Đề tài: Thiết kế nguồn điện phân doc

Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
Đề tài: Thiết kế nguồn điện
phân
1
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ
ĐIỆN PHÂN
1. Vai trò của ngành điện phân.
Trong ngành luyện kim nói chung, luyện kim bằng phương pháp điện phân
chiếm 1 vai trò hết sức quan trọng. Tuyệt đại đa số các kim loại khi luyện hoăc tinh
luyện đều cần thiết dùng phương pháp điện phân.
Luyện kim loại kiềm và kiềm thổ hầu như phải dùng phương pháp điện phân,
vì các kim loại này có hoạt tính lớn nên khó hoàn nguyên bằng con đường hỏa
luyện. Trong thiên nhiên chúng tồn tại ở dạng muối như NaCl, KCl,… hoặc qua sơ
chế thành NaOH, KOH…, chúng đều là các chất điện ly nên có thể điện phân trực
tiếp.
Luyện kim bằng phương pháp điện phân có ưu điểm chính:
+ Có thể luyện được những kim loại mà phương pháp hỏa luyện không thể
luyện được.
+Có thể luyện được những quặng nghèo, quặng Õit… đem lại hiệu quả kinh
tế cao hơn phương pháp khác.
+Dễ dàng thu hồi kim loại quý lẫn trong quặng.
+Cho sản phẩm kim loại có độ nguyên chất cao.
2. Lý thuyết quá trình điện phân.
a) Hệ thống điện hóa :

b)Dung dịch điện ly.
Dung dịch điện ly gồm:
+ Thành phần cơ bản: gồm muối và hợp chất chứa ion của kim loại cùng 1 số
hóa chất khác.

+Thành phần phụ gia: chất đệm và chống thụ động Anôt.
2
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
Chức năng của chất đệm là giữ cho thành phần của dung dịch luôn ổn định
khi điện phân, tốc độ của kim loại về Catot cũng nhỏ khi thoát ra cũng phải ổn định.
Đồng thời chất đệm chống thụ động Anot.
Phân loại dung dịch điện ly: có 2 loại chính là:
+ Dung dịch nước
+ Dung dịch muối nóng chảy.
Dựa vào đó cũng có các công nghệ điện phân khác nhau như:
+Điện phân trong dung dịch nước: luyện kẽm, tinh luyện Cu,Ni,Pb…
+ Điện phân trong muối nóng chảy: Sản xuất Nhôm, Magie, các kim loại đắt,
hiếm…
c) Một số đặc điểm của dung dịch điên phân:
- Có độ dẫn điện cao giúp giảm tổn thất và làm cho quá trình diễn ra đồng
đều.
- Độ pH phù thuộc chất điện phân.
- Nhiệt độ dung dịch không vượt quá nhiệt độ sôi.
3. Các quá trình điện cực.
Quá trình Anot:
Anot là điện cực nối với cực dương của nguồn điện 1 chiều. Khi điện phân
trên anot xảy ra quá trình điện hóa (oxi hóa) gọi là quá trình Anot và chia làm 2
loại:
+Quá trình Anot tan.
+Quá trình Anot không tan.
Bản chất của các quá trình xảy ra trên Anot là quá trình Oxi hóa.
a) Trường hợp Anot tan.
Kim loại làm Anot bị Oxi hóa chuyển thành ion dương và tan vào trong dung
dịch điện phân.
Ví dụ: Cu – 2e  Cu

2+

Các Cation kim loại sau đó đi về phía Catot và thực hiện hoàn nguyên trên bề mặt
catot.
Cơ chế của quá trình Anot tan gồm 3 giai đoạn chính:
-Tách ion ra khỏi mạng tinh thể và chuyển điện tử vào mạng điện.
- Hidrat hóa các Cation.
- Khuếch tán các Cation vào trong dung dịch.
b) Trường hợp Anot không tan
Trên bề mặt Anot xảy ra quá trình Oxi hóa các Anion trong dung dịch:
4OH
–
– 4e  2H
2
O + O
2
2Cl
–
– 2e  Cl
2
Quá trình Catot:
Catot là điện cực nối với cực âm của nguồn điện 1 chiều, là nơi đặt vật mạ
hoặc thu kim loại tinh chế, do quá trình hoàn nguyên kim loại diễn ra trên bề mặt
catot.
Bản chất của các quá trình catot chính là sự khử các Cation thành kim loại:
M
Z+
+ z.e  M
3
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân

Hoặc hoàn nguyên Hydro: 2H
+
+ 2e H
2
4. Sự kết tinh điện hóa .Quá trình kết tủa kim loại và các yếu tố ảnh
hưởng.
Trong công nghệ kết tủa kim loại Catot, cấu trúc tinh thể và hình dạng bên
ngoài của kết tủa Catot có ý nghĩa rất lớn.
Việc lấy được một kết tủa đặc, chắc, nhẵn theo yêu cầu phụ thuộc vào quá
trình kết tinh điện hóa Catot.
Quá trình kết tinh điện hóa 1 kim loại được xác định bởi quá trình tạo mầm
và quá trình phát triển tinh thể.
Kết tủa mịn hay thô, từ đó tạo ra mặt Catot nhẵn hay gồ ghề phụ thuộc vào
tốc độ tạo mầm và tốc độ phát triển tinh thể. Để lấy được kết tủa chất lượng cao cần
điều khiển được tốc độ đó bằng cách khống chế các nhân tố ảnh hưởng sau:
- Mật độ dòng điện và phân cực.
- Thành phần và nhiệt độ dung dịch.
- Chất hoạt tính bề mặt.
- Chủng loại các Catot mẫu.
- Sự tuần hoàn ding dịch.
a) Xem xét sự ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch:
Đây là yếu tố ảnh hưởng phức tạp vì có ảnh hưởng nhiều tới tính chất dung
dịch. Tăng nhiệt độ sẽ cho phép dùng dung dịch có nồng độ cao hơn, tăng độ dẫn
điễn của dung dịch, giảm nguy cơ thụ động Anot.
Các yếu tố đó làm tăng mật độ dòng điện giới hạn nên cho phép điện phân
với mật độ dòng cao hơn.
b) Xem xét sự ảnh hưởng của tuần hoàn dung dịch
Trong quá trình điện phân, nồng độ ion kim loại sát Catot bị nghèo đi, gây
phân cực nồng độ quá lớn và nhiều bất lợi xảy ra như: không dùng được mật độ
dòng cao, chất lượng điện phân thấp, gây cháy lớp mạ …

c) Sự ảnh hưởng của mật độ dòng điện:
Mật độ dòng điện cao sẽ thu được lớp mạ có tinh thể nhỏ, mịn, chắc sít và
đồng đều, do khi tăng mật độ dòng điện sẽ làm tăng khả năng tạo mầm, ngược lại,
mật độ dòng thấp cho kết tủa to, thô.
Tuy nhiên, mật độ dòng cao quá lại không tốt vì lớp kim loại dễ bị gai, bị
cháy.
Khi diện phân tại mật độ dòng giới hạn chỉ tạo thành bột kim loại, do đó,
muốn nâng cao mật độ dòng điện cần nâng cao mật độ dòng giới hạn bằng cách
tăng nhiệt độ, tăng nồng độ và đối lưu dung dịch.
5. Nguồn điện phân
Khi tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng điện phân ở trên, ta thấy
mật độ dòng là yếu tố quyết định. Để có được độ mịn, độ gắn bám tốt thì nguồn 1
chiều cấp cho bể điện phân phải có chất lượng thật tốt, cho dòng bằng phẳng và có
thể điều chỉnh liên tục trong 1 giới hạn rộng, cấp được một mật độ dòng đủ lớn.
Tính chất tải điện phân:
4
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
Tải bể điện phân thuộc loại tải R-C-E, tuy nhiên điện trở trong của bể điện
phân nhỏ, do đó, hằng số thời gian phóng, nạp của tụ là rất nhỏ cho nên coi ảnh
hưởng của tụ là không đáng kể. Sức điện động E trong bể mạ thường nhỏ nên chúng
ta có thể bỏ qua.
Từ đó có thể coi tải điện phân gần như thuần trở, nên muốn có một mật độ
dòng lớn, có độ bằng phẳng cao theo yêu cầu thì điện áp nguồn 1 chiều cũng phải
thật bằng phẳng.
Đây chính là yêu cầu thiết kế nguồn điện phân
CHƯƠNG II
PHÂN TÍCH-LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
Nguồn 1 chiều cấp cho bể điện phân được yêu cầu có điện áp cao và dòng rất
lớn, tới hàng chục Ampe.
Sự ổn định, chất lượng dòng điện cấp cho bể là yếu tố quan trọng nhất, quyết định

tới chất lượng sản phẩm điện phân.
Nguồn điện 1 chiều nói chung có thể được cung cấp từ Ắcquy. Máy phát điện
1 chiều hay các bộ biến đổi…
Phân tích ưu và nhược điểm của từng loại nguồn cung cấp:
1.Các bộ biến đổi :
Với sự phát triển của công nghệ bán dẫn ngày càng hoàn chỉnh cùng với
những ưu điểm như: tác động nhanh, độ tin cậy cao… việc sử dụng các bộ biến đổi
trở nên rộng rãi ở hầu hết các ngành công nghiệp.
Trong công nghệ điện phân, các bộ biến đổi bán dẫn là 1 sự lựa chọn kinh tế.
Việc biến đổi dòng điện cung cấp cho điện phân có thể thực hiện được nhờ sử dụng
máy biến áp trước chỉnh lưu diode, hoặc sử dụng chỉnh lưu có điều khiển.
a) Sử dụng bộ điều áp xoay chiều 3 fa trước chỉnh lưu diode.
Phương pháp này cho phép điều chỉnh dễ dàng nhưng bộ điều áp xoay chiều
có dòng điện sơ cấp không Sin, làm cho chất lượng dạng sóng thấp. Sóng hài làm
cho dòng từ hóa nhọn đầu, mạch từ bão hòa mạnh nên phương pháp này cũng
không được sử dụng nhiều trong điện phân.
b) Sử dụng chỉnh lưu có điều khiển.
Hệ chỉnh lưu điều khiển gồm máy biến áp nguồn và bộ chỉnh lưu có điều
khiển , với ưu điểm gọn nhẹ, dễ điều khiển, dễ tự động hóa, cho chất lượng dòng
điện tốt, chi phí thấp, có thể lắp đặt riêng cho từng bể …nên đây là phương án hiệu
quả nhất.
Với yêu cầu nguồn điện phân có điện áp không cao, dòng rất lớn và phải dễ dàng
điều chỉnh, các phương án chỉnh lưu được chọn là:
- Chỉnh lưu cầu 1 pha.
- Chỉnh lưu đối xứng cầu 3 pha
- Chỉnh lưu 6 pha có cuộn kháng cân bằng.
5
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
2. Phân tích các phương án chỉnh lưu có điều khiển.
Là sơ đồ đơn giản nhất, sử dụng ít linh kiện nhất trong các phương án.

Tuy nhiên, chỉnh lưu cầu 1 pha cho công suất không lớn, đồng thời gây tổn thất
trên van nên không thích hợp cho yêu cầu dòng tải và công suất lớn.
2.1 Chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng.
a)Sơ đồ nguyên lý :
T 1
U A 2
R 1
R
U B 2
U C 2
T 2
T 3
T 4
T 5
T 6
I N D U C T O R / S M
U A 1
U B 1
U C 1
+Nguồn cấp: 3 pha xoay chiều 220V/380V – 50Hz khi qua biến áp 3 pha có các
điện áp thứ cấp:
Ua =
2
2. .sin( )U t
ω
V
Ub =
2
2
2. .sin( )

3
U t
π
ω
+
V
Uc =
2
2
2. .sin( )
3
U t
π
ω
−
V
t
θ ω
=
Tải có cuộn cảm L đảm bảo san bằng dòng 1 chiều đạt yêu cầu.
+Bộ biến đổi: sơ đồ cầu 3 pha.
- Nhóm T
1
,T
3
,T
5
đấu Catot chung:

•

T
1
,T
3
,T
5
đấu Catot chung , khi Anôt của van nào bắt đầu có thế dương hơn so
với Anôt của các van còn lại thì mới được phép phát xung điều khiển để mở van đó.
Điểm đó được coi là điểm gốc để tính góc mở chậm cho thyristor ấy.
•
T
1
,T
3
,T
5
hình thành chỉnh lưu điều khiển hình tia 3 pha Catot chung, có nguồn
cung cấp là
a
U
,
b
U
,
c
U
và mạch tải là 2 điểm K và O.
U
d2
= U

KO
-Nhóm T
2
,T
4
,T
6
đấu Anot chung:

•
T
2
,T
4
,T
6
đấu Anôt chung,khi nào thế Catot của van nào bắt đầu có thế âm hơn so
với thế Catôt của các van còn lại thì mới được phép phát xung điều khiển vào để mở
van đó. Điểm đó được coi là điểm gốc để tính góc mở chậm cho Thyristor đó.

•
T
2
,T
4
,T
6
hình thành chỉnh lưu điều khiển hình tia 3 pha Anot chung, có nguồn
cung cấp
a

U
,
b
U
,
c
U
và mạch tải là 2 điểm A và O.
U
d2
= U
AO

6
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân

→
KL:Chỉnh lưu điều khiển đối xứng cầu 3 pha thực chất là 2 chỉnh lưu điều khiển
đối xứng tia 3 pha,1 đấu Catôt chung ,1 đấu Anôt chung, được đấu nối tiếp nhau có
cùng nguồn cung cấp. Còn mạch tải nối tiếp nhau nên:
d
U
=
KA
U
=
1d
U
+
2d

U
=
KO
U
+
AO
U
b) Hoạt động của sơ đồ:
Giả thiết T
5
và T
6
đang thông ta có :
- U
C
thông qua T
5
đặt lên K
- U
b
thông qua T
6
đặt lên A
 U
d
= U
KA
= U
CB

+ Đến thời điểm θ = O
1
+ α = π/6 + α , Phát xung điều khiển mở T
1
.
Khi đó : Anot T
1
mang thế U
a
Catot T
1
mang thế U
c
Do U
a
> U
c
nên T
1
mở thông.
T
1
mở làm cho Catot lúc này mang thế Ua, do đó T
5
đóng lại vì chịu phân cực
ngược U
ac
.
Dòng điện khép mạch qua T
1

và T
6
,
Điện áp tải : U
d
= U
ab
= U
a
– U
b
+ Khi θ = 3π /6 + α : Phát xung điều khiển mở T
2
Khi đó:
Anot T
2
mang thế U
b
Katot T
2
mang thế U
c
Do U
b
> U
c
nên T
2
mở thông.
Sự mở của T

2
làm cho T
6
khóa lại 1 cách tự nhiên giống trường hợp trên…
Cứ như vậy các xung điều khiển lệch nhau π/3 lần lượt được đưa đến các cực điều
khiển cua các Thyristor theo thứ tự T
1
,T
2
,T
3
,T
4
,T
5
,T
6
,T
1
…
Trong mỗi nhóm đấu chung K (hoặc A), khi 1 van mở thì nó sẽ khóa ngay
van trước đó theo thứ tự như bảng sau
Thời điểm Mở Khóa

1
6
π
θ α
= +
T1 T5

2
3
6
π
θ α
= +
T2 T6

3
5
6
π
θ α
= +
T3 T1

4
7
6
π
θ α
= +
T4 T2

5
9
6
π
θ α

= +
T5 T3

6
11
6
π
θ α
= +
T6 T4
Điện áp tải trung bình:
7
1
T
i
2
T
i
3
T
i
6
T
i
5
T
i
4
T
i

d
i
d
I
0
0
0
0
0
0
0
0
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
U
d
=
2
2
1
6 .d U Cos t t
α
α

ω ω
∫
|
6
2
|
6
3 6
= .U Sin t
π
α
π
α
ω
π
+
− +
U
d
=
2
3 6
.U Cos
α
π

Dạng sóng cơ bản:
c). Phân tích ưu, nhược điểm của sơ đồ:
+Ưu điểm:
g

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.
g
Không làm lệch pha lưới điện.
+Nhược điểm:
g
Sử dụng số van lớn, giá thành thiết bị cao.
g
Sơ đồ này dùng cho tải công suất lớn, dùng tải nhỏ,chỉnh lưu đòi hỏi độ bằng
phẳng
2.2 Chỉnh lưu điều khiển 6 fa có cuộn kháng cân bằng.
8
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
a) Sơ đồ nguyên lý:
Sơ đồ chỉnh lưu điều khiển 6 pha có cuộn kháng cân bằng bao gồm:
+ Máy biến áp động lực có cuộn kháng cân bằng C
cb
+ 6 Thyristor chia làm 2 nhóm T
1
,T
3
,T
5
và T
2
,T
4
,T
6
Máy biến áp có 2 hệ thống thứ cấp (a,b,c) và (a’,b’,c’).

Các cuộn dây trên mỗi pha (a & a’);(b &b’);(c & c’) có số vòng dây như nhau
nhưng có cực tính ngược nhau.
Hệ thống dây cuốn máy biến áp có điểm trung tính riêng biệt O
1
, O
2
được nói
với nhau qua cuộn kháng cân bằng.
Cuộn kháng cân bằng có cấu tạo như máy biến 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 2 chỉnh lưu hình tia 3 pha :
U
d
=
2
3 6
.U Cos
θ
π
 U
dmax
=
2
3 6
U
π
Do tác dụng của cuộn kháng cân bằng, dòng tải có thể coi là phẳng hoàn toàn.
Dòng trung bình qua van:
I
TBV

=
dmax
I
3
Điện áp ngược đặt lên van:
U
ngmax
=
ax
.
3
dm
U
π
b). Ưu nhược điểm của sơ đồ:
- Dòng điện - điện áp ra có độ bằng phẳng cao, độ đập mạch 5,7%
- Dòng trung bình qua van nhỏ chỉ bằng 1/6 dòng tải
- Do tính đối xứng (ngay cả khi α thay đổi) nên bộ lọc thiết kế đơn giản,
trọng lượng cũng như kích thước nhỏ.
- Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của chỉnh lưu loại này là giá thành cao do sử
dụng nhiều van công suất, và thiết kế máy biến áp cũng như cuộn kháng cân bằng
rất phức tạp. Đây chính là nhược điểm cũng như hạn chế khả năng ứng dụng của sơ
đồ trong quy mô sản xuất vừa và nhỏ.
9
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
• Kết luận:
Như vậy, theo yêu cầu của đề tài thiết kế:
Nguồn áp : 3x380 V
Dòng tải : 1000 A
Cùng với những phân tích ở trên, em đi đến lựa chọn phương án: Sử dụng bộ

chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng có điều khiển là hợp lý nhất, có thể thỏa mãn yêu cầu
kỹ thuật cũng như kinh tế của đề tài.
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH LỰC
Yêu cầu thiết kế:
Điện áp vào : U
v
= 3x380 V
Điện áp tải : U
d
= 220 V
Dòng điện tải : I
d
= 1000 A
I. Tính chọn Van bán dẫn công suất.
Chọn chế độ làm việc định mức của van là chế độ công suất cực đại
Tức là góc mở chậm α = 0
o
+) Điện áp đầu ra của chỉnh lưu được tính :
U
d
=
2
3 6
.U Cos
θ
π

U U
2

=
.
3 6
d
U
π
=
.220
3 6
π
=94 V
Điện áp ngược cực đại đặt lên van:
U
ngmax
=
2
6.U
=
6
.94 =230.3 V
Chọn hệ số dự trữ điện áp: K
u
= 2
 Van phải chịu được: U
ngmax

thực
= 2 . 230,3 = 460,6(V)
+) Dòng điện trung bình qua van:
I

tbVan
=
3
d
I
=
1000
3
= 333.3 (A)
Chọn điều kiện làm việc của van là làm mát cưỡng bức bằng nước,ta có ở điều kiện
van + đĩa van chuẩn + tốc độ nước = 8 m/s thì :
I
tb max
= ( 0,6
÷
0,7 ) I
tb max thực
⇒
I
tb max thực
=
tb max
I
0,6
=
333.3
0,6
= 555.5 ( A )
Vậy các thông số để chọn van là :
U

ng v
= 460 V
và I
tb max thực
= 555.5 A
10
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
Van công suất được chọn là: T568N
Các thông số từ nhà Sản xuất:
+) Điện áp ngược cực đại :U
ngmax
= 600 V
+) Dòng điện làm việc cực đại :I
dmmax
= 568 A
+) Dòng điện xung điều khiển :I
g
axm
= 150 mA
+) Điện áp xung điều khiển :U
axgm
= 1,4 V
+) Sụt áp trên thyristor ở trạng thái bán dẫn :∆U
max
= 1,76 V
+) Tốc độ biến thiên điện áp :du/dt = 1000 V/ μs
+) Nhiệt độ làm việc cực đại :T
axm
=140
0

C
II. Tính toán máy biến áp lực.
Chọn máy biến áp 3 pha 3 trụ, sơ đồ đấu dây
/∆ ϒ
.
II.1. Tính sơ bộ máy biến áp.
1. Công suất biểu kiến máy biến áp:
S=
.
. .220.1000 231
3 3
S d d
K P P
π π
= = =
kVA
2.Điện áp pha sơ cấp máy biến áp:
1
U
= 380 A
3.Điện áp pha thứ cấp máy biến áp :
Phương trình cân bằng đ iện áp khi có tải:
U
d0
= U
d
+ U
d
.10% + 2.∆U
V

+ ∆U
dn
+ ∆U
BA
Với:
U
d
.10% : là lượng dự trữ khi có sụt giảm điện áp lưới
U
V
= 1.06 V : sụt áp trên van công suất.
∆U
dn
≈
0 : sụt áp trên dây nối.

BA r x
U U U∆ = ∆ + ∆
: sụt áp trên điện trở và điện kháng của MBA.
Chọn sơ bộ:
∆U
BA
= ∆U
R
+ ∆U
X
≈ 6%.U
d0
= 0.06×220 = 13,3 V
Từ phương trình cân bằng điện áp khi có tải, ta có:

→U
d0
= U
d
+ U
d
.10% + 2.∆U
V
+ ∆U
dn
+∆U
BA
= 220 + 220.10% + 2.1,76 + 0 + 13,3
= 258,82 (V)
 Điện áp pha thứ cấp của máy biến áp:
U
2
=
0
.
.258,82
3. 6 3. 6
d
U
π
π
=
= 110,64 (V)
4.Dòng điện hiệu dụng thứ cấp máy biến áp.
I

2
=
2 2
6. . .1000 816.5
3 3 3
d
d
I
I= = =
A
5. Dòng điện hiệu dụng sơ cấp máy biến áp :

2
1 . 2 2
1
110,64
. 816.5
380
BA
U
I k I I
U
= = =
= 237,75A
11
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
→
Như vậy các tham số của máy biến áp cần đạt được là:
BA
S

= 231 kVA
2
U
= 110,64 V

1
U
= 382 V
1
I
= 237,75 A
2
I
= 816.5 A
II.2 Tính chọn các thiết bị bảo vệ mạch lực
Trong bộ chỉnh lưu phần tử kém có khả năng chịu được các biến động về
điện áp và dòng điện và điện áp chính là các van bán dẫn . Vì vậy bảo vệ mạch lực
cũng chính là bảo vệ các van bán dẫn khỏi các trạng thái : quá nhiệt,quá dòng và
quá áp.Sơ đồ mạch động lực có thiết bị bảo vệ như sau :
1. Bảo vệ quá nhiệt cho van :
Khi làm việc,trên van bán dẫn có sụt áp,do đó có tổn hao công suất ∆P = ∆U
×
I
lv
sinh ra nhiệt đốt nóng van
Mặt khác, các thiết bị bán dẫn rất nhạy với sự thay đổi của nhiệt độ, và chỉ cho phép
làm việc ở nhiệt độ t < t
cp
.
2.Bảo vệ quá dòng cho van

a) sử dụng aptomat để đóng cắt mạch động lực,tự động cắt mạch khi quá tải và ngắn
mạch Thyristor,ngắn mạch đầu ra bộ biến đổi,ngắn mạch thứ cấp máy biến áp.
Chọn Áptomat có: I
dm
= 1.1×I
1

dây
= 1.1
3
.60,39 = 115,06 (A)
Chọn bằng 110 A
Được chỉnh định dòng ngắn mạch:
I
nm
= 2.5 I
1dây
= 2.5
3
.60,39 = 261,50 (A)
Chọn bằng 260 (A)
Dòng quá tải: I
qt
= 1.5I
1dây
= 1.5
3
.60,39 = 156,90 (A)
Chọn bằng 150 (A)
b) Chọn các cầu chì bảo vệ ngắn mạch : Các cầu chì cần phải có dây chảy tác

động nhanh
_ Nhóm cầu chì 1CC : dòng điện định mức dây chảy là
I
1CC
= 1,1 I
2
= 1,1 . 653,19 = 718,5 A
_ Nhóm cầu chì 2CC :
I
2CC
= 1,1 I
v
= 1,1 . 444,45 = 488,895 A
_ Nhóm cầu chì 3CC :
I
3CC
= 1,1 I
d
= 1,1 . 800 = 880 A
Vậy ta chọn cầu chì các nhóm 1CC,2CC,3CC là loại có dòng định mức dây chảy
lần lượt là 710 A, 480 A và 880 A
3. Bảo vệ quá điện áp cho van :
Quá áp do các nguyên nhân sau:
+ Quá tải do đóng ngắt các khối chức năng : Đóng biến áp lực chỉnh lưu có thể
gây quá áp 30 đến 40% điện áp lưới .
- Đóng mạch chỉnh lưu sau khi đóng biến áp lực gây tốc đọ tăng áp tới
1000V/µs
- Ngắt biến áp nguồn gây quá tải 5 lần điện áp bình thường .
- ngắt tải khỏi mạch chỉnh lưu
12

Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
+ Quá áp do hiện tượng chuyển mạch : Loại này gắn với mạch chỉnh lưu :
- Khi van chuyển từ khoá sang dẫn
- Khi van chuyển từ dẫn sang khoá
Mức độ quá áp cũng tới 1000V/µs

CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN
I. Khái quát hệ thống điều khiển bộ biến đổi.
1. Chức năng.
Biến đổi tín hiệu điều khiển thành xung điều khiển tương ứng với góc mở của
Thyristor (α).
2. Phân loại.
- Hệ điều khiển bộ biến đổi phụ thuộc
(Cho chỉnh lưu và bộ biến đổi xung áp xoay chiều)
- Hệ điều khiển bộ biến đổi độc lập
(Cho nghịch lưu độc lập và bộ biến đổi xung áp 1 chiều)
II.Khái quát hệ điều khiển bộ biến đổi phụ thuộc
1. Cấu trúc chung:

U
dk
2. Nhiệm vụ của các khâu:
a). Khâu đồng bộ:
Tạo tín hiệu đồng bộ trùng với thời điểm điện áp lưới đi qua 0.
b). Khâu tạo điện áp tựa:
Tạo điện áp răng cưa tuyến tính để đưa vào 1 cửa của khâu so sánh.
c). Khâu So sánh:
So sánh giữa điện áp điều khiển với xung răng cưa để xác định thời điểm phát
xung điều khiển để mở thyristor.

d). Khâu tạo xung:
Trộn tín hiệu cao tần với tính hiệu điều khiển và điện áp phân phối để tạo ra
dạng xung là xung đơn, xung kép hay xung chùm.
e). Khâu khuếch đại xung:
Dùng khuếch đại công suất xung điều khiển đủ công suất để mở van lực.
Sơ đồ toàn bộ mạch điều khiển:
13
Đồng bộ U
tựa
SS+TX KĐX
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
R3
U1B
5
6
4
8
7
VEE
VEE
VCC
VCC
VCC
D3
C1
R4
D4
R6
U2A
3

2
4
8
1
R12
D7
Udf
R5
U3A
4.7kΩ
R1
4.7kΩ
R2
10nF
C
1uF
Cf
VDD
LM555CM
Timer
GND
1
DIS
7
OUT
3
RST
4
VCC
8

THR
6
CON
5
TRI
2
Q1
Q2
R7
R8
R9
D6
D2
T1
0
1
2
3
VSS
C3
T568N
U1A
3
2
4
8
1
VEE
VCC
D5 D8

R1
T2
U2
U2B
5
6
4
8
7
C8
R44
VEE
VCC
Uph
Utua
Utron
Uss
U5
Q10
14
Q1
9
Q11
15
Q12
1
MR
11
~CP
10

Q4
7
Q5
5
Q6
4
Q7
6
Q8
13
Q9
12
Q13
2
Q14
3
U5A
VDD
VDD
A1
VDAC16
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8

D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15
Output
Vref+
Vref-
U8
Q1
12
Q2
11
Q3
9
Q4
6
Q5
5
MR
2
~CP
1
Q6
4
Q7
3
U6A

1uF
C
10nF
Cf
LM555CN
Timer
GND
1
DIS
7
OUT
3
RST
4
VCC
8
THR
6
CON
5
TRI
2
R16
50%
R17
50%
J2
Out
R2
R39

50%
R19
R18
+

U10A
VDD
U9A
14
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
*Tính toán khâu đồng pha:
a). Sơ đồ nguyên lý:

R3
U1A
3
2
4
8
1
VEE
VCC
D1 D2
R1
Udf
T1
U2
Từ sơ đồ này ta thấy điện áp đồng pha được lấy ra từ điện áp lực thông qua
MBA. Phần sơ cấp của điện áp đồng pha được đấu vào các pha thứ cấp của máy
biến áp lực.

Khâu đồng pha có 2 mục tiêu quan trọng là:
* Chuyển đổi điện áp lực thường có giá trị cao sang giá trị phù hợp với mạch điều
khiển thường là điện áp thấp.
* Cách ly hoàn toàn về điện giữa MĐK với mạch lực. Điều này đảm bảo an toàn
cho người sử dụng cũng như cho các linh kiện điều khiển
c). Tính toán các thông số:
* KĐTT dùng TL082
* Các điôt Đ1, Đ2 làm nhiệm vụ giữ cho độ chênh lệch điện áp giữa 2 cửa vào của
OA1. Do các điôt này luôn có điện áp rơi thuận trên nó là 0,7V nên khi điện áp trên
cửa 2 của OA1 lớn hơn 0,7V thì Đ1 thông và điện áp cửa 2 bằng 0,7V . U
2max
=
0,7V .
+ Khi điện áp trên cửa 2 nhỏ hơn -0,7V thì Đ2 thông và cũng giữ mức điện áp
min trên cửa 2 là -0,7V.
Như vậy với các điôt Đ1, Đ2 làm cho mức điện áp giữa 2 cửa OA1 luôn nằm
trong khoảng từ -0,7V→ 0,7V
Ta có thể chọn 2 điôt này là 2 con 1N4150 thoả mãn yêu cầu bài toán
* Chọn nguồn nuôi cho OA là E = + 12V , điện áp đồng pha
U
dp
= 10
2
= 14,14V
* Tính các điện trở :
15
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
1+) Điện trở R1 được tính để hạn chế dòng vào của Đ1,Đ2 ,dòng vào của 2 điốt

khá nhỏ cỡ mA , chỉ khoảng từ 1→3mA
Ta có : R1 >
14,14
0,003
= 4,7 kΩ ⇒ có thể chọn R1 =10 kΩ
*Khâu tạo điện áp tựa
a)Sơ đồ:

R5
U1B
5
6
4
8
7
VEE
VCCVCC
D3
R4
R6
Udf
Utua
C1
D4


b) Nguyên lý
+) Ở nửa chu kì đầu,điện áp U
đf
> 0, D3 khóa .Tụ C được nạp điện đến ngưỡng của

Diod zene D4. U
c
= U
D4
+) Đến nửa chu kì tiếp theo,điện áp đồng pha U
đf
< 0,D3 mở làm tụ C phóng hết
trong thời gian rất ngắn U
C
= 0 (v)

10
0
1
.
R
t
RC C
E
U U dt
C
−
= = −
∫
c) Tính toán
Chọn OA loại TL082, D3 là loại 4150
Điện áp đồng pha có biên độ U
dpmax
= 10
2

= 14,14V
Chọn D4 là Diod zeno 9,1V nên điện áp răng cưa là 9,1V
Tính chọn R3.Chọn C = 0,22µF

3
4
6
12.0,02
59,94.10
2 . 2.9,1.0,22.10
oa
ET
R
U C
−
= = =
Chọn R3 gồm biến trở 50k nối tiếp với điện trở 10k
16
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
Tính điện trở R5, ta chọn t
n
= 1ms, U
bh
= E – 1,5 = 12 – 1,5 = 10,5V
5
6
3
4
0,7
10,05 0,7

.
0,22.10 .9,1 12
0,001 6.10
bh
oa
n
U
R
C U
E
t R
−
−
−
= =
+
+
=4,45.10
3
= 4,45Ω
Chọn R5 = 3,9Ω
*Khâu so sánh

VEE
VCC
R6
U2A
3
2
4

8
1
R12
R5
D7
Uss
Utua
Udk
Đây là sơ đồ so sánh điện áp trên 1 cửa vào của op-amp.Khi U
rc
> U
đk
thì U
ss
= -E <
0.khi U
rc
< U
đk
thì mạch lật trạng thái, U
ss
= + E > 0.Ta có dạng đồ thị điện áp như
sau :


Khâu so sánh ta cũng dùng TL082 để tạo được sườn xung thẳng đứng
R
5
và R
6

có tác dụng hạn chế dòng vào các cửa của op-amp
⇒ Chọn R
5
=R
6
=10 kΩ
*Bộ tạo xung cao tần
a) Sơ đồ nguyên lý:
Khâu này dùng IC thuật toán LM555
tạo dao động với tần số cao 10kHz.
Đây chính là mạch dao động RC.
17
4.7kΩ
R1
4.7kΩ
R2
1nF
C
1uF
Cf
VDD
LM555CM
Timer
GND
1
DIS
7
OUT
3
RST

4
VCC
8
THR
6
CON
5
TRI
2
Out
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
b) Tính toán các thông số:
Ta có chu kỳ của xung cao tần:
T = t
1
+ t
2
= 0,7(R
1
+ 2R
2
)C
Tần số dao động f =
1 2
1 1,43
( 2 )T R R C
≈
+
Chọn C=1uF ta có:
1 2

1,43
2R R
fC
+ =
Chọn R
1
= R
2
ta có
6 4
1, 43
3 47,67
10 .10
R
−
= =
Chọn R
1
= R
2
= 47Ω
*Khâu trộn xung

R12
D1
U10A
R8
Utron
Uss
Ux

Sử dụng IC 4081BT gồm 4 cổng AND 2 đầu vào thuộc họ CMOS tốc độ cao
để trộn tín hiệu U
x
và điện áp ra của Timer 555
Diod D7 chọn là loại 1N4150
*Khâu khuếch đại
a) Sơ đồ nguyên lý:

Thông thường xung nhịp tạo ra sau bộ trộn xung không đủ công suất để mở
van mạch lực. Khuyếch đại xung có nhiệm vụ tăng công suất của xung sau bộ trộn
xung. Đại đa số các van được chế tạo để có thể mở được chắc chắn với xung điều
khiển có:
U
GK
= 5→10V ; I
G
= 0,3 → 1A trong thời gian cỡ 100µs .
Ta có sơ đồ khuyếch đại xung dùng biến áp xung như sau:

Q1
Q2
R7
R8
R9
D6
D8
T1
0
1
2

3
VCC
C3
D9
Utron
18
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân


Theo sơ đồ khuyếch đại xung ở trên ta thấy đầu ra của KĐX sẽ được nối với
các cực G-K của van còn đầu vào được nối với khâu tạo xung chùm.
Do khi dòng I
C
càng nhỏ thì độ mất đối xứng của xung càng giảm nên ta sẽ sử
dụng 2 tầng khuếch đại transistor mắc Darlington.
Ta phân tích mạch KĐX ghép bằng BAX ở trên. Sơ đồ sử dụng BAX ghép với
tầng KĐ Dalingtơn sử dụng 2 transistor Q
1
, Q
2
. Khi có xung chùm đặt vào cực
bazơ của Q
2
thì Q
2
mở cho dòng chảy từ nguồn nuôi chảy qua BAX , qua Q
1
đến
mở bão hoà Q
1

để Q
1
dẫn dòng chính chảy qua BAX xuống đất. Như vậy điện áp
trên cuộn sơ cấp BAX và dòng điện chảy qua nó cũng có dạng xung. Dòng điện
này cảm ứng sang cuộn thứ cấp, và ở cuộn thứ cấp này cũng xuất hiện dòng xung
chảy vào cực điều khiển Thysistor . Trong mạch trên Đ
2
có tác dụng trả năng
lượng tích luỹ trong cuộn cảm lại nguồn khi mà cuộn sơ cấp này đang dẫn dòng
thì Q
1
,Q
2
khoá lại.
- Điện trở R
2
cũng có tác dụng tiêu tán năng lượng chảy từ Q
2
để Q
1
khoá dễ
dàng hơn.
- Điện trở R
2
chọn theo khả năng dẫn dòng cho phép của Q
1
.
- Tuy nhiên do điện trở này mắc nối tiếp với cuộn sơ cấp nên khi dẫn nó làm
giảm áp đặt vào BAX. Để vẫn giữ điện áp ban đầu trên BAX bằng giá trị nguồn ta
phải đưa thêm tụ C

3
vào, khi Q
2
khoá tụ phải kịp nạp đến trị số bằng nguồn .
b) Tính toán các thông số:
V
SS
chọn bằng 18V.
Chọn biến áp xung tỉ số các cuộn dây là bằng 5, vậy tham số dòng điện cuộn sơ là
U
1
= U.k = 1,4.5 = 7V
I
1
= Ig/k/= 0,4/5 = 0,08A
Chọn bóng Q1 loại BD136 có tham số Ucc = 45V, I
Cmax
= 1,5A, βmin = 40
R
7
>
Ecs 18
12
1,5Icp
= =
chọn R
7
= 15Ω
Chọn bóng Q2 loại BC107 có tham số Ucc = 45V, I
Cmax

= 0,1A, βmin = 110
3
1 2
max
40.110.18
1 55.10 55
. 1,2.1,2
cs
t
E
R k
s I
β β
= = = Ω
Chọn R8 = 10k
Các diod D4, D5, D6, D7 có thể chọn là loại 1N4150
19
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
1. Máy biến áp xung.
Biến áp xung thực hiện các nhiệm vụ:
* Cách ly mạch lực và mạch điều khiển.
* Phối hợp trở kháng giữa tầng KĐX và cực điều khiển van lực.
* Nhân thành nhiều xung (BAX có nhiều cuộn thứ cấp) cho các van ghép song
song của mạch lực .
BAX phải làm việc với tần số cao nên lõi thép BA cho tần số 50Hz không đáp
ứng được. Lõi dẫn từ thường dùng cho BAX là lõi ferit làm việc trên 1 phần của
đặc tính từ hóa, lõi hình trụ có tiết diện kiểu chữ E.
- Do dòng điện qua các cuộn dây BAX không liên tục nên trị số hiệu dụng của
dòng điện nhỏ, vì vậy tiết diện dây quấn BAX không được chọn từ trị số dòng
điện như thông thường mà hay được chọn từ điều kiện đảm bảo độ bền cơ học với

đường kính đây quấn trong khoảng (0,2 → 0,4)mm. .Số vòng đây bị hạn chế do
kích thước cửa sổ của lõi BAX khá nhỏ nên nằm trong giới hạn dưới 100 vòng.
Các yêu cầu thiết kế:
- U
dk
= 1,4 V
- I
dk
= 150 mA
- độ sụt đỉnh xung: ∆U
X
= 15%
- K
BA
= 3: hệ số máy biến áp xung.
- Điện áp thứ cấp máy biến áp:
U
2
= U
dk
+ U
D1
(do có điện áp rới trên điôt ≈ 0.7 V)
→ U
2
= 1,4 + 0.7 = 2,1 V
- Điện áp sơ cấp máy biến áp :
 U
1
= K

BA
. U
2
= 3×2,1 = 6,3 (V)
→ dòng điện sơ cấp biến áp xung:
I
1
= I
2
/
BA
K
= 0,15 / 3 = 0.05 A
- Thể tích lõi từ :
2 2
. . . .
.
BA x X
K U I t U
V
B H
∆
=
∆ ∆
( )
3
m
Trong đó:
x
t

: độ rộng 1 xung.
x
U∆
: độ sụt áp bằng 0,1
÷
0,2
B∆
: độ biến thiên cường độ từ trường(T)
H∆
: độ biến thiên mật độ từ cảm (
A
m
)
Chọn vật liệu làm lõi biến áp xung là thép Ferit HM làm việc trên một phần của
đặc tính từ hóa có: ∆B = 0.3 T
∆H = 30 A/m
- Độ rộng xung điều khiển : t
x
lấy theo độ rộng xung cao tần được tạo ra từ bộ
tạo xung 555, có tần số 10KHz

3
1 1
. 50( )
2 10.10
x
t s
µ
= =
- Do t

x
= t
n
nên coi rằng trị số dòng điện hiệu dụng cuộn thứ cấp = ½ dòng điều
khiển. → I
2
= 0.5I
dk
20
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân

6
6 3
3.(2,1).(0,5.0.15).(50.10 ).(0.2)
0,525.10 ( )
0,3.30
V m
−
= =
Tra bảng thông số các loại lõi thép Ferit làm việc theo đặc tính từ hóa 1 phần:
→ chọn loại 814E250 lõi chữ E có các thông số:
Q = 0,202(
2
cm
)
S
cưasổ
= 0, 171 (
2
cm

)
Công suất : 1,2W khi f=10KHz.
→Vậy số vòng dây cuộn sơ cấp :
6
1
1
4
.
6,3.50.10
w 52
. 0,3.0,202.10
x
U t
B Q
−
−
= = =
∆
(vòng)
Số vòng dây thứ cấp:
1
2
w 52
w 17
m 3
= = =
(vòng)
*Tính toán nguồn cung cấp cho mạch điều khiển :
Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển là nguồn điện áp một chiều, trị số điện
áp và độ ổn định tuỳ thuộc từng khâu trong mạch.

Chọn nguồn cung cấp cho các op-amp là
±
12V,được lấy từ chân ra của các vi mạch
ổn áp 7812 và 7912.Sơ đồ như sau :
7812 :

+12V
C1 C2
+ 18 V
78 12
2 3
VIN VOUT
7912 :

- 12V
C1 C2
-18 V
79 12
2 3
VIN VOUT
Dòng điện tải cho phép của các IC này là 1,5 A (phải có tản nhiệt) nên đảm
bảo cung cấp đủ công suất cho các của mạch điều khiển hoạt động
Lưu ý chung : Để các IC ổn áp hoạt động bình thường phải tính chọn sao cho trong
quá trình hoạt động điện áp đầu vào không cao quá trị số cho phép ( tính ở chế độ
lưới điện cao nhất và mạch ổn áp không tải ) và cũng không được thấp hơn mức tối
thiểu cần thiết ( tương ứng khi điện áp lưới điện thấp nhất và mang tải lớn nhất )
21
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
*Khâu tăng áp
a) Sơ đồ

U5
Q10
14
Q1
9
Q11
15
Q12
1
MR
11
~CP
10
Q4
7
Q5
5
Q6
4
Q7
6
Q8
13
Q9
12
Q13
2
Q14
3

U5A
VDD
VDD
A1
VDAC16
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15
Output
Vref+
Vref-
U8
Q1
12
Q2
11
Q3

9
Q4
6
Q5
5
MR
2
~CP
1
Q6
4
Q7
3
U6A
1uF
C
10nF
Cf
LM555CN
Timer
GND
1
DIS
7
OUT
3
RST
4
VCC
8

THR
6
CON
5
TRI
2
R16
50%
R17
50%
J2
Out
U10A
VDD
U9A

Vấn đề tính toán thời gian tăng áp
Giá trị điện áp định mức : U
đm
= 220 V
Giá trị điện áp khởi động : U
kđ
= 20%
×
220 = 44 V
Góc α được điều chỉnh sao cho điện áp nguồn điện phân tăng từ U
kđ
đến U
đm
trong 2

giờ
Áp dụng công thức : U
d
α
= U
do
cosα
Với U
do
=
3 6
π
U
2
= 258,8 V
+ góc α ứng với điện áp khởi động :
U
kđ
= 258,8cosα
kđ
= 44
⇒ cos α
kđ
= 0,17 ⇒ α
kđ
= 80,2
o
+ góc α ứng với điện áp định mức :
U
đm

= 258,8cosα
đm
= 220
⇒ cosα
đm
= 0,85 ⇒ α
đm
= 31,7
o
22
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
Quá trình thay đổi của góc điều khiển α sẽ được điều chỉnh bởi điện áp điều khiển.
Khi U
đk
tăng thì α giảm ⇒ điện áp ra tăng lên và ngược lại
⇒ quá trình là điều khiển thuận
Ta sẽ tính điện áp điều khiển ứng với các góc điều khiển này :
Đồ thị điện áp răng cưa :

Giá trị điện áp điều khiển lúc khởi động là :
U
đkkđ
= ( 90 – 80,2 )
×

10
90
= 1,09 V
Giá trị điện áp điều khiển ứng với tải định mức :
U

kđ đm
= ( 90 – 31,7 )
×

10
90
= 6,47 V
Như vậy ta phải điều chỉnh U
đk
tăng từ 1,09 V đến 6,47V trong 2 giờ
Thiết kế mạch tăng áp tự động
Để cho hệ thống có thể điều chỉnh tăng áp một cách tự động ta sẽ thiết kế
mạch tăng áp tự động cho điện áp điều khiển .
Nguyên lý hoạt động như sau : Mạch này tại thời điểm đầu sẽ đưa ra điện
áp có giá trị bằng giá trị điện áp khởi động tức là U
o
= 1,02V. Sau thời gian đúng 2
h
hay 7200s nó sẽ đạt được điện áp có giá trị bằng điện áp định mức điều khiển 5.91V
Bộ tăng áp bao gồm 1 mạch tạo xung 555, bộ đếm nhị phân và bộ biến đổi DAC.Bộ
định thời 555 được tính để xung đưa vào bộ đếm nhị phân trong khoảng 2 giờ, bộ
đếm nhị phân đưa tín hiệu nhị phân qua bộ biến đổi DAC làm bộ DAC tăng giá trị
điều khiển, ở đây còn bao gồm mạch khóa để sau khi đến giá trị làm việc ổn định
thì mạch không đếm nữa để giữ nguyên trạng thái và duy trì trạng thái làm việc.
Sử dụng bộ đếm 16bit và DAC 16bit ta có 2
16
= 65536 mức bằng 12V.
Như vậy trong 2h bộ đếm sẽ làm việc để đưa điện áp từ 1,09V đến 6,47V
Ứng với 1,09V là ở mức 0, thì ở 6,47V sẽ là ở mức
65536

.6,47
10
= 42401 ứng với
mức logic : 1010010110100001
Trong 7200s bộ Timer 555 sẽ phải phát 42401 xung nhịp, mỗi giây timer sẽ phát
42401,7
7200
= 5,88 xung nhịp
Chọn C=1uF ta có:
1 2
1,43
2R R
fC
+ =
Chọn R
1
= R
2
ta có
6
1, 43
99305,6
3.4,8.10
−
= =
Ω
Có thể chọn triết áp 100k Ω và điều chỉnh
23
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân
CHƯƠNG 6

CHẠY MÔ PHỎNG BẰNG MÁY TÍNH






24
Sv:Phạm Văn Hướng - Lớp TĐH-K46 Thiết kế nguồn điện phân



25