đồ án thiết kế mạch role bảo vệ quá áp và thấp áp

rơ le bảo vệ quá áp và thấp ápdo nhu cầu bảo vệ các thiết bị điện nên cần mạch bảo vệđây là đề tài hay để chúng ta nghiên cuurơ le bảo vệ quá áp và thấp ápdo nhu cầu bảo vệ các thiết bị điện nên cần mạch bảo vệđây là đề tài hay để chúng ta nghiên cuurơ le bảo vệ quá áp và thấp ápdo nhu cầu bảo vệ các thiết bị điện nên cần mạch bảo vệđây là đề tài hay để chúng ta nghiên cuurơ le bảo vệ quá áp và thấp ápdo nhu cầu bảo vệ các thiết bị điện nên cần mạch bảo vệđây là đề tài hay để chúng ta nghiên cuu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

====o0o====

Đồ Án Thiết Kế Mạch Điện Tử

ĐỀ TÀI:

Thiết Kế Role Điện TỬ Bảo Vệ Quá áp Và Thấp Áp

Sinh viên:Nguyễn Văn Đàm

Mssv : 1421060063

Lớp : Điện- Điện tử A – K59

Nhóm :

Gvhd:Gs Ts Kim Ngọc Linh

- Thiết kế rơle bảo vệ quá áp và thấp áp thỏa mãn các thông số kỹ thuật sau:

- Điện áp vào cần khống chế 3,5 Uv 7,4 v

- Rơle điện từ loại 12VDC , Idm = 70mA

- Thời gian trễ có thể điều chỉnh từ 3,5 giây đến 12 giây

- Phần tử so sánh và tạo thời gian trễ dùng vi mạch thuật toán

- P hần tử thừa hành dùng TranZito loại NPN

- Khi điện áp vào nằm trong dải 3,5 Uv 7,4 v thì rơle điện từ không được cấp điện

- Sơ đồ tham khảo TK- Yêu cầu:

- Yêu cầu:

- Thuyết minh sơ đồ nguyên lý

- Tính chọn các linh kiện (chọn theo tiêu chuẩn)

- Thiết kế nguồn nuôi cho rơle được lấy từ lưới 220v-50Hz

Mô phỏng mạch thiết kế

- Sơ đồ TK-07:

Phần 1 :Thuyết minh hoạt động sơ đồ nguyên lý:

 Khi điện áp đầu vào của mạch rơle nằm trong khoảng Ung1 Uv Ung2 thì

Các bộ so sánh OA1, OA2 làm việc ở trạng thái bão hòa dương (với OA1 so sánh điện áp cao và Oa2 so sánh điện áp thấp ) , điốt D1,D2 khóa , khi đó bộ so sánh OA3 làm việc ở chế độ bão hòa âm ( để đảm bảo khi diots d1,D2 khóa OA3 bão hòa âm chọn điện áp ngưỡng tạo bởi phân áp R8-R9 đảm bảo Oa3 bão hòa âm ) Khi đó tụ C không được nạp điện Đặt Ung4 đảm bảo để khuếch đại thuật toán OA4 làm việc ở chế độ khóa Ura4 làm cho BJT phân cực ngược khi đó rơle không có điện và không làm việc

 Khi điện áp đầu vào Uv của mạch rơle Uv Ung1 khi đó bộ so sánh OA1 vẫn bão hòa

dương còn bộ so sánh OA2 sẽ lật trạng thái từ bão hòa dương sang bão hòa âm khi đó điốt D2 sẽ dẫn làm điện áp ngưỡng tạo bởi phân áp R8-R9 giảm xuống nhỏ hơn Ung3 làm

bộ so sánh OA3 lật trạng thái từ bão hòa âm sang bão hòa dương Ubh+ 10,5V, khi đó tụ C được nạp điện (Uc>Ung4) làm khuếch đại thuật toán OA4 lật trạng thái từ bão hòa âm sangbão hòa dương Ubh+ 10,5V => Ura4 = Ubh + làm BJT phân cực thuận và dẫn bão hòa và rơle có điện và tác động

 Khi điện áp đầu vào Uv của mạch rơle Uv Ung2 khi đó bộ so sánh OA2 vẫn bão hòa

dương còn bộ so sánh OA1 sẽ lật trạng thái từ bão hòa dương sang bão hòa âm khi đó điốt D1 sẽ dẫn làm điện áp ngưỡng tạo bởi phân áp R8-R9 giảm xuống nhỏ hơn Ung3 làm

bộ so sánh OA3 lật trạng thái từ bão hòa âm sang bão hòa dương Ubh+ 10,5V, khi đó tụ C được nạp điện (Uc>Ung4) làm khuếch đại thuật toán OA4 lật trạng thái từ bão hòa âm sangbão hòa dương Ubh+ 10,5V => Ura4 = Ubh + làm BJT phân cực thuận và dẫn bão hòa và rơle có điện và tác động

