Thiết kế bộ điều khiển kích từ cho máy phát điện xoay chiều có tham số sau u= 400v, i= 300a, ukt= 48v, ikt= 3,5a

Lời nói đầu
Ngày nay cùng với sự phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ của các ngành
khoa học kĩ thuật, các phát minh sáng chế đã và đang được áp dụng rộng rãi và phổ
biến, nhiều thành tựư khoa học kĩ thuật đã đem lại cho nêng sản xuất những tiến bộ
đột phá. Kỹ thuật điện tử và bán dẫn công suất lớn phát triển mạnh mẽ. Các thiết bị
điện tử công suất có ưu điểm: có khả năng điều khiển rộng, có chỉ tiêu kinh tế cao,
kích thước và trọng lượng thấp, độ tin cậy và độ chính xác cao.... ứng dụng của
chúng vào vào việc biến đổi năng lượng và điều khiển điện áp và dòng điện xoay
chiều thành một chiều và ngược lại .
Được sự chỉ bảo của thầy giáo giảng dạy, em đã hoàn thành để tài: "Thiết kế
bộ điều khiển kích từ cho máy phát điện xoay chiều có tham số sau: U= 400V,
I= 300A, Ukt= 48V, Ikt= 3,5A.
Trong quá trình làm bài sẽ còn nhiều thiếu sót nên em rất mong nhận được
sự đánh giá, góp ý của thầy giáo để có thể hoàn thành tốt hơn bài tập này.
Chương 1. Tổng quan về công nghệ
1.1. Phạm vi ứng dụng của công nghệ
Để cung cấp nguồn cho tải một chiều cần thiết kế các bộ chỉnh lưu. Các bộ
chỉnh lưu biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành một chiều. Các loại bộ biến
đổi này có thể là chỉnh lưu không điều khiển và chỉnh lưu có điều khiển. Để giảm
công suất vô công, người ta thường mắc song song ngược các tải một chiều một
điốt( loại sơ đồ này gọi là sơ đồ có điốt ngược). Trong các sơ đồ chỉnh lưu có điốt
ngược, khi có và không có điều khiển, năng lượng được chuyền từ phía lưới xoay
chiều sang một chiều, nghĩa là các loại chỉnh lưu đó chỉ có thể làm việc ở chế độ
chỉnh lưu nhận năng lượng từ lưới. Các bộ chỉnh lưu có điều khiển, không điốt
ngược có thể trao đổi năng lượng theo cả hai chiều. Khi năng lượng truyền từ lưới
xoay chiều sang tải một chiều, bộ nguồn làm việc ở chế độ chỉnh lưu nhận năng
lượng từ lưới, khi năng lượng truyền theo chiều ngược lại( nghĩa là từ phía tải một
chiều về lưới xoay chiều) thì bộ nguồn làm việc ở chế độ nghịch lưu trả năng
lượng về lưới.
1.2. Yêu cầu về công nghệ
Thiết kế bộ điều khiển kích từ cho máy phát điện xoay chiều có tham số sau:
U= 400V, I= 300A, Ukt= 48V, Ikt= 3,5A.
Chương 2. Tính chọn van công suất
2.1. Giới thiệu các mạch công suất
Trước đây khi đảo chiều người ta thường sử dụng hai công tắc tơ để đảo
chiều dòng điện. Nhược điểm của việc sử dụng công tắc tơ để đảo chiều là thời
gian chuyển mạch chậm. Muốn thời gian đảo chiều nhanh người ta thiết kế bộ
chỉnh lưu có đảo chiều. Sau đây là các mạch công suất của bộ chỉnh lưu có đảo
chiều.
2.1.1. Chỉnh lưu hình tia không điều khiển
Hình 1: Sơ đồ chỉnh lưu hình tia không điều khiển
2.1.2. Chỉnh lưu hình tia có điều khiển
Hình 2: Sơ đồ chỉnh lưu hình tia có điều khiển
Udi0: Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu không điều khiển
2.1.3. Chỉnh lưu hình tia 3 pha có diode V0
Hình 3: Sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha có diode V0
2.1.4. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng
Hình 4: Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng
2.1.5. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển không đối xứng
Hình 5: Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển không đói xứng
2.1.6. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng có diode V0
Hình 6: Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng có diode V0
2.1.7. Chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn
Hình 7: Sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn
Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu
2.1.8. Chỉnh lưu cầu một pha bán điều khiển
Hình 8: Sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha bán điều khiển
2.2. Phân tích các ưu nhược điểm của các mạch công suất
So sánh giữa hai phương án điều khiển hoàn toàn và bán điều khiển ta thấy:
- Đỉnh âm của máy điện áp chỉnh lưu bị cắt đỡ nhấp nhô hơn
- Không thể làm việc ở chế độ nghịch lưu
- Hiệu suất bộ biến đổi cao hơn
Sau khi phân tích đánh giá về chỉnh lưu, từ các ưu nhược điểm của các sơ đồ
chỉnh lưu, thì sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng là hợp lý hơn cả. Bởi
lẽ ở công suất này để tránh mất đối xứng biến áp, nên sơ đồ thiết kế chọn là sơ đồ
cầu 3 pha có điều khiển đối xứng như hình vẽ sau:
Hình 2.1: Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng
2.3. Tính chọn van công suất
Khi tính toán van động lực ta cần dựa vào các yếu tố cơ ban sau: dòng tải, sơ
đồ đã chọn, điều kiện tản nhiệt, điện áp làm việc.
- Điện áp ngược của van
Ulv = knv.U2
Với U2 = Ud /ku thay số vào ta được:
Với:
Ud =48 V
knv = 2,45
ku= 2,34
Thay số vào ta được:
Unv =kdtU . Ulv = 1,6 x 50,26 = 80,41 (V)
- Dòng điện của van
Dòng điện làm việc của van được chọn theo dòng điện hiệu dụng chạy qua
van.
Id = 3,5 (A)
Dòng điện hiệu dụng của van:
Ilv = Ihd = khd .Id = 0,58 x 3,5 = 2,03 (A)
Với các thông số làm việc của van ở trên, chọn điều kiện làm viêcj của van
là có cánh tản nhiệt với đầy đủ diện tích tỏa nhiệt, không quạt đối lưu không khí.
Vậy thông số của van động lực là:
Unv = 80,41 (V)
Idlv = ki x Ilv = 4 x 2,03 = 8,12 (A)
Tra bảng thộng số các van, ta chọn được van 2N4441:
Dòng điện định mức của van Idmv = 12 A
Điện áp ngược cực đại của van Unv = 120 V
Điện sụt áp trên van ∆U = 3,0 V
Dòng điện rò Ir = 2 mA
Điện áp điều khiển Udk = 2,5 V
Dòng điện điều khiển Idk = 0,06 A
Thời gian chuyển mạch tcm = 15 µs
2.4. Tính toán máy biến áp chỉnh lưu
Chọn máy biến áp 3 pha 3 trụ sơ đồ đấu dây ∆/Y làm mát bằng không khí tự
nhiên.
