tính toán, thiết kế mạng điện một chiều cho phòng thí nghiệm khoa cơ khí động lực

MẠCH CHỈNH LƯU  Khái niệm: Mạch chỉnh lưu là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều để cung cấp cho phụ tải điện một chiều  Phân loại o Tùy theo số

Hưng Yên ,Tháng 6 năm 2013

PHẦN 1 : PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Với mục đích chế tạo ra một hệ thống nguồn một chiều đáp ứng được một phần nào đó trong lĩnh vực thực hành thí nghiệm môn điện ô tô

2 Mục đích, đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đồ án

Chúng em tập chung nghiên cứu chế tạo bộ nguồn một chiều với nhiều cấp điện áp khắc nhau: 5V-2A; 5V-48A; 12V-21A; 12V- 30A

3 Phương pháp nghiên cứu

Tìm và phân tích tài liệu

Sử dụng phương pháp thực nghiệm

Trao đổi kinh nghiệm và kiến thức với các thầy cô và các chuyên gia khoa

cơ khí động lực

Chương 1: Tổng quan đề tài

1.1 MẠCH CHỈNH LƯU

 Khái niệm: Mạch chỉnh lưu là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều để cung cấp cho phụ tải điện một chiều

 Phân loại

o Tùy theo số pha: 1 pha, 3 pha, m pha

o Tùy theo đặc điểm: hình tia và hình cầu

 Các thông số cơ bản của mạch chỉnh lưu

Chương 1: Tổng quan đề tài

Mạch chỉnh lưu hình

tia một pha nửa chu

kỳ không điều khiển

Mạch chỉnh lưu hình tia một pha nửa chu

điều khiển hoàn toàn

Một số mạch chỉnh lưu

Chương 1: Tổng quan đề tài

1.2 Các bộ biến đổi nguồn một chiều dùng mạch băm xung điện áp một chiều nối tiếp

 Khái niệm: Bộ biến đổi điện áp một chiều được sử dụng để biến đổi nguồn điện áp một chiều không đổi thành nguồn điện áp một chiều thay đổi được

để cấp điện cho phụ tải một chiều

 Phân loại

Mạch xung áp nối tiếp

Mạch xung áp song song

Chương 1: Tổng quan đề tài

Sơ đồ cấu trúc chung mạch bộ biến đổi điện áp DC

Chương 1: Tổng quan đề tài

 Nút ấn: là một loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện từ khác nhau, các dụng cụ báo hiệu, và cũng để chuyển đổi các mạch điện điều khiển, tín hiệu, liên động, bảo vệ vv

 Contactor: là một loại khí cụ điện dùng để đóng cắt từ xa tự động hoặc

bằng nút ấn các mạch điện lực có phụ tải, điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A

Chương 1: Tổng quan đề tài

 Máy biến áp cảm ứng một pha: Biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ Nhiệm vụ chủ yếu là biến đổi năng lượng điện xoay chiều có điện áp và dòng điện ở giá trị này sang năng lượng điện xoay chiều có điện áp và dòng điện ở giá trị khác nhưng vẫn giữ nguyên tần

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện một chiều

cho phòng thí nghiệm điện ôtô

2.1 Khảo sát hệ thông điện một chiều

Khảo sát phòng thí nghiệm

 Khảo sát hệ thống nguồn điện trên ôtô

 Điện áp một chiều 12(24V) được tạo ra từ máy phát điện để nạp cho

acquy sau đó cấp điện cho các thiết bị dùng nguồn 12 (24) như động cơ

đề, chiếu sáng vv Đây là hệ thống nguồn điện cần công suất lớn, nếu không tính đến thời điểm đặc biệt khi đề khởi động động cơ thì dòng làm việc thường nằmh trong phạm vi 7A đến 20A, tuỳ theo từng loại ôtô

Ngoài ra nguồn điện áp này còn được cấp cho các thiết bị điều khiển như rơle, các vỉ mạch điều khiểnvv

 Điện áp một chiều +5V thường được dùng để cấp cho các cảm biến hoặc

các bộ điều khiển trung tâm dùng vi điều khiển, thông thường dòng điện

hệ thống nguồn này dùng không lớn khoảng 5A trở lại

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện một chiều

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện

một chiều

2.2 Sơ đồ tủ điện cung

cấp nguồn một chiều

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện

một chiều

2.3 Tính toán, lựa chọn thiết bị

chúng em thống nhất sử dụng hai bộ nguồn 5V-2A

để chuyên dùng cấp cho các cảm biến khi thí

nghiệm và bộ nguồn 5V-48A để làm nguồn dự

phòng cấp điện cho các thiết bị điện 5V công suất lớn như rơle, đèn hay các thiết bị khác.

