intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đề tài “ Thiết kế bộ nguồn cho máy hàn tự dộng dùng thyristor đảm bảo được các yêu cầu công nghệ’’

Chia sẻ: Dinh Trong Thuan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:23

Thêm vào BST
Báo xấu
258
lượt xem 47
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong những năm gần đây với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của nền kinh tế xã hội, các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật ứng dụng vào các ngành công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp điện tử nói riêng, các thiết bị điện tử công suất được ứng dụng và được chế tạo ngày càng nhiều, đặc biệt là ứng dụng vào các ngành kinh tế quốc dân và đời sống, làm cho yêu cầu về sự hiểu biết và thiết kế các loại thiết bị này hết sức cần thiết đối với kỹ sư...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài “ Thiết kế bộ nguồn cho máy hàn tự dộng dùng thyristor đảm bảo được các yêu cầu công nghệ’’

  1. Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế ĐỀ TÀI “ Thiết kế bộ nguồn cho máy hàn tự dộng dùng thyristor đảm bảo được các yêu cầu công nghệ’’ SV:Đinh Trọng Thuận -2-
  2. Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của nền kinh tế xã hội, các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật ứng dụng vào các ngành công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp điện tử nói riêng, các thiết bị điện tử công suất được ứng dụng và được chế tạo ngày càng nhiều, đặc biệt là ứng dụng vào các ngành kinh tế quốc dân và đời sống, làm cho yêu cầu về sự hiểu biết và thiết kế các loại thiết bị này hết sức cần thiết đối với kỹ sư ngành điện Cùng với sự phát triển của ngành điện tử công suất thì việc ứng dụng rộng rãi các loại máy hàn vào công nghiệp là hết sức quan trọng nói một cách cụ thể hơn là đối với các ngành cơ khí chế tạo. Để hiểu rõ được vai trò của điện tử công suất và các loại máy hàn trong đó có hàn tự động. Trong bản đồ án môn học này được sự hướng dẫn của thầy Đỗ Mạnh Cường với đề tài : “ Thiết kế bộ nguồn cho máy hàn tự dộng dùng thyristor đảm bảo được các yêu cầu công nghệ’’ Em có đưa ra một số phương án trình bày trong bản đồ án thiết kế. Tuy nhiên với sự hiểu biết và những kiến thức đã học còn hạn chế nên bản đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót nhất định.Em rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo của các thầy cô giáo để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Đinh Trọng Thuận -3-
