Xây dựng phương án ghép quang trong mạch đo dòng ở nguồn tổng đài
Cảnh báo, bảo vệ và đo dòng, đo áp là những bộ phận không thể thiếu được của môt bộ nguồn trong tổng đài. Cảnh báo nhằm mục đích thông báo kịp thời cho người vận hành tổng đài biết các tình trạng của thiết bị để kịp thời xử lý, tránh các sự cố nghiêm trọng xảy ra trong các thiết bị nguồn cung cấp và đảm bảo an toàn cho tải tiêu thụ. Các mạch cảnh báo theo dõi liên tục sự làm việc của nguồn cung cấp điện về các tham......
x¢Y DùNG PH ¦¥ NG ¸N GHÐP QUANG
TRONG M¹CH §O DßNG ë NGUåN TæNG §µI
1. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi.
C¶nh b¸o, b¶o vÖ vµ ®o dßng, ®o ¸p lµ nh÷ng bé phËn kh«ng thÓ
thiÕu ®îc cña m«t bé nguån trong tæng ®µi. C¶nh b¸o nh»m môc ®Ých th«ng
b¸o kÞp thêi cho ngêi vËn hµnh tæng ®µi biÕt c¸c t×nh tr¹ng cña thiÕt bÞ
®Ó kÞp thêi xö lý, tr¸nh c¸c sù cè nghiªm träng x¶y ra trong c¸c thiÕt bÞ
nguån cung cÊp vµ ®¶m b¶o an toµn cho t¶i tiªu thô. C¸c m¹ch c¶nh b¸o
theo dâi liªn tôc sù lµm viÖc cña nguån cung cÊp ®iÖn vÒ c¸c tham sè nh c-
êng ®é dßng ®iÖn, møc ®iÖn ¸p ... C¸c m¹ch ®o dßng vµ ®o ¸p nh»m môc
®Ých gióp cho ngêi vËn hµnh biÕt ®îc chÝnh x¸c cêng ®é dßng ®iÖn vµ møc
®iÖn ¸p ca bé nguån. Tuy nhiªn víi c¸c ph¬ng ph¸p ®o dßng vµ c¶nh b¸o hiÖn
t¹i cßn gÆp mét nhîc ®iÓm c¬ b¶n lµ vÊn ®Ò tæn hao. Trong ph¹m vi ®Ò
tµi nµy sÏ xem xÐt kh¶ n¨ng øng dông bé ghÐp quang trong m¹ch c¶nh b¸o
vµ ®o dßng ®Ó kh¾c phôc nhîc ®iÓm c¬ b¶n nãi trªn. Néi dung b¸o c¸o cña
®Ò tµi nµy bao gåm :
+ Môc ®Ých nghiªn cøu cña ®Ò tµi
+ C¸c m¹ch c¶nh b¸o dßng cã dïng bé ghÐp quang
+ C¸c ph¬ng ph¸p ®o dßng hiÖn t¹i
+ Kh¶ n¨ng øng dông bé ghÐp quang trong m¹ch ®o dßng
+ KÕt luËn
2. C¸c m¹ch c¶nh b¸o dßng cã dïng bé ghep quang.
a. M¹ch c¶nh b¸o dßng thÊp cã sö dông bé ghÐp quang.
+V
+V
I
I vµo
R -H×nh 1-
b.M¹ch c¶nh b¸o dßng cao cã sö dông bé ghÐp quang.
+V
+V
I
Ivµo
R
Ira
-H×nh 2-
c. NhËn xÐt.
+ NÕu kh«ng dïng bé ghÐp quang trong m¹ch c¶nh b¸o dßng th× ta ph¶i
dïng mét bé nguån riªng ®Ó cÊp ®iÖn cho m¹ch c¶nh b¸o.
+ NÕu cã sö dông bé ghÐp quang th× ta cã thÓ sö dông bé nguån cÊp
®iÖn cho t¶i ®Ó cÊp ®iÖn cho m¹ch c¶nh b¸o .V× trong tr êng hîp nµy
bé ghÐp quang cã t¸c dông c¸ch ®iÖn lín nªn dßng cÇn c¶nh b¸o kh«nh
thÓ nèi t¾t qua m¹ch c¶nh b¸o.
+ Yªu cÇu ®èi víi bé ghÐp quang lµ khi dßng vµo lín th× dßng ®Çu ra
còng ph¶i lín vµ ngîc l¹i. ë ®©y kh«ng yªu cÇu giöa dßng ®Çu vµo vµ
dßng ®Çu ra ph¶i cã mèi quan hÖ tuyÕn tÝnh .
I ®o
3. C¸c ph¬ng ph¸p ®o dßng hiÖn t¹i R 1k §ång hå
®o dßng
Ir
a. Ph¬ng ph¸p ®o dßng mét chiÒu :
S¬ ®å m¹ch ®o dßng mét chiÒu (H×nh 3)
-H×nh 3-
b. Ph¬ng ph¸p ®o dßng xoay chiÒu .
I ®o
S¬ ®å m¹ch ®o
xoay chiÒu (H×nh 4) I
®ång hå ®o dßng
-H×nh
c. NhËn xÐt
- C¶ hai ph¬ng ph¸p trªn ®Òu ®¹t ®îc yªu cÇu gi÷a dßng cÇn ®o vµ dßng
®a vµo ®ång hå ®o lu«n cã mèi quan hÖ tuyÕn tÝnh.
- Trong ph¬ng ph¸p ®o dßng m«t chiªu tæn hao chñ yÕu lµ do to¶ nhiÖt
trªn ®iÖn trë R theo hiÖo øng Jun-Lenx¬.
- Trong ph¬ng ph¸p ®o dßng xoay chiÒu ,tæn hao chñ yÕu lµ do mét
phÇn tõ th«ng kh«ng khÐp kÝn trong lâi s¾t tõ vµ do dßng fuc« sinh
ra trong lâi s¾t.
4. Kh¶ n¨ng øng dông bé ghÐp quang trong c¸c mach ®o dßng.
a. §Æt vÊn ®Ò
Nh ®· nãi ë phÇn tr íc, trong c¶ hai ph¬ng ph¸p ®o dßng ®Òu cã nhîc
®iÓm. §èi víi ph¬ng ph¸p ®o dßng xoay chiÒu ta cã thÓ kh¾c phôc ®îc tæn
hao b»ng c¸ch t¹o lâi thÐp cã chÊt l îng tèt. §èi víi ph¬ng ph¸p ®o dßng mét
chiÒu, tæn hao cã thÓ ®îc gi¶m nhá nÕu ta gi¶m nhá gi¸ trÞ ®iÖn trë R.
Nhng khi R qu¸ nhá th× dßng ®a vµo ®ång hå ®o dßng sÏ rÊt nhá do ®ã sÏ
g©y ra sai sè lín. Trong ph¹m vi ®Ò tµi nµy sÏ xem xÐt kh¶ n¨ng øng dông
cña bé ghÐp quang ®Ó kh¾c phôc nhîc ®iÓm nµy cña ph¬ng ph¸p ®o dßng
mét chiÒu. Tr íc hÕt ph¶i xem xÐt ®Õn ®é tuyÕn tÝnh gi÷a dßng ®©u vµo
vµ dßng ®Çu ra cña bé ghÐp quang.
b. KÕt qu¶ thö nghiÖm
V× trªn thÞ tr êng chØ cã b¸n bé ghÐp quang 4N35 nªn trong phÇn nµy
chØ tiÕn hµnh thö nghiÖm víi bé ghÐp quang 4N35.
S¬ ®å m¹ch kiÓm tra ®é tuyÕn tÝnh cña bé ghÐp quang 4N35:
+10 V
mA
R1
+
U
mA
-H×nh 5-
- §Æc tuyÕn gi÷a dßng vµo vµ dßng ra cña bé ghÐp quang 4N35 (h×nh vÏ
H6).
- NhËn xÐt ®Æc tuyÕn cña bé ghÐp quang .
+ Khi thay ®æi dßng ®Çu vµo cña bé ghÐp quang, th× øng víi mçi gi¸ trÞ
cña dßng ®Çu vµo ta ®o ®îc dßng ®Çu ra. Víi dßng vµo thay ®æi tõ gi¸
trÞ 1mA ®Õn 20mA th× dßng ®Çu ra biÕn ®æi tuyÕn tÝnh víi dßng
®Çu vµo. Nh vËy víi dßng trong c¸c bé nguån tæng ®µi thay ®æi trong
ph¹m vi tõ 20A ®Õn 200A th× b»ng ph¬ng ph¸p san dßng ta hoµn toµn
cã thÓ sö dông ®o¹n tuyÕn tÝnh cña bé ghÐp quang ®Ó ®o chÝnh x¸c
dßng ®ã.
§Æc tuyÕn dßng vµo-dßng ra cña 4N35
r a(
A)
m
30
I
20 §Æc tuyÕn dßng
vµo-dßng ra cña
10
0
I vµo(mA)
1
7
13
19
25
31
37
43
49
-H×nh 6-
+ Khi dïng bé ghÐp quang th× ®iÖn trë R (®iÖn trë san dßng) ph¶i tho¶
m¶n ®iÒu kiÖn : I min .R = U D.
Ta cã : I R ≈ I ⇒ I Rmin ≈ I min = 20A
Víi U D lµ ®iÖn ¸p ph©n cùc thuËn cho Led, U D≈ 1,6V
⇒R=U D /I Rmin =0,08 Ω
VËy c«ng suÊt tæn hao trªn ®iÖn trë R:
+ øng víi dßng I min = 20A lµ Pth = I 2.R = 32W
+ øng víi dßng I max = 200A lµ Pth = I 2max .R = 3200W.
4. KÕt luËn .
Tõ kÕt qu¶ trªn ta thÊy r»ng. Khi dßng cã cêng ®é kh«ng qu¸ lín th× ph-
¬ng ph¸p ®o dßng dïng bé ghÐp quang cã tæn hao cã thÓ chÊp nhËn ®îc.
Nhng ®èi víi tr êng hîp dßng lín th× tæn hao cã trÞ sè t ¬ng ®èi lín. Do vËy
viÖc kh¾c phôc tæn hao trong ph¬ng ph¸p ®o dßng mét chiÒu b»ng c¸ch sö
dông bé ghÐp quang cha thùc hiÖn ®ù¬c hoµn toµn.
S¬ ®å m¹ch ®o dßng cã sö dông bé ghÐp quang nh sau:
I Ivµo
Bé ghÐp
-H×nh 7-
R quang
®ång hå
®o dßng
+V
