Thiết kế nguồn hàn hồ quang điện một chiều

đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
1
Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng Đại học Bách khoa Hà nội

Thiết kế đồ án môn học



1. Tên đề tài :
"Thiết kế nguồn hn hồ quang điện một chiều"

2. Yêu cầu :
Dòng hàn cực đại : 180 a
Điện áp không tải : 60 V
Mạch điều khiển phải đảm bảo đặc tính nguồn hàn và các yêu cầu bảo vệ.
3. Ngời thực hiện :





Họ và tên

:

Nguyễn Bá Long
Lớp : TĐH 1 - K49
Trờng : ĐH Bách Khoa Hà Nội

4.Giáo viên hớng dẫn :

Thầy

Đỗ Trọng Tín





5. Ngày giao đồ án môn học :







6. Ngày hoàn thành đồ án :

Ngày 17 tháng 5 năm 2007
Giáo viên hớng dẫn
(Ký ghi rõ họ tên )







đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
2




Mục lục





Trang

Lời giới thiệu 3

Chơng 1 :Tổng quan về công nghệ hàn 4

Chơng 2: Lựa chọn phơng án thiết kế . 8

Chơng 3 :Thiết kế và tính toán mạch lực . 18

Chơng 4:Thiết kế và tính toán mạch điều khiển 30

Chơng 5. Mô phỏng mạch điều khiển 49

Kết luận ... 52

Tài liệu tham khảo .. 53











đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
3


Lời giới thiệu

Năm 1802, viện sĩ Nga V.V.Petrop phát minh ra hồ quang điện chính thức
đánh dấu lịch sử phát triển của công nghệ hàn hồ quang. Trong một số nghành
công nghiệp hiện đại nh công nghiệp đóng tàu, chế tạo máy thì công nghệ hàn
hồ quang chiếm một vị trí hết sức quan trọng. Nó ngày càng thể hiện đợc nhiều
u điểm nổi trội của mình so với các công nghệ khác nh năng suất cao, dễ cơ khí
hoá, tự động hoá Việc thiết kế nguồn điện cho hàn hồ quang một chiều là một
nhiệm vụ đầu tiên đợc đặt ra cho các kỹ s khi muốn sử dụng công nghệ đó.
Trong đồ án "Thiết kế nguồn hàn hồ quang điện một chiều " em xin phép đợc
trình bày cách thiết kế nguồn điện cho hàn hô quang. Đồ án gồm các phần sau :

Chơng 1. Giới thiệu chung về công nghệ hàn

Chơng 2. Lựa chọn phơng án thiết kế mạch lực

Chơng 3. Tính toán mạch lực

Chơng 4. Thiết kế và tính toán mạch điều khiển

Chơng 5. Mô phỏng mạch điều khiển

Trong thời gian vừa qua em luôn cố gắng tìm tòi, học hỏi để đồ án của mình
đạt đợc sự chính xác và hiệu quả nhất. Tuy nhiên do trình độ bản thân còn có hạn,
kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên đồ án của em chắc chắn không tránh khỏi
những thiếu sót. Em mong nhận đợc sự chỉ bảo từ phía các thầy.

Cuối cùng em xin gửi lời cám ơn chân thành tới thầy giáo Đỗ Trọng Tín, ngời
đã hớng dẫn em trong suốt thời gian vừa qua. Nếu không có sự hớng dẫn tận tình
của thầy thì chắc chắn em không thể hoàn thành đồ án này. Em xin cám ơn !

Sinh viên


Nguyễn Bá Long


đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
4
Chơng I. Tổng quan về
công nghệ hn

Trong chơng này chúng ta sẽ tìm hiểu về công nghệ hàn kim loại, đặc biệt đi
sâu tìm hiểu về công nghệ hàn hồ quang để làm cơ sở cho việc thiêt kế nguồn hàn.

I. Khái niệm hn v các phơng pháp hn

1. Khái niệm hn

- Hàn là quá trình kết nối hai vật bằng kim loại với nhau bằng cách dùng áp lực
hoặc bằng cách nung nóng chỗ nối đến nóng chảy. Sau khi đã nối xong thì không
thể tách rời kim loại ra đợc nữa.

2. Các phơng pháp hn

Có hai phơng pháp hàn là hàn áp lực và hàn nóng chảy:
a. Phơng pháp hàn bằng áp lực hay phơng pháp hàn biến dạng dẻo.
- Khi hàn bằng biến dạng dẻo phần mối hàn ở vị trí tiếp xúc bị co do ngoại lực
tác dụng lên. ở phần đó kim loại đợc ép đồng thời và lớp oxit ở bề mặt kim loại bị
phá huỷ tạo khả năng cho bề mặt tiếp xúc đồng đều hơn, các nguyên tử dịch lại gần

nhau hơn và khiến cho liên kết kim loại vững chắc hơn. Đa số các trờng hợp hàn
áp lực kim loại ở trạng thái rắn .
- Khi hàn bằng áp lực thì ngời ta không nung nóng sơ bộ hoặc nếu có thì chỉ
nung nóng rất ít .Do vậy cơ tính của kim loại thay đổi không đáng kể. Ví dụ : hàn
nguội ,hàn siêu âm , hàn nổ
Ngoài ra khi hàn còn có nung nóng trớc. Nung nóng trớc làm cho kim loại
giảm đợc tính chống biến dạng và tăng đợc tính linh động của các nguyên tử và
lúc đó trên bề mặt tiếp xúc tạo thành một hệ thống mạng tinh thể chung .
b. Phơng pháp hàn nóng chảy
- Khi hàn nóng chảy thì kim loại que hàn và vật hàn bị nóng chảy tạo thành một
vùng hàn và không cần tác dụng ngoại lực vào mối hàn, cho nên hàn nóng chảy dễ
làm cho các nguyên tử vật chất lại gần nhau đến khoảng cách liên kết kim loại tạo
thành một lới mạng tinh thể chung .Khi nguội vùng hàn kết tinh tạo thành mối
hàn và làm cho các chi tiết trở thành một thể thống nhất .
- Nguồn nhiệt để sử dụng hàn hồ quang nóng chảy phải có nhiệt độ lớn hơn 2000
độ C .Tuỳ theo tính chất của nguồn nhiệt mà ngời ta chia hàn nóng chảy ra một số
phơng pháp sau:
+ Hàn hồ quang
+ Hàn đúc
+ Hàn xỉ điện
.
Trong số này thì hàn hồ quang đợc sử dụng phổ biến nhất.
II.Ưu nhợc điểm v ứng dụng của công nghệ hn

1.Ưu điểm
So với công nghệ đúc, tán thì hàn có nhiều u điểm nổi trội đó là :
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
- Năng suất cao, thiết bị đơn giản, dễ sử dụng, giá thành hạ .
- Tiết kiệm kim loại : So với tán rivê thì hàn tiết kiệm đợc 15-20% kim loại.
So với đúc thì hàn giảm đợc 40-60% khối lợng của vật .

- Dễ cơ khí hoá, tự động hoá nên sẽ tiết kiệm thời gian, sức lao động và cho
chất lợng sản phẩm cao .
2.Nhợc điểm
- Hàn có ứng suất nên làm cho kim loại bị biến dạng, có lỗ khí (ở công nghệ
hàn xoay chiều ), tạp chất, tổ chức nội bộ kim loại thay đổi làm giảm tính chất cơ
lý hoá của kim loại .
3.ứng dụng
- Ngày nay, hàn đã trở thành công nghệ không thể thiếu đợc trong các nghành
công nghiệp đóng tàu, chế tạo máy công cụ, cần trục nồi hơi Ngoài ra trong lĩnh
vực xây dựng hàn cũng đóng một vai trò đáng kể .

III. Giới thiệu chung về công nghệ hn hồ quang
Từ khi công nghệ hàn đợc đa vào ứng dụng trong công nghiệp , đến nay đã
có rất nhiều phơng pháp hàn khác nhau .Tuy nhiên, phổ biến nhất và có ứng dụng
rộng rãi nhất vẫn là công nghệ hàn hồ quang điện. Dới đây, chúng ta sẽ tìm hiểu
kỹ hơn về công nghệ này.

1.Các khái niệm chung
Hồ quang : là sự phóng điện qua môi trờng không khí giữa hai điện cực
đồng thời phát sinh ra ánh sáng và nhiệt lợng rất cao .Một điện cực là que hàn
(nóng chảy hay không nóng chảy ) và một điện cực là vật hàn .
Hàn hồ quang : là công nghệ dùng nhiệt lợng của hồ quang nung nóng chỗ
hàn đến nóng chảy, làm cho kim loại vật hàn và kim loại nóng bổ xung chảy vào
chỗ hàn để nối hai vật hàn.
Kỹ thuật hàn hồ quang : bao gồm mồi hồ quang, duy trì hồ quang ngắn và
ổn định, thực hiện chuyển động điện cực hàn theo yêu cầu với tốc độ hành trình hồ
quang chính xác. Hồ quang đợc mồi bằng cách gõ đầu điện cực trên bề mặt mối
ghép. Điện cực đợc giữ với góc thích hợp theo bề mặt mối ghép và vị trí hàn. ở
cuối đờng hàn, hồ quang còn đợc duy trì trong khoảng thời gian ngắn để bù cho
vết lõm cuối đờng hàn, sau đó phải lấy điện cực ra nhanh để dập tắt hồ quang .

SV thực hiện : Nguyễn Bá long
5

2.Sự hình thnh hồ quang
- Sơ đồ mô hình hàn có thể mô tả bằng hình vẽ sau :

Trong đó : 1 là vật hàn
2 là que hàn
- Khi hàn ta nối đầu âm vào que hàn, đầu dơng
nối vào vật hàn .
- Cho que hàn chạm vào vật hàn khoảng 1/10s, sau đó đa que hàn lên độ cao 3-
4mm. Do tác dụng của điện trở que hàn và vật hàn nên tại vị trí đầu rút que hàn và
chỗ vật hàn tiếp xúc với que hàn bị nung nóng . Khi nhấc que hàn khỏi vật hàn,
que hàn bắn ra điện tử. Các điện tử bắn xuống rất nhanh, đập vào vật hàn biến động
năng thành nhiệt năng làm cho vật hàn bị chảy và tủa ra hai bên .
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
Ngợc lại, môi trờng giữa vật hàn và que hàn chịu tác dụng của điện trờng
nên bị ion hoá. Các ion ở dới đi lên rất nhanh, biến động năng thành nhiệt năng
làm cho que hàn nóng chảy và nhỏ giọt xuống khe hàn bù vào chỗ lõm và hình
thành lên mối hàn .

3.Phân loại
- Hàn hồ quang có thể phân loại thành các dạng sau :

Hàn hồ quang
Hàn hồ quang
tay
Hàn hồ quang tự
động
Hàn hồ quang
bán tự động

Hàn bằng ngọn
lửa Plasma
Hàn hồ quang
rung



- Hàn hồ quang tự động thích hợp cho những nợi cần mối hàn đẹp ,chất lợng cao,
tốc độ nhanh
- Hàn hồ quang tay dùng trong những nơi sản xuất nhỏ hoặc những nơi khó đặt que
hàn cho hàn tự động (ví dụ nh mối hàn trần).

IV.Nguồn điện cho hn hồ quang
Để có đợc một mối hàn đẹp, chắc chắn, chất lợng cao, ngoài yếu tố về vật
liệu hàn ,tay nghề của thợ hàn ,vị trí mối hànthì nguồn điện hàn đóng một vai trò
vô cùng quan trọng.Trong phần này chúng ta sẽ xem xét các dạng nguồn điện cho
hàn hồ quang, đánh giá u nhợc điểm của chúng và cuối cùng dựa vào các đặc

điểm của hàn hồ quang để đa ra các yêu cầu cho nguồn điện hàn .Đó chính là nền
tảng cho việc thiết kế sau này .