  3. Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế Chương 1 TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ 1.1.Nguyên lý của hàn một chiều a. Định nghĩa Hàn là quá trình nối hai vật liệu bằng kim loại vói nhau bằng cách nung nóng chỗ nối đến nóng chảy hoặc gần nóng chảy b. Nguyên lý của hàn một chiều Là một dạng phóng điện trong chất khí với mật độ dòng điện lớn (102 đến 103 A/mm2 ) tạo hiện tượng hồ quang điện làm nóng chảy kim loại...Ở điều kiện bình thường chất khí hầu như không dẫn điện. Nếu đặt lên hai điện cực trong môi trường không khí một điện trường có cường độ đủ lớn thì có thể phá vỡ cách điện của chất khí và có khả năng dẫn dòng điện lớn, phụ thuộc vào tính chất chất khí, áp suất của nó, nhiệt độ môi trường, vật liệu làm điện cực, độ lớn của cường độ điện trường… Đặc tính V-A, đặc tính tĩnh của hồ quang: B Uh Để giảm được U mồi mà vẫn gây được hồ quang người ta A cho hai điện cực tiếp xúc nhau gây ra I đoãn mạch. Nếu I đoản mạch đủ lớn sẻ nung kim loại chổ tiếp xúc nóng chảy. C D Thường sử dụng đoạn đặc tính CD để hàn Ih . Hình 1.1 Đặc tính VA Trong tất cả các phương pháp ghép nối các chi tiết với nhau thì phương pháp hàn điện có nhiều ưu việt hơn tất cả.Chính vì vậy mà ngày nay nó được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp, xây dựng, chế tạo máy ... và hàn điện đã trở thành một phần tất yếu không thể thiếu. Phương pháp hàn điện có những ưu điểm nổi bật sau: + Khả năng ghép nối các chi tiết cao với chất lượng mối hàn tốt . + Chi phí sản xuất hạ , cho năng suất lao động cao . + Ít tiêu hao nguyên vật liệu . + Bảo vệ môi trường vệ sinh công nghiệp . động hóa cao + Công nghệ đơn giản, khả năng cơ giới hóa và tự 1.2. Cấu trúc máy hàn -4-
  4. Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế Tùy theo nhu cầu sử dụng và tiêu chuẩn của nhà sản xuất nên cấu tạo các loại máy hàn cũng khác biệt nhau.Tuy nhiên cấu tạo máy hàn có thể chia thành các phần chính sau: - Nguồn điện có thể là xoay chiều AC hoặc một chiều DC được tạo ra từ bộ biến đổi - Mỏ hàn và kẹp mass cùng cáp dẫn điện - Bình khí và van điều áp có thể là khí Argon tinh khiết, Heli tinh khiết, CO2 tinh khiết, Hỗn hợp Argon + heli, Hỗn hợp Argon + CO2 - Ngoài ra còn các bộ phận khác như vỏ, đồng hồ, làm mát, các nút điều khiển...vv 1.3. Phân loại a. Theo chế độ hàn người ta chia làm 2 loại -Kiểu thường: dòng điện được khống chế theo dạng hình thang: có điểm tăng dòng, duy trì và giảm dần về không -Kiểu có xung: cũng như trên nhưng dòng khống chế được điều chế một tần số nào đó. Độ rộng và chu kỳ cũng có thể thay đổi cho phù hợp với vật b. Phân loại theo kiểu máy : có 3 loại -Máy dùng chỉnh lưu diode -Máy dùng chỉnh lưu bằng thyristor -Máy inveter c. Phân loại theo dòng hàn: có 2 loại -Máy hàn DC Inveter AC--->DC--->AC--->DC Thyristor AC--->DC +- Máy hàn AC--->DC--->AC 1.4. Các yêu cầu khi làm việc - Nguồn hàn phải đảm bảo dòng hồ quang cả ở chế độ mồi và chế độ hồ quang ổn định - Đảm bảo an toàn khi làm việc ở chế độ làm việc cũng như chế độ ngắn mạch làm việc - Nguồn hàn phải có công suất lớn - Nguồn hàn phải có khả năng điều chỉnh được dòng hàn - Đường đặc tính ngoài của nguồn hàn phải đáp ứng được từng phương pháp hàn cụ thể ở đây là hàn tự động thì đường đặc tính ngoài phải cứng -5-
