Thiết kế mạch chỉnh lưu sáu pha cho bể mạ với chất lượng điện áp cao

Chọn mạch công suất phù hợp

Điều khiển chất lượng mạ phải khống chế đồng thời cả dung dịch mạ lẫn cách thức mạ, nhưng quan trọng nhất vẫn là dải mật độ dòng điện thích hợp vì nó tạo điều kiện điện phân có phân cực lớn, do đó màu tinh thể mới được sinh ra dễ dàng hơn. Nếu chọn chỉnh lưu cầu một pha, tuy chất lượng điện áp tương đối tốt nhưng mật độ không cao, biên độ đập mạch lớn, thành phần đa hoà bậc cao lớn, hiệu suất sử dụng máy biến áp xấu và công suất chỉnh lưu nhỏ nên không đáp ứng yêu cầu của mạ vậy không chọn sơ đồ này.

Điện áp ngược của van

Nên chọn chỉnh lưu cầu ba pha không đối xứng, sơ đồ này cho điện áp chỉnh lưu có chất lượng cao, nhưng điều phức tạp ở chỗ là điều khiển đồng thời cả hai van bán dẫn nên gây không ít khó khăn khi vận hành điều khiển và sửa chữa. Vì thế mà em chọn sơ đồ cầu điều khiển không đối xứng là phù hợp nhất, sơ đồ này cho chất lượng điện áp tốt nhất, việc điều khiển đơn giản, sử dụng công suất của máy biến áp tốt, đáp ứng yêu cầu đòi hỏi của công nghệ mạ.

Tính toán máy biến áp

Máy biến áp dùng cho mạch chỉnh lưu thường có độ dự trữ công suất lớn vì dòng thứ cấp rất lớn, cách điện phải đạt yêu cầu, nhất là phải chú ý đến các vấn đề cách điện vì dòng thứ cấp rất lớn phát sinh ra nhiệt nhiều. Vì trong khi mạ hơi của các muối dùng để mạ, hay các chất phụ gia và chất xúc tác… có tính ôxy hoá cao do đó ta phải có vỏ để bảo vệ máy biến áp bằng cách thiết kế thùng dầu để cho máy biến áp vào.

Lưu chọn sơ đồ các khâu 1. Chọn khâu đồng pha

Đến nửa chu kỳ sau điện thế tại A và B đổi dấu, lúc này VA(-), VB(+) dòng điện qua Diôt D còn Diôt D0 bị khóa, Tranzito phát quang dẫn, tụ C phóng điện qua Tranzito. - Không phải dùng máy biến áp đồng pha, nên việc chế tạo và nắp giáp đơn giản hơn, kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ. - Cách ly nguồn xoay chiều với mạch điều khiển. - Việc mở khoá Tranzitor trong vùng điện áp lân cận không thiếu chính xác Nói chung các sơ đồ trên ít dùng do chất lượng điện áp tựa không tốt, do các. linh kiện điện tử có sụt áp nhất định nên vùng biến thiên tuyến tính của điện áp tựa không phủ hết 1800. Do đó góc mở van bị giới hạn, tức là điện áp tải không điều chỉnh được từ 0 tới cực đại. Khâu đồng pha dùng khuếch đại thuật toán. Sơ đồ tín hiệu điện áp ra của khâu đồng pha dùng khuếch đại thuật toán t. Sơ đồ khâu đồng pha dùng khuếch đại thuật toán b. Hoạt động của sơ đồ. Nửa chu kỳ đầu điện thế ở A mang dấu dương “+”, qua khuếch đại thuật toán A1 một chuỗi xung hình chữ nhật UB qua Diốt D tới khuếch đại thuật toán A2 tích phân thành điện áp răng cưa Urc, do Tranzito phân cực ngược nên tụ C nạp điện áp. Nửa chu kỳ sau, điện thế ở A đổi dấu, lúc này thế ở A mang dấu âm “-“ dòng điện qua khuếch đại thuật toán A1, Diốt D lúc này bị phân cực ngược. nên bị khóa không cho dòng chạy qua. Tranzito mở, làm ngắn mạch khuếch. đại thuật toán A2 và tụ C, tụ C xả năng lượng qua Tranzito, nên điện áp răng cưa hạ về không trong vùng điện áp UB âm. Như vậy ở đầu ra của khuếch đại thuật toán A2 chúng ta thu được các xung điện áp răng cưa Urc. Ưu điểm của sơ đồ:. - Tác động nhanh, các sườn xung răng cưa dốc, độ chính xác cao. - Cho chất lượng điện áp tốt. Kết luận: Qua phân tích một số sơ đồ tạo xung răng cưa, ta thấy nếu chọn sơ đồ dùng Tranzito và tụ,và sơ đồ đồng pha dùng bộ ghép quang thì việc mở, khoá Tranzito không được chính xác tại vùng điện áp không và việc xả, nạp của tụ C trong vùng này không được như ý muốn nên chúng ta không chọn. Vậy với sơ đồ đồng pha dùng khuếch đại thuật toán có ưu 46. điểm tác động nhanh, gọn nhẹ, độ chính xác cao nên được ứng dụng nhiều trong thiết kế mạch đồng pha. Chọn khâu so sánh. Để xác định được thời điểm cần mở tiristor chúng ta cần so sánh điện áp ra của. khâu đồng pha Urc với điện áp điều khiển Uđk. Khi Uđk=Urc thì phát xung điều khiển mở transitor. Các khâu so sánh thông dụng là:. Khâu so sánh thực hiện bằng Tranzitor. Sơ đồ so sánh dùng Transistor a). Khi điện áp răng cưa bằng điện áp điều khiển (Urc = Uđk), Tranzitor lật trạng thái từ khoá sang mở, (hoặc từ mở sang khoá), làm điện áp cũng lật trạng thái, thì ta nhận được một xung ra (xung điều khiển, khi Tranzito mở). Khi có điện áp từ khâu so sánh đưa sang, Tranzitor sẽ mở thông (Tranzitor phân cực thuận) và có dòng chạy qua cuộn sơ cấp của máy biến áp xung, cảm ứng sang cuộn thứ cấp một sức điện động bằng điện áp nguồn +E, sinh ra một dòng điện mở Tiristor.

Trong thực tế xung điều khiển chỉ cần cú độ rộng bộ khoảng 10 ữ 200às, mà thời gian mở thụng cỏc Tranzito cụng suất dài (tối đa là một nửa chu kỳ cho tới 0,01às), làm cho cụng suất toả nhiệt dư của Tranzito quá lớn và kích thước dây quấn sơ cấp của biến áp xung dư lớn. Chọn mạch điều khiển cho sơ đồ chỉnh lưu cầu không đối xứng nên chúng ta chọn khâu đồng pha dùng khuếch đại thuật toán, khâu so sánh dùng khuếch đại thuật toán (so sánh không cùng dấu) và khâu tạo xung dùng hai Tranzito mắc theo kiểu Darlingtơn có tụ nối tầng để khuếch đại tín hiệu. Khi UB mang giá trị âm, Tranzito Tr1 mở thông, Diốt D1 bị khoá lại, kết quả là tụ C1 xả năng lượng hết cho lần tiếp theo và khuếch đại thuật toán A2 bị ngắn mạch, lúc này điện áp tựa răng cưa Urc = 0 trong khoảng thời gian UB âm.

Điện áp răng cưa sau khi được tạo ra ở C được địên trở R7 và R8 nâng lên thêm một điện áp Udc để kéo Urc lên phần dương, còn điện trở R5 và biến trở R10 có nhiệm vụ điều chỉnh điện áp điều khiển Uđk để thay đổi góc mở α.