Thiết kế nguồn nạp ắc quy tự động

Mặc dù trong thời gian qua em đã hết sức cố gắng tìm hiểu thực tế, nghiên cứu tài liệu để thực hiện đồ án nhng không thể tránh khỏi sai sót, em mong tiếp tục nhận đợc sự đóng góp và chỉ

Đồ án tốt nghiệp.

Lời nói đầu

Trong đà phát triển của khoa học kỹ thuật nhiều thành tựu mới đã đợc áp dụng vào công nghiệp Với xu thế phát triển của khoa học ngày nay là ứng dụng

kỹ thuật điện tử, kỹ thuật tin học, cơ khí chính xác để thực hiện tự động hoá Tự

động hoá đợc áp dụng cho từng máy, tổ hợp máy đến cả dây chuyền công nghệ cả nhà máy và tiến tới tự động hoá cả một ngành sản xuất.

Nếu nh cơ khí hoá giảm nhẹ sức lao động chân tay của con ngời mà còn giảm nhẹ đi một phần sức lao động trí óc của con ngời Điều này làm cho tự

động hoá trở thành đặc trng của nền sản xuất công nghiệp hiện đại.

Ngày nay trong công nghiệp các mạch điều khiển ngời ta thờng dùng kỹ thuật số với các chơng trình phần mềm đơn giản, linh hoạt và dễ dàng thay đổi

đợc cấu trúc tham số hoặc các luật điều khiển Nó làm tăng tốc độ tác động nhanh và có độ chính xác cao cho hệ thống Nh vậy nó làm chuẩn hoá các hệ thống truyền động điện và các bộ điều khiển tự động hiện đại và có những đặc tính làm việc khác nhau.

Trong ứng dụng đó thì việc áp dụng vào mạch nạp ắc quy tự động đang

đ-ợc sử dụng rỗng rãi và có những đặc tính rất u việt Bởi ắc quy là nguồn cấp

điện một chiều cho các thiết bị điện trong công nghiệp cũng nh trong đời sống hàng ngày, cung cấp nguồn điện một chiều cho các nơi cha có nguồn điện lới

nh chiếu sáng, tivi, thông tin liên lạc điều khiển đo lờng, cung cấp cho các thiết bị trên giàn khoan ngoài biển Chính vì vậy việc nghiên cứu chế tạo ắc quy và nguồn nạp ắc quy là hết sức cần thiết, nó ảnh hởng rất lớn tới dung lợng

và độ bền của ắc quy.

Dới đây em xin trình bày toàn bộ nội dung của đồ án tốt nghiệp "Thiết kế nguồn nạp ắc quy tự động" do thầy giáo Hà Tất Thắng giảng viên trờng Đại học Bách khoa Hà Nội hớng dẫn.

Mặc dù trong thời gian qua em đã hết sức cố gắng tìm hiểu thực tế, nghiên cứu tài liệu để thực hiện đồ án nhng không thể tránh khỏi sai sót, em mong tiếp tục nhận đợc sự đóng góp và chỉ bảo của các thầy.

Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Hà Tất Thắng ngời đã trực tiếp hớng dẫn em và toàn bộ các thầy trong bộ môn Tự động hoá xí nghiệp công nghiệp Khoa Điện trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp

đỡ và dạy dỗ em trong những năm qua.

Hà nội, ngày 20 tháng 5 năm 2005

Sinh viên:

2

Đồ án tốt nghiệp.

Chơng I

Giới thiệu chung về ắc quy

ắc quy là nguồn cung cấp điện một chiều cho các thiết bị điện trong công

nghiệp, cũng nh trong đời sống hàng ngày.Có nhiều loại ắc quy nhng phổ biến và thờng gặp trong thực tế là ắc quy chì và ắc quy axit

I Cấu tạo

- Cấu trúc của một ắc quy đơn gồm: phân khối bản cực dơng, phân khối bản cực âm và các tấm ngăn Phân khối bản cực do các bản cực cùng tên ghép lại với nhau

- Cấu tạo của một bản cực trong ắc quy gồm có phần khung xơng và chất tác dụng trát lên nó

- Khung xơng của bản cực âm và bản cực dơng có cấu tạo giống nhau,chúng

đ-ợc đúc từ chì và ăngtimoan (Sb) và tạo hình dạng mắt lới.Phụ gia Sb thêm vào chì

sẽ làm tăng độ dẫn điện và cải thiện tính đúc

- Trong thành phần của chất tác dụng còn có khoảng 3% chất nở (các muối hữu cơ)

để tăng độ xốp ,độ bền của lớp chất tác dụng Nhờ tăng độ xốp mà cải thiện đợc độ thấm sâu của chất dung dịch điện phân vào trong lòng bản cực, đồng thời diện tích thực

tế tham gia vào phản ứng hoá học cũng đợc tăng lên

- Phần đầu của bản cực có vấu,các bản cực dơng của mỗi ắc qui đơn đợc hàn với nhau tạo thành khối bản cực dơng, các bản cực âm đợc hàn với nhau tạo thành khối bản cực âm

- Số lợng các bản cực trong mỗi ắc qui đơn thờng từ 5ữ8 tấm,bề dày của mỗi tấm bản cực dơng của ắc quy thờng từ 1,3 ữ1,5 mm, bản cực âm thờng mỏng hơn từ 0,2ữ0,3 mm

- Tấm ngăn đợc bố trí giữa các bản cực dơng và âm có tác dụng ngăn cách và tránh va đập giữa các bản cực Tấm ngăn đợc làm từ vật liệu pô ly vinyl dày

0,8ữ1,2 mm có dạng lợn sóng, trên bề mặt tấm ngăn có các lỗ cho phép dung dịch

điện phân đi qua

II Phân loại ắc quy

Cho đến nay có rất nhiều loại ắc quy khác nhau đợc sản xuất tuỳ thuộc vào những điều kiện yêu cầu cụ thể của từng loại máy móc,dụng cụ, điều kiện làm việc.Cũng nh những tính năng kinh tế kỹ thuật của ắc quy có thể liệt kê một số loại sau:

+ ắc quy chì (ắc quy axít) + ắc quy kiềm

+ ắc quy không lamen và ắc quy kiềm + ắc quy kẽm-bạc và ắc quy cat mi-bạc

Tuy nhiên trên thực tế ắc quy axít và ắc quy kiềm đợc sử dụng nhiều hơn Nhng thông dụng nhất từ trớc đến nay vẫn là ắc quy axít.Vì so với ắc quy kiềm nó

có một vài tính năng tốt hơn nh :sức điện động của mỗi bản ”cặp bản” cực cao hơn,

có điện trở trong nhỏ vì vậy trong đồ án này ta chọn loại ắc quy axít để nghiên cứu

và thiết kế

III Yêu cầu cho việc nạp

1 ắc quy là nguồn năng lợng có tính chất thuận nghịch: nó tích trữ năng lợng dới

dạng hoá năng và giải phóng năng lợngdới dạng điện năng Quá trình ắc quy cấp điện cho mạch ngoài đợc gọi là quá trình phóng điện, quá trình ắc quy dự trữ năng lợng đợc gọi là quá trình nạp điện

a, Quá trình biến đổi năng lợng trong ắc quy axít

Kí hiệu hoá học biểu diễn ắc quy axít có dung dịch điện phân là axít H2SO4 Nồng độ dung dịch d =1,1ữ1,3% bản cực âm là Pb và bản cực dơng là PbO2 có dạng:

(-) Pb H2SO4 d =1,1-1,3 PbO2 (+)Phơng trình hoá học biểu diễn quá trình phóng nạp của ắc qui axít:

4

Đồ án tốt nghiệp.

PbO2 +2 H2SO4 + Pb phong nap 2 PbSO4 + 2 H2O Thế điện động e = 2,1 V

b, Quá trình biến đổi năng lợng trong ắc quy kiềm

- Kí hiệu hoá học biểu diễn ắc quy kiềm có dung dịch điện phân là KOH nồng độ d = 20% bản cực âm là Fe và bản cực dơng là (Ni OH)3 có dạng:

điện phân giảm dần.Khi ắc quy nạp điện nồng độ dung dịch điện phân tăng dần

Do đó ta có thể căn cứ vào nồng độ dung dịch điện phân để đánh giá trạng thái tích điện của ắc quy

2 Các đặc tính cơ bản của ắc quy

- Sức điện động của ắc quy chì và ắc quy axit phụ thuộc vào nồng độ dung dịch điện phân Ngời ta thờng sử dụng công thức kinh nghiệm

Eo = 0,85 + ρ (V) Trong đó:

