Thiết kế bộ nguồn nạp ac quy tự động cho bệnh viện Bạch Mai
Mục lục: Chương I: Giới thiệu về acquy và cách nạp acquy I.1 Mục đích sử dụng của ắc qui.2 I.1.1 Mục đích sử dụng chung .2 I.1.2 Mục đích sử dụng ắc qui tại bệnh viện Bạch Mai.3 I.2 Các chủng loại acquy.3 I.2.1 Các loại acquy.3 I.2.2 Kiểu acquy .3 I.3 Các tham số kỹ thuật của acquy I.3.1 Sức điện động E, đơn vị là Vôn I.3.2 Nội trở Ro, đơn vị là Ôm ( ) I.3.3 Dung lượng I.3.4 Hiệu suất I.4 Các loại acquy cơ bản I.4.1 Quá trình biến đổi năng lượng trong ắc qui axit . I.4.2 Đặc điểm cấu tạo của acquy I.5.1. Các đặc tính cơ bản của ắc qui . I.5.2. Nạp của acquy axit . I.6 Acquy kiềm14 I.6.1 Cấu tạo14 I.6.2. Quá trình biến đổi năng lượng trong ắc qui kiềm.15 I. 6.3. Đặc tính nạp của acquy kiềm .15 I.7. Sự khác nhau giữa acquy kiềm và acquy axit .17 I.8 Các phương pháp nạp ắc qui tự động.18 I.8.1. Phương pháp nạp acquy với dòng điện không đổi.18 I.8.2 Phương pháp nạp với điện áp không đổi.19 I.8.3 Phương pháp nạp dòng áp.20 Chương II: Giới thiệu các sơ đồ chỉnh lưu nạp acquy.21 II.1 Giới thiệu chung :22 II.2 Chỉnh lưu một nửa chu kỳ. 22 II.2.1 Nguyên lý 22 II.2.1 Ưu nhược điểm: 23 II.3 Chỉnh lưu cả chu kỳ với biến áp có trung tính. 23 II.3.1 Nguyên lý. 23 II.3.2 Ưu nhược điểm .24 II.4 Chỉnh lưu cầu một pha.24 II.4.1 Nguyên lý. 24 II.4.2 Ưu nhược điểm .27 II.5 Chỉnh lưu tia ba pha.27 II.5.1 Nguyên lý27 II.5.2 Ưu nhược điểm. 29 II.6 Chỉnh lưu tia sáu pha. 29 II.6.1 Nguyên lý. 29 II.6.2 Ưu nhược điểm. 30 II.7 Chỉnh lưu cầu ba pha.30 II.7.1 Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng. 30 II.7.2 Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng.33 II.8. Nguyên lý thiết kế mach điều khiển.34 Chương III : Lựa chọn và tính toán mạch động lực IIi.1 Lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu cho mạch nạp ác qui 37 II.1.1Sơ đồ nguyên lý 37 III.1.2. Đường đặc tính biểu diễn38 III.2 Tính chọn van động lực:40 II.3.Tính toán máy biến áp. 42 II.3.1.Các đại lượng ban đầu. 42 III.3.2.Tính toán sơ bộ mạch từ. 42 III.3.3 Tính toán các thông số điện áp và dòng điện của các cuộn dây.4 3 III.3.4 Tính kích thước mạch từ. 45 III.3.5 Kết cấu dây quấn. 47 III.3.6 Khối lượng sắt và đồng sử dụng. 48 III.3.7 Tính toán kiểm nghiệm. 50 III.4 Tính toán cuộn kháng lọc dòng điện đập mạch. 52 III.4.1 Xác định giá trị điện cảm của cuộn kháng. 52 III.4.2 Thiết kế cuộn kháng lọc dòng điện đập mạch. 55 III.5 Tính toán các thiết bị bảo vệ mạch động lực. 59 III.5.1Sơ đồ mạch động lực có các thiết bị bảo vệ. 59 III.5.2 Chọn bảo vệ. 60 Chương IV: Thiết kế và tính toán mạch điều khiển IV.1 Nguyên lý thiết kế mach điều khiển.64 IV.2 Sơ đồ khối mạch điều khiển. 65 IV.3 Giới thiệu về linh kiện điều khiển. 65 IV.3.1 Tạo xung răng cưa. 65 IV.3.2 Chọn khâu đồng pha. 68 IV.3.4 Khâu tạo xung khuếch đại. 69 IV.3.5 Sơ đồ một kênh điều khiển .70 IV.3.6 Kết quả mô phỏng bằng phần mềm Electronic Workbenchs 6.2. 72 III.4 Tính toán các thông số của sơ đồ mạch điều khiển. 76 IV.4.1.Tính biến áp xung. 76 IV.4.2.Tính tầng khuyếch đại cuối cùng. 77 IV.4.3 Tính chọn tầng so sánh.78 IV.4.4 Tính các thông số của khâu đồng pha.78 IV.4.5 Máy biến áp đồng pha và nguồn nuôi.79 Chương V: Xây dựng và tính toán mạch điều khiển tự động V.1 Yêu cầu mạch điều khiển và các phương án điều khiển. 85 V.1.1 Yêu cầu điều khiển. 85 V.1.2 Các phương pháp điều khiển tự động. 85 V.2 Lựa chọn phương án điều khiển. 86 V.2.1 Dùng phản hồi âm dòng điện có ngắt để hạn chế dòng điện . 87 V.2.2 Xây dựng mạch điều khiển ổ định dòng. 87 V.3 Thiết kế tính toán mạch đóng nguồn nạp khi điện áp acquy nhỏ hơn 110 V , ngắt nguồn nạp khi lớn hơn 125 V và mạch bảo vệ khi nhỏ hơn 98 V. 90 V.3.1 Sơ đồ nguyên lý. 90 V.3.2 Tính toán các thông số của mạch đóng ngắt nguồn nạp. 91 Lời tựa Điện năng là loại hình năng lượng phổ biến nhất trong mọi hoạt động của đời sống và công nghiệp ngày nay. Có rất nhiều dạng và nguồn điện năng khác nhau như: - Lưới điện xoay chiều - Máy phát điện xoay chiều. - Máy phát điện một chiều. - Nguồn điện một chiều chỉnh lưu từ nguồn xoay chiều. - Nguồn điện một chiều từ acquy. Các nguồn điện trên có thể thay thế và bổ xung cho nhau. Tuy nhiên trong một số trường hợp thì bắt buộc phải dùng nguồn điện trực tiếp hay thay thế từ acquy như: Trong bệnh viện việc cung cấp điện cho nhiều công việc khám chữa bệnh phải đảm bảo liên tục , không được phép mất điện dù chỉ là 1 vài giây như trong chiếu sáng phẫu thuật, các máy thở , chậy thận, lọc máu nhân tạo.v.v Ngoài ra, nguồn điện từ acquy là tối ưu để cấp điện cho những nơi không thể nối với nguồn điện lưới như tại các giàn khoan ngoài biển , các loại tàu biển, các đèn tín hiệu ngoài khơi. Trên các phương tiện vận tải như ôtô, máy bay ,xe máy. acquy cũng là nguồn dự trữ điện năng cho điều khiển , chiếu sáng. Trong hệ thống thông tin liên lạc ở xa lưới điện, hệ thống đòi hỏi phải có độ tin cậy cao trong một số trường hợp nhất định Cấp nguồn điện điều khiển cho các trạm điện , nhà máy điện để đảm bảo nguồn điện điều khiển là liên tục, không phụ thuộc vào điện lưới. Chính vì vậy việc nghiên cứu chế tạo acquy và nguồn nạp cho acquy là hết sức cần thiết. Nó ảnh hưởng rất lớn tới dung lượng và độ bền của acquy, cũng như độ an toàn của nguồn cung cấp đặc biệt là đối với những công việc hết sức quan trọng liên quan trực tiếp tới sức khoẻ và tính mạng của con người. Dưới đây em xin trình bày toàn bộ nội dung của của đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế bộ nguồn nạp acquy tự động cho bệnh viện Bạch Mai” do thầy giáo TS Trần Văn Thịnh hướng dẫn . Mặc dù trong thời gian qua em đa hết sức cố gắng tìm hiểu thực tế , nghiên cứu tài liệu để thực hiện đồ án. Nhưng không thể tránh khỏi sai sót, em mong tiếp tục nhận được sự đóng góp và chỉ bảo của các thầy. Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Trần Văn Thịnh , người đã trực tiếp hướng dẫn em và toàn bộ các thầy trong bộ môn Thiết bị Điện- Điện Tử đã chỉ bảo và dạy dỗ em trong nhiều năm qua.
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế bộ nguồn nạp ac quy tự động cho bệnh viện Bạch Mai, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
è cÇn cã cña van ®éng lùc lµ:
Unv = kdtU . Ulv = 2 . 131 = 262 V (chän kdtU = 1.6 ¸ 2)
I®mv = ki . Ilv = 4 . 11,55 = 46,2 A (víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc trªn Ilv = (10 ¸ 30) % I®mv ë ®©y chän Ilv = 25% I®mv )
§Ó cã thÓ chän ®îc van cho lµm viÖc víi c¸c th«ng sè ®Þnh møc c¬ b¶n trªn, chóng ta tra b¶ng th«ng sè c¸c van ( diod, tiristor) chän c¸c van cã th«ng sè ®iÖn ¸p ngîc (Unv), dßng ®iÖn ®Þnh møc(I®mv) lín h¬n gÇn nhÊt víi th«ng sè ®· tÝnh ®îc ë trªn.
Theo c¸ch ®ã ë ®©y chóng ta cã thÓ chän vÝ dô (tra tõ b¶ng 4,5):
Diod lo¹i HT5006S víi c¸c th«ng sè ®Þnh møc :
Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña van I®mv = 50 A,
§iÖn ¸p ngîc cùc ®¹i cña van Unv = 500 V,
§é sôt ¸p trªn van DU = 1,0 V,
Dßng ®iÖn dß Ir =250 mA,
Dßng ®iÖn xung Ipik =500 A,
NhiÖt ®é lµm viÖc cho phÐp Tcp =175°C
Chän tiristor lo¹i 50RIF60W20 cã c¸c th«ng sè ®Þnh møc:
Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña van I®mv=50 A,
§iÖn ¸p ngîc cùc ®¹i cña van Unv = 600 V,
§é sôt ¸p trªn van DU = 2,0 V,
Dßng ®iÖn dß Ir = 15 mA,
§iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k = 2,5 V,
Dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn I®k = 0,15 A.
Dßng ®iÖn ®Ønh xung Ipik =1000 A,
NhiÖt ®é lµm viÖc cho phÐp Tcp =125°C
Tèc ®é biÕn thiªn ®iÖn ¸p dU/dt =500 V/s
II.3. TÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p
II.3.1.C¸c ®¹i lîng ban ®Çu:
§iÖn ¸p chØnh lu kh«ng t¶i
Udo Cos10° = Ud + SDU v + D Uba + DUdn
Trong ®ã: Ud - ®iÖn ¸p chØnh lu;
Cos10°- gãc dù tr÷ khi ®iÖn ¸p líi bÞ sôt
SDUv = DU t + DUd sôt ¸p trªn c¸c van ;
DUba = DU r + DUl - sôt ¸p bªn trong biÕn ¸p khi cã t¶i ;
chän s¬ bé vµo kho¶ng (5 ¸ 10)% ,ta chän 8 %
DUdn - sôt ¸p trªn d©y nèi = 0;
Udo Cos10° = Ud + SDU v + D Uba + DUdn
Udo Cos10° = 125 + 2,0 + 1 +10 = 138.
X¸c ®Þnh c«ng suÊt tèi ®a cña t¶i vÝ dô víi t¶i chØnh lu x¸c ®Þnh
Pdmax = Udo . Id = 140.20 = 2800 (W)
C«ng suÊt biÕn ¸p nguån cÊp ®îc tÝnh
Sba = ks . Pdmax =1,05.2800 = 2940 (W)
Trong ®ã : Sba - c«ng suÊt biÓu kiÕn cña biÕn ¸p [W];
ks =1,05 - hÖ sè c«ng suÊt theo s¬ ®å m¹ch ®éng lùc
Pdmax - c«ng suÊt cùc ®¹i cña t¶i [W].
III.3.2.TÝnh to¸n s¬ bé m¹ch tõ
TiÕt diÖn trô QFe cña lâi thÐp biÕn ¸p ®îc tÝnh tõ c«ng suÊt:
Trong ®ã :
Sba - c«ng suÊt biÕn ¸p tÝnh b»ng [W];
kQ - hÖ sè phô thuéc ph¬ng thøc lµm m¸t;
kQ = 6 nÕu lµ biÕn ¸p kh«;
m - sè trô cña m¸y biÕn ¸p( cã m=3)
f - tÇn sè nguån ®iÖn xoay chiÒu f=50 Hz.
III.3.3 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn cña c¸c cuén d©y.
§iÖn ¸p cña c¸c cuén d©y.
§iÖn ¸p cuén d©y thø cÊp ®îc tÝnh:
Trong ®ã: Ud0 - tÝnh tõ trªn.
kU - tra tõ hÖ sè ®iÖn ¸p chØnh lu b¶ng1= 1,17.
§iÖn ¸p cuén d©y s¬ cÊp U1 b»ng ®iÖn ¸p nguån cÊp = 380 (V).
Dßng ®iÖn cña c¸c cuén d©y cã thÓ ®îc tÝnh b»ng.
. Gi¸ trÞ hiÖu dông dßng ®iÖn ch¹y trong mçi pha thø cÊp MBA
I2
Gi¸ trÞ hiÖu dông dßng ®iÖn ch¹y trong mçi pha s¬ cÊp MBA
I1
Trong ®ã:
- C«ng suÊt m¸y biÕn ¸p chØnh lu
m – Sè pha cña m¸y biÕn ¸p
Sè vßng d©y cña cuén s¬ cÊp ®îc tÝnh
(vßng)
Trong ®ã: W1 - sè vßng d©y cña cuén d©y s¬ cÊp cÇn tÝnh
U - ®iÖn ¸p cña cuén d©y cÇn tÝnh [V];
B - tõ c¶m (chän =1 T).
QFe - tiÕt diÖn lâi thÐp [cm2].
Sè vßng d©y cña cuén thø cÊp ®îc tÝnh
(vßng)
·TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn:
(mm2)
Trong ®ã : I - dßng ®iÖn ch¹y qua cuén d©y [A];
J - mËt ®é dßng ®iÖn trong MBA chän 2,75 [A/mm2] víi d©y dÉn b»ng Cu vµ m¸y biÕn ¸p kh«.
TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cuén thø cÊp:
Theo b¶ng sè liÖu ta chän d©y dÉn h×nh ch÷ nhËt, c¸ch ®iÖn cÊp B cã
chiÒu dÇy: a = 1,12 (mm);
chiÒu réng: b = 5,6 (mm).
TiÕt diÖn ®ång S = 6,057 mm2
TÝnh l¹i mËt ®é dßng ®iÖn cuén thø cÊp :
TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cuén s¬ cÊp:
Theo b¶ng sè liÖu ta chän d©y dÉn h×nh ch÷ nhËt
cã chiÒu dÇy: a = 0,9 (mm);
cã chiÒu réng: b =2,0 (mm)
TiÕt diÖn ®ång S = 1,626 mm2
TÝnh l¹i mËt ®é dßng ®iÖn cuén thø cÊp :
III.3.4 TÝnh kÝch thíc m¹ch tõ
Chän s¬ bé c¸c kÝch thíc c¬ b¶n cña m¹ch tõ
Chän h×nh d¸ng cña trô lµ h×nh ch÷ nhËt
TiÕt diÖn cña trô QFe = axb trong ®ã a-bÒ réng , b- bÒ dµy trô
Chän l¸ thÐp: cã ®é dµy 0,5 mm
· DiÖn tÝch cöa sæ cÇn cã:
Qcs = Qcs1 + Qcs2
Qcs1 =k.W1.SCu1 = 3.535.1,626 =2610 (mm2).
Qcs2 =k.W2.SCu2 = 3.100.6,057 = 1817 (mm2)
Qcs = 2610 + 1817 = 4427 (mm2)
Trong ®ã:
Qcs,- diÖn tÝch cöa sæ [mm2];
Qcs1,Qcs2 - cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp chiÕm chç [mm2];
W1, W2 - sè vßng d©y s¬, thø cÊp;
SCu1, SCu2 - tiÕt diÖn d©y quÊn s¬, thø cÊp[mm2];
k - sè pha m¸y biÕn ¸p = 3
· Chän kÝch thíc cöa sæ:
Khi ®· cã diÖn tÝch cöa sæ Qcs, cÇn chän c¸c kÝch thíc c¬ b¶n (chiÒu cao h vµ chiÒu réng c víi Qcs = c.h) cña cöa sæ m¹ch tõ. C¸c kÝch thíc c¬ b¶n nµy do ngêi thiÕt kÕ tù chän dùa vµo c¸c hÖ sè phô m=h/a; n = c/a; l = b/a. Kinh nghiÖm cho thÊy ®èi víi lâi thÐp h×nh III th× : m = 2,5; n = 1; l = 1; lµ tèi u h¬n c¶.
ChiÒu réng toµn bé m¹ch tõ C = 2c + x.a =2c +3a (x = 3 lµ biÕn ¸p ba pha), chiÒu cao m¹ch tõ H = h + z.a = h +2a (z = 2 nÕu lµ biÕn ¸p ba pha)
Ta cã: QFe = a.b = 27 ( cm2) =a2.
a ; h =2,5.a
Chän:
ChiÒu réng cña trô: a=52 (mm)
ChiÒu cao cña trô: h=150(mm)
ChiÒu réng cöa sæ: c = 50 (mm)
ChiÒu dµy trô: b = 52 (mm)
C = 2.50 + 3.52 = 256 (mm)
H = 150 + 2.52 = 254 (mm)
H×nh d¸ng kÕt cÊu m¹ch tõ :
Chän lo¹i thÐp $ 330, c¸c l¸ thÐp cã ®é dµy 0,5 mm
Sè l¸ thÐp cÇn dïng
HÖ sè lÊp ®Çy cöa sæ m¹ch tõ:
MËt ®é tõ c¶m trong g«ng;
MËt ®é tõ c¶m trong g«ng b»ng mËt ®é tõ c¶m trong trô v× ta chän kÝch thíc m¸y biÕn ¸p cã a = b nªn tiÕt diÖn g«ng vµ trô b»ng nhau.
III.3.5 KÕt cÊu d©y quÊn:
D©y quÊn ®îc bè trÝ theo chiÒu däc trô víi mçi cuén d©y ®îc cuèn thµnh nhiÒu líp d©y, mçi líp d©y ®îc quÊn liªn tôc c¸c vßng d©y s¸t nhau. C¸c líp d©y c¸ch ®iÖn víi nhau b»ng c¸c b×a c¸ch ®iÖn. C¸ch tÝnh c¸c th«ng sè nµy nh sau:
Khi d©y quÊn ch÷ nhËt ®îc tÝnh:
Wil:Sè vßng d©y trªn mçi líp
Trong ®ã: bn - chÒu réng cña d©y quÊn ch÷ nhËt kÓ c¶ c¸ch ®iÖn.
hg- kho¶ng c¸ch c¸ch ®iÖn, chän trong kho¶ng 6 mm.
D©y quÊn s¬ cÊp: (vßng)
D©y quÊn thø cÊp: (vßng)
Sè líp d©y trong cöa sæ ®îc tÝnh b»ng tû sè W - Sè vßng d©y cña cuén d©y W1 hoÆc W2 cÇn tÝnh trªn sè vßng d©y trªn mét lípW1l
D©y quÊn s¬ cÊp: » 9 (líp)
D©y quÊn thø cÊp: » 4 (líp)
BÒ dµy cña mçi cuén d©y b»ng tæng bÒ dµy cña c¸c líp d©y a. sld céng c¸ch ®iÖn c¸c líp d©y trong cuén d©y cÇn tÝnh líp cd.sld.
Bdct = a. sld + cd.sld
Trong ®ã:
Bdct - bÒ dÇy cña cuén d©y cÇn tÝnh,
cd - bÒ dµy cña b×a c¸ch ®iÖn.
B×a c¸ch ®iÖn cã c¸c ®é dµy: 0,1mm.
Cuén d©y s¬ cÊp réng Bd1 = 9.0,9 + 9.0,1 = 9 ( mm).
Cuén d©y thø cÊp réng Bd2 = 4.2,025 + 4.0,1 =8,5 ( mm).
Tæng bÒ dµy c¸c cuén d©y Bd
Bd = Bd1 + Bd2 + cd1 + cd2 = 9 + 8,5 +1+1=19,5 (mm)
Trong ®ã:
Bd1, Bd2 - bÒ dÇy cuén d©y s¬ vµ thø cÊp;
cd1, cd2 - bÒ dµy c¸ch ®iÖn trong cïng vµ ngoµi cïng.
KÝch thíc hîp lý gi÷a cuén d©y vµ trô Dc = c - 2.Bd víi biÕn ¸p ba pha trong kho¶ng (0,5 - 2)cm.
Dc = c - 2.Bd = 0,5¸2(cm).
Do ®ã ta chän c = 50(mm). Suy ra Dc = 5-2.1,95 =1,1(cm)
III.3.6 Khèi lîng s¾t vµ ®ång sö dông:
Khèi lîng s¾t b»ng tÝch cña thÓ tÝch trô vµ g«ng VFe nh©n víi träng lîng riªng cña s¾t mFe:
MFe = VFe.mFe (kg)
Trong ®ã: VFe - thÓ tÝch khèi s¾t [dm3];
VFe = 3a.b.h + 2C.a.b = QFe.(3h + 2C)- nÕu lµ biÕn ¸p ba pha;
VFe = QFe.(3h + 2C) = 522.(3.150 +2.256) = 2601248m m3=2.6(dm3)
MFe = VFe.mFe = 2,6.7,85 =20,41 (kg).
Khèi lîng ®ång b»ng tÝch cña thÓ tÝch cuén d©y ®ång VCu cÇn tÝnh víi träng lîng riªng cña ®ång mCu:
MCu = VCu.mCu (kg)
Trong ®ã:
VCu - thÓ tÝch khèi ®ång cña c¸c cuén d©y vµ ®îc tÝnh [dm3];
VCu = SCu.l
Trong ®ã: SCu - tiÕt diÖn d©y dÉn [dm2];
l - chiÒu dµi cña c¸c vßng d©y [dm];
mCu = 8,9kg/dm3
C¸c vßng trong cuén d©y cã chu vi kh¸c nhau cho nªn chóng ta hay lÊy chu vi trung b×nh ®Ó tÝnh.:
Dtb
a
L = W.4. Dtb
Dtb - ®êng kÝnh trung b×nh cña cuén d©y
§êng kÝnh trung b×nh cña cuén d©y thø cÊp ®îc tÝnh:
cdt - c¸ch ®iÖn trong cïng víi lâi.
Bd2-bÒ réng cuén d©y thø cÊp.
VCu2 = W2.4.Dtb2.Sdq2 =100.4.57,25.6,057 =139000 mm3= 0,139 (dm3)
§êng kÝnh trung b×nh cña cuén d©y trong cïng s¬ cÊp ®îc tÝnh:
cd2 - c¸ch ®iÖn ngoµi cïng víi lâi.
Bd2-bÒ réng cuén d©y thø cÊp.
Bd1-bÒ réng cuén d©y thø cÊp.
VCu1 = W1.4.Dtb1.Sdq1 =635.4.67.1,626 =…= 0,277(dm3)
ThÓ tÝch ®ång cña MBA lµ:
Vcu=3.(Vcu1 + Vcu2)=3.(0,139+0,277)=1,248(dm3)
Khèi lîng ®ång cña MBA lµ:
MCu = VCu .mCu = 1,248.8,9=11,1(kg).
Khèi lîng cña MBA lµ:
MMBA= MCu+ MFe=11,1 + 20,41 » 31,51(kg).
III.3.7 TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm
A/TÝnh tæng sôt ¸p bªn trong biÕn ¸p.
§iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn trë:
Trong ®ã:
R1, R2 - ®iÖn trë thuÇn cña c¸c cuén d©y s¬ vµ thø cÊp :
R = r.l/S
Víi: r = 0. 02133 W m - ®iÖn trë suÊt cña ®ång ë 75°C;
l, S - chiÒu dµi vµ tiÕt diÖn cña d©y dÉn [mm];
Id - dßng ®iÖn t¶i mét chiÒu [A].
R=r .(W).
R2=r .(W).
R1=r .(W).
§iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn kh¸ng
DUx = mf. X.Id/p
DUx = 3. 0,20.20/3,14=3,82(v)
Trong ®ã:
mf - sè pha biÕn ¸p
Trong ®ã:
W2 - Sè vßng d©y thø cÊp biÕn ¸p.
Rbk - B¸n kÝnh trong cuén d©y thø cÊp.
h - ChiÒu cao cöa sæ lâi thÐp [m].
cd - BÒ dÇy c¸c c¸ch ®iÖn c¸c cuén d©y víi nhau
Bd1, Bd2 - BÒ dÇy cuén d©y s¬ vµ thø cÊp [m].
w = 314 rad.
Tæng sôt ¸p trªn m¸y biÕn ¸p:
B/ TÝnh gi¸ trÞ cùc ®¹i vµ kiÓm tra tèc ®é biÕn thiªn cña dßng ®iÖn
§iÖn trë ng¾n m¹ch m¸y biÕn ¸p
· Tæng trë ng¾n m¹ch m¸y biÕn ¸p:
§iÖn ¸p ;dßng ®iÖn ng¾n m¹ch phÇn tr¨m cña m¸y biÕn ¸p:
· Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tøc thêi cùc ®¹i:
Dßng nhá h¬n dßng ®Ønh xung mµ c¸c van chÞu ®îc lµ 800 A víi Tiristor vµ 500A víi Diode ®· chän.
· KiÓm tra m¸y biÕn ¸p ®· chän cã kh¶ n¨ng h¹n chÕ tèc ®é biÕn thiªn cña dßng chuyÓn m¹ch.
Gi¶ sö chuyÓn m¹ch tõ T1 sang T3 ta cã ph¬ng tr×nh
Ta thÊy gi¸ trÞ nµy nhá h¬n gi¸ trÞ cho phÐp lµ 100A/ms do ®ã m¸y biÕn ¸p thiÕt kÕ sö dông tèt.
III.4 TÝnh to¸n cuén kh¸ng läc dßng ®iÖn ®Ëp m¹ch.
Sù ®Ëp m¹ch cña ®iÖn ¸p chØnh lu lµm cho dßng ®iÖn t¶i còng ®Ëp m¹ch theo, lµm xÊu ®i chÊt lîng dßng ®iÖn mét chiÒu, lµm t¨ng ®é ph¸t nãng cña t¶i.
Th«ng thêng chóng ta ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña ®Ëp m¹ch dßng ®iÖn theo trÞ hiÖu dông cña sãng hµi bËc nhÊt, bëi v× sãng hµi bËc nhÊt chiÕm mét tû lÖ vµo kho¶ng (2¸5)% dßng ®iÖn ®Þnh møc cña t¶i. Thµnh phÇn hµi bËc nhÊt nµy lín hay nhá phô thuéc nhiÒu vµo c«ng suÊt t¶i Pd, ph¹m vi ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p chØnh lu...
III.4.1 X¸c ®Þnh gi¸ trÞ ®iÖn c¶m cña cuén kh¸ng.
Khi tÝnh ®iÖn c¶m cuén kh¸ng läc dßng ®iÖn ®Ëp m¹ch, cÇn ph¶i c¨n cø vµo møc ®é cho phÐp cña ®Ëp m¹ch dßng ®iÖn chØnh lu ®èi víi t¶i ë trÞ sè ®iÖn ¸p ®Þnh møc vµ ®iÖn ¸p cùc tiÓu.
Trong c¸c s¬ ®å chØnh lu cã ®iÒu khiÓn, khi gãc më van b¸n dÉn cµng t¨ng biªn ®é sãng hµi cµng cao. Do vËy khi tÝnh ®iÖn c¶m vµ x¸c ®Þnh biªn ®é ®iÖn ¸p sãng hµi chóng ta thêng tÝnh cho trêng hîp gãc më van lín nhÊt amax.
§èi víi n¹p acquy ®iÖn ¸p ®Æt vµo nhá nhÊt ®Ó cã thÓ n¹p ®îc ph¶i lín h¬n søc ®iÖn ®éng cña acquy .
Víi acquy axÝt søc ®iÖn ®éng thÊp nhÊt cña mçi ng¨n khi hÕt ®iÖn lµ 1,8 V.
Acquy cã dung lîng 200Ah th× sè ng¨n lµ 50. Do ®ã søc ®iÖn ®éng cña acquy lµ E = 50.1,8 =90 V
Ta ph¶i ®Æt ®iÖn ¸p n¹p nhá nhÊt cã gi¸ trÞ 90 V
Khi gãc më lín nhÊt th× ®iÖn ¸p trªn t¶i lµ nhá nhÊt
=90 V
Do ®ã:
Trong s¬ ®å chØnh lu cÇu vµ tia ba pha, thµnh phÇn sãng hµi bËc nhÊt (K=1) cã biªn ®é lín nhÊt. Biªn ®é sãng hµi bËc cµng cao sÏ cµng gi¶m, t¸c dông cña cuén kh¸ng läc víi c¸c thµnh phÇn hµi bËc cao nµy cµng cã hiÖu qu¶ h¬n. V× vËy tÝnh ®iÖn c¶m cña cuén kh¸ng ®èi víi c¸c s¬ ®å chØnh lu chØ cÇn tÝnh theo thµnh phÇn sãng hµi bËc nhÊt lµ ®ñ.
Quan hÖ gi÷a tû lÖ cña biªn ®é sãng hµi theo trÞ trung b×nh ®iÖn ¸p chØnh lu víi gãc më van b¸n dÉn a cña c¸c s¬ ®å chØnh lu cÇu vµ tia ba pha x©y dùng theo c«ng thøc (1-38) m« t¶ trªn h×nh 1-20.
H×nh 1-20 Quan hÖ gi÷a biªn ®é sãng bËc nhÊt víi gãc më van b¸n dÉn a
C¸c ®êng cong 1,2 trªn h×nh 1-20 m« t¶ quan hÖ = f(a) víi K=1 cho c¸c s¬ ®å cÇu ba pha ®iÒu khiÓn ®èi xøng vµ tia ba pha.
§èi víi s¬ ®å chØnh lu ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng, khi gãc ®iÒu khiÓn a nhá, thµnh phÇn sãng hµi víi K = 2 vµ K.m = 6 (®êng 4 trªn h×nh 1-20), cßn khi gãc ®iÒu khiÓn b¾t ®Çu tõ a = 250 thµnh phÇn hµi bËc nhÊt K = 1 (®êng 3 trªn h×nh 1-20) cã biªn ®é lín h¬n.
§èi víi gãc më lín nhÊt trong thiÕt kÕ lµ 50° ta chØ xÐt sù ®Ëp m¹ch cña sãng hµi bËc 1.
Tra ®êng 3 ta cã = 0,3
TrÞ sè ®iÖn c¶m cña cuén kh¸ng läc thµnh phÇn dßng ®iÖn ®Ëp m¹ch ®îc tÝnh theo biÓu thøc:
(1-37)
Trong ®ã:
LL - trÞ sè ®iÖn c¶m läc ®Ëp m¹ch cÇn thiÕt [Henry];
Id.®m - dßng ®iÖn ®Þnh møc cña bé chØnh lu [A];
w = 314 - tÇn sè gãc [1/s];
K = 1,2,3... - béi sè sãng hµi;
m =6 sè lÇn ®Ëp m¹ch trong mét chu kú;
Ud.max - biªn ®é thµnh phÇn sãng hµi cña ®iÖn ¸p chØnh lu [V];
I1*% - trÞ hiÖu dông cña dßng ®iÖn sãng hµi c¬ b¶n lÊy tû sè theo dßng ®iÖn ®Þnh møc cña chØnh lu. TrÞ sè nµy cho phÐp I1*% < 10%.
Thay sè vµo ta cã:
TrÞ sè ®iÖn c¶m cña cuén kh¸ng läc LckL cÇn m¾c thªm ®Ó läc thµnh phÇn dßng ®iÖn ®Ëp m¹ch ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
LckL = LL - 2LBA. (1-39)
Trong ®ã :
LckL - ®iÖn c¶m cuén kh¸ng läc cÇn m¾c thªm;
LL - ®iÖn c¶m cÇn thiÕt ®Ó läc thµnh phÇn sãng hµi dßng ®iÖn I1*% < 10%;
LBA - ®iÖn c¶m cña m¸y biÕn ¸p.
LckL = 7,88 – 0,64 = 7,24 (mH)
· Lý do kh«ng xÐt ®Õn ®iÖn dung cña acquy
Ta cã thÓ bá qua ®iÖn dung cña acquy khi gi¸ trÞ cña chu kú phãng n¹p do tô ®iÖn t¹o ra nhá h¬n chu kú ®Ëp m¹ch cña dßng ®iÖn
Trong ®ã :
Ra =0,001.50=0.05W - ®iÖn trë cña 50 ng¨n acquy
Ca =0.01/50=0,0002 mF §iÖn dung cña 50 ng¨n acquy
T = 0.02 chu kú cña ®iÖn líi
Ta = 0,05.2. << 0,02/6 =0.0033 nªn ta cã thÓ bá qua ®iÖn dung cña acquy
III.4.2 ThiÕt kÕ cuén kh¸ng läc dßng ®iÖn ®Ëp m¹ch.
· C¸c th«ng sè cÇn thiÕt cho thiÕt kÕ:
-§iÖn c¶m cña cuén kh¸ng läc LckL =7,24 mH
-Dßng ®iÖn ®Þnh møc ch¹y qua cuén kh¸ng I®m =20 A
-Thµnh phÇn dßng ®iÖn xoay chiÒu cho phÐp cña sãng hµi bËc nhÊt I~(1) = 10%.I®m = 2 A
Th«ng thêng d©y quÊn cuén kh¸ng lo¹i nµy cã tiÕt diÖn kh¸ lín, do vËy ®iÖn trë thuÇn cña cuén kh¸ng nhá cã thÓ bá qua. V× vËy
ZCKL = XCKL = w’. LCKL = 2pf.m.LCKL= 314.6.7,24 . = 13,6 (W)
Trong ®ã:
f - tÇn sè ®iÖn ¸p nguån cÊp f = 50 Hz;
m=6 - sè lÇn ®Ëp m¹ch cña s¬ ®å chØnh lu.
1. TÝnh ®iÖn ¸p r¬i trªn cuén kh¸ng:
DUCKL = ZCKL . I~(1). =
2. TÝnh c«ng suÊt cuén kh¸ng läc:
PCKL = DUCKL. I~(1)=
3. TÝnh to¸n lâi thÐp cuén kh¸ng läc.
TiÕt diÖn lâi thÐp cuén kh¸ng läc:
chuÈn ho¸ b»ng 2,04 cm2 theo chuÈn ®· cã s½n.
Trong ®ã:
QFe - tiÕt diÖn lâi thÐp [cm2];
PCKL - c«ng suÊt cuén kh¸ng [W];
f` = f.m .
k = 5 ¸ 6 thêng cuén kh¸ng lo¹i nµy hay chÕ t¹o b¨ng cuén kh¸ng kh«.
C¸c kÝch thíc c¬ b¶n cña lâi thÐp ®îc chän nh chän kÝch thíc lâi thÐp biÕn ¸p kh« cã kÝch thíc chuÈn nh.sau
b
h
H
c
L
a
c
Chän tÊm thÐp $ 330 dµy 0,35 mm
a = 24 mm , b = 24 mm, h= 60 mm, c =24 mm, L=92 mm, H= 84 mm
4. TÝnh to¸n d©y quÊn cuén kh¸ng:
Khi cã thµnh phÇn dßng ®iÖn xoay chiÒu bËc nhÊt I~(1) ch¹y qua cuén kh¸ng läc th× trong cuén kh¸ng xuÊt hiÖn mét søc ®iÖn ®éng tù c¶m, trÞ sè søc ®iÖn ®éng nµy ®îc tÝnh:
ECKL = 4,44.kdq.W.f’.f.
= 4,44.kdq.W.f’.B.QFe. (1-45)
Trong ®ã:
kdq - hÖ sè d©y quÊn, cã thÓ chän kdq = 1,1
W - sè vßng d©y cuén kh¸ng läc;
f` - tÇn sè dßng ®iÖn sau chØnh lu f` = 50.m;
B - mËt ®é tõ c¶m cña lâi thÐp, víi B = 0,8;
Q`Fe - tiÕt diÖn hiÖu qu¶ lâi thÐp.
Víi gi¶ thiÕt, bá qua sôt ¸p trªn ®iÖn trë, søc ®iÖn ®éng ECKL xÊp xØ sôt ¸p trªn cuén kh¸ng DUCKL ®· tÝnh ë trªn (ECKL = DUCKL ). Tõ ®ã cã thÓ tÝnh ®îc sè vßng d©y W cña cuén kh¸ng läc:
(vßng)
Dßng ®iÖn ch¹y qua cuén kh¸ng:
dßng ®iÖn hiÖu dông ch¹y qua cuén kh¸ng:
D©y quÊn cuén kh¸ng cã tiÕt diÖn:
Tõ tiÕt diÖn SCu tra b¶ng kÝch thíc d©y quÊn chän ®îc d©y quÊn tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt cã kÝch thíc a x b = 1,00 x 8,00 mm kÓ c¶ c¸ch ®iÖn. Cã tiÕt diÖn kh«ng kÓ c¸ch ®iÖn S = 7,79 mm2
DiÖn tÝch phÇn d©y ®ång chiÕm chç trong cöa sæ m¹ch tõ
DiÖn tÝch cöa sæ m¹ch tõ
HÖ sè lÊp ®Çy
Chän kho¶ng c¸ch tõ g«ng tíi cuén d©y hg = 2 mm
Sè vßng d©y trªn mét líp (vßng)
Sè líp d©y (líp)
Chän kho¶ng c¸ch c¸ch ®iÖn gi÷a d©y quÊn víi trô : ac = 3 mm
gi÷a c¸c líp cd = 0,1 mm
BÒ dµy cuén d©y :
Tæng bÒ dµy cuén d©y :
ChiÒu dµi cña vßng d©y trong cïng:
ChiÒu dµi cña vßng d©y ngoµi cïng:
chiÒu dµi trung b×nh cña 1 vßng d©y:
§iÖn trë cña d©y quÊn ë 75°C
(W)
Sôt ¸p trªn cuén kh¸ng
DU = R.I = 0.028.20,05 =0,57 (V)
ThÓ tÝch s¾t: Khèi lîng s¾t:
Khèi lîng ®ång:
III.5 TÝnh to¸n c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ m¹ch ®éng lùc:
III.5.1S¬ ®å m¹ch ®éng lùc cã c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ
A
B
C
CD
AP
a
b
c
1CC
1CC
1CC
R
C
2C
R
C
2CC
R
C
2CC
R
C
2CC
T1
R
C
2CC
T3
R
C
2CC
T5
3CC
L
ACQUY
3CC
D2
D4
D6
T¶i
K5
K3
II.4.2 Chän b¶o vÖ
A/ B¶o vÖ qu¸ ¸p cho van:
§Ó b¶o vÖ xung ®iÖn ¸p trong qu¸ tr×nh ®ãng c¾t c¸c van chóng ta m¾c song song víi van b¸n dÉn mét m¹ch R-C . Khi cã sù chuyÓn m¹ch c¸c ®iÖn tÝch tÝch tô trong van b¸n dÉn phãng ra ngoµi t¹o ra dßng ®iÖn ngîc trong kho¶ng thêi gian ng¾n , sù biÕn thiªn nhanh chãng cña dßng ®iÖn ngîc g©y ra søc ®iÖn ®éng c¶m øng rÊt lín trong c¸c ®iÖn c¶m lµm cho qu¸ tr×nh qu¸ iÖn ¸p gi÷a Anod vµ Catod cña Tiristor . Khi cã m¹ch R-C m¾c song song víi Tiristor t¹o ra m¹ch vßng phãng tÝch trong qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch nªn Tiristor kh«ng bÞ qu¸ ¸p .
Chän R=10;C=0,2.
ViÖc chän C vµ R ph¶i ®¶m b¶o sao cho thêi gian phãng n¹p T=R.C ®ñ nhá ®Ó cã thÓ chÆn ®îc xung ®iÖn ¸p , ®ång thêi nÕu C lín th× ®iÖn lîng tÝch tô còng sÏ lín vµ khi phãng kÕt hîp víi dßng dÉn sÏ ®¸nh thñng van.
B/ B¶o vÖ xung ®iÖn ¸p tõ líi ®iÖn
Ta m¾c m¹ch R-C nh h×nh vÏ díi , nhê cã m¹ch läc nµy mµ ®Ønh xung gÇn nh n»m hoµn toµn trªn ®iÖn trë ®êng d©y.
Chän R = 10 W , C= 2 mF
C/ B¶o vÖ ng¾n m¹ch vµ qu¸ t¶i vÒ dßng ®iÖn:
Ng¾n m¹ch cã thÓ x¶y ra do ®¸nh thñng Van, ng¾n m¹ch ®Çu ra bé biÕn ®æi, ng¾n m¹ch thø cÊp m¸y biÕn ¸p.
· Chän 1 ¸p t« m¸t cã
Cã 3 tiÕp ®iÓm chÝnh , ®ãng ng¾t b»ng tay hay tù ®éng b»ng nam ch©m ®iÖn.
ChØnh ®Þnh dßng ng¾n m¹ch :
Dßng qu¸ t¶i :
· Chän cÇu dao cã dßng ®Þnh møc:
· Ta chän cÇu ch× ®Ó b¶o vÖ ng¾n m¹ch.
Nhãm cÇu ch× 1CC d©y ch¶y cã dßng ®Þnh møc:
Nhãm cÇu ch× 2CC d©y ch¶y cã dßng ®Þnh møc:
Nhãm cÇu ch× 3CC d©y ch¶y cã dßng ®Þnh møc:
VËy ta chän cÇu ch× :
Nhãm 1CC lo¹i 20 A
Nhãm 1CC lo¹i 15 A
Nhãm 1CC lo¹i 25 A
D/ B¶o vÖ qu¸ nhiÖt
Khi lµm viÖc víi dßng ®iÖn ch¹y qua van cã sôt ¸p, do ®ã cã tæn hao c«ng suÊt DP , tæn hao nµy lµm nãng van b¸n dÉn. MÆt kh¸c van b¸n dÉn chØ ®îc phÐp lµm viÖc víi nhiÖt ®é díi møc cho phÐp Tcp , nÕu cao h¬n th× van sÏ bÞ ph¸ háng . §Ó van lµm viÖc an toµn, kh«ng bÞ chäc thñng bëi nhiÖt, ta ph¶i chän vµ thݪt kÕ bé t¶n nhiÖt hîp lý.
Tæn thÊt c«ng suÊt nhiÖt trªn Tiristor lín h¬n trªn Diod v× sôt ¸p trªn Tiristor lµ 2V cßn víi Diode chØ lµ 1V , ®Ó cho c«ng viÖc chÕ t¹o c¸nh t¶n nhiÖt ®ì phøc t¹p ta chän c¸ch t¶n nhiÖt cho Diod còng b»ng c¸nh t¶n nhiÖt cho Tiristor.
Tæn thÊt c«ng suÊt trªn Tiristor:
DP = DU.
DiÖn tÝch to¶ nhiÖt ®îc tÝnh:
Sm:diÖn tÝch bÒ mÆt to¶ nhiÖt.
P: tæn hao c«ng suÊt(w).
T: ®é chªnh nhiÖt so víi m«i trêng.
Chän nhiÖt ®é m«i trêng Tm =40°C, NhiÖt ®é lµm viÖc cho phÐp cña Tiristor lµ Tcp =125°C. Chän nhiÖt ®é trªn c¸nh t¶n nhiÖt Tlv = 80°C
T = Tlv – Tm = 80 - 40 = 40°C
Km : HÖ sè to¶ nhiÖt b»ng ®èi lu . Chän Km =8
Chän 9 c¸nh t¶n nhiÖt kÝch thíc: a x b = 10 x 10 cm
§o¹n bÞ c¾t D = 5 cm ë 3 c¸nh
Víi c¸nh to¶ nhiÖt ta ®· chän cã th«ng sè trªn diÖn tÝch to¶ nhiÖt thùc lµ:
.VËy c¸nh to¶ nhiÖt tho¶ m·n ®iÒu kiÖn to¶ nhiÖt
C¸nh to¶ nhiÖt cña Tristor
100mm
100mm
50mm
7mm
100mm
Ch¬ng IV
TÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓn
IV.1 Nguyªn lý thiÕt kÕ mach ®iÒu khiÓn.
§iÒu khiÓn Tiristor trong s¬ ®å chØnh lu hiÖn nay thêng gÆp lµ ®iÒu khiÓn theo nguyªn t¾c th¼ng ®øng tuyÕn tÝnh. Néi dung cña nguyªn t¾c nµy cã thÓ m« t¶ theo gi¶n ®å h×nh 3.1 nh sau.
Khi ®iÖn ¸p xoay chiÒu h×nh sin ®Æt vµo anod cña Tiristor, ®Ó cã thÓ ®iÒu khiÓn ®îc gãc më a cña Tiristor trong vïng ®iÖn ¸p (+) anod, ta cÇn t¹o mét ®iÖn ¸p tùa d¹ng tam gi¸c, ta thêng gäi lµ ®iÖn ¸p tùa lµ ®iÖn ¸p r¨ng ca Urc. Nh vËy ®iÖn ¸p tùa cÇn cã trong vïng ®iÖn ¸p d¬ng anod.
Dïng mét ®iÖn ¸p mét chiÒu U®k so s¸nh víi ®iÖn ¸p tùa. T¹i thêi ®iÓm (t1,t4) ®iÖn ¸p tùa b»ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (Urc = U®k), trong vïng ®iÖn ¸p d¬ng anod th× ph¸t xung ®iÒu khiÓn X®k. Tiristor ®îc më tõ thêi ®iÓm cã xung ®iÒu khiÓn (t1,t4) cho tíi cuèi b¸n kú (hoÆc tíi khi dßng ®iÖn b»ng 0)
Udf
Urc
Udk
Ud
Xdk
t1
t2
t3
t4
t5
t
H×nh 3.1: Nguyªn lý ®iÒu khiÓn chØnh lu.
IV.2 S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn.
§Ó thùc hiÖn ®îc ý ®å ®· nªu trong phÇn nguyªn lý ®iÒu khiÓn ë trªn, m¹ch ®iÒu khiÓn bao gåm ba kh©u c¬ b¶n sau:
T
§ång pha
So s¸nh
KhuÕch ®¹i
S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn
Víi s¬ ®å khèi nµy nhiÖm vô cña c¸c kh©u nh sau:
Kh©u ®ång pha cã nhiÖm vô t¹o ®iÖn ¸p tùa Urc (thêng gÆp lµ ®iÖn ¸p d¹ng r¨ng ca tuyÕn tÝnh) trïng pha víi ®iÖn ¸p anod cña Tiristor.
Kh©u so s¸nh cã nhiÖm vô so s¸nh gi÷a ®iÖn ¸p tùa víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k, t×m thêi ®iÓm hai ®iÖn ¸p nµy b»ng nhau (U®k = Urc). T¹i thêi ®iÓm hai ®iÖn ¸p nµy b»ng nhau, th× ph¸t xung ë ®Çu ra ®Ó göi sang tÇng khuyÕch ®¹i.
Kh©u t¹o xung cã nhiÖm vô t¹o xung phï hîp ®Ó më Tirisor. Xung ®Ó më TirÝstor cã yªu cÇu: sên tríc dèc th¼ng ®øng, ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu Tiristor më tøc thêi khi cã xung ®iÒu khiÓn (thêng gÆp lo¹i xung nµy lµ xung kim hoÆc xung ch÷ nhËt); ®ñ ®é réng víi ®é réng xung lín h¬n thêi gian më cña Tiristor; ®ñ c«ng suÊt; c¸ch ly gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn víi m¹ch ®éng lùc (nÕu ®iÖn ¸p ®éng lùc qu¸ lín).
Víi nhiÖm vô cña c¸c kh©u nh vËy tiÕn hµnh thiÕt kÕ, tÝnh chän c¸c kh©u c¬ b¶n cña ba khèi trªn.
IV.3 Giíi thiÖu vÒ linh kiÖn ®iÒu khiÓn.
IV.3.1 T¹o xung r¨ng ca
S¬ ®å 1:Dïng diode vµ tô (Ta m« pháng d¹ng ®iÖn ¸p tùa trªn phµn mÒm Electronic WorkBench 6.2)
0
Ua
R1
A
-E
R2
D2
D1
B
Urc
C
Nguyªn lý t¹o xung r¨ng ca:
Khi A+ th× D1 th«ng suy ra j B(thÕ ë ®iÓm B) j0; jB d¬ng h¬n jC suy ra D2 th«ng do ®ã jC=jB=j0.
Khi A- th× D1 vµ D2 kho¸ tô n¹p.
Qua thêi gian q1 jBC ©m h¬n jB D2 thuËn tô b¾t ®Çu x¶ theo híng 0®A®B®C ®Õn khi Urc= 0 vµ gi÷ nguyªn ®Õn 2p
§©y lµ s¬ ®å ®¬n gi¶n, dÔ thùc hiÖn, víi sè linh kiÖn Ýt nhng chÊt lîng ®iÖn ¸p tùa kh«ng tèt. §é dµi cña phÇn biÕn thiªn tuyÕn tÝnh cña ®iÖn ¸p tùa kh«ng phñ hÕt 1800. Do vËy, gãc më van lín nhÊt bÞ giíi h¹n. Hay nãi c¸ch kh¸c, nÕu theo s¬ ®å nµy ®iÖn ¸p t¶i kh«ng ®iÒu khiÓn ®îc tõ 0 tíi cùc ®¹i mµ tõ mét trÞ sè nµo ®ã ®Õn cùc ®¹i.
S¬ ®å 2:Dïng Transistor vµ tô
Nguyªn lý t¹o xung r¨ng ca:
Khi thÕ ë ®iÓm A d¬ng h¬n thÕ ë ®iÓm B (jA>jB) th× Transistor kho¸ vµ tô C n¹p víi h»ng sè thêi gian T=R2.C; khi (jB>jA) Transistor dÉn suy ra tô x¶ theo híngTransistor cho tíi Urc=0.
§Ó kh¾c phôc nhîc ®iÓm vÒ d¶i ®iÒu chØnh ë s¬ ®å 1 ngêi ta sö dông s¬ ®å tao ®iÖn ¸p tùa b»ng s¬ ®å 2 Theo s¬ ®å nµy, ®iÖn ¸p tùa cã phÇn biÕn thiªn tuyÕn tÝnh phñ hÕt nöa chu kú ®iÖn ¸p. Do vËy khi cÇn ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p tõ 0 tíi cùc ®¹i lµ hoµn toµn cã thÓ ®¸p øng ®îc.
S¬ ®å 3:Dïng bé ghÐp quang
B
A
Urc
GHEP
QUANG
C
R
2
R
1
D
+E
Uv
Nguyªn lý t¹o xung r¨ng ca:
Khi A- ©m h¬n B diode (D) më diode quang t¾t kho¸Transistor ( bé ghÐp quang kho¸) lµm tô n¹p ®Õn gi¸ trÞ Urc.
Khi A+ d¬ng h¬n B diode (D) kho¸ diode quang s¸ng më Transistor ( bé ghÐp quang dÉn lµm tô x¶ qua diode quang ®Õn khi Urc = 0.
