Thực tập tốt nghiệp - Tìm hiểu nguyên lý làm việc của nguồn sấy trực tiếp

Chia sẻ: Tan Lang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

282
lượt xem 89
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

NỘI DUNG THỰC TẬP TỐT NGHIỆP TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN SẤY TRỰC TIẾP CỦA TRUNG TÂM ĐIỆN - ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. VỚI THÔNG SỐ KỸ THUẬT: • Uvào = 380 V • Itải = 300 A Với các phần sau: Lời nói đầu............................................................................................ Chương I- Giới thiệu chung về máy sấy Chương II- Sơ đồ mạch lực nguồn sấy ................................................ Chương III- Xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển của nguồn sấy từ mạch diều khiển có sẵn ................................. Chương IV- Thiết kế mạch điều khiển ................................................ Chương V- Chế tạo mạch in và hàn mạch...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thực tập tốt nghiệp - Tìm hiểu nguyên lý làm việc của nguồn sấy trực tiếp

NỘI DUNG THỰC TẬP TỐT NGHIỆP TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN SẤY TRỰC TIẾP CỦA TRUNG TÂM ĐIỆN - ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT. VỚI THÔNG SỐ KỸ THUẬT: • Uvào = 380 V • Itải = 300 A Với các phần sau: Lời nói đầu............................................................................................ Chương I- Giới thiệu chung về máy sấy Chương II- Sơ đồ mạch lực nguồn sấy ................................................ Chương III- Xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển của nguồn sấy từ mạch diều khiển có sẵn ................................. Chương IV- Thiết kế mạch điều khiển ................................................ Chương V- Chế tạo mạch in và hàn mạch ........................................... Kết luận ...............................................................................................
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Lời nói đầu Nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước để từng bước bắt kịp sự phát triển trong khu vực cũng như trên thế giới, về mọi mặt kinh tế và xã hội. Trong đó công nghiệp hoá sản xuất hàng hoá đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển đất nước. Tự động hoá là sự lựa chọn được đặt lên hàng đầu vì tự động hoá là mũi nhọn không thể thiếu với các nước đã và đang phát triển trong đó có Việt Nam. Nước Việt Nam ta là một nước nông nghiệp đang phát triển. Hiện nayvới 90% dân số làm nghề nông thì việc phát triển công nghiệp phục vụ cho nông nghiệp là một vấn đề quan trọng trên con đường phát triển đất nước . Một thiết bị không thiếu trong công tác thuỷ lợi dùng để sản xuất nông nghiệp là máy bơm nước. Nhưng máy bơm nước chỉ làm việc 2, 3 tháng trong một năm, thời gian còn lại là khoảng thời gian không dùng đến. Trong khoảng thời gian đó máy bơm rất dễ bị hỏng hóc do những tác nhân của môi trường, chính vì vậy thiết bị phụ kiện như máy sấy rất cần thiết vì máy sấy giúp máy bơm hoạt động ổn định và có tuổi thọ cao hơn. Trong quá trình thực tập tại trung tâm điện - điện tử chúng em đã được tập trung nghiên cứu, tìm hiểu về mạch điều khiển của máy sấy . Trường đại học Bách khoa Hà Nội Sinh viên thực hiện Phạm Quang Hưng -2-
Báo cáo thực tập tốt nghiệp CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY SẤY 1. Khái niệm: Sấy là quá trình đưa không khí ẩm từ trong ra ngoài. 2. Quá trình sấy dựa trên các nguyên tắc sau: • Hơi ẩm chuyển dịch từ trong ra ngoài nhờ độ chênh lệch độ ẩm. Việc thổi gió hoặc đối lưu không khí sấy sẽ làm tăng nhanh quá trình khô và rút ngắn thời gian sấy • Hơi ẩm chuyển dịch ra ngoài nhờ độ chênh lệch nhiệt. Độ chênh lệch nhiệt độ càng cao thì tốc độ vận chuyển dòng hơi ẩm càng nhanh. Vì vậy quá trình sấy cần phải thổi gió để làm mát mạch ngoài dây quấn theo chu kỳ. • Hơi ẩm chuyển dịch từ trong ra ngoài nhờ độ chênh lệch áp suất. Dòng hơi ẩm sẽ chảy càng nhanh nếu tốc độ chênh lệch p trong và ngoài cách điện càng lớn. Vì vậy dể rút ngắn thời gian sấy, ta cần phải sấy dây quấn máy điện trong chân không. Sấy được thực hiện đối với các máy điện sau khi sửa chữa trong quá trình vận hànhnếu thấy cách điện suy giảm do mưa gió gây ẩm ướt; các máy điện để lâu ngày không dùng tới như các động cơ chống úng hạn. Một thiét bị được coi là không ẩm và có thể cho vận hành được cần bảo đảm các yêu cầu sau. • Hoàn toàn khẳng định được trong quá trình vận hành hoặc bảo quản không bị ẩm ướt. • Điện trở cách điện đo được bằng ( MΩ ) ở 75oC. -3-
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Udm RCd = U dm MΩ 1 100 + P 100 Trong bất cứ trường hợp nào RCđ cũng không được nhỏ hơn 0,5 MΩ. Tỷ số điện trở cách điện đo được bằng cách quay đều tay Mêgômet sau 60s và 30s ( do điện trở thay đổi theo thời gian tác động của điện áp ). Rcd 60 K= ≥ 1,3 Rcd 30 Trong quá trình sấy cần chú ý: • Điện trở cách điện cần phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ dây quấn càng cao điên trở cách điện càng thấp. • Không tăng, giảm nhiệt độ của dây quấn nhiệt độ của dây quấn quá nhanh vì như vậy sẽ làm cho cách điện vòng dây co dãn đột ngột gây nứt vỡ đối với các máy lớn, tốc độ nâng nhiệt độ quá 4o một giờ. • Trong những trường hợp dây quấn chỉ bị ẩm bề mặt nên do đó khi quyết định sấy bằng phương pháp nào đó cần sấy sơ bộ bề mặt ngoài của dây quấn để kiểm tra • Thiết bị và phương pháp sấy máy điện trong sửa chữa cần yêu cầu đơn giản, dễ sử dụng có thể lưu động được bảo đảm phục vụ được phạm vi công suất và kích thích rộng rãi thích hợp với điều kiện sản xuất đơn chiếc, lẻ tẻ. Mục đích và ý nghĩa của việc sấy: Động cơ máy bơm nước dùng để tưới tiêu hút nước được sử dụng rất rộng rãi trong đời sống hàng ngày Động cơ luôn phải hoạt động và sử dụng hết công suất vì vậy cần phải có thời gian để động cơ nghỉ làm việc. Máy bơm nước luôn phải tiếp xúc trong môi trường ẩm ướt vì vậy việc sây là hết sức cần thiết và quan trọng để động cơ hoạt động tốt. -4-
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Tăng độ bền và độ cách điện cho vật liệu cách điện của dây quấn. Thực nghiệm cho thấy khi tẩm sấy điện đánh thủng của các vật liệu cách điện tăng lên. Tẩm sấy làm tăng độ bền của vật liệu cách điện Tẩm sấy tốt sẽ làm vật liệu cách điện giảm khả năng hút ẩm giữ được điện trở cách điện cao trong quá trình vận hành Tẩm sấy tốt dây quấn có thể chịu được sự phá hoại của môi trường Tẩm sấy cũng làm khả năng truyền nhiệt tránh cho dây quấn không bị nóng cục bộ. 3. Các phương pháp sấy: Phương pháp sấy trực tiếp Sấy ngắn mạch ( sấy bằng dòng điện ngắn mạch ) Ưu điểm: hiệu suất và tốc độ gia nhiệt nhanh, nhiệt độ trong lòng dây quấn luôn cao hơn bên ngoài nên hơi ẩm truyền ra ngoài nhanh hơn Phương pháp sấy nguồn gián tiếp; • Sấy bằng nguồn nhiệt ngoài • Sấy bằng phương pháp dùng tổn hao quạt gió • Sấy bằng tổn hao trong lõi thép Stato • Sấy bằng phương pháp dùng tổn hao trong mạch từ của Stato theo cách quấn dây quấn. -5-
Báo cáo thực tập tốt nghiệp CHƯƠNG II SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH LỰC CỦA NGUỒN SẤY Sơ đồ mạch lực: In put AT1 CK Reset A Ti1 Ti2 BOX AT2 Out put -6-
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Thuyết minh mạch lực: Sơ đồ nguyên lý mạch lực điều khiển máy sấy thông qua bộ biến đổi ( được điều khiển bởi bộ điều khiển ). Đóng ATM1 , ATM2 cấp nguồn cho máy sấy thông qua bộ biến đổi. Điện áp đưa vào Bộ điều khiển lấy từ lưới qua biến dòng Ti2 Bộ điều khiển thay đổi góc mở α của bộ biến đổi, từ đó thay đổi điện áp đưa vào máy sấy. Từ đó có thể thay đổi nhiệt độ lò sấy Thông số kỹ thuật của các thiết bị: ATM1: áp tô mát có chức năng đóng ngắt mạch, bảo vệ dòng quá tải và bảo vệ ngắn mạch nguồn Thông số ATM1: U = 660V; I = 630A; f = 50Hz ATM2 có chức năng đóng ngắt mạch, bảo vệ dòng quá tải và bảo vệ ngắn mạch cho động cơ. Thông số ATM2: U = 660V; I = 630A; f = 50Hz BDD là bộ biến đổi điều chỉnh điện áp đặt vào động cơ khi khởi động , có chức năng hạn chế dòng điện khởi động cơ, có chức năng thu tín hiệu phản hồi từ nguồn về bộ điều khiển (BOX) Thông số: Dung lượng s = 15VA; U = 0,5 kV Tỷ số biến dòng 800/5A; Cấp chính xác 0,5 Thyristor loại TL630 - 14 Imax = 630A; Umax = 1400V; Ug = 7V; Ig = 350mA RC : R = 100Ω; C = 0,5μF. -7-
Báo cáo thực tập tốt nghiệp CHƯƠNG III XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CỦA NGUỒN SẤY TỪ MẠCH DIỀU KHIỂN CÓ SẴN. Trong 8 tuần được thực tập tại Trung tâm Điện - Điện tử, chúng em đã được giao nhiệm vụ tìm hiểu nguồn sấy và vẽ lại sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển trên cơ sở bản mạch in của máy. Chúng em đã xem xét thật kỹ mạch mạch điều khiển sau đó đã lập được sơ đồ nguyên lý với các khối chính sau: • Khối nguồn. • Khối đồng pha. • Tạo xung răng cưa. • Phát xung chùm. • So sánh ( khuyếch đại thuật toán ). • Tạo xung - khuyếch đại xung. -8-
Báo cáo thực tập tốt nghiệp -9-
Báo cáo thực tập tốt nghiệp CHƯƠNG IV THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN: Sau khi vẽ sơ đồ nguyên lý mạch, chúng em được giao thiết kế mạch điều khiển không dùng mạch phát xung chùm và khâu vi phân. I) Sơ đồ khối 1 2 3 4 uc >1 T - SS ur Cấu trúc của mạch điều khiển một tiristor được trình bày như sau: Chú thích: uc là điện áp điều khiển, điện áp một chiều ur là điện áp đồng bộ, điện áp xoay chiều hoặc biến thể của nó, đồng bộ với điện áp Anôt - Katôt của tiristor Khâu 1 là khâu so sánh làm việc như một trigơ Khâu 2 là đa hài một trạng thái ổn định dùng để tạo ra xung chùm (lấy xung dương) đưa vào khâu khuyếch đại Khâu 3 khuyếch đại xung để tạo ra xung có biên độ lớn hơn, đưa vào biến áp xung Khâu 4 biến áp xung Có chức năng tạo ra các xung đỉnh nhọn để mở cho tiristor Bằng cách tác động vào uc có thể điều chỉnh được vị trí xung điều khiển, cũng tức là điều khiển góc α. - 10 -
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạch điều khiển có các chức năng : • Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ dương của điện áp đặt trên Anôt - Katôt tiristor • Tạo ra được các xung đủ điều kiện mở tiristor ( xung điều khiển thường có biên độ từ 2 đến 10 V, độ rộng xung tx = 20 đến 100 μs đối với thiết bị chỉnh lưu, tx ≤ 10 μs đối với thiết bị biến đổi tần số cao ) Độ rộng xung được xác định theo biểu thức: trong đó: Idt là dòng duy trì của tiristor di/dt là ttốc độ tăng trưởng của dòng tải II) Nguyên tắc điều khiển: Trong thực tế người ta thường dùng 2 nguyên tắc điều khiển: thẳng đứng tuyến tính và thẳng đứng “ Arccos” để thực hiện việc điều chỉnh vị trí xung trong nửa chu kỳ dương của điện áp đặt trên tiristor. a. Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính. Theo nguyên tắc này người ta dùng 2 điện áp: • Điện áp đồng bộ, ký hiệu là ur, có dạng răng cưa, đồng bộ với điện áp đặt trên Anốt – Katốt của tiristor. • Điện áp điều khiển, ký hiệu là uc, là điện áp một chiều, có thể điều chỉnh được biên độ. - 11 -
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Us Ucm -Usm Us Ucm π 2π ωt 0 α α Tổng đại số của ur + uc được đưa đến đầu vào của một khâu so sánh. Như vậy bằng cách làm biến đổi uc, người ta có thể chỉnh được thời điểm xuất hiện xung ra, tức là điều chỉnh được góc α. Khi uc = 0 ta có α = 0 uc < 0 ta có α > 0 Giữa α và uc có quan hệ như sau: uc α =π U R max người ta thấy Ucmax = Urmax b. Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng "Arccos" Theo nguyên tắc này, người ta cũng dung 2 điện áp Anốt - Katốt tiristor Từ điện áp này người ta tạo ra ur Tổng đại số ur + uc được đưa đến đầu vào của khâu so sánh Khi ur + uc = 0 Ta nhận được một xung ở đầu ra của khâu so sánh: uc + B.cosα = 0. - 12 -
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Do đó: ⎛ uc ⎞ α = arccos ⎜ ⎟ ⎝ b ⎠ Người ta lấy B = Ucmax π Khi uc = 0 thì α = 2 uc = Ucmax; α = Π uc = - Ucmax; α=0 Như vậy, khi cho uc biến thiên từ -Ucmax ÷ Ucmax thì α biến thiên từ 0 ÷ Π Nguyên tăc điều khiển thẳng đứng “arccos” được sử dụng trong các thiết bị chỉnh lưu đòi hỏi chất lượng cao. US UAK Ud UAK Ucm π 2π 0 ωt α - 13 -
Báo cáo thực tập tốt nghiệp III) Chức năng điều khiển: Đảm bảo phát xung với đủ các yêu cầu để mở van • Đủ biên độ, Ux • Đủ độ rộng, tx • Sườn xung ngắn ( ts = 0,5 ÷ 1 μS ). Các thông số liên quan đến hình dạng một xung điều khiển. UX ΔU ts 1. Đảm bảo tính đối xứng với các kênh điều khiển Ví dụ đối với sơ đồ điều khiển các thyistor trong sơ đồ chỉnh lưu nhiều pha, độ lệch cho phép của xung điều khiển ở các kênh khác nhau phải ở tròn phạm vi từ 1 ÷ 3 ứng với cùng một giá trị điện áp điều khiển V1 0 60o 120o 180o 240o 300o 360o V2 0 1o 3o V3 0 V4 0 V5 0 V0 0 - 14 -
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2. Đảm bảo cách ly giữa mạch điều khiểnvà mạch lực. +24 V 1500 + 2000 Ví dụ đối với biến áp xung, thường được sư dụng như một khâu truyền xung cuối cùng ở tầng khuyếch đại xung, điện áp chịu đựng giữa sơ cấp và thứ cấp phải đạt được 1500 V ÷ 2000 V khi sơ đồ làm việc với điện áp lưới 3 x 380 Vac. 3. Đảm bảo đúng quy luật thay đổi về pha của xung điều khiển. Đây là yêu cầu để đảm bảo phạm vi điều chỉnhcủa góc điều khiển α, ví dụ đối với chỉnh lưu có điều khiển hoặc các sơ đồ biến đổi xung xoay chiều. Thông thường, đối với chỉnh lưu điều khiển góc điều khiển α phải thay đổi được trong phạm vi 10o ÷ 170o. 4. Có thể hạn chế được phạm vi điều chỉnh góc α, không phụ thuộc sự thay đổi của điện áp của điện áp lưới. 5. Không gây nhiễu đối với các hệ thống điều khiển điện tử khác ở xung quanh. 6. Có khả năng bảo vệ quá áp, quá dòng, mất pha... và báo hiệu khi có sự cố. - 15 -
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 7. Có khả năng bảo vệ quá áp, quá dòng, mất pha... và báo hiệu khi có sự cố. Uđk Uđk,max Uđk Uđk, min 0 αmin α αmax 180o Giới hạn góc điều khiển α IV) Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển. Qua các phân tích đã nêu ở phần trên, chúng em đã xây dựng được mạch điều khiển như sau: - 16 -
Báo cáo thực tập tốt nghiệp - 17 -
Báo cáo thực tập tốt nghiệp 2. Thuyết minh Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển gồm các khối với các chức năng sau: • Khối cung cấp nguồn có nhiệm vụ cấp nguồn điện áp ổn định và đúng cấp điện áp cho các khâu của mạch điều khiển, ở đây ta cần các cấp điện áp ±12 v • Sau khi qua biến áp ta có nguồn vào là 17 v xoay chiều, đi qua cầu chỉnh lưu điốt ta sẽ có dòng một chiều. Dòng điện ở nhánh trên đi qua Transitor công suất 7812 và được lọc nhiễu cho ra điện áp ổn định là +12 v. Dòng điện ở nhánh dưới đi qua Transitor công suất 7912 và được lọc nhiễu cho ra điện áp ổn định là -12 v • Khâu tạo xung răng cưa được thực hiện khi điện áp đặt lên cực B của T1 là UB T1 là “+” (dương) thì T1 sẽ thông nên dòng điện đi theo đường +E → R3 → → R4 →T1 → đất. Lúc này UCT1 ≈ 0. Phân áp R3 và R4 làm cho • UBT2 < UET2 làm cho T2 mở. Tụ C7 được nạp theo đường +E → Dz → T2 → C7 → đất. Khi UBT1 là xung “-“ (âm) thì T1 bị khoá lại, dẫn đến T2 ⎧UBT3 = 0 bị khoá lại theo. Lúc này, UBT3 > UET3 vì ⎨ ⎩UET3 = - Un < 0 Do đó T3 và C7 phóng điện qua T3 → R6 → VR1 • Khâu so sánh thực hiện nhờ vi mạch HA471. Tín hiệu xung răng cưa qua R7 được đưa vào chân 2 của vi mạch để so sánh với tín hiệu điều khiển ở chân 3 vi mạch. Ở đầu ra của khâu so sánh này ta nhận được một chuỗi xung chữ nhật, dương và âm kế tiếp nhau • Ta khuyếch đại xung qua 3 transitor T4 ,T5 , T6. Từ chân 6 của vi mạch HA471, tín hiệu ra la một chuỗi xung chữ nhật dương, âm kế tiếp. Khi xung vào chân B của T4 là xung dương thì bóng thuận T4 sẽ mở làm cho T5 và T6 mở theo. Dòng điện sẽ chay theo đường từ nguồn → T6 →R13 →cuộn sơ cấp của biến áp xung. Do hiện tượng cảm ứng →xuất hiện xung ở đầu ra của biến áp xung - 18 -
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Dạng điện áp: U θ UA θ UB Uđk θ UC θ - 19 -
Báo cáo thực tập tốt nghiệp CHƯƠNG V CHẾ TẠO MẠCH IN VÀ HÀN MẠCH Dựa vào mạch điều khiển đã thiết kế ta có thể chế tạo mạch in tuân thủ theo quy tắc cơ bản: chính xác, hợp lý kích thước nhỏ gọn. Chế tạo mạch in bao gồm các bước sau: I- Chuẩn bị - Chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ cần thiết để cho việc chế tạo mạch thuận tiện và đạt kết quả cao nhất : hợp lý, đúng tiêu chuẩnm tính thẩm mỹ. - Các thiết bị linh kiện điện tử phải đúng, đủ, kèm theo bảng đồng. - Giấy, mực, bút, thước… - Dung dịch ăn mòn FeCl3. II- Chế tạo mạch in 1. Thiết kế trên giấy: Để có được mạch in hoàn chỉnh, chính xác, hợp lý, nhỏ gọn, đẹp theo tiêu chuẩn ta phải thiết kế trên giấy (thiết kế mạch điểu khiển IV). Và chúng em đã thiết kế được mặt phải và mặt trái dựa theo sơ đồ nguyên lý với độ chính xác đúng với các yêu cầu đặt ra - 20 -