Bài tập giữa kỳ: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu môn Điện tử công suất | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

THIẾT KẾ BỘ NGUỒN CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN CHO BỂ ĐIỆN PHÂN Nội dung yêu cầu:
Tìm hiểu yêu cầu công nghệ và đưa ra yêu cầu kĩ thuật với bộ chỉnh lưu cần thiết kế
- Điện áp và tần số mà bộ nguồn cung cấp ổn định để đảm bảo quá
trình mạ điện diễn ra đồng đều sạch và nhẵn.
1. Điện áp và tần số: Bộ nguồn cần cung cấp điện áp và tần số ổn định và phù
hợp với yêu cầu cụ thể của quá trình mạ điện. Điện áp và tần số thường phụ
thuộc vào loại bể mạ điện và chất lượng sản phẩm cuối cùng.
2. Độ ổn định: Bộ nguồn cần có khả năng cung cấp điện áp ổn định để đảm
bảo rằng quá trình mạ điện diễn ra một cách đồng đều và chất lượng sản phẩm không bị ảnh hưởng.
3. Khả năng điều chỉnh: Đôi khi, yêu cầu mạ điện có thể thay đổi theo thời
gian.Bộ nguồn cần có khả năng điều chỉnh điện áp và dòng điện để thích nghi
với các yêu cầu thay đổi này.
4. Bảo vệ quá dòng và quá áp: Bộ nguồn cần được trang bị các thiết bị bảo vệ
để ngăn chặn quá dòng và quá áp, bảo vệ quá trình mạ điện và thiết bị liên quan khỏi hỏng hóc.
5. Hiệu suất và hiệu quả năng lượng: Bộ nguồn nên có hiệu suất cao để giảm
thiểu tổn thất năng lượng và tiết kiệm năng lượng.
6. Độ tin cậy: Bộ nguồn cần đáng tin cậy để đảm bảo rằng quá trình mạ điện
không bị gián đoạn do sự cố trong nguồn cung cấp.
7. Điều khiển và giám sát: Các bộ nguồn hiện đại thường có tích hợp các chức
năng điều khiển và giám sát để theo dõi và kiểm soát hiệu suất của bộ nguồn.
8. An toàn: Bộ nguồn cần tuân theo các quy tắc an toàn điện để đảm bảo rằng
người sử dụng và các thiết bị không bị nguy cơ.
9. Tuân thủ tiêu chuẩn và quy định: Bộ nguồn cần tuân theo các tiêu chuẩn và
quy định về an toàn và hiệu suất điện, như tiêu chuẩn quốc gia và quy định của ngành công nghiệp.
Những yêu cầu này có thể thay đổi tùy thuộc vào loại quá trình mạ điện và các
yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Việc lựa chọn bộ nguồn phù hợp với nhu cầu cụ
thể của bể mạ điện rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và an toàn của quá trình mạ điện.
Lựa chọn phương án bộ chỉnh lưu phù hợp
Sơ đồ chỉnh lưu tia ba pha:
- Điều khiển van đơn giản, số lượng ít van nên kinh tế hơn. Chất lượng điện
áp một chiều không cao do tần số đập mạch thấp (Trong một chu kỳ chỉ có
ba lần đập mạch). Hiệu suất sử dụng biến áp kém, số lượng van ít nên dòng
qua van lớn, gây sụt áp đáng kể với tải có điện áp nhỏ và dòng điện lớn.
→ Chọn khi công suất tải không quá lớn so với biến áp nguồn cung cấp
và yêu cầu chất lượng điện áp một chiều không quá lớn.
Sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha đối xứng:
- Chất lượng điện áp một chiều tốt do tần số đập mạch trong một chu kỳ
tương đối lớn, hiệu suất sử dụng máy biến áp cao tuy nhiên số lượng van sử
dụng lớn gặp vấn đề trong giá thành thiết bị, khó khăn trong việc điều khiển van.
→ Sử dụng với tải có công suất lớn nhưng tải nhỏ, hoặc tải có yêu cầu hoàn
trả năng lượng về lưới
Sơ đồ chỉnh lưu tia sáu pha có cuộn kháng cân bằng:
- Chất lượng điện áp một chiều tốt do tần số đập mạch trong một chu kỳ lớn
(6 lần) dòng điện trên mỗi van chỉ bằng dòng điện tải nên dễ dàng trong
việc lựa chọn van nhất là trong trường hợp dòng tải lớn. Tuy nhiên do phải
sử dụng hai hệ thống dây quấn thứ cấp nên việc chế tạo máy biến áp phức
tạp hơn và phải dùng cuộn kháng cân bằng.
→ Dòng điện tải lớn, gặp khó khăn trong lựa chọn van.
Tính toán thiết kế mạch lực bộ chỉnh lưu: Chọn van, bảo vệ van, máy biến
áp, mạch lọc đầu ra (nếu cần thiết)
Tính toán hiệu suất bộ chỉnh lưu
Mô phỏng kiểm chứng mạch lực