Tính các thông số cơ bản:
1. Tính công suất biểu kiến của máy biến áp
S = 48 x 3,5 = 168 VA
2. Điện áp sơ cấp máy biến áp
Ul = 380(V)
3. Điện áp thứ cấp của máy biến áp
Phương trình cân bằng điện áp khi có tải:
Udo. Cosαmin = Ud + 2.∆Uv + ∆Udn + ∆Uba
Trong đó:
αmin = 100 là góc dự trữ khi có sự giảm điện lưới
∆Uv = 2,0 V là sự sụt áp trên Thyristor
∆Udn ≈ 0 là sự sụt áp trên đường dây nối
∆Uba = ∆Ur+ ∆Ux là sự sụt áp trên điện trở và điện kháng máy biến áp
Chọn sơ bộ:
∆Uba = 6%.Ud = 6%.48 = 9,6 V
Với phương trình cân bằng điện áp khi có tải ta có:
Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:
4. Dòng điện hiệu dụng thứ cấp của máy biến áp
5. Dòng điện hiệu dụng sơ cấp máy biến áp
6. Tiết diện sơ bộ trụ
Trong đó:
kQ: Hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, lấy kQ = 6
m: Số trụ của máy biến áp
f: Tần số xoay chiều, ở đây f = 50 Hz
Thay số ta được:
7. Đường kính trụ
Chuẩn hóa đường kính theo tiêu chuẩn d = 3cm
8. Chọn loại thép
các lá thép có độ dày 0,5mm
Chọn mật độ từ cảm của trụ Bt = 1T
9. Chọn tỷ số
, suy ra h = 2,3.d = 2,3.3 = 6,9 cm
Ta chọn chiều cao trụ là 7 cm
Tính toán dây quấn
10. Số vòng dây mỗi pha sơ cấp máy biến áp
vòng
Lấy tròn W1 = 4947 vòng
11. Số vòng dây mỗi pha thứ cấp máy biến áp
vòng
Lấy tròn W2 = 359 vòng
12. Chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp
Với dây dẫn bằng đồng, máy biến áp khô, chọn J1 = J2 = 2,75 A/mm2
13. Tiết diện dây dẫn sơ cấp máy biến áp
Chọn dây dẫn tiết diện hình tròn, cách điện cấp B
Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn: S1 = 0,077mm2
Kích thước dây dẫn có kể cách điện
S1cđ = .0,1052 = 0,07 cm2
14. Tính lại mật độ dòng điện trong cuộn sơ cấp
15. Tiết diện dây dẫn thứ cấp của máy biến áp
Chọn dây dẫn tiết diện hìmh tròn, cách điện áp cấp B
Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn: S1 = 1,05 mm2
Kích thước dây dẫn có kể cách điện
S1cđ = .0,5552 = 0,9676 cm2
16. Tính lại mật độ dòng điện trong cuộn thứ cấp
Kết cấu dây dẫn sơ cấp
Thực hiện dây quấn kiểu đồng tâm bố trí theo dọc trục
17. Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ cấp
vòng
Trong đó:
kc = 0,95 hệ số ép chặt
h: chiều cao trụ
hg : khoảng cách từ gông đến cuộn dây sơ cấp
Chọn sơ bộ khoảng cách điện gông là 1,5 cm
18. Tính sơ bộ lớp dây ở cuộn sơ cấp
lớp
19. Chiều cao thực tế của cuộn sơ cấp
20. Chọn ống dây quấn làm bằng vật liệu cách điện có bề dầy:
S01 = 0,1 cm
21. Khoảng cách từ trụ tới cuộn dây sơ cấp chọn cd01 = 1,0 cm
22. Đường kính trong cuă ống cách điện
Dt = dFe + 2.cd01 - 2.S01 = 3+2.1-2.0,1 = 4,8 cm
23. Đường kính trong của ống cuộn sơ cấp
Dt1 = Dt + 2.S01 = 4,8 + 2.0,1 = 5 cm
24. Chọn bề dầy giữa hai lớp dây ở cuộn sơ cấp: cd11 = 0,1 mm
25. Bề dầy cuộn sơ cấp
Bd1 = 0,21.137 = 28 cm
26. Đường kính ngoài của cuộn sơ cấp
Dn1 = Dt1 + 2.Bd1 = 5+ 2.28 = 51 cm
27. Đường kính trung bình của cuộn sơ cấp
