Luận Văn Thiết kế bộ nguồn cho mạ điện

MỞ 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.


PHẦN I: TỔNG QUAN CÁC NGUỒN CHO MẠ ĐIỆN
I. Máy phát điện một chiều
II. Bộ chỉnh lưu có điều khiển
1. Điều khiển bằng điều chỉnh biến áp tự ngẫu
2. Điều khiển bằng điều áp xoay chiều
3. Điều khiển bằng Tiristor
III. Tổng quan về mạch chỉnh lưu có điều khiển
1. Chỉnh lưu cầu một pha có điều khiển
2. Chỉnh lưu tia ba pha có điều khiển
3. Chỉnh lưu tia sáu pha có cuộn kháng
4. Chỉnh lưu cầu ba pha có đối xứng
5. Chỉnh lưu tia ba pha có không đối xứng

PHẦN II: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÀN MẠCH ĐỘNG LỰC
I. Chọn mạch động lực
II. Tính chọn sơ đồ mạch đọng lực
1. Điện áp ngược của van
2. Dòng điện làm việc của van
III. Tính toán máy biến áp chỉnh lưu
*) Tính sơ bộ mạch từ
*) Tính toán dây quấn
*) Kết cấu dây dẫn sơ cấp
*) Kết cấu dây dẫn thứ cấp
*) Tính toán mạch từ
*) Tính khối lượng của sắt và đồng
*) Tính các thông số của máy biến áp
IV. Tính toán cuộn kháng lọc
1. Xác định các thành phần sóng hài
2. Xác định cuộn kháng lọc
V. Tính toán thiết bị bảo vệ
1.Thiết bị đóng cắt từ xa
2. Bảo vệ quá nhiệt độ cho các van bán dẫn
3. Bảo vệ quá dòng cho các van bán dẫn
4. Bảo vệ quá điện áp cho các van bán dẫn

PHẦN III: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN
I. Khái quát về điều khiển
II. Sơ đồ khối mạch điều khiển
III. Điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính
IV. Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos
V. Nguyên tắc điều khiển nằm ngang
VI. Lựa chọn sơ đồ các khâu
*) Chọn khâu đồng pha
1. Sơ đồ khâu đồng pha dùng Tranzito và tụ
2. Sơ đồ khâu đồng pha dùng bộ ghép quang
3. Sơ đồ khâu đồng pha dùng khuếch đại thuật toán
*) Chọn khâu so sánh
4. Sơ đồ khâu so sánh thực hiện bằng Tranzito
5. Sơ đồ khâu so sánh dùng khuếch đại thuật toán
*) Chọn sơ đồ khuếch đại tạo xung
6. Tầng khuếch đại được thiết kế bằng Tranzito công suất
7. Tầng khuếch tạo xung bằng sơ đồ Darlingtơn
8. Lựa chọn sơ đồ các khâu
VII. Tính toán các thông số mạch điều khiển
1. Tính toán biến áp xung
2. Tính các thông số của tầng khuếch đại cuối cùng
3. Chọn R10, R9, và tụ C2
4. Chọn IC thuật toán
5. Tính chọn bộ so sánh
6. Tính chọn khâu đồng pha
7. Sơ đồ mạch tạo xung
VIII. Đặc tính ngoài của bộ nguồn
1. Sơ đồ tương đương của mạch chỉnh lưu
2. Đường đặc tính ngoài của bộ nguồn
PHẦN IV: XÂY DỰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VỀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN ÁP
KẾT LUẬN CHUNG
TÀI LIỆU THAM KHẢO