Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện

Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Trong s gm cú cỏc phn t sau:
- MF: l mỏy phỏt in mt chiu kớch t c lp cung cp in ỏp cho quỏ
trỡnh m. Sc in ng ca mỏy phỏt c thay i bng cỏch thay i dũng
in kớch t i
kt
- CK: L ng c khụng ng b (ng c s cp) quay mỏy phỏt MF
v mỏy phỏt kớch t FK.
- FK: L mỏy phỏt in mt chiu t kớch cú cụng sut bộ, nú cung cp
dũng kớch t i
kt
cho mỏy phỏt MF.
Hot ng ca s :
+ Khi úng cu dao CD xung, lỳc ny ta ó cung cp in ỏp xoay chiu
cho ng c s cp (CK). Khi ng c s cp (CK) lm vic nú cung cp
nng lng lm quay phn ng ca mỏy phỏt in mt chiu kớch t c lp
(MF) v may phỏt in t kớch (FK). Lỳc ny mỏy phỏt in t kớch thớch hot
ng sinh ra dũng in mt chiu cung cp dũng in kớch t cho mỏy phỏt in
kớch t c lp, kt qu l mỏy phỏt in kớch t c lp hot ng, sinh ra in
ỏp mt chiu cung cp ngun in cho quỏ trỡnh m.
Qua vic phõn tớch s nguyờn lý h thng mỏy phỏt in mt chiu cung
cp cho b m, ta thy h thng mỏy phỏt cú mt s u, nhc im sau:
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
a b c
CD
FK
MF
CK
i
kt
KT
+
ant
-
catt
Chuyn
dch ion
B

m
Dung dch m
Lp

m
U
1c
ne
ne
H.1.1- S nguyờn lý mỏy phỏt cung cp in mt chiu
5
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
+ u im:
- Cú th o chiu dũng in bng cỏch i chiu dũng in kớch t i
kt
.
- To ra dũng in v in ỏp liờn tc, lý tng hn so vi chnh lu. Vỡ
trong thnh phn dũng, ỏp khụng cha súng hi bc cao.
- iu chnh in ỏp trong mt phm vi ti nht nh.
+ Nhc im:
- Ch to v bo qun c gúp phc tp.
- C gúp mau hng.
- Thit b cng knh, khi lm vic cú ting n ln.
- Do s tip xỳc gia c gúp v chi than sinh ra tia la in nờn rt
nguy him khi vn hnh.
- Hiu sut thp, tn tht ln.
- Tn din tớch t mỏy, d b n mũn (b ụxy hoỏ) do dung dch m, hi
mui, cht ph gia, cht xỳc tỏc.
- Khú iu chnh in ỏp cho tng b m vỡ loi ng c mỏy phỏt
thng dựng cho nhiu b m cú in th v cng dũng in gn ging
nhau do ú cn trang b mi b mt bng in tr iu chnh dũng v th cho
phự hp vi yờu cu ca b ú.
- ng dõy ti in t mỏy phỏt ti cỏc b m di, tit din ln, dn
n tn hao trờn ng dõy ln, khụng kinh t
II. B CHNH LU Cể IU KHIU
Ngy nay, do s phỏt trin ca k thut bỏn dn cụng sut ln ó a ra
nhiu ng dng ca nú trong m in, ú l ch to ra b ngun chnh lu bin
i nng lng in xoay thnh dũng in mt chiu dựng cho ti m, vi
nhng u im sau: B ngun chnh lu cú kớch thc nh, gn, khụng tn din
tớch lp t, khụng cú phn quay, lm vic vi hiu sut cao, tỏc ng nhanh, d
t ng hoỏ, d iu khin v n nh dũng, ỏp. Thng trang b mt chnh lu
cho riờng mt b m, b trớ gn cỏc b m m khụng s b n mũn nh vy nờn
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
6
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
dõy dn ngn, iu chnh dũng v th d dng hn cho tng b m m khụng
lm nh hng ti b khỏc.
1. iu khin bng iu chnh bin ỏp t ngu:
- S nguyờn lý:
- Nguyờn lớ lm vic: Dựng mt mỏy bin ỏp t ngu thay i in ỏp li
xoay chiu t tr s cao v tr s thp hn, ri mi qua mỏy bin ỏp chnh lu
cp in ỏp cho b chnh lu. Do ú vic iu chnh in ỏp ra trờn ti c
thc hin thụng qua mỏy bin ỏp t ngu bng cỏch dựng ng c kộo con trt
trt trờn dõy qun th cp mỏy bin ỏp.
- u, nhc im ca s :
Qua phõn tớch nguyờn lý hot ng, ta thy cn phi cú hai bin ỏp (mt bin
ỏp t ngu, mt bin ỏp chnh lu) nờn giỏ thnh t v cng knh.
iu chnh in ỏp bng mỏy bin ỏp t ngu cú h s cụng sut cao, nhng
ta phi dựng h thng chi than - con trt ly in ỏp ra, do ú cú tớnh tr,
khú khn khi mun iu chnh tinh, b chnh lu diode dựng ớt thun tin
2. iu khin bng iu ỏp xoay chiu:
- S nguyờn lý:
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Z
t
MBA
t ngu
MBA
chnh lu
chnh lu
Diode
7
H1.2 - S nguyờn lý mch iu khin bng iu chnh bin ỏp t ngu
Hỡnh 1.3. iu chnh in ỏp bng b iu chnh in ỏp xoay
chiu.
H1.4.iu chnh in ỏp bng b chnh lu cú iu khin.

Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Dựng mt b iu chnh in ỏp xoay chiu (b iu ỏp xoay chiu) iu
chnh in ỏp phớa s cp bin ỏp, phớa th cp c a vo mt b chnh lu
in ỏp dựng Diode. u im ca s ny l phớa s cp in ỏp ln, dũng
nh, vic chn cỏc van Tiristor d dng, nhng li dựng quỏ nhiu van bỏn dn,
thnh phn hi bc cao ln, iu khin cỏc Tiritor khú khn, cht lng in ỏp
mt chiu khụng cao. Do ú s ny khụng c s dng ph bin.
3. iu khin bng Tiristor:
S nguyờn lý ca b chnh lu:
Cỏc van bỏn dn thng c dựng trong cỏc mch chnh lu l: Diụt v
Tiristor.
+ Diụt ch cho dũng chy qua khi th Ant ln hn th Catt.
+ Tiristor cho dũng chy qua khi tho món hai iu kin:
- Th Ant ln hn th Catt.
- ng thi phi cú tớn hiu iu khin.
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
Z
t
A
B
C
.
.
.
.
.
.
.
B iu ỏp
xoay chiu
MBA
chnh lu
chnh lu
Diode
Z
t
A
B
C
.
.
.
.
.
.
.
MBA
chnh lu
chnh lu
Diode
8
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Hot ng ca s : Khi t in ỏp xoay chiu u
1
vo mỏy bin ỏp (MBA)
thỡ u ra ca MBA ta thu c mt in ỏp xoay chiu u
2
, in ỏp ny qua b
chnh lu s cho ta in ỏp mt chiu cung cp cho b m.
- Mt s u im ca b chnh lu:
+ D t ng hoỏ.
+ D iu chnh v n nh dũng, ỏp.
+ Cú th thay i in ỏp sau chnh lu.
+ B chnh lu cú th t ngay sỏt b m: khụng tn khụng gian t
thit b; tn tht trờn ng dõy ớt.
+ D bo qun, khụng b n mũn trong mụi trng m.
+ Thit b gn nh: vớ d to ra 1kw in nng mt chiu, nu dựng
mỏy phỏt in mt chiu thỡ phi mt t 10kg ữ 15kg thit b, nhng nu dựng
van bỏn dn thỡ ta ch cn 1kg ữ 2kg thit b.
+ Nhc im ca b chnh lu:
+ Cho dũng in v in ỏp giỏn on, khụng lý tng bng mỏy phỏt
in mt chiu.
+ in ỏp sau chnh lu cũn cha thnh phn súng hi bc cao, nờn
in ỏp chnh lu cú s nhp nhụ, khụng bng phng. iu ny lm nhiu; nh
hng ti cht lng lm vic ca nhiu loi mỏy múc, thit b v cỏc h dựng
in mt chiu.
Kt lun: Qua phõn tớch u nhc im ca cỏc thit b cung cp mt chiu cho
ti l m in thỡ: Nu chn mỏy phỏt in mt chiu, ỏp ng yờu cu ũi
hi ca cụng ngh m ta phi s dng mỏy phỏt in mt chiu cú nhiu phn
t, nghiu phin gúp, mỏy phỏt phi cú cụng sut ln bự tn hao, dn n mt
s vn l c gúp mau hng, cng knh, khụng kinh t, d chỏy n, khụng an
ton cho ngi s dng v thit b, nờn trong thc t ớt dựng cho ti m in.
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
9
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Nh vy chnh lu cú iu khin vi cỏc u im: Thit b gn nh, tỏc ng
nhanh, t ng hoỏ, d iu chnh v n nh dũng ỏp, ỏp ng yờu cu ca
