Bài báo cáo Đồ Án Điện tử công suất

Hình 3.1: Sơ đồ khối bộ điều khiển qua LoRa.Vai trò của mạch chỉnh lưu là cung cấp nguồn điện một chiều ổn định vàkhông gây nhiễu cho các thiết bị hoạt động trong hệ thống.. 2 Tính toán

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

-🙞🙞🙞🙞🙞 -BÀI BÁO CÁO

ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Giảng viên hướng dẫn : PHẠM DUY DƯỠNG

Sinh viên thực hiện : PHẠM XUÂN TIẾN :22115055122162

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

-o0o -Thành viên nhóm : Phạm Xuân Tiến Msv: 22115055122162

Đặng Văn Phong 22115055122151

Giáp Hoàng Chí Cường 22115055122105

GVHD: Phạm Duy Dưởng

1.Tên đề tài:

Thiết kế và chế tạo mạch sạc ắc quy tự động ngắt

2 Các số liệu ban đầu:

Chương 1: Tổng quan về ắc quy và phương pháp sạc ắc quy tự ngắt

Chương 2: Lý thuyết về chỉnh lưu

Chương 3: Thiết kế và tính chọn các phần tử mạch động lực

Chương 4: Thiết kế và tính chọn các phần tử mạch điều khiển

Chương 5: Mạch bảo vệ và kết luận

4 Sản phẩm:

- (A1) bản vẽ tổng thể gồm sơ đồ nguyên lý mạch động lực,mạch điều khiển và bảo vệ

- Mạch sạc ắc quy tự động ngắt

Kiểm tra tiến độ đồ án Đà Nẵng, ngày 12 tháng 3 năm 2025

(Giáo viên HD ký mỗi lần SV đến Giáo viên hướng dẫn

gặp thông qua đồ án)

Phạm Duy Dưởng

Chương 2: Lý thuyết về chỉnh lưu 1 pha

I) Lý thuyết về chỉnh lưu một pha

1 Khái niệm chỉnh lưu cầu 1 pha

Chỉnh lưu cầu 1 pha là một mạch chỉnh lưu sử dụng bốn điốt mắc theo dạng cầu để chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC) So với chỉnh lưu nửa chu kỳ hoặc toàn chu kỳ dùng biến áp có điểm giữa, mạch chỉnh lưu cầu có hiệu suất cao hơn và không cần biến áp có trung tính

2 Cấu tạo

 4 điốt (D1, D2, D3, D4): Mắc theo dạng cầu.

 Tải (R_load): Tiêu thụ điện áp DC sau chỉnh lưu.

Hình 2.1 Cấu tạo chỉnh lưu cầu 1 pha

 AC input (Nguồn AC): Hai đầu vào của nguồn điện xoay chiều.

 D1, D2, D3, D4: Bốn điốt mắc theo kiểu cầu chỉnh lưu.

 Load (Tải): Điện trở tải tiêu thụ điện áp một chiều (DC).

 Dòng điện DC đầu ra luôn có cùng chiều nhờ nguyên lý hoạt động của điốt.

Hình 2.2 Sơ đồ chỉnh lưu 1 pha không điều khiển

KQ : Hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, lấy KQ = 6 ( biến áp khô)

m : số pha máy biến áp (m=3)

f : tần số nguồn điện xoay chiều (f = 50hz)

Suy ra: QFE = 6 × √15359.3

Ta chọn loại thép kỹ thuật điện có độ dày 0.5mm

Chọn sơ bộ mật độ từ cảm trong trụ B= 1 tesla

6) chọn tỷ số:

m = dFE h =2.3 (m=2 – 2.5)

 suy ra: chọn chiều sao trụ là 20 (cm)

- TÍNH TOÁN DÂY QUẤN:

7) Số vòng dây mỗi pha sơ cấp máy biến áp:

9)chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp:

Đối với dây dẫn bằng đồng, máy biến áp khô J= 2÷2,75[A/mm2]

 Chọn J1 = J2 = 2,75 (A/mm2)

10)Tiết diện dây dẫn sơ cấp máy biến áp:

S1 = J 1 I 1 = 2 ,7521.1 = 7.67 (mm2)

Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn S1 = 11.4 (mm2)

Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây dẫn có kể cách điện:

S1cd = a1×b1 = 1.35 × 8.6 = 11.6 (mm2)

11) Tiết diện dây dẫn thứ cấp máy biến áp:

Hình 3.1: Sơ đồ khối bộ điều khiển qua LoRa.

Vai trò của mạch chỉnh lưu là cung cấp nguồn điện một chiều ổn định vàkhông gây nhiễu cho các thiết bị hoạt động trong hệ thống Nó giúp đảm bảo rằngcác thiết bị như bộ sạc, mạch điều khiển và các linh kiện điện tử khác được cungcấp nguồn điện phù hợp và ổn định, đảm bảo hoạt động hiệu quả và bảo vệ chúngkhỏi các tác động tiềm năng từ nguồn điện xoay chiều

2) Tính toán các thành phần của mạch chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu sử dụng mạch cầu chỉnh lưu toàn sóng với diode cầu 25A dẹt1000V KBJ2510 để chuyển đổi nguồn điện xoay chiều 220V - 50Hz thành dòngđiện một chiều

Hình 3.1: Sơ đồ mạch chỉnh lưu có sử dụng một tụ điện để lọc nhiễu

Tuy nhiên, đầu ra của mạch chỉnh lưu có điện áp một chiều không ổn định và

có biên dạng sóng nhấp nhô Để giải quyết vấn đề này, một tụ điện 100uF 400Vđược kết nối ở ngõ ra của mạch chỉnh lưu để làm san phẳng và ổn định điện áp

II TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP CHỈNH LƯU:

a.Tính công suất biểu kiến của máy biến áp

Sba = Ks× Pdmax =Ks× Udo ×Id = 1.34× 238.2 ×48.12 =15359.3(VA) Trong đó:

Hình 2.3 chỉnh lưu điều khiển đối xứng

 Đặc điểm điều khiển đồng thời 2 van

Hình 2 4 sơ đồ điều khiển đồng thời 2 tiristor

2.3 Chỉnh lưu không đối xứng

+ Tùy theo cách mắc tristor có 2 loại sơ đồ

Hình 2.3 chỉnh lưu điều khiển đối xứng

 Đặc điểm điều khiển đồng thời 2 van

Hình 2 4 sơ đồ điều khiển đồng thời 2 tiristor

2.3 Chỉnh lưu không đối xứng

+ Tùy theo cách mắc tristor có 2 loại sơ đồ

 Thông số của sơ đồ

2.2 Chỉnh lưu điều khiển đối xứng

Sơ đồ, các đường cong:

Hình 3.1: Sơ đồ khối bộ điều khiển qua LoRa.

Vai trò của mạch chỉnh lưu là cung cấp nguồn điện một chiều ổn định vàkhông gây nhiễu cho các thiết bị hoạt động trong hệ thống Nó giúp đảm bảo rằngcác thiết bị như bộ sạc, mạch điều khiển và các linh kiện điện tử khác được cungcấp nguồn điện phù hợp và ổn định, đảm bảo hoạt động hiệu quả và bảo vệ chúngkhỏi các tác động tiềm năng từ nguồn điện xoay chiều

2) Tính toán các thành phần của mạch chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu sử dụng mạch cầu chỉnh lưu toàn sóng với diode cầu 25A dẹt1000V KBJ2510 để chuyển đổi nguồn điện xoay chiều 220V - 50Hz thành dòngđiện một chiều

Hình 3.1: Sơ đồ mạch chỉnh lưu có sử dụng một tụ điện để lọc nhiễu

Tuy nhiên, đầu ra của mạch chỉnh lưu có điện áp một chiều không ổn định và

có biên dạng sóng nhấp nhô Để giải quyết vấn đề này, một tụ điện 100uF 400Vđược kết nối ở ngõ ra của mạch chỉnh lưu để làm san phẳng và ổn định điện áp

II TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP CHỈNH LƯU:

a.Tính công suất biểu kiến của máy biến áp

Sba = Ks× Pdmax =Ks× Udo ×Id = 1.34× 238.2 ×48.12 =15359.3(VA) Trong đó:

S2 = J 2 I 2 = 39 ,28 2 ,75 = 14,28 (mm2)

Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn S1 = 20,4 (mm2)

Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây dẫn có kể cách điện:

S2cd = a2× b2 = 2,83 × 7,4= 24,27 (mm2)

12) Tính lại mật độ dòng điện trong cuộn sơ cấp:

J2 = S 2 I 2 = 14 , 2839.28 = 2,75 (A/mm2)

- Kết cấu dây quấn sơ cấp:

Thực hiện dây quấn kiểu đồng tâm, bố trí theo chiều dọc trục

1) Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ

6) khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp: Cd 01 = 1,0(cm)

7) Đường kính trong của ống cách điện:

D1 = d Fe+2× cd01−2× S01 = 9+2×1-2×0,1=10,8(cm)

8) Đường kính trong của cuộn sơ cấp:

Hình 2.3 chỉnh lưu điều khiển đối xứng

 Đặc điểm điều khiển đồng thời 2 van

Hình 2 4 sơ đồ điều khiển đồng thời 2 tiristor

2.3 Chỉnh lưu không đối xứng

+ Tùy theo cách mắc tristor có 2 loại sơ đồ

KQ : Hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, lấy KQ = 6 ( biến áp khô)

m : số pha máy biến áp (m=3)

f : tần số nguồn điện xoay chiều (f = 50hz)

Suy ra: QFE = 6 × √15359.3

Ta chọn loại thép kỹ thuật điện có độ dày 0.5mm

Chọn sơ bộ mật độ từ cảm trong trụ B= 1 tesla

6) chọn tỷ số:

m = dFE h =2.3 (m=2 – 2.5)

 suy ra: chọn chiều sao trụ là 20 (cm)

- TÍNH TOÁN DÂY QUẤN:

7) Số vòng dây mỗi pha sơ cấp máy biến áp:

9)chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp:

Đối với dây dẫn bằng đồng, máy biến áp khô J= 2÷2,75[A/mm2]

 Chọn J1 = J2 = 2,75 (A/mm2)

10)Tiết diện dây dẫn sơ cấp máy biến áp:

S1 = J 1 I 1 = 2 ,7521.1 = 7.67 (mm2)

Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn S1 = 11.4 (mm2)

Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây dẫn có kể cách điện:

S1cd = a1×b1 = 1.35 × 8.6 = 11.6 (mm2)

11) Tiết diện dây dẫn thứ cấp máy biến áp:

Ks : hệ số công suất theo sơ đồ mạch động lực( Ks = 1,34) Pdmax: công suất cực đại của tải (W)

Sba: công suất biểu kiến máy biến áp (VA)

b Tính các thông số cơ bản:

1 Điện áp pha sơ cấp máy biến áp

U1 = 220 (V)

Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:

Phương trình cân bằng điện áp khi không có tải:

Udo.cosα min = Ud + 2∆Uv + ∆Udn + ∆Uba

Trong đó: Ud : Điện áp chỉnh lưu

αmin = 10° : góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới

∆Uv = 1,8 (V) : sụt áp trên Thyristor

∆Udn ≈ 0 : sụt áp trên dây nối

∆Uba = ∆Ur + ∆Ux : sụt áp trên điện trở và điện kháng máy biến áp

Sơ bộ ∆Uba = 5% Ud = 220×5% = 11 (V)

Suy ra Udo=Ud +2 ∆ Uv+∆ Udn+∆ Uba cosα min =220+2 ×1 , 8+0+11

cos1 00 =238.2(V) Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:

KQ : Hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, lấy KQ = 6 ( biến áp khô)

m : số pha máy biến áp (m=3)

f : tần số nguồn điện xoay chiều (f = 50hz)

Suy ra: QFE = 6 × √15359.3

Ta chọn loại thép kỹ thuật điện có độ dày 0.5mm

Chọn sơ bộ mật độ từ cảm trong trụ B= 1 tesla

6) chọn tỷ số:

m = dFE h =2.3 (m=2 – 2.5)

 suy ra: chọn chiều sao trụ là 20 (cm)

- TÍNH TOÁN DÂY QUẤN:

7) Số vòng dây mỗi pha sơ cấp máy biến áp:

9)chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp:

Đối với dây dẫn bằng đồng, máy biến áp khô J= 2÷2,75[A/mm2]