  5. Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Để cấp nguồn cho tải một chiều, chúng ta cần thiết kế các bộ chỉnh lưu với mục đích biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành năng lượng điện một chiều. Các loại bộ biến đổi này có thể sử dụng các sơ đồ chỉnh lưu sau đây: Chỉnh lưu tia ba pha có điều khiển - Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng. - Chỉnh lưu cầu ba phan có điều khiển. - 2.1. Nhận xét các sơ đồ a. Ưu và nhược điểm của chỉnh lưu tia 3 pha -ưu điểm : so với chỉnh lưu một pha thì chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp một chiều tốt hơn, biên độ điện áp đập mạch thấp hơn, thành phần sóng hài bậc cao bé hơn, việc điều khiển các van tương đối đơn giản -nhược điểm : sơ đồ chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp ra tải chưa thật tốt lắm, khi cần chất lượng điện áp ra tốt hơn thì dùng sơ đồ nhiều pha hơn. b.Ưu nhược điểm của sơ đồ cầu ba pha không đối xứng - Ưu điểm:sơ đồ có ít kênh điều khiển hơn so với sơ đồ cầu 3 pha đối xứng nên điều khiển dễ dàng hơn,đầu tư ít hơn - nhược điểm: điện áp ra không được tốt như sơ đồ cầu 3 pha đối xứng,dải điều chỉnh điện áp không lớn lắm c. Ưu và nhược điểm của chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng - ưu điểm : chất lượng điện áp tốt nhất, hệ số đập mạch thấp, thành phần sóng hài nhỏ, hiệu suất sử dụng biến áp tốt nhất - nhược điểm : cần phải mở đồng thời hai van theo đúng thứ tự pha nên rất phức tạp, nó gây khó khăn khi chế tạo vận hành và sửa chữa Với đề bài cho : thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều có các thông số : Uvào(v) Ud0(v) Iđm( A ) 3x380 75 200 Sơ bộ ta có công suất một chiều Pd = Ud . Id =75 . 200=15000w Theo các tài liệu cho thấy : - Công suất > 5 KW ta dùng sơ đồ chỉnh lưu ba pha - Đện áp một chiều ra tải cao > 30V nên dùng sơ đồ hình cầu - Điện áp chỉnh lưu nhỏ hơn nhiều so với lưới nên phải sử dụng BA nguồn -6- T4 T1
  6. Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế ==> Vì vậy ta chọn sơ đồ cầu ba pha có điều khiển là thích hợp nhất 2.2. SƠ ĐỒ CẦU 3 PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN: a. Sơ đồ và đồ thị Hình 2.1 Sơ đồ b.Công thức tính toán: ( áp dụng giáo trình điện tử công suất của thầy Trần Trọng Minh – Võ Minh Chính - Phạm Quốc Hải )  1   2   3   4   5   6    30 0   60 0 Nếu U d  U d 0 . cos   2,34.U 2 . cos  Id I TBV  3 U ng max  6.U 2 S ba  1,05.Pd max ( khi góc mở = 0 ) Hình 2.2 Đồ thị điện áp -7-
  7. Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế 2.3. Tính toán các tham số của sơ đồ 2.3.1 Phía nguồn:MBA ( chọn MBA ba pha ba trụ ) B C A - Điện áp sơ cấp MBA: U1 =3 X 380 (V) - Công suất một chiều: CD Pd  U d 0 .I d  75.200  15000 W AT - Công suất MBA: S ba  1,05.Pd max  1,05.15000  15750 VA - Ta có phương trình cân bằng điện áp: U d 0   U  U d  U  U  U L  U BA Với V c R c U L  3,5V , U V  2.1,6  3, 2V R U BA  5%U d 0  0,05.75  3,75V T4 T1 c R C  U d  U d 0   U  75  (3, 2  3,5  3,75) R =64,5 (V) T3 T6 Với sơ đồ 3 pha có điều khiển ta có công thức sau: mà c c R R U d 0  2,34.U 2 . cos  T5 T2 U arccos d  U d   U do . cos     l U d0 R s Vât han u 64,5 phd    30 0 arccos = 75 64.5 Hình 2.3 : Sơ đồ mạch lực  U2   33 (V ) 2,34Cos30 0 - Điện áp pha thứ cấp MBA là :33 (V ) Dòng hiệu dụng thứ cấp là: I 2  0,816 I d  200.0,816  163.2 ( A) - Dòng sơ cấp MBA: -8-
  8. Lời nói đầu U2 33 .I 2 = .163,2 = 14,1(A) I1 = I2.Kba = 380 U1 4 - Số vòng / vôn: 4,44.BT. f .Q.B  4,44.1.50.61,48.10  1,36 ( vòng/ vôn ) U1 380 - Số vòng dây sơ cấp: W1    280 ( vòng / vôn ) 1,36 1,36 U2 34 - Số vòng dây thứ cấp: W2    28 ( vòng / vôn ) 1,36 1,36 2.3.2.Phía mạch lực: tính toán chọn van - Điện áp chỉnh lưu không tải : U d 0  75 (V ) 6 U2 = 6 .33 =80.5 ( v) -Điện áp ngược đặt lên van là: Ungmax = - Điện áp ngược lớn nhất mà van phải chịu:  Ungv  k dtU .u LV =1,6 . 80.5 = 129 (V) với kdtU : hệ số dự trữ điện áp chọn kdtU = 1,6 I d 200 - Dòng điện làm việc của van: : ITBVAN   66,6 (A) 3 3 Chọn chế độ làm mát cho van là quạt thông gió và cánh tản nhiệt, chọn hệ số dự trữ dòng điện: KDTI = 2 vậy van phải chịu được dòng điện là: : IV = KDTI . ITBVAN = 2.66,6 = 133,2 (A) chọn thyristor T10-80 do nga chế tạo ( phụ lục 2trang 432 sách hướng dẫn thiết kế điện tử công suất của thầy Phạm Quốc Hải ) với các thông số sau: Umax = 1200V - - Imax = 1200A U =2.7V - Igm = 150 mA - Ugm =4 V - dU/dt = 50 – 1000 V/s - di/dt = 40 - 200 A/s - Toff =150 - 70s - a. Tính toán bảo vệ: * Bảo vệ dòng điện di/dt = 40 - 200 A/s cho van: -9-
  9. Lời nói đầu +Aptomat dùng để đóng cắt mạch động lực, tự động bảo vệ khi quá tải và ngắt mạch Thyristor, ngắn mạch đầu ra bộ biến đổi, ngắn mạch thứ cấp máy biến áp, + Chọn Aptomat có: Iđm = 1,1.I1 = 1,1.14,1 = 15,51 (A) + Chỉnh định dòng ngắn mạch: Inm = 2,5.I1 = 2,5.14,1 = 35,25(A) + Dòng quá tải: Iqt = 1,5.I1 = 1,5.14,1 = 21,15 (A) * Bảo vệ quá điện áp cho van: Người ta chia làm 2 loại nguyên nhân gây ra quá điện áp +Nguyên nhân bên trong: sự tích tụ điện tích trong các lớp bán dẫn. Khi khoá thyristor bằng điện áp ngược, các điện tích nói trên đổi ngược lại tạo ra dòng điện trong khoảng thời gian rất ngắn. Sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm. Do vậy giữa anot và catot của thyristor xuất hiện quá điện áp. +Nguyên nhân bên ngoài: Những nguyên nhân này th ường xảy ra ngẫu nhiên như khi cắt không tải một máy biến áp trên đường dây, khi có sấm sét..... Để bảo vệ quá điện áp , người ta thường dùng mạch RC đấu song song với Thyristor nhằm bảo vệ quá điện áp do tích tụ điện tích khi chuyển mạch gây nên. Mạch RC đấu giữa các pha thứ cấp MBA là để bảo vệ quá điện áp do cắt không tải MBA gây nên. Trong mạch bảo vệ quá điện áp ta chọn R=80 , C=0,25F 2.4.Tính toán cuộn kháng lọc: 1 * Với yêu cầu của điện áp hàn có Kđmv = K .  0,23 , hệ số san bằng của mạch lọc : Ksb = dm cos 30 K dmv K 0,23 , với sơ đồ cầu 3 pha điều khiển đối xứng ta có: Kđmr= 0,057  Ksb = dmv   4,03 K dmr K dmr 0,057 U d 64,5 tải có điện trở tương đương: Rd    0,32 ()  ta có giá trị điện cảm: Id 200 Rd 0,32 . 4,03  1  5,12.10 4 ( H )  0,51 (mH ) L .K sb  m dm .wl 6.2..50 vậy : điện cảm yêu cầu của cuộn kháng lọc : L  0,51 ( mH ) dòng định mức chạy qua cuộn kháng: Idm=200 (A) biên độ dòng xoay chiều bậc 1: I1m=10%Idm=20 (A) do dòng điện cuộn kháng lớn và điện trở bé do đó ta có thể coi tổng trở cuộn kháng xấp xĩ điện kháng: Zl  Xl = wl = 2.  .f.5,12.10-4 = 0,16 () I 1m 20 điện áp rơi trên cuộn kháng lọc: U L  Z L . = 0,16. = 2,2 (v ) 2 2 - 10 -
  10. Lời nói đầu Chương 3: Tính toán mạch điều khiển 3.1-Nguyên tắc điều khiển: Hình dưới là sơ đồ cấu trúc và đồ thị minh hoạ. ở đây khâu Ut tạo ra điện áp tựa có dạng cố định (thường có dạng răng cưa, đôi khi hènh sin) theo chu kỳ do nhịp đồng bộ của uđb. khâu so sánh ss xác định thời điểm cân bằng của 2 điện áp Ut và Uđk để phát động khâu tạo xung tx. như vậy trong nguyên tắc này thời điểm phát xung mở van hay góc điều khiển thay đổi do sự thay đổi trị số của uđk, trấn đồ thị đó là sự di chuyển theo chiều dọc của trục biên độ. đa số mạch điều khiển thực tế sử dụng nguyên tắc này Hình 3.1 Sơ đồ khối Hình 3.2 Sơ đồ điện áp +E 3.2. Thiết kế mạch điều khiển: D1 U1 8 R 3.2.1. Tính toán các khâu trong mạch điều khiển: 14 1 3 + 1 U2 a.Tính toán khâu đồng bộ: . 1 5 2 - R1 U~ 4 4 8 D2 2 TRF 14 1 -E 1 3 - 11 - +E1 VR1 R2
  11. Lời nói đầu Tính toán: o Chọn góc duy trì và thoát năng lượng  =5 thì điện áp U1 đặt vào cửa (+) của bộ so sánh là: U  = 2 Umaxsin o o = 2 .12.sin 5 5 = 1,48(v) U R2 E ta có: I   R2 R2  VR1 Hình 3.3 Sơ đồ mạch 1,48 E  1,48 12  1,48 10,52     R2 VR1 VR1 VR1  VR1  7 R 2 chọn R2 = 5 (k) , VR1 = 50 (k) để điện trở đầu vào của OA1 là lớn ta chọn điện trở R có giá trị là 100(k) Hình 3.4 Sơ đồ điện áp b.Khâu tạo điện áp răng cưa: 1 1  0,02( s )  20 (ms ) tương ứng với 360 0 T  Tính toán: Chu kì của điện áp lưới là: f 50 2 C1 1 3 VR2 R4 +E2 DZ +E D3 8 R3 U2 1 14 2 - 1 U3 3 + 4 -E Hình: 3.5 Sơđồmạch Hình: 3.6 Sơ đồ điện áp T 0  Chu kì của điện áp răng cưa là : TRC  10 (ms )  tương ứng với 180 2 mặt khác Trc = Tp + Tn - 12 -
  12. Lời nói đầu trong đó : tp - thời gian phóng của tụ c1 Tn - thời gian nạp của tụ c1 0 0 0 0 0  Tp = 180 tức là Tn = 10 Tp = như trên ta đã chọn  = 5 - 10 = 170 tương ứng với thời gian là: 170 0 x10 '' 10 0 x10 ''  9,4ms  0,6ms Tn = 180 0 180 0 chọn giá trị của tụ c1 = 0,2  f gọi dòng địên trong quá trình nạp là In. sau khoảng thời gian t = tn = 0,6 (ms) thì điện áp trên tụ đạt giá trị Uco vậy ta có: U bh 1 0, 6 U C0  ic dt  t 9  C C.R3 0 10.0,6.10 3 U bh  3333,33    R3  t 9.0,2.10 6 9.C chọn R3 có giá trị là 3,5 k gọi dòng địên trong quá trình phóng là ip. sau khoảng thời gian t = tp = 9,4 (ms) thì điện áp trên tụ về giá trị 0 tlp U C 0 .C 9.0,2.10 6 1  1,9.10  4  A  I p dt =0  I p   Ucp = U C 0  vậy ta có: 3 C tp 9,4.10 0 E2 E 12  63,15.103   VR2  R4  2  ta có: I p  I p 1,9.10 4 VR2  R4 chọn R4 = 20 k, vr2 = 50 k có thể điều chỉnh được +E c. Khâu so sánh: Để đảm bảo cho dòng điện đi vào các cửa của khuyếch đại thuật U4 toán nhỏ hơn 1mA ta chọn R5=R6=15 k 8 R5 Urc 2 R7 - 1 1 3 . + U®k R6 D4 H 4 ì 14 n -E h 3.7 Sơ đồ mạch - 13 -
  13. Lời nói đầu Hình 3.8 Sơ đồ điện áp d. Khâu phát xung chùm: U6 R8 +E 8 R11 2 - 1 3 + D6 4 R10 -E R9 C3 Hình 3.9 Sơ đồ mạch Hình 3.10 Sơ đồ điện áp Hình 3.11 Sơ đồ tạo xung chùm Tính toán:  2 R9  chu kỳ dao động: T  2 R8C3 ln 1   R10   chọn tần số phát xung là f = 10 Khz  2 R9  1 1  2 R8C3 ln  1     0, 0001 R10  f 10.103  - 14 -
  14. Lời nói đầu theo kinh nghiệm thường chọn R9 + R10 cỡ 20 k, để giảm độ chênh lệch giữa 2 cửa vào của OA chọn R10 nhỏ hơn R9.vậy chọn R10 = 5 K, r9 = 15 K , chọn trị số tụ điện c2 là 10 nf 0, 0001 0, 0001  R8    2500 ()  2.15   2 R9  9  2.10.10 .ln  1  5  2C2 ln  1    R10   chọn trị số của r8 là: 2,5 k, để có sườn xung dốc đứng ta nên sử dụng loại OA có tham số về tốc độ tăng áp lớn (như lF351) hoặc dùng comparator (như LM301, LM339…), các loại OA thông dụng như LM324, a741 cho xung không thật dốc với khu vực tần số trấn 10 (khz) e. Khâu trộn xung: Khâu trộn xung sử dụng IC các cổng AND có 3 đầu vào với các thông số: nguồn nuôi IC : Vcc = 315 (v), ta chọn: Vcc = 12 (v). + nhiệt độ làm việc : - 40o c  80o c + điện áp ứng với mức logic “1”: 2.54,5 (v). + dòng điện nhỏ hơn: 1 ma Bảng chân lí của cổng AND: x1 x2 y 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 f. Khâu phản hồi: R17 R19 R22 C2 + +E +E +E 8 R15 8 2 R18 8 - R21 1 2 - 3 1 2 RS U®k + - 3 1 + R16 3 + 4 4 4 -E - -E -E 2 R20 +E 1 3 VR2 Hình 3.12 Sơ đồ mạch * Nguyên lí hoạt động của khâu phản hồi : - 15 -
  15. Lời nói đầu Lấy điện áp phản hồi từ nguồn hàn thông qua điện trở shunt, vì điện áp này nhỏ nên ta cho qua bộ khuếch đại để được điện áp thích hợp. tiếp theo điện áp phản hồi được đưa vào bộ cộng (đảo) với điện áp mà ta đặt cho nguồn hàn làm việc.Sau đó điện áp phản hồi được đưa qua khâu PI để loại bỏ các sóng nhiễu có tần số cao làm cho mạch tăng tính ổn định chọn điện áp trên điện trở shunt urs = 2,5 v ta có: Rs = 2,5 = 0,0014  Prs = 1747 2.0,0014 = 4272 w 1747 chọn: Rs = 0,0015  vÀ Prs = 10 kw g.Khối nguồn: Hình 3.13 Sơ đồ mạch * Tính toán biến áp Công suất cấp cho các khối là rất nhỏ, thông thường ta chọn thông số của các biến áp của các khối như sau: o Khâu ổn áp: U 2 _ 1 =17 v; I 2 _ 1 =0,6 A công suất của khâu ổn áp là: P 2 _ 1 =U 2 _ 1 .I 2 _ 1 =17.0,6=10,2 (w) o Khâu nguồn công suất : U 2 _ 2 =10 v; I 2 _ 2 =1 A công suất của nguồn ổn áp là: P 2 _ 2 =U 2 _ 2 .I 2 _ 2 =10.1=10 (w) - 16 -
  16. Lời nói đầu o Khâu đồng pha: U 2 _ 3 =12 v; I 2 _ 3 =0,1 A công suất của nguồn đồng pha là: p 2 _ 3 =U 2 _ 3 .I 2 _ 3 =24.0,1=2,4 (w) ==> Tổng công suất của cả ba khâu là: P= P 2 _ 1 +P 2 _ 2 + P 2 _ 3 =10,2 + 10 + 2,4 = 22,6 (w) dòng điện sơ cấp trong máy biến áp là: S 22,6 I1  ( A)   0,102 U 1 220 * Tính toán khâu chỉnh lưu và ổn áp: Tạo nguồn nuôi e=12 V, ta dùng mạch chỉnh lưu cầu 1 pha dùng diode, điện áp thứ cấp máy biến áp nguồn nuôi: U2 =17 v Để ổn định điện áp ra của nguồn nuôi ta dùng 2 IC ổn áp 7812 và 7912, các thông số chung của vi mạch này: + điện áp đầu vào : Uv = 735 (v). + điện áp đầu ra : Ura = 12(v) với IC 7812. Ura = -12(v) với IC 7912 + dòng điện đầu ra: Ira = 01 (A). tụ điện C4, C5 dùng để lọc thành phần sóng hài bậc cao. chọn: C1 = C1 ' có: 50v/1000 F C 2 = C 2 ' có: 25v/1000 F C 3 = C 3 ' = 1F chọn C4 có: 25v/1000 F các diode D1  D8 chọn loại diode thông thường có các thông số:Itb = 1A , Uđm = 200 v h.Khuyếch đại xung & biến áp xung: *.Biến áp xung: Theo phần tính toán ở mạch lực ta chọn van thyristor T10-80 tham khảo các tài liệu cho thấy tỷ số biến áp xung th ường áp dụng m +E4 =13 lÀ tốt nhất. ở đây ta chọn m = 2 .Vậy giá trị dòng sơ cấp của BAX D9 1 R14 T1 14 1 1 D7 I1 = I2 / m = 150 / 2 = 75 (mA) 1 5 14 D8 giá trị điện áp sơ cấp của BAX: 14 4 8 R12 3 TRF2 2 TR1 1 3 2 TR2 1 - 17 - R13
  17. Lời nói đầu U1 = U2 .m = 4. 2 = 8 ( v ) công suất của BAX: S = U1 . I1 = 0,075 . 8 = 0,6 (VA ) chọn vật liệu lếi biến áp xung là ferit làm việc trên một phần của đặc tính từ hóa: Bs = 0,45 t, độ từ thẩm A = 6000 a/m, diện tích lõi 1cm2. U 1t x W1  số vòng dây cuộn sơ cấp BAX: Bs .S Hình 3.14: Sơ đồ mạch trong đó: Tx là chiều dài xung truyền qua máy biến áp th ường có giá trị từ 10 đến 600s.ở đây ta chọn tx là 350 s 5.350.10 6 W1   62(vòng ) S : là tiết diện lõi ferit, thay số vào ta có: 0, 45.10 4 + số vòng dây cuốn thứ cấp BAX: W1 62 (vòng) W2   31(vòng )  m 2 + giá trị trung bình ở sơ cấp và thứ cấp BAX 350.10 6 tx  0,131.10 2 ( A) I 1tb  I 1  0,075. T 2 2.10 350.106 tx  1,98.10 2 ( A) I1tb  I1  0,15. T 2 2.10 *.Khuyếch đại xung: chọn Ecs = 10 v Ecs  U SCBAX 10  5 ta có: R14    40 () I SCBA 0.125 chọn TR2 loại H1061 với các thông số: Uec = 35 (v) Iec = 2 (A)  = 120 ( ở đây sử dụng  = 10.) I ECT 2 0,15  I BT 2   0, 015( A)  15(mA)  T 2 10 ta có: ibt2 = iect1 = 15 (mA) chọn TR1 loại C828 với các thông số: Uec = 35 (v) - 18 -
  18. a. Sơ đồ  R12   I BT 1  Uv Lời nói đầu   T 1 10 I ECT 1 15 12 +e I BT 1 0, 0015 r 14 §9 t1 Iec = 150 (mA) §7 §8  1,5 (mA) tR 1 3.2.2 Sơ đồ nguyên lý và thuyết minh: tRF 2 c1 r4 + e2 VR2 tR 2 dz r 13 §1  = 100 ( ở đây sử dụng  = 10.) +e +e r1 u1 r §3 +e U2 U3 ua r3 §2 r5 oa1 +e oa2 r7 oa3 +e 1 r 12 - 19 - §4 r2 u4 -e and -e § 11 r6 -e t4 r23 VR1  8000() chọn R12 = 10 k  r17 r8 not § 10 §12 r 19 +e + c2 r 22 r15 r 25 r 18 Ufh and1 r 11 oa4 tRf 4 oa7 +e +e c2 rs id r21 u®k tR 3 -e oa5 -e r16 oa6 §6 us tR 4 r10 +e 3 r 20 r 24 -e -e r9 VR3 XungChïm u ®k t3 Pha b ub t6 XungChïm u ®k t5 Pha C uc t2
  19. Lời nói đầu Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển Hình 3.16 Sơ đồ điện áp b: Thuyết minh: Khi cấp nguồn vào sơ cấp của biến áp đồng pha, phía thứ cấp của biến áp được hạ áp. sau khi qua mạch chỉnh lưu có điểm trung tính điện áp U1 là điện áp một chiều nửa hình sin. Điện áp một chiều nửa hình sin tại U1 được đưa vào cực (+) của OA1 so sánh với điện áp phẳng U được đặt vàocực (-) của OA1 do E1, VR1 và R2 tạo ra. kết quả ta được tín hiệu đầu ra U2 của OA1 có dạng xung vuông đồng bộ với lưới. Điện áp dạng xung vuông sau khi được tạo ra ở khâu đồng bộ trước đó được đưa vào khâu tạo điện áp răng cưa. Khi U2 có giá trị âm, diode D3 mở, tụ C1 được nạp theo chiều từ U3 qua tụ C1 qua R3 qua diode D3 về U2. Khi U2 có giá - 20 -
  20. Lời nói đầu trị dương,transistor T mở diode D3 khoá lúc này tụ C1 phóng từ + C1 qua transistor T về – C1 .kết quả ta được U3 có dạng điện áp răng cưa. Điện áp điều khiển được lấy từ điện áp phản hồi trên điện trở shunt được khuyếch đại lên để có độ lớn thích hợp, sau khi qua khâu khuyếch đại đảo và khâu PI lọc sai số động ta được Uđk có dạng đường thẳng. Điện áp răng cưa U3 được đưa vào cửa (-) của OA3 và so sánh với điện áp điều khiển Uđk được đưa vào cửa (+). khi U3 > Uđk thì điện áp đầu ra của OA3 là U4 có giá trị âm. Ngược lại, khi U3 < Uđk thì điện áp đầu ra U4 có giá trị dương. Kết quả ta được U4 có dạng xung vuông. Khâu phát xung chùm có tác dụng tạo ra chùm xung dưới sự phóng nạp của tụ C2. d9 có tác dụng loại bỏ xung âm. Do đó tín hiệu điện áp U6 có dạng xung chùm dương. Điện áp U4 được trộn với xung chùm U6 bởi IC4081 rồi được đưa qua tầng khuyếch đại do tín hiệu xung vẫn chưa đủ lớn để kích mở thyristor. Tầng khuyếch đại gồm các transisto mắc theo kiểu dalington, xung dương được đặt vào bazơ của TR1 làm TR1 mở đồng thời TR2 mở theo khi đó có xung đi vào biến áp xung. trên cuộn thứ cấp của biến áp xung có xung để kích mở thyristo. Khi điện áp trên biến áp xung giảm đột ngột, cuộn dây của biến áp xung xuất hiện sức điện động cảm ứng ngược dấu lúc đó diode D4 và D7 có tác dụng trả ngược điện áp dập tắt sức điện động để bảo vệ các transistor khỏi bị quá áp. Kết luận Sau một quá trình học tập và nghiên cứu, cùng với sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn đặc biệt là thầy Đỗ Mạnh Cường và sự giúp đỡ của các bạn cùng nhóm, em đã hoàn thành các nhiệm vụ được giao của bản đồ án : Thiết kế bộ nguồn cho máy hàn tự động.Trong quá trình thực hiện do trình độ và hiểu biết còn hạn chế nên chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn để bản đồ án này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 3 tháng 9 năm 2012 Sinh viên: Đinh Trọng Thuận - 21 -
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2