1.Các dạng nguồn điện hn chính
Hiện nay có ba dạng nguồn điện dùng cho hàn hồ quang ,đó là :
a. Các biến áp hàn
- Trớc đây ,máy biến áp hàn đợc dùng khá phổ biến nhất là trong hàn hồ
quang xoay chiều .Khác với máy biến áp điện lực thông thờng ,biến áp hàn vừa là
một máy biến áp vừa là một trở kháng điều chỉnh đợc để tăng cờng độ ổn định
cho hồ quang .Tuy nhiên, do dòng điện hàn là dòng xoay chiều nên chất lợng mối
hàn không cao ,trong mối hàn thờng xuất hiện lỗ khí. Vì vậy phơng pháp sử
dụng máy biến áp hàn chỉ thích hợp cho những nơi không có yêu cầu quá cao về
chất lợng mối hàn.
b. Các máy phát điện hàn một chiều
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
6
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
- Loại nguồn điện này dùng cho hàn hồ quang một chiều .Nó gồm một động cơ
không đồng bộ ba pha và một máy phát hàn một chiều .Trong thiết bị này ,năng
lợng điện xoay chiều sẽ đợc động cơ không đồng bộ ba pha biến thành cơ năng
làm quay máy phát hàn một chiều .Máy phát hàn một chiều sẽ phát ra dòng điện
một chiều sử dụng cho quá trình hàn. Có thể thấy ngay rằng ,hiệu suất của thiết bị
này không cao vì năng lợng bị chuyển hoá nhiều lần gây nên tổn hao lớn hơn bình
thờng. Hơn nữa, thiết bị này lại cồng kềng, đắt tiền cho nên ngày nay ngời ta
không sử dụng loại thiết bị này nữa.
c. Các chỉnh lu hàn
- Ngày nay ,với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn,
các chỉnh lu hàn đang dần trở thành nguồn điện chủ đạo cho công nghệ hàn điện.
Các chỉnh lu hàn có nhiều u điểm nổi trội nh đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo,giá
thành hạ chất lợng điện áp và dòng điện cao... sẽ thay thế toàn bộ các biến áp hàn

và máy phát hàn ở trong tơng lai không xa. Các chỉnh lu hàn gồm biến áp ,van
chỉnh lu ,bộ lọc và mạch điều khiển. Máy biến áp ở đây thờng dùng là máy biến
áp nhiều pha để cho lới điện đợc phân phối tải một cách cân bằng .Van chỉnh lu
là các Thyristor và diode công suất.

2. Các dạng đặc tính ngoi của nguồn điện hn
- Đặc tính ngoài là đờng biểu diễn quan hệ điện áp giữa hai đầu đa ra của máy
với dòng điện tải .
Hình vẽ bên biểu diễn các dạng đặc tính dòng-áp của
nguồn điện. Có bốn dạng đặc tính .
Đặc tính 1: Đặc tính dốc ,có ở các máy hàn hồ quang
tay .Đây là đờng đặc tính hay dùng trong công nghệ hàn.
Đặc tính 2: Đặc tính thoải có trong máy hàn hồ quang tự
động
Đặc tính 3: Đặc tính cứng
Đặc tính 4: Đặc tính tăng có trong máy phát điện một
chiều kích thích hỗn hợp dây quấn nối tiếp .Rất ít khi
ngời ta dùng máy có đặc tính này để hàn.
Nh vậy,trong công nghệ hàn hồ quang ngời ta có thể dùng máy có đặc tính dốc
và đặc tính thoải để hàn.

3.Các yêu cầu đối với nguồn điện hn
- Điện áp không tải ( điện áp trên hai đầu ra của nguồn điện khi mạch hàn hở )
phải đủ lớn để gây hồ quang nhng không đợc vợt quá giá trị an toàn với ngời
thợ hàn ( không quá 90 V ).
- Công suất của nguồn điện hàn phải đủ để cung cấp cho dòng điện hàn để duy trì
hồ quang cháy ổn định.
- Nguồn điện hàn phải có cơ cấu điều chỉnh vô cấp dòng điện hàn trong giới hạn
cần thiết .
- Nguồn điện hàn phải có điện áp thấp và dòng điện cao để tạo ra và duy trì hồ

quang cháy ổn định cần thiết cho đờng hàn chất lợng cao.
- Dòng ngắn mạch không quá lớn ( I = (1,3
ng
ữ
1,4) I ) để máy không bị quá tải.
h
- Nguồn hàn cần gọn nhẹ, giá rẻ và dễ sử dụng .

SV thực hiện : Nguyễn Bá long
7
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều

Chơng II. Lựa chọn
phơng án thiết kế

Trong chơng này chúng ta sẽ nghiên cứu một số phơng án thiết kế mạch lực,
từ đó chọn ra một phơng án khả thi nhất cho việc thiết kế nguồn hàn hồ quang .

I. Sơ đồ cấu trúc của nguồn hn hồ quang điện một chiều

1. Sơ đồ




Máy biến áp
Chỉnh lu có
điều khiển
Bộ lọc
Que hàn

Mạch điều khiển
2. Giải thích chức năng của từng khối
- Máy biến áp : Có hai nhiệm vụ.Thứ nhất là biến điện áp xoay chiều lấy từ lới
về diện áp một chiều có độ lớn phù hợp vời yêu cầu của tải. Thứ hai là làm nhiệm
vụ cách ly giữa mạch chỉnh lu với lới điện xoay chiều.
- Khối chỉnh lu có điều khiển: có nhiệm vụ biến dòng điện xoay chiều lấy từ
máy biến áp thành dòng điện một chiều. Sau khối này điện áp có dạng nhấp nhô và
chất lợng điện áp cha tốt nên ta phải dùng thêm một bộ lọc .
- Bộ lọc : có thể gồm cuộn cảm L hoặc tụ C hoặc cả L và C. Bộ lọc có tác dụng
san phẳng các thành phần sóng hài bậc cao và làm cho điện áp có hệ số đập mạch
phù hợp với yêu cầu của tải.
- Mạch điều khiển có tác dụng tạo ra các xung điều khiển để đa đến cực điều
khiển của các Thyristor hay nói cách khác mạch điều khiển có nhiệm vụ là điều
khiển quá trình mở van hoàn toàn tự động. Mạch điều khiển còn phải có khả năng
thay đổi góc trong toàn bộ dải điều chỉnh.Với máy hàn. mạch điều khiển còn cần
phải có thêm chức năng bảo vệ khi xảy ra sự cố ngắn mạch tải.


II .Các phơng án thiết kế bộ chỉnh lu .
Ngày nay, do sự phát triển mạnh mẽ của lý thuyết điện tử công suất đã hình
thành nên rất nhiều loại mạch chỉnh lu .Mỗi loại đều có u nhợc điểm và lĩnh
vực ứng dụng riêng. Trong khuôn khổ đồ án này, em chỉ xin đợc phép trình bày
ba phơng án khả thi nhất cho việc thiết kế nguồn hàn hồ quang điện một chiều
.Đó là:
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
8
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
- Chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu một pha
- Chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu ba pha
- Chỉnh lu điều khiển tia ba pha

1. Phơng án chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu một pha

a. Sơ đồ nguyên lý





b.
Nguyên lý hoạt động
- Mạch chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu một pha gồm một nhóm
Thyristor và một nhóm diode .
+ Nhóm Thyristor T
1
,T
2
đấu Katôt chung. Nguyên tắc để mở một trong
hai van này là chỉ khi nào anot của van nào đó dơng hơn van còn lại thì mới
đợc phép phát xung điều khiển để mở van đó .
+ Nhóm Diode D
1
, D
2
đấu Anôt chung. Một trong hai van sẽ dần khi
Katôt của van đó âm hơn van còn lại .
- Giả sử góc điều khiển là thì tại thời điểm =
1
ta phát xung điều khiển vào
để mở T

1
.Van T
1
sẽ thông để dẫn dòng tải .Dòng điện sẽ đi qua T
1
, qua R
d
, qua L
d

đến Anôt .Tại Anôt ,D
1
, D
2
có thế Anôt nh nhau nhng thế Katôt của D
2
âm hơn
thế Katôt của D
1
nên D
2
sẽ dẫn và hình thành nên cặp van dẫn T
1
D
2

Khi U
2
= 0 dòng tải i
2

có xu hớng giảm nhng do trong mạch có cuộn cảm
L
d
= nên L
d
sẽ phóng năng lợng đã tích luỹ trong nửa chu kỳ dơng để chống lại
sự giảm của dòng điện và cặp T
1
D
2
vẫn tiếp tục dẫn khi U
2
<0 .
- Đến thời điểm =
1
+ = + ta phát xung điều khiển vào cực điều khiển
của T
2
để mở T
2
.Lúc này nếu T
1
đang dẫn thì từ đồ thị điện áp ta thấy Anôt của T
2
có thế dơng trong khi Katôt của nó có thế âm nên T
2
sẽ dẫn.
Mặt khác , khi T
2
dẫn thì Katôt của T

1
có thế dơng trong khi Anôt của nó
lại mang thế âm nên nó sẽ tự động bị khoá lại .
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
9
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
Khi T
2
dẫn thì thế Katôt của D
1
âm hơn thế Katôt của D
2
nên D
1
sẽ dẫn và D
2
sẽ bị khoá lại.
Nh vậy hai cặp van ( T
1
-D
2
) và (T
2
-D
1
) sẽ luân phiên nhau đóng mở để dẫn
dòng tải .

Thời điểm

Van mở Van khoá


ặ+

T
1
-D
2
T
2
-D
1

+ặ2+




T
2
-D
1

T


1
-D
2

T
2
-D
1



T
1
-D
2

2+ặ3+
.


c. Các biểu thức liên quan :

Điện áp ra sau chỉnh lu :
U
d
= 2.




dU .sin2
2
1

2

+
=


cos
22
2
U


U
d max
=
2
.
22
U



Giá trị trung bình của dòng tải :
I
d
=
d
d
tai
d

R
U
Z
U
=


Giá trị hiệu dụng của dòng thứ cấp máy biến áp :
I
2
=




dI
d

+
2
1
= I
d


Giá trị điện áp ngợc lớn nhất đặt lên van :
U
ng max
=
2

.2U
=
2

. U
d max


Dòng điện trung bình qua mỗi Thyristor và Diode :
- Do trong mỗi chu kỳ mỗi Thyristor và Diode chỉ dẫn trong một nửa chu kỳ
nên dòng điện trung bình qua mỗi Thyristor và Diode là :
I
Tbvan
=
2
d
I



SV thực hiện : Nguyễn Bá long
10
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
Đồ thị chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu 1 pha với = 60
0

SV thực hiện : Nguyễn Bá long
11
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
2.
Phơng án chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu ba pha
.

a. Sơ đồ nguyên lý




b. Nguyên lý hoạt động

- Mạch chỉnh lu điều khiển đối xứng cầu ba pha gồm một nhóm Thyristor
đấu Katot chung và một nhóm Diode đấu Anot chung.
+ Nhóm Thyristor T
1
,T
2
,T
3
đấu Katôt chung .Chỉ khi nào thế Anôt của một
trong các van này dơng hơn các van còn lại thì mới đợc phép phát xung điều
khiển vào để mở van đó .
+ Nhóm Diode D
1

,D
2
,D
3
đấu Anôt chung .Khi nào thế Katôt của một trong các
Diode này âm hơn các Diode còn lại thì Diode đó sẽ mở để dẫn dòng tải .Tại một
thời điểm cũng chỉ có một Diode dẫn dòng.
- Đặt vào mạch bộ nguồn cung cấp là U
a,
,U
b
, U
c
lệch pha nhau một góc 120
0
,
trên đồ thị điện áp các pha ta xác định đợc điểm gốc để phát xung điều khiển theo
nguyên tắc đã trình bày ở trên .Trên đồ thị O
1
là điểm gốc để phát xung điều khiển
vào mở T
1
, O
2
là điểm gốc để phát xung điều khiển vào mở T
2
, O
3
là điểm gốc để
phát xung điều khiển vào mở T

3
- Giả sử góc điều khiển là thì tại thời điểm,ta phát xung điều khiển để
mở T
1
, T
1
sẽ thông dòng chảy qua T
1
và điện áp nguồn đợc đặt lên tải .
Khi U
a
= 0 dòng điện tải có xu hớng giảm nhng do trong mạch có điện cảm
L
d
nên L
d
sẽ sinh ra sức điện động chống lại sự giảm của dòng điện tải . Vì vậy , T
1
vẫn tiếp tục thông khi U
a
0.
- Đến thời điểm 2 +
3

ta phát xung điều khiển vào để mở T
3
. Lúc này nếu T
1
vẫn thông thì Katôt của T
3

mang thế U
a
, Anôt của T
3
mang thế U
b
mà U
a
< U
b
nên
T
3
sẽ thông để dẫn dòng tải .
Mặt khác, khi T
3
thông thì Katôt của T
1
mang thế U
b
, Anôt của T
1
mang thế
U
a
mà U
a
< U
b
nên T

1
sẽ tự động khoá lại .
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
12
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều

Đồ thị chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu 3 pha với = 60
0

SV thực hiện : Nguyễn Bá long
13
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều

Quá trình đóng mở diễn ra tơng tự với các van còn lại .Tại cùng một thời điểm
chỉ có duy nhất một cặp van mở để dẫn dòng tải .Khi Thyristor này mở thì
Thyristor đang dẫn trớc đó sẽ lập tức bị khoá lại .

c. Các biểu thức liên quan .


Điện áp ra sau chỉnh lu U
d
.

U
d
= U
d1
+ U
d2

= 2.U
d1

= 2. 3.






dU .sin2
2
1
2
6
5
6

+
+
=


cos
63
2
U

ệ U
d

=


cos
63
2
U

Dòng điện trung bình qua van.

I
TBth
=
32
1
3
2
0
d
d
I
dI =





I
Tb max th
=

3
maxd
I

Điện áp ngợc lớn nhất đặt lên van :

U
ng max th
=
2
6U
=
max
3
d
U


Công suất của máy biến áp ba pha trong sơ đồ điều chỉnh công suất:
S
ba max
=
05,1
3
max
=
d
P

P

d max
Công suất của máy biến áp ba pha trong sơ đồ làm chức năng ổn áp một
chiều:
S
ba max
=
d
Ptg
max
2
1
3


+

Hệ số đập mạch của sơ đồ .
-
ứng với = 0 thì k
đm min
=5,7%

-
Khi tăng lên thì k
đm
sẽ tăng theo.

3. Phơng án chỉnh lu điều khiển 3 pha hình tia .
a. Sơ đồ nguyên lý .

SV thực hiện : Nguyễn Bá long
14
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều

b. Nguyên lý hoạt động
- Mạch chỉnh lu ba pha hình tia bao gồm ba Thyristor T
1
, T
2
, T
3
đấu Katốt
chung. Anốt của T
1
, T
2
, T
3
lần lợt đợc đấu với U
a
, U
b
,U
c
. Chỉ khi nào
Anốt của một trong ba van dơng hơn hai van còn lại thì mới đợc phép phát
xung điều khiển vào để mở van đó .
-
Trên đồ thị điện áp nguồn ta xác định điểm gốc để phát xung điều khiển để
mở van :

O
1
là điểm gốc để phát xung điều khiển vào mở van T
1
O
2
là điểm gốc để phát xung điều khiển vào mở van T
2
O
3
là điểm gốc để phát xung điều khiển vào mở van T
3
Gọi

là góc điều khiển . Tại thời điểm t =
6


+
ta phát xung điều khiển vào
để mở T
1
. Khi T
1
thông dòng qua T
1
-> R
d
->L

d
->A. Khi U
a
= 0 dòng điện tải có
xu hớng giảm tuy nhiên do trong mạch có chứa cuộn cảm L
d
nên L
d
sẽ sinh ra
sức điện động chống lại sự giảm của dòng điện tải , vì vậy T
1
vẫn tiếp tục thông
khi U
a
< 0 .
Khi t =
2
3


+
ta phát xung điều khiển vào để mở T
2
.Lúc này điện áp Anốt
của T
2
là U
b
,điện áp Katốt của T
2

là U
a
( vì lúc đó T
1
vẫn đang dẫn) .Mà U
b
> U
a

hay U
ba
> 0 nên T
2
sẽ dẫn . Mặt khác, khi T
2
dẫn thì điện áp đặt vào Katốt của T
1

là U
b
, lúc đó điện áp Anốt của T
1
là U
a
mà U
b
> U
a
hay U
ba

> 0 nên T
1
sẽ bị
khoá.Trong mạch lúc này chỉ có duy nhất T
2
thông để dẫn dòng tải.
Quá trình cũng diễn ra tơng tự đối với các van T
2
và van T
3
.Các van sẽ luân
phiên thay nhau đóng mở để dẫn dòng tải .

c. Các biểu thức liên quan
Điện áp sau chỉnh lu U
d

U
d
=
5
6
2
2
6
36
1
3. 2 sin cos
22
U

Ud






+
+
=


Dòng điện trung bình chảy qua van :
I
TB th
=
2
3
0
1
23
d
d
I
Id



=

I
TBmax th
=
max
3
d
I

Điện áp ngợc lớn nhất đặt lên van :
U
ng max thuc
=
2m
2
6
3
d
UU
ax

=

Công suất của máy biến áp :
S
ba
= 1,35 P
d
Hệ số đập mạch của sơ đồ :
K

dm


0,25


SV thực hiện : Nguyễn Bá long
15
®å ¸n §tcs : thiÕt kÕ Nguån hµn hå quang ®iÖn mét chiÒu
§å thÞ chØnh l−u ®iÒu khiÓn 3 pha h×nh tia víi α = 90
0




SV thùc hiÖn : NguyÔn B¸ long
16

đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
III. Đánh giá u nhợc điểm của từng sơ đồ v lựa chọn
phơng án thiết kế
.

1.
Sơ đồ chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu một pha
.
a. Ưu điểm
- Mạch có cấu tạo đơn giản , chỉ gồm có hai điode và hai Thyristor .Điều này sẽ
làm cho mach dễ thiết kế ,điều khiển và có tính kinh tế cao.
- Điện áp ra là

2
2U
nhỏ hơn các sơ đồ khác lên ta dễ chọn van .
- Rất có ứng dụng thực tiễn trong các nhà máy, phân xởng nhỏ nơi mà chỉ dùng
đến mạng điện một pha.
b. Nhợc điểm
- Số xung đập mạch trong một chu kỳ của sơ đồ bằng 2, thấp hơn tất cả các sơ đồ
khác .Điều này sẽ làm cho chất lợng điện áp và dòng điện ra của mạch kém đi.
Mặt khác, nó cũng gây khó khăn cho chúng ta trong vấn đề thiết kế bộ lọc.
- Mạch này chỉ dùng cho các tải có công suất nhỏ và vừa. Nếu dùng cho các tải có
công suất lớn sẽ gây nên hiện tợng lệch công suất giữa các pha .

2. Sơ đồ chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu ba pha .
a. Ưu điểm
- Số xung đập mạch trong một chu kỳ của sơ đồ bằng 6, nên chất lợng điện áp ra
cao, cuộn kháng lọc sẽ nhỏ gọn hơn .
- Mạch điều khiển đơn giản vì chỉ phải điều khiển đóng mở cho ba van.
- Trong máy biến áp không có hiện tợng từ hoá cỡng bức vì dòng điện chạy
trong cuộn dây thứ cấp máy biến áp là dòng xoay chiều nên tổng Ampe vòng của
thành phần một chiều gây nên trên mỗi trụ biến áp bằng 0.
- Hầu nhu không làm méo lới điện .Mạch có hệ số sử dụng máy biến áp cao.
b. Nhợc điểm
- Điện áp ngợc đặt lên van lớn ( U
ng
=
2
6U
) nên vấn đề chọn van sẽ gặp khó
khăn .
- Sụt áp trong mạch van lớn gấp đôi sơ đồ hình tia nên không phù hợp với cấp điện

áp dới 10 V.
- Mạch phức tạp hơn mạch của sơ đồ cầu không đối xứng một pha và sơ đồ tia ba
pha.

3. Sơ đồ chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu ba pha .
a. Ưu điểm
- Mạch chỉ gồm có ba diode nên rất đơn giản, dễ thiết kế chế tạo và điều khiển.
- Sụt áp trong mạch van nhỏ nên phù hợp khi mạch phải làm việc dới điện áp
thấp.
b. Nhợc điểm
- Giá trị dòng trung bình của van lực khi làm việc chỉ bằng 1/3 dòng điện một
chiều ,trong khi nguồn hàn yêu cầu dòng điện một chiều lớn nên sẽ gâp khó khăn
trong việc chế tạo mach đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của tải.

SV thực hiện : Nguyễn Bá long
17
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
18
4. Lựa chọn phơng án
- Qua phân tích u nhợc điểm của các phơng án ở trên ta thấy mỗi phơng án
đều có những u nhợc điểm và lĩnh vực ứng dụng riêng. Tuy nhiên dựa vào yêu
cầu của đề bài là thiết kế bộ nguồn hàn có dòng hàn cực đại là 180 A và điện áp
ngắn mạch là 60V, ta thấy phơng án : chỉnh lu điều khiển không đối xứng cầu
ba pha là khả thi hơn cả. Chất lợng điện áp và dòng điện ra là rất tốt do đó sẽ
giúp cho ta có nhiều mối hàn đẹp và chất lợng mối hàn cao. Hơn nữa, mạch lực và
mạch điều khiển cũng không quá phức tạp, cuộn kháng lọc dòng điện nhỏ nên
thuận tiện cho ta trong việc thiết kế và chế tạo.
- Vì vậy trong đồ án này ta quyết định lựa chọn phơng án chỉnh lu điều
khiển không đối xứng cầu ba pha để thiết kế mạch lực.

®å ¸n §tcs : thiÕt kÕ Nguån hµn hå quang ®iÖn mét chiÒu
Ch−¬ng 3 .ThiÕt kÕ vμ
tÝnh to¸n m¹ch lùc

I. S¬ ®å m¹ch lùc tæng qu¸t .




SV thùc hiÖn : NguyÔn B¸ long
19
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
II. Tính toán các thông số của mạch lực.
Theo yêu cầu của đề bài ta cần phải thiết kế nguồn hàn hồ quang điện
một chiều có các thông số sau :
Dòng hàn cực đại : 180 A
Điện áp không tải : 60 V
- Mạch lực có bốn bộ phận chính là:
Máy biến áp lực .
Van công suất .
Cuộn kháng san phẳng .
Các thiết bị bảo vệ.
Ta sẽ lần lợt tình toán các thông số cần thiết cho việc chế tạo các bộ phận này.
1. Tính chọn van động lực
- Trong mạch lực có hai loại van : Diode và Thyristor. Để chọn đợc van, hai
thông số quan trọng nhất cần phải quan tâm đến là : điện áp ngợc đặt lên van và
dòng điện trung bình chạy qua van. Các thông số còn lại là các thông số tham khảo
khi lựa chọn.
Tính điện áp ngợc lớn nhất đặt lên van:

- Điện áp ngợc của van :
U
lv
=k
nv
. U
2
(1)
với U
2
=
d
U
U
k

Thay vào (1)
ệ U
lv
= k
nv
.
d
U
U
k
(2)
Trong đó : U
d

, U
2
,U
lv
lần lợt là điện áp tải điện áp nguồn thứ cấp và điện áp
ngợc của van.
U
d
= 60 V
k
nv
=
2
n
f
U
U
là hệ số điện áp ngợc.ở sơ đồ cầu ba pha thì: k
nv
=
6
= 2.45
k
u
=
2
d
f
U
U

là hệ số điện áp tải . ở sơ đồ cầu ba pha thì k
u
=
36

= 2,34
Thay các số liệu trên vào (2) ta đợc :
U
lv
=
6
.
36

.60 = 188,5 V
Điện áp ngợc của van cần chọn phải lớn hơn điện áp làm việc của nó. Điện áp
này đợc chọn thông qua một hệ số dự trữ k
dự trữ U
. Thông thờng k
dự trữ U
= 1,6 2
ở đây ta chọn k
dự trữ U
= 1,8
=> U
nv
= k
dự trữ U
.U
lv

= 1,8 . 188.5 = 340 V
Tính dòng điện trung bình chạy qua van

- Dòng điện làm việc của van đợc chọn thông qua dòng điện hiệu dụng chạy
qua van I
lv


= I
hd
. Dòng điện hiệu dụng đợc tính bằng : I
hd
= k
hd
. I
d
Trong đó :
I
d
: Dòng điện tải hay dòng điện ở đầu ra của chỉnh lu
I
hd
: Dòng điện hiệu dụng chảy qua van
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
20
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
k
hd
: hệ số xác định dòng điện hiệu dụng
k

hd
=
hd
d
I
I
=
1
3
với mạch chỉnh lu cầu 3 pha
Vậy :
I
lv
= I
hd
= k
hd
. I
d
=
180
3
= 104 (A)
Để van bán dẫn có thể làm việc an toàn, không bị chọc thủng về nhiệt thì cần
phải có hệ thống toả nhiệt làm mát cho van. ở đây, ta chọn phơng thức làm mát là
dùng cánh tản nhiệt với đủ diện tích bề mặt cho phép. Với phơng thức này dòng
điện làm việc của van :
I
lv
= ( 20 30% ) I

dm van
Trong đó :
I
dm van
là dòng điện định mức của van
ở đây, ta chọn I
lv
= 25% I
dm van
-> I
dm van
= k
i
. I
lv
= 4 . 104 = 416 (A)

- Dựa vào hai thông số :
U
nv
= 340 V
I
dm van
= 416 A
Ta tra bảng thông số các Diode và Thyristor để chọn ra van có I
dm van
và U
nv
lớn
hơn gần nhất với hai thông số ở trên, ta tìm đợc :

Thyristor loại DCR645PR44DS có các thông số sau :
+ Điện áp ngợc max : U
n max
= 400 V
+ Dòng điện định mức : I
dm
= 450 A
+ Dòng điều khiển : I
dk
= 150 mA
+ Điện áp điều khiển : U
dk
= 3V
+ Dòng điện rò : I
r
= 35 mA
+ Độ sụt áp của van : U = 2 V

+ Thời gian chuyển mạch : t
cm
= 50

s
+ Nhiệt độ lớn nhất mà van chịu đợc : T
max
= 125
0
C

Diode loại SH04C500 có các thông số sau :

+ Điện áp ngợc max : U
n max
= 400 V
+ Dòng điện định mức : I
dm
= 500 A
+ Dòng điện rò : I
r
= 50 mA
+ Độ sụt áp của van : U = 0,85 V

+ Thời gian chuyển mạch : t
cm
= 50

s
+ Nhiệt độ lớn nhất mà van chịu đợc : T
max
= 180
0
C
2. Tính toán máy biến áp lực
a. Điện áp chỉnh lu không tải :
- Phơng trình cân bằng điện áp khi Thyristor và Diode dẫn:
U
do
cos

= U
d

+

U
VT
+

U
V D
+

U
dn
+

U
ba
Trong đó :
U
do
: Điện áp tải khi có tính đến sụt áp trên van và máy biến áp
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
21
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều


: góc điều khiển. ở đây, ta chọn

= 35
0
để đảm bảo khi lới điện

bị sụt áp thì mạch vẫn có thể duy trì điện áp định mức cho tải.
U

VT
= 2 V : Sụt áp trên Thyristor DCR645PR44DS
U

V D
= 0.85 : Sụt áp trên Diode SH04C500
U

dn
:Sụt áp trên dây nối.

U
dn
rất nhỏ so với các sụt áp khác nên có thể
bỏ qua.
U

ba
: Sụt áp trên máy biến áp
Chọn U

ba
= 6%U
d
=
6.60
3, 6

100
V
=

Vậy :
U
do
=
os
dVTVDbadn
UU U U
c

+ + + +

77,3 V
b. Công suất tối đa của tải :
P
d max
= U
do
. I
d
= 77,3 . 180 = 13,91 kW
c. Công suất biến áp nguồn cấp
S
ba
= k
s
. P

d max
k
s
: Hệ số công suất
Với sơ đồ cầu ba pha thì k
s
= 1,05
ệ S
ba
= 1,05 . 13,91 = 14,41 kW
d. Tính dòng điện và điện áp của máy biến áp ở sơ cấp và phía thứ cấp
- Điện áp của cuộn thứ cấp là :
U
2
=
do
u
U
k
=
77,3
2,34
= 33 V
- Dòng điện chảy trong cuộn thứ cấp :
I
2
=
22
.180 147
33

d
I A
==

- Dòng điện chảy trong cuộn sơ cấp :
I
1
= k
ba
. I
2
=
2
2
1
.
U
I
U
=
33
.147 13
380
A
=

e. Tính toán sơ bộ mạch từ
- Tiết diện trụ Q
Fe
của lõi thép máy biến áp :

Q
Fe
=
ba
Q
S
k
mf
( cm
2
)
Trong đó : k
Q
là hệ số phụ thuộc phơng thức làm mát

Q
k

= 4 5 nếu là máy biến áp dầu
ữ

Q
k

= 5 6 nếu là máy biến áp khô. Chọn = 6
ữ
Q
k
m là số trụ của máy biến áp .ở đây, m= 3
f : là tần số của nguồn điện xoay chiều f = 50 Hz

=> Q
Fe
=
2
14609
659,2
3.50
cm
=

g. Tính toán dây quấn máy biến áp
* Hai thông số cần tính của dây quấn máy biến áp là số vòng dây và kích
thớc dây .
+ Số vòng dây của cuộn sơ cấp máy biến áp là :
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
22
đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
w
1
=
1
4
380
289
4,44. . . 4,44.50.59,2.10 .1,0
Fe T
U
fQ B

==

vòng
Trong đó : B
T
là từ cảm của vật liệu
B
T
= 1,0 1,8 Ta chọn B
ữ
T
= 1,0
+ Số vòng dây của cuộn thứ cấp máy biến áp là :
w
1
=
2
4
33
25
4,44. . . 4,44.50.59,2.10 .1, 0
Fe T
U
fQ B