 Chọn J1 = J2 = 2,75 (A/mm2)

10)Tiết diện dây dẫn sơ cấp máy biến áp:

S1 = J 1 I 1 = 2 ,7521.1 = 7.67 (mm2)

Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn S1 = 11.4 (mm2)

Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây dẫn có kể cách điện:

S1cd = a1×b1 = 1.35 × 8.6 = 11.6 (mm2)

11) Tiết diện dây dẫn thứ cấp máy biến áp:

KQ : Hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, lấy KQ = 6 ( biến áp khô)

m : số pha máy biến áp (m=3)

f : tần số nguồn điện xoay chiều (f = 50hz)

Suy ra: QFE = 6 × √15359.3

Ta chọn loại thép kỹ thuật điện có độ dày 0.5mm

Chọn sơ bộ mật độ từ cảm trong trụ B= 1 tesla

6) chọn tỷ số:

m = dFE h =2.3 (m=2 – 2.5)

 suy ra: chọn chiều sao trụ là 20 (cm)

- TÍNH TOÁN DÂY QUẤN:

7) Số vòng dây mỗi pha sơ cấp máy biến áp:

9)chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp:

Đối với dây dẫn bằng đồng, máy biến áp khô J= 2÷2,75[A/mm2]

 Chọn J1 = J2 = 2,75 (A/mm2)

10)Tiết diện dây dẫn sơ cấp máy biến áp:

S1 = J 1 I 1 = 2 ,7521.1 = 7.67 (mm2)

Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn S1 = 11.4 (mm2)

Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây dẫn có kể cách điện:

S1cd = a1×b1 = 1.35 × 8.6 = 11.6 (mm2)

11) Tiết diện dây dẫn thứ cấp máy biến áp:

Ks : hệ số công suất theo sơ đồ mạch động lực( Ks = 1,34) Pdmax: công suất cực đại của tải (W)

Sba: công suất biểu kiến máy biến áp (VA)

b Tính các thông số cơ bản:

1 Điện áp pha sơ cấp máy biến áp

U1 = 220 (V)

Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:

Phương trình cân bằng điện áp khi không có tải:

Udo.cosα min = Ud + 2∆Uv + ∆Udn + ∆Uba

Trong đó: Ud : Điện áp chỉnh lưu

αmin = 10° : góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới

∆Uv = 1,8 (V) : sụt áp trên Thyristor

∆Udn ≈ 0 : sụt áp trên dây nối

∆Uba = ∆Ur + ∆Ux : sụt áp trên điện trở và điện kháng máy biến áp

Sơ bộ ∆Uba = 5% Ud = 220×5% = 11 (V)

Suy ra Udo=Ud +2 ∆ Uv+∆ Udn+∆ Uba cosα min =220+2 ×1 , 8+0+11

cos1 00 =238.2(V) Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:

 Thông số của sơ đồ

2.2 Chỉnh lưu điều khiển đối xứng

Sơ đồ, các đường cong:

1) Nguyên lý hoạt động và vai trò của mạch chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu có vai trò chuyển đổi nguồn điện xoay chiều (AC) thànhnguồn điện một chiều (DC) Nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu dựa trên sự

sử dụng các thành phần điện tử như diode và tụ điện để làm việc

Khi nguồn điện xoay chiều đầu vào được kết nối với mạch chỉnh lưu, diodetrong mạch sẽ cho phép dòng điện chỉ đi theo một hướng, loại bỏ thành phần âmcủa nguồn điện và chỉ để lại thành phần dương Điều này gây ra sự biến đổi từnguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều không đổi

Sau đó, tụ điện trong mạch chỉnh lưu sẽ chứa và lưu trữ năng lượng từ nguồnđiện một chiều, tạo thành một nguồn điện DC có thể sử dụng được cho các thiết bịđiện tử

 2 3

t t t t t

2

N A

t t t t t

KQ : Hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, lấy KQ = 6 ( biến áp khô)

m : số pha máy biến áp (m=3)

f : tần số nguồn điện xoay chiều (f = 50hz)

Suy ra: QFE = 6 × √15359.3

Ta chọn loại thép kỹ thuật điện có độ dày 0.5mm

Chọn sơ bộ mật độ từ cảm trong trụ B= 1 tesla

6) chọn tỷ số:

m = dFE h =2.3 (m=2 – 2.5)

 suy ra: chọn chiều sao trụ là 20 (cm)

- TÍNH TOÁN DÂY QUẤN:

7) Số vòng dây mỗi pha sơ cấp máy biến áp:

9)chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp:

Đối với dây dẫn bằng đồng, máy biến áp khô J= 2÷2,75[A/mm2]

 Chọn J1 = J2 = 2,75 (A/mm2)

10)Tiết diện dây dẫn sơ cấp máy biến áp:

S1 = J 1 I 1 = 2 ,7521.1 = 7.67 (mm2)

Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn S1 = 11.4 (mm2)

Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây dẫn có kể cách điện:

S1cd = a1×b1 = 1.35 × 8.6 = 11.6 (mm2)

11) Tiết diện dây dẫn thứ cấp máy biến áp:

Hình 2.3 chỉnh lưu điều khiển đối xứng

 Đặc điểm điều khiển đồng thời 2 van

Hình 2 4 sơ đồ điều khiển đồng thời 2 tiristor

2.3 Chỉnh lưu không đối xứng

+ Tùy theo cách mắc tristor có 2 loại sơ đồ

1) Nguyên lý hoạt động và vai trò của mạch chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu có vai trò chuyển đổi nguồn điện xoay chiều (AC) thànhnguồn điện một chiều (DC) Nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu dựa trên sự

sử dụng các thành phần điện tử như diode và tụ điện để làm việc

Khi nguồn điện xoay chiều đầu vào được kết nối với mạch chỉnh lưu, diodetrong mạch sẽ cho phép dòng điện chỉ đi theo một hướng, loại bỏ thành phần âmcủa nguồn điện và chỉ để lại thành phần dương Điều này gây ra sự biến đổi từnguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều không đổi

Sau đó, tụ điện trong mạch chỉnh lưu sẽ chứa và lưu trữ năng lượng từ nguồnđiện một chiều, tạo thành một nguồn điện DC có thể sử dụng được cho các thiết bịđiện tử

 2 3

t t t t t

2

N A

t t t t t

1) Nguyên lý hoạt động và vai trò của mạch chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu có vai trò chuyển đổi nguồn điện xoay chiều (AC) thànhnguồn điện một chiều (DC) Nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu dựa trên sự

sử dụng các thành phần điện tử như diode và tụ điện để làm việc

Khi nguồn điện xoay chiều đầu vào được kết nối với mạch chỉnh lưu, diodetrong mạch sẽ cho phép dòng điện chỉ đi theo một hướng, loại bỏ thành phần âmcủa nguồn điện và chỉ để lại thành phần dương Điều này gây ra sự biến đổi từnguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều không đổi

Sau đó, tụ điện trong mạch chỉnh lưu sẽ chứa và lưu trữ năng lượng từ nguồnđiện một chiều, tạo thành một nguồn điện DC có thể sử dụng được cho các thiết bịđiện tử

 2 3

t t t t t

2

N A

t t t t t

1) Nguyên lý hoạt động và vai trò của mạch chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu có vai trò chuyển đổi nguồn điện xoay chiều (AC) thànhnguồn điện một chiều (DC) Nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu dựa trên sự

sử dụng các thành phần điện tử như diode và tụ điện để làm việc

Khi nguồn điện xoay chiều đầu vào được kết nối với mạch chỉnh lưu, diodetrong mạch sẽ cho phép dòng điện chỉ đi theo một hướng, loại bỏ thành phần âmcủa nguồn điện và chỉ để lại thành phần dương Điều này gây ra sự biến đổi từnguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều không đổi

Sau đó, tụ điện trong mạch chỉnh lưu sẽ chứa và lưu trữ năng lượng từ nguồnđiện một chiều, tạo thành một nguồn điện DC có thể sử dụng được cho các thiết bịđiện tử

 2 3

t t t t t

2

N A

t t t t t

Ks : hệ số công suất theo sơ đồ mạch động lực( Ks = 1,34) Pdmax: công suất cực đại của tải (W)

Sba: công suất biểu kiến máy biến áp (VA)

b Tính các thông số cơ bản:

1 Điện áp pha sơ cấp máy biến áp

U1 = 220 (V)

Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:

Phương trình cân bằng điện áp khi không có tải:

Udo.cosα min = Ud + 2∆Uv + ∆Udn + ∆Uba

Trong đó: Ud : Điện áp chỉnh lưu

αmin = 10° : góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới

∆Uv = 1,8 (V) : sụt áp trên Thyristor

∆Udn ≈ 0 : sụt áp trên dây nối

∆Uba = ∆Ur + ∆Ux : sụt áp trên điện trở và điện kháng máy biến áp

Sơ bộ ∆Uba = 5% Ud = 220×5% = 11 (V)

Suy ra Udo=Ud +2 ∆ Uv+∆ Udn+∆ Uba cosα min =220+2 ×1 , 8+0+11

cos1 00 =238.2(V) Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:

S2 = J 2 I 2 = 39 ,28 2 ,75 = 14,28 (mm2)

Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn S1 = 20,4 (mm2)

Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây dẫn có kể cách điện:

S2cd = a2× b2 = 2,83 × 7,4= 24,27 (mm2)

12) Tính lại mật độ dòng điện trong cuộn sơ cấp:

J2 = S 2 I 2 = 14 , 2839.28 = 2,75 (A/mm2)

- Kết cấu dây quấn sơ cấp:

Thực hiện dây quấn kiểu đồng tâm, bố trí theo chiều dọc trục

1) Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ

6) khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp: Cd 01 = 1,0(cm)

7) Đường kính trong của ống cách điện:

D1 = d Fe+2× cd01−2× S01 = 9+2×1-2×0,1=10,8(cm)

8) Đường kính trong của cuộn sơ cấp:

 Thông số của sơ đồ

2.2 Chỉnh lưu điều khiển đối xứng

Sơ đồ, các đường cong:

1) Nguyên lý hoạt động và vai trò của mạch chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu có vai trò chuyển đổi nguồn điện xoay chiều (AC) thànhnguồn điện một chiều (DC) Nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu dựa trên sự

sử dụng các thành phần điện tử như diode và tụ điện để làm việc

Khi nguồn điện xoay chiều đầu vào được kết nối với mạch chỉnh lưu, diodetrong mạch sẽ cho phép dòng điện chỉ đi theo một hướng, loại bỏ thành phần âmcủa nguồn điện và chỉ để lại thành phần dương Điều này gây ra sự biến đổi từnguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều không đổi

Sau đó, tụ điện trong mạch chỉnh lưu sẽ chứa và lưu trữ năng lượng từ nguồnđiện một chiều, tạo thành một nguồn điện DC có thể sử dụng được cho các thiết bịđiện tử

 2 3

t t t t t

2

N A

t t t t t

S2 = J 2 I 2 = 39 ,28 2 ,75 = 14,28 (mm2)

Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn S1 = 20,4 (mm2)

Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây dẫn có kể cách điện:

S2cd = a2× b2 = 2,83 × 7,4= 24,27 (mm2)

12) Tính lại mật độ dòng điện trong cuộn sơ cấp:

J2 = S 2 I 2 = 14 , 2839.28 = 2,75 (A/mm2)

- Kết cấu dây quấn sơ cấp:

Thực hiện dây quấn kiểu đồng tâm, bố trí theo chiều dọc trục

1) Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ

6) khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp: Cd 01 = 1,0(cm)

7) Đường kính trong của ống cách điện:

D1 = d Fe+2× cd01−2× S01 = 9+2×1-2×0,1=10,8(cm)

8) Đường kính trong của cuộn sơ cấp:

S2 = J 2 I 2 = 39 ,28 2 ,75 = 14,28 (mm2)

Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn S1 = 20,4 (mm2)

Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây dẫn có kể cách điện:

S2cd = a2× b2 = 2,83 × 7,4= 24,27 (mm2)

12) Tính lại mật độ dòng điện trong cuộn sơ cấp:

J2 = S 2 I 2 = 14 , 2839.28 = 2,75 (A/mm2)

- Kết cấu dây quấn sơ cấp:

Thực hiện dây quấn kiểu đồng tâm, bố trí theo chiều dọc trục

1) Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ

6) khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp: Cd 01 = 1,0(cm)

7) Đường kính trong của ống cách điện:

D1 = d Fe+2× cd01−2× S01 = 9+2×1-2×0,1=10,8(cm)

8) Đường kính trong của cuộn sơ cấp:

Hình 2.3 chỉnh lưu điều khiển đối xứng

 Đặc điểm điều khiển đồng thời 2 van

Hình 2 4 sơ đồ điều khiển đồng thời 2 tiristor

2.3 Chỉnh lưu không đối xứng

+ Tùy theo cách mắc tristor có 2 loại sơ đồ

S2 = J 2 I 2 = 39 ,28 2 ,75 = 14,28 (mm2)

Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn S1 = 20,4 (mm2)

Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây dẫn có kể cách điện:

S2cd = a2× b2 = 2,83 × 7,4= 24,27 (mm2)

12) Tính lại mật độ dòng điện trong cuộn sơ cấp:

J2 = S 2 I 2 = 14 , 2839.28 = 2,75 (A/mm2)

- Kết cấu dây quấn sơ cấp:

Thực hiện dây quấn kiểu đồng tâm, bố trí theo chiều dọc trục

1) Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ

6) khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp: Cd 01 = 1,0(cm)

7) Đường kính trong của ống cách điện:

D1 = d Fe+2× cd01−2× S01 = 9+2×1-2×0,1=10,8(cm)

8) Đường kính trong của cuộn sơ cấp:

Ks : hệ số công suất theo sơ đồ mạch động lực( Ks = 1,34) Pdmax: công suất cực đại của tải (W)

Sba: công suất biểu kiến máy biến áp (VA)

b Tính các thông số cơ bản:

1 Điện áp pha sơ cấp máy biến áp

U1 = 220 (V)

Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:

Phương trình cân bằng điện áp khi không có tải:

Udo.cosα min = Ud + 2∆Uv + ∆Udn + ∆Uba

Trong đó: Ud : Điện áp chỉnh lưu

αmin = 10° : góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới

∆Uv = 1,8 (V) : sụt áp trên Thyristor

∆Udn ≈ 0 : sụt áp trên dây nối

∆Uba = ∆Ur + ∆Ux : sụt áp trên điện trở và điện kháng máy biến áp

Sơ bộ ∆Uba = 5% Ud = 220×5% = 11 (V)

Suy ra Udo=Ud +2 ∆ Uv+∆ Udn+∆ Uba cosα min =220+2 ×1 , 8+0+11

cos1 00 =238.2(V) Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:

Ks : hệ số công suất theo sơ đồ mạch động lực( Ks = 1,34) Pdmax: công suất cực đại của tải (W)

Sba: công suất biểu kiến máy biến áp (VA)

b Tính các thông số cơ bản:

1 Điện áp pha sơ cấp máy biến áp

U1 = 220 (V)

Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:

Phương trình cân bằng điện áp khi không có tải:

Udo.cosα min = Ud + 2∆Uv + ∆Udn + ∆Uba

Trong đó: Ud : Điện áp chỉnh lưu

αmin = 10° : góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới

∆Uv = 1,8 (V) : sụt áp trên Thyristor

∆Udn ≈ 0 : sụt áp trên dây nối

∆Uba = ∆Ur + ∆Ux : sụt áp trên điện trở và điện kháng máy biến áp

Sơ bộ ∆Uba = 5% Ud = 220×5% = 11 (V)

Suy ra Udo=Ud +2 ∆ Uv+∆ Udn+∆ Uba cosα min =220+2 ×1 , 8+0+11

cos1 00 =238.2(V) Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:

Hình 2.3 chỉnh lưu điều khiển đối xứng

 Đặc điểm điều khiển đồng thời 2 van

Hình 2 4 sơ đồ điều khiển đồng thời 2 tiristor

2.3 Chỉnh lưu không đối xứng

+ Tùy theo cách mắc tristor có 2 loại sơ đồ

KQ : Hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, lấy KQ = 6 ( biến áp khô)

m : số pha máy biến áp (m=3)

f : tần số nguồn điện xoay chiều (f = 50hz)