¦u ®iÓm cña s¬ ®å nµy ë chç kh«ng cÇn biÕn ¸p ®ång pha , do ®ã cã thÓ ®¬n gi¶n h¬n trong viÖc chÕ t¹o vµ l¾p ®Æt.
S¬ ®å 4:Dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n
A1
A2
R1
A
R2
Urc
R3
C1
C
D1
B
Tr
U1
Udf
Urc
UB
t
t
t
Nguyªn lý t¹o xung r¨ng ca:
Khi jA d¬ng qua khuÕch ®¹i thuËt to¸n h¬n jB ©m lµm cho Transistor kho¸ ®ång thêi diode D1 dÉn khèi hai t¹o thµnh mét m¹ch tÝch ph©n khi ®ã tô C1 n¹p ®Õn ®iÖn ¸p Urc . Khi jA ©m th× jB d¬ng D1 kho¸ Transistor dÉn tô x¶ qua Transistor ®Õn khi Urc = 0.
IV.3.2 Chän kh©u ®ång pha
C¸c s¬ ®å (1¸3) ®Òu cã chung nhîc ®iÓm lµ viÖc më, kho¸ c¸c Tranzitor trong vïng ®iÖn ¸p l©n cËn 0 lµ thiÕu chÝnh x¸c lµm cho viÖc n¹p, x¶ tô trong vïng ®iÖn ¸p líi gÇn 0 kh«ng ®îc nh ý muèn.
Ngµy nay c¸c vi m¹ch ®îc chÕ t¹o ngµy cµng nhiÒu, chÊt lîng ngµy cµng cao, kÝch thíc ngµy cµng gän, øng dông c¸c vi m¹ch vµo thiÕt kÕ m¹ch ®ång pha cã thÓ cho ta chÊt lîng ®iÖn ¸p tùa tèt. Do ®ã ta quyÕt ®Þnh cho kh©u ®ång pha dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n.
IV.3.3 Chän kh©u so s¸nh
§Ó x¸c ®Þnh ®îc thêi ®iÓm cÇn më Tiristor chóng ta cÇn so s¸nh hai tÝn hiÖu U®k vµ Urc. ViÖc so s¸nh c¸c tÝn hiÖu ®ã cã thÓ ®îc thùc hiÖn b»ng Tranzitor vµ khuÕch ®¹I thuËt to¸n. T¹i thêi ®iÓm U®k = Urc, ®Çu ®Çu ra cña bé so s¸nh lËt tr¹ng th¸i.
Ura
p
q2
q1
0
Urc
Udk
R1
Urc
R2
Udk
-E
R3
Tr
Ura
So s¸nh dïng Transitor
T¹i thêi ®iÓm U®k = Urc, ®Çu vµo Tr lËt tr¹ng th¸i tõ kho¸ sang më (hay ngîc l¹i tõ më sang kho¸), lµm cho ®iÖn ¸p ra còng bÞ lËt tr¹ng th¸i, t¹i ®ã chóng ta ®¸nh dÊu ®îc thêi ®iÓm cÇn më Tiristor.
Víi møc ®é më b·o hoµ cña Tr phô thuéc vµo hiÖu U®k ± Urc = Ub, hiÖu nµy cã mét vïng ®iÖn ¸p nhá hµng mV, lµm cho Tr kh«ng lµm viÖc ë chÕ ®é ®ãng c¾t nh ta mong muèn, do ®ã nhiÒu khi lµm thêi ®iÓm më Tiristor bÞ lÖch kh¸ xa so víi ®iÓm cÇn më t¹i U®k = Urc.
Urc
Udk
Ura
0
q1
q2
p
So s¸nh dung khuÕch ®¹i thuËt to¸n
K§TT cã hÖ sè khuyÕch ®¹i v« cïng lín, chØ cÇn mét tÝn hiÖu rÊt nhá (cì mV) ë ®Çu vµo, ®Çu ra ®· cã ®iÖn ¸p nguån nu«i, nªn viÖc øng dông K§TT lµm kh©u so s¸nh lµ hîp lý. C¸c s¬ ®å so s¸nh dïng K§TT rÊt thêng gÆp trong c¸c s¬ ®å m¹ch hiÖn nay. ¦u ®iÓm h¬n h¼n cña c¸c s¬ ®å nµy lµ cã thÓ ph¸t xung ®iÒu khiÓn chÝnh x¸c t¹i U®k = Urc. §ã lµ lý do ta chän K§TT so s¸nh.
IV.3.4 Kh©u t¹o xung khuÕch ®¹i
S¬ ®å dïng tranzitor c«ng suÊt
R
Uv
Tr
BAX
+E
D
q1
q2
q3
iB
iC
iX
Víi nhiÖm vô t¹o xung phï hîp ®Ó më Tiristor nh ®· nªu ë trªn, tÇng khuyÕch ®¹i cuèi cïng thêng ®îc thiÕt kÕ b»ng Tranzitor c«ng suÊt, nh trªn h×nh a. §Ó cã xung d¹ng kim göi tíi Tiristor, ta dïng biÕn ¸p xung (BAX), ®Ó cã thÓ khuyÕch ®¹i c«ng suÊt ta dïng Tr, diode D b¶o vÖ Tr vµ cuén d©y s¬ cÊp biÕn ¸p xung khi Tr kho¸ ®ét ngét. MÆc dï víi u ®iÓm ®¬n gi¶n, nhng s¬ ®å nµy ®îc dïng kh«ng réng r·i, bëi lÏ hÖ sè khuyÕch ®¹i cña tranzitor lo¹i nµy nhiÒu khi kh«ng ®ñ lín, ®Ó khuyÕch ®¹i ®îc tÝn hiÖu tõ kh©u so s¸nh ®a sang.
R
Uv
Tr
BAX
+E
D
Tr1
S¬ ®å dïng darlington
TÇng khuyÕch ®¹i cuèi cïng b»ng s¬ ®å darlington nh trªn h×nh bªn thêng hay ®îc dïng trong thùc tÕ. ë s¬ ®å nµy hoµn toµn cã thÓ ®¸p øng ®îc yªu cÇu vÒ khuyÕch ®¹i c«ng suÊt, khi hÖ sè khuyÕch ®¹i ®îc nh©n lªn theo th«ng sè cña c¸c tranzitor.
R
Uv
Tr
BAX
+E
D
Tr1
C
D
S¬ ®å cã tô nèi tÇng
Trong thùc tÕ xung ®iÒu khiÓn chØ cÇn cã ®é réng bÐ (cì kho¶ng (10 ¸ 200) ms), mµ thêi gian më th«ng c¸c tranzitor c«ng suÊt dµi (tèi ®a tíi mét nöa chu kú - 0.01s), lµm cho c«ng suÊt to¶ nhiÖt d cña Tr qu¸ lín vµ kÝch thíc d©y quÊn s¬ cÊp biÕn ¸p d lín. §Ó gi¶m nhá c«ng suÊt to¶
nhiÖt Tr vµ kÝch thíc d©y s¬ cÊp BAX chóng ta cã thÓ thªm tô nèi tÇng . Theo s¬ ®å nµy, Tr chØ më cho dßng ®iÖn ch¹y qua trong kho¶ng thêi gian n¹p tô, nªn dßng hiÖu dông cña chóng bÐ h¬n nhiÒu lÇn.
Tõ phÇn giíi thiÖu trªn ta chän ®îc s¬ ®å ®iÒu khiÓn trang bªn:
S¬ ®å mét kªnh ®iÒu khiÓn tristor
T
RE
Tr2
Tr1
R4
Udk
A1
A2
R1
A
R2
Ur
R3
C1
C
D1
B
U1
D2
A3
R6
C3
R5
Uv
BAX
+E
D3
UA
Urc
Udk
UB
UA3
t
t
t
t
Ud
t1
t2
t3
t4
t5
t
t
Xdk
Xdk
30°
Ua
Ho¹t ®éng cña m¹ch ®iÒu khiÓn ®îc gi¶i thÝch theo gi¶n ®å c¸c ®êng cong trªn nh sau:
§iÖn ¸p vµo t¹i ®iÓm A (UA) cã d¹ng h×nh sin, trïng pha víi ®iÖn ¸p anod cña Tiristor T, qua khuyÕch ®¹i thuËt to¸n (K§TT) A1 cho ta chuçi xung ch÷ nhËt ®èi xøng UB. Khi (UA) d¬ng qua khuÕch ®¹i thuËt to¸n (UB) PhÇn ¸p d¬ng cña ®iÖn ¸p ch÷ nhËt UB qua diod D1 tíi A2 tÝch ph©n thµnh ®iÖn ¸p tùa Urc. Khi (UA) ©m ®iÖn ¸p ©m cña ®iÖn ¸p UB lµm më th«ng tranzitor Tr1, kÕt qña lµ A2 bÞ ng¾n m¹ch (víi Urc = 0) trong vïng UB ©m. Trªn ®Çu ra cña A2 chóng ta cã chuçi ®iÖn ¸p r¨ng ca Urc gi¸n ®o¹n.
§iÖn ¸p Urc ®îc so s¸nh víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k t¹i ®Çu vµo cña A3. Tæng ®¹i sè Urc + U®k quyÕt ®Þnh dÊu ®iÖn ¸p ®Çu ra cña K§TT A3. Trong kho¶ng 0¸t1 víi U®k > Urc ®iÖn ¸p UD cã ®iÖn ¸p ©m. Trong kho¶ng t1¸t2 ®iÖn ¸p U®k vµ U rc ®æi ngîc l¹i, lµm cho UD lËt lªn d¬ng.
§iÖn ¸p d¬ng UD qua Transistor c«ng suÊt ®Õn m¸y biÕn ¸p xung tao ra xung ¸p ®ñ ®iÒu kiÖn ®Ó më Tristor.
§iÖn ¸p Ud sÏ xuÊt hiÖn trªn t¶i tõ thêi ®iÓm cã xung ®iÒu khiÓn ®Çu tiªn, t¹i c¸c thêi ®iÓm t2, t4 trong chuçi xung ®iÒu khiÓn, cña mçi chu kú ®iÖn ¸p nguån cÊp, cho tíi cuèi b¸n kú ®iÖn ¸p d¬ng anod.
KÕt qu¶ m« pháng b»ng phÇn mÒm Electronic Workbenchs 6.2 :
§iÖn ¸p ®ång pha t¹i ®Çu vµo cña KTT A1: :§iÖn ¸p t¹i B: :
§iÖn ¸p tùa t¹i C vµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn: ::§iÖn ¸p ra sau khi so s¸nh
§iÖn ¸p chØnh lu cña 1 pha sau khi qua Tiristor: :
III.4 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña s¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn.
C¸c th«ng sè c¬ b¶n ®Ó tÝnh m¹ch ®iÒu khiÓn cã:
- §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn Tiristor U®k=2,5(V).
- Dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn I®k= 150(mA).
- Thêi gian më : tm = 15 (ms)
- §é réng xung ®iÒu khiÓn tx= 45 (ms)
- Møc sôt biªn ®é xung Sx =0,30
- §é mÊt ®èi xøng cho phÐp Da.
- §iÖn ¸p ngu«n nu«i m¹ch ®iÒu khiÓn U = ±12(V).
IV.4.1.TÝnh biÕn ¸p xung
Chän vËt liÖu lµm lâi lµ s¾t Ferit HM cã th«ng sè sau:
DB = 0,3(T); DH = 30(A/m)
Chän tû sè m¸y biÕn ¸p xung: m=3
§iÖn ¸p thø cÊp MBAX: U2=U®k=2,5(V)
Dßng ®iÖn thø cÊp MBAX: I2=I®k= 150(mA)
§iÖn ¸p s¬ cÊp MBAX: U1=m.U®k=7,5(V)
Dßng ®iÖn s¬ cÊp MBAX: I1=I®k/m=50(mA)
Chän lâi s¾t d¹ng h×nh xuyÕn, thÓ tÝch lâi thÐp cÇn cã:
Trong ®ã: m tb - ®é tõ thÈm trung b×nh.
m o = 1,25 . 10-6 (H/m);
Q - tiÕt diÖn lâi s¾t;
l - chiÒu dµi trung b×nh ®êng søc tõ;
Tõ thÓ tÝch lâi s¾t, tra b¶ng chän ®îc lâi MBAX cã c¸c kÝch thíc.
Tra s¸ch kü thuËt biÕn ®æi ®iÖn n¨ng
25mm
20mm
5mm
ta cã th«ng sè cña MBAX
d = 20 mm; D= 25 mm, a = 2,5 mm
Q = 0,125 cm2, V = 0,888 cm3,
Qcs= 3,14 cm2.
- TÝnh th«ng sè d©y quÊn biÕn ¸p xung:
Sè vßng d©y quÊn s¬ cÊp
(vßng)
Sè vßng d©y quÊn thø cÊp
(vßng)
TiÕt diÖn d©y quÊn ®îc tÝnh
§èi víi c¸c lo¹i biÕn ¸p xung ®Ó ®iÒu khiÓn Tiristor, v× ®é réng xung ®iÖn ¸p hÑp nªn chóng ta cã thÓ chän mËt ®é dßng ®iÖn J kh¸ lín b»ng 6 vµ 4.
