đề tài thiết kế bộ nguồn cho máy hàn một chiều tự động dùng thyristor

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT</b>

<b>Nhóm 4 – Đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho máy hàn một chiều tự động dùng Thyristor</b>

<b>Mã lớp: 145368 </b>

<b>GVHD: TS. Phạm Việt Phương</b>

<b>Kỳ: 2023.1</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

7 Lê Minh Ngọc 202125858 Carlos Mateus Omar 202008269 Đào Ngọc Phan 2021066310 Dương Gia Phong 20212913

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Lựa chọn phương ánthiết kế

Mô phỏng mạchbằng PSIM

Kết luận

Tài liệu tham khảo

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Hàn là quá trình nối hai vật liệu bằng kim loại vói nhau bằng cách nung nóng chỗ nối đến nóng chảy hoặc gần nóng chảy

Phương pháp hàn điện có những ưu điểm nổi bật sau:

+ Khả năng ghép nối các chi tiết cao với chất lượng mối hàn tốt.+ Chi phí sản xuất hạ, cho năng suất lao động cao.

+ Ít tiêu hao nguyên vật liệu.

+ Bảo vệ môi trường vệ sinh công nghiệp.

+ Công nghệ đơn giản, khả năng cơ giới hóa và tự động hóa cao

I. Tìm hiểu cơng nghệ

<b>1.1. Nguyên lý hàn 1 chiều</b>

Đặc tính V-A, đặc tính tĩnh của hồ quang: giảm được U mồi mà vẫn gây được hồ quang người ta cho hai điện cực tiếp xúc nhau gây ra I đoản mạch. Nếu I đoản mạch đủ lớn sẽ nung kim loại chỗ tiếp xúc nóng chảy. Thường sử dụng đoạn đặc tính CD để hàn

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>Nguồn điện có thể là xoay chiều AC hoặc </b>

<b>một chiều DC được tạo ra từ bộ biến đổi^{Mỏ hàn và kẹp mass cùng cáp}_{dẫn điện}</b>

<b>Bình khí và van điều áp</b>

<b>Các bộ phận khác như vỏ, đồng hồ, làm mát, các nút điều khiển,...</b>

I. Tìm hiểu cơng nghệ

<b>1.2. Cấu trúc máy hàn</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>a. Theo chế độ hàn: 2 loại</b>

I. Tìm hiểu cơng nghệ

<b>1.3. Phân loại</b>

<b><small>Kiểu thườngKiểu có xung</small></b>

<small>Dịng điện được khống chế theo dạng hình thang: có </small>

<small>điểm tăng dịng, duy trì và giảm dần về khơng</small> ^{Cũng vậy nhưng dịng khống chế được điều chế một}<small>tần số nào đó. Độ rộng và chu kỳ cũng có thể thay đổi cho phù hợp với vật</small>

<b>b. Theo kiểu máy: 3 loại</b>

<small>Máy dùng chỉnh lưu diodeMáy dùng chỉnh lưu thyristorMáy inventer</small>

<b>c. Theo dòng hàn: 2 loại</b>

 Máy hàn DC:

Inventer AC -> DC -> AC -> DC Thyristor AC -> DC

 Máy hàn AC -> DC -> AC

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

I. Tìm hiểu công nghệ

<b>1.4. Các yêu cầu khi làm việc</b>

1. Nguồn hàn phải đảm bảo dòng hồ quang cả ở chế độ mồi và chế độ hồ quang ổn định2. Đảm bảo an toàn khi làm việc ở chế độ làm việc cũng như chế độ ngắn mạch làm việc3. Nguồn hàn phải có cơng suất lớn

4. Nguồn hàn phải có khả năng điều chỉnh được dịng hàn

5. Đường đặc tính ngồi của nguồn hàn phải đáp ứng được từng phương pháp hàn: hàn tự động thì đường đặc tính ngồi phải cứng

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ</b>

II.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

Các loại bộ biến đổi này có thể sử dụng các sơ đồ chỉnh lưu:

Chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển đối xứng

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

<small>Sơ đồ có ít kênh điều khiển hơn so với sơ đồ cầu 3 pha đối xứng nên điều khiển dễ dàng hơn, đầu tư ít hơn</small>

<small>Chất lượng điện áp tốt nhất, hệ số đập mạch thấp, thành phần sóng hài nhỏ, hiệu suất sử dụng biến áp tốt nhất</small>

<b><small>Nhược điểm</small></b>

<small>Chất lượng điện áp ra tải chưa thật tốt lắm, khi cần chất lượng điện áp ra tốt hơn thì dùng sơ đồ nhiều pha hơn</small>

<small>Điện áp ra không được tốt như sơ đồ cầu 3 pha đối xứng, dải điều chỉnh điện áp không lớn lắm</small>

