MỤC LỤC
Nhiệm vụ luận án tốt nghiệp
PHẦN I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TY LIÊN DOANH BAO BÌ HÀ TIÊN
I . Khái quát 1
II. Cơ cấu sản phẩm 2
III. Dây chuyền công nghệ sản xuất 3
IV. Kết luận 4
CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
I. Các khái niệm cơ bản 5
II. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 8
III. Xác định tâm phụ tải của phân xưởng sản xuất 9
IV. Xác định phụ tải tính toán 13
CHƯƠNG II : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
. Các yêu cầu chung đối với hệ thống chiếu sáng 18
II. Các khái niệm cơ bản về kỹ thuật chiếu sáng 18
III. Phương pháp tính toán chiếu sáng 19
IV. Tính toán chiếu sáng chi tiết 22
V. Tính toán phụ tải chiếu sáng 41
VI. Phụ tải chiếu sáng tủ chiếu sáng 44
VII. Sơ đồ nguyên lý chung 45
VIII. Phụ tải tính toán chung toàn công ty
CHƯƠNG III : CHỌN MÁY BIẾN ÁP, MÁY PHÁT DỰ PHÒNG, THIẾT BỊ BẢO VỆ
I. Đặc vấn đề
II. Chọn dung lượng và số lượng máy biến áp 47
III. Chọn máy phát dự phòng 48
IV. Sơ đồ đấu nối
CHƯƠNG IV : BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
I. Tác dụng của việc bù công suất phản kháng 50
II. Xác định dung lượng và bố trí tụ bù 50
CHƯƠNG V : THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP
I. Các yêu cầu chung 53
II. Lựa chọn dây dẫn 53
III. Lựa chọn thiết bị bảo vệ 54
IV. Lựa chọn dây dẫn và CB chi tiết 55
V. Tính toán ngắn mạch ba pha 75
VI. Kiểm tra sụt áp 83
CHƯƠNG VI : AN TOÀN ĐIỆN
I. Mục đích và ý nghĩa của việc nối đất 91
II. Các sơ đồ nối đất thông dụng 91
III. Thiết kế nối đất làm việc 93
IV. Tính toán nối đất 94
V. Tính dòng chạm võ
PHẦN III CHUYÊN ĐỀ TÌM HIỂU PHẦN MỀM THIẾT KẾ BALLAST ĐIỆN TỬ CHO ĐÈN HUỲNH QUANG
I. Tìm hiểu ballast điện tử 100
II. Giới thiệu phần mềm thiết kế ballast 103
III. Phương pháp đơn giản 105
IV. Phương pháp chi tiết 109
V. Ví dụ thiết kế ballast theo phương pháp chi tiết 114
PHẦN KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
124 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2014 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế cung cấp điện và chiếu sáng công ty liên doanh bao bì Hà Tiên Kiên Giang, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
97% < = 5%
8.2 / Suït aùp luùc ñoäng cô khôûi ñoäng
+ Töø tuû ñoäng löïc 4 ñeán ñoäng cô maùy deät (2E41,2,3).
R = 1,15 (V/km) X = 0,07 (V/km) L = 0,032 (km)
IB = Imm = 83,58 (A)
Vì Iñm < 100(A) Þ cosw = 0,35 vaø sinw = 0,937
DU4-1 kñ = IB (R cosw + X sinw)L
DU4-1 kñ = * 83,58 * (1,15* 0,35 + 0,07 * 0,937)* 0,032 = 2,17 (V)
DU4-1 kñ% = = = 0,57%
+ Suït aùp töø tuû phaân phoái phuï ñeán tuû ñoäng löïc 4.
IB = Itt ÑL4 + I Imm = 5Iñm = 5 * 11,94 = 59,7 (A)
Imm tb = 2Iñm + Imm = 2 * 11,94 + 59,7 = 83,58 (A)
I = Imm – Iñm = 83,58 – 35,82 = 47,76 (A)
IB = 177 + 47,76 = 224,76(A)
DU4 kñ% = = = 1,14%
+ Töø tuû phaân phoái chính ñeán tuû phaân phoái phu DUPPPkñ% = 1,04%
+ Töø MBA ñeán tuû phaân phoái chính DUPPCkñ% = 0,1%
Kieåm tra: ñoä suït aùp töø MBA ñeán ñoäng cô maùy deät (2E41,2,3) luùc khôûi ñoäng .
DUkñ% = DUPPCkñ% + DUPPPkñ% + DU4 kñ% + DU4-1kñ%
DUkñ% = 0,1% + 1,04% + 1,14% + 0,57% = 2,85%
DUkñ% = 2,85% < = 25%
9 / Kieåm tra suït aùp töø MBA ñeán ñoäng cô 2E5 tuû ñoäng löïc 5
9.1 / Suït aùp luùc vaän haønh bình thöôøng
+ Töø MBA ñeán tuû phaân phoái chính DUPPC% = 0,06%
+ Töø tuû phaân phoái chính ñeán tuû phaân phoái phu DUPPP% = 0,56%
+ Töø tuû phaân phoái phuï ñeán tuû ñoäng löïc 5.
IB = Itt ÑL5 = 69,59 (A), R = 0,52 (V/km), X = 0,06 (V/km)
cosw = = = 0,77 Þ sinw = 0,64 , L = 0,008 (km)
DU5 = IB (Rcosw + Xsinw)L
DU5 = * 69,59* ( 0,52 * 0,77 + 0,06 * 0,64) 0,008 = 0,42 (V)
DU5% = = = 0,11%
+ Töø tuû ñoäng löïc 5 ñeán ñoäng cô taïo oáng (2E5).
IB = Iñm = 51,18 (A), R = 0,52 (V/km), X = 0,06 (V/km)
cosw = 0,7 Þ sinw = 0,71 L = 0,033 (km)
DU5-1 = * 51,18 * (0,52 * 0,7 + 0,06 * 0,71) 0,033 = 1,19 (V)
DU5-1% = = = 0,31%
Kieåm tra:
DU% = DUPPC% + DUPPP% + DU5% + DU5-1%
DU% = 0,06%+ 0,56%+ 0,11%+ 0,31% = 1,04%
DU% = 1,04% < = 5%
9.2 / Suït aùp luùc ñoäng cô khôûi ñoäng
+ Töø tuû ñoäng löïc 5 ñeán ñoäng cô taïo oáng (2E5).
R = 0,52 (V/km) X = 0,06 (V/km) L = 0,033 (km)
IB = Imm = 5Iñm = 5 * 51,18 = 255,9 (A)
Vì Iñm < 100 (A)Þ cosw = 0,35 vaø sinw = 0,937
DU5-1 kñ = IB (R cosw + X sinw)L
DU5-1 kñ = * 255,9* (0,52 * 0,35 + 0,06 * 0,937)* 0,033 = 3,48(V)
DU5-1 kñ% = = = 0,92%
+ Suït aùp töø tuû phaân phoái phuï ñeán tuû ñoäng löïc 5.
IB = Itt ÑL5 + I
I = Imm – Iñm = 255,9 – 51,18 = 204,72 (A) (Vôùi Imm = 5Iñm )
IB = 69,59 + 204,72 = 274,31 (A)
DU5 kñ% = = = 0,43%
+ Töø tuû phaân phoái chính ñeán tuû phaân phoái phu DUPPPkñ% = 1,04%
+ Töø MBA ñeán tuû phaân phoái chính DUPPCkñ% = 0,1%
Kieåm tra: ñoä suït aùp töø MBA ñeán ñoäng cô taïo oáng (2E5) luùc khôûi ñoäng .
DUkñ% = DUPPCkñ% + DUPPPkñ% + DU5 kñ%+ DU5-1kñ%
DUkñ% = 0,1% + 1,04% + 0,43% + 0,92% = 2,49%
DUkñ% = 2,49% < = 25%
CHÖÔNG VI:
AN TOAØN ÑIEÄN
I / Muïc ñích vaø yù nghóa cuûa vieäc noái ñaát
Heä thoáng cung caáp ñieän laøm nhieäm vuï truyeàn taûi vaø phaân phoái ñieän naêng ñeán caùc hoä tieâu thuï duøng ñieän, ñaëc ñieåm quan troïng cuûa heä thoáng cung caáp ñieän laø phaân boá treân dieän tích roäng vaø thöôøng xuyeân coù ngöôøi laøm vieäc vôùi caùc thieát bò ñieän.
Caùch ñieän cuûa caùc thieát bò ñieän coù theå bò choïc thuûng, ngöôøi vaän haønh khoâng tuaân theo nhöõng quy taéc an toaøn… ñoù laø nhöõng nguyeân nhaân chuû yeáu daãn ñeán tai naïn ñieän giaät. Möùc ñoä toån thöông do ñieän giaät phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä, thôøi gian taùc duïng vaø ñöôøng ñi cuûa doøng ñieän chaïy qua ngöôøi, ñoàng thôøi cuûng phuï thuoäc vaøo tình traïng söùc khoûe vaø tính chaát caùch ñieän cuûa cô theå ngöôøi, moät doøng ñieän vöôït quaù 30 (mA) ñi qua moät phaàn cô theå con ngöôøi seõ gaây ra nguy hieåm ñeán tính maïng con ngöôøi neáu nhö khoâng caét ñieän kòp thôøi.
Ñeå traùnh bò ñieän giaät tröôùc tieân phaûi chaáp haønh nghieâm chænh nhöõng qui taéc vaän haønh caùc thieát bò ñieän vaø ta phaûi thieát keá heä thoáng an toaøn, ñaûm baûo cho con ngöôøi vaø thieát bò ñieän, ngöôøi ta thöïc hieän noái ñaát caùc boä phaän coù theå bò mang ñieän khi caùch ñieän bò hoûng, thoâng thöôøng caùc voû baèng kim loaïi ñeàu phaûi noái vôùi heä thoáng noái ñaát, coù 3 loaïi noái ñaát.
- Noái ñaát an toaøn : thieát bò noái ñaát loaïi naøy ñöôïc noái vaøo voû thieát bò ñieän.
- Noái ñaát laøm vieäc : thieát bò noái ñaát loaïi naøy ñöôïc noái vaøo trung tính cuûa maùy bieán aùp.
- Noái ñaát choáng seùt : thieát bò noái ñaát loaïi naøy ñöôïc noái vaøo kim thu seùt.
Noái ñaát an toaøn vaø noái ñaát laøm vieäc coù theå duøng chung moät trang bò noái ñaát, noái ñaát choáng seùt phaûi rieâng bieät, trong giôùi haïn ñeà taøi naøy ta chæ ñeà caäp tôùi phaàn noái ñaát laøm vieäc.
II / Caùc sô ñoà noái ñaát thoâng duïng
1 / Sô ñoá TT
- Ñieåm trung tính cuûa maùy bieán aùp ñöôïc noái tröïc tieáp.
- Voû caùc thieát bò noái tröïc tieáp vôùi ñaát qua cöïc noái ñaát.
- Trung tính (N) laø trung tính laøm vieäc.
- Daây PE rieâng bieät vôùi daây trung tính vaø ñöôïc ñònh theo doøng söï coá lôùn nhaát coù theå xaåy ra.
- Caùc boä phaän caàn noái ñaát, vaät daãn töï nhieân seõ noái chung tôùi cöïc noái ñaát rieâng bieät cuûa löôùi.
2 / Sô ñoà IT noái ñaát qua ñieän trôû
- Ñieåm trung tính cuûa MBA ñöôïc caùch ly vôùi ñaát hay noái ñaát qua ñieän trôû.
- Voû caùc thieát bò vaø vaät daãn töï nhieân seõ ñöôïc noái tôùi ñieän cöïc noái ñaát rieâng.
- Daây PE ñöôïc taùch bieät vôùi daây trung tính vaø ñöôïc ñònh côõ theo doøng söï coá lôùn nhaát.
- Doøng söï coá khi chæ coù hö hoûng caùch ñieän thöôøng thaáp vaø khoâng gaây nguy hieåm.
- Söû duïng boä kieåm soaùt hö hoûng caùch ñieän vaø coù theå duøng RCD vôùi doøng 500 (mA) ñeå traùnh hoûa hoaïn do ñieän gaây ra.
3 / Sô ñoà TN-C
- Ñieåm trung tính cuûa MBA noái tröïc tieáp vôùi ñaát vaø daây trung tính seõ ñöôïc noái ñaát laëp laïi.
- Daây PE vaø daây trung tính laø moät (daây PEN)
- Boá trí baûo veä choáng chaïm ñieän giaùn tieáp, sô ñoà coù doøng söï coá vaø ñieän aùp tieáp xuùc lôùn.
- Voû thieát bò vaø vaät daãn töï nhieân seõ ñöôïc noái vôùi daây trung tính.
- Sô ñoà TN-C khoâng duøng cho löôùi coù tieát dieän nhoû hôn 10 mm2 (Cu) hoaëc 16 mm2 (Al)
- Sô ñoà naøy khoâng duøng ñöôïc ôû nôi coù khaû naêng chaùy noåi cao.
4 / Sô ñoà TN-S
- Ñieåm trung tính cuûa MBA ñöôïc noái ñaát taïi ñieåm ñaàu cuûa löôùi.
- Voû kim loaïi vaø vaät daãn töï nhieân ñöôïc noái vôùi daây baûo veä vaø noái chung vôùi trung tính cuûa MBA.
- Daây trung tính khoâng noái ñaát, daây PE ñi rieâng vaø ñöôïc ñònh côõ theo doøng söï coá lôùn nhaát.
- Boá trí baûo veä choáng chaäm ñieän giaät giaùn tieáp, sô ñoà coù doøng söï coá vaø ñieän aùp tieáp xuùc lôùn neân caàn coù boä phaän töï ñoäng caét khi coù hö hoûng caùch ñieän.
- Sô ñoà TN-S laø baét buoäc duøng cho löôùi coù tieát dieän nhoû hôn 10mm2 (Cu) hoaëc 16mm2 (Al)
5 / Nhaän xeùt chung
- Baûo veä khi trung tính noái ñaát laëp laïi chæ söû duïng ôû maïng ñieän aùp thaáp vì khi daây trung tính ñöùt seõ raát nguy hieåm cho ngöôøi vaø thieát bò.
- Sô ñoà TN-C laø an toaøn cho maïng ñieän aùp thaáp nhöng nhöôïc ñieåm laø toán keùm cho vieäc chi phí noái ñaát laëp laïi.
- Sô ñoà TN-S baûo veä khi daây noái ñaát voû thieát bò noái vôùi daây trung tính, sô ñoà naøy ñöôïc söû duïng nhieàu ôû nöôùc ta hieän nay vì noù an toaøn maø chi phí thaáp, nhöôïc ñieåm laø doøng söï coá vaø ñieän aùp tieáp xuùc lôùn (doøng ngaén maïch pha- trung tính)
Vaäy ta choïn hai sô ñoà noái ñaát laø sô ñoà TN-C vaø TN-S.
Nguyeân taéc :
Sô ñoà TN-C phaûi luoân ñöùng tröôùc sô ñoà TN-S vì trong maïng ñieän cuûa coâng ty ñeå ñaûm baûo an toaøn cuõng nhö chi phí laép ñaët thì vieäc choïn sô ñoà TN-C töø MBA ñeán caùc tuû phaân phoái, ñoäng löïc laø raát phuø hôïp (vì tieát dieän daây töông ñoái lôùn), sô ñoà TN-S choïn töø caùc tuû ñeán caùc thieát bò cuõng phuø hôïp (vì tieát dieän daây nhoû)
Khi coù söï coá chaïm voû coù nghóa laø doøng söï coá chính laø doøng ngaén maïch pha chaïm ñaát, ta ñaõ tính toaùn doøng ngaén maïch vaø ñaõ ñieàu chænh CB coù Icaét.CB < Isc do ñoù ta khoâng phaûi ñaët nhöõng thieát bò khaùc nhö (RCD) baûo veä maø ñaõ coù CB laøm coâng vieäc baûo veä chính khi coù söï coá chaïm voû.
Vieäc choïn löïa 2 sô ñoà treân vöøa ñaûm baûo caùc yeâu caàu veà maët an toaøn cho ngöôøi vaø thieát bò vöøa tieát kieäm veà kinh teá.
6 / Choïn daây PE vaø daây noái ñaát
Daây PE cho pheùp lieân keát caùc vaät töï nhieân vaø caùc voû kim loaïi khoâng coù ñieän cuûa caùc thieát bò ñieän ñeå taïo thaønh löôùi ñaúng theá. Ñeå choïn löïa kích côõ cuûa daây PE ta döïa treân tieâu chuaån cuûa phaùp NFC15-100 cho löôùi haï aùp, ta duøng phöông phaùp ñôn giaûn ñeå choïn daây PE phöông phaùp naøy coù lieân quan ñeán kích côõ daây pha, giaû söû ta söû duïng cuøng moät loaïi vaät lieäu.
Choïn tieát dieän daây PE :
Neáu Spha < 16 mm2 thì SPE = Spha
Neáu 16 mm2 £ Spha £ 35 mm2 thì SPE = 16mm2
Neáu Spha > 35 mm2 thì SPE = 0,5Spha (Baûng H1-60, taøi lieäu 2)
III / Thieát keá noái ñaát laøm vieäc
Thieát keá noái ñaát coù nhieàu caùch, tuøy theo ñieàu kieän vaän haønh treân löôùi ñieän maø ta coù chuaån tính toaùn cho vaät noái ñaát (ñieän trôû noái ñaát) caàn thieát.
- Vôùi maïng ñieän treân 1000 (V) thì Rnñ £ 0,5 (V)
- Vôùi maïng ñieän döôùi 1000 (V) thì Rnñ £ 4 (V) (Trang 146 -147, taøi lieäu 1)
Vieäc tính toaùn noái ñaát tuøy theo ñieàu kieän ñòa hình thi coâng maø ta coù caùch tính toaùn noái ñaát caàn thieát, ta coù hai loaïi noái ñaát laø noái ñaát töï nhieân vaø noái ñaát nhaân taïo.
* Noái ñaát töï nhieân.
Laø ta söû duïng caùc thieát bò, caáu kieän, tính chaát baûn thaân cuûa chuùng coù theå ñoàng thôøi laøm chöùc naêng noái ñaát (ñieän trôû noái ñaát) nhö oáng nöôùc, voû kim loaïi, moùng coät…
* Noái ñaát nhaân taïo.
