Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu điều khiển dùng cho mạ điện

§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nguån chØnh lu ®iÒu khiÓn cho m¹ ®iÖn lêi nãi ®Çu Mạ kim loại ra đời và phát triển hàng trăm năm nay. Ngày nay, mạ kim loại đã trở thành một nghành kỹ thuật phát triển mạnh mẽ ở hầu hết các nước trên thế giới, phục vụ một cách đắc lực cho các nghành khoa học kỹ thuật, sản xuất và đời sống văn minh con người. Chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp các các ứng dụng của mạ kim loại trên bề mặt các chi tiết may, kỹ thuật điện tử, cơ khí chính xác, công nghiệp đóng tàu … cho đến các dụng cụ sinh hoạt, trang trí bao bì ... Có được điều đó là do mạ kim loại ngoài mục đích bảo vệ chống ăn mòn còn có nhiều tác dụng như là : tăng độ cứng, phản quang, trang trí góp phần nâng cao chất lượng và tính thẩm mỹ của vật mạ. So với các nước trên thế giới thì công nghệ mạ điện ở nước ta còn nhiều hạn chế do vậy để đáp ứng được nhu cầu thực tế chúng ta phải không ngừng nâng cao trình độ khoa học và công nghệ, cần thiết phải hình thành các trung tâm nghiên cứu mạ để qua đó nâng cao chất lượng lớp mạ, hạ giá thành sản phẩm và chống ô nhiễm môi trường. Với ý nghĩa đó em được giao đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu điều khiển dùng cho mạ điện”, đây là một đề tài có qui mô và ứng dụng thực tế nhưng trong khuôn khổ của một đề tài thiết kế tốt nghiệp em chỉ đề cập đến những vấn đề cơ bản, cốt lõi nhất được trình bày trong 5 chương của đồ án : CHƯƠNG I : Tổng quan của công nghệ mạ điện CHƯƠNG II : Lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu CHƯƠNG III : Tính toán và thiết kế mạch động lực CHƯƠNG IV : Tính toán và thiết kế mạch điều khiển SV: NguyÔn Tïng L©m Líp TB§ - §T4 K48 -1- §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nguån chØnh lu ®iÒu khiÓn cho m¹ ®iÖn CHƯƠNG V : Xây dựng hệ thống ổn định điện áp và bảo vệ ngắn mạch Để hoàn thành bản thiết kế, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân, không thể không nhắc đến sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn Thiết bị điện ­ Điện tử, đặc biệt là TS. NGUYỄN TRUNG SƠN. Tuy nhiên, trong quá trình thiết kế, do kiến thức thực tế còn hạn chế nên bản đồ án vẫn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy em mong nhận được sự góp ý, giúp đỡ của thầy cô và các bạn để bản thiết kế của em được hoàn thiện hơn! Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. NGUYỄN TRUNG SƠN ­ thầy đã trực tiếp hướng đẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này ! Hà Nội tháng 5 năm 2008 Sinh viên Nguyễn Tùng Lâm SV: NguyÔn Tïng L©m Líp TB§ - §T4 K48 -2- §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nguån chØnh lu ®iÒu khiÓn cho m¹ ®iÖn CHƯƠNG I tæNG QUAN VÒ C¤NG NGHÖ M¹ §IÖN 1.1 Sự hình thành lớp mạ điện 1.1.1 Khái niệm : Mạ điện là một công nghệ điện phân, là quá trình kết tủa kim loại lên bề mặt nền một lớp phủ có tính chất cơ , lý , hoá … đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật mong muốn . 1.1.2 Sơ đồ điện phân : Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ vật liệu thì ccông nghệ mạ điện cũng có những bước tiến dài. Đối với vật liệu nền về nguyên tắc là kim loại nhưng ngày nay nó có thể là phi kim đôi khi còn là chất dẻo, gốm sứ hoặc composit. Lớp mạ cũng vậy ngoài kim loại ra còn có thể là phi kim hoặc kim loại ­ gốm . Tuy nhiên việc chọn vật liệu nền và mạ còn tuỳ thuộc vào trình độ công nghệ, vào tính chất cần có của lớp mạ và giá thành. Chỉ có những công nghệ nào ổn định trong một thời gian dài mới được ứng dụng vào trong sản xuất nhưng nhìn chung các công nghệ đó đều sử dụng sơ đồ điện phân như sau: SV: NguyÔn Tïng L©m Líp TB§ - §T4 K48 -3- §å ¸n tèt nghiÖp cho m¹ ®iÖn nguån ®iÖn 1chiÒu ThiÕt kÕ bé nguån chØnh lu ®iÒu khiÓn _ + ANOT CATOT §K dung dÞch m¹ Hình 1.1 : Sơ đồ tổng quát dùng trong mạ điện a) Nguồn điện một chiều : Có một vai trò rất quan trọng bởi vì nó cung cấp năng lượng cho quá trình mạ, đồng thời chất lượng của nguồn một chiều sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mạ . b) Anot : Là điện cực nối với cực dương của nguồn điện một chiều, anot dùng trong mạ điện có hai loại : anot hoà tan và anot không hoà tan . › Anot hoà tan : Trong quá trình điện phân trên bề mặt anốt xảy ra phản ứng oxi hoá nhờ vậy mà anot có thể hoà tan vào trong dung dịch mạ tạo thành các cation kim loại , các cation này sẽ đến catot và kết tủa trên bề mặt catot hình thành nên lớp mạ. Anot hoà tan được dùng trong các trường hợp mạ Ni , Cu , Zn , Sn … › Anot không hoà tan : Trên bề mặt anot chỉ xảy ra quá trình oxi hoá H2O hoặc các gốc OH­ , Cl­ … Anot không hoà tan dùng trong trường hợp mạ : Cr . SV: NguyÔn Tïng L©m Líp TB§ - §T4 K48 -4- §å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nguån chØnh lu ®iÒu khiÓn cho m¹ ®iÖn c) Catot : Là điện cực nối với cực âm của nguồn điện một chiều, trong mạ điện catot là vật mạ. Trên bề mặt catot luôn diễn ra các phản ứng khử ion kim loại mạ và ion H3O+ . Catot cần phải nhúng ngập vào dung dịch, thường ngập dưới mặt nước từ 8 15 cm và cách đáy bể khoảng 15 cm, các chỗ nối phải đảm bảo tiếp xúc thật tốt không để gây ra phóng điện trong chất điện phân. Tuyệt đối không để chạm trực tiếp giữa anot và catot khi đã nối mạch điện . d) Dung dịch 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 ion của kim loại mạ và một số hoá chất thiết yếu khác nếu thiếu hoá chất này thì dung dịch không thể dùng để mạ được › Thành phần các chất phụ gia bao gồm : Chất làm bóng lớp mạ Chất đệm để 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 lớp mạ đồng đều hơn Chất làm tăng độ dẫn điện cho dung dịch Chất chống thụ động hoá anot nhằm ổn định mạ e) Bể điện phân : Làm từ vật liệu cách điện, bền hoá học, bền nhiệt. Thành và mặt trong của bể thường được lót bằng chất dẻo, lớp chất dẻo này phải kín tuyệt đối, nước không thấm qua được. Mặt ngoài sơn nhiều lớp chống gỉ Bể mạ thường có hình chữ nhật điều này giúp cho lớp mạ được phân bố đều hơn bể có hình dạng khác. SV: NguyÔn Tïng L©m Líp TB§ - §T4 K48 -5- ... - tailieumienphi.vn