28. Chiều dài dây quấn sơ cấp
l1 = W1. .Dtb = .4947.28 = 435,16 m
29. Chọn bề dày cách điện giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp: cd12 = 1,0 cm
Kết cấu dây dẫn thứ cấp
Thực hiện dây quấn kiểu đồng tâm bố trí theo dọc trục
30. Chọn sơ bộ chiều cao cuộn thứ cấp
h1 = h2 = 7 cm
31. Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp
vòng
Trong đó:
kc = 0,95 hệ số ép chặt
h: chiều cao trụ
Chọn sơ bộ khoảng cách cách điện gông là 1,5 cm
32. Tính sơ bộ lớp dây ở cuộn sơ cấp
lớp
33. Chiều cao thực tế của cuộn thứ cấp
34. Đường kính trong của cuộn sơ cấp
Dt2 = Dn1 + 2.S01 = 51 + 2.0,1 = 51,2 cm
35. Chọn bề dầy giữa hai lớp dây của cuộn sơ cấp: cd11 = 0,1 mm
36. Bề dầy cuộn thứ cấp
Bd2 = 1,11.11 = 12,21 cm
37. Đường kính ngoài của cuộn thứ cấp
Dn2 = Dt2 + 2.Bd2 = 51,2 + 2.12,21 = 75,62 cm
38. Đường kính trung bình của cuộn sơ cấp
39. Chiều dài dây quấn thứ cấp
l2 = W2.π.Dtb2 = π.259.63,41 = 515,7 m
40. Chọn bề dày cách điện giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp: cd12 = 2,0 cm
Tính kích thước mạch từ
41. Toàn bộ tiết diện bậc thang của trụ
Qtb = 2.(1,6.10,5+1,1.0,95+0,7.8,5+0,6.7,5+0,4.6,5+0,7.4) = 86,2 cm2
42. Tiết diện hiệu quả của trụ
QT =khq.Qbt = 0,95.86,2 = 81,89 cm2
43. Tổng chiều dày của bậc thang
dt = 2.(1,6+1,1+0,7+0,6+0,4+0,7) = 10,2 cm
44. Tổng chiều dài các bậc thang
Bậc 1 lá
Bậc 2 lá
Bậc 3 lá
Bậc 4 lá
Bậc 5 lá
Bậc 6 lá
Để đơn giản trong việc chế tạo gông từ, ta chọn gông có tiết diện hình chữ
nhật có kích thước sau:
Chiều dày gông bằng chiều dài của trụ: b = dt = 7 cm
Chiều cao của gông bằng chiều rộng tập lá thép thứ nhất của trụ: a = 7 cm
Tiết diện gông: Qbg = a x b = 49 cm2
45. Tiết diện hiệu quả của gông
Qg = khq.Qbg = 0,95.49 = 46,55 cm2
46. Số lá thép dùng trong một gông
lá
47. Tính chính xác mật độ từ cảm trong trụ
48. Mật độ từ cảm trong gông
49. Chiều rộng của cửa sổ
c = 2.(1 + 1,33 + 1,35) + 2 = 11,37 cm
50. Tính khoảng cách giữa hai tâm trụ
c' = 11,37 + 7 = 18,37 cm
51. Chiều rộng của mạch từ
C = 2.11,37 + 3.7 = 43,74 cm
52. Chiều cao mạch từ
H = 7 + 2.3 = 13 cm
Tính khối lượng sắt và đồng
53. Thể tích của trụ
VT = 3.81,89.7 = 1719,69 cm3
54. Thể tích của gông
Vg = 2.46,55.43,47 = 4072,19 cm3
55. Khối lượng của trụ
Mg = Vg.mFe = 1,71969.7,85 = 13,49 Kg
56. Khối lượng của gông
MT =VT.mFe = 4,07219.7,85 = 31,9 Jg
57. Khối lượng của sắt
MFe = MT + Mg = 31,9 + 13,49 = 45,46 Kg
58. Thể tích của đồng
VCu = 3.(S1L1 + S2L2) = 3.(0,21.435,16.10-4 + 1,04.515,7.10-4) = 0,1883 dm3
59. Khối lượng của đồng
MCu = VCu . mCu = 0,1883.8,9 = 1,676 Kg
Tính chọn các thiết bị bảo vệ mạch động lực
2.4. Chọn thiết bị bảo vệ
2.4.1. Bảo vệ quá nhiệt độ cho các van bán dẫn
Khi van bán dẫn làm việc, có dòng điện chạy qua, trên van có sụt van ∆U,
do đó có tổn hao công suất ∆P. Tổn hao này sinh ra nhiệt, đốt nóng van bán dẫn.
Mặt khác, van bán dẫn chỉ được phép làm việc dưới nhiệt độ cho phép (T cp), nếu
quá nhiệt độ cho phép các van bán dẫn sẽ bị phá hỏng. Để van bán dẫn làm việc an
toàn, không bị chọc thủng về nhiệt, phải chọn và thiết kế hệ thống tỏa nhiệt hợp lí.
Tính toán cách tản nhiệt:
Thông số cần có:
+ Tổn thất công suất trên Thyristor: ∆P = ∆U.Ilv = 2,0.1,45 = 2,9 W
+ Diện tích bề mặt tỏa nhiệt: STN = ∆p/Km.τ
Trong đó:
∆p: tổn hao công suất W
: độ chênh nhiệt độ so với môi trường
Chọn nhiệt độ môi trường Tmt = 400C
Nhiệt độ làm việc cho phép của Thyristor Tcp = 1250C
Chọn nhiệt độ trên cánh tỏa nhiệt Tlv = 800C
τ = Tlv - Tmt = 400C
Km hệ số tỏa nhiệt bằng đối lưu và bức xạ. Chọn Km = 8 W/m2 0C
Vậy STN = 2,9/8.40 = 0,009 m2
Chọn loại cánh tản nhiệt có 12 cánh, kích thước mỗi cánh
a x b = 3 x 4 = 12 cm2
Tổng diện tích tỏa nhiệt của cánh STN = 12.2.12 = 288 cm2
2.4.2. Bảo vệ quá dòng điện cho van
Aptomat dùng để đóng cắt mạch động lực, tự động cắt mạch khi quá tải và
ngắn mạch Thyristor, ngắn mạch đầu ra biến đổi, ngắn mạch thứ cấp máy biến áp
ngắn mạch ở chế độ nghịch lưu.
Chọn 1 aptomat có:
Dòng điện làm việc chạy qua aptomat:
Dòng điện aptomat cần chọn:
Idm = 1,1.0,07 = 0,08 A
Dùng dây chảy tác động nhanh để bảo vệ ngắn mạch các Thyristor, ngắn
mạch đầu ra của bộ chỉnh lưu
Icc = 1,1.I2 = 1,1.2,04 = 2,224 A
2.4.3. Bảo vệ quá điện áp cho van
Bảo vệ quá điện áp do quá trình đóng cắt Thyristor được thực hiện
bằng cách mắc R-C song song với Thyristor. Khi có sự chuyển mạch, các điện tích
tích tụ trong các lớp bán dẫn phóng ra ngoài tạo ra dòng điện ngược trong thời gian
ngắn, sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây ra sức điện động cảm
ứng rất lớn trong các điện cảm làm cho quá trình điện áp giữa Anod và Catod của
Thyristor. Khi có mạch R-C mắc song song với Thyristor tọa ra mạch vòng phóng
điện tích trong quá trình chuyển mạch nên Thyristor không bị quá điện áp.
