Việc tớnh toán mạch điều khiển tiến hành từ tầng khuếch đại ngược lên. Các thông số tớnh mạch điều khiển :
+) Điện áp điều khiển Thyristor : Ug = 3 V +) Dòng điều khiển : Ig = 0,3 A
+) Thời gian mở : tm = 80 s
+) Độ rộng xung điều khiển : tx = 167 s +) Tần số xung điều khiển : fg = 3kHz
+) Điện áp nuôi mạch điều khiển : E = 12V 5.1) Tớnh biến áp xung
- Chọn vật liệu làm lừi là Ferit, lừi có hình xuyến, làm việc trên một phần đặc tớnh từ hoá : B = 0,3T ; ∆H = 30A/m ; không có khe hở không khí.
- Tỉ số biến áp xung : m = 2 hoặc 3; chọn m=3 - Điện áp thứ cấp : U2 = = 3V
- Điện áp cuộn sơ cấp : U1 = 3.3 = 9 V - Dòng thứ cấp : I2 = = 0,3 A
- Độ từ thẩm tương đối của lừi sắt
= = = 8.10-3
Trong đó : = 1,25.10-6 (H/m) : độ từ thẩm tương đối
o Thể tích lừi thép cần dùng :
V = = 2,505 cm2
→ chọn mạch từ có kích thước V = 3 cm2. Với thể tích đó ta có kích thước như sau :
a = 5 mm b = 8 mm c = 7,5 mm D = 25 mm d = 15 mm Q = 40 mm2
o Số vòng dõy sơ cấp biến áp xung :
W1 = = = 125 vòng o Số vòng cuộn dõy thứ cấp :
W2 = = = 42 vòng o Tiết diện dõy cuốn sơ cấp :
S1 = = = 0,016 mm2 ta chọn j1 = 6 A/mm2
→ đường kớnh dõy quấn sơ cấp :
d1 = = 0,14 mm → chọn d1 = 0,15 mm o Tiết diện dõy quấn thứ cấp :
S2 = = = 0,075 mm2 ; chọn j2 = 4 mA → đường kớnh dõy quấn thứ cấp :
d2 = = 0,14 mm → chọn d2 = 0,15 mm
5.2) Tính tầng khuếch đại cuối cùng :
Chọn transitor công suất loại 2SC9111 làm việc ở chế độ xung có các thông số sau :
o Transistor loại npn, vật liệu là Si
+ Điện áp Ucbo = 40 V , Uebo= 4 V + Dòng cực đại T chịu : Icmax = 500 A + Công suất tiêu tán ở C : PC = 1,7 W + to
max lớp tiếp giáp : ttg = 175oC + Hệ số khuếch đại : = 40
+ Dòng làm việc colector : Ic = I1 = 0,1A =100 mA + Dòng làm việc Bazo : IB = Ic/ = 2,5 mA
o Với loại transitor đã chọn có công suất khá nhỏ : = 3 V; = 0,3A
Dòng làm việc khá bé nên ta không cần T4 mà vẫn đủ công suất điều khỉờn Transistor . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
o Chọn nguồn cung cấp cho biến áp xung E = ±12V. Khi đó điện trở R5
có giá trị :
R5 = = = 30 Ω
o Các điôt trong mạch điều khiển đều dùng loại 1N4009 có các tham số: + Dòng điện định mức : = 10 mA
+ Điện áp ngược max : Ung = 25 V + Điện áp để điụt thông : Um = 1V 5.3) Chọn cổng AND
Chọn họ IC 4081 thuộc họ CMOS. Mỗi IC 4081 có 4 cổng AND và có các thông số sau :
o Nguồn nuôi IC : Vcc = 3ữ15V , ta chọn Vcc = 12 V
o Nhiệt độ làm việc : -40ữ80oC
o Điện áp mức logic1 : 2ữ4,5 V
o Dòng điện : I < 1A
o Công suõt tiêu thụ P= 2,5 nW/cổng o Sơ đồ chõn :
5.4) Chọn C2 và R4
- Điện trở R4 dùng để hạn chế dòng điện đưa vào Bazơ của T4
- R4 được chọn phải thoả mãn điều kiện R4 > = = 1,8 KΩ
→ ta chọn R4 = 2 kΩ
o Chọn C2.R4 = tx → C2 = = = 0,0835 F → Chọn C2 = 0,8
5.5) Chọn thông số cho bộ tạo xung chùm - Thông số của Timer 555
o Điện áp nguồn nuôi : Vcc = 5ữ18 V
