2.1.2.1. Bảo vệ quỏ nhiệt.
Triac làm việc với dũng điện tối đa Imax = 1.136 A chịu một tổn hao trờn van là ( P1) và khi chuyển mạch ( P2). Tổng tổn hao sẽ là:
P = P1 + P2 P1 = U.Ilv = 1,6.1.136 = 1,82W.
Tổn hao cụng suất này sinh ra nhiệt. Mặt khỏc van chỉ làm việc tới nhiệt độ tối đa cho phộp là T = 1250C. Do đú phải bảo vệ van bằng cỏch gắn van bỏn dẫn lờn cỏnh toả nhiệt.
Khi van bỏn dẫn được mắc vào cỏnh toả nhiệt bằng đồng hoặc nhụm, nhiệt độ của van được toả ra mụi trường xung quanh nhờ bề mặt của cỏnh toả nhiệt. Sự toả nhiệt này là nhờ vào sự chờnh lệch nhiệt giữa cỏnh toả nhiệt và mụi trường xung quanh. Khi cỏnh toả nhiệt núng lờn, nhiệt độ xung quanh cỏnh toả nhiệt núng lờn. Nhiệt độ xung quanh cỏnh toả nhiệt tăng lờn. Làm cho tốc độ dẫn nhiệt ra mụi trường khụng khớ bị chậm lại. Diện tớch bề mặt toả nhiệt được tớnh:
Stn = P K tn .
Tổn hao cụng suất: P = 1,82W.
Độ chờnh lệch nhiệt độ so với mụi trường: = Tlv – Tmt Cú Tlv = 1250C, chọn nhiệt độ mụi trường: Tmt = 400C.
= 125 - 40 = 85 0C
Ktn: Hệ số cú xột tới điều kiện tỏa nhiệt. Chọn Ktn = 8.10-4 W/cm2 0C.
Stn = 1,82
a b
ho h h1
c z
Hỡnh 15: hỡnh dạng cỏnh tản nhiệt cho triac
2.1.2.2. Bảo vệ quỏ dũng điện cho van.
*Chọn cầu chỡ tỏc động nhanh để bảo vệ ngắn mạch nguồn: Icc = 1,1Ilv = 1,1.1,136 = 1,25 A.
Chọn một cầu chỡ loại 1 A.
2.1.2.3. Bảo vệ quỏ điện ỏp cho van.
Bảo vệ quỏ điện ỏp do quỏ trỡnh đúng cắt Triac được thực hiện bằng cỏch mắc R-C song song với triac (hoặc thyristor). Khi cú sự chuyển mạch cỏc điện tớch tớch tụ trong cỏc lớp bỏn dẫn, phúng ra ngoài tạo ra dũng điện ngược trong khoảnh thời gian ngắn. Sự biến thiờn nhanh chúng của dũng điện ngược sẽ gõy ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong cỏc điện cảm làm cho quỏ điện ỏp giữa Anot và Katot của triac (hoặc thyristor). Khi cú mạch R - C mắc song song với triac (hoặc Thyristor) tạo ra mạch vũng phúng điện trong quỏ trỡnh chuyển mạch nờn triac (hoặc thyristor) khụng bị quỏ điện ỏp.
C R
Thụng thường chọn R = 10 100 , C = 0,1 1000 F.
Trờn đõy chỳng em xin trỡnh bày cỏch tớnh chọn van và mạch dộng lực cho mạch điều khiển !
3 tớnh chọn phần tử cỏch ly
Cú rất nhiều phương ỏn cho khõu cỏch ly đú cú thể dung phần tử cỏch ly quang biến ỏp xung hay với mạch cụng suất nhỏ chỉ cần dựng diot để chống ngược dũng
Trong phạm vi đề tài là ứng dụng với tải cụng suất trung bỡnh và nhỏ để đỏp ứng được tớnh gọn nhẹ và gỏi thành của mạch phương ỏn sử dụng cỏch ly quang được chỳng em quyết định sử dụng vỡ khỏ hiệu quả giỏ thành rẻ gọn nhẹ và cỏch ly an toàn giữa mạch lực và mạch điều khiển từ cỏc thong số trờn chỳng em quyết định sử dụng MOC 3021 để thực hiện khõu cỏch ly này.