12VDC với dòng điện cực đại khoảng 30A Với dòng điện lớn như trên các thiết bị có bán sẵn trên thị

trường giá thành rất lớn khoảng 7 triệu Vnđ Do vậy nhóm thống nhất chế tạo bộ nguồn 12VDC dùng

biến áp cảm ứng và mạch chỉnh lưu cầu một pha

không điều khiển

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện một chiều

oTính chọn cầu chỉnh lưu

- Với điều kiện làm mát bằng cánh tản nhiệt và đối lưu tự nhiên thì

dòng điện cầu chỉnh lưu được chọn thảo mãn điều kiện sau:

Điện áp cầu chỉnh lưu được chọn thoả mãn điều kiện:

Căn cứ vào phần tính toán chúng em thống nhất chọn loại cầu chỉnh lưu 100VDC

100A-Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện một chiều

Tính chọn máy biến áp nguồn

- Dòng hiệu dụng chạy qua máy biến áp

- Điện áp thứ cấp máy biến áp

- Công suất biểu kiến thứ cấp máy biến áp

- Công suất biểu kiến sơ cấp máy biến áp

Như vậy ta cần chọn một máy biến áp có U1 = 220V; U2 = 14,9 (V) và S = 1,1*540 = 594(VA)

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện một chiều

Trên thị trường không có sẵn máy biến áp loại như trên và nhóm đã quyết định mua máy biến áp lõi xuyến có sẵn trên thị trường với U1

=220V; S = 700VA sau đó về tính toán quấn cuộn dây thứ cấp để tạo

ra điện áp 14,9(V) Các bước thực hiện như sau:

•B1: Khảo sát số vòng trên vôn ta xác định được

NV = 0,9 (Vòng/vôn)

•B2: Tính số vòng dây thứ cấp máy biến áp

•B3: Tính đường kính dây quấn thứ cấp

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện một chiều

Tính chọn MCCB

- MCCB được dùng để bảo vệ tổng thể toàn mạch, nhưng bộ nguồn

công suất được cung cấp chủ yếu từ máy biến áp cấp nguồn 12V, do

vậy ta tập chung tính chọn MCCB theo dòng điện máy biến áp còn các phần dòng điện khác cho nguồn 5V và mạch điều khiển coi như bỏ

qua

- Dòng điện qua sơ cấp máy biến áp được xác định:

Như vậy ta chọn loại MCCB nhỏ loại nhỏ nhất hiện tại trên thị

trường là loại 6A-250V

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện một chiều

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện

một chiều

Như vậy ta chọn contactor loại HiMC50 – 380/440V với các thông số

và kỹ thuật theo bảng sau :

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện

một chiều

Tính chọn cầu nối

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng

điện một chiều

 Tính chọn dây cấp nguồn DC 12V-30A theo điều kiện phát nóng

Theo điều kiên phát nóng ta có Icp .K1.K2  IPX = Itt

- Xét với điều kiện làm việc ở môi trường là 400C , như vậy ta chọn dây

đồng loại 2*4 có giá trị dòng điện làm việc cho phép lâu dài ở nhiệt độ 650C

là 45 (A) thỏa mãn điều kiện kiểm tra theo điều kiện phát nóng

45.0,8*0,9 = 32 (A) >30 (A)

Như vậy ta chọn dây 2*4 của Taya với đặc tính kỹ thuật:

4mm2x2C 7/0.85

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện

2.5 Sơ đồ bố trí thiết bị trong và ngoài tủ điện

Chương 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế mạng điện

một chiều

Hình ảnh sản phẩm sau khi hoàn thiện

Chương 3: Xây dựng phương án thi công cấp điện cho phòng thí nghiệm điện ôtô

3.1 Phương án cấp điện

Chương 3: Xây dựng phương án thi công cấp điện cho

phòng thí nghiệm điện ôtô

3.2 Hướng dẫn lắp đặt

- Gắn tủ điện lên tường với chiều cao tính từ đáy tủ đến mặt đất 1,2m

- Gắn máng điện loại 40*40- goody

- Đi dây trong máng theo số lượng nguồn

- Kết nối nguồn vào modul nguồn đặt trên bàn

3.3 Hướng dẫn sử dụng

B1: Kiểm tra cách điện tủ

B2: Cấp nguồn điện ~1-220V-50Hz vào tủ

B3: Nhấn nút Start ( màu xanh) cấp điện đến các bàn thí nghiệm, đền xanh

Phần 3: KẾT LuẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ

Biết cách đo kiểm tra và sử dụng tủ điều khiển cấp nguồn điện một chiều

- Thiết kế bộ nguồn đa năng công suất lớn với các giá trị điện áp 5V;

12V;24V có khả năng ổn định điện áp, có bảo vệ quá dòng bằng mạch điện tử

- Thiết kế mẫu modul nguồn đa năng đặt trên bàn thí nghiệm có điều khiển giám sát các nguồn tại vị trí thực tập, có thể điều khiển cắt từ các bàn thực tập bất kỳ khi có sự số

The End The End