Laø ta söû duïng caùc coät kim loaïi ñöôïc choân döôùi ñaát laøm ñieän trôû noái ñaát nhö coät theùp, oáng theùp, thanh theùp deïp daøi 2-3 (m) choân saâu döôùi ñaát 0,5 ÷ 0,7 (m), caùc oáng theùp hay thanh theùp ñöôïc noái vôùi nhau baèng caùch haøn laïi vôùi nhau, ñeå choáng aên moøn caùc oáng theùp coù beà daøy khoâng nhoû hôn 3,5 (mm) ñoái vôùi thanh theùp deïp, theùp goùc khoâng nhoû hôn 4 (mm), tieát dieän nhoû nhaát cho pheùp cuûa thanh theùp laø 48 (mm2)
IV / Tính toaùn noái ñaát
Maïng ñieän haï aùp cuûa coâng ty vaän haønh ôû ñieän aùp 380 (V) coù trung tính tröïc tieáp noái ñaát vì vaäy noái ñaát ñieåm trung ñieåm cuûa maùy bieán aùp vaø noái ñaát baûo veä Rnñ £ 4 (V )
Ñieän cöïc noái ñaát goàm coït vaø thanh ñöôïc choân saâu 0,8 (m)
Tính toaùn ñieän cöïc noái ñaát cuûa moät coït
- Ñieän coït thaúnh ñöùng daøi 2,5(m), duøng theùp goùc L 60 * 60 * 6
- Ñieän trôû suaát cuûa ñaát taïi choã noái ñaát (khi ñoä aåm = 10 – 20% veà troïng löôïng r = 104 (V/cm)) (Trang 393, taøi lieäu 1)
- Heä soá hieäu chænh ñieän trôû suaát cuûa ñaát Kmax = 1,4 (Phuï luïc 6.4, trang 393, taøi lieäu 1)
Vôùi ñoä choân saâu t0 = 0,8 (m) ; chieàu daøi coïc L = 2,5 (m)
t = t0 + = 0,8 + = 2,05
Ñieän trôû suaát tính toaùn cuûa ñaát ñoái vôùi ñieän cöïc laø coïc thaúng ñöùng
rtt = Kmax * r = 1,4 * 104 (V/cm) = 140 (V/m)
Ñieän cöïc coïc ta duøng theùp L 60 * 60 * 6, ñöôøng kính ngoaøi ñaúng trò ñöôïc tính
D = 0,95 * b = 0,95 * 0,06 = 0,057 (m) (beà daøy cuûa coïc b = 0,06 (m))
Vaäy ñieän trôû noái ñaát cuûa 1 coïc ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:
R1coïc = ( ln + log)
R1coïc = (ln+log) = 41,1 (V)
Xaùc ñònh sô boä soá coïc
n = = = 16,57
Trong ñoù: Rñaát : ñieän trôû noái ñaát theo qui ñònh
: heä soá söû duïng coïc = 0,62 (Phuï luïc 6.6, trang 393, taøi lieäu 1)
Xaùc ñònh ñieän trôû cuûa thanh noái naèm ngang
Rt = ln = ln= 6,37 (V)
Trong ñoù : = Kmax * = 3 * 104 (Kmax = 3, phuï luïc 6.4, trang 393, taøi lieäu 1)
L = 20 * 2 * 2,5 = 100 (m) (chu vi maïch voøng)
b = 0,04 (m) (Trang 149, taøi lieäu 1)
Ñieän trôû cuûa thanh noái xeùt ñeán heä soá söû duïng thanh = 0,3 (Phuï luïc 6.6, taøi lieäu 1)
= = = 21,23 (V)
Ñieän trôû caàn thieát cho toaøn boä soá coïc
Rc = = = 4,93 (V)
Soá coät ñöôïc xaùc ñònh chính xaùc laø
N = = = 13,45 (ta choïn 14 coïc)
Kieåm tra ñieän trôû noái ñaát cuûa 14 coät
= = = 4,74 (V)
Ñieän trôû cuûaheä thoáng noái ñaát bao goàm coïc vaø thanh
R = = = 2,72 (V ) < Ryc = 4 (V)
Caùc coïc ñöôïc chon thaønh maïch voøng caùch nhau 5 (m), ta coù hình veõ :
V / Tính doøng chaïm voû
1 / Muïc ñích
Muïc ñích laø kieåm tra ñoä nhaïy cuûa caùc CB ôû cuoái ñöôøng daây sao cho doøng chænh ñònh cuûa CB nhoû hôn doøng ngaén maïch 1 pha Icaét töø < IN min.
Nghóa laø caùc CB caàn taùc ñoäng ôû doøng ngaén maïch nhoû nhaát coù theå trong maïch.
Vì vaäy ta caàn phaûi bieát IN min treân caùc phaàn tuû cuûa maïng ñeå choïn CB cho phuø hôïp mang tính choïn loïc.
2 / Phöông phaùp tính toång trôû
Trong luaän aùn naøy ta choïn phöông phaùp toång trôû ñeå tính toaùn doøng chaïm voû.
IN min =
Upha : ñieän aùp pha ñònh möùc
: toång caùc ñieän trôû cuûa maïch voøng chaïm voõ (day pha, daây PEN, daây PE, MBA)
: toång caùc ñieän khaùng.
IN min : doøng chaïm voû
3 / Tröôøng hôïp nguoàn laø maùy bieán aùp
3.1/ Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (1E2), tuû ñoäng löïc 1.
+ Toång trôû cuûa maùy bieán aùp : ZMBA = (RMBA + j XMBA ) = (2,63 + j 10) (mV)
+ Toångtrôû cuûa ñöôøng daây
- Daây pha : Rpha = R1 + R2 + R3 + R4 = 0,08 + 1,1 + 0,24 + 1,01= 2,43 (mV)
Xpha = X1 + X2 + X3 + X4 = 0,06 + 0,82 + 0,81 +0,32 = 2,01 (mV)
- Daây PEN : RPEN = RPEN1 + RPEN2 + RPEN3 + RPE4
RPEN = 0,18 +3,28 + 1,35 + 5,92 = 10,73 (mV)
XPEN = XPEN1 + XPEN2 + XPEN3 + XPE4
XPEN = 0,11 + 2,46 + 0,54 + 0,96 = 4,07 (mV)
R= RMBA + RPha + RPEN = 2,63 + 2,43 + 10,73 = 15,79 (mV)
X = XMBA + XPha + XPEN = 10 + 2,01 + 4,07 = 16,08 (mV)
+ Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (1E2), tuû ñoäng löïc 1.
IN min = = = 9,76(KA) = 9760 (A)
+ Kieåm tra : Icaét töø CB = 3300 (A) < IN min = 9760 (A)
Vaäy CB ta choïn thoûa maõn yeâu caàu.
3.2/ Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (1E5), tuû ñoäng löïc 2
+ Toång trôû cuûa maùy bieán aùp : ZMBA = (RMBA + j XMBA ) = (2,63 + j 10) (mV)
+ Toångtrôû cuûa ñöôøng daây
- Daây pha : Rpha = R1 + R2 + R3 + R4 = 0,08 + 1,1 + 4,28 + 11,12 = 16,58 (mV)
Xpha = X1 + X2 + X3 + X4 = 0,06 + 0,82 + 1,35 + 0,58 = 2,81 (mV)
- Daây PEN : RPEN = RPEN1 + RPEN2 + RPEN3 + RPE4
RPEN = 0,18 +3,28 + 8,55 + 33,35 = 45,36 (mV)
XPEN = XPEN1 + XPEN2 + XPEN3 + XPE4
XPEN = 0,11 + 2,46 + 2,7 + 1,97= 7,24 (mV)
R= RMBA + RPha + RPEN = 2,63 + 16,58+ 45,36= 64,57 (mV)
X = XMBA + XPha + XPEN = 10 + 2,81+ 7,24 = 20,05 (mV)
+ Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (1E5), tuû ñoäng löïc 2.
IN min = = = 3,25 (KA) = 3250 (A)
+ Kieåm tra : Icaét töø CB = 315 (A) < IN min = 3250 (A)
Vaäy CB ta choïn thoûa maõn yeâu caàu.
3.3/ Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô ( 2E2), tuû ñoäng löïc 3
+ Toång trôû cuûa maùy bieán aùp : ZMBA = (RMBA + j XMBA ) = (2,63 + j 10) (mV)
+ Toångtrôû cuûa ñöôøng daây
- Daây pha : Rpha = R1 + R2 + R3 + R4 = 0,08 + 1,1 + 3,75 + 0,24 = 5,17 (mV)
Xpha = X1 + X2 + X3 + X4 = 0,06 + 0,82 + 1,5 + 0,12 = 2,5 (mV)
- Daây PEN : RPEN = RPEN1 + RPEN2 + RPEN3 + RPE4
RPEN = 0,18 +3,28 + 7,5+ 1,56 = 12,52 (mV)
XPEN = XPEN1 + XPEN2 + XPEN3 + XPE4
XPEN = 0,11 + 2,46 + 3 + 0,36 = 5,93 (mV)
R= RMBA + RPha + RPEN = 2,63 + 5,17 + 12,52= 20,32 (mV)
X = XMBA + XPha + XPEN = 10 + 2,5 + 5,93 = 18,43 (mV)
+ Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (2E2), tuû ñoäng löïc 3.
IN min = = = 8,02 (KA) = 8020 (A)
+ Kieåm tra : Icaét töø CB = 3200 (A) < IN min = 8020 (A)
Vaäy CB ta choïn thoûa maõn yeâu caàu.
3.4/ Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (2E41,2,3), tuû ñoäng löïc 4
+ Toång trôû cuûa maùy bieán aùp : ZMBA = (RMBA + j XMBA ) = (2,63 + j 10) (mV)
+ Toångtrôû cuûa ñöôøng daây
- Daây pha : Rpha = R1 + R2 + R3 + R4 = 0,08 + 1,1 +11,88 + 12,17= 25,23 (mV)
Xpha = X1 + X2 + X3 + X4 = 0,06 + 0,82 + 3,75 + 0,57 = 5,2 (mV)
- Daây PEN : RPEN = RPEN1 + RPEN2 + RPEN3 + RPE4
RPEN = 0,18 +3,28 + 23,75 + 36,8 = 64,01 (mV)
XPEN = XPEN1 + XPEN2 + XPEN3 + XPE4
XPEN = 0,11 + 2,46 + 7,5 + 2,18 = 12,25 (mV)
R= RMBA + RPha + RPEN = 2,63 + 25,23 + 64,01 = 91,87 (mV)
X = XMBA + XPha + XPEN = 10 + 5,2 + 12,25 = 27,45 (mV)
+ Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (2E41,2,3), tuû ñoäng löïc 4.
IN min = = = 2,29 (KA) = 2290 (A)
+ Kieåm tra : Icaét töø CB = 200 (A) < IN min = 2290 (A)
Vaäy CB ta choïn thoûa maõn yeâu caàu.
3.5/ Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (2E5), tuû ñoäng löïc 5
+ Toång trôû cuûa maùy bieán aùp : ZMBA = (RMBA + j XMBA ) = (2,63 + j 10 ) (mV)
+ Toångtrôû cuûa ñöôøng daây
- Daây pha : Rpha = R1 + R2 + R3 + R4 = 0,08 + 1,1 + 1,39 + 5,72 = 8,29 (mV)
Xpha = X1 + X2 + X3 + X4 = 0,06 + 0,82 + 0,16 + 0,66 = 1,7 (mV)
- Daây PEN : RPEN = RPEN1 + RPEN2 + RPEN3 + RPE4
RPEN = 0,18 +3,28 + 9,2 + 37,95 = 50,61 (mV)
XPEN = XPEN1 + XPEN2 + XPEN3 + XPE4
XPEN = 0,11 + 2,46 + 0,54 + 2,24 = 5,35 (mV)
R= RMBA + RPha + RPEN = 2,63 + 8,29 + 50,61 = 61,53 (mV)
X = XMBA + XPha + XPEN = 10 + 1,7 + 5,35 = 17,05 (mV)
+ Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (2E5), tuû ñoäng löïc 5.
