Luận Văn Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện

TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện​

Information

LỜI NÓI ĐẦU

Mạ điện là một lĩnh vực công nghệ bề mặt quan trọng áp dụng các phương pháp điện hoá và làm thay đổi về cơ, lý, hoá bề mặt kim loại.

Các sản phẩm của công nghệ mạ điện có mặt ở nhiều ngành trong nền kinh tế, giữ vai trò quan trọng trong một số ngành công nghiệp khác nhau. Các lớp bề mặt mạ có chức năng: Bền hoá học; bền ăn mòn; bền cơ học; tăng độ dẫn điện, điện từ; tăng độ cứng, dẻo; cho kích thước cực nhỏ của kỹ thuật vi điện tử, đến kích thước rất lớn cho các ngành công nghệ chế tạo máy, xây dựng, vô tuyến viễn thông, thiết bị y tế và đồ dùng sinh hoạt. Việc chuyên môn hoá sử dụng các qui trình mạ kỹ thuật tạo mẫu bằng đúc điện đã đưa tới chố sản xuất được những công cụ và sản phẩm mà phương pháp chế tạo “cổ truyền” nhiều khi không làm được một cách tinh tế. Hiện nay, sản phẩm của công nghệ mạ điện đã và đang thoả mãn dần dần các nhu cầu phát triển của kỹ thuật hiện đại.

Các sản phẩm của công nghệ mạ rất khác nhau về ngoại hình, năng suất, chất lượng và giá thành bởi chúng hoàn toàn phụ thuộc vào qui trình của công nghệ mạ riêng biệt.

Muốn nâng cao năng suất và chất lượng của sản phẩm, người ta thường tập trung vào những mục tiêu sau:

+ Tăng cường mật độ dòng điện của quá trình mạ.

+ Dùng chất mạ bóng thích hợp.

+ Chọn công nghệ mạ phù hợp.

+ Tạo các lớp mạ đặc biệt.

+ Nâng cao tính tự động hoá trong dây truyền.

Ngoài các loại hình mạ Niken, đồng. Crôm, vàng, bạc, kẽm. Còn có các loại hình mạ đặc biệt như: mạ Cadim, mạ thiếc, mạ Chì, mạ sắt và đặc biệt hơn là mạ hợp kim để đáp ứng các nhu cầu ngành công nghiệp đòi hỏi: Độ dẫn địên cao; đặc tính từ đặc biệt; độ chịu mài mòn cao; có độ phản quang hoặc hấp


thụ ánh sáng; độ chống mài mòn cao trong điều kiện làm việc khắc nghiệt

Đối với kim loại quí hiếm như: Platin, Titan, Vonfram, Molipelen do chúng có tính chất đặc biệt như bền trong môi trường ăn mòn, hệ số phản xạ lớn (Platin), khó nóng chảy, chịu ma sát ở nhiệt độ cao (iridi, tali. Gali),. Cho nên cần chế tạo các chi tiết đòi hỏi yêu cầu cao của người ta chỉ dùng một lớp mạ các kim loại có tính chất đáp ứng nhu cầu, làm giảm giá thành chi tiết một cách đáng kể.

Như vậy, sản phẩm mạ của công nghệ mạ điện có giá trị ngày càng cao trong nền kinh tế quốc dân nhất là trong lĩnh vực công nghệ cao hiện nay.

Với các lý do nêu trên đề tài của em “Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện” đã phần nào giải quyết yêu cầu đề ra của sản phẩm mạ.

Đồ án này gồm 4 phần:

+ Phần I: Tổng quan về các nguồn cho mạ điện.

+ Phần II: Thiết kế mạch động lực.

Trong phần này em chọn lựa chọn trong các phương pháp chỉnh lưu có điều khiển, ở đây em chọn phương pháp chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng. Sau đó em đi tính chọn van động lực, thiết kế máy biến áp động lực và các thiết bị bảo vệ.

+ Phần III: Tính chọn mạch điều khiển.

Trong phần này em giới thiệu các khâu điều khiển Tiristor, lựa chọn sơ đồ các khâu sao cho việc kích mở các van bán dẫn một cách chắc chắn, làm việc tin cậy, tác động nhanh và diều khiển một cách dễ dàng.

+ Phần IV: Xây dựng bài giảng điện tử “Nguyên lý hoạt động của máy biến áp”.

Phần này em đi xây dựng bài giảng dùng phương tiện hiện đại áp dụng vào trong quá trình dạy học.

Đồ án này đã được hoàn thành với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong Khoa Sư Phạm Kỹ Thuật - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt là thầy Nguyễn Trung Sơn, thầy Nguyễn Xuân Lạc, thầy Lê Huy Tùng và thầy Bùi Ngọc Sơn - giáo viên trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đồ

án. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới các thầy cô về sự giúp đỡ quí báu đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

PHẦN I: TỔNG QUAN CÁC NGUỒN CHO MẠ ĐIỆN 4

I. Máy phát điện một chiều 4

II. Bộ chỉnh lưu có điều khiển 6

1. Điều khiển bằng điều chỉnh biến áp tự ngẫu 7

2. Điều khiển bằng điều áp xoay chiều 7

3. Điều khiển bằng Tiristor 8

III. Tổng quan về mạch chỉnh lưu có điều khiển 10

1. Chỉnh lưu cầu một pha có điều khiển 10

2. Chỉnh lưu tia ba pha có điều khiển 15

3. Chỉnh lưu tia sáu pha có cuộn kháng 18

4. Chỉnh lưu cầu ba pha có đối xứng 20

5. Chỉnh lưu tia ba pha có không đối xứng 24

PHẦN II: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÀN MẠCH ĐỘNG LỰC 27

I. Chọn mạch động lực 27

II. Tính chọn sơ đồ mạch đọng lực 30

1. Điện áp ngược của van 30

2. Dòng điện làm việc của van 30

III. Tính toán máy biến áp chỉnh lưu 32

*) Tính sơ bộ mạch từ 34

*) Tính toán dây quấn 34

*) Kết cấu dây dẫn sơ cấp 36

*) Kết cấu dây dẫn thứ cấp 37

*) Tính toán mạch từ 38

*) Tính khối lượng của sắt và đồng 41

*) Tính các thông số của máy biến áp 43

IV. Tính toán cuộn kháng lọc 45

1. Xác định các thành phần sóng hài 45

2. Xác định cuộn kháng lọc 47

V. Tính toán thiết bị bảo vệ 48

1.Thiết bị đóng cắt từ xa 48

2. Bảo vệ quá nhiệt độ cho các van bán dẫn 48

3. Bảo vệ quá dòng cho các van bán dẫn 49

4. Bảo vệ quá điện áp cho các van bán dẫn 50

PHẦN III: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN 52

I. Khái quát về điều khiển 52

II. Sơ đồ khối mạch điều khiển 52

III. Điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính 53

IV. Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos 55

V. Nguyên tắc điều khiển nằm ngang 56

VI. Lựa chọn sơ đồ các khâu 57

*) Chọn khâu đồng pha 57

1. Sơ đồ khâu đồng pha dùng Tranzito và tụ 57

2. Sơ đồ khâu đồng pha dùng bộ ghép quang 58

3. Sơ đồ khâu đồng pha dùng khuếch đại thuật toán 60

*) Chọn khâu so sánh 61

4. Sơ đồ khâu so sánh thực hiện bằng Tranzito 61

5. Sơ đồ khâu so sánh dùng khuếch đại thuật toán 63

*) Chọn sơ đồ khuếch đại tạo xung 65

6. Tầng khuếch đại được thiết kế bằng Tranzito công suất 65

7. Tầng khuếch tạo xung bằng sơ đồ Darlingtơn 66

8. Lựa chọn sơ đồ các khâu 68

VII. Tính toán các thông số mạch điều khiển 72

1. Tính toán biến áp xung 73

2. Tính các thông số của tầng khuếch đại cuối cùng 75

3. Chọn R10, R9, và tụ C2 76

4. Chọn IC thuật toán 76

5. Tính chọn bộ so sánh 77

6. Tính chọn khâu đồng pha 78

7. Sơ đồ mạch tạo xung 79

VIII. Đặc tính ngoài của bộ nguồn 80

1. Sơ đồ tương đương của mạch chỉnh lưu 80

2. Đường đặc tính ngoài của bộ nguồn 82

PHẦN IV: XÂY DỰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VỀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN ÁP

84

KẾT LUẬN CHUNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO