ĐỒ ÁN - Thiết kế nguồn mạ một chiều.doc

DỊCH VỤ VIẾT THUÊ ĐỀ TÀI TRỌN GÓI ZALO / TEL: 0909.232.620
Đồ án
Đề Tài:
Thiết kế nguồn mạ
một chiều

Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đề tài : Thiết kế nguồn mạ một chiều có các tham số
sau
Phương án 3
+ Điện áp ra :24 V
+ Dòng tải I max : 6000 (A)
+ Đảo chiều : không
Nguồn mạ làm việc theo nguyên tắc giữ dòng điện không đổi trong suốt quá
trình mạ. Mạch có khâu bảo vệ ngắn mạch.

Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 1 -

chiều
Lời nói đầu
Mạ kim loại ra đời và phát triển hàng trăm năm nay.Ngày nay mạ kim lo ại đã
trở thành mộ t ngành k ỹ thuật phát triển mạnh mẽ ở hầu hết các n ước trên thế
giới, phụ c vụ một cách đắ c lực cho mọi ngành khoa học kỹ thuật sản xuất và đời
sống văn minh con người.
Lớp mạ kim loại trên bề mặt các chi tiết máy,dụng cụ sinh hoạt, phương tiện
sản xuất, giao thông vận t ải, khai thác mỏ địa ch ất,thông tin liên lạc, kỹ thuật
điện tử, cơ khí chính xác, thiết bị y tế, trang trí bao bì .. Vậy mạ điện là gì ?
Một cách đơn giản nhất có thể hiểu mạ điện là quá trình kết tủa kim lo ại lên bề
mặt nền một lớp phủ có những tính chất cơ, lý, hoá ... đáp ứng được các yêu cầu
kỹ thuật mong muốn.
Mạ kim loại không chỉ làm mục đích bảo vệ khỏi bị ăn mòn mà còn có tác
dụn trang trí, làm tăng vẻ đẹp, sức hấp dẫn cho các dụmh cụ máy móc và đồ trang
sức..
Ngày nay không riêng gì ở nước phát triển mà ngay trong nước ta kỹ thuật
mạ đã có nhưng bước phát triển nhảy vọt, thoả mãn yêu cầu kỹ thuật trong sản
xuất cung như trong kinh doanh
Kỹ thuật mạ đòi hỏi phải không ngừng phát triển nghiên cứu c ảI tiến kỹ
thuật ,máy móc chuyên dùng thiết bị dây chuyền sản xuất đồng bộ tự động hoá với
độ tin cậy cao. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng mạ và hạ giá thành sản
phẩm, chống ô nhiễm môi trường.
Để có một lớp mạ tốt ngoàI những yếu tố khác thì nguồn điện dùng để mạ là
rất quan trọng.
Đối v ới sinh viên tự động hóa, môn học đ iện tử công su ất là một môn rất
quan trọng. Với sự giảng d ạy nhiệt tình của các thầy cô trong khoa em đã tưng
bướ c tiếp cận môn h ọc. Để có thể lắm vững lý thuyết đẻ áp dụng vào thực tế, ở
học kỳ này em đượ c các thầy giao cho đồ án môn học v ới đề tài : Thiết kế nguồn
mạ một chiều. Đây là một đề tài có quy mô và ứng dụng thực tế.
V ới sự cố gắng của bản thân cùng với sự chỉ b ảo của các rhầy cô giáo
trong bộ môn và đặc biệt là thầy Đỗ Trọng Tín đã giúp em hoàn thành đồ án này.

- 2 -

chiều
Do lần đầu làm đồ án điện tử công suất kinh nghiệm ch ưa có lên em không
tránh khỏi những sai sót mong các thầy giúp đỡ. Cuối cùng em xin chân thành cảm
ơn !
Hà nội, ngày 20 tháng 6 năm 2004
Sinh viên : Cao Chiến
Thắng
MỤC LỤC
CHƯƠNG I : Giới thiệu chung về công nghệ mạ
điện
CHƯƠNG II :
Chương III :
CHƯƠNG IV:
Lựa chọn phương án
Tính Chọn Mạch Lực
Thiết kế mạch điều khiển

- 3 -

chiều
CHƯƠNG I : Giới thiệu chung về công nghệ mạ
điện
Từ nhiều năm nay công nghệ mạ đi ện đã ra đời và phát triển m ạnh mẽ. ngày nay
hầu hết các nước trên thế giới công nghệ mạ điện đã phát triể n một cách vượt bậc
có ứng dụng rộng rãi trong thực tế ,đời sống phục vụ đắc lự c cho các nghành
khoa học kỹ thuật nh ư mạ trên các vật liệu các chi tiết máy, các ứng dụng đời
thường,các vật trang trí …
Cho đến nay kỹ thuật mạ dã có những bước tiến nhảy v ọt và thoả mãn được các
yêu cầu kỹ thu ật như tạo lớp m ạ dày, có cấu trúc tốt độ cứng cao chịu ma sát
tốt,chịu áp lực ngay ỏ nhiệt độ cao như pít tông ,xi lanh…
Mặc dù mạ đã có những bước phát triển đáng kể xong trên thé giới các nhà khoa
học đã và đ ang không ngừng nghiên cứu tìm tòi và ság tạo ra các ph ương pháp
mạ tốt nhất .h ọ tập trung tìm tòi các chất phụ gia mới ,phương pháp điện phân
mới de tạo ra các lớp mạ tốt có cấu trúc tinh thể mịn, dẻo,đọ cứng cao không
bong xứơc ở điều kiện thay đổi nhiệt dộ va chạm mạnh..
Đối v ới đất nước chúng ta do điều kiện phát triển trình độ mạ còn thấp do vậy
để đáp ứng nhu cầu thực tế chúng ta phải không ngừng nâng cao trình độ và có
nh ữmg b ước đ i vững chắ c cần hình thành các trung tâm nghiên cứu kỹ thuật
mạ để tạo ra được lớp mạ có chất lượng cao và giá thành rẻ.

- 4 -

chiều
I. MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG LỚP MẠ ĐIỆN
Lớp mạ điện có rất nhiều ứng dụ ng trong thực tế và kỹ thuật nó có thể bảo vệ tốt
cho kim loại khỏ i bị ăn mòn hoá học hay điên hoá trong môi trường sử dụng.Xuất
phát từ khả năng củ a nó gườ i ta đã ứng dụng để tạo ra các lớp mạ cần thiết bảo
vệ bề mặt cho các loại náy móc trong công nghiệp và các nghành khoa học …
™ lớp mạ kim loại trên bề mặt các chi tiết máy, dụng cụ sinh hoạt …đã giúp
bảo vệ các dụng cụ và các chi tiết đó khỏi các tác động của môi trường
ngoài.
™ lớp mạ có tác dụng trang trí bên ngoài sản phẩm làm tăng vẻ đẹp sản
phẩm và sức thu hút của mọi dụng cụ máy móc , đồ dùng cá nhân ,trang
sức…
™ có một số chi tiết máy do nhu cầu thực tế là giá thành hạ và không cần
dùng kim loại hay hợp kim đắt tiền để chế tạo người ta sử dụng các kim
loại hay hợp kim rẻ tiền rồi mạ các lớp mạ lên nó tạo điều kiện cho việc
tiêu thụ sản phẩm tốt…
™ Ngoài các lớp mạ thông thường còn có lớp mạ kỹ thuật đó là lớp mạ có
các tính chất lý hoá đặc biệt mà các lớp kim loại nền không có…
9 lớp mạ chống ma sát ,mài mòn
9 lớp mạ làm thay đổi kích thước chi tiết máy
9 lớp mạ làm tăng độ dẫn điện
9 lớp mạ cho độ bám cao không bong tróc..
II,PHÂN LOẠI LỚP MẠ
Gồm 4 loại :
¾ Lớp mạ bảo vệ
¾ Lớp mạ trang trí
¾ Lớp mạ trang trí bảo vệ
¾ Lớp mạ kỹ thuật
1. Lớp mạ bảo vệ
Dùng để bảo v ệ khỏi sự ăn mòn kim loại trong môi trường sử dụng và bảo vệ
kim loại nền có hai lớp mạ bảo vệ:
9 Lớp mạ ca tốt: lớp mạ mà kim loại mạ có điện thế dương hơn
điện thế kim loại nền
9 Lớp mạ Anốt: lớp mạ mà kim loại mạ có điện thế âm hơn điện
thế kim loại nền
2. Lớp mạ trang trí
Lớp mạ này có độ bang sáng màu hấp dãn giữ được lâu ví dụ như :mạ vàng
mạ bạc…Thường dùng mạ ca tốt
Ng ười ta tạo lớp mạ trang trí bằng cách tạo một l ớp mỏng kim loại trên bề
mặt vật cần mạ, độ bóng tạo ra bằng cách đánh bóng cơ khí hoá học điện hoá

- 5 -

chiều
3. Lớp mạ trang trí bảo vệ
Là loại lớp mạ vừa trang trí vừa bảo vệ kim loại nền
Ví dụ:dùng lớp mạ ca tốt như niken-crôm,đồng -crôm….do niken có độ bền
cao nên đóng vai trò là lớp bảo vệ
4. Lớp mạ kỹ thuật
Chúng ta sử dụng rộng rãi và có ứng dụng trong thực tế như:
• Mạ làm tăng độ bền chống ma sát ổ trục
• Mạ phục hồi các chi tiết máy
• Mạ tăng độ dẫn điện
• Mạ làm tăng độ chống mài mòn
III,SƠ ĐỒ ĐIỆN PHÂN
Đề tài thiết kế nguồn mạ một chiều là mộ t đề tài có giá trị thực tế lớn, bởi vì
trong công nghệ mạ nguồn điện một chiều là một yếu tố quan trọng.
Để thấy rõ giá trị của đề tài, trước h ết ta cần phải nắm rõ mộ t số khái niệm cũng
như các thiết bị có liên quan đến quá trình mạ bằng điện phân.
Ta dựa vào sơ đồ điện phân như sau:

- 6 -

chiều
Sơ đồ trên là mô hình dùng trong phạm vi nhỏ như phòng thí nghiệm đồng
thời cũng dùng trong qui mô sản xuất lớn. Các thành phần cơ bản của sơ đồ điện
phân :
1. Nguồn điện một chiều như : pin, ắc qui, máy phát điện một chiều, bộ
biến đổi. . Ngày nay được dùng phổ biến nhất là bộ biến đổi. Bộ biến đổi cho quá
trình điện phân có điện áp ra thấp : 3V, 6V, 12V, 24V… Tuỳ theo yêu cầu kỹ
thuật mà chọn điện áp ra cho phù hợp. Một bộ biến đổi có thể lấy ra một số điện
áp cần thiết cho một số qui trình.
VD : Mạ niken thường dùng điện áp 6V hay 12V. Để mạ Crôm dùng 12V.
Để đánh bóng điện hóa nhôm thường dùng điện áp 12 – 24V.
2. Anốt : Là điện cực nối vơí cực dương của nguồn điện một chiều. Trước
khi điện phân anốt cần phải đánh sạch dầu mỡ, lớp gỉ…
Anốt dùng trong mạ điện có hai loại : anốt hòa tan và anốt không hoà tan.
Anốt hoà tan được dùng tronh các trường hợp mạ niken, mạ đồng, mạ kẽm, mạ
thiếc… Trong quá trình điện phân anốt tan vào dung dịch mạ theo phản ứng ở điện
cực :
Ni − 2e = Ni 2+
Cu − 2e = Cu 2+
Các cation kim loại tan vào dung dịch điện phân và đi đến catốt. Phản ứng điện
hóa ở anốt là phản ứng oxi hóa. Anốt không hòa tan dùng trong trường hợp mạ
Crôm. .

- 7 -

chiều
Khi điện phân ở bề mặt anốt không hoà tan cũng diễn ra quá trình oxi hóa
H2O,OH −
,Cl −
…
2Cl −
− 2e = Cl2
4OH −
− 4e = 2H 2O + O2 ↑
Khí thoát ra ở anốt trong quá trình điện phân thường chính là O2 hay Cl2 .
3. Catốt : là điện cực nối với cực âm của nguồn điện một chiều. Trong mạ
điện catốt là vật mạ. Trên bề mặt vật mạ luôn diễn ra phản ứng khử các ion kim
loại mạ. Ví dụ như :
Mạ niken
Mạ kẽm
: Ni 2+ +
Zn 2+ +
2e
2e
= Ni ↓
= Zn ↓
Đồng thời với iôn kim loại bị khử, H3O+
cũng bị khử giải phóng ra khí H 2
theo phản ứng : 2H3o+
+ 2e = H 2 ↑ +H 2O
Khí H 2 thoát ra trên bề mặt ca tốt có khả năng thấm sâu vào mạng tinh thể
kim loại mạ và các kim loại nền, làm giảm độ bền cơ học của kim loại (khí H 2 khi
gặp nhiệt độ cao giãn nở mạnh gây ra sự r ạn nứt, giòn kim loại) .Người ta gọi
hiện tượng này là hiện tượng “ giòn kim loại “.
Để kim loại mạ bám chặt vào bề mặt kim loạ n ền đồng thời cho lớp mạ đồng
đều, bóng sáng hấp dẫn, trước khi mạ ta cần phải gia công cho bề mặt chi tiết bằng
phẳng, bóng và sạch các chất dầu mỡ màng oxít.
Catố t vật mạ cần phải nhúng ngập vào dung dịch, thường ng ập dưới mặt
nướ c 8 – 15cm và cách đ áy bể khonảg 15cm. Các chỗ nối phải đảm bả o tiếp xúc
thật tố t, không để gây ra hiên tượ ng phóng điện trong chất điện phân. Tuyệt đối
không để chạm trực tiếp giữa anốt và catốt khi đã nối mạch điện.
4. Dung dich chất điện phân : dung dịch chất điện phân dùng để mạ thường
có hai phần :
_ Thành phần cơ bản : gồm muối và hợp chất chứa iôn của kim loại mạ và
một số hoá chất thiết yếu khác, nếu thiếu hóa chất này thì dung dich không
thể dùng để mạ được.
_ Thành phần thứ hai : bao gồm các chất phụ gia
+ Chất làm bóng lớp mạ
+Chất đệm giữ cho pH của dung dịch ổn định
+Chất giảm sức căng nội tại đảm bảo lớp mạ không bong nứt
+Chất san bằng đảm bảo cho lớp mạ đồng đều hơn
+Chất làm tăng độ dẫn điện cho lớp mạ đồng đều hơn
+Chất chống thụ động hóa anốt nhằm ổn định mạ
Một số đặc điểm dung dịch mạ :
_ Dung dịch mạ cần phải có độ đẫn điện cao. Độ đẫn điện của dung dịch
không những chỉ giảm được tổn thấtđiện trong quá trình mạ mà còn làm cho lớp
mạ đồng đều hơn.

- 8 -

chiều
_ Mỗi dung dịch cho lớp mạ có chất lượng trong một khoảng pH nhất định.
Ví dụ mạ Niken pH=4,5 đến 5,5. Mạ kẽm trong dung dịch amôniclorua pH= 4,5
đến 5,5. Mạ kẽm trong dung dịch axít pH= 3,5 đến 4,0…
_ Mỗi dung dịch cho lớp mạ có chất lượng cao trong một kho ảng nhiệt độ nhất
định. VD mạ Niken khoảng nhiệt độ là 55 → 70. C , mạ vàng 60 → 70. C . Nhìn
chung, khi điện phân nhiệt độ dung dịch không vượt qua nhiệt độ sôi của dung
dịch.
_ Mỗi dung dịch có một khoang mật độ dòng catốt thích hợp.
_ Dung dịch chứa muối phức củ a kim loại thường cho lớp mạ có ch ất lượng
tốt hơn lớp mạ từ chính kim loại thu được từ nuối đơn. VD lớp mạ thu được từ
dung dịch Zn(CN)2
4
−
hoặc Zn(CN)3
2−
tốt hơn lớp mạ thu được từ dung dịch muối
CuSO4 .
5. Bể điện phân :
Làm từ vật liệu cách điện, bền hóa học, bền nhiệt. Thành và mặt trong của
bể thường được lót bằng chất dẻo có độ bền hóa học, bền nhiệt. Lớ p ch ất dẻo lót
phải kín tuyệt đối, nước không thấm qua được. Mặt ngoài sơn nhiều lớp chống gỉ.
Bể mạ thường có d ạng hình chữ nhật, đ iều này giúp cho l ớp mạ được phân bố
đều hơn bể có hình dạng khác. Có nhiều bể mạ như bể mạ tĩnh, thùng mạ quay, …
Trên dây là toàn bộ sơ đồ tổng quát của quá trình mạ bằng điện phân.
Trong công nghệ mạ còn có một số yêu cầu về gia công bề mặt trước khi mạ.Yêu
cầu bề mặt trước khi mạ :
- Trước khi mạ vật cần mạ được tiến hành gia công cơ khí để có bề mặt
bằng phẳng, đồng thời tẩy xóa các lopứ gỉ, đánh bóng bề mặt theo yêu cầu sử
dụng.
- Tẩy sạch dầu mỡ các hợp chất hóa học khác có thể có trên bề mặt vật
mạ.
Tóm lại trước lúc chi tiết vào bể điện phân, bề mặt cần phải thật bằng phằng, sắc
nét bóng tuyệt đối sạch dầu mỡ, các màng oxit có thể có. Trong điều kiện như vậy
lớp mạ thu được mới có độ bóng tốt, không sước, không sần sùi, bóng đều toàn
lớp mạ đồng nhất như ý.
Phương pháp gia công bề mặt kim loại trước khi mạ :
- Phương pháp gia công cơ khí bao gồm : mài thô, mài tinh, đánh bóng
quay bóng hay sóc bóng trong thùng quay.
- Phương pháp gia công hóa học hay điện hóa họcbao gồm : tẩy dầu mỡ,
tẩy gỉ, tẩy lại làm bóng bề mặt, rửa sạch.
Sự lựa chọn phương pháp gia công cho hiệu qủa tốt nhất lại có giá thành rẻ,
đòi hỏi người kỹ thuật viên phải có hiểu biết đầy đủ và nhất là phải có kinh
nghiệm sản xuất. Bất kỳ thiếu sót nào dù nhỏ hoặc đánh giá không đúng công việc
chuẩn bị bề mặt đều dẫn đến giảm sút chất lượng và hình thức lớp mạ. Chất lượng
lớp mạ phụ thuộc một cách cơ bản vào phương pháp được lựa chọn, kỹ thuật và
điều kiện tiến hành chuẩn bị bề mặt lớp mạ. Không bao giờ chúng ta coi nhẹ việc
chuẩn bị bề mặt vật mạ.

- 9 -

chiều
CHƯƠNG II : Lựa chọn phương án
Nhiệm vụ đặt ra đối với đồ án là thiết kế nguồn mạ một chiều có điện áp
thấp và dòng rất lớn. Nguồn mạ làm việc theo nguyên tắc giữ dòng điện mạ trong
quá trình nạp. Mạch có khâu bảo vệ chống chạm điện cực.
Trong công nghệ mạ điện thì nguồn điện là một yếu tố hết sức quan trọng, nó
quyết định nhiều đến chất lượng lớp mạ thu được. Nguồn điện một chiều có thể là
ắc quy, máy phát điện một chiều, bộ biến đổi… Chúng ta phân tích từng loại
nguồn để quyết định lựa chọn phương án nào :
1. Ắc quy : Tong công nghệ mạ điện ắc quy chỉ được sử dụng trong phòng
thí nghiệm hay sản xuất ở quy mô nhỏ. Do hạn chế về lượng điện tích lên ắc quy
chỉ dùng để mạ các chi tiết nhỏ, còn với các chi tiết lớn thì không dùng ắc quy
được. Đặc biệt khi dòng điện mạ đòi hỏi lớn thì ắc quy không thể đáp ứng được.
Vì vậy mà trong công nghệ mạ người ta ít sử dụng ắc quy làm nguồn mạ.
2. Máy phát điện một chiều : Trong công nghệ mạ dùng máy phát điện một
chiều khắc phục được các nhược điểm của ắc quy. Máy phát điện một chiều trong
thực tế có thể được sử dụng rộng rãi trong quy mô sản xuất lớn. Nhưng giá thành
đầu tư cho máy phát điện một chiều lớn, cơ cấu điều khiển hoạt động khá phức tạp
.Máy phát điện một chiều với nhiều nhược điểm : cổ góp mau hỏng; thiết bị cồng
kềnh; làm việc có tiếng ồn lớn. Máy phát điện một chiều cần thường xuyên bảo trì
sửa chữa. Chính vì các lý do trên lên trong công nghiệp người ta không dùng máy
phát điện một chiều.
3. Bộ biến đổi :
Hiệ n nay trong công nghiệp thì dòng điện xoay chi ều được sử dụng rộng
rãi. Công nghệ chế tạo các thiết b ị bán dẫn ngày càng hoàn thiện, các thiết b ị hoạt
động với độ tin cậy cao. Đặc biệt công nghệ sản xuất Thyristor đ ã đạt được nhiều
thành tựu. Chính vì vậy các bộ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một
chiều ngày càng được sử dụng nhiều trong các nghành công nghiệp. Ngày nay
trong công ngh ệ mạ điện thì bộ bién đổi đượ c dùng rộng rãi nhất. Các bộ biến đổi
dùng trong quá trình điện phân có thể cho ra các điệ n áp như : 3V, 6V, 12V, 24V,
30V, 50v. Tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật mà chọn điện th ế cho phù hợ p.Bộ biến đổi
với các ưu điểm : thiết bị gọn nhẹ; tác động nhanh; dễ tự động hóa; dễ điều khiển

-10-

chiều
và ổn định dòng. Chi phí đầu tư cho bộ biến đổi cũng rẻ, hi ệu qu ả làm việc cao
và ổn định. So với dùng nguồn mạ là ắc quy ho ặc máy phát đ iện một chi ều thì
bộ biến đổi đáp ứng được hơn cả về mặ t kinh tế cũng như các tiêu chuẩn kỹ thuật.
Vậy quyết định phương án là dùng bộ biến đổi.
Với mạch chỉnh l ưu có rất nhiều : chỉnh lưu một pha, chỉnh lưu ba pha, chỉnh
lưu không điều khiển, chỉnh lưu có điều khiển… Trong yêu cầu của đồ án là thiết
kế nguồn mạ đ iện áp thấp và dòng khá lớn. Trước hết ta xét trường hợ p chỉ nh
lưu có điều khiển, sau đó ta có thể xét trường hợp chỉnh lưu điốt không điều khiển
với góc điều khiểnα = 0 .
Các phương án khả thi :
+ Chỉnh lưu cầu một pha
+ Chỉnh lưu cầu ba pha
+ chỉnh lưu sáu pha có cuộn kháng cân bằng
Phương án 1 : Chỉnh lưu cầu một pha
Sơ đồ nguyên lý chỉnh lưu cầu một pha
. Tải R+L
- Khi L đủ lớn thì dòng điện id sẽ là dòng liên tục.
- Phương trình mạch tải :
2U 2 sinθ.dθ = Rid + X
d
dθid

chiều
1
Π+α
R
Π+α
X
∫ 2U 2 sinθ.dθ = ∫id dθ + did
Π Π Π
∫
α α Id
U d = 2 2U2 cosα
Π
Dạng sóng cơ bản :
* Ưu nhược điểm của sơ đồ :
 Ưu điểm :
Sơ đồ này phù hợp vớ i mach có dòng điện nhỏ
ổn định và điều ch ỉnh công suất phía một
chiều do có hai diot nên giá thành rẻ
điện áp ngược đặt lên mỗi van trong sơ đồ nhỏ

-12-

chiều
 Nhược điểm :
Dòng tải vẫn còn nhấp nhô,không thích hợp với tải có dòng lớn
Trong quá trình thay đổi góc điều khiển α thì dòng và áp thay đổi nhưng không
giữ tính đối xứng nên quá trình tính toán phức tạp.Không dùng được cho tải có
công suất lớn, nếu dùng gây ra hiện tượng công suất bị lệch pha. Sơ đồ chỉnh lưu
cầu một pha dòng tải chảy qua hai van nối tiếp, vì vậy tổn thất điện áp và công
suất trên van sẽ lớn. Sơ đồ cầu một pha chỉ ứng dụng với yêu cầu điện áp chỉnh
lưu cao và dòng tải nhỏ.
Phương án 2 : Chỉnh lưu cầu ba pha đối xứng
Sơ đồ nguyên lý :
F
T1 T3 T5
u2a
R
u2b
u2c
L
T4 T6 T2
G
Sơ đồ cầu ba pha đối xứng gồm 6 thyristor, chia làm hai nhóm :
- nhóm catốt chung T1, T3, T5
- nhòm anốt chung T2, T4, T6
Điện áp các pha :
U a = 2U 2 sinθ

-13-

chiều
U b = 2U 2 sin(θ −
2
3
Π
)
U c = 2U 2 sin(θ −
4
3
Π
)
a.Hoạt động của sơ đồ :
Giả thiết T5, T6 đang cho dòng chảy qua VF = Vc ,VG = Vb
+ Khi θ = θ2 =
Π
6 + α cho xung điều khiển mơ T1. Thyristor này mở vì Ua > 0
. Sự mở của T1 làm cho T5 bị khoá lại một cách tự nhiên vì Ua > Uc . Lúc này T6
và T1 cho dòng đi qua. Điện áp ra trên tải : Ud = Uab = Ua −Ub
+ Khi θ = θ2 =
3
6
Π
+ α cho xung điều khiển mở T2. Thyristor này mởvì T6
dẫn dòng, nó đặt Ub lên catốt T2 mà Ub > Uc . Sự mở của T2 làm cho T6 khoá lại
một cách tự nhiên vì Ub > Uc .
Các xung điều khiển lệch nhau
Π
3 được lần lượt đưa đến các cực điều khiển
của các thyristỏ theo thứ tự 1, 2, 3,4, 5, 6, 1,…..
Trong mỗi nhóm, khi 1 thyristor mở thì nó sẽ khoá ngay thyritor trước nó,
như trong bảng sau :
Thời điểm Mở Khoá
θ1=π/6+α T1 T5
θ2=3π/6+α T2 T6
θ3 =5π/6+α T3 T1
θ4 =7π/6+α T4 T2
θ5 =9π/6+α T5 T3
T6 T4
θ6 = 11π/6 + α
Dạng sóng cơ bản
Ud
Ud
Ua Ub Uc Ua Ub
Uab Uac Ubc Uba Uca Ucb U ab Uac Ubc Uba Uca

iT 1
-14 -

chiều
Đường bao phía trên biẻu diễn điện thế điểm F
Đường bao phía dưới biểu diễn điện thế điểm G
Điện áp trên mạch tải : Ud = U F −UG là khoảng cách thẳng đứng giữa hai
đường bao
5Π
+α
U d =
6 6
2U 2 sinθ.dθ =
3 6U
cosα
2Π Π
∫
Π 2
+α
6
Giá trị điện áp ngược lớn nhất trên mỗi van : U ng max = 6U 2 = 2,45U 2
Dòng điện trung bình chạy qua van IT ==
I d
3
b.Ưu nhược điểm của sơ đồ :
+ ưu điểm :
- số xung áp chỉnh lưu trong 1 chu kỳ lớn, vì vậy độ đập mạch của điện áp
chỉnh lưu thấp, chất lượng điện áp cao.

-15-

chiều
- không làm lệch pha lưới điện.
+ Nhược điểm
- sử dung số van lớn, giá thành thiết bị cao
- sơ đồ này chỉ dung cho tải công suất lớn, dung tải nhỏ và điện áp chỉnh
lưu đòi hỏi độ bằng phẳng.
Do dòng tải dùng trong mạ điện có trị số lớn, nên không áp dụng được
phương pháp này, vì các van không chịu được dòng tải lớn.
Phương án 3 : Chỉnh lưu 6 pha có cuộn kháng cân bằng
a.Sơ đồ nguyên lý

-16-

chiều
Sơ đồ chỉnh lưu 6 pha có cuộn kháng cân bằng, được biểu diễn như trên sơ
đồ, bao gồm máy biến áp động lực, có cuộn kháng cân bằng Ccb , 6 thyristor chia
làm hai nhóm T1,T3,T5 và T2,T4,T6 .
Máy biến áp có hai hệ thống thứ cấp a,b,c và a’,b’,c’. Các cuộn dây trên mỗi
pha a và a’; bvà b’;c và c’ có số vòng như nhau nhưng có cực tính ngược nhau. Hệ
th ống dây cuốn thứ cấp máy biến áp có đi ểm trung tính riêng biệt P và Q. P, Q
được nối với nhau qua cuộn kháng cân bằng.
Cuộn kháng cân bằng có cấu tạo như máy bi ến áp tự ngẫu. Điện áp chỉnh lưu
trung bình trong sơ đồ có giá trị như trung bình cộng của điện áp đầu ra của hai
chỉnh lưu tia 3 pha, nghĩa là :
U d = 3 6U2 = 1,17U 2
2Π
Do tác dụng của cuộn kháng cân bằng có thể coi dòng tảI là phẳng hoàn toàn.
Như vậy trị hiệu dụng của dòng thứ cấp máy biến áp : I2 = 2
Id
3 = 0,29Id
Dòng trung bình qua van : Iv =
I
6d
• Dạng sóng cơ bản :

-17-

chiều
Dạng điện áp chỉnh lưu Ud và điện áp trên cuộn kháng cân bằng
* ưu nhược điểm của sơ đồ :
_ ưu điểm :
Do chỉnh lưu 6 pha nên dòng qua van nhỏ,tiện lợi cho việc bảo vệ van
Hầu như không có sóng hài vì Ud gồm 6 chỏm hình sin,dễ điều khiển
Phạm vi điều khiển α từ 300
trở đi(phạm vi rộng chất lượng Ud tốt)
Chịu được id lớn và Ud nhỏ
+ Dòng điện áp ra có độ bằng phẳng cao, có độ đập mạch lớn
+ Dòng trung bình qua van nhỏ bằng 1/6 dòng qua tải.
+ Số van sử dụng lớn giá thành cao
+ Máy biến áp phức tạp có số cuộn thứ cấp nhiều.
** Kết Luận: Qua phân tíchvà đánh giá đầy đủ cả ba phương án ta thấy Dòng
điện mạ lớn, dòng qua van nhỏ trung bình bằng 1/6 dòng qua tải,đẻ đảm bảo yêu
cầu đề bài ta chọn bộ biến đổi dùng làm nguồn mạ là chỉnh lưu 6 pha, có cuộn
kháng cân bằng.

-18-

chiều
Chương III : Tính Chọn Mạch Lực
Qua phân tích ở trên ta chọn phương án chỉnh lưu 6 pha có cuộn kháng cân
bằng để xây dựng nguồn mạ.
Chỉnh lưu 6 pha có cuộn kháng cân bằng có 2 cách điều chỉnh:
+ Điều chỉnh sơ cấp
+ Điều chỉnh thứ cấp
Sau đây ta xét từng phương án điều chỉnh
1> Điều chỉnh sơ cấp :
Sơđồ:
Sơ đồ gồm : - 6 thyristor
- 6 điốt không điều khiển
hình dáng và giá trị hiệu dụng của điện áp trên tải ở trên mỗi pha phụ thuộc vào
góc mở α
tại mỗi thời điểm ở sơ cấp luôn có 2 Tiristor dẫn dòng
Nhận xét:
+. ưu điểm : do dòng bên sơ cấp nhỏ nên việc chọn các van thuận lợi

-19-

chiều
+.nhược điểm: điều khiển sơ cấp là điều khiển gián tiếp vì lúc đ ó dòng phải
qua cảm ứng từ sang th ứ cấp rồi mới cấp cho tải.Do đó Uracủa tải sẽ bị hụt đi
nên độ chính xác không cao
Dùng 6 đi ốt ở thứ cấp nên lãng phí
2> Điều chỉnh thứ cấp :
Sơ đồ gồm 6 thyristor được bố trí như hình vẽ
• Khi muốn điều chỉnh dòng tải chỉ cần tác động xung điều khiển vào các
thyristor ở cuộn thứ cấp. Khi góc điều khiển α tăng lên, biên độ điện áp cân bằng
tang lên đáng kể. Giá trị điện áp trên cuộn kháng lớn nhất khi α = 900 .
• Nhận xét :
+. ưu đi ểm: là quá trình điều khiển trực tiếp điện áp ra có độ chính xác
cao đẩm bảo yêu cầu bài toán
+. nhược điểm:dòng ở thứ cấp lớn nên chọn van khó .
Kết luận :
Qua phân tích 2 phương pháp điều khiển ta thấy để đảm bảo yêu cầu đề bài ta
chọn phương án điều chỉnh 6 pha cuộn kháng cân bằng điều chỉnh thứ cấp.

-20-

chiều
Sơ đồ nguyên lý mạch lực nguồn mạ một chiều như sau :
Sơ đồ gồm :
+ 6 thyristor
+ Điện trở sun loại 2000A – 60mV
+ Bảo vệ van RC
+ Cuộn kháng cân bằng PQ
I>Tính toán máy biến áp lực
Từ sơ đồ mạch lực với các thông số ta tính toán máy biến áp lực :

-21-

chiều
1,Các thông số cơ bản của MBA
Id=6000A ;Udmax=24V
Công suất một chiều trên tải : Pd = Udo .Id
Với U do = U d + ∑ΔU d
∑ΔU d = ΔUba + ΔU ck + ΔU van
Máy bién áp có công suất vài chục kVA thuộc loại máy biến áp nhỏ nên :
ΔUdba = 2V
ΔUck=2 (V)
ΔUvaa = 2V
Điện áp rơi trên mỗi van là 1 V
Vậy : ∑ΔU d = 2 + 2 + 2 = 6V
Suy ra : U do = U d + ∑ΔU d = 24 + 6 = 30V
Công suất tiêu thụ của máy biến áp :
Pd = Udo Id = 30.6000 = 180(KW )
Từ công thức chỉnh lưu 6 pha có cuộn kháng cân bằng ta có :
U
do
=
3 6U 2 .cosα , chọn α=35o
2Π.U do
2Π
suy ra U 2 = =
3.
2Π.30 = 32(V )
3. 6.cosα 6 cos35
* Tỷ số máy biến áp k = U1 = 380 = 11,875
32
U 2
* Giá trị hiệu dụng dòng chảy qua cuộn sơ cấp máy biến áp :
I2 = 2
Id
3 = 0,29Id = 0,29.6000 = 1740(A)
* Giá trị hiệu dụng dòng chảy trong cuộn sơ cấp :
= 0,4Id = 0,4.6000 =
I
1 k 11,875
60(A)
2. Tính toán mạch từ :
Chọn mạch từ 3 trụ tiết diện mỗi trụ được tính theo công thức :
Q = k.
S
[cm2]
C. f
k= 4 đến 6 , ở đây chon k = 6
S : công suất tiêu thụ của máy biến áp (VA)
C : số trụ ( C=3 )
f : tần số nguồn điện xoay chiều . (f = 50Hz)

-22-

chiều
Thay số ta có Q = 6.
180000
= 208(cm2)
3.50
Giả sử a: là chiều rộng của trụ
b: là bề dày của trụ
Để đảm bảo mỹ thuật ta chọn b/a =1,25
Q = a.b
Vậy từ
b / a = 1,25
Ta suy ra a= 130 mm ; b=160 mm
Để đảm bảo mỹ thuật chọn chiều cao của trụ theo tỷ lệ m= h/a =2,5 suy ra
h=2,5a= 2,5.130 =325 mm
3. Tính toán dây cuốn :
Số vòng vôn : 4,44.f.B.Q.10−
4 =4,4.50.1.208. 10−
4 =4,6 (vôn/vòng)
Trong đó : f là tần số dòng điện
Q là tiết diện trụ
B là mật độ từ cảm trong trụ
*Số vòng dây sơ cấp
W
1 =
380
= 83 (vòng)
4,6
*Số vòng dây thứ cấp W2 =
32
= 7 (vòng)
4,6
* Chọn mật độ dòng điện : J1 = J 2 = 3A / mm2
* Tiết diện dây dẫn sơ cấp :

-23-

chiều
60
Q =
I
1
= = 20(mm2
)
1
J1 3
Chọn dây dẹt bọc sợi thủy tinh hai lớp tiết diện (10x2) mm
*Tiết diện dây dẫn thứ cấp máy biến áp :
Q2 =
I
2
=
1740
= 580(mm2
)
J 2 3
Ta chọn dây dẫn dẹt bọc sợi thuỷ tinh tiết diện (290x2)mm
4.Tính toán kích thước mạch từ :
Dùng thép 330 dày 0,35 mm cắt theo hình chữ I và xếp như hình vẽ
Sốlớp dây thứ cấp :
7
1 = 7 (lớp)
Lõi cuộn dây dùng fíp 8mm cách điện giữa các lớp dùng cáctông chịu nhiệt
dày 1mm,giữa sơ và thứ cấp dùng que fíp dày 10 mm
Chiều dày toàn bộ lớp thứ cấp kể cẩ cách điện là: 10+7x(2+1)=31 mm
Số vòng của 1 lớp dây sơ cấp: 325/10 =32(vòng)
sốlớp dây sơ cấp :83/32 =3(lớp)
Chiều dày toàn bộ lớp sơ cấp :10+3x(2+1) =19 mm
Chiều dày cuộn dây biến áp:31+19 =50 mm
Lấy khoảng cách giữa hai cuộn là 5 mm

-24-

chiều
Dùng lớp cách điện giữa lớp trong cùng với lõi là fíp dày 8 mm
Cửa sổ rộng là: 50x2 +8x2+5 =121 mm
II. Tính chọn van và bảo vệ van :
Chế độ làm việc của các van rất kh ắc nghiệt, rất nhạy cảm với nhiệt độ.
Nhi ệt độ của van tăng lên do công suất tổn hao trên van gây ra. Khi nhiệt độ của
van cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh nhiệt lượng được truy ền vào môi
trườ ng. Nếu nhiệt độ của van vượt quá giới hạn cho phép sẽ phá hủy van, vì vậy
làm mát cho van là một vấn đề rất quan trọ ng. Thông thường van được g ắn lên
một cánh tản nhiệt với thông số phù hợp. Có các biện pháp làm mát thường gặp :
+ Làm mát tự nhiên : chỉ dựa vào sự đối lưu không khí xung quanh van,
hiệu suất làm việc của van thấp chỉ khoảng 25%
+ Làm mát bằng gió cưỡng bức : tạo luồng không khí với tốc độ lớn qua
van để đẩy nhanh qúa trình truyền nhiệt của van vào không khí, hiệu suất làm việc
của van là 35%
+ Làm mát bằng nước : van được gắn thêm tấm đồng rỗng cho nước chảy
qua. Đây là biện pháp làm mát rất hiệu quả hiệu suất làm việc của van đạt đến
90%, nhưng hệ thống làm mát phức tạp chỉ phù hợp với yêu cầu công suất lớn và
có nguồn nước tại vị trí lắp đặt thiết bị.
Qua phân tích trên ta chọn làm mát bằng thông gió có quạt cưỡng bức với
hiệu suất làm việc của van là 35%.
Dòng trung bình qua van là : Iv =
I
6d =
6000
6 = 1000( A)
Điện áp ngược lớn nhất dặt lên van : U ng max = 6U 2 .1,4 = 6.32.1,4 = 110(V )
Với: hệ số dự trữ điện áp là ku = 1,4
Dòng điện van cần có là :Ivan= Ki .Iv.100/35
hệ số dự trữ dòng điện ki=1,4
= 1,4.1000.100 =
I
van 35 4000( A)
Từ đó ta chọn van loại : TΠ-4000-2 có các thông số sau :
Imax = 4000(A)
Umax = 200(V )
ΔU =1(V)
IG = 0,4(A)
UG = 8(V)
Toff = 120μs
du
=100V / μs
dt
** Bảo vệ van :
Thyristor rất nhảy cảm với điện áp quá cao so với điện áp định mức, ta gọi
là quá điện áp.