IN min = = = 3,45 (KA) = 3450 (A)
+ Kieåm tra : Icaét töø CB = 315 (A) < IN min = 3450 (A)
Vaäy CB ta choïn thoûa maõn yeâu caàu.
4 / Tröôøng hôïp nguoàn laø maùy phaùt döï phoøng
+ Toång trôû cuûa maùy phaùt R = 0
X’d =
Trong ñoù : Un : ñieän aùp daây (V)
Sn : coâng suaát cuûa maùy phaùt Sn = 755 (KVA)
X’d : ñieän khaùng quaù ñoä (%), ta choïn X’d = 30% (Trang J5, taøi lieäu 2)
X’d = = = 63,58 (mV)
X’0 = = = 12,72 (mV )
Trong ñoù : X’0 : ñieän khaùng thöù töï khoâng (%), ta choïn X’0 = 6%
(Trang J5, taøi lieäu 2)
Xmp = = = 46,63 (mV)
4.1 / Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (1E2), tuû ñoäng löïc 1
+ Toång trôû ñöôøng daây
= Rpha + RPEN = 2,43 + 10,73 = 13,16 (mV)
= Xpha + XPEN = 2,01 + 4,07 = 6,08 (mV)
= = = 54,33 (mV)
+ Doøng chaïm voû taïi (1E2), tuû ñoäng löïc 1.
IN mim = = = 4,05 (KA) = 4050 (A)
+ Kieåm tra : Icaét töø CB = 3300 < IN mim = 4050 (A)
Vaäy CB ta choïn thoûa maõn yeâu caàu.
4.2 / Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (1E5), tuû ñoäng löïc 3
+ Toång trôû ñöôøng daây
= Rpha + RPEN = 16,58 + 45,36 = 61,94 (mV)
= Xpha + XPEN = 2,81 + 7,24 = 10,05 (mV)
= = = 83,96 (mV)
+ Doøng chaïm voû taïi (1E5), tuû ñoäng löïc 2.
IN mim = = = 2,62 (KA) = 2620 (A)
+ Kieåm tra : Icaét töø CB = 315 < IN mim = 2620 (A)
Vaäy CB ta choïn thoûa maõn yeâu caàu.
4.3 / Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (2E2), tuû ñoäng löïc 3
+ Toång trôû ñöôøng daây
= Rpha + RPEN = 5,17 + 12,52 = 17,69 (mV)
= Xpha + XPEN = 2,5 + 5,93 = 8,43 (mV)
= = = 57,83 (mV)
+ Doøng chaïm voû taïi (2E2), tuû ñoäng löïc 3.
IN mim = = = 3,8 (KA) = 3800 (A)
+ Kieåm tra : Icaét töø CB = 3200 < IN mim = 3800 (A)
Vaäy CB ta choïn thoûa maõn yeâu caàu.
4.4 / Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (2E41,2,3), tuû ñoäng löïc 4
+ Toång trôû ñöôøng daây
= Rpha + RPEN = 25,23 + 64,01 = 89,24 (mV)
= Xpha + XPEN = 5,2 + 12,25 = 17,45 (mV)
= = = 109,86 (mV)
+ Doøng chaïm voû taïi (2E41,2,3), tuû ñoäng löïc 4.
IN mim = = = 2 (KA) = 2000 (A)
+ Kieåm tra : Icaét töø CB = 200 < IN mim = 2000 (A)
Vaäy CB ta choïn thoûa maõn yeâu caàu.
4.5 / Doøng chaïm voû taïi ñoäng cô (2E5), tuû ñoäng löïc 5
+ Toång trôû ñöôøng daây
= Rpha + RPEN = 8,29 + 50,61 = 58,5 (mV)
= Xpha + XPEN = 1,7 + 5,35 = 7,05 (mV)
= = = 74,65 (mV)
+ Doøng chaïm voû taïi (2E5), tuû ñoäng löïc 5.
IN mim = = = 2,95 (KA) = 2950 (A)
+ Kieåm tra : Icaét töø CB = 315 < IN mim = 2950 (A)
Vaäy CB ta choïn thoûa maõn yeâu caàu.
PHAÀN III
CHUYEÂN ÑEÀ TÌM HIEÅU PHAÀN MEÀM THIEÁT KEÁ BALLAST ÑIEÄN TÖÛ CHO ÑEØN HUYØNH QUANG
I / Tìm hieåu ballast ñieän töû
1/ Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa ballast ñieän töû :
Ballast ñieän töû laø moät loaïi thieát bò chuyeån ñoåi töø AC – DC – AC. Theo keát quaû nghieân cöùu, chuùng ta coù theå bieát raèng taàn soá phoùng ñieän cuûa caùc ñeøn huyønh quang coù theå leân tôùi 40 kHz. Aùnh saùng cuûa ñeøn cao hôn 10% so vôùi caùc loaïi ñeøn thoâng thöôøng khaùc chæ hoaït ñoäng ôû taàn soá 50÷60 Hz vôùi loaïi ñeøn coù cuøng coâng suaát söû duïng. Do vaäy, noù laø moät thuaän lôïi lôùn trong vieäc tieát kieäm naêng löôïng.
Sô ñoà khoái cuûa moät ballast ñieän töû ñöôïc giôùi thieäu ôû hình sau:
① Power Supply: Nguoàn cung caáp ñieän coù taàn soá 50÷60 Hz
EMI Prevent: Boä loïc nhieãu ñieän töø EMI (Electro Magnetic Interference). Boä loïc EMI ñeå loïc nhieãu ñieän töø, noù giôùi haïn phaûn hoài böùc xaï ñieän töø trôû veà heä thoáng nguoàn vaø baûo veä maïch ballast khoûi hieän töôïng quaù ñoä.
② Rectification Filtered Circuit (Maïch chænh löu): boä chænh löu chuyeån ñoåi doøng ñieän xoay chieàu 50÷60 Hz thaønh doøng ñieän moät chieàu.
Power Factory Improve: boä hieäu chænh heä soá coâng suaát, maïch phaûn hoài cung caáp cho vieäc hieäu chænh heä soá coâng suaát.
③ High Frequency Exchange Circuit (Maïch chuyeån ñoåi taàn soá cao): boä chuyeån ñoåi taàn soá cao goàm boä ñoåi ñieän hay nghòch löu vaø maùy bieán aùp suaát vaø heä thoáng giôùi haïn doøng ñieän.
+ Boä nghòch löu seõ chuyeån ñoåi ñieän aùp moät chieàu ñöôïc chænh löu thaønh ñieän aùp xoay chieàu vôùi taàn soá 20÷60 kHz.
+ Maùy bieán aùp suaát vaø heä thoáng giôùi haïn doøng cho ra coâng suaát vôùi taàn soá cao ñeå cung caáp cho ñieän aùp khôûi ñoäng vaø ñieàu khieån doøng ñieän hoaït ñoäng cuûa ñeøn huyønh quang.
Lamp Steady Circuit: Maïch oån ñònh cho ñeøn
Hai maïch treân coøn goïi laø: Inverter (boä chuyeån ñoåi) vaø Output Transformer & Curent Limiting (Bieán aùp vaø Heä thoáng giôùi haïn doøng ñieän)
④ Protection Circuit When Abnormal (Maïch baûo veä khi xaûy ra söï coá)
Cuoái cuøng laø ñeán boùng ñeøn (Lamp)
Do vì toån thaát coâng suaát thaáp hôn vaø hoaït ñoäng trong tình traïng maùt hôn, ñoàng thôøi khaû naêng choáng laïi söï bieán ñoåi ñieän aùp vaøo toát hôn neân ballast ñieän töû coù khaû naêng keùo daøi tuoåi thoï hôn vaø coù theå ñaït ñeán 25 naêm. Thoâng thöôøng tuoåi thoï gaáp ñoâi ballast ñieän töø. Ballast ñieän töû coù theå khôûi ñoäng nhanh vaø töùc thôøi, ñoàng thôøi vôùi loaïi hieän ñaïi coù theå duøng cho töø 1 ñeán 4 ñeøn.
Ballast ñieän töø ngaøy nay hoaït ñoäng ôû ñieän aùp taàn soá 50÷60Hz. Coøn ballast ñieän töû chuyeån taàn soá 50÷60Hz ñeå hoaït ñoäng ôû taàn soá töø 20 ñeán 60 kHz.
Ballast ñieän töû taàn soá cao coù hieäu suaát cao hôn. Ngaøy nay, ballast hieäu suaát cao coù theå laøm giaûm naêng löôïng maø khoâng aûnh höôûng ñeán aùnh saùng phaùt ra. Ñieän töû coù theå khôûi ñoäng ñeøn moät caùch deã daøng vaø baûo ñaûm ñieàu kieän hoaït ñoäng thích hôïp. Haàu heát caùc ballast coù heä thoáng daây daãn song song ñeå deã daøng baûo veä ñeøn.
Treân thöïc teá, loaïi ballast ñieän töû hoaït ñoäng ñeøn ôû daïng maïch song song hoaëc ñoäc laäp. Moät trong nhöõng thuaän lôïi chuû yeáu cuûa maïch song laø neáu moät ñeøn bò hö hoûng, nhöõng ñeøn khaùc vaãn coøn chaùy saùng. Ballast ñieän töû hoaït ñoäng song song thì phoå bieán vôùi caùc ballast hoaït ñoäng cho 2, 3 vaø 4 ñeøn. Haàu heát caùc ballast ñieän töû tieâu chuaån ñeàu ôû daïng maïch song song.
2/ Phaân loaïi ballast ñieän töû :
Ballast ñieän töû ngaøy nay ñöôïc phaùt trieån theo nhieàu höôùng khaùc nhau, vaø coù nhieàu loaïi khaùc nhau.
* Phaân loaïi theo linh kieän caáu taïo thì ballast ñieän töû goàm coù hai hoaïi:
+ Ballast ñieän töû rieâng bieät: bao goàm toaøn boä caùc linh kieän ñieän töû rieâng leû ñeå laøm ballast vaø hoaït ñoäng.
