Mạ kim loại ra đời và phát triển hàng trăm năm nay.Ngày nay mạ kim loại đã
trở thành một ngành kỹ thuật phát triển mạnh mẽ ở hầu hết các nước trên thế giới,
phục vụ một cách đắc lực cho mọi ngành khoa học kỹ thuật sản xuất và đời sống
văn minh con người.
Lớp mạ kim loại trên bề mặt các chi tiết máy,dụng cụ sinh hoạt, phương tiện
sản xuất, giao thông vận tải, khai thác mỏ địa chất,thông tin liên lạc, kỹ thuật điện
tử, cơ khí chính xác, thiết bị y tế, trang trí bao bì . Vậy mạ điện là gì ?
Một cách đơn giản nhất có thể hiểu mạ điện là quá trình kết tủa kim loại lên bề
mặt nền một lớp phủ có những tính chất cơ, lý, hoá . đáp ứng được các yêu cầu
kỹ thuật mong muốn.
Mạ kim loại không chỉ làm mục đích bảo vệ khỏi bị ăn mòn mà còn có tác
dụn trang trí, làm tăng vẻ đẹp, sức hấp dẫn cho các dụmh cụ máy móc và đồ trang
sức.
Ngày nay không riêng gì ở nước phát triển mà ngay trong nước ta kỹ thuật
mạ đã có nhưng bước phát triển nhảy vọt, thoả mãn yêu cầu kỹ thuật trong sản
xuất cung như trong kinh doanh
Kỹ thuật mạ đòi hỏi phải không ngừng phát triển nghiên cứu cảI tiến kỹ
thuật ,máy móc chuyên dùng thiết bị dây chuyền sản xuất đồng bộ tự động hoá
với độ tin cậy cao. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng mạ và hạ giá thành sản
phẩm, chống ô nhiễm môi trường.
Để có một lớp mạ tốt ngoàI những yếu tố khác thì nguồn điện dùng để mạ
là rất quan trọng.
52 trang |
Chia sẻ: longpd | Lượt xem: 3186 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế nguồn mạ một chiều, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đồ án
Đề Tài:
Thiết kế nguồn mạ
một chiều
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 1 -
Đề tài : Thiết kế nguồn mạ một chiều có các tham số
sau
Phương án 3
+ Điện áp ra :24 V
+ Dòng tải I max : 6000 (A)
+ Đảo chiều : không
Nguồn mạ làm việc theo nguyên tắc giữ dòng điện không đổi trong suốt quá
trình mạ. Mạch có khâu bảo vệ ngắn mạch.
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 2 -
Lời nói đầu
Mạ kim loại ra đời và phát triển hàng trăm năm nay.Ngày nay mạ kim loại đã
trở thành một ngành kỹ thuật phát triển mạnh mẽ ở hầu hết các nước trên thế giới,
phục vụ một cách đắc lực cho mọi ngành khoa học kỹ thuật sản xuất và đời sống
văn minh con người.
Lớp mạ kim loại trên bề mặt các chi tiết máy,dụng cụ sinh hoạt, phương tiện
sản xuất, giao thông vận tải, khai thác mỏ địa chất,thông tin liên lạc, kỹ thuật điện
tử, cơ khí chính xác, thiết bị y tế, trang trí bao bì .. Vậy mạ điện là gì ?
Một cách đơn giản nhất có thể hiểu mạ điện là quá trình kết tủa kim loại lên bề
mặt nền một lớp phủ có những tính chất cơ, lý, hoá ... đáp ứng được các yêu cầu
kỹ thuật mong muốn.
Mạ kim loại không chỉ làm mục đích bảo vệ khỏi bị ăn mòn mà còn có tác
dụn trang trí, làm tăng vẻ đẹp, sức hấp dẫn cho các dụmh cụ máy móc và đồ trang
sức..
Ngày nay không riêng gì ở nước phát triển mà ngay trong nước ta kỹ thuật
mạ đã có nhưng bước phát triển nhảy vọt, thoả mãn yêu cầu kỹ thuật trong sản
xuất cung như trong kinh doanh
Kỹ thuật mạ đòi hỏi phải không ngừng phát triển nghiên cứu cảI tiến kỹ
thuật ,máy móc chuyên dùng thiết bị dây chuyền sản xuất đồng bộ tự động hoá
với độ tin cậy cao. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng mạ và hạ giá thành sản
phẩm, chống ô nhiễm môi trường.