Đõy là một số sơ đồ kết nối của MOC 3020 ứng với cỏc loại tải khỏc nhau sau đõy là sơ đồ kết nối trong khõu cỏch ly của chỳng em
Hỡnh 18: Sơ đồ khối và sơ đồ nguyờn lý của moc 3020
* Nguyờn lý hoạt động
Khi cấp nguồn cho mạch điều khiển qua khối chỉnh lưu điện ỏp 15V AC vào cỏc chõn 13,6,16 cho TCA 785 chõn 5 của mạch nối với điện ỏp xoay chiều 15V sau mỏy biến ỏp để tạo điện ỏp đồng với mạch lực (mạch lực và mạch điều khiển chung nguồn) . Để tạo được xung răng cưa sau khi tham khảo sơ đồ chõn của datasheet chỳng em nối chõn 12 với một tụ khụng phõn cực 22nF để tạo độ rộng xung và một tụ 68nF vào chõn 10 để tạo biờn độ cho mạch điều khiển để điều khiển được triac dựng 2 biến trở 50k vào chõn 11 để diều khiển độ rộng xung qua đú điều chỉnh gúc mở cho triac và từ đú nhận được một giỏ trị điện ỏp tương ứng trờn tải. (cỏc chõn cũn lại khụng dựng chỳng em chọn giải phỏp để trống khụng nối mỏt). Xung ra từ chõn điều khiển 14 để điều chỉnh gúc mở phần điện ỏp dương ,chõn 15 để phỏt xung điều khiển mở phần điện ỏp õm để mở cho triac ta cú thể nhận được giỏ trị điện ỏp tương ứng đặt cho tải từ đú điều chỉnh được tốc độ động cơ theo ý muốn. Để an toàn cho mạch điều khiển khụng bị điện ỏp ngược từ mạch lực sử dụng 2 diot chống ngược dũng và qua mạch cỏch ly quang sử dụng MOC 3020 như chỳng em đó giới thiệu. Mạch lực được bảo vệ bởi cầu chỡ 1A
Để điều khiển tốc độ động cơ người điều khiển chỉ cần vặn biến trở R11 để nhận được giỏ trị điện ỏp tương ứng gúc mở càng nhỏ thỡ điện ỏp đặt trờn tải càng lớn và ngược lại. Biến trở R9 để điều chỉnh độ mịn cho gúc mở nhờ điều chỉnh biờn độ của xung răng cưa
2.4. Sơ đồ bố trớ thiết bị
2.5. Phương hướng phỏt triển của đề tài
Với mạch điều ỏo sử dụng IC tớch hợp này chỳng ta cú thể điều khiển hầu hết cỏc loại động cơ một pha cụng suất nhỏ và vừa trong cỏc xớ nghiệp vừa nhỏ. Cỏch khắc phục hiện tượng khụng mở khi cú tải là điện cảm lớn chỳng em đó trỡnh bày ở trờn. Với ưu điểm là gần như điều khiển trơn được tốc độ và dải điều chỉnh rộng. Mạch cũn ứng dụng để điều khiển nhiệt độ của lũ điện trở và ứng dụng trong kỹ thuật chiếu sang.Mạch cú thể chuyển thành mạch điều ỏo xoay chiều 3 pha khi ta nhõn 3 mạch điều khiển dựng cho cỏc động cơ ba pha cụng suất lớn trong cụng nghiệp (lỳc này van bỏn dẫn là tiristor). Thực tế
chỳng ta cú thể điều khiển hầu hết cỏc loại động cơ. Ưu điểm của mạch là giỏ thành hợp lý nhỏ gọn và rất dễ vận hành cũng như sửa chữa.
LỜI KẾT
Như vậy, sau hai thỏng nhận và thực hiện đồ mụn học với đề tài: “Nghiờn cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều chỉnh điện ỏp xoay chiều điều khiển động cơ một pha” bằng cỏc phần tử bỏn dẫn cụng suất cho đến nay chỳng em đó hoàn thành. Cựng với sự nỗ lực cố gắng của bản thõn, sự giỳp đỡ của bạn bố trong lớp, và đặc biệt với sự giỳp đỡ nhiệt tỡnh, tận tõm của cụ giỏo: Nguyễn Thị Thanh Tõm chỳng em đó thực hiện được một cỏch tương đối tốt những yờu cầu cơ bản mà đề tài đặt ra.
Nhưng bờn cạnh đú, trong thời gian thực hiện đề tài, do với trỡnh độ kiến thức cũn cú hạn nờn khụng trỏnh khỏi những sai sút. Do đú chỳng em rất mong sẽ nhận được những ý kiến đúng gúp của cỏc thầy, cụ giỏo và cỏc bạn để đề tài của chỳng em ngày một được hoàn thiện hơn.
Chỳng em cũng xin được cảm ơn tất cả cỏc thầy, cỏc cụ giỏo thuộc bộ mụn ‘Điện tử cụng suất và truyền động điện’ đó giỳp đỡ chỳng em, tận tỡnh chỉ bảo để chỳng em cú thể hoàn thiện được đề tài đồ ỏn này.
Một lần nữa, chỳng em xin chõn thành cảm ơn!
Hưng yờn, thỏng 11 năm 2012 Nhúm sinh viờn thực hiện đồ ỏn :
Hoàng Lương Thỏi Sơn Trần Văn Thoại
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tham khảo:
Điện tử cụng suất-Nguyễn Văn Doanh
Điện tử cụng suất –Nguyễn Bớnh
Giỏo trỡnh truyền động điện-Đỗ Cụng Thắng-Nguyễn Phương Thảo
www.alldatasheet.com/ www.dientuvietnam.net/ www.tailieu.vn/