o Điện áp đầu ra : Vra = Vcc – 0,5 V o Tần số xung ra : f = o Chọn nguồn nuôi : Vcc = 5 V o Chọn R = R1 = R2 ; C5 = 0,1 ; C4 = 0,01 o L úc đ ó : R = = 24,05 kΩ → chọn R1 = R2 = 25 kΩ 5.6) Tớnh chọn tầng so sánh - KĐTT A1 chọn loại TL 084 - Chọn Rp = RN = = = 12 kΩ
Trong đó : nếu nguồn Vcc = 12 V thì điện áp vào là 12 V, dòng vào được hạn chế Iv < 1 mA
Ta chọn Rp = RN = 15 kΩ lúc đó Iv = 0,8 mA 5.7) Tớnh chọn khõu tạo điện áp tựa
- Điện áp tựa được hình thành do sự nạp điện của tụ C1
- Ta chọn thời gian nạp của tụ là : t1= R3.C1 = 0,005s - Chọn C1 = 20 → R3 = 250 Ω
- Để thuận tiện cho việc điều chỉnh cho việc lắp ráp, chọn R3 là biến trở . - Chọn T2 là transitor loại A564 có các thống số :
o Ucbo = 25V o Uebo = 7 V o ICmax = 100 mA o to tiếpgiáp = 150oC o = 250 → = 100/250 = 0,4 mA o Chọn T1 là loại C828
o Điện trở R2 hạn chế dòng vào T2 , được chọn sao cho R2 = = 15 kΩ
→ chọn R2 = 15 kΩ
o Chọn điện áp xoay chiều đồng pha UA = 9 V
o Chọn R1 để hạn chế dòng vào Bazo của T1 sao cho Iv < Ivmax
Iv = Ivmax → R1 = = 22,5 kΩ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
chọn R1= 25 kΩ
5.8) Chọn khõu tạo điện áp điều khiển
- Chọn Ra = Rf để = -
- Khi hở mạch I = 0 → = 0 → = . Như vậy, là điện áp điều
khiển khi hở mạch có Uho = 60 V và thời điểm phát xung là =
Tại thời điểm phát xung có = =
o Dựa vào phương trình trên ta tỡm biên độ :
Ta có : = . = .Ic .t = .t = . =1200t Tại = /3 → Utựa = 4 V Chọn Ra= Rf = 10kΩ 5.9 Chọn khõu phản hồi Ta có : Uph = I. Rs Chọn Rs thoả mãn Uph < Udk → Rs = = = 0,02 Ω 76
Chọn Rs = 10 mΩ 5.10) Chọn nguồn nuôi
- Ta chọn nguồn nuôi 12V để cấp cho các IC - Sơ đồ nguyên lí : hình vẽ dưới
- Dùng cầu chớnh lưu một pha điốt, có điện áp thứ cấp nguồn nuôi :
U2 = = 13,3V → chọn U2 = 15 V -Để ổn áp nguồn nuôi ta chọn 2 vi mạch ổn áp LM7812 và LM7912 cú cỏc thụng số : o Uv = 7ữ15 V o LM7812 Ura = 12 V o LM7912 Ura = -12 V o Ira = 0ữ1 A -Tụ C4,C5 lọc sóng hài bậc cao Chọn C4=C5= C6=C7=470 ; Uvào = 35 V 5.11) Tính MBA nguồn nuôi và đồng pha
Ta cần nguồn nuôi 12 V để cung cấp cho máy biến áp xung, IC và các KĐTT
Sơ đồ :
-Chọn MBA một pha kiểu lừi, có 3 cuộn dõy : 1cuộn sơ cấp , 2cuộn thứ cấp -Điện áp lấy ra ở thứ cấp MBA làm điện áp đồng pha và nguồn nuôi
U2 = U2dp = UN = 9 V -Dòng thứ cấp BA đồng pha : I2dp = 1 mA -Công suất nguồn nuôi cấp cho biến áp xung :
Pdp = 2.Udp. I2dp = 2.9. = 18 mW -Công suất tiêu thụ ở 2KĐTT TL 084 để tạo hai cổng AND PKĐTT = 2. 0,68 = 1,36 W
-Công suất biến áp xung cấp cho cực điều khiển Thyristor Px = 2. . = 2.3.0,3 = 1,8 W
-Công suất cho việc tạo nguồn nuôi :
PN = Pdp+PKĐTT + Px = 3,71 W -Công suất của MBA có kể tới 5% tổn hao :
S = 1,05.(Pdp+PN) = 3,356 W -Dòng thứ cấp MBA : I2 = = = 0,186→
-Dòng sơ cấp : I1 = = 0,0088 A
-Tiết diện trụ của MBA : QT = kq. = 6. = 1,55 cm2
Trong đó : kq =6 là hệ số phụ thuộc cách làm mát m = 1 số trụ của MBA f= 50 tần số lưới → chuẩn hoá ta chọn QT = 1,63 cm2 -Số vòng dõy sơ cấp, chọn mật độ từ cảm B =1 T W1 = =10502 vòng -Số vòng dõy thứ cấp : W2 = W1. = 249 vòng -Chọn mật độ dòng điện j1 = j2 = 2,75 A/mm2