+ Ballast ñieän töû duøng IC : ñöôïc thieát keá keát hôïp vôùi caùc linh kieän maïch tích hôïp thöôøng goïi laø IC.
* Phaân loaïi theo phöông phaùp khôûi ñoäng, ballast ñieän töû goàm coù hai hoaïi:
+ Ballast ñieän töû khôûi ñoäng nhanh: cung caáp ñieän aùp cho tim ñeøn lieân tuïc ñeå ñieän aùp khôûi ñoäng ñeøn thaáp hôn cho ñeán khi tim ñeøn noùng hoaøn toaøn. Keát quaû laø 50% khôûi ñoäng an toaøn trong suoát tuoåi thoï cuûa ñeøn. Sau khi ñeøn khôûi ñoäng ñieän aùp ôû tim ñeøn seõ giaûm xuoáng nhoû nhaát, tieát kieäm naêng löôïng vaø keùo daøi tuoåi thoï cuûa ñeøn.
+ Ballast ñieän töû khôûi ñoäng töùc thôøi: thì moài saùng ñeøn maø khoâng ñoát noùng tim ñeøn. Ñieàu naøy yeâu caàu ñieän aùp khôûi ñoäng cao hôn ñeå taïo ra söï phoùng ñieän. Bôûi vì khoâng coù ñieän aùp ñaët leân caùc ñieän cöïc bôûi ballast neân noù cho hieäu suaát naêng löôïng toát nhaát.
* Theâm vaøo ñoù, ballast ñieän coù theå phaân loaïi theo phöông phaùp hoaït ñoäng cuûa chuùng:
+ Ballast On/Off: laø loaïi thoâng thöôøng nhaát, khoâng coù ñieàu chænh aùnh saùng.
+ Multi-level Ballast: coù theå laøm giaûm aùnh saùng vaø möùc ñoä tieâu thuï coâng suaát. Loaïi phoå bieán nhaát laø loaïi ballast “bi-level switching” maø coù theå giaûm caáp ñoä aùnh saùng baèng 50%
vôùi khoaûng 50% coâng suaát giaûm xuoáng, vì vaäy taêng ñöôïc tính linh ñoäng cuûa ballast ñieän töû tieâu chuaån. Ballast coù hai caáp, cho pheùp chuyeån maïch giöõa 50% vaø 100% hoaït ñoäng.
+ Dimming Ballast: cho pheùp aùnh saùng phaùt ra cuûa ñeøn ñöôïc ñieàu chænh lieân tuïc treân taàm töø 10% ñeán 100% aùnh saùng phaùt ra ñaày ñuû. Tín hieäu ñieän aùp thaáp nhaát (thöôøng giöõa 0 vaø 10V) ñoái vôùi maïch ngoõ ra cuûa ballast laøm giaûm doøng ñieän ñi qua ñeøn.
Trong “dimming electronic ballast” maïch hoài tieáp duy trì ñieän aùp treân ñieän cöïc khi doøng ñeøn giaûm xuoáng, cho pheùp ñeøn ñöôïc ñieàu chænh vôùi taàm roäng maø khoâng laøm giaûm tuoåi thoï cuûa ñeøn. “dimming electronic ballast” coù theå ñieàu chænh töø 1 ñeáùn 100% aùnh saùng phaùt ra ñaày ñuû. Vôùi ballast ñieän töø coâng suaát vaøo tôùi ballast ñöôïc ñieàu chænh ñeå thay ñoåi doøng ñeøn, maø cuõng laøm giaûm ñieän aùp treân ñieän cöïc vaø giôùi haïn taàm ñieàu chænh thöïc teá cho ballast ñieän töø khoaûng 50% aùnh saùng phaùt ra ñaày ñuû.
3/ Öu nhöôïc ñieåm cuûa ballast ñieän töû
3.1/ Ballast ñieän töû coù nhöõng öu ñieåm sau:
+ Moài saùng töùc thôøi & oån ñònh cheá ñoä laøm vieäc
+ Loaïi tröø nhieãu soùng radio, giaûm tieáng oàn, loaïi tröø hieäu öùng nhaáp nhaùy
+ Taêng quang hieäu (30% - 50%) do laøm vieäc ôû taàn soá cao
+ Taêng tuoåi thoï ñeøn 30% - 50% do cheá ñoä laøm vieäc toái öu hôn
+ Giaûm 20 – 40% coâng suaát tieâu thuï so vôùi ballast ñieän töø
+ Taêng ñoä tin caäy khi vaän haønh
+ Heä soá coâng suaát cao 0,95 – 0,98
+ Quang thoâng oån ñònh duø ñieän aùp coù thay ñoåi trong khoaûng cho pheùp
+ Troïng löôïng nheï hôn: do vì caùc linh kieän ñieän töû nheï hôn caùc laù theùp moûng vaø chæ caàn thieát moät lôùp baûo veä beân ngoaøi nheï so vôùi voû baûo veä cuûa ballast ñieän töø. Ballast ñieän töû 2 ñeøn huyønh quang coù troïng löôïng thaáp hôn ballast ñieän töø ñeán gaàn 1 kg.
+ Phaïm vi öùng duïng roäng raõi hôn:
Trong khi ballast hieäu suaát cao ñöôïc cheá taïo ñoái vôùi töøng loaïi ñeøn khaùc nhau ñeå toái öu hoaù söï hoaït ñoäng cuûa noù trong moãi tröôøng hôïp, thì ballast maïch tích hôïp IC coù theå öùng duïng khoâng caàn phaân bieät, töùc laø coù theå thay theá cho nhau, ñoái vôùi caùc loaïi ñeøn khaùc nhau cuûa heä thoáng chieáu saùng khôûi ñoäng nhanh.
Ví duï: caùc ballast ñieän töû naøy seõ cung caáp quang thoâng cuûa ñeøn laø khoâng ñoåi (constant) ôû daõy ñieän aùp ñöa vaøo roäng ±25% cuûa ñieän aùp ñònh möùc.
+ Khaû naêng kieåm soaùt vaø ñieàu khieån ñoä chieáu saùng toát hôn:
Moät soá ballast maïch tích hôïp IC ñöôïc cheá taïo vôùi maïch phuï trôï maø vôùi maïch phuï trôï ñoù coù theå ñieàu chænh baèng tay hay tröïc tieáp noái ñeán trang thieát bò kieåm soaùt ñeå ñieàu chænh ñoä chieáu saùng. Nhö vaäy, döïa vaøo caùc öu ñieåm treân vaø caùc thoâng soá cuûa ballast ñieän töû, ngöôøi ta ñaõ ñöa ra moät baûn lieät keâ ñeå löïa choïn moät ballast coù chaát löôïng, hoaëc döïa vaøo ñaây ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng cuûa moät ballast.
Phuø hôïp vôùi tieâu chuaån an toaøn.
Loaïi tieáng oàn : loaïi A.
Taàn soá: > 20 kHz.
Heä soá ñænh: < 1,7
Heä soá coâng suaát: >90%
THD: < 25%
Söï xung ñoäng aùnh saùng: < 10%
Baûo haønh: > 3 naêm
3.2/ Nhöôïc ñieåm cuûa ballast ñieän töû:
Khi duøng caùc thieát bò ôû taàn soá cao, noù seõ saûn sinh ra moät soá trôû ngaïi khoâng theå traùnh khoûi töø söï ñi treäch cuûa ñieän töø. Nhöõng trôû ngaïi naøy coù theå gaây trôû ngaïi ñeán chaát löôïng cuûa caùc thieát bò thoâng tin vaø cuõng aûnh höôûng ñeán söùc khoeû con ngöôøi, aûnh höôûng ñeán caùc thieát bò ñieän töû.
Ñieän aùp taàn soá cao ñöa töø ballast ñieän töû ñeán ñeøn laø nguyeân nhaân daãn ñeán vieäc phaùt xuaát caùc böùc xaï ñieän töø maø noù coù theå can thieäp vaøo söï hoaït ñoäng cuûa vieãn thoâng vaø caùc döõ lieäu cuûa trang thieát bò xöû lyù. Soá löôïng cuûa böùc xaï phuï thuoäc vaøo taàn soá vaø soùng haøi cuûa nguoàn. Tuy nhieân haàu heát caùc ballast ñieän töû ñeàu coù boä loïc nhieãu, neân khoâng gaây aûnh höôûng ñeán caùc thieát bò khaùc.
Ngoaøi khuyeát ñieåm treân thì khuyeát ñieåm lôùn nhaát cuûa ballast ñieän töû laø giaù thaønh cao. Tuy nhieân, neáu xeùt veà laâu daøi thì giaù thaønh cuûa noù cao khoâng coøn laø khuyeát ñieåm nöõa. Vì ballast ñieän töû tieát kieäm naêng löôïng hôn vaø giaù naêng löôïng ngaøy caøng taêng, neân veà laâu daøi thì traû tieàn ñieän cho ballast ñieän töû seõ tieát kieäm hôn ballast ñieän töø.
II / Giôùi thieäu phaàn meàm thieát keá Balast
Phaàn meàm cho ngöôøi thieát keá coù moät coâng cuï môùi töø söï chuyeân chyeãn giao coäng ngheä quoác teá, vôùi phaàn meàm cho pheùp ta deã daøng thieát keá vaø nhanh choùng döïa treân maïch ñieän töû cô baûn quanh caùc IC ñieàu khieån : IR21571, IR2156, IR2159, IR2166 vaø IR2167.
Ballast ñöôïc thieát keá cung caáp nguoàn oån ñònh ñaàu ra cho ñeøn, phaàn meàm seõ tính ñieàu kieän toát nhaát cuûa caùc ñieåm hoaït ñoäng vaø cho ta moät löôïc ñoà ñaày ñuû, baûng tính chaát vaät lyù cuûa caùc linh kieän ñeå hoaøn thaønh maïch.
Phaàn meàm coù 2 phöông phaùp cô baûn cuûa thieát keá ballast :
* Phöông phaùp ñôn giaûn
Trong phöông phaùp ñôn giaûn goàm coù 5 böôùc ñôn giaûn ñeå hoaøn taát moät thieát keá. Choïn caùc thoâng soá cho thieát keá phaàn meàm seõ töï cho baïn sô ñoà maïch, baûng tính chaát vaät lyù cuûa caùc linh kieän ñeå hoaøn thaønh thieát keá ballast.
* Phöông phaùp chi tieát.
Trong phöông phaùp chi tieát phaàn meàm cung caáp cho ta moät tính toaùn caùc ñieåm hoaït ñoäng vaø tính toaùn linh kieän IC ñieàu khieån, cho pheùp boá trí duøng giaù trò nhaäp vaøo. Phöông phaùp thieát keá chi tieát thuaän lôïi cho ngöôøi thieát keá, noù cung caáp cho ngöôøi thieát keá tính chaàt moãi thaønh phaàn ñöôïc duøng cuõng nhö tính toaùn moãi vò trí ñoù.
Noùi toùm laïi, ñaây laø phaàn meàm raát coù ích cho ngöôøi thieát keá, noù giuùp thieát keá nhanh choùng vaø cho ta moät ballast phuø hôïp vôùi ñieän aùp vaø ñeøn huyønh quang ta caàn duøng.
1 / Caøi ñaët phaàn meàm thieát keá Ballast
Phaàn meàm thieát keá ballast ñöôïc caøi ñaët töø ñóa CD vaø chaïy toát treân heä ñieàu haønh Windows 95 trôû leân.
Ñeå xem ñöôïc catalog cuûa IC ñieàu khieån ta phaûi caøi ñaët Adobe Acrobat 5.0 hoaëc Acrbat Exchange.
2 / Giôùi thieäu Main Menu
Ñeå ñeán vôùi maøn hình chính cuûa thieát keá ballast, ta choïn: Start/Programs/Interntional/Ballat Designer.
Hình 1 : Maøn hình chính thieát keá ballast.
File : Taïi ñaây ta cuõng coù theå thieát keá ballast baèng phöông phaùp ñôn giaûn : choïn ñieän aùp ngoõ vaøo (Select Line Input), choïn ñeøn (Select Lamp), choïn IC ñieàu khieån (Select IC), choïn kieåu daùng ñeøn (Select Configuration), xuaát keát quaû (Desiger Ballast), thoaùt chöông trình (Quit).
View : Cho pheùp ta thieát keá ballast baèng phöông phaùp chi tieát (Advanced Display) vaø phöông phaùp ñôn giaûn. Khi ñaõ hoaøn thaønh thieát keá ta vaøo Window/Bill of Materials chöông trình seõ hieån thò cho ta baûng tính chaát vaät lyù caùc linh kieän caàn cho thieát keá, vaøo Window/Circuit Schemtic ñeå hieån thò sô ñoà maïch vaø vaøo Window/IC Datascheet ñeå xem catolog caáu taïo chi tieát cuûa IC ñieàu khieån.
Help : Cung caáp söï giuùp ñôõ cho ngöôøi söõ duïng phaàn meàm.
: ñeán vôùi phaàn thieát keá ballast baèng phöông phaùp ñôn giaûn.
: ñeán vôùi phaàn thieát keá ballast baèng phöông phaùp chi tieát.
: in maøn hình hieän haønh.
: xem baûng tính chaát vaät lieäu.
: xem löu ñoà maïch thieát keá ballast.
: xem döõ lieäu, caáu taïo chi tieát cuûa IC ñieàu khieån.
: keát noái Internet.
: cung caáp söï giuùp ñôõ cho ngöôøi söû duïng phaàn meàm.
III / Phöông phaùp ñôn giaûn
Trong phöông phaùp ñôn giaûn ñôn giaûn coù 5 böôùc cô baûn cuûa söï tính toaùn :
Choïn ñieän aùp ngoõ vaøo.
Choïn loaïi ñeøn.
Choïn IC ñieàu khieån.
Choïn hình theå ñeøn.
Xuaát keát quûa thieát keá ballast.
Sau khi coù ñöôïc thieát keá ballast, cöûa soå ñieàu khieån ngoõ ra seõ trình baøy cho thaáy taát caû caùc chi tieát nhoû maø ta caàn ñeå hoaøn taát thieát keá.
Sô ñoà maïch hoaøn taát.
Giaù trò cuoän caûm.
Baûng tính chaát caùc linh kieän.
1 / Choïn ñieän aùp ngoõ vaøo
Ñieän aùp ngoõ vaøo tìm kieám chöùa trong 6 khoaûng ñieän aùp ñaõ ñöôïc ñònh nghóa tröôùc, choïn ñieän aùp ngoõ vaøo laø choïn khoaûng ñieän aùp. Ta coù theå xem caùc khoaûng ñieän aùp baèng caùch keùo thanh tröôïc, nhöõng khoaûng ñieän aùp cuøng moät loaïi ñöôïc trình baøy goùc beân phaûi cuûa cöûa soå choïn ñieän aùp ngoõ vaøo.
Click treân bieåu töôïng “ Select Line Input” ñeå choïn ñieän aùp ngoõ vaøo.
Hình 2 : Choïn ñieän aùp vaøo.
* Chuù yù.
Nhoùm cuoái cuøng trong khoaûng ñieän aùp ñöôïc duøng. Muoán theâm vaøo vaø thay ñoåi döû lieäu ñieän aùp ngoõ vaøo ta Click choïn bieåu töôïng “Edit List”.
Theâm moät döõ lieäu ñieän aùp, Click bieåu töôïng “New”.
Xoaù döõ lieäu ñieän aùp, choïn döõ lieäu caàn xoùa Click bieåu töôïng “Delete”.
Löu döõ lieäu ra baûng vôùi file *.CSV hay file *.txt, Click bieåu töôïng “Export Data”.
Hình 3: Baûng döõ lieäu duøng thieát keá.
2 / Choïn ñeøn.
Döõ lieäu ñeøn ñöôïc ñònh nghóa theo loaïi, nhöõng ñeøn ñöôïc chia nhoùm theo loaïi vaø ta coù theå xem baèng caùch keùo thanh tröôïc. Nhöõng ñeøn coù giaù trò cuøng loaïi ñöôïc trình baøy goùc beân phaûi cuûa cöûa soå choïn ñeøn.
Click treân bieåu töôïng “ Select Lamp” ñeå choïn ñeøn.
Hình 4: Choïn ñeøn.
* Chuù yù.
Nhoùm cuoái cuøng trong danh saùch ñeøn ñöôïc duøng. Ta muoán theâm vaøo vaø thay ñoåi döõ lieäu ñeøn thì Click choïn bieåu töôïng “Edit List”.
Theâm moät döõ lieäu ñeøn, Click bieåu töôïng “New”.
Xoaù döõ lieäu ñeøn, choïn döõ lieäu caàn xoùa Click bieåu töôïng “Delete”.
Löu döõ lieäu ra baûng döõ lieäu vôùi file *.CSV hay file *.txt, Click bieåu töôïng “Export Data”.
Hình 5 : Baûng döõ lieäu ñeøn.
3 / Choïn IC ñieàu khieån
IC goàm coù 3 loaïi IC chuû ñöôïc duøng trong thieát keá ballast ñoù laø : IR21571, IR2156 (2 hình thaùi) vaø IR2159.
Click treân bieåu töôïng “ Select Target IC” ñeå choïn IC ñieàu khieån.
Hình 6 : Choïn IC ñieàu khieån.
4 / Choïn hình thaùi ñeøn
Hình daùng caùc thieát bò cho pheùp 1 trong 7 hình daïng ñeøn chính, ñeå löïa choïn vaø xem caùc daïng hình thaùi ta keùo thanh tröôïc treân cöûa soå choïn hình thaùi ñeøn.
Nhöõng kieåu daùng ñeøn :
Ñeøn ñôn, cheá ñoä doøng ñieän (Single Lamp, Current Mode).
Ñeøn ñôn, cheá ñoä ñieän aùp (Single Lamp, Voltage Mode).
Hai ñeøn noái tieáp, cheá ñoä doøng ñieän (Dual Lamp (series), Current Mode).
Hai ñeøn noái tieáp, cheá ñoä ñieän aùp (Dual Lamp (series), Voltage Mode).
Hai ñeøn song song, cheá ñoä doøng ñieän (Dual Lamp (parallel), Current Mode).
Hai ñeøn song song, cheá ñoä ñieän aùp nhieät (Dual Lamp (parallel), Voltage mode heating).
Hai ñeøn song song, bieán aùp caân baèng (Dual Lamp (parallel), Balance Transformer).
Click treân bieåu töôïng “ Select Configuratin” ñeå choïn kieåu daùng ñeøn.
Hình 7 : Choïn kieåu daùng ñeøn.
5/ Thieát keá ballast
Click vaøo bieåu töôïng phaàn meàm tính toaùn thieát keá ballast.
Hình 8 : Ñieàu khieån thieát keá ballast.
Thoâng soá ñaõ ñöôïc caøi ñaët (phaûi ñöôïc löïa choïn) sau böôùc thieát keá ballast. Phaàn meàm töï ñoäng thi haønh taát caû nhöõng böôùc caàn thieát ñeå ta thieát keá ballast ñaày ñuû. Khi hoaøn taát cöûa soå ñieàu khieån seõ hieån thò cho ta thoâng soá caùc chi tieát nhoû cuûa ballast : Löu ñoà, giaù trò cuoän caûmvaø giaù trò linh kieän.
Nhöõng traïng thaùi tính toaùn :
Tính toaùn caùc thoâng soá laøm vieäc cuûa ballast, giaù trò PFC vaø giaù trò linh kieän coäng höôûng.
Tính toaùn giaù trò cuoän caûm.
Tính toaùn thoâng soá cô baûn cuûa linh kieän.
Cuoái cuøng thieát keá laø löu ñoà vaø baûng giaù trò vaät lieäu cuûa ballast.
Trình baøy tieâu bieåu ñöôïc duøng, 4 traïng thaùi tính toaùn ôû döôùi laø aån vaø töï ñoäng thi haønh. Ñeå söû duïng nhöõng traïng thaùi baèng caùch ta Click vaøo bieåu töôïng ñeán vôùi phaàn thieát keá ballast baèng phöông phaùp chi tieát.
IV / Phöông phaùp chi tieát
Caùc böôùc choïn ñieän aùp ngoõ vaøo, choïn ñeøn, IC ñieàu khieån, kieåu daùng ñeøn gioáng nhö phaàn thieát keá ballast phöông phaùp ñôn giaûn.
Trong phaàn thieát keá chi tieát, giai ñoaïn sau (khi thieát keá ballst) chia laøm 3 phaàn chính : Tính toaùn thoâng soá cuûa ballast, tính toaùn caùc giaù trò cuoän caûm vaø tính nhöõng giaù trò cuûa IC ñieàu khieån.
Click vaøo tính toaùn chính seõ hieån thò nhöõng thoâng soá ñaõ choïn töø ñeøn vaø thieát keá, phaàn meàm seõ tính toaùn caùc thoâng soá cuûa ballast (Operating Points) : taàn soá phaùt noùng (Preheat Frequency,taàn soá phoùng ñieän (Ignition Frequency), taàn soá laøm vieäc cuûa ballast (Run Frequency), taàn soá coäng höôûng (Resonance Frequency), ñieän aùp nung noùng (Preheat Voltage), doøng phoùng phoùng ñieän (Ignition Current), ñieän trôû ñeøn (Lamp Resistance). Thoâng soá cô baûn cuûa linh kieän cuoän caûm PFC (PFC Components) : giaù trò cuoän caûm PFC (PFC Inductor), doøng lôùn nhaát qua cuoän caûm PFC (Max PFC Current), coâng suaát vaøo cuoän caûm (PFC Input Power), thôøi gian xöû lyù cuûa cuoän caûm (PFC On-time). Giaù trò linh kieän coäng höôûng (Tank Components) : giaù trò cuoän caûm L vaø ñieän dung C.
Ngoaøi ra ta coù theå thay ñoåi giaù trò ñaõ choïn ñeøn vaø ñieän aùp ngoõ vaøo.
Muïc ñích tính toaùn ñeå ballast laøm vieäc vôùi taàn soá mong muoán.
Hình 9 : Caùc thoâng soá cuûa ballast
Hoaøn thaønh tính toaùn, ballast laøm vieäc ôû taàn soá yeâu caàu ñöôïc trính baøy vaø baûng thoâng baùo taàn soá laøm vieäc cuûa ballast hieån thò. Chöông trình cho ta thaáy keát quaû vaø ñoä thò nhöõng taàn soá laøm vieäc cuûa ballast.
Löu ñoä thò caùc taàn soá laøm vieäc cuûa ballast vôùi file *.* ta Click vaøo “Export”.
Hình 10 : Ñoä thò caùc taàn soá laøm vieäc cuûa ballast.
1 / Tính toaùn caùc giaù trò cuoän caûm
Click vaøo bieåu töôïng cöûa soå tính toaùn giaù trò cuoän caûm hieån thò.
Trong cöûa soå tính toaùn goàm coù 2 theû : cuoän caûm coäng höôûng (Resonant Inductor) vaø cuoän caûm PFC (PFC Inductor).
Ngöôøi thieát keá yeâu caàu 3 thoâng soá ñeå tính toaùn ta phaûi taûi veà töø kho döõ lieäu trong phaàn chi tieát treân baèng caùch Click vaøo bieåu töôïng ñeå coù ñöôïc thoâng soá yeâu caàu.
Nhöõng thoâng soá yeâu caàu laø :
Tính töï caûm (Inductance).
Doøng phoùng ñieän toái ña (Peak Ignition Current).
Doøng ñieän ñang laøm vieäc, giaù trò hieäu duïng thöïc (RMS Running Current).
Xaùc ñònh ñöôïc caùc thoâng soá yeâu caàu ta Click vaøo bieåu töôïng phaàn meàm seõ tính cho ta giaù trò cuûa cuoän caûm (Indutor Values) : kích thöôùc loõi (Core Size), khoaûng caùch giöõa hai loõi cuoän caûm (Gap Size), giaù trò cuoän caûm cuûa ñeøn (AL Value), soá voøng quaán (Number of Turns), ñöôøng kính daây (Wire Diameter), maät ñoä töø thoâng (Peak Flux Density).
* Chuù yù : Giaù trò cuoän caûm ñöôïc tính toaùn khi caùc giaù trò ngoõ vaøo ñöôïc choïn.
Töôïng töï tính cho cuoän caûm PFC (PFC Inductor).
Hính 11 : Caùc giaù trò cuoän caûm.
2 / Tính toaùn caùc giaù trò linh kieän IC ñieàu khieån
Tính toaùn giaù trò nhöõng linh kieän coù theå laäp trình xung quanh IC ñieàu khieån ballast. Tinh toaùn caùc linh kieän cuûa chi tieát ñeøn vaø thieát keá, töø keát quaû tính toaùn caùc ñieåm hoaït ñoäng cuûa ngoõ ra trang tính toaùn caùc thoâng soá laøm vieäc cuûa ballast. Ñaàu tieân ta phaûi taûi veà ngoõ vaøo (Inputs) cuûa phaàn nhöõng thoâng soá laøm vieäc cuûa ballast (Operating Points). Nung noùng ñeøn (Lamp Preheat) : thôøi gian ñeøn noùng (Preheat Time) vaø thôøi gian keát thuùc (Deadtime) baèng caùch Click vaøo bieåu töôïng .
Nhöõng linh kieän ñöôïc laäp trình coù theå tính toaùn : Click vaøo bieåu töôïng giaù trò cuûa caùc linh kieän laø töï ñoäng tính toaùn, öùng vôùi maõ E12 hay E24 vaø trình baøy keát quûa beân phaûi keát cuûa baûng tính toaùn linh kieän IC ñieàu khieån.
Ñeå xem laïi nhöõng traïng thaùi tính toaùn : Baûng thoâng soá linh kieän thieát keát ballast, ñaët ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm RES (aùp hay doøng), PFC vaø sô ñoà maïch ñieän töû ballast ta Click vaøo bieåu töôïng .
Hình 12 : Caùc giaù trò linh kieän IC ñieàu khieån.
3 / Baûng linh kieän
Baûng linh kieän goàm danh saùch moãi thaønh phaàn yeâu caàu ñeå hoaøn taát thieát keá. Baûng linh kieän goàm : coät soá löôïng (Qty), teân linh kieän (Type), giaù trò linh kieän (Value), sai soá cho pheùp (Tolerance) vaø kí hieäu moãi linh kieän treân sô ñoà maïch (Reference).
Baûng linh kieän coù theå löu laïi moãi file vaên baûn vôùi file*txt hay file*.csv.
Hình 13 : Baûng caùc linh kieän trong ballast.
4 / Sô ñoà maïch ñieän töû ballast
Maøn hình hieån thò sô ñoà maïch ñieän töû ballast hoaøn thaønh, noù coù theå in ra theo tyû leä.
Löu sô ñoà maïch ñieän töû ballast vôùi file *.* ta Click vaøo “Save Image”.
Hình 14 : Sô ñoà maïch ñieän töû ballast.
5/ Ñaëc ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm LPFC vaø LRES
Ñaët ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm LRES loaïi aùp (hay doøng) ôû tyû leä 50% (LRES Current (Vollage) Mode Inductor (50%)) vaø ñaët ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm LPFC ôû tyû leä 50%
(LPFC Inductor (50%))
Trong maøn hình ñaët ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm goàm coù caùc giaù trò vaø ñaët ñieåm: Teân cuoän caûm (TYPE), kích thöôùc loõi (CORE SIZE), khoaûng caùch giöõa hai loõi (GAP LENGTH), tính chaát cuûa loõi (CORE MATERIAL), giaù trò cuoän caûm (NOMINAL INDCTANCE), doøng lôùn nhaát cuûa cuoän caûm (MAXIMUM CURRENT), nhieät ñoä lôùn nhaát loõi chòu ñöôïc ( MAXIMUM CORE TEMPERATURE), soá voøng quaán (TURNS), ñöôøng kính daây (WIRE DIAMETER (mm)), sô ñoà ñieän (ELECTRICAL LAYOUT) vaø sô ñoà vaät lyù (PHYSIOAL LAYOUT).
Maøn hình hieån thò ñaët ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm coù theå in ra theo tyû leä vaø löu laïi vôùi file *.* ta Click vaøo “Save Image”.
Hình 12 : Ñaëc ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm LPFC vaø LRES
6 / Öu ñieåm ballast ñieän töû vôùi maïch IC ñieàu chænh ballast
Ngoaøi nhöõng öu ñieåm cuûa ballast ñieän töû, ballast ñieän töû vôùi IC ñieàu chænh coøn coù moät soá öu ñieåm toát hôn:
Heä soá coâng suaát cao (ñaït tôùi 0,98 ÷0,99)
Ñoä meùo haøi THD nhoû < 10% ÷ 15%.
Töï ngaét maïch khi coù söï coá vaø töï khôûi ñoäng laïi khi söï coá ñöôïc khaéc phuïc.
Nhöõng söï coá :
+ Quaù doøng.
+ Hieän töôïng gaàn coäng höôûng (doøng thaáp).
+ Söï chuyeån traïng thaùi ñoät ngoät : khi caáp nguoàn cho ballast thì caàn phaûi coù traïng thaùi nung noùng, phoùng ñieän roài ñeán traïng thaùi laøm vieäc cuûa ballast. Neáu chuyeån traïng thaùi ñoät ngoät thì ballast khoâng laøm vieäc.
+ Khi ñieän aùp nguoàn thaáp hôn 170V: do ñieän aùp nguoàn nhoû hôn ñieän aùp mim trong khoaûng ñieän aùp ñeå ballast laøm vieäc.
+ Quaù nhieät TJ > 1400C (TJ : nhieät ñoä taïi caùc moái noái).
+ Ñieän cöïc ñeøn bò ñöùt hay khi ñeøn bò vôõ.
V / Ví duï thieát keá ballast theo phöông phaùp chi tieát
Ñeå ñeán vôùi maøn hình chính cuûa thieát keá ballast, ta choïn :
Start/Programs/Interntional/Ballat Designer. Click vaøo bieåu töôïng ñeå ñeán vôùi phaàn thieát keá ballast baèng phöông phaùp chi tieát.
