ít hơn một nửa so với sơ đồ cầu đối xứng nên giảm được giá thành thiết bị biến đổi, sơ đồ điều khiển cũng đơn giản hơn, số kênh điều khiển van giảm .Và cũng giảm các phần tử bảo vệ cho tiristor do dùng một nửa số van là điot.

    +Thứ cấp máybiến áp chỉ có một cuộn dây so với 2 cuộn dây trong sơ đồ có điểm trung tính nên việc thiết kế chế tạo biến áp nguồn trở nên đơn giản hơn. KL: Với những ưu điểm của các mạch chỉnh lưu và các nhận xét trên ta đi đến chọn phương án chỉnh lưu điều khiển cầu một pha không đối xứng .Sơ đồ này đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật về điện áp chỉnh lưu , bên cạnh đó chi phí giá thành cho việc lựa chọn thiết bị lại rẻ hơn. Để lựa chọn mạch chỉnh lưu chi tiết cần biết khá nhiều yêu cầu kĩ thuật và các chi tiết cụ thể.Tuy nhiên những yêu cầu này thường khó nắm bắt được đầy đủ,vì vậy khi thiết kế chỉ cần dựa vào một số yêu cầu tốt thiểu để đưa ra một vài phương án mạch lực đủ cho thiết kế sơ bộ ban đầu.sau đó tiến hành thiết kế các chi tiết khác.

    Từ yêu cầu của đề tài và những phân tích ở trên thì ta chọn mạch chỉnh lưu cầu 3 pha bán điều khiển dùng tiristo.sơ đồ mạch lực như H 3.1.

    Bảo vệ thiết bị tuyệt đối

    +nguyên nhân nội tại do sự tích tụ điện trong các lớp bán dẫn khi khoa tiristor bằng điện áp ngược , các điện tích biến đổi ngược lại hành trình tạo ra dòng điện ngược trong khoảng thời gian rất ngắn gây ra một sức điện độngcảm ứng rất lớn,làm cho lớp tiếp giáp Anot- Katot xuất hiện quá điện áp .Làm cho tiristor xẽ tự mở không cần tín hiệu điều khiển. + Nguyên nhân bên ngoài : như cắt không tải mọt máy biến áp trên đường dây ,khi cầu chì bảo vệ chảy , sấm sét.

    Tính toán chọn van lực A/ Chọn cấp điện áp cho van

    Kdd hệ số dũng điện qua van,là tỉ số giữa giỏ trị hiệu dụngvà giỏ trị trung bỡnh của dũng điện đi qua van. Kdd hệ số dũng diện qua van,là tỉ số giữa giỏ trị hiệu dụngvà giỏ trị trung bỡnh của dũng điện đi qua van. Vậy qua phừn tớch và tớnh toỏn ở trờn ta quyết định chọn mạch điều khiển và mạch động lực như h3.14.

    TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN Nguyờn lý chung mạch điều khiển

    Khừu so sỏnh

    Tuỳ thuộc vào điện ỏp tựa và điện ỏp điều khiển đưa vào cửa nào mà điện ỏp ra xuất hiện sườn xung ừm hoặc xung dương.  Tổng trở vào OA rất lớn nờn khụng gừy ảnh hưởng đến cỏc điện ỏp đưa vào so sỏnh nú cú thể tỏch biệt hoàn toàn khụng để chỳng ảnh hưởng lẫn nhau.  Tầng vào OA cũng là khuếch đại vi sai , mặt khỏc tần số nhiều nờn hệ số khuếch đại rất lớn vỡ thế độ so sỏnh rất cao.

    Tạo xung đơn bằng vi mạch RC :là vi mạch đơn giản gồm 1 tụ và một điện trở mắc như h4.9.khi điện ỏp đưa từ khừu so sỏnh Uss ở mức thấp –Ubh thỡ tụ C được nạp bằng nguồn ừm theo đường 0→R→C→OAss→(-E)→0 đến trị số bằng Ubh với dấu điện ỏp ở hỡnh 3.9 .Khi Uss chuyển lờn mức cao dương Ubh ở thời điểm ban đầu trờn điện trở R xuất hiện 1 xung điện ỏp cú trị số bằng tụng điện ỏp cú sẵn trờn tụ cộng thờm điện ỏp của khừu so sỏnh do chung mắc nối tiếp nhau nờn chỳng là +2Ubh sau tụ C lại nạp đảo để cuối cựng lại đến trị số Ubh nhưng ngược dấu ban đầu.  khuếch đại xung ghộp trực tiếp :kiểu ghộp trực tiếp cho phộp đưaới van dạng xung điều khiển tối ưu(như h3.10 )nhưng cú nhược điểm là khụng cỏch ly mạch lực và mạch điều khiển do đú chỉ ứng dụng với những mạch chỉnh lưu điện tải dưới 40v.  Khuếch đại xung ghộp qua phần tử quang :cỏc phần tử quang mà ta cú thể sử dụng ghộp nối giữa Khuếch đại xung và van lực như h3.11a.

    Chỳng cú ưu điểm nổi bật : Đảm bảo độ cỏch ly giữa điều khiển và lực và truyền được cỏc xung cú độ rộng tuỳ ý.  Khuếch đại xung ghộp bằng biến ỏp xung: Là phương phỏp ghộp thụng dụng nhất hiện nay vỡ dễ dàng cỏch ly mạch điều khiển và mạch lực.Tuy nhiờn do tớnh chất vi phừn của biến ỏp nờn khụng cho phộp truyền cỏc xung rộng vài ms .chớnh vỡ vậy người ta phải truyền xung rộng dưới dạng xung chựm để biến ỏp xung hoạt động bỡnh thường.Để đơn giản mạch đồng thời vẫn đảm bảo hệ số khuếch đại dũng cần thiết ,tầng khuếch đại hay đấu theo kiểu Dalintơn. H3.12 là sơ đồ tốt giản cho loại này .Cả hai búng T1,T2đều chọn theo điều kiện điện ỏp như nhaulà chịu được trị số nguồn E.

    Khừu này cỳ nhiệm vụ nhận cỏc tớn hiệu từ cụng nghệ đưa tới và cỏc tớn hiệu phản hồi lấy từ tải về để xử lý theo những qui luật điều khiển nhất định để đưa ra Uđk tỏc động đến gúc điều khiển khống chế nguồn năng lượng ra tải cho phự hợp nhất.Để ổn định dũng điện ta phải phản hồi ừm dũng điện. Nguyờn tắc hoạt động như sau: khối đồng pha sẽ biến đổi điện ỏp đồng pha Uđf (đú là điện ỏp hỡnh sin cựng tần số với điện ỏp cần chỉnh lưu )thành một dóy xung hep lừn cận điểm 0 của điện ỏp đồng pha ()gọi là dúy xung nhịp) .Đưa dúy xung vào chừn 2 của vi mạch 555 mắc theo sơ đồ h4.13 thỡ ở cửa ra chừn 3 sẽ xuất hiện 1 dúy xung tương ứng.Thời gian tồn tại ụ của xung này ụ = VR■.C2 và thay đổi được nhờ biến trở. VR do đú thay đổi được thời điểm xuất hiện sườn xuống.Lấy sườn xuống của xung này để biến thành xung mở của tiristo.

    Qua những phừn tớch ở trờn ta quyết định chọn phương ỏn thiết kế mạch động lực và mạch điều kiển như sơ đồ h3.14.Cỏc mạch chỉnh lưu ba pha chỉnh lưu cầu khụng đối xứng gồm 3 Tiristo thuộc 3 pha vỡ vậy mạch điều khiển gồm 3 kờnh mỗi kờnh điều khiển cho một van của một pha. Hay núi cỏch khỏc mạch điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha khụng đối xứng gồm 3 mạch điều khiển một pha ghộp lại , sơ đồ nguyờn lý dưới đừy vẽ cho một pha ,hai pha cũn lại tương tự.