Để có một lớp mạ tốt ngoàI những yếu tố khác thì nguồn điện dùng để mạ
là rất quan trọng.
Đối với sinh viên tự động hóa, môn học điện tử công suất là một môn rất
quan trọng. Với sự giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô trong khoa em đã tưng
bước tiếp cận môn học. Để có thể lắm vững lý thuyết đẻ áp dụng vào thực tế, ở
học kỳ này em được các thầy giao cho đồ án môn học với đề tài : Thiết kế nguồn
mạ một chiều. Đây là một đề tài có quy mô và ứng dụng thực tế.
Với sự cố gắng của bản thân cùng với sự chỉ bảo của các rhầy cô giáo trong
bộ môn và đặc biệt là thầy Đỗ Trọng Tín đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 3 -
Do lần đầu làm đồ án điện tử công suất kinh nghiệm chưa có lên em không
tránh khỏi những sai sót mong các thầy giúp đỡ. Cuối cùng em xin chân thành
cảm ơn !
Hà nội, ngày 20 tháng 6 năm 2004
Sinh viên : Cao Chiến
Thắng
MỤC LỤC
CHƯƠNG I : Giới thiệu chung về công nghệ mạ
điện
CHƯƠNG II : Lựa chọn phương án
Chương III : Tính Chọn Mạch Lực
CHƯƠNG IV: Thiết kế mạch điều khiển
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 4 -
CHƯƠNG I : Giới thiệu chung về công nghệ mạ
điện
Từ nhiều năm nay công nghệ mạ điện đã ra đời và phát triển mạnh mẽ. ngày nay
hầu hết các nước trên thế giới công nghệ mạ điện đã phát triển một cách vượt bậc
có ứng dụng rộng rãi trong thực tế ,đời sống phục vụ đắc lực cho các nghành
khoa học kỹ thuật như mạ trên các vật liệu các chi tiết máy, các ứng dụng đời
thường,các vật trang trí …
Cho đến nay kỹ thuật mạ dã có những bước tiến nhảy vọt và thoả mãn được các
yêu cầu kỹ thuật như tạo lớp mạ dày, có cấu trúc tốt độ cứng cao chịu ma sát
tốt,chịu áp lực ngay ỏ nhiệt độ cao như pít tông ,xi lanh…
Mặc dù mạ đã có những bước phát triển đáng kể xong trên thé giới các nhà khoa
học đã và đang không ngừng nghiên cứu tìm tòi và ság tạo ra các phương pháp
mạ tốt nhất .họ tập trung tìm tòi các chất phụ gia mới ,phương pháp điện phân
mới de tạo ra các lớp mạ tốt có cấu trúc tinh thể mịn, dẻo,đọ cứng cao không
bong xứơc ở điều kiện thay đổi nhiệt dộ va chạm mạnh..
Đối với đất nước chúng ta do điều kiện phát triển trình độ mạ còn thấp do vậy
để đáp ứng nhu cầu thực tế chúng ta phải không ngừng nâng cao trình độ và có
nhữmg bước đi vững chắc cần hình thành các trung tâm nghiên cứu kỹ thuật mạ
để tạo ra được lớp mạ có chất lượng cao và giá thành rẻ.
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 5 -
I. MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG LỚP MẠ ĐIỆN
Lớp mạ điện có rất nhiều ứng dụng trong thực tế và kỹ thuật nó có thể bảo vệ tốt
cho kim loại khỏi bị ăn mòn hoá học hay điên hoá trong môi trường sử dụng.Xuất
phát từ khả năng của nó gười ta đã ứng dụng để tạo ra các lớp mạ cần thiết bảo vệ
bề mặt cho các loại náy móc trong công nghiệp và các nghành khoa học …
lớp mạ kim loại trên bề mặt các chi tiết máy, dụng cụ sinh hoạt …đã giúp
bảo vệ các dụng cụ và các chi tiết đó khỏi các tác động của môi trường
ngoài.
lớp mạ có tác dụng trang trí bên ngoài sản phẩm làm tăng vẻ đẹp sản
phẩm và sức thu hút của mọi dụng cụ máy móc , đồ dùng cá nhân ,trang
sức…
có một số chi tiết máy do nhu cầu thực tế là giá thành hạ và không cần
dùng kim loại hay hợp kim đắt tiền để chế tạo người ta sử dụng các kim
loại hay hợp kim rẻ tiền rồi mạ các lớp mạ lên nó tạo điều kiện cho việc
tiêu thụ sản phẩm tốt…
Ngoài các lớp mạ thông thường còn có lớp mạ kỹ thuật đó là lớp mạ có
các tính chất lý hoá đặc biệt mà các lớp kim loại nền không có…
9 lớp mạ chống ma sát ,mài mòn
9 lớp mạ làm thay đổi kích thước chi tiết máy
9 lớp mạ làm tăng độ dẫn điện
9 lớp mạ cho độ bám cao không bong tróc..
II,PHÂN LOẠI LỚP MẠ
Gồm 4 loại :
¾ Lớp mạ bảo vệ
¾ Lớp mạ trang trí
¾ Lớp mạ trang trí bảo vệ
¾ Lớp mạ kỹ thuật
1. Lớp mạ bảo vệ
Dùng để bảo vệ khỏi sự ăn mòn kim loại trong môi trường sử dụng và bảo vệ
kim loại nền có hai lớp mạ bảo vệ:
9 Lớp mạ ca tốt: lớp mạ mà kim loại mạ có điện thế dương hơn
điện thế kim loại nền
9 Lớp mạ Anốt: lớp mạ mà kim loại mạ có điện thế âm hơn điện
thế kim loại nền
2. Lớp mạ trang trí
Lớp mạ này có độ bang sáng màu hấp dãn giữ được lâu ví dụ như :mạ vàng
mạ bạc…Thường dùng mạ ca tốt
Người ta tạo lớp mạ trang trí bằng cách tạo một lớp mỏng kim loại trên bề
mặt vật cần mạ, độ bóng tạo ra bằng cách đánh bóng cơ khí hoá học điện hoá
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 6 -
3. Lớp mạ trang trí bảo vệ
Là loại lớp mạ vừa trang trí vừa bảo vệ kim loại nền
Ví dụ:dùng lớp mạ ca tốt như niken-crôm,đồng -crôm….do niken có độ bền
cao nên đóng vai trò là lớp bảo vệ
4. Lớp mạ kỹ thuật
Chúng ta sử dụng rộng rãi và có ứng dụng trong thực tế như:
• Mạ làm tăng độ bền chống ma sát ổ trục
• Mạ phục hồi các chi tiết máy
• Mạ tăng độ dẫn điện
• Mạ làm tăng độ chống mài mòn
III,SƠ ĐỒ ĐIỆN PHÂN
Đề tài thiết kế nguồn mạ một chiều là một đề tài có giá trị thực tế lớn, bởi vì
trong công nghệ mạ nguồn điện một chiều là một yếu tố quan trọng.
Để thấy rõ giá trị của đề tài, trước hết ta cần phải nắm rõ một số khái niệm cũng
như các thiết bị có liên quan đến quá trình mạ bằng điện phân.
Ta dựa vào sơ đồ điện phân như sau:
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 7 -
Sơ đồ trên là mô hình dùng trong phạm vi nhỏ như phòng thí nghiệm đồng
thời cũng dùng trong qui mô sản xuất lớn. Các thành phần cơ bản của sơ đồ điện
phân :
1. Nguồn điện một chiều như : pin, ắc qui, máy phát điện một chiều, bộ
biến đổi. . Ngày nay được dùng phổ biến nhất là bộ biến đổi. Bộ biến đổi cho quá
trình điện phân có điện áp ra thấp : 3V, 6V, 12V, 24V… Tuỳ theo yêu cầu kỹ
thuật mà chọn điện áp ra cho phù hợp. Một bộ biến đổi có thể lấy ra một số điện
áp cần thiết cho một số qui trình.
VD : Mạ niken thường dùng điện áp 6V hay 12V. Để mạ Crôm dùng 12V.
Để đánh bóng điện hóa nhôm thường dùng điện áp 12 – 24V.
2. Anốt : Là điện cực nối vơí cực dương của nguồn điện một chiều. Trước
khi điện phân anốt cần phải đánh sạch dầu mỡ, lớp gỉ…
Anốt dùng trong mạ điện có hai loại : anốt hòa tan và anốt không hoà tan.
Anốt hoà tan được dùng tronh các trường hợp mạ niken, mạ đồng, mạ kẽm, mạ
thiếc… Trong quá trình điện phân anốt tan vào dung dịch mạ theo phản ứng ở
điện cực :
+
+
=−
=−
2
2
2
2
CueCu
NieNi
Các cation kim loại tan vào dung dịch điện phân và đi đến catốt. Phản ứng điện
hóa ở anốt là phản ứng oxi hóa. Anốt không hòa tan dùng trong trường hợp mạ
Crôm. .
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 8 -
Khi điện phân ở bề mặt anốt không hoà tan cũng diễn ra quá trình oxi hóa
−− ClOHOH ,,2 …
↑+=−
=−
−
−
22
2
244
22
OOHeOH
CleCl
Khí thoát ra ở anốt trong quá trình điện phân thường chính là 2O hay 2Cl .
3. Catốt : là điện cực nối với cực âm của nguồn điện một chiều. Trong mạ
điện catốt là vật mạ. Trên bề mặt vật mạ luôn diễn ra phản ứng khử các ion kim
loại mạ. Ví dụ như :
Mạ niken : ↓=++ NieNi 22
Mạ kẽm ↓=++ ZneZn 22
Đồng thời với iôn kim loại bị khử, +OH 3 cũng bị khử giải phóng ra khí 2H
theo phản ứng : OHHeoH 223 22 +↑=++
Khí 2H thoát ra trên bề mặt ca tốt có khả năng thấm sâu vào mạng tinh thể
kim loại mạ và các kim loại nền, làm giảm độ bền cơ học của kim loại (khí 2H khi
gặp nhiệt độ cao giãn nở mạnh gây ra sự rạn nứt, giòn kim loại) .Người ta gọi
hiện tượng này là hiện tượng “ giòn kim loại “.
Để kim loại mạ bám chặt vào bề mặt kim loạ nền đồng thời cho lớp mạ đồng
đều, bóng sáng hấp dẫn, trước khi mạ ta cần phải gia công cho bề mặt chi tiết
bằng phẳng, bóng và sạch các chất dầu mỡ màng oxít.
Catốt vật mạ cần phải nhúng ngập vào dung dịch, thường ngập dưới mặt
nước 8 – 15cm và cách đáy bể khonảg 15cm. Các chỗ nối phải đảm bảo tiếp xúc
thật tốt, không để gây ra hiên tượng phóng điện trong chất điện phân. Tuyệt đối
không để chạm trực tiếp giữa anốt và catốt khi đã nối mạch điện.
4. Dung dich chất điện phân : dung dịch chất điện phân dùng để mạ thường
có hai phần :
_ Thành phần cơ bản : gồm muối và hợp chất chứa iôn của kim loại mạ và
một số hoá chất thiết yếu khác, nếu thiếu hóa chất này thì dung dich không
thể dùng để mạ được.
_ Thành phần thứ hai : bao gồm các chất phụ gia
+ Chất làm bóng lớp mạ
+Chất đệm giữ cho pH của dung dịch ổn định
+Chất giảm sức căng nội tại đảm bảo lớp mạ không bong nứt
+Chất san bằng đảm bảo cho lớp mạ đồng đều hơn
+Chất làm tăng độ dẫn điện cho lớp mạ đồng đều hơn
+Chất chống thụ động hóa anốt nhằm ổn định mạ
Một số đặc điểm dung dịch mạ :
_ Dung dịch mạ cần phải có độ đẫn điện cao. Độ đẫn điện của dung dịch
không những chỉ giảm được tổn thấtđiện trong quá trình mạ mà còn làm cho lớp
mạ đồng đều hơn.
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 9 -
_ Mỗi dung dịch cho lớp mạ có chất lượng trong một khoảng pH nhất định.
Ví dụ mạ Niken pH=4,5 đến 5,5. Mạ kẽm trong dung dịch amôniclorua pH= 4,5
đến 5,5. Mạ kẽm trong dung dịch axít pH= 3,5 đến 4,0…
_ Mỗi dung dịch cho lớp mạ có chất lượng cao trong một khoảng nhiệt độ nhất
định. VD mạ Niken khoảng nhiệt độ là C.7055 → , mạ vàng C.7060 → . Nhìn
chung, khi điện phân nhiệt độ dung dịch không vượt qua nhiệt độ sôi của dung
dịch.