m in nờn c chn lm ngun cp in ch yu cho cụng ngh m.
III. TNG QUAN V MCH CHNH LU Cể IU KHIN.
Theo dng ngun cp xoay chiu, chỳng ta cú th chia chnh lu thnh mt
pha hay ba pha.
Trong ú chnh lu mt pha cú 3 loi sau:
+ Chnh lu mt na chu kỡ.
+ Chnh lu c chu kỡ vi bin ỏp cú trung tớnh.
+ Chnh lu cu mt pha:
- Chnh lu cu mt pha iu khin i xng.
- Chnh lu cu mt pha iu khin khụng i xng.
Ngy nay, thng ớt dựng chnh mt na chu kỡ v chnh lu c chu kỡ vi
bin ỏp cú trung tớnh, mc dự hai loi ny cú s nguyờn lớ mch n gin
nhng cht lng in ỏp mt chiu quỏ xu, hiu sut s dng mỏy bin ỏp
thp, cụng sut chnh lu nh ch dựng np ỏc quy, do ú khụng c dựng
trong nhng mch cn cụng sut ln nh m in. Ta khụng xột n trong ỏn
ny.
i vi mch chnh lu cú iu khin thng cú hiu sut cao, ớt ph thuc
vo ti v gn súng in ỏp ra nh.
Sau õy chỳng ta i phõn tớch mt s mch chnh lu:
+ Chnh lu cu mt pha cú iu khin.
+ Chnh lu tia ba pha cú iu khin.
+ Chnh lu tia sỏu pha cú cun khỏng.
+ Chnh lu cu ba pha iu khin i xng.
+ Chnh lu cu ba pha iu khin khụng i xng.
Cỏc thụng s quan trng ca cỏc s chnh lu l: Dũng in v in ỏp ti,
dũng in chy trong cun dõy th cp mỏy bin ỏp; s ln p mch trong mt
chu k, quan h ca tn s súng hi thp nht ca in ỏp chnh lu vi tn s
in ỏp xoay chiu
1. Chnh lu cu mt pha cú iu khin:
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
10
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Hot ng ca s :
- Trong na chu k u th ti im A mang du +, cũn th im B mang
du - . Nu ng thi cú tớn hiu iu khin cho c hai van bỏn dn T
1
v T
3
,
thỡ hai van m cho dũng chy qua (i vi ti thun tr hoc i vi ti cú tớnh
cht in cm). Cũn i vi ti cú cha sc in ng E thỡ phi ng thi cú
hai iu kin trờn v phi cú th ti A cú gớa tr ln hn sc in ng E thỡ hai
van bỏn dn T
1
v T
3
mi cho dũng qua.
- n na chu k sau, in ỏp ti A v B i du, th ti A cú du - , cũn
th ti b cú du + . Nu cú xung iu khin cho c hai van T
2
v T
4
thỡ cỏc
van ny s m thụng (i vi ti thun tr hoc i vi ti cú tớnh cht in
cm). Nu trong ti cú thnh phn sc in ng E thỡ phi cú thờm iu kin V
B
E thỡ hai van bỏn dn T
2
v T
4
mi cho dũng i qua, t in ỏp li lờn ti.
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
11
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
Vi in ỏp mt chiu trờn ti cú chiu trựng vi na bỏn k tr
Minh ho ng cong dũng v ỏp ti khi ti cú tớnh cht in cm (R + L),
i vi ti cm ln, dũng liờn tc, giỏ tr trung bỡnh ca in ỏp ra ti c tớnh
theo cụng thc:



cos
2
22
U
d
U
=
Khi ti thun tr dũng in gión on nờn giỏ tr trung bỡnh ca in ỏp c
tớnh theo cụng thc:
2
)cos1(9,0
2

+
=
U
U
d
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
.
.
.
.
T
1
T
3
T
4
T
2
u
~
Ti
u
d
0
I
d
I
T1,3
I
T2,4
I
2

1,3

2,4
0
0
0
0
12
H.1.5 - S mch in v gin ng cong dũng, ỏp ti khi ti l R + L
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
in ỏp ngc mi van phi chu l:
2
2UU
nv
=
- Chnh lu cu mt pha cho cht lng in ỏp tng i tt, dũng in qua
van khụng quỏ ln, tng in ỏp ri trờn van nh. Vic iu khin ng thi hai
van bỏn dn gp khụng ớt khú khn, nht l xung iu khin khụng ln.
khc phc nhc im ny m cht lng in ỏp vn ỏp ng c, ngi ta
dựng chnh lu cu mt pha iu khin khụng i xng. Dựng chnh lu cu
mt pha iu khin khụng i xng, cú th thc hin bng hai phng ỏn khỏc
nhau H.1.6 v H.1.7.
Hai phng ỏn ny ging nhau ch: iu cú hai Tiristor v hai Diụt,
mi ln phỏt xung iu khin ch cn mt xung, in ỏp mt chiu trờn ti v tr
s trung bỡnh ging nhau, ng cong in ỏp ch cú phn in ỏp dng nờn s
khụng lm vic vi ti cú nghch lu hon tr nng lng v li. S khỏc
nhau gia hai s ny c th hin rừ rt khi lm vic vi ti cm ln, lỳc
ny dũng in qua van iu khin v khụng iu khin cú s khỏc nhau
C th minh ho bng ng cong in ỏp vi ti cú tớnh cht in cm:
+) Phng ỏn th nht (H.1.6a) tng ng vi ng cong in ỏp hỡnh
(H.1.6b). Khi in ỏp thi im
1
xung iu khin m T
1
trong khong thi
gian t
1
, lỳc ny in ỏp Anod T
1
dng, in ỏp Catt ca D
1
õm nờn
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
Ti
.
.
T
1
D
1
T
2
D
2
u
~
H.1.7a
Ti
T
1
D
1
D
2
T
2
u
~
H.1.6a
.
.
13
. .
Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện Đồ án tốt nghiệp
ta cú dũng chy qua ti, qua T
1
v D
1
. n khi in ỏp u
2
i du (in ỏp
Anod T
2
dng) m cha cú tớn hiu iu khin m T
2
, nng lng ca cun
cm c x ra qua D
2
v T
1
. n khi in ỏp i du thỡ D
1
b khoỏ. Tirisitor T
1
s b khoỏ khi cú xung m Tiristor T
2
, kt qu l vic chuyn mch cỏc van iu
khin c thc hin bng cỏch m van k tip.
V tr s, thỡ dũng in trung bỡnh chy qua van:
dtb
II
2
1
=
.
Dũng in hiu dng ca van: I
hd
= 0,71.I
d
.
in ỏp qua ti:
( )


cos1
2
+=
dod
UU

Trong ú:
U
do
: in ỏp chnh lu khi khụmg iu khin; U
do
= 0,9.U
2f
: Gúc m ca Tiristor.
U
2f
: in ỏp pha th cp ca mỏy bin ỏp.
+) Vi phng ỏn th hai (H.1.7a) cú ng cong minh ho bng hỡnh
H.1.7b. Khi gúc =
1
cho xung iu khin m T
1
, trong khong thi gian (
1

) Tiristor T
1
v Diụt D
1
cho dũng chy qua ti. Ki in ỏp vo u
2
bt u i
du, D
2
m ngay, T
1
t nhiờn b khoỏ li, dũng i
d
= I
d
chuyn t T
1
sang D
2
Đỗ thị Lơng Lơp: S phạm kỹ thuật điện - K46
14

Xem chi tiết: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện