2. Phõn tớch và lựa chọn sơ đồ
4.1.2. Chọn thiết bị bảo vệ
4.1.2.1. Bảo vệ quỏ nhiệt.
Triac làm việc với dũng điện tối đa Imax = 1.165A chịu một tổn hao trờn van là (P1) và khi chuyển mạch (P2). Tổng tổn hao sẽ là:
P = P1 +P2 P1 = U.Ilv = 1,6.11,364 = 18,1824 W.
Tổn hao cụng suất này sinh ra nhiệt. Mặt khỏc van chỉ làm việc tới nhiệt độ tối đa cho phộp là T = 1100C. 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 = . tn K P Tổn hao cụng suất: P = 18,1824W.
Độ chờnh lệch nhiệt độ so với mụi trường: = Tlv – Tmt
Cú Tlv = 1100C, chọn nhiệt độ mụi trường: Tmt = 250C. = 110 - 25 = 85 0C
Ktn: Hệ số cú xột tới điều kiện tỏa nhiệt. Chọn Ktn = 8.10-4 W/cm2 0C. Stn = 85 . 10 . 8 1824 , 18 4 = 267,39 cm2 a b h h1 c z ho
Hỡnh 16: Hỡnh dạng cỏnh tản nhiệt cho triac
4.1.2.2. Bảo vệ quỏ dũng điện cho van.
Chọn cầu chỡ tỏc động nhanh để bảo vệ ngắn mạch nguồn: Icc = 1,1Ilv = 1,1.18,364 = 12,5 A. Chọn một cầu chỡ loại 13A.
4.1.2.3. 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. Hỡnh 17: sơ đồ mạch động lực được lựa chọn Thụng thường chọn R = 10 100, C = 0,1 1000F.
Trờn đõy chỳng em xin trỡnh bày cỏch tớnh chọn van và mạch dộng lực cho mạch điều khiển !
4.1.2.4. 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 thụng số trờn chỳng em quyết định sử dụng MOC 3021 để thực hiện khõu cỏch ly này.
Sau đõy là một số sơ đồ kết nối trong datasheet :
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.
- Điện ỏp ra của TCA là Umax=Vcc=15V. Sụt ỏp tại diode lỳc này điện ỏp cũn lại là: U=Vcc-0.7= 15-0.7=14,3 V.
-MOC3020 cú dũng vào chõn 1 là Igt=7mA, lỳc này ta cú điện trở cần trong mạch là: Rin= UIgt = 7 14.3 =2042.8 . => Chọn trở là Rin=2200=2.2k.
- Điện ỏp sụt tại đầu ra của MOC là Us=3V và dũng điện để Triac BTA41 dẫn là Igt=50mA, nờn ta cú:
Rout=UIgt- Us=11.350-3=226 . => Chọn trở là R5=220.
4.1.3. Tớnh toỏn bộ nguồn cho mạch điều khiển.
* Chọn biến ỏp:
Với chỉ tiờu đầu Ura =15V, và đặc tớnh kĩ thuật của IC 7815 thỡ điện ỏp vào IC cần thỏa món từ +5V--> +24V. Dũng I=1. Nờn Uin =18V, mặt khỏc cũn lượng điện ỏp dơi trờn diode.
Điện ỏp ra trờn cuộn thứ cấp: U2= Uin+ 2x 0.7= 19,4 V. Xột với điện ỏp lưới U=220V.
Nờn ta chọn biến ỏp :
- Diện tớch tiết diện lừi biến ỏp: S = 6 cm2
- Đường kớnh dõy cuốn biến ỏp:
- Số vũng dõy cuộn biến ỏp:
+ Sơ cấp: n1=1650 vũng + Thứ cấp: n2=110 vũng * Chọn chỉnh lưu: U1max=240V, điện ỏp đặt ngược nờn diode chỉnh lưu
Ung=U2 2= U1max 2 1 n n =240 2 15 1 = 23 V Dũng điện qua diode: Id=I2=1A.
Tần số của biến ỏp ra bộ chỉnh lưu :f= 100Hz Chọn loại diode: 1N4007
* Ổn ỏp chọn: IC7815 để cú điện ỏp ra Ura=15V
* Chọn tụ lọc: do điện ỏp lớn nhất là 23V nờn chọn tụ lọc cú Umax= 25V. Chọn độ gợn súng sau khối chỉnh lưu là K=5%= 0.05
Chu kỳ: T= 1f =0.01 s Điệ trở: R= I U =153 =5 Khi đú: CL= RK T 3 =0,0013F Ta chọn tụ lọc: 2200àF / 25V