Phần 2 :Sơ đồ khối các khâu của mạch nguyên lý

Phần 3 :Tính toán và chọn linh kiện các khâu của mạch rơle bảo vệ quá áp và thấp áp:

I Tính toán khâu thừa hành:

- sơ đồ :

-Điện trở của rơle :

Rrl = = =171 (Ω)

1 Tính toán dòng mở bão hòa của BJT:

II Tính toán khâu tạo trễ:

7.Tính chọn điện trở R16 tương ứng với thời gian trễ 3,5s:

R16 = = = 540 K(Ω)

=> Chọn điện trở R16 có giá trị điện trị điện trở là 510 K(Ω) , công suất 0,5w

8.Tính chọn biến trở VR4 tương ứng với thời gian trễ 12s:

( V R4 + R16 ) = = = 1,855 M(Ω)

 VR4 = ( V R4 + R16 ) - R16 = 1,355 M(Ω)

 Chọn biến trở VR4 có giá trị 1 M(Ω), công suất 0,25 w

III Tính toán và chọn linh kiện khâu so sánh:

- sơ đồ:

 Tính toán và chọn linh kiện khâu so sánh thấp áp :

 họn điện trở R4 có giại điện trở 3,3 KΩ , công suất 0,125w

5 Tính chọn chiết áp VR2

= =  3,5 = 3300

 VR2 = 3,11 (KΩ)

 Chọn chiết áp VR2 có giá trị điện trở 5 KΩ , công suất 0,5w

7.Chọn điốt DD2 loại 1N4001 có có Ungmax =50v

Iadm = 1A

 Tính toán và chọn linh kiện khâu so sánh quá áp :

- sơ đồ:

=> Chọn điện trở R10 có giá trị điện trở 8,2 (KΩ), công suất 0,125W

7 Tính phạm vi điều chỉnh ngưỡng thực tế từ các điện trở chuẩn:

= = = 2,95 (V)

= ) = = 3,93 (V)

8 Chọn IC so sánh OA3 lại LM339 có = 10,5 V

=> Chọn điện trở R8 có giá trị điện trở 6,8 (KΩ), công suất 0,125W

 Thiết kế nguồn nuôi cho role được lấy điện từ lưới 220V – 50Hz :

I Tính toán nguồn nuôi :

*) Công suất tiêu thụ của mạch :

- Công suất tiêu thụ của khâu thừa hành (Role) :

P1 = Idm.Udm = 70 12 = 0,84 W

- Công suất tiêu thụ của các bộ so sánh và KĐTT OA :

P2 = 4.0,68 = 2,72 (W)Công suất tiêu thụ trên các tải phân áp :

P3 = 5.(1 ECS) = 5 12 = 0,06 W

- Công suất tiêu thụ trên toàn mạch là :

Ptt = kdt( P1 + P2 + P3 ) = 1,4.(0,06+2,72+0,84) = 5,068W

- Tính toán dòng tải của mạch rơle :

II Thiết kế biến áp nguồn :

1 Tính toán công suất biến áp nguồn :

Scsyc = 1,25( + ) < Scscs

= 1,25(166,7 + 66,78)

= 291,85 < Scscs = 727,7

(18) Tính số phiến và khối lượng dây :

 Số phiến yêu cầu bằng , t : chiều dài một phiến

G = ( + ).g ; g = 8,9 = 94(0,02.5126 + 0,06.685).8,9

120 (g)

III.Tính toán và chọn linh kiện khâu chỉnh lưu và ổn áp

3 Chọn tụ C1 là tụ phân cực loại 10uF - 25 V

4 Chọn tụ C2 ,3 là tụ không phân cực loại : 33pF

1 Điện áp Uv nằm trong khoảng 3,5v < Uv < 7,4v

- Khi Uv trong khoảng này thì BJT sẽ khóa rơle không có điện , điện áp rơitrên

cuộn hút rơle = 0 , đèn led D6 sẽ tắt

2 Điện áp Uv < 3,5v

- Khi Uv < 3,5V thì khi đó BJT sẽ dẫn rơle có điện và sẽ tác động, điện áprơi trên cuộn hút rơle = 11,8V , Đèn LED D6 sẽ sáng

3 Điện áp Uv > 7,4V

- Khi Uv > 7,4V thì khi đó BJT sẽ dẫn rơle có điện và sẽ tác động, điện áprơi trên cuộn hút rơle = 11,8V , Đèn LED D6 sẽ sáng