Theo kinh nghiệm R1= (5 30)Ω; C1 = (0,25 4) µF
Chọn theo tài liệu: R1 = 5,1 Ω; C1 = 0,25 µF
+Để bảo vệ van do cắt đột biến áp áp non tải, người ta mắc một mạch R-C ở
đầu ra của mạch chỉnh lưu cầu 3 pha bằng diode công suất bé. Thông thường giá trị
tự chọn trong khoảng 10 200 µF
Theo tài liệu: R3 = 470Ω; C3 = 10µF
Chọn giá trị điện trở R4 = 1,4(KΩ)
Chương 3. Thiết kế mạch điều khiển
3.1. Giới thiệu vác khâu điều khiển cần thiết
Để mạch động lực hoạt động thì cần có mạch điều khiển. Trong mạch điều
khiển gồm các khâu sau:
- Khâu đồng pha: có nhiệm vụ tạo ra điện áp U rc thượng gặp là điện áp răng
cưa tuyến tính) trùng pha với điện áp anod của Thyristor.
- Khâu so sánh: nhận tín hiệu điện áp răng cưa và điện áp điều khiển, có
nhiệm vụ so sánh giữa điện áp tựa với điện áp điều khiển U dk, tìm thời điểm với
điện áp này bằng nhau (Udk = Urc). Tại thời điểm hai điện áp này bằng nhau thì phát
xun ở đầu ra để gửi sang tầng khuyếch đại.
- Khâu tạo xung: có nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở Thyristor. Xung để
mở Thyristor cần phải: sườn trước dốc thẳng đứng để đảm bảo yêu cầu Thyristor
mở tức thời khi có xung điều khiển; đủ độ rộng; đủ công suất; cách ly giữa mạch
điều khiển và mạch động lực( khi điện áp quá lớn).
- khâu khuyếch đại: với nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở Thyristor, tầng
này thường được thiết kế bằng Tranzitor công suất.
3.2. Tính toán các khâu điều khiển
Viêch tính toán mạch điều khiển thường được tiến hành từ tầng khuyếch đại
ngược trở lên
Mạch điều khiển được tính xuất phát từ yêu cầu chung để mở Thyristor.
3.2.1. Tính biến áp xung
- Chọn vật liệu làm bằng lõi thép Ferit HM. Lõi có dạng hình xuyến, làm
việc trên một phần của đặc tính từ hóa có: ∆B = 0,3 T, ∆H = 30 A/m, không có khe
hở không khí.
- Tỷ số biến áp xung: thường m = 2 3, chọn m = 3
- Điện áp cuộn thứ cấp máy biến áp xung: U2 = Udk = 2,5 V
- Điện áp đặt lên cuộn sơ cấp máy biến áp xung: U1= m.U2 = 3.2,5 = 7 V
- Dòng điện thứ cấp biến áp xung: I2 = Idk = 0,06 A
- Dòng điện thứ cấp biến áp xung: I1 = I2/m = 0,06/3 = 0,02 A
- Độ từ thẩm trung bình tương đối của lõi sắt: µtb = ∆B/µ0. ∆H = 8.103
Thể tích của lõi thép cần có:
V = Q.L = (µtb. µ0. tx. sx. U1. I1)/ ∆B2
Thay số vào ta được:
V = ( 8.103. 1,25.10-6. 100.10-3. 0,5. 7. 0,02)/0,32 = 3,47.10-6 m3 = 0,9 cm3
Chọn mạch từ OA-25/40-5 có thể tích V = Q.l = 0,375.10,2 = 3,38 cm 3, với
thể tích đó ta có kích thước mạch từ như sau:
a = 7,5 mm; b = 5mm; Q = 0,375 cm 3 = 37,5 cm3; Qcs = 4,9 cm2; d = 25
mm; D = 40 mm. Chiều dài trung bình mạch từ l = 10,2 cm.