_ Mỗi dung dịch có một khoang mật độ dòng catốt thích hợp.
_ Dung dịch chứa muối phức của kim loại thường cho lớp mạ có chất lượng
tốt hơn lớp mạ từ chính kim loại thu được từ nuối đơn. VD lớp mạ thu được từ
dung dịch −24)(CNZn hoặc −23)(CNZn tốt hơn lớp mạ thu được từ dung dịch muối
4CuSO .
5. Bể điện phân :
Làm từ vật liệu cách điện, bền hóa học, bền nhiệt. Thành và mặt trong của
bể thường được lót bằng chất dẻo có độ bền hóa học, bền nhiệt. Lớp chất dẻo lót
phải kín tuyệt đối, nước không thấm qua được. Mặt ngoài sơn nhiều lớp chống gỉ.
Bể mạ thường có dạng hình chữ nhật, điều này giúp cho lớp mạ được phân bố
đều hơn bể có hình dạng khác. Có nhiều bể mạ như bể mạ tĩnh, thùng mạ quay,
…
Trên dây là toàn bộ sơ đồ tổng quát của quá trình mạ bằng điện phân.
Trong công nghệ mạ còn có một số yêu cầu về gia công bề mặt trước khi mạ.Yêu
cầu bề mặt trước khi mạ :
- Trước khi mạ vật cần mạ được tiến hành gia công cơ khí để có bề mặt
bằng phẳng, đồng thời tẩy xóa các lopứ gỉ, đánh bóng bề mặt theo yêu cầu sử
dụng.
- Tẩy sạch dầu mỡ các hợp chất hóa học khác có thể có trên bề mặt vật
mạ.
Tóm lại trước lúc chi tiết vào bể điện phân, bề mặt cần phải thật bằng phằng, sắc
nét bóng tuyệt đối sạch dầu mỡ, các màng oxit có thể có. Trong điều kiện như
vậy lớp mạ thu được mới có độ bóng tốt, không sước, không sần sùi, bóng đều
toàn lớp mạ đồng nhất như ý.
Phương pháp gia công bề mặt kim loại trước khi mạ :
- Phương pháp gia công cơ khí bao gồm : mài thô, mài tinh, đánh bóng
quay bóng hay sóc bóng trong thùng quay.
- Phương pháp gia công hóa học hay điện hóa họcbao gồm : tẩy dầu mỡ,
tẩy gỉ, tẩy lại làm bóng bề mặt, rửa sạch.
Sự lựa chọn phương pháp gia công cho hiệu qủa tốt nhất lại có giá thành rẻ,
đòi hỏi người kỹ thuật viên phải có hiểu biết đầy đủ và nhất là phải có kinh
nghiệm sản xuất. Bất kỳ thiếu sót nào dù nhỏ hoặc đánh giá không đúng công
việc chuẩn bị bề mặt đều dẫn đến giảm sút chất lượng và hình thức lớp mạ. Chất
lượng lớp mạ phụ thuộc một cách cơ bản vào phương pháp được lựa chọn, kỹ
thuật và điều kiện tiến hành chuẩn bị bề mặt lớp mạ. Không bao giờ chúng ta coi
nhẹ việc chuẩn bị bề mặt vật mạ.
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 10 -
CHƯƠNG II : Lựa chọn phương án
Nhiệm vụ đặt ra đối với đồ án là thiết kế nguồn mạ một chiều có điện áp
thấp và dòng rất lớn. Nguồn mạ làm việc theo nguyên tắc giữ dòng điện mạ trong
quá trình nạp. Mạch có khâu bảo vệ chống chạm điện cực.
Trong công nghệ mạ điện thì nguồn điện là một yếu tố hết sức quan trọng,
nó quyết định nhiều đến chất lượng lớp mạ thu được. Nguồn điện một chiều có
thể là ắc quy, máy phát điện một chiều, bộ biến đổi… Chúng ta phân tích từng
loại nguồn để quyết định lựa chọn phương án nào :
1. Ắc quy : Tong công nghệ mạ điện ắc quy chỉ được sử dụng trong phòng
thí nghiệm hay sản xuất ở quy mô nhỏ. Do hạn chế về lượng điện tích lên ắc quy
chỉ dùng để mạ các chi tiết nhỏ, còn với các chi tiết lớn thì không dùng ắc quy
được. Đặc biệt khi dòng điện mạ đòi hỏi lớn thì ắc quy không thể đáp ứng được.
Vì vậy mà trong công nghệ mạ người ta ít sử dụng ắc quy làm nguồn mạ.
2. Máy phát điện một chiều : Trong công nghệ mạ dùng máy phát điện một
chiều khắc phục được các nhược điểm của ắc quy. Máy phát điện một chiều trong
thực tế có thể được sử dụng rộng rãi trong quy mô sản xuất lớn. Nhưng giá thành
đầu tư cho máy phát điện một chiều lớn, cơ cấu điều khiển hoạt động khá phức
tạp .Máy phát điện một chiều với nhiều nhược điểm : cổ góp mau hỏng; thiết bị
cồng kềnh; làm việc có tiếng ồn lớn. Máy phát điện một chiều cần thường xuyên
bảo trì sửa chữa. Chính vì các lý do trên lên trong công nghiệp người ta không
dùng máy phát điện một chiều.
3. Bộ biến đổi :
Hiện nay trong công nghiệp thì dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng
rãi. Công nghệ chế tạo các thiết bị bán dẫn ngày càng hoàn thiện, các thiết bị hoạt
động với độ tin cậy cao. Đặc biệt công nghệ sản xuất Thyristor đã đạt được nhiều
thành tựu. Chính vì vậy các bộ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một
chiều ngày càng được sử dụng nhiều trong các nghành công nghiệp. Ngày nay
trong công nghệ mạ điện thì bộ bién đổi được dùng rộng rãi nhất. Các bộ biến đổi
dùng trong quá trình điện phân có thể cho ra các điện áp như : 3V, 6V, 12V, 24V,
30V, 50v. Tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật mà chọn điện thế cho phù hợp.Bộ biến đổi
với các ưu điểm : thiết bị gọn nhẹ; tác động nhanh; dễ tự động hóa; dễ điều khiển
Cao
chiề
và ổn
ổn đ
biến
Vậy
lưu k
kế ng
có đ
với g
Chiến
u
định dòn
ịnh. So vớ
đổi đáp ứ
quyết định
Với mạch
hông điều
uồn mạ đ
iều khiển,
óc điều kh
Sơ đồ ngu
. Tải R+L
- Khi
- Phư
Thắng
g. Chi phí
i dùng ng
ng được h
phương á
chỉnh lưu
khiển, ch
iện áp thấp
sau đó ta
iển 0=α .
Các ph
+ C
+ C
+ c
Phư
yên lý chỉ
L đủ lớn
ơng trình
đầu tư cho
uồn mạ là
ơn cả về m
n là dùng
có rất nhiề
ỉnh lưu có
và dòng
có thể xé
ương án kh
hỉnh lưu
hỉnh lưu
hỉnh lưu s
ơng án 1
nh lưu cầu
thì dòng đ
mạch tải :
bộ biến đ
ắc quy h
ặt kinh t
bộ biến đổ
u : chỉnh
điều khiể
khá lớn. T
t trường h
ả thi :
cầu một ph
cầu ba pha
áu pha có
: Chỉnh lư
một pha
iện di sẽ là
θU sin2 2
Thiết
ổi cũng rẻ
oặc máy p
ế cũng nh
i.
lưu một ph
n… Trong
rước hết t
ợp chỉnh
a
cuộn khán
u cầu mộ
dòng liên
θ Rid d +=.
kế nguồ
, hiệu quả
hát điện m
ư các tiêu
a, chỉnh lư
yêu cầu c
a xét trườn
lưu điốt kh
g cân bằn
t pha
tục.
θd
d
X di
n mạ m
làm việc c
ột chiều
chuẩn kỹ
u ba pha,
ủa đồ án l
g hợp chỉn
ông điều
g
ột
ao và
thì bộ
thuật.
chỉnh
à thiết
h lưu
khiển
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 12 -
∫∫∫ Π+Π=Π
+Π+Π
dI
dd di
XdiRdU
α
α
α
α
θθθ .sin21 2
αcos22 2Π=
UU d
Dạng sóng cơ bản :
* Ưu nhược điểm của sơ đồ :
9 Ưu điểm :
Sơ đồ này phù hợp với mach có dòng điện nhỏ
ổn định và điều chỉnh công suất phía một chiều
do có hai diot nên giá thành rẻ
điện áp ngược đặt lên mỗi van trong sơ đồ nhỏ
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 13 -
9 Nhược điểm :
Dòng tải vẫn còn nhấp nhô,không thích hợp với tải có dòng lớn
Trong quá trình thay đổi góc điều khiển α thì dòng và áp thay đổi nhưng không
giữ tính đối xứng nên quá trình tính toán phức tạp.Không dùng được cho tải có
công suất lớn, nếu dùng gây ra hiện tượng công suất bị lệch pha. Sơ đồ chỉnh lưu
cầu một pha dòng tải chảy qua hai van nối tiếp, vì vậy tổn thất điện áp và công
suất trên van sẽ lớn. Sơ đồ cầu một pha chỉ ứng dụng với yêu cầu điện áp chỉnh
lưu cao và dòng tải nhỏ.
Phương án 2 : Chỉnh lưu cầu ba pha đối xứng
Sơ đồ nguyên lý :
Sơ đồ cầu ba pha đối xứng gồm 6 thyristor, chia làm hai nhóm :
- nhóm catốt chung T1, T3, T5
- nhòm anốt chung T2, T4, T6
Điện áp các pha :
θsin2 2UU a =
G
F
T5
T6T4
u2c
u2a
u2b R
L
T1
T2
T3
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 14 -
)
3
2sin(2 2
Π−= θUU b
)
3
4sin(2 2
Π−= θUU c
a.Hoạt động của sơ đồ :
Giả thiết T5, T6 đang cho dòng chảy qua bGcF VVVV == ,
+ Khi αθθ +Π==
62
cho xung điều khiển mơ T1. Thyristor này mở vì 0>aU
. Sự mở của T1 làm cho T5 bị khoá lại một cách tự nhiên vì ca UU > . Lúc này T6
và T1 cho dòng đi qua. Điện áp ra trên tải : baabd UUUU −==
+ Khi αθθ +Π==
6
3
2 cho xung điều khiển mở T2. Thyristor này mởvì T6
dẫn dòng, nó đặt bU lên catốt T2 mà cb UU > . Sự mở của T2 làm cho T6 khoá lại
một cách tự nhiên vì cb UU > .
Các xung điều khiển lệch nhau
3
Π được lần lượt đưa đến các cực điều khiển
của các thyristỏ theo thứ tự 1, 2, 3,4, 5, 6, 1,…..
Trong mỗi nhóm, khi 1 thyristor mở thì nó sẽ khoá ngay thyritor trước nó,
như trong bảng sau :
Thời điểm Mở Khoá
θ1 = π/6 + α
θ2 = 3π/6 + α
θ3 = 5π/6 + α
θ4 = 7π/6 + α
θ5 = 9π/6 + α
θ6 = 11π/6 + α
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T5
T6
T1
T2
T3
T4
Dạng sóng cơ bản
Uab Uac Ubc UcaUba Ucb UcaUbcUacUab Uba
Ua Ub Uc Ua Ub
Ud
iT 1
Ud
Cao Chiến Thắng Thiết kế nguồn mạ một
chiều
Đại học Bách Khoa Hà Nội
- 15 -
Đường bao phía trên biẻu diễn điện thế điểm F
Đường bao phía dưới biểu diễn điện thế điểm G
Điện áp trên mạch tải : GFd UUU −= là khoảng cách thẳng đứng giữa hai
đường bao
αθθ
α
α
cos
63
.sin2
2
6 2
6
5
6
2 Π=Π= ∫
+Π
+Π
UdUU d
Giá trị điện áp ngược lớn nhất trên mỗi van : 22max 45,26 UUU ng ==
Dòng điện trung bình chạy qua van
3
d
T
II ==
b.Ưu nhược điểm của sơ đồ :
+ ưu điểm :
- số xung áp chỉnh lưu trong 1 chu kỳ lớn, vì vậy độ đập mạch củ