Nghiên cứu và thiết kế bộ nguồn xung cao áp

  • Số trang: 81 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 83 |
  • Lượt tải: 2
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ BỘ NGUỒN XUNG CAO ÁP CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN TS. Nguyễn Văn Dũng Lý Trí Thuận MSSV: 1101259 LỚP: Kỹ Thuật Điện 3 – Khóa 36 Tháng 11/2014 1 LỜI CẢM TẠ Trước hết, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quí thầy cô trường Đại học Cần Thơ. Đặt biệt là những thầy cô đã tận tình giảng dạy cho tôi trong suốt thời gian học tập vừa qua, để hoàn thành chương trình đại học và có kiến thức thực hiện luận văn này. Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Tiến sỹ Nguyễn Văn Dũng, thầy đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Những góp ý của thầy giúp tôi vượt qua vấn đề khó khăn nhất trong quá trình thực hiện đề tài, để tôi có thể làm tốt luận văn này và hoàn thành đúng hạn, một lần nữa xin chân thành cảm ơn thầy. Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến quí thầy tại Bộ môn Kỹ Thuật Điện đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện luận văn này. Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng để hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, luận văn vẵn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý của quí thầy cô và các bạn. Cần Thơ, ngày 17 tháng 11 năm 2014 Sinh viên thực hiện Lý Trí Thuận 2 LỜI CAM KẾT Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và khảo sát thực tế dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Dũng. Tôi xin cam kết kết quả nghiên cứu của luận văn là trung thực và không trùng với một công trình nghiên cứu nào khác dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Cần Thơ, ngày 17 tháng 11 năm 2014 Sinh viên thực hiện Lý Trí Thuận 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1. 2. 3. 4. 5. Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Dũng Đề tài: Nghiên cứu và thiết kế bộ nguồn xung cao áp. Sinh viên thực hiện: Lý Trí Thuận MSSV:1101259 Lớp: Kỹ Thuật Điện Khóa: 36 Nội dung nhận xét: a) Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh: ………………………………………………………………………… …………...…………………………………………………………… ……….…………………...…………………………………………… b) Nhận xét về bản vẽ (nếu có): ………………………………………………………………………… …………...…………………………………………………………… ……….…………………...…………………………………………… c) Nội dung: Các nội dung và công việc đã đạt được: ………………………………………………………………… …………………...…………………………………………… ……….…………………………………...…………………… Những vấn đề còn hạn chế: ………………………………………………………………… ……………………...……...………………………………… ………..……………………………………………………… d) Kết luận và đề nghị: ………………………………………………………………………… ….…………...………………………………………………………… ………..……………………...………………………………………… e) Điểm đánh giá: ………………………………………………………………………… Cần thơ, ngày … tháng … năm 2014 Cán bộ hướng dẫn TS. Nguyễn Văn Dũng 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 1. 2. 3. 4. 5. Cán bộ chấm phản biện: Đề tài: Nghiên cứu và thiết kế bộ nguồn xung cao áp. Sinh viên thực hiện: Lý Trí Thuận MSSV:1101259 Lớp: Kỹ Thuật Điện Khóa: 36 Nội dung nhận xét: a) Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh: ……………………………………………………………………… ……..………...……………………………………………………… ………………………………...……………………………………… b) Nhận xét về bản vẽ (nếu có): ………………………………………………………………………. ……..………...……………………………………………………… ………………………………...……………………………………… c) Nội dung Các nội dung và công việc đã đạt được: ………………………………………………………………… …………………...…………………………………………… ……….…………………………………...…………………… Những vấn đề còn hạn chế: ………………………………………………………………… ……………………...……...………………………………… ………..………………………………………………………. d) Kết luận và đề nghị ……………………………………………………………………… …...……………...…………………………………………………… …………………………………...…………………………………… e) Điểm đánh giá: ………………………………………………………………………. Cần thơ, ngày … tháng … năm 2014 Cán bộ chấm phản biện 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 1. 2. 3. 4. 5. Cán bộ chấm phản biện: Đề tài: Nghiên cứu và thiết kế bộ nguồn xung cao áp. Sinh viên thực hiện: Lý Trí Thuận MSSV:1101259 Lớp: Kỹ Thuật Điện Khóa: 36 Nội dung nhận xét: a) Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh: ……………………………………………………………………… ……..………...……………………………………………………… ………………………………...……………………………………… b) Nhận xét về bản vẽ (nếu có): ………………………………………………………………………. ……..………...……………………………………………………… ………………………………...……………………………………… c) Nội dung Các nội dung và công việc đã đạt được: ………………………………………………………………… …………………...…………………………………………… ……….…………………………………...…………………… Những vấn đề còn hạn chế: ………………………………………………………………… ……………………...……...………………………………… ………..………………………………………………………. d) Kết luận và đề nghị ……………………………………………………………………… …...……………...…………………………………………………… …………………………………...…………………………………… e) Điểm đánh giá: ………………………………………………………………………. Cần thơ, ngày … tháng … năm 2014 Cán bộ chấm phản biện 6 TÓM TẮT LUẬN VĂN Yêu cầu thực hiện đề tài “Nghiên cứu, thiết kế bộ nguồn xung cao áp” cần phải hiểu được nguyên lý hoạt động, phương pháp tính toán, thiết kế, qui trình khảo nghiệm đánh giá kết quả của bộ nguồn xung cao áp. Từ đó rút ra kinh nghiệm để thiết kế bộ nguồn xung đạt hiệu suất cao. Để hiểu rõ được những điều đó thì tôi đã tìm hiểu lý thuyết về plasma và bộ nguồn xung cao áp, tần số cao từ nhiều nguồn khác nhau kể cả trong và ngoài nước. Sau đó, tôi thực hiện tính toán thiết kế mô hình bộ nguồn xung cao áp và tiến hành khảo nghiểm để đánh giá kết quả lý thuyết so với kết quả thực tế và đưa ra kết luận. Sau quá trình thực hiện đề tài tôi đã tính toán, thiết kế được bộ nguồn xung cao áp, hiểu được nguyên lí làm việc, phương pháp khảo nghiệm bộ nguồn xung, cấu tạo và kỹ thuật quấn máy biến áp xung. 7 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PLASMA VÀ ỨNG DỤNG ..................... 1 1.1. Khái niệm plasma .............................................................................. 1 1.2. Phân loại plasma................................................................................ 1 1.3. Ứng dụng plasma .............................................................................. 2 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PLASMA LẠNH .......................................................................................................... 4 2.1. Khái niệm plasma lạnh ...................................................................... 4 2.2. Ưu điểm của plasma lạnh so với các phương pháp khác .................... 4 2.3. Các phương pháp tạo plasma lạnh ..................................................... 5 2.3.1. Phóng điện phát sáng AC và DC ..................................................... 5 2.3.2. Phóng điện phát sáng tần số radio (RF) .......................................... 5 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO ĐIỆN ÁP CAO VÀ BỘ NGUỒN XUNG CAO ÁP .......................................................................................... 7 3.1. Giới thiệu các phương pháp tạo điện áp cao xoay chiều ..................... 7 3.2. Bộ nguồn xung cao áp ....................................................................... 8 3.2.1. Mạch dao động tạo xung ................................................................. 9 3.2.2. Máy biến áp xung ........................................................................... 14 3.2.3. Mạch bảo vệ Snubber ..................................................................... 15 3.2.4. Nguyên lý làm việc và phương pháp tạo xung cao áp...................... 15 3.2.5. Các bước tính toán, thiết kế bộ nguồn xung cao áp ......................... 23 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ NGUỒN XUNG CAO ÁP . 27 4.1. Nguồn DC ......................................................................................... 27 4.2. Mạch tạo xung ................................................................................... 30 4.3. Máy biến áp xung .............................................................................. 32 CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG .......................................................................... 36 5.1. Chế độ không tải ............................................................................... 36 5.2. Chế độ có tải ..................................................................................... 40 8 CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO BỘ NGUỒN XUNG CAO ÁP VÀ KHẢO NGHIỆM ..................................................................................................... 45 6.1. Linh kiện bộ nguồn xung, chức năng và lắp đặt ................................. 45 6.1.1. Linh kiện bộ nguồn xung ................................................................ 45 6.1.2. Chức năng các phần tử chính của mạch .......................................... 46 6.1.3. Chế tạo mạch .................................................................................. 47 6.2. Khảo nghiệm ..................................................................................... 48 6.2.1. Bộ nguồn DC (không tải) ................................................................ 48 6.2.2. Bộ nguồn xung (có tải) ................................................................... 53 6.2.3. Đo điện áp phóng điện của máy biến áp xung TV ........................... 58 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN ............................................................................ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 68 9 MỤC LỤC BẢNG Bảng 4.1: Cho phép chọn hệ số K theo mật độ từ thông B ............................ 28 Bảng 4.2: Cho phép chọn mật độ dòng theo công suất máy biến áp .............. 29 Bảng 4.3: Liệt kê vật liệu bộ nguồn DC........................................................ 30 Bảng 4.4: Bảng tra cứu kích thước lõi ferit ................................................... 33 Bảng 4.5: Bảng tra cứu công suất lõi ferit..................................................... 34 Bảng 4.6: Liệt kê vật liệu quấn máy biến áp xung ........................................ 35 Bảng 6.1: Liệt kê các linh kiện bộ nguồn xung ............................................. 45 Bảng 6.2: Liệt kê các thông số cần khảo sát ................................................. 48 10 MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1: Plasma nhiệt trong phóng điện hồ quang....................................... 1 Hình 1.2: Plasma lạnh ở áp suất thấp ............................................................ 2 Hình 1.3: Ứng dụng của plasma nhiệt trong cắt kim loại và phun phủ bề mặt .......................................................................................................... 2 Hình 1.4: Ứng dụng của plasma lạnh trong xử lý bề mặt và xử lý khí thải .... 3 Hình 2.1: Các phân tử khí và các hạt điện tích khi sử dụng plasma lạnh ....... 4 Hình 2.2: Phóng điện phát sáng trong bóng đèn neon ................................... 5 Hình 2.3: Phóng điện phát sáng tần số radio (RF) ......................................... 6 Hình 3.1: Máy biến áp điện lực .................................................................... 7 Hình 3.2: Máy biến áp xung tạo điện áp cao ................................................. 8 Hình 3.3: Sơ đồ khối bộ nguồn xung cao áp ................................................. 8 Hình 3.4: Sơ đồ mạch tạo xung .................................................................... 9 Hình 3.5: Sơ đồ chân IC NE555 ................................................................... 9 Hình 3.6: Sơ đồ cấu tạo của IC NE555 ......................................................... 10 Hình 3.7: Sơ đồ trạng thái IC NE555 ............................................................ 11 Hình 3.8: Sơ đồ mạch tương đương đơn giản ............................................... 13 Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý phương pháp tạo xung cao áp ............................. 15 Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của nguồn xung flyback ................... 16 Hình 3.11: Dạng sóng dòng điện và điện áp mạch nguồn flyback chế độ liên tục (CCM) ............................................................................................. 17 Hình 3.12: Dạng sóng dòng điện và điện áp mạch nguồn flyback chế độ gián đoạn (DCM) ......................................................................................... 20 Hình 3.13: Mô tả mạch flyback ở biên giới giữa chế độ CCM và DCM ....... 22 Hình 3.14: Sơ đồ mạch bảo vệ Snubber ........................................................ 24 Hình 4.1: Hình dạng và thông số kích thước của lá thép ............................... 27 Hình 4.2: Máy biến áp xung TV FSV20a001 và lõi ferrit thực tế.................. 32 11 Hình 4.3: Hình dạng và kích thước của lõi ferit ............................................ 32 Hình 5.1: Sơ đồ mô phỏng chế độ không tải ................................................. 36 Hình 5.2: Sơ đồ mô phỏng chế độ có tải ....................................................... 40 Hình 6.1: Sơ đồ chế tạo nguồn xung cao áp .................................................. 46 Hình 6.2: Mô hình mạch thực tế của bộ nguồn xung cao áp ......................... 47 Hình 6.3: Sơ đồ cấu tạo bên trong Dimmer đèn ............................................ 52 Hình 6.4: Điện cực Cầu-Cầu lý thuyết .......................................................... 58 Hình 6.5: Điện cực Cầu-Cầu thực tế ............................................................. 59 Hình 6.6: Mô hình thực tế khi kết nối với điện cực Cầu-Cầu để xác định điện áp phóng điện ....................................................................................... 60 Hình 6.7: Mô hình thực tế khi lấy các giá trị điện áp và dòng điện ............... 60 Hình 6.8: Sơ đồ nguyên lý mạch cấp nguồn ................................................. 61 Hình 6.9: Sơ đồ thí nghiệm đo điện áp phóng điện ....................................... 61 Hình 6.10: Mô hình đo điện áp phóng điện AC – 50Hz ................................ 62 Hình 6.11: Hiện tượng phóng điện trong không khí với điện áp AC – 50Hz . 62 Hình 6.12: Bộ nguồn xung hoàn chỉnh ......................................................... 66 12 DANH MỤC KÝ TỰ VIẾT TẮT RO: Reverse Osmosis UV: Ultraviolet RF: Radio Frequency GND: Ground FF: Flip-Flop H: High L: Low CCM: Continuous Current Mode DCM: Discontinuous Current Mode TV: Television TB: Giá trị trung bình 13 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PLASMA VÀ ỨNG DỤNG 1.1. Khái niệm plasma Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất (các trạng thái khác là rắn, lỏng và khí), khi các chất bị ion hóa mạnh. Đại bộ phận phân tử hay nguyên tử chỉ còn lại hạt nhân, các electron chuyển động tương đối tự do so với hạt nhân. Đặc tính của plasma là hoạt tính hóa học cao, dẫn điện, năng lượng cao, nhiệt độ cao và bức xạ điện từ. 1.2. Phân loại plasma Plasma nhiệt: Plasma gần như trong trạng thái cân bằng nhiệt động. Nó có đặc trưng là nhiệt độ của cả hệ thống đều và rất cao cho tất cả các phần tử điện tử, ion và hạt trung tính trong plasma. Plasma nhiệt đạt hoặc tiệm cận độ ion hóa cao nhất (100%). Điều kiện cần thiết để tạo thành plasma nhiệt là áp suất làm việc phải đủ lớn, thường là trên 10kPa. Áp suất cao tạo điều kiện cho sự va chạm giữa các phần tử, dẫn đến sự phân phối lại năng lượng trở về trạng thái cân bằng nhanh chóng. Một dạng cụ thể quen thuộc là plasma trong phóng điện hồ quang với nhiệt độ điện tử khoảng 105 độ K. Hình 1.1 mô tả plasma nhiệt trong phóng điện hồ quang. Hình 1.1: Plasma nhiệt trong phóng điện hồ quang 14 - Plasma lạnh: có nhiệt độ điện tử cao hơn rất nhiều so với nhiệt độ của ion và của chất khí. Plasma lạnh không cân bằng nhiệt, điển hình sử dụng trong công nghệ thường có nhiệt độ điện tử khoảng 10 độ K. Điều kiện để có plasma lạnh là áp suất thấp (thường dưới 10kPa) để hạn chế sự va chạm của các hạt trong hệ. Hình 1.2 mô tả plasma lạnh ở áp suất thấp. Hình 1.2: Plasma lanh ở áp suất thấp 1.3. Ứng dụng plasma Plasma nhiệt được ứng dụng trong các lĩnh vực hàn, cắt kim loại, phun phủ bề mặt.v.v… Hình 1.3 mô tả ứng dụng của plasma nhiệt trong cắt kim loại và phun phủ bề mặt Hình 1.3: Ứng dụng của plasma nhiệt trong cắt kim loại và phun phủ bề mặt 15 Plasma lạnh được ứng dụng trong xử lý nước thải, khí thải, xử lý bề mặt và tiệt trùng các thiết bị y tế. Vì thế plasma lạnh đã trở thành mối quan tâm trên toàn cầu và hứa hẹn đây là lĩnh vực còn nhiều ứng dụng khác trong tương lai. Hình 1.4 mô tả ứng dụng plasma lạnh trong xử lý bề mặt và xử lý khí thải. Hình 1.4: Ứng dụng plasma lạnh trong xử lý bề mặt và xử lý khí thải 16 CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PLASMA LẠNH 2.1. Khái niệm plasma lạnh Plasma lạnh là dạng plasma ở trạng thái không cân bằng nhiệt, nhiệt độ ion thấp, bao gồm các phân tử khí, các điện tích dưới hình thức là ion âm và ion dương, các gốc tự do, các electron tự do và lượng tử bức xạ điện từ (photon). Năng lượng plasma chủ yếu ở electron tự do, do đó tạo nên các electron năng lượng cao, trong khi các ion và nguyên tử trung hòa vẫn ở nhiệt độ phòng. Các đặc tính của plasma lạnh: không cân bằng nhiệt, tích điện, dẫn điện, tác dụng hóa học, ngoài ra còn phát ra tia UV có tác dụng khử trùng,… cung cấp một tiềm năng to lớn trong các ứng dụng. (Tài liệu tham khảo: [8]. “Plasma nhiệt độ thấp và ứng dụng” – PGS.TS Ngô Văn Hiếu) Hình 2.1 mô tả các phân tử khí và các hạt điện tích được tạo ra khi sử dụng plasma lạnh Hình 2.1: Các phân tử khí và các hạt điện tích khi sử dụng plasma lạnh 2.2. Ưu điểm của plasma lạnh so với các phương pháp khác Plasma lạnh xử lý được cả hợp chất hữu cơ và vô cơ trong chất thải, hệ thống nhỏ gọn chiếm ít không gian, không dùng hóa chất, ít công đoạn, chi phí xử lý thấp và hiệu quả cao. Plasma lạnh tạo ra gốc tự do có khả năng oxy hóa rất mạnh, đồng thời tạo ra tia cực tím (UV) và phá vỡ lên kết hóa học (vòng benzen) bởi các va chạm mạnh của các hạt mang điện (electron và ion). Nhờ đó có thể phá vỡ các thành phần hóa học độc hại và diệt virus trong nước thải. (Tài liệu tham khảo: 17 [4]. Nonthermal Plasma Inactivation of Food-Born P athogens;School of Food Science and Environmental Health) 2.3. Các phương pháp tạo plasma lạnh Phương pháp thông dụng nhất để phát plasma trong công nghệ là cung cấp năng lượng điện cho chất khí trong một buồng phản ứng plasma. Điện tử sản sinh trong quá trình phát plasma sẽ được gia tốc trong điện trường ngoài và quá trình truyền năng lượng xảy ra do có sự va đập của chúng với các hạt khác trong khối plasma. Sử dụng trường điện từ cao tần trong dải tần số radio (RF) hoặc trong dải vi sóng để phát plasma được ứng dụng nhiều trong quá trình tạo plasma. 2.3.1. Plasma phóng điện phát sáng AC và DC Tùy theo thời gian phụ thuộc vào sự bền vững của điện trường ngoài, có thể phân loại plasma phóng điện thành plasma phóng điện một chiều (DC) hay plasma phóng điên dòng xoay chiều (AC). Plasma phóng điện phát sáng DC bình thường ở áp suất thấp giữa hai tấm điện cực trong ống trụ thủy tinh là nguyên mẫu đầu tiên về plasma phóng điện DC và đã được nghiên cứu mạnh mẽ từ 100 năm nay. Plasma phóng điện được ổn định thông qua điện trường thay đổi theo thời gian được gọi là plasma phóng điện xung hay plasma phóng điện AC. Hình 2.2 mô tả phóng điện phát sáng trong bóng đèn neon Hình 2.2: Phóng điện phát sáng trong bóng đèn neon 2.3.2. Plasma phóng điện phát sáng tần số radio (RF) Plasma phóng điện phát sáng tần số radio (RF) là một trong các nguồn plasma được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghệ xử lý bề mặt vì nó có thể tạo ra một thể tích lớn plasma bền vững. Phóng điện RF được chia thành 2 loại tùy thuộc vào cách lắp đặt nguồn RF nối với tải: mắc nối cảm ứng hay mắc nối điện dung. Cả hai loại đều có thể sử dụng điện cực trong hay điện cực ngoài. Do trong kiểu mắc điện cực ngoài có sử dụng một ống phóng điện làm bằng thủy tinh cao cấp (thạch anh hay thủy tinh bo-silic) nên có thể làm giảm ảnh hưởng không tốt từ vật liệu điện cực, ví dụ tạp chất sinh ra trong quá trình plasma, vì vậy đây là kiểu mắc được sử dung rộng rãi cho nguồn RF. Trong 18 phóng điện RF mắc điện dung, các điện cực được bao phủ bởi một vùng bao bọc bên ngoài tương tự như vùng tối cathode trong phóng điện phát sáng DC. Khối plasma nằm trong khu vực giữa các điện cực. Plasma RF mắc cảm ứng được sinh ra qua một điện trường do dòng RF tạo ra trong một cuộn cảm ứng. Sự thay đổi từ trường trong cuộn cảm ứng này tạo ra một điện trường làm gia tốc điện tử của plasma. Hình 2.3 mô tả phóng điện phát sáng tần số radio (RF) Hình 2.3: Phóng điện phát sáng tần số radio (RF) 19 CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO ĐIỆN ÁP CAO VÀ BỘ NGUỒN XUNG CAO ÁP 3.1. Giới thiệu các phương pháp tạo điện áp cao xoay chiều Để tạo được điện áp cao ta có 2 phương pháp cơ bản là sử dụng máy biến áp thường và máy biến áp xung. Máy biến áp thường hiện nay được sử dụng rộng rãi trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng với ưu điểm là độ ổn định cao, kết cấu đơn giản, vật liệu phổ biến và dễ chế tạo. Hình 3.1 mô tả máy biến áp điện lực, tùy theo cấp điện áp truyền tải mà ta có các mức điện áp cao áp khác nhau như 22 kV, 110 kV, 220 kV và 500 kV. Hình 3.1: Máy biến áp điện lực Biến áp xung là biến áp hoạt động ở tần số cao, khoảng vài chục kHz như máy biến áp trong các bộ nguồn xung, máy biến áp cao áp. Do hoạt động ở tần số cao nên máy biến áp xung cho công suất rất lớn, so với máy biến áp thông thường có cùng trọng lượng thì máy biến áp xung có thể cho công suất lớn gấp hàng chục lần. Với tần số làm việc khoảng vài chục đến vài trăm kHz thì lõi của máy biến áp xung phải làm bằng chất liệu đặc biệt, thông thường là Ferrite (gọi tắt là ferit). Để biến áp xung hoạt động ta cần một hệ mạch biến đổi tần số cao, bao gồm: mạch dao động tạo xung, một phần tử đóng ngắt, các mạch điều khiển, giám sát và bảo vệ. Mạch này có tên gọi là “Power switching” hay gọi nôm na là bộ nguồn xung. 20
- Xem thêm -