Số vòng quấn dây sơ cấp biến áp xung:
Theo định luật cảm ứng điện từ:
U1 = w1.Q. dB/dt = w1.Q. ∆B/tx
w1 = U1.tx/∆B.Q = 9.100.10-3/0,3.37,5 = 80 vòng
Số vòng dây thứ cấp: W2 = w1/m = 80/3 = 27 vòng
Tiết diện dây quấn thứ cấp:
S1 = I1/J1 = 66,6.10-3/6 = 0,0112 mm2
Chọn mật độ dòng điện J1 = 6 (A/mm2)
- Đường kính dây quấn sơ cấp:
Chọn d1 = 0,12mm, S1 = 0,0113mm2
Tiết diện dây quấn thứ cấp: S2 = I2/J2 = 0,2/4 = 0,05mm2
Chọn mật độ dòng điện J2 =4 A/mm2
Đường kính dây quấn thứ cấp:
Chọn dây có đường kính d2 =0,27 mm, S2 = 0,0575 mm2
Kiểm tra hệ số lấp đầy:
Như vậy, của sổ đủ diện tích cần thiết
3.2.2. Tính tầng khuyếch đại cuối cùng
Chọn Tranzitor công suất Tr3 loại 2SC9111 làm việc ở chế độ xung có các
thông số:
Tranzitor loại npn, vật liệu bán dẫn Si
Điện áp giữa Colecto và Bazơ khi hở mạch Emito: UCBO = 40 V
Điện áp giữa Emito và Bazơ khi hở mạch Colecto: UEBO = 4 V
Dòng điện lớn nhất của Colecto có thể chịu đựng Icmax = 500 mA
Công suất tiêu tán của Colecto: Pc = 1,7 W
Nhiệt độ lớn nhất ở mặt tiếp giáp: T1 = 1750C
Hệ số khuyếch đại: β = 50
Dòng làm việc của Colecto: Ic3 = 33,3 A
Dòng làm việc của Bazơ: IB3 = Ic3/ β = 33,3/50 = 0,66 mA
Chọn nguồn cấp cho biến áp xung: E = +12 V ta mắc thêm điện trở R 10 nối
tiếp với cực Emito của Tr3
R10 = (E-U1)/I1 = 92 Ω
Tất cả các diode trong mạch điều khiển đều dùng loại 1N4009 có tham số:
- Dòng điện định mức: Idm = 10 A
- Điện áp ngược lớn nhất: UN = 25 V
- Điện áp để cho diode mở thông: Um = 1 V
3.2.3. Chọn cổng AND
Toàn bộ mạch điện phải dùng 6 cổng AND nên ta chọn hai IC 4081 họ
CMOS. Mỗi IC 4081 có 4 cổng NAD, có các thông số:
Nguồn nuôi IC: Vcc = (3 18) V, ta chọn: Vcc = 12 V
Nhiệt độ làm việc: -400C 800C
Điện áp ứng với logic: "1": 2 4,5 V
Dòng điện nhỏ hơn 1mA
Công suất tiêu thụ P = 2,5 mW/1 cổng
3.2.4. Chọn tụ C3 và R9
Điện trở R9 dùng để hạn chế dòng đưa vào Bazơ của Tranzitor Tr 3, chọn R9
thỏa mãn diều kiện:
Trong đó:
U = 12 V; Ib3 = 2mA< 10mA
Chọn C3.R9 = tx =100. Suy ra C3 = tx/R9
C = 100/6,8.103 = 0,014µF. Chọn C3 = 0,0 µF
3.2.5. Tính chọn bộ tạo xung chùm
Mỗi kênh điều khiển phải dùng 4 khuyếch đại thuật toán, do đó ta chon 6 IC
loại TL084 do hãng Texas Instruments chế tạo, mỗi IC này có 4 khuyếch đại thuật
toán. Thông số củ TL048:
Điện áp nguồn nuôi: Vcc = ± 18 V, chọn Vcc = ± 12 V
Hiệu điện thế giữa hai đầu vào: ± 30 V
Nhiệt độ làm việc: T = -25 850C
Công suất tiêu thụ: P = 680 mW = 0,68 W
Tổng trở đầu vào: Rin = 106MΩ
Dòng điện đầu ra: Ira = 30 pA
Tốc độ biến thiên điện áp cho phép: du/dt = 13 V/µs