<small>Cần phải mở đồng thời hai van theo đúng thứ tự pha nên rất phức tạp, nó gây khó khăn khi chế tạo vận hành và sửa chữa</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

<b>2.1. Nhận xét các sơ đồ</b>

U_vào(v) U_d0(v) I_đm( A ) 3x380 70 500

Sơ bộ ta có cơng suất một chiều P_d= U_d. I_d=70 . 500 = 35000 WTheo các tài liệu cho thấy:

- Công suất > 5 KW ta dùng sơ đồ chỉnh lưu ba pha

- Đện áp một chiều ra tải cao > 30V nên dùng sơ đồ hình cầu

- Điện áp chỉnh lưu nhỏ hơn nhiều so với lưới nên phải sử dụng BA nguồn==> Vì vậy ta chọn sơ đồ cầu ba pha có điều khiển đối xứng là thích hợp nhất

Với đề bài cho: thiết kế bộ chỉnh lưu dùng cho máy hàn 1 chiều có các thơng số:

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

<b>2.2. Sơ đồ cầu 3 pha có điều khiển đối xứnga. Sơ đồ và đồ thị</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

<b>2.2. Sơ đồ cầu 3 pha có điều khiển đối xứngb. Cơng thức tính tốn</b>

<small>(áp dụng giáo trình điện tử cơng suất của thầy Trần Trọng Minh – Võ Minh Chính - Phạm Quốc Hải)</small>

Nếu

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

<b>2.3. Tính tốn các tham số của sơ đồ</b>

Sơ đồ mạch lực

2.3.1 Phía nguồn: MBA (chọn MBA ba pha ba trụ)

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

<b>2.3. Tính tốn các tham số của sơ đồ</b>

2.3.1 Phía nguồn: MBA (chọn MBA ba pha ba trụ)

Sơ đồ mạch lực

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

<b>2.3. Tính tốn các tham số của sơ đồ</b>

2.3.2 Phía mạch lực: tính tốn chọn van

Sơ đồ mạch lực

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

<b>2.3. Tính tốn các tham số của sơ đồ</b>

2.3.2 Phía mạch lực: tính tốn chọn van

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

<b>2.3. Tính tốn các tham số của sơ đồ</b>

2.3.2 Phía mạch lực: tính toán chọn van

* Bảo vệ quá điện áp cho van: Có 2 nguyên nhân gây ra quá điện áp:

<b>Nguyên nhân bên trongNgun nhân bên ngồi</b>

Sự tích tụ điện tích trong các lớp bán dẫn.

Khi khoá thyristor bằng điện áp ngược, các điện tích nói trên đổi ngược lại tạo ra dòng điện trong khoảng thời gian rất ngắn. Sự biến thiên nhanh chóng của dịng điện ngược gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm. Do vậy giữa anot và catot của thyristor xuất hiện quá điện áp.

Thường xảy ra ngẫu nhiên như khi cắt không tải một máy biến áp trên đường dây, khi có sấm sét,...

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

<b>2.3. Tính tốn các tham số của sơ đồ</b>

2.3.2 Phía mạch lực: tính tốn chọn van

* Bảo vệ q điện áp cho van:

Để bảo vệ quá điện áp, người ta thường dùng mạch RC đấu song song với Thyristor nhằm bảo vệ quá điện áp do tích tụ điện tích khi chuyển mạch gây nên. Mạch RC đấu giữa các pha thứ cấp MBA là để bảo vệ quá điện áp do cắt không tải MBA gây nên.

Trong mạch bảo vệ quá điện áp, ta chọn R=80, C=0,25F

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

II. Lựa chọn phương án thiết kế

<b>2.4. Tính tốn cuộn kháng lọc</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

III. Mơ phỏng mạch bằng PSIM

<b>3.1. Sơ đồ mạch lực</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

III. Mô phỏng mạch bằng PSIM

<b>3.2. Kết quả mô phỏng</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

IV. Kết luận

Sau một quá trình học tập và nghiên cứu, cùng với sự hướng dẫn của thầy Phạm Việt Phương và sự nghiên cứu tích cực chăm chỉ của cả nhóm, nhóm đã hồn thành được bài tập lớn với đề tài: Thiết kế bộ nguồn cho máy hàn một chiều tự động dùng Thyristor.

Trong quá trình thực hiện do trình độ và hiểu biết còn hạn chế nên chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy và các bạn để bài tập lớn được hồn thiện hơn.

Nhóm em xin chân thành cảm ơn!

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

V. Tài liệu tham khảo

<b> 1. Điện tử công suất – Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh.2. Điện tử cơng suất – Nguyễn Bính.</b>

<b>3. Điện tử cơng suất – Nguyễn Bính.</b>

<b>4. Bài giảng hướng dẫn thiết kế mạch điện tử công suất - Phạm Quốc Hải.5. Thiết kế máy biến áp – Phạm Văn Bình, Lê Văn Doanh.</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

THANK YOU !

</div>