Eo: sức điện động tĩnh của ắc quy (V)

Trong đó:

EΡ: sức điện động của ắc quy khi phóng điện (V)

IΡ: dòng điện phóng (A)

UΡ: điện áp đo trên các cực của ắc quy khi phóng điện (V)

rb: điện trở trong của ắc quy khi phóng điện (Ω)

- Trong quá trình nạp sức điện động En của ắc quy đợc tính theo công thức:

En = Un – In.rb

Trong đó:

En: sức điện động của ắc quy khi nạp điện (V)

In: dòng điện nạp (A)

Un: điện áp đo trên các cực của ắc quy khi nạp điện (V)

rb: điện trở trong của ắc quy khi nạp điện (Ω)

- Dung lợng phóng của ắc quy là đại lợng đánh giá khả năng cung cấp năng ợng của ắc quy cho phụ tải và đợc tính theo công thức sau:

l-CΡ = IΡ.tΡ Trong đó:

CΡ: dung dịch thu đợc trong quá trình phóng (Ah)

IΡ : dòng điện phóng ổn định trong thời gian phóng điện tΡ (A)

tΡ : thời gian phóng điện (h)

- Dung lợng nạp của ắc qui là đại lợng đánh giá khả năng tích trữ năng lợng của ắc qui và đợc tính theo công thức :

Cn = In tn

Trong đó :

Cn : dung dịch thu đợc trong quá trình nạp (Ah)

In : dòng điện phóng ổn định trong thời gian nạp điện tn (A)

tn : thời gian nạp điện (h)

6

Đồ án tốt nghiệp.

a, Đặc tính phóng của ắc quy

- Đặc tính phóng của ắc quy là đồ thị biểu diễn quan hệ phụ thuộc của sức

điện động, điện áp ắc quy và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian phóngkhi dòng điện phóng không thay đổi:

- Trong khoảng thời gian phóng từ tΡ= 0 đến tΡ = tgh , sức điện động điện áp, nồng độ dung dịch điện phân giảm dần,tuy nhiên trong khoảng thời gian này độ dốc của các đồ thị không lớn ta gọi đó là giai đoạn phóng ổn định hay thời gian phóng

điện cho phép tơng ứng với môĩ chế độ phóng điện của ắc quy (dòng điện phóng)

(H2 Đặc tính phóng của ăcquy)

- Từ thời điểm tgh trở đi ,độ dốc của đồ thị thay đổi đột ngột Nếu ta tiếp tục cho ắc qui phóng điện sau tgh thì sức điện động,điện áp của ắc qui sẽ giảm rất nhanh.Mặt khác các tinh thể sun phát chì (PbSO4) tạo thành trong phản ứng sẽ có dạng thô,rắn rất khó hoà tan(biến đổi hoá học) trong quá trình nạp điện trở lại cho

0 2 4 6 8 10

ắc qui sau này.Thời điểm tgh gọi là giới hạn phóng điện của ắc qui ,các giá trị EΡ,UΡ ,ρ tại tgh đợc gọi là các giá trị giới hạn phóng điện của ắc qui, ắc qui không đợc phóng điện khi dung dịch còn khoảng 80%

- Sau khi đã ngắt mạch phóng một khoảng thời gian nào đó ,các giá trị sức

điện động, điện áp của ắc qui , nồng độ dung dịch điện phân lại tăng lên, ta gọi đây

là thời gian phục hồi hay khoảng thời gian nghỉ của ắc qui Thời gian hồi phục này phụ thuộc vào chế độ phóng điện của ắc qui (dòng điện phóng và thời gian phóng)

b, Đặc tính nạp của ắc qui

- Đặc tính nạp của ắc qui là đồ thị biểu diễn quan hệ phụ thuộc của sức điện

động , điện áp và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian nạp khi trị số dòng

điện nạp không thay đổi

( H2: Đặc tính nạp của ắc quy )

- Từ đặc tính nạp ta có nhận xét sau:

8

I (A) U, E (V)

2,7 2,4

Vùng nạp no 2

Đồ án tốt nghiệp.

