chương 1 BTL nhóm 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

BÀI TẬP LỚN
HỌC PHẦN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Sinh viên:

Chu Văn Thắng - 79726
Hoàng Minh Thắng - 79733
Nguyễn Chiến Thắng - 79737

Nhóm (Lớp): nhóm BTL 2 - N03
Giảng viên:

Ths. Vũ Ngọc Minh


HẢI PHÒNG 4/2020
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

BÀI TẬP LỚN
HỌC PHẦN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
Đề tài: Thiết kế bộ điều khiển chỉnh lưu cho máy hàn một chiều,
biết điện áp cấp 380 V, dải dòng điện 250A, điện áp lớn nhất 60V.
Yêu cầu

Thông số kỹ thuật

(Lưu ý: mỗi sinh viên một tờ này, hoàn thành trước… )

Sinh viên:

Chu Văn Thắng - 79726
Hoàng Minh Thắng - 79733
Nguyễn Chiến Thắng - 77377

Nhóm (lớp):

Nhóm BTL 2 - N03

Giảng viên:

Ths. Vũ Ngọc Minh

HẢI PHÒNG 4/2020


Mục lục:
Trang
Lời nói đầu………………………………………………………………….................
Chương 1: Tổng quan về công hàn một chiều…………….………………………
1.1:Khái niệm về hàn điện
1.2:Định nghĩa hàn
1.3:Hồ quang điện và hàn hồ quang điện
a.Hồ quang điện
b.Hàn hồ quang điện
1.4:Máy hàn hồ quang dùng dòng điện chỉnh lưu

1.5:Yêu cầu công nghệ hàn
a.Các yêu cầu chung đối với nguồn điện hàn và máy hàn
b.Một số yêu cầu trong chế độ hàn
c.Yêu cầu của công nghệ hàn điện một chiều trong sản xuất
1.6:Phạm vi ứng dụng
Chương 2: Tính chọn mạch công suất……………………………………………...
Chương 3: Mô phỏng mạch công suất……………………………………………...
Kết luận…………………………………………………………………………………
Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………….


Phụ Lục Hình Ảnh


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ và những
ứng dụng của nó trong công nghiệp nói chung và trong công nghệ điện tử nói
riêng. Những thiết bị điện tử công suât lớn đã ra đời và ngày càng trở nên thông
dụng và cần thiết đối với cuộc sống. Vì vậy việc nắm bắt và am hiểu về các thiết bị
này là điều bắt buộc đối với các kĩ sư điện.
Sự ra đời, phát triển nhanh chóng và ngày càng hoàn thiện của các linh kiện
điện tử, bán dẫn công suất lớn như Diode, Thyristor, Triac, Tranzitor và đặc biệt là
vi sử lí đã tạo ra một bước đột phá mới làm thay đổi một cách sâu sắc, toàn diện
cũng như thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển các thiết bị, hệ thống thiết bị điện-điện
tử, các hệ thống điều khiển,…
Đối với sinh viên khoa điện nói chung và đặc biệt là ngành điện tự động công
nghiệp của chúng em thì việc nắm vững lí thuyết môn học "Điện tử công suất" và
biết cách ứng dụng chúng vào thực tế là điều rất quan trọng. Hiện nay, hàn điện là
một công nghệ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, trong xây dựng và trong
công nghiệp chế tạo máy. Ở học kì này em được thầy giao cho bài tập có đề tài là:

"Thiết kế điều khiển chỉnh lưu cho máy hàn một chiều"
Được sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy "Vũ Ngọc Minh", chúng em
đã hoàn thành bài tập đúng thời gian quy định. Mặc dù chúng em đã cố gắng rất


nhiều trong việc tìm hiểu cũng như thiết kế bài tập, nhưng do trình độ có hạn nên
bài tập không thể tránh khỏi sai sót, rất mong sự đóng góp của thầy và các bạn để
bài tập được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !

Chương 1: Khái niệm chung về công nghệ hàn một chiều.
1.Khái niệm về hàn điện.
Hàn điện là một công nghệ phổ biến nhất trong kĩ thuật hiện đại. Ở các ngành
đóng tàu, xây dựng, chế tạo máy móc không thể thiếu máy hàn điện. hàn điện cũng
được áp dụng ở những đơn vị sản suất nhỏ và những công ty lớn trong các ngành
công nghiệp khác.
2.Định nghĩa hàn.
Hàn là quá trình nối hai vật liệu kim loại với nhau bằng cách nung nóng chổi
nối đến nóng chảy hoặc gần nóng chảy.
3.Hồ quang điện và hàn hồ quang điện.
a.Hồ quang điện
Hồ quang điện là một dạng phóng điện trong chất khí với mật độ dòng điện
lớn(100 đến 1000A/mm²). Ở điều kiện bình thường chất khí hầu như không dẫn
điện. Nếu đặt lên hai điện cực trong môi trường không khí một điện trường có
cường độ đủ lớn thì có thể phá vỡ ccahs điện của chất khí và có khả năng dẫn dòng
điện lớn, phụ thuộc vào tính chất chất khí, áp suất của nó, nhiệt đọ môi trường, vật
liệu làm điện cực, độ lớn của cường đọ điện trường,…


Đặc tính V-A, đặc tính tĩnh của hồ quang:

Để giảm được U mỗi giây 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 súc nóng chảy.
b.Hàn hồ quang điện
Hàn điện hồ quang là dung nhiệt lương của hồ quang điện nung nóng chỗ hàn,
làm cho kim loại vật hàn chảy và kim loại bổ xung chảy để nối hai vật lại.
Khi hàn: cho que hàn chạm vào vật hàn 0,1s xong đưa lên cao 3-4mm. Do tác
dụng của điện trở nên đầu nút que hàn và chỗ vật hàn tiếp xúc với que hàn bị nung
nóng. Khi nhấc que hàn lên khỏi vật hàn băn ra điện tử, các điện tử bắn nhanh đập
vào vật hàn biến động năng thành nhiệt năng dẫn đến vật hàn bị chảy . Môi trường
giữa vật hàn và que hàn chịu tác dụng của điện trường bị ion hóa, các ion dời đi rất
nhanh biến động năng thành nhiệt năng nên que hàn nóng chảy và nhỏ giọt xuống
vật hàn.
Quá trình gây hồ quang khi hàn sảy ra qua 3 giai đoạn:

a

b

c

Quá trình gây hồ quang khi hàn
Giai đoạn ngắn mạch(a): Cho hai điện cực chạm vào nhau, do diện tích tiết
diện ngang của mạch điện bé và điện trở vùng tiếp xúc giữa các điện cực lớn vì vậy


trong mạch xuất hiện một dòng điện cường độ lớn, hai mép điện cực bị nung nóng
mạnh.
Giai đoạn ion hóa(b): Khi nâng một điện cực lên khỏi điện cực thứ hai một

khoảng 2 5 mm, các điện từ bứt ra khỏi quỹ đọa của mình và chuyển động nhanh
về phía anôt(cực dương), trên đường chuyển động chúng va chạm vào các phần tử
khí trung hòa làm chúng bị ion hóa, sự ion hóa các phân tử khí kèm theo sự tỏa
nhiệt và phát sang mạnh.
Giai đoạn hồ quang cháy ổn định(c): Khi mức độ ion hóa đạt đến mức bão
hòa, cột hồ quang ngừng phát triển, nếu giữ cho khoảng cách giữa hai điện cực
không đổi thì cột hồ quang được duy trì ở mức ổn định. Khi hàn điện áp cần thiết
để gây hồ quang khoảng 35 55V với dòng một chiều.
4.Các yêu cầu chung đối với nguồn hàn hồ quang.
Nguồn điện cung cấp cho hàn hồ quanh có thể là nguồn xoay chiều hoặc một
chiều. Trong dó nguồn hàn hồ quang một chiều có nhai loại là:
-Bộ biến đổi quay (Máy phát hàn một chiều)
-Bộ biến đổi tĩnh (Bộ chỉnh lưu)
Với sự phát triển của kĩ thuật bán dẫn công suất lớn đã đưa ra nhiều úng dụng
trong nguồn hàn một chiều dùng bộ chỉnh lưu có những ưu việt sau đây so với máy
phàt hàn một chiều:
-Chỉ tiêu năng lượng cao
-Không cần phần quay
-Hiệu suất cao, chi phí vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa thấp
Tuy nhiên chúng đều có những yêu cầu chung sau:
-Điện áp không tải đủ lớn và lớn hơn áp khi có tải để có thể mồi được hồ
quang và hàn được dễ dàng:
+Nguồn hàn một chiều với điện cực là:
Kim loại: U0min = (30 – 40)V
Than: U0min = (45 – 55)V

•
•

-Đảm bảo an toàn lúc làm việc ở chế độ làm việc cũng như làm việc ở chế

độ ngắn mạch. Bội số làm việc ngắn mạch không được quá lớn
+Trong đó: - là bội số dòng điện ngắn mạch
-

Inm là dòng điện ngắn mạch

-Nguồn hàn phải có công suất lớn
-Nguồn hàn phải có khả năng điều chỉnh được dòng hàn, vì như ta đã biết
dòng hàn phụ thuộc vào đường kính que hàn. Dòng điện hàn được tính theo biểu
thức sau:


Ih = (40 60)d
+Trong đó: - Ih là dòng điện hàn
-

d là đường kính que hàn

-Đường đặc tính ngoài của nguồn hàn phải đáp ứng theo từng phương pháp
hàn
-Đặc tính ngoài là đường biểu diễn qua hệ giữa áp trên hai đầu ra của máy
với dòng tải