-Tiết diện dõy quấn sơ cấp :
S1 = = 0,0032 mm2
→đường kớnh dõy quấn sơ cấp :
d1 = =0,064 mm → chọn d1 = 0,1 mm
-Tiết diện dõy quấn thứ cấp (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
S2 = = 0,0678 mm2
→đường kớnh dõy quấn thứ cấp :
d2 = = 0,294 mm →chọn d2 = 0,3 mm
5.12) Tớnh chọn điốt cho mạch chỉnh lưu
- Dòng điện qua điốt : ID = = = 0,131 A
- Điện áp ngược max mà điôt phải chịu Ungmax = = 9 = 12,7 V
Chọn điốt có : = ki.ID = 10.0,131 = 1,31 A
= ku.Ung = 2.12,7 = 25,4 V
Chọn điôt loại có Idm = 1,4 A ; Ung=26 V
Kết Luận
Các thiết bị điện dân dụng trong thực tế ngày càng đa dạng và phong phú ứng dụng các thành tựu khoa học mới. Nhưng do thời gian đào tạo mà sinh viên chúng em chưa được tìm hiểu sâu về các thiết bị mới này. Trong thời gian nghiên cứu về đề tài này em thấy đây là một lĩnh vực thật sự bổ ích cho sinh viên kỹ thuật nói chung và sinh viên khoa sư phạm kỹ thuật nói riêng. Đề tài này nhằm mục đích tìm hiểu về một số thiết bị dân dụng, và em đã tính toán thiết kế một máy hàn điện dân dụng và công nghiệp. Qua đó mà sinh viên có thể thấy được tính thực tế và ứng dụng của đề tài này.
Để hoàn thành khoá luận này,dự đó rất cố gắng nhưng do hạn chế về thời gian, tài liệu tham khảo và kiến thức. Chính vì vậy khoá luận của em không tránh khỏi những khiếm khuyết. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn sinh viên để khoá luận của em hoàn thiện hơn.
Cho em gửi lời cảm ơn chân thành đến khoa SPKT, đặc biệt với sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn Th.S Hoàng Kim Hải, cùng với gia đình, bạn bè đã giúp đỡ em hoàn thành khoá luận này.
Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2011 Sinh viên
Vũ Thị Oanh
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Văn Doanh,Đặng Văn Đào, Lê Hải Hưng, Ngụ Xuõn Thành, Nguyễn Anh Tuấn- Kỹ thuật chiếu sáng – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2008 2. KS.Bựi Văn Yên - Sử dụng và sửa chữa đồ điện dân dụng- Nhà xuất bản
giao thông vận tải2009
3. Thiết kế máy biến áp điện lực – Phan Tử Thụ 4. Các tài liệu tham khảo khác
- Luận văn, khoá luận tốt nghiệp - Internet
Lời cảm ơn
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến ThS. Hoàng Kim Hải - người thầy đã tận tâm, nhiệt tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện khoá luận tốt nghiệp…
Em xin cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong tổ kĩ thuật điện, Khoa Sư phạm kỹ thuật, Trường Đại học sư phạm Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và làm khoá luận tốt nghiệp.
Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đó luụn động viên, khích, giúp đỡ em trong thời gian học tập và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp.
Hà Nội, tháng 5 năm 2011 Sinh viên
Vũ Thị Oanh (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});