+ Trong khoảng thời gian từ tn=0 đến tn=tgh thì sức điện động,điện áp nồng

độ dung dịch điện phân tăng dần

+ Tới thời điểm ts trên bề mặt các bản cực âm xuất hiện các bọt khí (còn gọi

là hiện tợng sôi) lúc này hiệu điện thế giữa các bản cực của ắc qui đơn tăng đến 2,4V Nếu vẫn tiếp tục nạp giá trị này nhanh chóng tăng tới 2,7V và giữ

nguyên Thời gian này gọi là thời gian nạp no, nó có tác dụng cho phần các chất tác dụng ở sâu trong lòng các bản cực đợc biến đổi hoàn toàn nhờ đó sẽ làm tăng thêm dung lợng phóng điện của ắc qui

+ Trong sử dụng, thời gian nạp no cho ắc qui kéo dài từ 2-3 giờ, trong suất thời gian đó hiệu điện thế trên các bản cực của ắc qui và nồng độ dung dịch điện phân không thay đổi Nh vậy dung lợng thu đợc khi ắc qui phóng điện luôn nhỏ hơn dung lợng cần thiết để nạp no ắc qui

+ Sau khi ngắt mạch nạp, điện áp,sức điện động của ắc qui, nồng độ dung dịch điện phân giảm xuống và ổn định Thời gian này cũng gọi là khoảng nghỉ của

ắc qui sau khi nạp

+ Trị số dòng điện nạp ảnh hởng rất lớn đến chất lợng và tuổi thọ của ắc qui Dòng điện nạp định mức đối với ắc qui là In = 0,1 C10

- Trong đó C10 là dung lợng của ắc qui mà với chế độ nạp với dòng điện định mức là C = 180 (Ah) thì nếu ta nạp ổn dòng với dòng điện bằng 10% dung lợng (tức In = 18 A) thì sau 10 giờ ắc qui sẽ đầy

3 Các phơng pháp nạp ắc qui tự động

Có ba phơng pháp nạp ắc qui là:

+ Phơng pháp dòng điện + Phơng pháp điện áp + Phơng pháp dòng áp

a, Phơng pháp nạp ắc qui với dòng điện không đổi

Đây là phơng pháp nạp cho phép chọn đợc dòng nạp thích hợp với mỗi loại

ắc qui, bảo dảm cho ắc qui no Đây là phơng pháp sử dụng trong các xởng bảo ỡng sửa chữa để nạp điện cho ắc qui mới hoặc nạp sửa chữa cho các ắc qui bị

d-sunphát hoá Với phơng pháp này ắc qui đợc mắc nối tiếp nhau và phải thoả mãn

điện nạp không đổi ta phải bố trí trong mạch nạp biến trở R Trị số giới hạn của biến trở đợc xác định theo công thức :

R =

I

N U

điện nạp thay đổi hai hay nhiều nấc

Trong trờng hợp nạp hai nấc ,dòng điện nạp ở mức thứ nhất chọn bằng (0,3-,6) C10 tức là nạp cỡng bức và kết thúc ở mức một khi ắc qui bắt đầu sôi Dòng

điện nạp ở nấc thứ hai là 0,1 C10

b, Phơng pháp nạp với điện áp không đổi

Phơng pháp này yêu cầu các ắc qui đợc mắc song song với nguồn nạp Hiệu

điện thế của nguồn nạp không đổi và đợc tính bằng (2,3-2,5) V cho môĩ ngăn đơn Phơng pháp nạp với điện áp không đổi có thời gian nạp ngắn,dòng nạp tự động giảm theo thời gian Tuy nhiên dùng phơng pháp này ắc qui không đợc nạp no Vì vậy nạp với điện áp không đổi chỉ là phơng pháp nạp bổ xung cho ắc qui trong quá trình sử dụng

c, Phơng pháp nạp dòng áp

- Đây là phơng pháp tổng hợp của hai phơng pháp trên Nó tận dụng đợc những u điểm của môĩ phơng pháp

10

Đồ án tốt nghiệp.

- Đối với yêu cầu của đề tài là nạp ắc qui tự động tức là trong quá trình nạp mọi quá trình biến đổi và chuyển hoá đợc tự động diễn ra theo một trình tự đã đặt sẵn thì ta chọn phơng pháp nạp ắc qui là phơng pháp dòng áp

- Đối với ắc qui axit: Để đảm bảo cho thời gian nạp cũng nh hiệu suất nạp thì trong khoảng thời gian tn =8 giờ tơng ứng với 75- 80% dung lợng ắc qui ta nạp với dòng điện không đổi là In = 0,1 C10 Vì theo đặc tính nạp của ắc qui trong đoạn nạp chính thì khi dòng điện không đổi thì điện áp, sức điện động tải ít thay đổi, do

đó bảo đảm tính đồng đều về tải cho thiết bị nạp Sau thời gian 8 giờ ắc qui bắt đầu sôi lúc đó ta chuyển sang nạp ở chế độ ổn áp Khi thời gian nạp đợc 10 giờ thì ắc qui bắt đầu no, ta nạp bổ xung thêm 2-3 giờ

- Đối với ắc qui kiềm: Trình tự nạp cũng giống nh ắc qui axit nhng do khả năng quá tải của ắc qui kiềm lớn nên lúc ổn dòng ta có thể nạp với dòng nạp

In =0,2 C10 hoặc nạp cỡng bức để tiết kiệm thời gian với dòng nạp In = 0,5 C10

- Các quá trình nạp ắc qui tự động kết thúc khi bị cắt nguồn nạp hoặc khi nạp

ổn áp với điện áp bằng điện áp trên 2 cực của ắc qui, lúc đó dòng nạp sẽ từ từ giảm

- Khi dung lợng của ắc qui dâng lên đến 80% lúc đó nếu ta cứ tiếp tục giữ

ổn định dòng nạp thì ắc qui sẽ sôi và làm cạn nớc Do đó đến giai đoạn này ta lại phải chuyển chế độ nạp cho ắc qui sang chế độ ổn áp Chế độ ổn áp đợc giữ cho

đến khi ắc quy đã thực sự no Khi điện áp trên các bản cực của ắc quy bằng điện

áp nạp thì lúc đó dòng nạp sẽ tự động giảm về không, kết thúc quá trình nạp

- Tuỳ theo loại ắc quy mà ta nạp với dòng điện nạp khác nhau

+ ¾c quy axit: dßng n¹p In = 0,1 C10

N¹p cìng bøc víi dßng ®iÖn n¹p In = 0,2 C10

+ ¾c quy kiÒm dßng n¹p In = 0,2 C10

N¹p cìng bøc In = 0,5 C10

- Tõ c¸c ph©n tÝch ë trªn ta rót ra c¸c sè liÖu víi ¾c quy axit nh sau:

+ §iÖn ¸p n¹p cho ¾c quy U n =1412,.32,7 = 165(V)

+ Dßng n¹p lín nhÊt : In max= Id max= 40 (A)

12

Đồ án tốt nghiệp.

Chơng II Lựa chọn bộ biến đổi

án thích hợp nhất ,nhằm đáp ứng đợc các chỉ tiêu về mặt kỹ thuật và kinh kế Trong

đồ án của em thiết kế cần khối nguồn chỉnh lu với yêu cầu cung cấp cho tải điện áp một chiều có thể thay đổi đợc từ ( 12-165 ) V Dòng điện một chiều từ ( 4- 40 ) A

- Phơng án 2: ta mắc hỗn hợp giữa nối tiếp và song song các bình ắc qui với

nhau Ta chia làm: 9 cặp mắc song song với nhau mỗi cặp gồm 12 bình nối tiếp nhau do đó: Ud = 12 12 =144 (V)

Id = 4 9 36 (A)

Phơng án này chấp nhận đợc, do đó ta sẽ lấy :

II Phân tích các sơ đồ chỉnh lu

1 Sơ đồ mạch lực

Trong sơ đồ cầu 3 pha không đối xứng ngời ta có thể sử dụng 3 Tiristor ở nhóm ca tốt và 3 điốt ở nhóm catốt

2 Hoạt động của sơ đồ

Sơ đồ cầu 3 pha không đối xứng đấu 3 Tiristor và 3 điốt nối tiếp nhau làm việc độc lập trên cùng một phụ tải

14

+ 1 2 3 12

1

2

9

T

U

d

D2

D

6

L

R

T

1

D

4

V

A

VB V

C

i

d

iT!

i

2a

Đồ án tốt nghiệp.