= =
vòng
* Tính tiết diện dây dẵn S
Cu =
I
J

Trong đó : I là dòng điện chạy qua cuộn dây
J là mật độ dòng điện chạy trong cuộn dây máy biến áp
Với máy biến áp khô, dây dẫn bằng đồng thì ta chọn J
1
= J
2
= J = 2,75 A/mm
2
- Tiết diện dây dẵn sơ cấp máy biến áp là :
S
1 Cu
=
1
1
I
J
= 4,73 mm
2
Chuẩn hoá : S
1 Cu
= 6,29 mm
2
- Tiết diện dây dẵn thứ cấp máy biến áp là :
S
2 Cu
=
2
2
I
J

= 53,45 mm
2
Chuẩn hoá : S
2 Cu
= 54 mm
2
Dây dẫn đợc chọn ở đây là dây dẫn bằng đồng
- Đờng kính của dây quấn sơ cấp là ;
d
1
=
1
4
Cu
S

= 2,83 mm
- Đờng kính của dây quấn thứ cấp là ;
d
2
=
2
4
Cu
S

= 8,29 mm
h.Tính toán các kích thớc của mạch từ:
- Mạch từ làm bằng các lá thép 330 có độ dày 0,5mm
Do công suất của máy biến áp là 14,41 kVA < 15 kVA nên ta thiết kế máy biến áp

theo kiểu trụ hình chữ nhật .
- Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy , lõi thép đợc ghép từ các lá thép chữ I đã
đợc sơn cách điện. Các lá thép đợc ghép xen kẽ nhau cũng nhằm mụch đích là
giảm tổn hao do dòng điện xoáy và tăng độ bền về mặt cơ học của máy biến áp.
Cách ghép nh hình bên.

SV thực hiện : Nguyễn Bá long
23









đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
* Sơ đồ kết cấu lõi thép của máy biến áp :





- Diện tích của trụ là :
Q
Fe
= a.b (1)
Mặt khác theo các công thức kinh nghiệm :

2,5
h
a
=


0,5
e
a
=

1, 5
b
a
=
(2)
Từ (1) và (2) ta có :
1,5 a
2
= 59,2cm
2
=> a =9,28cm b = 9,42 cm
e = 3,14 cm h = 15,7cm
-Diện tích cửa sổ :
Q
cs
= Q
cs1
+ Q
cs2

= k
lđ
(w
1
.S
Cu1
+ w
2
.S
Cu2
)
k
lđ
: hệ số lấp đầy , k
lđ
= 2
ữ
3
Thay số vào ta có :
Q
cs
= 2(289.15,9 + 25.169) = 17640 mm
2
= 176 cm
2
Lại có : Q
cs
= t.h
=> t =
176

11, 2
15,7
cs
Q
cm
h
==

D = 2a+ 2t = 2. 6,28+2.11,2 = 35 cm
H = 2e+ h= 6,28+15,7 = 22 cm
i.Tính kết cấu dây quấn máy biến áp
- Dây quấn đợc bố trí theo chiều dọc trụ, mỗi cuộn dây( sơ cấp và thứ cấp ) đợc
quấn thành nhiều lớp dây. Mỗi lớp dây đợc quấn liên tục. Các vòng dây sát nhau.
Các lớp dây đợc cách điện với nhau bằng bìa cách điện ,
- Số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ cấp :
w
11
=
1
.
g
e
hh
k
d


Trong đó : h : là chiều cao của trụ
SV thực hiện : Nguyễn Bá long
24

đồ án Đtcs : thiết kế Nguồn hàn hồ quang điện một chiều
h
g
: là khoảng cách từ gông đến cuộn sơ cấp. Ta chọn sơ bộ : h
g
= 2d
1
d
1
: là đờng kính của cuộn dây sơ cấp kể cả cách điện ( 0,1 mm)
d
1
= 2,83 + 0,1 = 2,94 mm = 0,29 cm
k
e
: hệ số ép chặt , chọn k
e
= 0,95

11
15,7 2.0, 29
.0,95 52
0, 28
w

==
vòng
- Số lớp dây của cuộn sơ cấp :

1

1
11
289
5, 6
52
ld
w
S
w
== =

- Bề dày của cuộn dây sơ cấp bằng tổng bề dày các lớp dây cộng với cách điện giữa
các lớp dây. Bề dày của bìa cách điện chọn sơ bộ bằng 0,1 mm
ệ Bd
1
= d
1
.S
ld1
+ cd . S
ld1
= 0,28. 5,6+0,01.5,6 = 1,71 cm
Tơng tự ta có :
- Số vòng dây trên một lớp của cuộn thứ cấp :
W
22
=
2
15,7 2.0,84
. .0,95 16

0,84
g
e
hh
k
d


==
vòng
- Số lớp dây của cuộn thứ cấp :
S
ld2
=
2
22
25
1, 6
16
w
w
==
lớp
- Bề dày của cuộn dây thứ cấp bằng tổng bề dày các lớp dây cộng với cách điện
giữa các lớp dây
Bề dày của bìa cách điện chọn sơ bộ bằng 0,1 mm
ệ Bd
1
= d
2

.S
ld2
+ cd . S
ld2
= 0,84. 1,6+0,01.1,6 = 1,36 cm
- Tổng bề dày các cuộn dây :
Bd = Bd
1
+Bd2 + cd
trong
+ cd
ngoai
= 1,71 + 1,36 + 0,1 + 0,02 = 3,19 cm
Nhận thấy : Bd < t nên ta không cần phải thay đổi lại kích thớc mạch từ .
j. Tính tổng sụt áp bên trong máy biến áp
- Điện áp rơi trên điện trở :

2
1
21
2
[()]
rd
w
URR I
w
= +
.

Trong đó : R

1
, R
2
là điện trở thuần của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp
R =
l
S




= 0,0000172 là điện trở suất của đồng
I
d
: dòng điện tải một chiều
R
1
=
1
1
0,32
l
S

=

R
2
=
2

2
0,004
l
S

=

=>
2
1
21
2
[()]
r
w
URR I
w
= +
.
d
= (0,004 + 0,32(
25
289
)
2
).180 = 1,15 V
- Điện áp rơi trên cuộn dây :

..
f d

x
mXI
U

=

SV thực hiện : Nguyễn Bá long
25
m
f
: là số pha của máy biến áp . ở đây m
f
= 3( máy biến áp ba pha )