-25-

chiều
Nguyên nhân gây ra quá điện áp được chia làm hai loại :
+ Nguyên nhân nội tại : Khi khoá thyristor bằng điện áp ngược các điện
tích đổi ngược hành trình tạo ra dòng điện ngược trong khoảng thời gian rất ngắn.
Sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện gây ra một suất điện động cảm ứng
trong các điện cảm luôn luôn có của đường dây nguồn dẫn đến các thyristor. Vì
vậy giữa anốt và katốt xuất hiện quá điện áp.
+ Nguyên nhân bên ngoài : Những nguyên nhân này thường xảy ra ngẫu
nhiên như khi có sét đánh, khi đóng cắt máy biến áp nguồn. Cắt máy biến áp
nguồn tức là cắt dòng điện từ hóa máy biến áp, bấy giờ năg lượng từ trường tích
luỹ trong lõi sắt từ chuyển thành năng lượng điện chứa trong các tụ kí sinh, rất nhỏ
giữ các dây cuốn sơ cấp và thứ cấp máy biến áp. Điện áp này có thể lớn gấp 5 lần
đ iện áp làm việc.
Mạch RC đấu giữa các pha th ứ cấp máy biến áp là để báo vệ quá đ iện áp
Mạch RC đấu song song với tiristor nhằm bảo vệ quá áp do điện tích tích
tụ khi chuyển mạch gây nên .Thông số củ a RC ph ụ thuộc vào mức độ quá điện
áp có thể xảy ra ,tốc độ biến thiên của dòng chuyển mạch ,người ta dùng mạch RC
xem hình sau :
Tính RC bảo vệ quá áp do tụ tích điện gây nên, hình trên
U dmp ,Uimp là giá trị cực đại cho phép của điện áp thuận và ngược đặt trên
thyristor một cách chu kỳ, cho trong sổ tay tra cứu.
U d .m.np ,Uim,np là giá trị cực đại cho phép của điện áp thuận và ngược đặt
trên thyristor một cách không chu kỳ, cho trong sổ tay tra cứu.
Uim là giá trị cực đại của điện áp ngược thực tế đặt trên thyristor.

-26-

chiều
b là hệ số dự trữ về điện áp, b=1-2
k Là hệ số qúa điện áp
Các bước tính toán :
+ Xác đinh hệ số qúa điện áp theo công thức
k =
U
im. p
b.U im
+ Xác định các thông số trung gian : Cmin
*
(k), Rmax
*
(k), Rmin
*
(k)
+ Tính dt
di
max khi chuyển mạch
+ Xác định lượng tích tụ Q=f(di/dt), sử dụng các đường cong trong sổ tay
tra cứu
+ Tính các thông số trung gian
C = Cmin
*
.U
2Q
im
Rmin
* LU im
≤ R ≤ Rmax
*
LU
im
2Q 2Q
Trong đó L là điện cảm của mạch RLC
Cuối cùng ta chọn
C = 0,5μF
R = 100Ω
III. Tính cuộn kháng cân bằng :
Pck = 0,05Pdm
Sck = 0,5Pd
Dòng từ hóa cuộn kháng cân bằng :
i
ocb
=0,19.U2dm
ω.Lcb
suy ra : Lcb=
0,19.U 2dm
ω.iocb
it
i
cb = =
6000
= 3000( A)
2 2
iocb = 20%icb = 3000.0,2 = 600(A)
U2dm = 24(V )
ω = 2Πf ; Với f là tần số cuộn kháng, f = 3. fl = 150(hz)
vậy ω = 2Πf = 2.3,14.150 = 942(rad / s)
Thay vào công thức tính Lcb ta có
L = 0,19.U 2dm = 0,19.24 = 0,8.10−5
(H )
cb
ω.iocb 942.600
Chiều rộng trụ giữa lõi thép a :

-27-

chiều
a = 2,6.4 Lcb .it
2
= 2,6.4
0,8.10−5
.60002
= 10,7cm
Để tính các kích thước của cuộn kháng cân bằng từ tài liệu hướng dẫn ta tìm các
hệ số m,n,l
Lõi sắt cuộn kháng chọn như hình vẽ
ở đây n=0,6 ; l=1,2 ; m=2,2
m = a
h
; n = a
c
; l =
a
b
Với h : là chiều cao cửa sổ =m.a=2,2.10,7=24cm
c : là chiều rộng cửa sổ c=n.a=0,6.10,7=6,5cm
b : là chiều dày lõi b= a/l = 10,7/1,2=9cm
Tiết diện trụ là Q=a.b=10,7.9=96,3(cm2)
Chiều dàI lõi L’= a+(c+a/2).2 =10,7+(6,5+10,7/2).2=34,4cm
Độ rộng khe hở không khí δ
Số vòng dây cuộn kháng
Lcb .L'
¦W = 10.4
1,26.μ.Q =104
0,8.10−5
.34,4.10−2
=
1,26.52.96,3.10−
4
2(v)
μ là hệ số phụ theo tàI liệu lấy μ = 52

-28-

chiều
CHƯƠNG IV:Thiết kế mạch điều khiển
I. Các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống điều khiển :
1. Đảm bảo phát xung với đầy đủ các yêu cầu để mở van :
* Đủ biên độ Ux
* Đủ độ rộng tx
* Sườn xung ngắn ts = 0,5 ÷1μs
2 .Đảm bảo cách ly giữa mạch lực và mạch điều khiển, Ví dụ đối với MBAX
thường được sử dụng như một khâu truyền xung cuối cùng ở tầng khuyếch đại
xung.
3 . Đảm bảo tính đối xứng của các kênh

-29-

chiều
4 . Đảm bảo đúng quy luật về pha điều khiển. Đây là yêu cầu về đảm bảo
phạm vi điều chỉnh góc α .
5 . Có thể hạn chế phạm vi góc điều khiển không sự thay đổi của điện áp lưới.
6 .Không gây nhiễu đối với các hệ thống điều khiển điện tử khác ở xung
quanh.
7. Có khả năng bảo vệ quá áp, quá dòng và báo hiệu khi có sự cố.
II. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển .
U
dk
Ur
SS
1 2
T
BAX
3 4
Nhiệm vụ :
+ Khâu đồng pha có nhiệm vụ tạo ra điện áp tựa Urc dạng răng cưa trùng
pha v ới điện áp anot của trisistor
+ Khâu so sánh có nhiệm vụ so sánh giữa điện áp tựa với điện áp điều
khiển để phát xung ở đầu ra đưa đến bộ khuếch đại .
+ Khâu khuếch đại có nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở trisistor . Yêu
cầu : tạo xung có sườ n d ốc th ẳng đứng , đủ độ rộng với độ rộng lớn hơn thời
gian mở của trisistor , đủ công suất , cách li giữa mạch lực và mạch điều khiển.
III. Nguyên tắc điều khiển
+ Trong thực tế người ta thường dùng hai nguyên tắc điều khiển : thẳng đứng
tyuến tính và thẳng đứng arccos để thực hiện điều chỉnh vị trí xung trong nửa chu
kỳ dương của điện áp đặt trên thyristor.
1. Nguyên tắc đ iều khiển thẳng đứng tuyến tính

-30-

chiều
Sử dụng 2 điện áp
-Điện áp đồng bộ Uc:có d ạng răng cư a đồng bộ vớ i điện áp AK của Thiristor -
Điện áp điều khiển Udk: là điện áp 1 chiều có thể điều chỉnh được biên độ
Ta có quan hệ α = Π
Uc
Ur max
Khi Uc = 0 ⇒ α = 0
Uc ≠ 0 ⇒ α ≠ 0
Lấy Ucmax = Urmax
2.Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng acrcos
Sử dụng 2 điện áp
-Điện áp đồng bộ Uc: Vượt trước điện áp AK của Thiristor một góc bằng 90
-Điện áp điều khiển Udk: là điện áp 1 chiều có thể điều chỉnh được biên độ
Khi Ur+Uc= 0ta nhận được mộ t xung ở đầu ra của khâu so sánh
Giả sử điện áp đặt vào Ak của Thiristor là điện áp hình sin
U = Asin(ωt + ϕ )
Vậy điện áp của Uc = Bcos (ωt + ϕ )
Ta có Udk+Bcosα = 0 → α = arccos
−Udk
B
Lấy B = Udkmax
Udk = 0 → α =
Π
2
Udk = Udkmax → α = Π

-31-

chiều
Udk = -Udkmax → α = 0
Nguyên tắc này sử dụng trong các thiết bị chỉnh lưu chất lượng cao
IV. Giới thiệu các phân tử cơ bản được dùng trong mạch điều khiển :
1. Khuyếch đại thuật toán :
Kí hiệu khuyếch đại thuật toán:
2. Khuyếch đại thuật toán thường được dùng trong các mạch cơ bản sau:
a. Mạch so sánh một cổng :
Đầu vào khuy ếch đại thuật toán tổng trở Ri rất lớn nên dòng đi vào KĐTT là
không đáng kể
U i
(−)
= ( R2
)U1 + ( R1
)U 2
R1 + R2 R1 + R2
Khi Ui (−) > 0 thì U3 sẽ bão hoà ở –Un
Khi Ui (−) < 0 thì U3 sẽ bão hoà ở +Un

-32-

chiều
b. Mạch so sánh hai cổng :
Khi: U1>U2 thì U3 = -Un
Khi: U1<U2 thì U3= +Un
c. Mạch tạo tín hiệu răng cưa :
* Dùng khuyếch đại thuật toán :
* Dùng nguồn dòng transistor :
+E

-33-

chiều
d. Mạch khuyếch đại đảo :
R2
+E
R1
-E
R3
Ta có quan hệ sau: U o = −
R2
.Ui
R
1
IV. Thiết kế mạch điều khiển :
A. Nguyên lý hoạt động của sơ đồ điều khiển :

-34-

chiều
Khi cấp nguồn điện 380V vào sơ cấ p của BA nguồn ,phía thứ cấp củ a BA hạ
áp qua cuộn dây W2-1 qua cầu chỉnh lưu hai nửa chu kì D1 và D2 điện áp tại điểm
(I) U1 là điện áp một chièu hình sin lấy phần dương và đặt vào cửa đảo của thuật
toán A1 tại đây so sánh với điện áp Uđ được đưa vào cửa cộng của A1 .Uđ có giá
trị :UImin <Uđ< UImax. Khi điện áp đặt vào cửa âm của OA1 lớn hơn điện áp Uđ
trên cửa dương của OA1thì tại cửa ra của OA một điện áp âm. Còn khi điện áp
trên cửa âm của OA1 nhỏ hơn điện áp trên cửa dương thì điện áp ra của OA1 sẽ là
một điện áp dương. Như vậy OA1 có nhiệm vụ so sánh điện áp nửa hình sin của
U1 với Uđ trên cửa đảo và tạo ra trên đầu ra một điện áp dương, âm liên tiếp dạng
xung vuông như hình vẽ ở trên.
Điện áp dạng xung vuông sau khi được tao ra ở khâu so sánh trước đó được
đưa vào để làm điện áp điều khiển của khâu tạo điện áp răng cưa.
* Khi Uđk < 0 ,T1 khoá do đó T2 cũng bị khoá vì thế của bazơ cao hơn thế
của emiter
* Khi Uđk >0 thì bóng T1 được mở , thế emiter được giữ cố định nhờ diode ổn
áp Dz .Khi T1 mở Uc,T1 ≈ 0 phân áp R2 ,R3 sẽ làm cho bazơ của T2 âm hơn
emiter ,do vậy T2 mở tụ C1 được nạp theo đường +EDzT2C1.
Điện áp của tụ tăng rất nhanh đến giá trị Uc,T2 ≈ E,T2,sau đó không thể tăng cao
hơn được nữa vì như vậy thì như vậy T2 sẽ bị khoá lúc này tụ C1 sẽ phóng điện
qua nguồn dòng tạo bởi T3 kết quả tạo được sườn sau của điện áp trên tụ có dạng
giảm tuyến tính.
Tín hiệu điều khiển đưa vào cửa cộng của khâu so sánh
. * Nếu Urc>Uđhthì đầu ra của OA2 là xung âm.
* Nếu Urc<Uđk thì đầu ra của OA2 là xung dương . Khi đó bộ phát xung
chùm dưới sự phóng nạp của tụ C2 tạo ra chuỗi xung hình chữ nhật. Vì tín hiệu ra
nhỏ được khuếch đại qua đèn T3, xung qua đ iốt D chỉ giữ lại phần âm được trộn
lẫn với xung ra từ khâu so sánh A2 tạo thành từng chùm xung dương. Nhưng tín
hiệu xung vẫn chưa đủ lớn để kích mở Tiristo do đó được đưa qua bộ khuếch đại
xung. Các transisto mắc theo kiểu Dalingtơn. Xung dương được đặt vào bazơ của
T4 làm T4 mở và T5 mở theo khi đó có xung đi vào biến áp xung. Trên cuộn thứ
cấp của biến áp xung có xung để kích mở tiristo. Khi xung tắt T4vàT5 bị khoá,
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 điốt Dvà D0 thông và dập tắt sức điện động
để bảo vệ các transistor.
Điện áp điều khiển được lấy điện áp phản hồi của ngu ồn mạ thông qua điện trở
Sun ,vì điện áp này nhỏ nên ta cho qua một bộ khuyếch đại để được điện áp có độ
thích hợp trước khi cho vào khâu PI.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.Điện áp
ra kh ỏi khối PI ta gọi là điện áp phản hồi Uph.Tiếp theo điện áp phản hồi được
đưa vào bộ cộng (đảo) với điện áp mà ta đặt cho nguồ n mạ làm việc ,điện áp này
ta gọi là đ iện áp đặt Uđ.Tín hiệu ra của khâu cộng này chính là tín hiệu điều khiển
được đưa vào so sánh với tín hiệu đồng pha để phát ra xung điều khiển mở các
van,ta gọi là điện áp điều khiển

-35-

chiều
B. Tính toán các khâu của mạch điều khiển
1. Tính toán khối đồng pha
Sơ đồ nguyên lý khâu đồng pha
Giản đồ điện áp
Nguyên lý hoạt động của khối đồng pha:
Khi cấp nguồn 380V vào sơ cấp của biến áp đồng pha, phía thứ cấp của biến
áp được h ạ áp. Giả sử tại thời điểm ban đầu t = 0, nửa chu kỳ đầu điện áp dương
đặt trên D1, D1 sẽ thông và D2 sẽ bị khoá, nửa chu kỳ sau tại thời điểm t2=
π điện áp xoay đảo dấu và thế dương được đặt vào anốt D2, D2sẽ thông và D1bị
khoá. Vậy điện áp trên điểm (I) là điện áp xoay chiều đươc đưa qua chỉnh lưu
thành điện áp một chiều nửa hình sin.
Điện áp một chiều nửa hình sin liên tiếp tại (I) được đưa vào cửa âm của
khâu so sánh OA1. Điện áp được đưa vào cửa dương của OA1 là điện áp một chiều
phẳng Uđ có giá trị :Uimin <Uđ< UImax. Khi điện áp đặt vào cửa âm của OA1 lớn
hơn điện áp Uđ trên cửa dương củ a OA1thì tại c ửa ra củ a OA một điện áp âm.
Còn khi điện áp trên cửa âm của OA1 nhỏ hơn điện áp trên cử a dương thì điện áp
ra của OA1 sẽ là một điện áp dương. Nh ư vậy OA1 có nhiệm vụ so sánh điện áp
nửa hình sin của U1 vớ i Uđ trên cửa đảo và tạo ra trên đầu ra một điện áp dương,
âm liên tiếp dạng xung vuông như hình vẽ ở trên.

-36-

chiều
Tính toán khối đồng pha:
Chọn góc duy trì và thoát năng lượng θ =30o thì điện áp Uđ đặt vào cửa
thuận của bộ so sánh là: Uθ =U.sin 30o = 12.sin 30o = 6(V)
Chọn E+
= 12(V)
Chọn R1= 1 (kΩ)
Ta có :
E
.R1 = 6(V)
VR1 + R1
Vr1= 1(kΩ)
Chọn VR1 =1(KΩ)
Để dòng vào cửa đảo của khuyếch đại thuật toán nhỏ hơn 1mA thì ta chọn R
sao cho U/R<1mA R>12(kΩ) chọn R = 15kΩ
2.Tính toán khâu tao điện áp răng cưa
+E
R2
Dz
T1
R3
R4
T1
-E
C1
T2
VR2 R5
Sơ đồ nguyên lý giản đồ điện áp
Nguyên lý làm việc của khâu tạo điện áp răng cưa
Điện áp d ạng xung vuông sau khi được tao ra ở khâu so sánh trướ c đó
được đưa vào để làm điện áp điều khiển của khâu tạo điện áp răng cưa.Khi Uđk

-37-

chiều
>0 thì bóng T1 được mở , thế emiter đượ c gi ữ cố định nhờ diode ổn áp Dz,ở
đây ta chọn Uz=3V thì U = +E - Uz = 12 – 3 = 9 (V) .
*Khi Uđk < 0 ,T1 khoá U =12 do đó T2 cũng bị khoá vì thế của bazơ cao hơn thế của emiter.
* Khi Uđk >0 ,T1 mở Uc,T1 ≈ 0 phân áp R2 ,R3 sẽ làm cho bazơ của T2 âm hơn
emiter ,do vậy T2 mở tụ C1 được nạp theo đường +EDzT2C1.
Điện áp của tụ tăng rất nhanh đến giá trị Uc,T2 ≈ Ue,T2 =9V,sau đó không thể
tăng cao hơn được nữa vì như vậy thì như vậy T2 sẽ bị khoá lúc này tụ C1 sẽ
phóng điện qua nguồn dòng tạo bởi T3 kết quả tạo được sườn sau của điện áp trên
tụ có dạng giảm tuyến tính.
Từ tính toán khâu đồng pha ta có:
Chu kì của điện áp lưói la:T=1/f=1/50=20ms tương ứng với 3600
 Chu kì của điện áp răng cưa là :Trc=T/2=10ms tương ứng với 1800
Mặt khác Trc=tp+tn

Trong đó :tp- thời gian phóng của tụ C1
tn-thời gian nạp của tụ C1
Như trên ta đã chọn θ= 300 tức là tn= 600 tp=1800 - 600 =1200
Tương ứng với thời gian là: tp=
1200
.10''
= 6.67ms
1800
tn=
600
.10''
= 3,33ms
1800
Chọn giá trị của tụ C1 = 0,5 μ F
Gọi dòng địên trong quá trình phóng là Ip.Sau khoảng thời gian t= tp = 6,11ms
thì điện áp trên tụ về giá trị 0 vậy ta có
1
tp
Ucp= Uco − ∫ Ipdt = 0
C 0
← → Uco − 1 .Ip.tp = 0
c
0,5.10−6
.9
-->Ip =
C.Uco
= = 0,674(mA)
tp 6,67.10 −3
Ip=0,674 mA
-->Vr2+R5 =
E −U
BE(T3)
=
12 − 0,6
= 16910Ω = 16,9(KΩ)
Ip 0,674.10−3
Vr2+Rhc1 ≈ 17 (kΩ)
Chọn R5 =12 kΩ là điện trở cố định còn VR2= 0 ÷10(KΩ) ( VR2 = 5kΩ ) là
biến trở điều chỉnh được .
Gọi dòng điện trong quá trình nạp là In.Sau khoảng thời gian t=tn=0,6 ms thì điện
áp trên tụ được nạp từ 0 đến 9V.Vậy ta có:
1tn
Ucn= ∫ Indt +Uco = 9
C,T1
E,T 2

C 0
-38-

chiều
1
← → .In.tn = 9
C
9.C 9.0,5.10−6
--> In = = = 1,35(mA)
tn 3,33.10−3
--> R4 =
U
ET2
= 9 = 6,67(KΩ)
1,35.10−3
In
Chọn dòng qua R2,R3 bằng 2mA là đủ khi cần cung cấp dòng cho bazơ của T2
Khi đó :R3+R2 =
E
=
12
= 6000(Ω) = 6(KΩ)
2.10−3
2.10−3
Để đảm bảo khi T1 mở thì điện áp rơi trên R4 nhỏ hơn 9V để cho T2 có thể mở
được thì ta chọn R3=4(kΩ), R2=2(kΩ).
3.Khâu so sánh
+E
R
Urc
R
Udk
-E
Nguyên lý hoạt động của khâu so sánh :
So sánh điện áp đi ều khiển với điện áp răng cưa để tạo ra điện áp ở cửa ra có
dạng chuỗi các xung vuông liên tiếp. Điện áp răng cưa đưa vào cửa đảo của
OA,còn điện áp điều khiển đưa vào cửa cộng của OA.
+ Khi Urc >Udk thì điện áp ở đầu ra mang giá trị dương
+ Khi điện áp Urc >Udk thì ở đầu ra điện áp mang giá trị âm.
Để đảm bảo cho dòng điện đi vào các cửa của OA nhỏ hơn 1mA ta chọn
R7=R8=10kΩ
4.Khâu phát xung chùm
U
kVsat
Vsat

-39-

chiều
U
υ
U
υ
• Chức năng của khâu phát xung chùm :
Phát ra xung có tần số cao để trộn với xung ra ở khâu so sánh trước khi
cho vào biến áp xung .
• Nguyên tắc hoạt động của khâu phát xung chùm là:
Giả sử tại thời điểm ta xét tụ C được nạp đầy tức là U N > U P điện áp lúc
này ở đầu ra của OA sẽ là đ iện áp âm sau một thời gian khi đ iện áp ra qua R9 v ề
tụ hết phóng điện(được nạp theo chiều ngược lai )UN<0. Khi đó U P >0 và điện áp
đầu ra thay đổi thành điên áp dương. Như vậy do đặc tính phóng nạp của tụ C3

-40-

chiều
tạo trên OA mộ t điện áp ra dạng xung vuông liên tiếp, tín hiệu ra nhỏ do đó được
khuếch đại qua transistoT4 qua xung điốt D13 chỉ là chùm xung giữ lại phần âm.
+ Tính chọn phát xung :
T=2,2.R9.C2
Chọn tần số phát xung chùm f = 5kHz.
T = 5.10
1
3 = 2.10−4
(s)
Chọn C2 = 0, 02μF = 0, 02.10-6
F.
R9 =
2.10−4
= 4545(Ω)
2,2.0,02.10−6
Chọn R9 = 4, 5(kΩ).
Chọn R10 = R11 =5 K Ω
Chọn đèn T5 loại P – N – P ký hiệu A564 có thông số :
Điện áp giữa colectơ và bagơ khi hở mạch emitơ UCbo = 25V.
Điện áp giữa emito và bazơ khi hở mạch colectơ UBeo = 7V.
Dòng điện qua Colectơ I=100mA.
Nhiệt độ T0
= 1500
C.
Hệ số khuyếch đại β = 250.
Iβ =
I
βC
=
100
250 = 0,4(A)
Chọn R12 = - E/IR12 = 12/0, 1 = 120(Ω)
5.Khuếch đại xung và biến áp xung
+En
R
D
D
D
D
D
T4
T5
R6 RL

-41-

chiều
Sơ đồ nguyên lý máy biến áp xung
Đặc điểm và ứng dụng của biến áp xung
- Dễ thay đổi cực tính xung ra
- Cách ly về điện giữa mạch lực và mạch điều khiển
- Dễ phân bố các xung đi các kênh điều khiển
- BAX dễ truyền tín hiệu điều khiển
- Tạo ra được biên độ xung theo yêu cầu
- Việc tính toán mạch điều khiển thường được tiến hành từ tầng điều khiển
ngược trở lên .
- Mạch điều khiển được tính xuất phát từ yêu cầu về xung mở Tiristor . Các
thông số cơ bản trong mạch điều khiển :
+ Điện áp điều khiển Tiristor Uđk =8 (V)
+ Dòng điện điều khiển Tiristor Iđk = 0,4 (A)
+ Thời gian mở Tiristor tm = 120 μs
+ Độ rộng xung điều khiển tx = 350 (μs)
+ Tần số xung điều khiển ƒx = 5 (khz)
+ Điện áp nguồn nuôi mạch điều khiển En = 24(V)
Chọn vật liệu lõi biến áp xung là lõi Ferit làm việc trên 1 phần của đặc tính từ
hoá
Bs =0,45T
Độ từ thẩm μ = 6000A / m
Diện tích lõi=1cm 2
Số vòng cuộn w1 =
U1× tx
Bs × s
tx:chiều dài xung truyền qua biến áp xung thường có chiều dài 10 ÷ 600 μs
ở đây ta chọn tx=350 μs =350.10 −
6 s
Tỉ số máy biến áp m=1/1,2
w1 =
9,6.350.10−6
= 75vong
Số vòng cuộn dây 0,45.1.10−4
w1 75
w2 = = = 62vong
1,2
1,2
Giá trị dòng điện trung bình ở cuộn w1
I1tb = I1. tx = 333 350.10−6
= 44mA
T 20.10−3
T là chu kì T=20ms
Giá trị dòng điện trung bình ở cuộn w2

-42-

chiều
I2tb=I2
tx
= 400 350.10−6
= 53mA
T 20.10−3
Ta chọn mật độ dòng điện J = 2,5A/mm2
Đường kính dây cuộn w1:
d1 = 2 I1 =2 44 = 0,15mm
πJ 3,14.2500
Đường kính dây cuộn w2:
d2 = 2 I 2 = 2 53 = 0,17mm
πJ 3,14.2500
+Công suất của biến áp xung :
S = U1.I1 = 9,6 x 0,33 = 3,2 (VA)
Tra bảng số liệu máy biến áp công suất nhỏ ta chọn được máy biến áp
chuẩn có công suất 5VA
Với các thông số kỹ thuật sau:
+a=12 mm ; h=30mm ; c=12mm ; L=48mm ; H=42mm ; B=10mm
+Tiết diện trụ giữa S=0,92cm2
+Chiều dài trung bình đường sức:l=10,03cm
+Tích số diện tích Sxdiện tích cửa sổ:4,3cm4
+Thể tích thép từ:9,22cm3 +Trọng lượng
thép từ:78 gram
Tính khâu khuếch đại xung
Ta có U G = UTC = U2 = 8(V)
IG = ITC = I2 = 400 mA
USC = U1 = 8.1,2 = 9,6(V)
ISC = I1 = 400/1,2 = 333(mA)
Giá trị của điện trở Rx cần mắc vào mạch để đảm bảo dòng điện qua
Collector của T6 có giá trị là 333mA là:
Rx=En − 8,4 = 24 − 9,6 = 44 (Ω)
Ic 0,33
Chọn Tranzito công suất T5 loại KYG11: UCE =35 (V) .
ICE=3(A).
β=30
Chọn chế độ làm việc của Transistor với β=10
Dòng điện làm việc của colecto IC5 = I1= 333(mA)
Dòng điện làm việc của bazơ I =
IC 5
=
333
= 33,3 (mA)
B5 β 10
Đồng thời dòng IC4 = IB5 = 33,3 mA
Chọn T4 loại C828 : UEC =35 (V) .
IEC = 300 (mA) .
β = 100
Chọn chế độ làm việc của Transistor với β=10

-43-

chiều
Dòng điện làm việc Bazơ là:
IB4 = β
IC
+4
1 =
33
11
,3
= 3(mA)
Tính điện trở R6:
Ta có UBE4 = 0,7V ⇒R6=
U
BE4
= 0,7 = 21(Ω)
33,3.10−3
I
C 4
Tất cả các Diode trong mạch điều khiển đều dùng loại 1001có tham số.
Dòng điện địnhmức Iđm = 1 (A)
Điện áp ngược lớn nhất Un = 220 (V)
6.Tính toán khối nguồn
Khối nguồn có 3 chức năng chính sau:
+Cung cấp nguồn ổn áp cho các IC , bộ tạo xung răng,điện áp lấy ra để làm
điện áp so sánh U 2 _1 =17V;I 2 _1 =0,5A
+Cung cấp nguồn công suất cho biến áp xung hoạt động:U 2 _ 2 =10V;I 2 _ 2
=1A +Cung cấp nguồn cho khâu đồng pha U 2 _ 3 =12V;I 2 _ 3 =0,1A
Ta sử dụng IC MA741 làm khuyếch đại thuật toán
7812
C1
C2
C1'
C2'
7912
+E
C3
C3'

chiều
Công suất cấp cho các khối là rất nhỏ ,thông thường ta chọn thông số của các
biến áp của các khối như sau
Khâu ổn áp:U 2 _1 =17V;I 2 _1 =0,5A
Khâu nguồn công suất :U 2 _ 2 =10V;I 2 _ 2 =1A
Khâu đồng pha:U 2 _ 3 =12V– 0 – 12V;I 2 _ 3 =0,1A
Chọn C1 = C1’ = C2 = C2’= 1000 μF - 35V
C3 = C3’ = 0,1 μF
C4 = 1000 μF - 16V
* Công suất của khâu ổn áp là:S 2 _1 = 3 U 2 _1 .I 2 _1 = 3
.17.0,5=14,7(VA) Khâu nguồn công suất :U 2 _ 2 =10V;I 2 _ 2 =1A
* Công suất của nguồn ổn áp là:S 2 _ 2 = 3 U 2 _ 2 .I 2 _ 2 = 3
.10.1=17,32(VA) Khâu đồng pha:U 2 _ 3 =12V;I 2 _ 3 =0,1A
* Công suất của nguồn đồng pha là:S 2 _ 3 =3U 2 _ 3 .I 2 _ 3 =3.12.0,1=3,6(VA)

-45-

chiều
* Tổng công suất của cả ba khâu là:
S= S 2 _1 +S 2 _ 2 + S 2 _ 3 =14,7+17,32+3,6=35,62(VA)
Tra bảng ứng với công suất chuẩn là 40W ta được kích thước của lõi thép là:
a= 20mm
h= 50mm
c=20mm
L=70mm
H=70mm
B=12mm
Q= 3,4cm2
Số von/vòng là: N=4,44.B.f.Q=4,44.1.50.3,4.10 −
4 =0,0755(von/vòng)
Số vòng cuộn thứ cấp biến áp của khối ổn áp :
W
2_1
= U
2_1
=
17
= 225 (vòng)
N 0,0755
Chọn mật độ dòng điện thứ cấp là J=2A/mm2 .Thiết diện dây thứ cấp là:
Q 2 _1 =
I 2
J_ 1
=
0
2
,5
= 0,25mm2
Chọn dây chuẩn có thiết diện dây là: Q 2 _1 =0,255 tương ứng với đường kính
d 2 _1 =0,57mm
Số vòng cuộn thứ cấp biến áp của khối công suất :
W 2 _ 2 =
U
N2_ 2
= 0,0755
10
= 132 (vòng)
Q 2 _ 2 =
I 2
J_ 1
=
1
2 = 0,5mm2
Chọn dây chuẩn có thiết diện dây là: Q 2 _ 2 =0,502 tương ứng với đường kính d 2 _
2 =0,8mm
Số vòng cuộn thứ cấp biến áp khối đồng pha :
W =
U 2 _ 3
=
12
= 158 (vòng)
2 _ 3 N 0,0755
Q 2 _ 3 =
I 2
J_ 3
=
0
2
,1
= 0,05mm2
Chọn dây chuẩn có thiết diện dây là: Q 2 _ 2 =0,0573 tương ứng với đường kính d
2 _ 2 =0,27mm

-46-

chiều
Tính toán phía sơ cấp biến áp
Dòng điện sơ cấp trong máy biến áp là:
I1=S/ 3 .U1= 35,62/ 3 .380=0,0524(A)
Số vòng cuộn sơ cấp biến áp :
W1 =
U1
=
380
= 5034 (vòng)
4,44. f .B.Q 4,44.50.1.3,4.10−4
Chọn mật độ dòng điện thứ cấp là J=2A/mm2 .Thiết diện dây sơ cấp là:
S1 =
I
1 =
0,0524
= 0,0262mm2
J 2
Chọn dây chuẩn có thiết diện dây là: S1 =0,0314 tương ứng với đường kính d1
=0,2mm
7.Khâu tạo điện áp điều khiển
+
R
Rs
R
-
R10
+E
-E
R
+E
R9
VR3
C2
R11
+E
-E
R
R12
+E
R
-E
R
Sơ đồ khâu phản hồi
Nguyên tắc hoạt động của khâu phản hồi:
Lấy điện áp phản hồi của nguồn mạ thông qua điện trở Sun ,vì điện áp này nhỏ
nên ta cho qua một bộ khuyếch đại để được đi ện áp có độ lớn thích hợp trước khi
cho vào khâu PI.Trong phần trước ta chọn loại Sun 2000A -60mV, dòng mạ của
ngu ồn lớ n nhất là 1500Anên điện áp trên Sun vào khoảng 40-50mV.Ta chọ n
điện áp phản hồi(đầu ra của khâu khuyếch đại trên) vào khoảng vài von thì hệ số
khuyếch đại của OA vào khoảng một vài trăm lần tuỳ theo giá trị của điện áp
đặt.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.Điện áp ra khỏi kh ối PI ta gọi là đ iện
áp phản hồi Uph.Tiếp theo điện áp phản h ồi được đưa vào bộ cộng (đảo) với điện
áp mà ta đặt cho nguồn mạ làm việc ,điện áp này ta gọi là điện áp đặt Uđ.Tín hiệu

-47-

chiều
ra củ a khâu cộ ng này chính là tín hiệu điều khiển được đưa vào so sánh với tín
hiệu đồng pha để phát ra xung điều khiển mở các van,ta gọi là điện áp điều khiển
.Nhờ có khâu phản hồi mà giữ cho dòng điện mạ được ổn định.Thật vậy:
Giả sử vì một lý do nào đó mà dòng điện của nguồn mạ bị giảm,khi đó điện áp
trên điện trở Sun cũ ng giảm theo tức Uph giảm ,mà Uđk=Uđ- Uph nên Uđk tăng
làm góc mở α giảm --> điện áp trên nguồn mạ tăng nên khiến cho dòng điện lại
được tăng lên.
Ngược lại ,khi dòng điện mạ tăng thì điện trở trên Sun tăng khiến cho Uph
tăng,dẫn đến Uđk giảm làm tăng góc m ở α ,khiến cho điện áp củ a ngu ồn mạ
giảm xuống,dòng điện lại được giảm đi.Như vậy dòng điện luôn được giữ ở mức
ổn định.
8. Khâu bảo vệ ngắn mạch
+E
Up
+E
R
T7
T6
-E
R
RL D
R16
-E
VR4
Sơ đồ khâu bảo vệ ngắn mạch
Nguyên tắc hoạt động của khâu bảo vệ ngắn mạch :
Đầu không đảo củ a khuyếch đại thuật toán được nối với đầu ra của khuyếch đại
phản hồi. Đầu vào đảo ta đặt một điện áp chuẩn gần bằng điện áp khi có ngắn
mạch xảy ra tại đầu ra của khuyếch đại phản hồi.
Khi mạ ch lực làm việc bình thường (không có ngắn mạ ch xảy ra) thì V+ < V-
nên đầu ra của khuyếch đại thuật toán âm, vì vậy T5 khoá dẫn đến T6
cũng khoá cuộ n hút RL không có điện nên tiếp điểm RL trong mạch lực đóng,
mạch lực hoạt đông bình th ường. Khi có ngắn mạch xảy ra V+ > V- nên đầu ra
của khuyếch đại thuật toán dương, vì vậy T5,T6 mở làm cho cuộn hút có điện,
đóng tiếp đ iểm Rl ở khâu b ảo vệ ngắn mạ ch lại làm cho đ èn led sáng báo hiệu
xảy ra ngắn mạch, đồng thời ngắt tiếp điểm Rl ở mạch lực ra cắt nguồn điện mạ.

-48-

chiều
Kết luận

-49-

chiều
Qua quá trình làm đồ án em đã cố g ắng nghiên cứu và tìm hiểu, cùng với sự
hướng dẫn tận tình của thầy giáo và sự giúp đỡ của các bạn cùng nhóm, chúng em
đã hoàn thành các nhiệm vụ được giao của bản đồ án : Thiết kế nguồn mạ một
chiều.
Trong quá trình thực hiện, chắ c chắn chúng em không thể tránh khỏ i những
thiếu sót, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy và
các bạn để bản đồ án này được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội ngày 20 tháng 6 năm 2004
Sinh viên: Cao Chiến Thắng

-50-

chiều
Tài liệu tham khảo :
1. Giáo trình điện tử công suất – Trần Trọng Minh.
Nhà xuất bản giáo dục.
2.Điện tử công suất – Nguyễn Bính.
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.
3. Mạ điện – Nguyễn Khương .
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.
4. Bài giảng điện tử công suất của thầy Phạm Quốc Hải.
5. Thiết kế máy biến áp – Phạm Văn Bình, Lê Văn Doanh.

-51-

ĐỒ ÁN - Thiết kế nguồn mạ một chiều.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (19)

Similar to ĐỒ ÁN - Thiết kế nguồn mạ một chiều.doc

Similar to ĐỒ ÁN - Thiết kế nguồn mạ một chiều.doc (20)

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (11)

ĐỒ ÁN - Thiết kế nguồn mạ một chiều.doc