Chän d©y dÉn s¬ cÊp cã ®êng kÝnh 0,11 mm
Chän d©y quÊn thø cÊp cã ®êng kÝnh 0,23 mm
KiÓm tra hÖ sè lÊp ®Çy:
Nh vËy cöa sæ m¹ch tõ ®ñ diÖn tÝch cÇn thiÕt.
IV.4.2.TÝnh tÇng khuyÕch ®¹i cuèi cïng.
Sau khi lùa chän xong c¸c linh kiÖn cña tÇng khuyÕch ®¹i cuèi cïng chóng ta cã c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¹ch:
§iÖn ¸p nguån nu«i xung: Ecc=+12(V);
chän ®iÖn trë RE ®Ó ph©n ¸p cho BAX
Ta chän
Chän khuÕch ®¹i Tr2 lo¹i 2SC911 cã th«ng sè sau:
Uce=40(V); Ube0=4(V); Icmax=500(mA); Pc=1,7(W); T0=1750; b=50.
Dßng lµm viÖc colect¬: IC2 = 50(mA)
Dßng lµm viÖc baz¬: IB2 = 50/50 =1(mA).
Chän tÊt c¶ c¸c Diod trong m¹ch ®iÒu khiÓn lo¹i 1N4009 cã c¸c tham sè:
Dßng ®iÖn ®Þnh møc : Idm = 10 (mA)
§iÖn ¸p ngîc lín nhÊt: UN = 25 (V)
§iÖn ¸p ®Ó më th«ng cho Diod : Um = 1(V)
§iÖn trë vµo tÇn khuÕch ®¹i:
Trong ®ã: Uv - ®iÖn ¸p vµo ®îc lÊy tõ tÇng so s¸nh ®a sang;
IB2 - dßng ®iÖn baz¬ cña Tranzitor khuyÕch ®¹i
Chän tô C3: C3.R6= tx=45.10-6(s)
Þ C3=3,75(nF)
Chän theo gi¸ trÞ quy chuÈn C3= 3,9 nF
IV.4.3 TÝnh chän tÇng so s¸nh.
KhuÕch ®¹i thuËt to¸n TL084
Chän
Chän theo gi¸ trÞ quy chuÈn R4 = R5 = 15 kW
Trong ®ã nguån nu«i VCC = ±12 V Th× ®iÖn ¸p vµo A3 12 V
Dßng ®iÖn vµo ®îc h¹n chÕ Iv < 1mA
IV.4.4 TÝnh c¸c th«ng sè cña kh©u ®ång pha.
Trong s¬ ®å ®ång pha, viÖc t¹o ®iÖn ¸p tùa ®îc tiÕn hµnh b»ng c¸ch n¹p tô theo m¹ch R - C. §Ó ®¶m b¶o ®iÖn ¸p tùa cã trong mét nöa chu kú ®iÖn ¸p líi lµ tuyÕn tÝnh th× h»ng sè thêi gian tô n¹p ®îc tÝnh theo
Trc = R2.C
Trong ®ã: R2,C - c¸c th«ng sè ®iÖn trë vµ tô ®iÖn trong m¹ch n¹p tô
Chän: Trc=0,01; chän tô: C1=0,1(mF) Þ R2=100(kW).
Chän Transistor T1 lo¹i: A564 pnp cã c¸c th«ng sè:
Ubc0=25V; UBE0=7V; Icmax=100mA; T0=1500c; b=250
Dßng cùc ®¹i cña Baz¬ :
§Ó h¹n chÕ dßng vµo cùc Baz¬
.Chän R2:
Chän R2 = 30 kW
Chän ®iÖn ¸p ®ång pha : UA = 9 V
§iÖn trë ®Ó h¹n chÕ dßng ®i vµo khuyÕch ®¹i thuËt to¸n A1, ta chän R1 sao cho dßng ®i vµo khuyÕch ®¹i thuËt to¸n Iv < 1 mA. Ta cã
Chän R1 = 10 kW
-X¸c ®Þnh biªn ®é ®iÖn ¸p tùa Urc1max theo c«ng thøc viÕt cho m¹ch tÝch ph©n
§iÖn ¸p ub = 12 V , t = 0,01 s , t = 0,01 s
Urc1max = 0,01.12/0,01 = 12 V
IV.4.5 M¸y biÕn ¸p ®ång pha vµ nguån nu«i
Dïng biÕn ¸p 3 pha , 3 trô , nèi Y-Y, ë thø cÊp ®Êu 2 cuén d©y: Mét cuén cho kh©u ®ång pha, Ta t¹o nguån nu«i ®iÖn ¸p Vcc = ± 12 V ®Ó cÊp cho c¸c thiÕt bÞ sau: 03 M¸y biÕn ¸p xung, 07 IC lo¹i TL084 ®Ó cã KTT, 03 R¬le trung gian.
Dïng m¹ch chØnh lu cÇu 3 pha víi 6 Diod, Ta t¹o ®iÖn ¸p thø cÊp m¸y biÕn ¸p nguån nu«i lµ U2ba = 9 V ®a vµo m¹ch chØnh lu cÇu vµ m¹ch ®ång pha.
§iÖn ¸p sau bé chØnh lu cÇu ;
Udo = 2,34.U2ba = 2,34.9 = 21,06 V
Nguån nu«i IC cÇn ®iÖn ¸p ®Æt vµo tõ 7-35 V do ®ã ta ®Æt vµo 21,06 V lµ tho¶ m·n. Khi ®ã ®iÖn ¸p ®Çu ra lµ ± 12 V.
Ura = 12 V víi IC 7812
Ura = -12 V víi IC 7912
Dßng ®iÖn ®Çu ra : Ira = 0 - 1 A
Tô ®iÖn C4, C5, C6, C7 dïng ®Ó läc thµnh phÇn sãng hµi bËc cao.
Chän C4 = C5 = C6 = C7 = 470 mF.
· Dßng ®iÖn cÊp cho ®ång pha Idf = 1mA, vËy c«ng suÊt cÊp cho ®ång pha:
Pdf = 3. Udf. Idf = 3.0,001 =0,003 (W)
C«ng suÊt nguån nu«i BAX
PBAX = 3.(7,5.0,05) = 1,125 (W)
C«ng suÊt nguån nu«i 7IC TL084 lµm khuyÕch ®¹i thuËt to¸n víi mçi IC tiªu thô PIC = 0,68 W
P7IC =7. PIC =7.0,68 = 4,76 (W)
C«ng suÊt nguån ®ång pha cho 3 r¬ le trung gian víi mçi r¬le cã c«ng suÊt 0,72 W
P3r = 3.0,72 = 2,16 (W)
C«ng suÊt tæng cña m¸y biÕn ¸p kÓ c¶ tæn thÊt 10% trong m¸y biÕn ¸p lµ:
Så = 1,1(PBAX + P7IC+ P3r +Pdp + Pdf) =1,1.(1,125 + 4,76 + 2,16 + 0,003 ) = 8,85(W)
1-TiÕt diÖn trô QFe cña lâi thÐp biÕn ¸p ®îc tÝnh tõ c«ng suÊt:
Trong ®ã :
Sba - c«ng suÊt biÕn ¸p tÝnh b»ng [W];
kQ - hÖ sè phô thuéc ph¬ng thøc lµm m¸t;
kQ = 6 nÕu lµ biÕn ¸p kh«;
m - sè trô cña m¸y biÕn ¸p( cã m=3)
f - tÇn sè nguån ®iÖn xoay chiÒu f=50 Hz. Chän theo chuÈn trong b¶ng Q = 1,63 cm2 m¸y biÕn ¸p cã c¸c th«ng sè sau:
a
b
c
h
H
Qfe
12mm
16mm
12mm
30mm
42mm
1,63cm2
L¸ thÐp dµy 0,2 mm ,sè lîng l¸ 68
. Gi¸ trÞ dßng ®iÖn ch¹y trong mçi pha thø cÊp MBA
I2
Gi¸ trÞ dßng ®iÖn ch¹y trong mçi pha s¬ cÊp MBA
I1
Sè vßng d©y cña cuén s¬ cÊp ®îc tÝnh
(vßng) · Sè vßng d©y cña cuén thø cÊp ®îc tÝnh
(vßng)
TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cuén s¬ cÊp:
Chän d©y cã ®êng kÝnh d = 0,10 mm cã tiÕt diÖn S = 0,00785 mm2 ®Ó ®¶m b¶o ®é bÒn c¬.
TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn cuén thø cÊp:
Chän d©y cã ®êng kÝnh d = 0,41 mm cã tiÕt diÖn ®ång S = 0,132 mm2
DiÖn tÝch ®ång trong cöa sæ:
Qcu1 = =47,73 (mm2).
Qcu2 == 32,85 (mm2)
Qcu = 2(47,73 + 2. 32,8 )= 226,9 (mm2)
KÝch thíc cöa sæ:
Qcs = c.h = 12x30=360 ( mm2).
VËy biÕn ¸p víi kÝch thíc ®· chän lµ hoµn tµn tho¶ m·n.
· TÝnh chän Diod cho bé chØnh lu nguån nu«i
- Dßng ®iÖn hiÖu dông qua Diod:
- §iÖn ¸p ngîc lín nhÊt mµ Diod ph¶i chÞu:
- Chän Diod cã dßng ®Þnh møc :
- Chän Diod cã ®iÖn ¸p ngîc:
Chän Diod lo¹i KP208A cã c¸c th«n sè:
- Dßng ®iÖn ®Þnh møc: Idm = 5 A
- §iÖn ¸p ngîc cùc ®¹i: UN = 100 V
Ch¬ng IV
X©y dùng vµ tÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓn tù ®éng
IV.1 Yªu cÇu m¹ch ®iÒu khiÓn vµ c¸c ph¬ng ¸n ®iÒu khiÓn.
IV.1.1 Yªu cÇu ®iÒu khiÓn
1.ViÖc n¹p acquy cÇn ph¶i ®îc tiÕn hµnh mét c¸ch tù ®éng ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu cung cÊp ®iÖn ®îc liªn tôc cho t¶i.
Ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu tù ®éng ®ãng nguån n¹p khi acquy gÇn hÕt n¨ng lîng
C¾t nguån n¹p khi acquy ®· no.
C¾t acquy khái t¶i nÕu ®iÖn ¸p acquy nhá h¬n gi¸ trÞ cho tríc
§ång thêi dßng n¹p ph¶i ®îc khèng chÕ kh«ng ®îc lín qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp.
Ta cã thÓ thùc hiÖn viÖc n¹p acquy tù ®éng theo 2 nguyªn t¾c sau:
IV.1.2 C¸c ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tù ®éng.
1. Nguyªn t¾c æn dßng:
Ban ®Çu bé chØnh lu ch¹y kh«ng t¶i víi ®iÖn ¸p kh«ng t¶i U0 . Khi nèi t¶i dßng ®iÖn qua t¶i qu¸ ®é t¨ng dÇn tíi gi¸ trÞ æn ®Þnh. T¹i ®©y bé biÕn ®æi thùc hiÖn qu¸ tr×nh æn dßng nh sau:
a) æn dßng theo sên tríc:
Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn U®k = Ud + Uf
_Ban ®Çu ®iÖn ¸p ra cña bé chØnh lu lµ ®iÖn ¸p kh«ng t¶i Ud = U0, Id = 0 khi nèi t¶i vµo dßng ®iÖn Id t¨ng dÇn kÐo theo ®iÖn ¸p ph¶n håi Uf t¨ng. Do U®k = Uf + Ud Nªn U ®k t¨ng dÉn tíi ®iÖn ¸p ra cña bé chØnh lu gi¶m dÇn. Do Ud gi¶m dÇn lµm tèc ®é t¨ng dßng ®iÖn gi¶m cho tíi khi Id = I«d . T¹i gi¸ trÞ æ ®Þnh Id0 ®iÖn ¸p bé chØnh lu lµ U0®
_NÕu v× mét lý d« nµo ®ã dßng ®iÖn t¨ng h¬n I0® ® Uf t¨ng ® U®k t¨ng lµm ®iÖn ¸p ®Çu ra bé chØnh lu gi¶m xuèng Ud < U0®. ChÝnh v× ®iÒu nµy lµm dßng ®iÖn chØnh lu gi¶m dÇn víi tèc ®é æn ®Þnh.
_Ngîc l¹i nÕu Id gi¶m ( Id < I0d ) dßng ®iÖn sÏ tù ®éng t¨ng tíi gi¸ trÞ æn ®Þnh.
b) Theo sên sau:
_Ban ®Çu ®iÖn ¸p bé chØnh lu lµ Ud = U0, Id = 0
_ Nèi t¶i dßng ®iÖn t¨ng dÇn Uf t¨ng dÇn ® U®k t¨ng lµm ®iÖn ¸p ra gi¶m.
_Dßng ®iÖn chØnh lu ®ang duy tr× æn ®Þnh. V× mét lý do nµo ®ã dßng ®iÖn t¨ng dÉn ®Õn Uf t¨ng lµm U®k gi¶m lµm gãc më a t¨ng Ud gi¶m nhá h¬n U0d dßng ®iÖn sÏ gi¶m dÇn tíi gi¸ trÞ æn ®Þnh.
T¬ng tù nh vËy nÕu dßng ®iÖn gi¶m.
KÕt luËn:
Nh vËy nÕu thùu hiÖn æn dßng ta ph¶i:
_Ph¶n håi ©m dßng ®iÖn nÕu ®iÒu khiÓn theo sên sau.
_Ph¶n håi d¬ng dßng ®iÖn nÕu ®iÒu khiÓn theo sên tríc.
2. Nguyªn t¾c æn ¸p:
Ban ®Çu bé chØnh lu ch¹y kh«ng t¶i víi ®iÖn ¸p kh«ng t¶i U0 . Khi nèi t¶i dßng ®iÖn qua t¶i qu¸ ®é t¨ng dÇn tíi gi¸ trÞ æn ®Þnh. T¹i ®©y bé biÕn ®æi thùc hiÖn qu¸ tr×nh æn ¸p nh sau:
a) æn ¸p theo sên tríc:
Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn U®k = Ud + Uf
_Ban ®Çu ®iÖn ¸p ra cña bé chØnh lu lµ ®iÖn ¸p kh«ng t¶i Ud = U0, Id = 0 khi nèi t¶i vµo dßng ®iÖn Id t¨ng dÇn kÐo theo ®iÖn ¸p ph¶n håi Uf t¨ng. Do U®k = Uf + Ud Nªn U ®k t¨ng dÉn tíi ®iÖn ¸p ra cña bé chØnh lu gi¶m dÇn. Do Ud gi¶m dÇn tíi U«®
_NÕu v× mét lý d« nµo ®ã ®iÖn ¸p t¨ng h¬n U«® ® Uf t¨ng ® U®k t¨ng lµm ®iÖn ¸p ®Çu ra bé chØnh lu gi¶m xuèng Ud = U«®.
_Ngîc l¹i nÕu Ud gi¶m ®iÖn ¸p sÏ tù ®éng t¨ng tíi gi¸ trÞ æn ®Þnh.
b) Theo sên sau:
_Ban ®Çu ®iÖn ¸p bé chØnh lu lµ Ud = U0, Id = 0
_ Nèi t¶i ®iÖn ¸p t¨ng dÇn Uf t¨ng dÇn ® U®k t¨ng lµm ®iÖn ¸p ra gi¶m.
_§iÖn ¸p chØnh lu ®ang duy tr× æn ®Þnh. V× mét lý do nµo ®ã ®iÖn ¸p t¨ng dÉn ®Õn Uf t¨ng lµm U®k gi¶m lµm gãc më a t¨ng Ud gi¶m dÇn tíi gi¸ trÞ æn ®Þnh. T¬ng tù nh vËy nÕu dßng ®iÖn gi¶m.
KÕt luËn:
Nh vËy nÕu thùu hiÖn æn ¸p ta ph¶i:
_Ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p nÕu ®iÒu khiÓn theo sên sau.
_Ph¶n håi d¬ng ®iÖn ¸p nÕu ®iÒu khiÓn theo sên tríc.
IV.2 Lùa chän ph¬ng ¸n ®iÒu khiÓn
IV.2.1 Dïng ph¶n håi ©m dßng ®iÖn cã ng¾t ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn .
Qua ph©n tÝch u nhîc ®iÓm cña tõng ph¬ng ph¸p ta thÊy r»ng víi t¶i acquy ta chän ph¬ng ph¸p æn dßng b»ng m¹ch ph¶n håi ©m dßng ®iÖn cã ng¾t lµ thÝch hîp bëi nã ®¸p øng ®îc yªu cÇu cña n¹p acquy :
Acquy sau khi n¹p ®· no , kh«ng g©y ra hiÖn tîng no gi¶ do dßng n¹p qu¸ lín.
Dßng n¹p ®îc khèng chÕ , kh«ng vît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp lµm háng b¶n cùc. §Æc biÖt lµ trong n¹p tù ®éng, nÕu khi cÇn n¹p mµ nguån cÊp ®iÖn cho nguån n¹p bÞ mÊt, trong khi ®ã acquy vÉn ph¶i cÊp ®iÖn cho t¶i. Khi cã ®iÖn trë l¹i do sù chªnh ®iÖn ¸p gi÷acquy ®Çu ra cña nguån n¹p víi ®iÖn ¸p acquy qu¸ lín , dÉn tíi dßng ch¹y qua acquy rÊt lín lµm háng c¸c b¶n cùc.
Ph¶n håi dßng ®iÖn chØ ho¹t ®éng trong thêi gian ®Çu ®ãng m¹ch n¹p , sau khi ®iÖn ¸p cña acquy t¨ng lªn th× ®é chªnh ¸p gi÷acquy vµ ®iÖn ¸p chØnh lu gi¶m dÇn , dßng ®iÖn sÏ gi¶m dÇn vÒ kh«ng , khi dßng ®iÖn gi¶m th× kh«ng nguy hiÓm cho acquy do ®ã ta kh«ng cÇn ph¶n håi dßng trong thêi gian nµy.
IV.2.2 x©y dùng m¹ch ®iÒu khiÓn æ ®Þnh dßng.
A/ S¬ ®å khèi
Ud
WBBD
ACQUY
Wphi
Uphi
Ud
In
S¬ ®å khèi m¹ch ph¶n håi dßng ®iÖn
B/ S¬ ®« nguyªn lý.
C/ Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch
Qua biÕn dßng vµ kh©u chØnh lu ta ®îc ®iÖn ¸p mét chiÒu U0d . Tô C0 läc c¸c thµnh phÇn sãng hµi bËc cao sau chØnh lu . §iÖn ¸p ph¶n håi dßng U1 ®îc lÊy trªn VR1 , ®iÖn ¸p ngìng U2 lÊy trªn VR2, ®a gi¸ trÞ ®iÖn ¸p chªnh lÖch gi÷a ®iÖn ¸p ph¶n håi vµ ®iÖn ¸p ngìng (U1 - U2) vµo khuyÕch thuËt to¸n ®Ó t¹o ®iÖn ¸p ph¶n håi dßng Uphi= UA = Kphi. (U1 - U2) . HÖ sè ph¶n håi chÝnh b»ng hÖ sè khuyÕch ®¹i cña khuyÕch thuËt to¸n.
Gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ®Æt U® ®Ó t¹o ra gãc më ban ®Çu sao cho ®iÖn ¸p ban ®Çu ®Æt vµo acquy ë gi¸ trÞ sao cho dßng n¹p lµ ®Þnh møc.
Khi dßng ®iÖn n¹p b»ng dßng ®Þnh møc th× (U1 - U2) = 0 nªn UA = 0.
Ta chän bé céng ®¶o sau cã hÖ sè khuyÕch ®¹i b»ng 1 .
Do ®ã ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn UB = U®Æt + UA kh«ng ®æi , gãc më van kh«ng ®æi , ®iÖn ¸p ra sau chØnh lu ®Æt vµo acquy kh«ng ®æi , do ®ã dßng n¹p gi¶m gi÷ nguyªn gi¸ trÞ ®Æt.
Khi dßng ®iÖn n¹p lín h¬n dßng ®Þnh møc th× (U1 - U2) 0.
Do ®ã ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn UB = U®Æt + UA t¨ng , gãc më van t¨ng lµm cho ®iÖn ¸p ra sau chØnh lu ®Æt vµo acquy gi¶m , do ®ã dßng n¹p gi¶m vÒ gi¸ trÞ ®Æt.
Khi dßng ®iÖn n¹p nhá h¬n dßng ®Þnh møc th× (U1 - U2) > 0 nªn UA < 0.
Do ®ã ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn UB = U®Æt + UA gi¶m , gãc më van gi¶m lµm cho ®iÖn ¸p ra sau chØnh lu ®Æt vµo acquy t¨ng , do ®ã dßng n¹p t¨ng vÒ gi¸ trÞ ®Æt.
Khi ®iÖn ¸p acquy t¨ng ®Õn gi¸ trÞ lín nhÊt m¹ch n¹p tù ®éng ng¾t nhê r¬ le ®iÖn ¸p ®îc thiÕt kÕ ë phÇn sau.
D/ TÝnh chän c¸c th«ng sè cña m¹ch ph¶n håi
Chän biÕn dßng lo¹i 20/5.
HÖ sè biÕn dßng P = 1/4
§iÖn trë thø cÊp R0= 0,4 W
Khi dßng n¹p ë gi¸ trÞ ®Þnh møc IN= 20 A th× dßng ®iÖn t¹i thø cÊp m¸y biÕn ¸p chØnh lu : I1= 16,39 A
§iÖn ¸p thø cÊp m¸y biÕn dßng:
UBI = R0. I2= R0.P. I1= 0,4.16,39.0,25= 1,639 (V)
§iÖn ¸p sau kh©u chØnh lu:
U0d = -k. UBI = -k.R0.P. I1
k =2,34: HÖ sè chØnh lu cÇu
thay sè ta cã :
U0d = -2,34.0,4.0,25.16,39 =-3,84 (V)
LÊy ®iÖn ¸p ra tõ biÕn trë VR1 lµ U1 =-2 V øng víi dßng n¹p ®Þnh møc.
LÊy ®iÖn ¸p ®Æt tõ biÕn trë VR2 lµ U2 = 2V.
2, TÝnh chän Diod cho bé chØnh lu
Chän RV1= 1 kW
- Dßng ®iÖn hiÖu dông qua Diod:
- §iÖn ¸p ngîc lín nhÊt mµ Diod ph¶i chÞu:
- Chän Diod cã dßng ®Þnh møc :
- Chän Diod cã ®iÖn ¸p ngîc:
Chän Diod lo¹i 1N4007 cã c¸c th«ng sè:
- Dßng ®iÖn ®Þnh møc: Idm = 1A
- §iÖn ¸p ngîc cùc ®¹i: UN = 100 V
Chän tô C =0,1 m F
3, HÖ sè ph¶n håi dßng ®iÖn :
Chän Kphi= R10 / R9 = 100
Chän R9 = R8 =10 KW ®Ó ®¶m bµo dßng ®iÖn vµo KTT nhá h¬n 1mA
Chän R10 = 1000 kW
4, X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p ®Æt vµ gãc më ban ®Çu .
§iÖn ¸p acquy khi b¾t ®Çu n¹p : UA = 110 V
Dßng ®iÖn n¹p: IN= 20 A
§iÖn trë trong acquy : RA= 50.0,001 = 0,05 W
Sôt ¸p trªn van : SDU v = 3,5 V
Sôt ¸p trªn biÕn ¸p: D Uba = 5 V
§iÖn ¸p chØnh lu cÇn thiÕt:
Ud = UA + IN. RA+SDU v+D Uba = 110 + 20.0,05 +3,5 +5 = 119,5 (V)
Gãc më ban ®Çu lµ:
Gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ®Æt t¬ng øng:
U®Æt =(V)
Chän R11 = R12 = R13 = 12 kW
IV.3 ThiÕt kÕ tÝnh to¸n m¹ch ®ãng nguån n¹p khi ®iÖn ¸p acquy nhá h¬n 110 V , ng¾t nguån n¹p khi lín h¬n 125 V vµ m¹ch b¶o vÖ khi nhá h¬n 98 V.
IV.3.1S¬ ®å nguyªn lý.
2. IV.3.2 Ho¹t ®éng:
Dïng VR1 ®Ó lÊy ®iÖn ¸p ph¶n håi tõ acquy ,
Dïng KTT ®Ó lËt ngìng khi ®iÖn ¸p acquy ®¹t tíi ngìng ®· ®Æt.
· Ngìng 125V:
Khi ®iÖn ¸p acquy ®¹t 125 V th× ®iÖn ¸p lÊy ra trªn VR11 ®¹t 9 V .B»ng víi ®iÖn ¸p lÊy ra trªn VR21 ®Æt ë cùc ©m cña KTT, ®iÖn ¸p ra ë KTT lËt lªn møc d¬ng 12V b»ng víi ®iÖn ¸p nguån cÊp.
C¸c ®iÖn trë R3, R4, R6 dïng ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn vµo KTT vµ cùc Base cña Tranzito.
· Ngìng 110V:
Khi ®iÖn ¸p acquy ®¹t 110 V th× ®iÖn ¸p lÊy ra trªn VR31 ®¹t 9 V .B»ng víi ®iÖn ¸p lÊy ra trªn VR41 ®Æt ë cùc ©m cña KTT, ®iÖn ¸p ra ë KTT lËt lªn møc d¬ng 12V b»ng víi ®iÖn ¸p nguån cÊp.
· Ngìng 98V:
Khi ®iÖn ¸p acquy ®¹t 98 V th× ®iÖn ¸p lÊy ra trªn VR41 ®¹t 9 V .B»ng víi ®iÖn ¸p lÊy ra trªn VR61 ®Æt ë cùc ©m cña KTT, ®iÖn ¸p ra ë KTT lËt lªn møc d¬ng 12V b»ng víi ®iÖn ¸p nguån cÊp.
· ThiÕt bÞ ®ãng ng¾t.
K1, K2, K4 lµ c¸c r¬ le 1 chiÒu dïng ®iÖn ¸p 12 V cÊp tõ nguån nu«i
K3 lµ r¬le 1 chiÒu dïng ®iÖn ¸p 110 V cÊp tõ acquy
K5 lµ r¬ le 1 chiÒu dïng ®iÖn ¸p 100 V cÊp tõ acquy
· Ho¹t ®éng:
Khi ®iÖn ¸p acquy nhá h¬n 110 V th× ®iÖn ¸p ®Æt vµo cùc d¬ng cña KTT ngìng 110 V nhá h¬n ®iÖn ¸p ®Æt vµo cùc ©m cña nã lµ 9V, do ®ã ®iÖn ¸p ra lµ -12 V, qua diod bÞ chÆn l¹i nªn ®iÖn ¸p ®Æt vµo cùc B cña Tr6 b»ng 0V.
Tranzito kho¸ do ®ã ng¾t dßng ®iÖn vµo cuén hót cña K2, tiÕp ®iÓm thêng ®ãng cña K2 ®ãng .
§ång thêi khi ®iÖn ¸p trªn acquy nhá h¬n 110 V th× ®iÖn ¸p trªn cùc d¬ng cña KTT lÊy ngìng 125 V còng nhá h¬n 9V.
T¬ng tù nh trªn, tiÕp ®iÓm thêng ®ãng cña K1 ®ãng .
Nh vËy cuén hót cña K3 sÏ ®îc cÊp ®iÖn vµ tiÕp ®iÓm thêng më cña K3 ®ãng l¹i cÊp ®iÖn cho m¹ch n¹p.
Khi ®iÖn ¸p acquy lín h¬n 110 V th× tiÕp ®iÓm thêng ®ãng cña K2 më ra nhng v× TiÕp ®iÓm cña K3 m¾c song song víi nã vÉn ®ãng nªn cuén hót cña K3 vÉn ®îc cÊp ®iÖn vµ tiÕp ®iÓm thêng më cña nã vÉn ®ãng do ®ã acquy vÉn tiÕp tôc n¹p ®iÖn ( ë ®©y K3 cã t¸c dông duy tr× cÊp ®iÖn khi ®iÖn acquy lín h¬n 110V)
Khi ®iÖn ¸p acquy lín h¬n 125V th× ®iÖn ¸p trªn cùc d¬ng cña KTT ngìng 125 V lín h¬n ®iÖn ¸p trªn cùc ©m cña nã lµ 9 V do ®ã ®iÖn ¸p ®Çu ra sÏ lµ 12V lµm cho Tr5 th«ng ,cÊp ®iÖn cho cuén hót K1, lµm cho tiÕp ®iÓm thêng ®ãng cña K1 më ra, ng¾t nguån cÊp cho cuén hót cña K3, tiÕp ®iÓm thêng më cña K3 më ra , ng¾t nguån n¹p acquy .
NÕu ®iÖn ¸p acquy nhá h¬n 98 V mµ chacquy ®îc n¹p ®iÖn , ®Ó tr¸nh lµm háng c¸c b¶n cùc khi phãng ®iÖn díi 98 V ta dïng ngìng ng¾t 98 V.
Khi ®iÖn ¸p acquy nhá h¬n 98 V , ®iÖn ¸p ®Çu ra cña KTT ngìng 98 V sÏ lËt xuèng møc –12 V, ®iÖn ¸p ®¾t trªn B cña Tr7 b»ng 0 , Tr7 kho¸ , ng¾t ®iÖn vµo cuén hót K4, tiÕp ®iÓm thêng më cña K4 më , ng¾t ®iÖn vµo cuén hót cña K5, më tiÕp ®iÓm thêng më cña K5, ng¾t t¶i ra khái acquy .
IV.3.3 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña m¹ch ®ãng ng¾t nguån n¹p
A/ Chän th«ng sè cña m¹ch ng¾t ngìng 125 V
Chän VR1 = 50 kW , dßng ®iÖn lín nhÊt ch¹y trªn ®iÖn trë lµ:
Tæn hao c«ng suÊt trªn ®iÖn trë VR lµ:
Tæn hao nµy ë møc cho phÐp, nªn gi¸ trÞ VR chän lµ phï hîp
§iÖn ¸p lÊy ra ë R4 lµ 9 V khi ®iÖn ¸p acquy lµ 125 V
§iÖn trë t¬ng ®¬ng lµ :
§Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn vµo KDTT díi 1 mA ta chän :
Chän ngìng ®Æt ®iÖn ¸p ë R3 lµ 9 V .
§iÖn trë R4 = R3 = 10 kW
§iÖn trë VR2 = 12 kW
Chän tranzito Tr3 cã th«ng sè :
Dßng Icmax = 2 A, hÖ sè khuyÕch ®¹i dßng b = 50
· Chän r¬le K1 lo¹i YL-221-SDC cã th«ng sè:
U = 12V , §iÖn trë cuén d©y R = 200 W
C«ng suÊt lµm viÖc P = 0,72 W
Dßng ®iÖn cùc ®¹i ch¹y trong cuén hót :
Gi¸ trÞ nµy nhá h¬n dßng cùc ®¹i cña Tranzito.Nªn ta kh«ng cÇn ®iÖn trë R5
Gi¸ trÞ ®iÖn trë R6 cÇn thiÕt ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn vµo cùc Base cña Tr:
IBmax = Icmax /b = 2/50 = 0,4 (A)
B/ Chän th«ng sè cña m¹ch ng¾t ngìng 98 V
VÉn lÊy ®iÖn ¸p ph¶n håi trªn VR1
§iÖn trë VR31 ®Ó lÊy ra ®iÖn ¸p 9V khi ®iÖn ¸p acquy 110 V lµ:
C¸c gi¸ trÞ ®iÖn trë , c¸c th«ng sè D7, Tr7, K4 lÊy ®óng b»ng gi¸ trÞ t¬ng øng trªn m¹ch ngìng 125 V.
· Chän R¬le K3 lo¹i 1 chiÒu , cã th«ng sè:
U = 110 V
Môc lôc:
Ch¬ng I: Giíi thiÖu vÒ acquy vµ c¸ch n¹p acquy
I.1 Môc ®Ých sö dông cña ¾c qui.2
I.1.1 Môc ®Ých sö dông chung .2
I.1.2 Môc ®Ých sö dông ¾c qui t¹i bÖnh viÖn B¹ch Mai.3
I.2 C¸c chñng lo¹i acquy.3
I.2.1 C¸c lo¹i acquy.3
I.2.2 KiÓu acquy .3
I.3 C¸c tham sè kü thuËt cña acquy
I.3.1 Søc ®iÖn ®éng E, ®¬n vÞ lµ V«n
I.3.2 Néi trë Ro, ®¬n vÞ lµ ¤m (W )
I.3.3 Dung lîng
I.3.4 HiÖu suÊt
I.4 C¸c lo¹i acquy c¬ b¶n
I.4.1 Qu¸ tr×nh biÕn ®æi n¨ng lîng trong ¾c qui axit .
I.4.2 §Æc ®iÓm cÊu t¹o cña acquy
I.5.1. C¸c ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña ¾c qui .
I.5.2. N¹p cña acquy axit .
I.6 Acquy kiÒm14
I.6.1 CÊu t¹o14
I.6.2. Qu¸ tr×nh biÕn ®æi n¨ng lîng trong ¾c qui kiÒm.15
I. 6.3. §Æc tÝnh n¹p cña acquy kiÒm .15
I.7. Sù kh¸c nhau gi÷a acquy kiÒm vµ acquy axit .17
I.8 C¸c ph¬ng ph¸p n¹p ¾c qui tù ®éng.18
I.8.1. Ph¬ng ph¸p n¹p acquy víi dßng ®iÖn kh«ng ®æi.18
I.8.2 Ph¬ng ph¸p n¹p víi ®iÖn ¸p kh«ng ®æi.19
I.8.3 Ph¬ng ph¸p n¹p dßng ¸p.20
Ch¬ng II: Giíi thiÖu c¸c s¬ ®å chØnh lu n¹p acquy.21
II.1 Giíi thiÖu chung :22
II.2 ChØnh lu mét nöa chu kú. 22
II.2.1 Nguyªn lý 22
II.2.1 ¦u nhîc ®iÓm: 23
II.3 ChØnh lu c¶ chu kú víi biÕn ¸p cã trung tÝnh. 23
II.3.1 Nguyªn lý. 23
II.3.2 ¦u nhîc ®iÓm .24
II.4 ChØnh lu cÇu mét pha.24
II.4.1 Nguyªn lý. 24
II.4.2 ¦u nhîc ®iÓm .27
II.5 ChØnh lu tia ba pha.27
II.5.1 Nguyªn lý27
II.5.2 ¦u nhîc ®iÓm. 29
II.6 ChØnh lu tia s¸u pha. 29
II.6.1 Nguyªn lý. 29
II.6.2 ¦u nhîc ®iÓm. 30
II.7 ChØnh lu cÇu ba pha.30
II.7.1 ChØnh lu cÇu ba pha ®iÒu khiÓn ®èi xøng. 30
II.7.2 ChØnh lu cÇu ba pha ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng.33
II.8. Nguyªn lý thiÕt kÕ mach ®iÒu khiÓn.34
Ch¬ng III : Lùa chän vµ tÝnh to¸n m¹ch ®éng lùc
IIi.1 Lùa chän s¬ ®å chØnh lu cho m¹ch n¹p ¸c qui 37
II.1.1S¬ ®å nguyªn lý 37
III.1.2. §êng ®Æc tÝnh biÓu diÔn38
III.2 TÝnh chän van ®éng lùc:40
II.3.TÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p. 42
II.3.1.C¸c ®¹i lîng ban ®Çu. 42
III.3.2.TÝnh to¸n s¬ bé m¹ch tõ. 42
III.3.3 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn cña c¸c cuén d©y.4 3
III.3.4 TÝnh kÝch thíc m¹ch tõ. 45
III.3.5 KÕt cÊu d©y quÊn. 47
III.3.6 Khèi lîng s¾t vµ ®ång sö dông. 48
III.3.7 TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm. 50
III.4 TÝnh to¸n cuén kh¸ng läc dßng ®iÖn ®Ëp m¹ch. 52
III.4.1 X¸c ®Þnh gi¸ trÞ ®iÖn c¶m cña cuén kh¸ng. 52
III.4.2 ThiÕt kÕ cuén kh¸ng läc dßng ®iÖn ®Ëp m¹ch. 55
III.5 TÝnh to¸n c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ m¹ch ®éng lùc. 59
III.5.1S¬ ®å m¹ch ®éng lùc cã c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ. 59
III.5.2 Chän b¶o vÖ. 60
Ch¬ng IV: ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓn
IV.1 Nguyªn lý thiÕt kÕ mach ®iÒu khiÓn.64
IV.2 S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn. 65
IV.3 Giíi thiÖu vÒ linh kiÖn ®iÒu khiÓn. 65
IV.3.1 T¹o xung r¨ng ca. 65
IV.3.2 Chän kh©u ®ång pha. 68
IV.3.4 Kh©u t¹o xung khuÕch ®¹i. 69
IV.3.5 S¬ ®å mét kªnh ®iÒu khiÓn .70
IV.3.6 KÕt qu¶ m« pháng b»ng phÇn mÒm Electronic Workbenchs 6.2. 72
III.4 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña s¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn. 76
IV.4.1.TÝnh biÕn ¸p xung. 76
IV.4.2.TÝnh tÇng khuyÕch ®¹i cuèi cïng. 77
IV.4.3 TÝnh chän tÇng so s¸nh.78
IV.4.4 TÝnh c¸c th«ng sè cña kh©u ®ång pha.78
IV.4.5 M¸y biÕn ¸p ®ång pha vµ nguån nu«i.79
Ch¬ng V: X©y dùng vµ tÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓn tù ®éng
V.1 Yªu cÇu m¹ch ®iÒu khiÓn vµ c¸c ph¬ng ¸n ®iÒu khiÓn. 85
V.1.1 Yªu cÇu ®iÒu khiÓn. 85
V.1.2 C¸c ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tù ®éng. 85
V.2 Lùa chän ph¬ng ¸n ®iÒu khiÓn. 86
V.2.1 Dïng ph¶n håi ©m dßng ®iÖn cã ng¾t ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn . 87
V.2.2 X©y dùng m¹ch ®iÒu khiÓn æ ®Þnh dßng. 87
V.3 ThiÕt kÕ tÝnh to¸n m¹ch ®ãng nguån n¹p khi ®iÖn ¸p acquy nhá h¬n 110 V , ng¾t nguån n¹p khi lín h¬n 125 V vµ m¹ch b¶o vÖ khi nhá h¬n 98 V. 90
V.3.1 S¬ ®å nguyªn lý. 90
V.3.2 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña m¹ch ®ãng ng¾t nguån n¹p. 91
Các file đính kèm theo tài liệu này:
1451napacquytudong2011_09_28_11_29_34.doc
