Tính toán, thiết kế mạng điện một chiều cho phòng thí nghiệm khoa cơ khí động lực

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
LỜI CẢM ƠN ……………………………………………
PHẦN 1: MỞ ĐẦU
PHẦN 2: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1. PHÂN TÍCH CÁC BỘ BIẾN ĐỔI NGUỒN MỘT CHIỀU DÙNG MẠCH
CHỈNH LƯU
1.1.1. Giới thiệu chung về mạch chỉnh lưu
1.1.2. Các thông số cơ bản của mạch chỉnh lưu
1.1.3. Mạch chỉnh lưu hình tia một pha nửa chu kỳ không điều khiển
1.1.4. Mạch chỉnh lưu hình tia một pha hai nửa chu kỳ không điều khiển
1.1.5. Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha không điều khiển
1.1.6. Mạch chỉnh lưu hình cầu một pha không điều khiển
1.2. PHÂN TÍCH CÁC BỘ BIẾN ĐỔI NGUỒN MỘT CHIỀU DÙNG MẠCH
BĂM XUNG ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU NỐI TIẾP
1.2.1. Nguyên lý chung vá đặc điểm bộ biến đổi điện áp một chiều
1.2.2. Phân loại và sơ đồ cấu trúc bộ biến đổi điện áp DC
1.2.3. Mạch xung áo đơn nối tiếp dùng thyritstor
1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ
1.3.1. Aptomat
1.3.2. Cầu chì
1.3.3. Nút ấn
1.3.4. Contactor
1
1.4. MÁY BIẾN ÁP CẢM ỨNG MỘT PHA
1.4.1. Giới thiệu chung
1.4.2. Định nghĩa
1.4.3. Phân loại máy biến áp
1.4.4. Các đại lượng đinh mức

1.4.5. Công dụng của máy biến áp
1.4.6. Cấu tạo máy biến áp
1.4.7. Nguyên lý làm việc của máy biến áp
1.4.8. Các bước tính toán, thiết kế máy biến áp
1.5. MẠCH LỌC
CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN MỘT
CHIỀU
2.1. KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỆN MỘT CHIỀU
2.1.1. Khảo sát phòng thí nghiệm
2.1.2. Khảo sát hệ thống nguồn điện trên ô tô
2.2. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ TỦ ĐIỆN CUNG CẤP NGUỒN MỘT CHIỀU
2.3. TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN THIẾT BỊ
2.3.1. Tính chọn nguồn 5V
2.3.2. Tính chọn bộ nguồn 12VDC
2.3.3. Tính chọn MCCB
2.3.4. Tính chọn CONTACTOR và nút nhấn
2.3.5. Tính chọn cầu nối
2.3.6. Tính chọn dây cấp nguồn DC 12V – 30A theo điều kiện phát nóng
2.3.7. Chọn cầu chì 2A
2.4. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRONG TỦ
2
2.5. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THIẾT BỊ TRÊN MẶT TỦ
2.6. HÌNH ẢNH SẢN PHẨM SAU KHI HOÀN THIỆN
2.6.1. Hình ảnh trong tủ
2.6.2. Hình ảnh bên ngoài tủ
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN THI CÔNG CẤP ĐIỆN CHO
PHÒNG THÍ NGHIỆM ĐIỆN Ô TÔ
3.1. PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN
3.2. HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT
3.3. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
- KẾT LUẬN
- TÀI LIỆU THAM KHẢO
3
4
DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ
5
TT Tên hình Trang
Hình 1.1 Sơ đồ phân loại mạch chỉnh lưu
Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc mạch chỉnh lưu
Hình 1.3 Sơ đồ chỉnh lưu một pha một nửa chu kỳ
Hình 1.4 Dạng sóng dòng điện, điện áp mạch chỉnh lưu một pha một nửa
chu kỳ
Hình 1.5 Chỉnh lưu 1 pha nửa chu kỳ không điều khiển tải R+E
Hình 1.6
Sơ đồ nguyên lý và dạng sóng mạch ckỉnh lưu hình tia một pha
nửa chu kỳ không điều khiển
Hình 1.7 Sơ đồ mạch chỉnh lưu 1 pha 2 nửa chu kỳ không điều khiển với
tải R
Hình 1.8 Dạng sóng dòng điện, điện áp trong mạch chỉnh lưu hình tia một
pha nửa chu kỳ không điều khiển tải
Hình 1.9 Sơ đồ mạch chỉnh lưu 1 pha 2 nửa chu kỳ không điều khiển với
tải R+E
Hình 1.10 Sơ đồ mạch chỉnh lưu hình tia ba pha không điều khiển R+L
Hình 1.11 Giản đồ dòng, áp trong mạch chỉnh lưu tia ba pha tải R+L
Hình 1.12 Sơ đồ mạch chỉnh lưu hình tia ba pha không điều khiển R+L
Hình 1.13 Giản đồ dòng, áp trong mạch chỉnh lưu tia ba pha tải R
Hình 1.14
Sơ đồ mạch chỉnh lưu hình tia ba pha không điều khiển R+L
Hình 1.15 Đồ thị điện áp tải mạch chỉnh lưu hình tia ba phavới tải R +E

khi
.2
.2
2
U
E
≤
Hình 1.16
Đồ thị điện áp tải mạch chỉnh lưu hình tia ba phavới tải R +E
khi
.2
.2
2
U
E
>
6
Hình 1.17 Sơ đồ mạch chỉnh lưu hình tia ba pha không điều khiển R+L+E
Hình 1.18
Giản đồ dòng, áp trong mạch chỉnh lưu
hình tia ba pha tải R+L+E
Hình 1.19 Sơ đồ mạch chỉnh lưu hình cầu một pha không điều khiển tải R
Hình 1.20 Dạng sóng mạch chỉnh lưu hình cầu một pha không điều khiển
tải R
Hình 1.21 Sơ đồ mạch chỉnh lưu hình cầu một pha không điều khiển tải
E+R
Hình 1.22
Dạng sóng mạch chỉnh lưu hình cầu một pha không điều khiển
tải R+E
Hình 1.23 Sơ đồ nguyên lý chung mạch băm xung điện áp một chiều và

dạng điện áp dòng điện trên tải
Hình 1.24 Sơ đồ cấu trúc chung mạch bộ biến đổi điện áp DC
Hình 1.25 Sơ đồ nguyên lý mạch xung áp đơn nối tiếp dùng thyristor
Hình 1.26 Dạng sóng dòng điện điện áp với tải R+L+E trong mạch xung
áp đơn
Hình 1.27 Hệ thống tiếp điểm của áptômát
Hình 1.28 Các cơ cấu truyền động Aptomat
Hình 1.29 Nguyên lý hoạt động aptomat
Hình 1.30 Cầu chì
Hình 1.31 Hình ảnh một số loại nút nhấn
Hình 1.32
Mô tả hệ thống mạch vòng dẫn điện của côngtắctơ điện một
chiều và xoay chiều
Hình 1.33 Sơ đồ cấu tạo côngtắctơ điện một chiều loại KB600
Hình 1.34 Sơ đồ cấu tạo côngtắctơ điện xoay chiều
7
Hình 1.35 Vị trí gông và trụ lõi thép MBA
Hình 1.36 Hình vẽ minh hoạ dây quấn MBA
Hình 1.37 Kích thước lõi thép MBA
Hình 1.38 Mặt cắt ngang dây quấn MBA
8
DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT Tên bảng trang
Bảng 2.1 Chọn nút nhấn START và STOP
Bảng 2.2 Chọn CONTACTOR
Bảng 2.3 Chọn cầu chì 2A
KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
- MBA: Máy biến áp
- ĐLSS: Đo lường so sánh
- KĐ: Khuếch đại

- CH: Chấp hành
- MCCB: Áptomat
9
PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay điện ôtô là một lĩnh vực rất quan trọng trong chuyên ngành đào tạo
thiết kế, sửa chữa và sản suất ôtô. Do vậy môn học có liên quan đến điện ô tô cũng được
các trường đại học cao đẳng và dạy nghề ngày càng được chú trọng. Trong đó một vấn đề
mà chúng ta cũng cần quan tâm đó là các thiết bị dùng để đào tạo thực hành hay thí
nghiệm hiên nay nay được sử dụng trong các trường còn hạn chế nhiều về số lượng cũng
như chất lượng. Đặc biệt vấn đề về giá thành các thiết bị thực tập và thí nghiệm điện ô tô
hiên nay là rất cao do tính đặc thù về công suất và công nghệ. Để góp phần cải thiện các
vấn đề trên nhóm đồ án đã nhận đề tài “ tính toán, thiết kế mạng điện một chiều cho
phòng thie snghiệm khoa cơ khí động lực trường ĐHSPKT Hưng Yên” . Với mục đích
chế tạo ra một hệ thống nguồn một chiều đáp ứng được một phần nào đó trong lĩnh vực
thực hành thí nghiệm môn điện ô tô.
2. Mục đích, đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đồ án
Trên cơ sở định hướng của giáo viên hướng dẫn nhóm chúng em tập chung nghiên
cứu chế tạo bộ nguồn một chiều với nhiều cấp điện áp khác nhau: 5V- 2A; 5V- 48A;
12V- 21A; 12V- 30A thiết bị được đóng ngắt bằng tay và tự động bảo vệ khi xảy ra sự
cố ngắn mạch hay quá tải.
3. Tóm tắt nội dung đồ án
Nội dung đồ án gồm 3 chương:
CHƯƠNG 1: Tổng quan đề tài
CHƯƠNG 2: Khảo sát, tính toán, thiết kế, chế tạo hệ thống điện một chiều
CHƯƠNG 3: Xây dựng phương án cấp điện một chiều cho phòng thí nghiệm
4. Phương pháp nghiên cứu
Để hoàn thành nội dung đồ án nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương phap sau:
- Khảo sát, đánh giá thiết bị hiện có
- Tìm và phân tích tài liệu

- Sử dụng phương pháp thực nghiệm
- Trao đổi kinh nghiệm và kiến thức với các thầy cô và chuyên gia khoa cơ khí
động lực.
10
PHẦN 2: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1. Phân tích các bộ biến đổi nguồn một chiều dùng mạch chỉnh lưu [3]
1.1.1. Giới thiệu chung về mạch chỉnh lưu
a> Khái niệm: Mạch chỉnh lưu là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện xoay chiều thành
nguồn điện một chiều để cung cấp cho phụ tải điện một chiều.
b> Phân loại mạch chỉnh lưu:
-Tùy theo số pha của nguồn điện xoay chiều phía đầu vào mạch chỉnh lưu mà có thể chia
ra thành mạch chỉnh lưu 1 pha, 3 pha hay m pha:
-Nếu dòng điện xoay chiều chạy giữa dây pha và dây trung tính, thì mạch chỉnh lưu gọi là
sơ đồ hình tia. Còn nếu dòng điện xoay chiều chạy giữa các dây pha thì mạch chỉnh lưu
gọi là sơ đồ hình cầu.
+ Đặc điểm chung của mạch chỉnh lưu hình tia m pha là:
- Số van chỉnh lưu bằng số pha của nguồn xoay chiều.
- Các van có số điện cực cùng tên nối chung, điện cực còn lại nối với nguồn xoay chiều.
Nếu điện cực nối chung là Katốt thì sơ đồ được gọi là Katốt chung, còn nếu điện cực
nối chung là Anốt ta có sơ đồ nối Anốt chung.
- Hệ thống điện áp nguồn xoay chiều m pha phải có điểm trung tính, trung tính nguồn là
điện cực còn lại của điện áp chỉnh lưu.
+ Đặc điểm chung của mạch chỉnh lưu cầu m pha là:
- Số van chỉnh lưu bằng 2 lần số pha của nguồn xoay chiều, trong đó có m van có Katốt
nối chung được gọi là nhóm van Katốt nối chung và trên sơ đồ ta kí hiệu bởi chỉ số lẻ,
m van còn lại có anốt nối chung nên gọi là nhóm van anốt chung và trên sơ đồ ta kí
hiệu bằng chỉ số chẵn.
- Mỗi pha nguồn xoay chiều nối với hai van, một ở nhóm A chung và một ở nhóm K
chung.

- Điểm nối chung của các van nối K chung và nối A chung là 2 điện cực của điện áp ra.
11
- Nếu sơ đồ chỉnh lưu dùng toàn diode thì gọi là sơ đồ không điều khiển. Nếu sơ đồ
chỉnh lưu dùng toàn thyristor thì gọi là sơ đồ điều khiển hoàn toàn. Nếu sơ đồ chỉnh
lưu dùng cả thyristor và diode thì gọi là sơ đồ bán điều khiển.
Kết hơp phân loại như trên một sơ đồ chỉnh lưu có thể được gọi như sau:
12
Hình1.1: Sơ đồ phân loại mạch chỉnh lưu
c. Cấu trúc mạch chỉnh lưu:
( 1 )
( 2 )
( 3 )
T ¶ i
m é t
c h i Ò u
M ¹ c h
® o
l  ê n g
M ¹ c h
® i Ò u
k h i Ó n
U
d
,
I
d
U
A C
M ¸ y b i Õ n ¸ p C h Ø n h l  u L ä c
Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc mạch chỉnh lưu

d. Một số sơ đồ chỉnh lưu thường gặp
13
14