1./ Choïn ñieän aùp vaøo
Click vaøo bieåu töôïng maøn hình Select Line Input hieån thò ñeå choïn ñieän aùp ngoõ vaøo.
Ta chon khoaûng ñieän aùp vaøo AC : töø 90 (V) ñeán 256 (V) vaø ñieän aùp DC : 400 (V) (90 to 256VAC/400VDC).
Hình 1 : Choïn ñieän aùp vaøo
2./ Choïn ñeøn
Click vaøo bieåu töôïng maøn hình Select Lamp hieån thò ñeå choïn ñeøn.
Ta choïn loaïi ñeøn T8 40W
Hình 2 : Choïn ñeøn.
3./ Choïn IC ñieàu khieån
Click vaøo bieåu töôïng maøn hình Select Taret IC hieån thò ñeå choïn IC ñieàu khieån.
Ta choïn loaïi IC : IR2156.
Hình 3 : Choïn IC ñieàu khieån
4./ Choïn hình thaùi ñeøn (kieåu daùng ñeøn)
Click vaøo bieåu töôïng maøn hình Select Lamp Configuration hieån thò ñeå choïn hình thaùi ñeøn.
Ta choïn loaïi : Hai ñeøn noái tieáp, cheá ñoä ñieän aùp nhieät (Dual lamp Series, Voltage-mode heating).
Hình 4 : Chon kieåu daùng ñeøn
5./ Tính toaùn nhöõng thoâng soá cuûa ballast
Click vaøo bieåu töôïng maøn hình Operating Points & Tank Components (IR2156 One Chip Ballast ) hieån thò.
Maøn hình Operating Points & Tank Components (IR2156 One Chip Ballast) hieån thò cho ta thoâng soá laøm vieäc cuûa ballast ôû daïng soá vaø ñoä thò.
+ Nhöõng thoâng soá laøm vieäc cuûa ballast (Operating Point ):
Taàn soá nung noùng (Preheat Frequency) : 52,7 (kHz).
Taàn soá phoùng ñieän (Ignition Frequency) : 46,4 (kHz).
Taàn soá laøm vieäc cuûa ballast (Run Frequency) : 30,1 (kHz).
Taàn soá coäng höôûng (Resonance Frequency) : 42,1 (kHz).
Ñieän aùp nung noùng (Preheat Voltage) : 450,0 (Vpk).
Doøng phoùng ñieän (Ignition Current ) : 2,4 (Apk).
Ñieän trôû ñeøn (Lamp Resistance) : 523,2 (Ohm).
+ Giaù trò linh kieän coäng höôûng (Tank Components), (kí hieäu treân sô ñoà maïch : LRESA, CRES)
- L = 2,1 (mH)
- C = 6,8 (nF)
+ Giaù trò linh kieän PFC (PFC Components)
Cuoän caûm PFC (PFC Inductor) : 0,7 (mH)
Doøng ñieän lôùn nhaát qua PFC (Max PFC Current) : 2,8 (Apk)
Coâng suaát vaøo PFC (PFC Input Power) : 80 (W)
Hình 5 : Caùc thoâng soá cuûa ballast.
Hình 6 : Ñoä thò caùc taàn soá laøm vieäc cuûa ballast.
6./ Tính caùc giaù trò cuoän caûm
Click vaøo bieåu töôïng maøn hình Ballast Inductor Designer hieån thò : cuoän caûm coäng höôûng RES (Resanant Inductor) vaø cuoän caûm PFC (PFC Inductor).
6.1/ Cuoän caûm coäng höôûng RES
Ta choïn theû Resanant Inductor, ñeå tính giaù trò cuoän caûm (Inductor Values), chöông trình yeâu caàu taûi caùc thoâng soá vaøo (Inputs) töø phaàn tính caùc ñieåm hoaït ñoäng baèng caùch Click vaøo bieåu töôïng trong khung tính toaùn (Calculate) chöông trình hieån thò caùc thoâng soá vaøo :
Giaù trò cuoän caûm (Inductance) : 2,1 (mH)
Doøng phoùng ñieän ñænh ( Peak Ignition Current) : 2,4 (Amps)
Doøng ñieän laøm vieäc, giaù trò hieäu duïng thöïc (RMS Running Current) : 0,4 (Amps)
Tính toaùn giaù trò cuoän caûm ta Click vaøo bieåu töôïng trong khung tính toaùn (Calculate) chöông trình hieån thò caùc giaù trò cuoän caûm :
Kích thöôùc loõi (Core Size) : E42/21/15
Khoaûng caùch giöõa 2 loõi (Gap Size) : 2,5 (mm)
Giaù trò cuoän caûm cuûa ñeøn (AL Value) : 41 (nH)
Soá voøng quaán (Number of Turns) : 226
Ñöôøng kính daây (Wire Diameter) : 0,3
Maät ñoä töø thoâng (Peak Flux Density) : 268 (mT)
Hình 7 : Caùc giaù trò cuoän caûm coäng höôûng.
6.2/ Cuoän caûm PFC
Ta choïn theû PFC Inductor, ñeå tính giaù trò cuoän caûm (Inductor Values) ta taûi caùc thoâng soá vaøo yeâu caàu töø phaàn tính caùc ñieåm hoaït ñoäng gioáng nhö cuoän caûm coäng höôûng ta coù caùc thoâng soá :
Giaù trò cuoän caûm (Inductance) : 0,7 (mH)
Doøng lôùn nhaát qua cuoän caûm PFC (Max PFC Current) : 2,8 (Amps)
Doøng ñieän ñang hoaït ñoäng, giaù trò hieäu duïng thöïc (RMS Running Current) : 0,98 (Arms)
Tính toaùn giaù trò cuoän caûm PFC gioáng nhö cuoän caûm coäng höôûng ta coù caùc giaù trò:
Kích thöôùc loõi (Core Size) : E30/15/7
Khoaûng caùch giöõa 2 loõi (Gap Size) : 1,7 (mm)
Giaù trò cuoän caûm cuûa ñeøn (AL Value) : 43 (nH)
Soá voøng quaán (Number of Turns) : 127
Ñöôøng kính daây (Wire Diameter) : 0,4
Maät ñoä töø thoâng (Peak Flux Density) : 257(mT)
Hình 8 : Caùc giaù trò cuoän caûm PFC
7.Tính toaùn linh kieän IC ñieàu khieån
Click vaøo bieåu töôïng maøn hình IR2156 Component Calculator hieån thò.
Ñeå tính ñöôïc giaù trò cuûa linh kieän IC IR2156 (IR2156 Component) chöông trình yeâu caàu taûi caùc thoâng soá vaøo (Inputs) töø phaàn tính toaùn nhöõng ñieåm hoaït ñoäng baèng caùch Click vaøo bieåu töôïng trong khung tính toaùn (Calculate) ta ñöôïc thoâng soá caùc ñieån hoaït ñoäng nhö treân ngoaøi ra chöông trình cuõng tính cho ta thôøi gian ñeøn noùng (Preheat Time) : 1 (Sec) vaø thôøi gian keát thuùc (Deadtime) : 1,2 (uSec).
Hình 9 : Caùc giaù trò IC ñieàu khieån
Ñeå tính ñöôïc giaù trò cuûa linh kieän IC IR2156 (IR2156 Component) ta Click vaøo bieåu töôïng chöông trình töï ñoäng tính caùc giaù trò linh kieän öùng vôùi maõ E24 (Match to E24 Series) goàm 3 ñieän trôû : Rph = 18 ( Kohm), Rt = 36 (Kohm), RCS = 0,56 (Ohm) vaø 2 ñieän dung : Cph = 0,39 (uF), Ct = 822,0 (pF).
8 .Xuaát keát quaû
Click vaøo bieåu töôïng trong khung tính toaùn cuûa maøn hình IR2156 Component Calculator chöông trình seõ hieån thò : Baûng linh kieän thieát keá ballast vôùi IC ñieàu khieån IR2156 coù 63 linh kieän (IR2156 Bill of Materials (63 items)), sô ñoà maïch thieát keá ballast vôùi IC ñieàu khieån IR2156 ôû tyû leä 50% (IR2156 Circuit Diagram (50%)), ñaët ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm LRES loaïi aùp ôû tyû leä 50% (LRES Current Mode Inductor (50%)) vaø ñaët ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm LPFC ôû tyû leä 50% (LPFC Inductor (50%))
Hình 10 : Baûng caùc linh kieän trong ballast
Hinh11 : Sô ñoà maïch ñieän töû ballast
a) b)
Hình 12 : Ñaëc ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm LPFC vaø LRES
- Trong maøn hình ñaët ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm LPFC hình a) goàm coù caùc giaù trò vaø ñaët ñieåm: Teân cuoän caûm: LPFC, kích thöôùc loõi: E30/15/7, khoaûng caùch giöõa hai loõi:1,7(mm), tính chaát cuûa loõi: Plilips 3C85, Siemens N27 or equivalent, giaù trò cuoän caûm: 0,7 (mH), doøng lôùn nhaát cuûa cuoän caûm: 2,8 (Apk), nhieät ñoä lôùn nhaát loõi chòu ñöôïc :1000C, soá voøng quaán :127, ñöôøng kính daây: 0,4 (mm), sô ñoà ñieän (ELECTRICAL LAYOUT) vaø sô ñoà vaät lyù (PHYSIOAL LAYOUT).
- Trong maøn hình ñaët ñieåm kyõ thuaät cuûa cuoän caûm LRES hình b) goàm coù caùc giaù trò vaø ñaët ñieåm: Teân cuoän caûm: LRES, kích thöôùc loõi: E32/16/9 (EF32), khoaûng caùch giöõa hai loõi: 2,5(mm), tính chaát cuûa loõi: Plilips 3C85, Siemens N27 or equivalent, giaù trò cuoän caûm: 2,1 (mH), doøng lôùn nhaát cuûa cuoän caûm: 2,4 (Apk), nhieät ñoä lôùn nhaát loõi chòu ñöôïc :1000C, soá voøng quaán : 226, ñöôøng kính daây: 0,3 (mm), sô ñoà ñieän hình (ELECTRICAL LAYOUT) vaø sô ñoà vaät lyù hình (PHYSIOAL LAYOUT).