Trong sơ đồ Ud1 là thành phần điện áp tải do nhóm catốt chung tạo ra, còn

Ud2 là thành phần do nhóm anốt chung tạo ra Vì mạch tải có điện cảm lớn nên dòng tải đợc nắn thẳng id= Id Trong khoảng θ đến θ1, T5 và T6 cho dòng tải id = Id chảy qua

D6 đặt điện thế Vb lên anốt D2

Khi θ≥θ1 điện thế catốt D2 là Vc bắt đầu nhỏ hơn Vb, đi ốt D2 mở, dòng tải id

= Id chảy qua D2 và T5, Ud= 0

Khi θ = θ2 cho xung điều khiển T1 mở

Trong khoảng θ2 và θ3, T1 và D2 cho dòng tải Id chảy qua D2 đặt điện thế Vc lên anốt D4

Khi θ≥ θ3 điện thế catốt D4và Va bắt đầu nhỏ hơn Vc, điốt D4 mở, dòng tải Id

chảy qua D4 và T1, Ud= 0

Góc mở α về nguyên tắc có thể biến thiên từ 0 ữπ Điện áp điều chỉnh có thể

điều chỉnh đợc từ giá trị lớn nhất đến 0

+ Ưu điểm của sơ đồ: Dùng ít số van điều khiển, hệ số công suất cao

+ Nhợc điểm của sơ đồ: Số lần đập mạch của góc chỉnh lu phụ thuộc vào góc

điều khiển α Với góc α nhỏ dạng điện áp gần nh sơ đồ cầu 3 pha đối xứng Tuy nhiên khi góc α tăng lên điện áp ra chỉ còn đập mạch 3 lần trong một chu kỳ

* Giá trị trung bình của điện áp tải:

* Công suất của máy biến áp:

* Gi¸ trÞ hiÖu dông dßng thø cÊp m¸y biÕn ¸p:

θ1 θ3 θ4

- Góc mở α đợc tính từ giao điểm của các nửa hình sin

- Giá trị trung bình của điện áp trên tải

Điện áp trung bình của điện áp trên tải Ud

Ud1 =

π 2

α π

θ θ

6 5

Ud1 : giá trị trung bình của Ud1 do nhóm catôt chung tạo nên

Ud2: giá trị trung bình của Ud2 do nhóm anôt chung tạo nên

18

Đồ án tốt nghiệp.

Ud1 =

π 2

α π

θ θ

6 5

6

2 sin

2U d = α

π cos2

6

3 U2

Ud2 =

π 2

6

2 sin 2

6 3

⇒ Ud = ( α)

π 1 cos2

M

3

∆ π

Trong đó: ∆UM: điện áp rơi

- Số xung áp chỉnh lu trong một chu kỳ lớn(6), vì vậy độ đập mạch của điện

áp chỉnh lu thấp, chất lợng điện áp cao

- Giá trị trung bình của dòng điện chạy qua mỗi van trong một chu kỳ thấp, chỉ bằng 1/3 dòng điện chỉnh lu, sơ đồ chỉ sử dụng cho các loại tải có công suất lớn

- Sơ đồ có hệ số sử dụng biến áp cao , cao nhất so với các sơ đồ cầu đã xét, công suất biến áp bằng công suất tải

- Trong máy biến áp không có hiện tợng từ hoá cỡng bức,vì từ nguyên lý làm việc ta thấy chiều dòng điện chạy qua thứ cấp máy biến áp có chiều ngợc nhau , nên tổng ampe vòng của thành phần một chiều gây nên trên mỗi trụ biến áp bằng không

- Có thể lấy ra đợc mức điện áp một nửa Ud/2 có tần số gợn sóng bằng 3 lần tần số nguồn bằng cách mắc thêm bộ lọc phụ

- Sơ đồ chỉnh lu không làm lệch pha lới điện công nghiệp

- Sơ đồ có thể hoạt động ở chế độ nghịch lu

Nh

ợc điểm:

- Sử dụng số van tiristor lớn (6 van) giá thành cao

- Cấu tạo mạch điều khiển rất phức tạp

- Sơ đồ này chỉ sử dụng cho tải công suất lớn dòng tải nhỏ điện áp chỉnh lu lớn có yêu cầu cao về độ bằng phẳng UCL

20

Chơng III tính toán mạch động lực

+ Sơ đồ cầ ba pha đối xứng có 6 van điều khiển còn cầu ba pha không đối xứng có 3 van điều khiển nên ít kênh điều khiển vốn đầu t giảm, hệ thống có thể

điều khiển đơn giản hơn, ít số van điều khiển nên có u điểm về kinh tế

+ Sơ đồ cầu ba pha không đối xứng có thể điều khiển các Tiristor một cách trực mà không cần cách ly bằng biến áp xung

Từ những u điểm đó, ta đi đến chọn phơng án dùng sơ đồ cầu ba pha không

đối xứng để thiết kế

22

Trong đó:

AT: áp tô mát làm nhiệm vụ đóng cắt nguồn có bảo vệ quá tải và ngắn mạch.MBA: Máy biến áp làm nhiệm vụ biến đổi điện áp nguồn sao cho phù hợp với điện áp ra của tải

RS: là điện trở lấy tín hiệu phản hồi dùng loại 30A - 75mV.…

+ ắc quy có dung lợng: 150 A.h

Điện áp danh định của mỗi ắc quy là 2V Nhng khi nạp ắc quy, để nạp no thì

điện áp danh định của mỗi ắc quy đơn lên tới 2,7V

Vậy Ud= 2,7 ì 54 = 146 (V)Thông thờng khi nạp ắc quy ta nạp dòng điện bằng 10% dung lợng định mức ở đây ta chế tạo bộ nguồn có dung lợng bằng 20% dung lợng định mức

Vậy ta có dòng điện tải Id:

) A ( 30 100

150 20

Id = − =

24

+

= Pd.1,23 = 8,1 KW TiÕt diÖn cña trô m¸y biÕn ¸p

Q =

C

Sf

BA

K

Q tiÕt diÖn trô (cm2)

K = 5-÷ 6 (lÊy K = 5(m¸y biÕn ¸p nhá))

SBA c«ng suÊt biÓu kiÕn m¸y biÕn ¸p

Trong trô cña m¸y biÕn ¸p chän hÖ sè tõ c¶m B = 1 Tesla

D©y quÊn ®iÖn ¸p r¬i trªn mét vßng d©y

Vu = π 2.f Bm.Q = 3,14 2.50.1.64.10-4 = 1,42 (vßng/vol)

a

b

a/2

b a/2

h

H

lGc

TiÕt diÖn d©y quÊn s¬ cÊp

= 14 (mm) Chän d©y quÊn h×nh ch÷ nhËt bäc thµnh sîi cã : 4,5mm.3

TiÕt diÖn d©y quÊn thø cÊp:

= 14,6 (mm) Chän d©y quÊn h×nh ch÷ nhËt bäc thµnh sîi cã : 4,8mm.3

TÝnh g«ng m¸y biÕn ¸p :

ChiÒu dµi g«ng :

LG = 3a + 2a/2 = 4a = 4.64 = 256 (mm) = 25,6 (cm)

TiÕt diÖn ngang cña g«ng :

SG = 1,2Q = 1,2.64 = 77 (cm2) ChiÒu réng cña g«ng : b = 10 (cm)

ChiÒu cao cña g«ng:

Đồ án tốt nghiệp.

hiểm nh ngắn mạch tải, quá điện áp hoặc quá dòng điện ,cụ thể ở đây ta tiến hành biện pháp bảo vệ cho các van tisirtor của mạch chỉnh lu bao gồm

Bảo vệ ngắn mạch và quá tải

Bảo vệ quá điện áp

a Bảo vệ ngắn mạch và quá tải bằng dây chảy

+ Để bảo vệ tisirtor hoặc điôt tránh dòng điện phá hoại ngời ta thờng dùng dây chảy tác động nhanh loại dây chảy này làm bằng bạc lá đặt trong vỏ sứ có chứa cát thạch anh hoặc nớc cất

+ Dùng dây chảy tác động nhanh(hoặc AT) đặt ở sơ cấp của máy biến áp

để bảo vệ ngắn mạch cho toàn bộ hệ thống nguồn

I1CC = 1,1.I1

b Bảo vệ quá điện áp

Để bảo vệ quá điện áp ta sử dụng mạch R- C đấu song song với van nhằm bảo vệ quá áp do tích tụ điện khi chuyển mạch gây nên

Các thiết bị nói chung cũng nh tiristor rất nhạy cảm với điện áp và tốc độ

biến thiên điện áp 

u đặt lên nó

Các nguyên nhân gây nên quá áp :chia thành hai loại:

- Nguyên nhân bên ngoài: do cắt đột ngột mạch điện cảm, do biến đổi đột ngột cực tính của nguồn, khi cầu chảy bảo vệ đứt hoặc khi có sấm sét

T

C R