Suy ra: QFE = 6 × √15359.3

Ta chọn loại thép kỹ thuật điện có độ dày 0.5mm

Chọn sơ bộ mật độ từ cảm trong trụ B= 1 tesla

6) chọn tỷ số:

m = dFE h =2.3 (m=2 – 2.5)

 suy ra: chọn chiều sao trụ là 20 (cm)

- TÍNH TOÁN DÂY QUẤN:

7) Số vòng dây mỗi pha sơ cấp máy biến áp:

9)chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp:

Đối với dây dẫn bằng đồng, máy biến áp khô J= 2÷2,75[A/mm2]

 Chọn J1 = J2 = 2,75 (A/mm2)

10)Tiết diện dây dẫn sơ cấp máy biến áp:

S1 = J 1 I 1 = 2 ,7521.1 = 7.67 (mm2)

Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn S1 = 11.4 (mm2)

Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật, cách điện cấp B

Kích thước dây dẫn có kể cách điện:

S1cd = a1×b1 = 1.35 × 8.6 = 11.6 (mm2)

11) Tiết diện dây dẫn thứ cấp máy biến áp:

Hình 3.1: Sơ đồ khối bộ điều khiển qua LoRa.

Vai trò của mạch chỉnh lưu là cung cấp nguồn điện một chiều ổn định vàkhông gây nhiễu cho các thiết bị hoạt động trong hệ thống Nó giúp đảm bảo rằngcác thiết bị như bộ sạc, mạch điều khiển và các linh kiện điện tử khác được cungcấp nguồn điện phù hợp và ổn định, đảm bảo hoạt động hiệu quả và bảo vệ chúngkhỏi các tác động tiềm năng từ nguồn điện xoay chiều

2) Tính toán các thành phần của mạch chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu sử dụng mạch cầu chỉnh lưu toàn sóng với diode cầu 25A dẹt1000V KBJ2510 để chuyển đổi nguồn điện xoay chiều 220V - 50Hz thành dòngđiện một chiều

Hình 3.1: Sơ đồ mạch chỉnh lưu có sử dụng một tụ điện để lọc nhiễu

Tuy nhiên, đầu ra của mạch chỉnh lưu có điện áp một chiều không ổn định và

có biên dạng sóng nhấp nhô Để giải quyết vấn đề này, một tụ điện 100uF 400Vđược kết nối ở ngõ ra của mạch chỉnh lưu để làm san phẳng và ổn định điện áp

II TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP CHỈNH LƯU:

a.Tính công suất biểu kiến của máy biến áp

Sba = Ks× Pdmax =Ks× Udo ×Id = 1.34× 238.2 ×48.12 =15359.3(VA) Trong đó:

Hình 3.1: Sơ đồ khối bộ điều khiển qua LoRa.

Vai trò của mạch chỉnh lưu là cung cấp nguồn điện một chiều ổn định vàkhông gây nhiễu cho các thiết bị hoạt động trong hệ thống Nó giúp đảm bảo rằngcác thiết bị như bộ sạc, mạch điều khiển và các linh kiện điện tử khác được cungcấp nguồn điện phù hợp và ổn định, đảm bảo hoạt động hiệu quả và bảo vệ chúngkhỏi các tác động tiềm năng từ nguồn điện xoay chiều

2) Tính toán các thành phần của mạch chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu sử dụng mạch cầu chỉnh lưu toàn sóng với diode cầu 25A dẹt1000V KBJ2510 để chuyển đổi nguồn điện xoay chiều 220V - 50Hz thành dòngđiện một chiều

Hình 3.1: Sơ đồ mạch chỉnh lưu có sử dụng một tụ điện để lọc nhiễu

Tuy nhiên, đầu ra của mạch chỉnh lưu có điện áp một chiều không ổn định và

có biên dạng sóng nhấp nhô Để giải quyết vấn đề này, một tụ điện 100uF 400Vđược kết nối ở ngõ ra của mạch chỉnh lưu để làm san phẳng và ổn định điện áp

II TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP CHỈNH LƯU:

a.Tính công suất biểu kiến của máy biến áp

Sba = Ks× Pdmax =Ks× Udo ×Id = 1.34× 238.2 ×48.12 =15359.3(VA) Trong đó: