XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN GHÉP QUANG TRONG MẠCH ĐO DÒNG Ở NGUỒN TỔNG ĐÀI

xÂY DựNG PHƯƠNG áN GHéP QUANG
TRONG MạCH ĐO DòNG ở NGUồN TổNG ĐàI
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Cảnh báo, bảo vệ và đo dòng, đo áp là những bộ phận không thể thiếu đợc của môt bộ
nguồn trong tổng đài. Cảnh báo nhằm mục đích thông báo kịp thời cho ngời vận hành tổng đài
biết các tình trạng của thiết bị để kịp thời xử lý, tránh các sự cố nghiêm trọng xảy ra trong các
thiết bị nguồn cung cấp và đảm bảo an toàn cho tải tiêu thụ. Các mạch cảnh báo theo dõi liên tục
sự làm việc của nguồn cung cấp điện về các tham số nh cờng độ dòng điện, mức điện áp ... Các
mạch đo dòng và đo áp nhằm mục đích giúp cho ngời vận hành biết đợc chính xác cờng độ dòng
điện và mức điện áp ca bộ nguồn. Tuy nhiên với các phơng pháp đo dòng và cảnh báo hiện tại
còn gặp một nhợc điểm cơ bản là vấn đề tổn hao. Trong phạm vi đề tài này sẽ xem xét khả năng
ứng dụng bộ ghép quang trong mạch cảnh báo và đo dòng để khắc phục nhợc điểm cơ bản nói
trên. Nội dung báo cáo của đề tài này bao gồm :
+ Mục đích nghiên cứu của đề tài
+ Các mạch cảnh báo dòng có dùng bộ ghép quang
+ Các phơng pháp đo dòng hiện tại
+ Khả năng ứng dụng bộ ghép quang trong mạch đo dòng
+ Kết luận
2. Các mạch cảnh báo dòng có dùng bộ ghep quang.
a. Mạch cảnh báo dòng thấp có sử dụng bộ ghép quang.
b.Mạch cảnh báo dòng cao có sử dụng bộ ghép quang.

I
I
vào
R
I
ra
+V
+V
R

I
vào

I
+V
+V
-Hình 1-
đồng hồ đo dòng
I
Iđo
-Hình 4-
-Hình 2-
c. Nhận xét.
+ Nếu không dùng bộ ghép quang trong mạch cảnh báo dòng thì ta phải dùng một bộ nguồn
riêng để cấp điện cho mạch cảnh báo.
+ Nếu có sử dụng bộ ghép quang thì ta có thể sử dụng bộ nguồn cấp điện cho tải để cấp điện
cho mạch cảnh báo .Vì trong trờng hợp này bộ ghép quang có tác dụng cách điện lớn nên
dòng cần cảnh báo khônh thể nối tắt qua mạch cảnh báo.
+ Yêu cầu đối với bộ ghép quang là khi dòng vào lớn thì dòng đầu ra cũng phải lớn và ngợc lại.
ở đây không yêu cầu giửa dòng đầu vào và dòng đầu ra phải có mối quan hệ tuyến tính .
3. Các phơng pháp đo dòng hiện tại
a. Phơng pháp đo dòng một chiều :
Sơ đồ mạch đo dòng một chiều (Hình 3)

b. Phơng pháp đo dòng xoay chiều .
Sơ đồ mạch đo
xoay chiều (Hình 4)

c. Nhận xét
- Cả hai phơng pháp trên đều đạt đợc yêu cầu giữa dòng cần đo và dòng đa vào đồng hồ đo

luôn có mối quan hệ tuyến tính.
I
r
I
đo
1kR
Đồng
hồ đo
dòng
-Hình 3-
- Trong phơng pháp đo dòng môt chiêu tổn hao chủ yếu là do toả nhiệt trên điện trở R theo
hiệo ứng Jun-Lenxơ.
- Trong phơng pháp đo dòng xoay chiều ,tổn hao chủ yếu là do một phần từ thông không
khép kín trong lõi sắt từ và do dòng fucô sinh ra trong lõi sắt.
4. Khả năng ứng dụng bộ ghép quang trong các mach đo dòng.
a. Đặt vấn đề
Nh đ nói ở phần trã ớc, trong cả hai phơng pháp đo dòng đều có nhợc điểm. Đối với phơng
pháp đo dòng xoay chiều ta có thể khắc phục đợc tổn hao bằng cách tạo lõi thép có chất lợng tốt.
Đối với phơng pháp đo dòng một chiều, tổn hao có thể đợc giảm nhỏ nếu ta giảm nhỏ giá trị điện
trở R. Nhng khi R quá nhỏ thì dòng đa vào đồng hồ đo dòng sẽ rất nhỏ do đó sẽ gây ra sai số lớn.
Trong phạm vi đề tài này sẽ xem xét khả năng ứng dụng của bộ ghép quang để khắc phục nhợc
điểm này của phơng pháp đo dòng một chiều. Trớc hết phải xem xét đến độ tuyến tính giữa dòng
đâu vào và dòng đầu ra của bộ ghép quang.
b. Kết quả thử nghiệm
Vì trên thị trờng chỉ có bán bộ ghép quang 4N35 nên trong phần này chỉ tiến hành thử nghiệm
với bộ ghép quang 4N35.
Sơ đồ mạch kiểm tra độ tuyến tính của bộ ghép quang 4N35:

- Đặc tuyến giữa dòng vào và dòng ra của bộ ghép quang 4N35 (hình vẽ H6).
- Nhận xét đặc tuyến của bộ ghép quang .

+ Khi thay đổi dòng đầu vào của bộ ghép quang, thì ứng với mỗi giá trị của dòng đầu vào ta
đo đợc dòng đầu ra. Với dòng vào thay đổi từ giá trị 1mA đến 20mA thì dòng đầu ra biến đổi
tuyến tính với dòng đầu vào. Nh vậy với dòng trong các bộ nguồn tổng đài thay đổi trong
phạm vi từ 20A đến 200A thì bằng phơng pháp san dòng ta hoàn toàn có thể sử dụng đoạn
tuyến tính của bộ ghép quang để đo chính xác dòng đó.
+
U
mA
mA
R
1
+10 V
-Hình 5-
Đặc tuyến dòng vào-dòng ra của 4N35
0102030
1
7
13
19
25
31
37
43
49
I vào(mA)
I
ra(
m
A)
Đặc tuyến dòngvào-dòng ra của

-Hình 6-
+ Khi dùng bộ ghép quang thì điện trở R (điện trở san dòng) phải thoả mản điều kiện : I
min
.R =
U
D
.
Ta có : I
R
I I
Rmin
I
min
= 20A
Với U
D
là điện áp phân cực thuận cho Led, U
D
1,6V
R=U
D
/I
Rmin
=0,08
Vậy công suất tổn hao trên điện trở R:
+ ứng với dòng I
min
= 20A là P
th
= I

2
.R = 32W
+ ứng với dòng I
max
= 200A là P
th
= I
2
max
.R = 3200W.
4. Kết luận .
Từ kết quả trên ta thấy rằng. Khi dòng có cờng độ không quá lớn thì phơng pháp đo dòng
dùng bộ ghép quang có tổn hao có thể chấp nhận đợc. Nhng đối với trờng hợp dòng lớn thì tổn
hao có trị số tơng đối lớn. Do vậy việc khắc phục tổn hao trong phơng pháp đo dòng một chiều
bằng cách sử dụng bộ ghép quang cha thực hiện đựơc hoàn toàn.
Sơ đồ mạch đo dòng có sử dụng bộ ghép quang nh sau:


Bộ
ghép
quang
đồng hồ
đo dòng
R


Ivào
-Hình 7-

+V