Thiết kế nguồn mạ một chiều

§å ¸n ®iÖn tö c«ng suÊt ThiÕt kÕ nguån m¹ mét chiÒu

§Ò tµi : ThiÕt kÕ nguån m¹ mét chiÒu cã c¸c tham sè sau

Ph¬ng ¸n 2

+ §iÖn ¸p ra : 6 – 12 (V)

+ Dßng t¶i max : 1500 (A)

+ §¶o chiÒu : kh«ng

Nguån m¹ lµm viÖc theo nguyªn t¾c gi÷ dßng ®iÖn kh«ng ®æi trong suèt qu¸

tr×nh m¹. M¹ch cã kh©u b¶o vÖ ng¾n m¹ch.

Nhãm 4 Líp T§H1 K45 – – 1

§å ¸n ®iÖn tö c«ng suÊt ThiÕt kÕ nguån m¹ mét chiÒu

Lêi nãi ®Çu

M¹ kim lo¹i ra ®êi vµ ph¸t triÓn hµng tr¨m n¨m nay.Ngµy nay m¹ kim lo¹i ®·

trë thµnh mét ngµnh kü thuËt ph¸t triÓn m¹nh mÏ ë hÇu hÕt c¸c níc trªn thÕ giíi,

phôc vô mét c¸ch ®¾c lùc cho mäi ngµnh khoa häc kü thuËt s¶n xuÊt vµ ®êi sèng

v¨n minh con ngêi.

Líp m¹ kim lo¹i trªn bÒ mÆt c¸c chi tiÕt m¸y,dông cô sinh ho¹t, ph¬ng tiÖn

s¶n xuÊt, giao th«ng vËn t¶i, khai th¸c má ®Þa chÊt,th«ng tin liªn l¹c, kü thuËt ®iÖn

tö, c¬ khÝ chÝnh x¸c, thiÕt bÞ y tÕ, trang trÝ bao b× ..

VËy m¹ ®iÖn lµ g× ?

Mét c¸ch ®¬n gi¶n nhÊt cã thÓ hiÓu m¹ ®iÖn lµ qu¸ tr×nh kÕt tña kim lo¹i lªn bÒ

mÆt nÒn mét líp phñ cã nh÷ng tÝnh chÊt c¬, lý, ho¸ ... ®¸p øng ®îc c¸c yªu cÇu kü

thuËt mong muèn.

M¹ kim lo¹i kh«ng chØ lµm môc ®Ých b¶o vÖ khái bÞ ¨n mßn mµ cßn cã t¸c

dông trang trÝ, lµm t¨ng vÎ ®Ñp, søc hÊp dÉn cho c¸c dômh cô m¸y mãc vµ ®å trang

søc..

Ngµy nay kh«ng riªng g× ë níc ph¸t triÓn mµ ngay trong níc ta kü thuËt m¹

®· cã nhng bíc ph¸t triÓn nh¶y vät, tho¶ m·n yªu cÇu kü thuËt trong s¶n xuÊt cung

nh trong kinh doanh

Kü thuËt m¹ ®ßi hái ph¶i kh«ng ngõng ph¸t triÓn nghiªn cøu c¶i tiÕn kü thuËt

,m¸y mãc chuyªn dïng thiÕt bÞ d©y chuyÒn s¶n xuÊt ®ång bé tù ®éng ho¸ víi ®é tin

cËy cao. §iÒu nµy sÏ gióp n©ng cao chÊt lîng m¹ vµ h¹ gi¸ thµnh s¶n phÈm, chèng

« nhiÔm m«I trêng.

§Ó cã mét líp m¹ tèt ngoµI nh÷ng yÕu tè kh¸c th× nguån ®iÖn dïng ®Ó m¹ lµ

rÊt quan träng.

§èi víi sinh viªn tù ®éng hãa, m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt lµ mét m«n rÊt

quan träng. Víi sù gi¶ng d¹y nhiÖt t×nh cña c¸c thÇy c« trong khoa em ®· tng bíc

tiÕp cËn m«n häc. §Ó cã thÓ l¾m v÷ng lý thuyÕt ®Î ¸p dông vµo thùc tÕ, ë häc kú

nµy em ®îc c¸c thÇy giao cho ®å ¸n m«n häc víi ®Ò tµi : ThiÕt kÕ nguån m¹ mét

chiÒu. §©y lµ mét ®Ò tµi cã quy m« vµ øng dông thùc tÕ.

Víi sù cè g¾ng cña b¶n th©n cïng víi sù chØ b¶o cña c¸c rhÇy c« gi¸o trong

bé m«n vµ ®Æc biÖt lµ thÇy §ç Träng TÝn ®· gióp em hoµn thµnh ®å ¸n nµy.

Do lÇn ®Çu lµm ®å ¸n ®iÖn tö c«ng suÊt kinh nghiÖm cha cã lªn em kh«ng

tr¸nh khái nh÷ng sai sãt mong c¸c thÇy gióp ®ì. Cuèi cïng em xin ch©n thµnh c¶m

¬n !

Hµ néi, ngµy 3 th¸ng 2 n¨m 2004

Sinh viªn :

Nhãm 4 Líp T§H1 K45 – – 2

§å ¸n ®iÖn tö c«ng suÊt ThiÕt kÕ nguån m¹ mét chiÒu

Ch¬ng I : Giíi thiÖu chung vÒ c«ng nghÖ m¹ ®iÖn

§Ò tµI thiÕt kÕ nguån m¹ mét chiÒu lµ mét ®Ò tµI cã gi¸ trÞ thùc tÕ lín, bëi v×

trong c«ng nghÖ m¹ nguån ®iÖn mét chiÒu lµ mét yÕu tè quan träng.

§Ó thÊy râ gi¸ trÞ cña ®Ò tµI, tríc hÕt ta cÇn ph¶i n¾m râ mét sè kh¸I niÖm

còng nh c¸c thiÕt bÞ cã liªn quan ®Õn qu¸ tr×nh m¹ b»ng ®iÖn ph©n.

Ta dùa vµo s¬ ®å ®iÖn ph©n nh sau:

S¬ ®å trªn lµ m« h×nh dïng trong ph¹m vi nhá nh phßng thÝ nghiÖm ®ång

thêi còng dïng trong qui m« s¶n xuÊt lín. C¸c thµnh phÇn c¬ b¶n cña s¬ ®å ®iÖn

ph©n :

1. Nguån ®iÖn mét chiÒu nh : pin, ¾c qui, m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu, bé biÕn

®æi. Ngµy nay ®îc dïng phæ biÕn nhÊt lµ bé biÕn ®æi. Bé biÕn ®æi cho qu¸ tr×nh

®iÖn ph©n cã ®iÖn ¸p ra thÊp : 3V, 6V, 12V, 24V Tuú theo yªu cÇu kü thuËt mµ …

chän ®iÖn ¸p ra cho phï hîp. Mét bé biÕn ®æi cã thÓ lÊy ra mét sè ®iÖn ¸p cÇn thiÕt

cho mét sè qui tr×nh.

Nhãm 4 Líp T§H1 K45 – – 3

§å ¸n ®iÖn tö c«ng suÊt ThiÕt kÕ nguån m¹ mét chiÒu

VD : M¹ niken thêng dïng ®iÖn ¸p 6V hay 12V. §Ó m¹ Cr«m dïng 12V. §Ó

®¸nh bãng ®iÖn hãa nh«m thêng dïng ®iÖn ¸p 12 – 24V.

2. Anèt :lµ ®iÖn cùc nèi v¬Ý cùc d¬ng cña nguån ®iÖn mét chiÒu. Tríc khi

®iÖn ph©n anèt cÇn ph¶i ®¸nh s¹ch dÇu mì, líp gØ…

Anèt dïng trong m¹ ®iÖn cã hai lo¹i : anèt hßa tan vµ anèt kh«ng hoµ tan.

Anèt hoµ tan ®îc dïng tronh c¸c trêng hîp m¹ niken, m¹ ®ång, m¹ kÏm, m¹

thiÕc Trong qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n anèt tan vµo dung dÞch m¹ theo ph¶n øng ë ®iÖn …

cùc :

+

+

− =

− =

2

2

2

2

Cu e Cu

Ni e Ni

C¸c cation kim lo¹i tan vµo dung dÞch ®iÖn ph©n vµ ®I ®Õn catèt. Ph¶n øng

®iÖn hãa ë anèt lµ ph¶n øng oxi hãa.

Anèt kh«ng hßa tan dïng trong trêng hîp m¹ Cr«m. Khi ®iÖn ph©n ë bÒ mÆt

anèt kh«ng hoµ tan còng diÔn ra qu¸ tr×nh oxi hãa − − H O,OH ,Cl 2 …

− = + ↑

− =

−

−

2 2

2

4 4 2

2 2

OH e H O O

Cl e Cl

KhÝ tho¸t ra ë anèt trong qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n thêng chÝnh lµ O2 hay Cl2 .

3. Catèt : lµ ®iÖn cùc nèi víi cùc ©m cña nguån ®iÖn mét chiÒu. Trong m¹

®iÖn catèt lµ vËt m¹. Trªn bÒ mÆt vËt m¹ lu«n diÔn ra ph¶n øng khö c¸c ion kim lo¹i

m¹. VÝ dô nh :

M¹ niken : + = ↓

+ Ni 2e Ni 2

M¹ kÏm + = ↓

+

Zn 2e Zn 2

§ång thêi víi i«n kim lo¹i bÞ khö, +

H3O còng bÞ khö gi¶i phãng ra khÝ H2

theo ph¶n øng : 2H3

o + 2e = H2 ↑ +H2O

+

KhÝ H2 tho¸t ra trªn bÒ mÆt ca tèt cã kh¶ n¨ng thÊm s©u vµo m¹ng tinh thÓ

kim lo¹i m¹ vµ c¸c kim lo¹i nÒn, lµm gi¶m ®é bÒn c¬ häc cña kim lo¹i (khÝ H2 khi

gÆp nhiÖt ®é cao gi·n në m¹nh g©y ra sù r¹n nøt, gißn kim lo¹i) .Ngêi ta gäi hiÖn t￾îng nµy lµ hiÖn tîng “ gißn kim lo¹i “.

§Ó kim lo¹i m¹ b¸m chÆt vµo bÒ mÆt kim lo¹ nÒn ®ång thêi cho líp m¹ ®ång

®Òu, bãng s¸ng hÊp dÉn, tríc khi m¹ ta cÇn ph¶i gia c«ng cho bÒ mÆt chi tiÕt b»ng

ph¼ng, bãng vµ s¹ch c¸c chÊt dÇu mì mµng oxÝt.

Catè vËt m¹ cÇn ph¶i nhóng ngËp vµo dung dÞch, thêng ngËp díi mÆt níc 8 –

15cm vµ c¸ch ®¸y bÓ khon¶g 15cm. C¸c chç nèi ph¶i ®¶m b¶o tiÕp xóc thËt tèt,

kh«ng ®Ó g©y ra hiªn tîng phãng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n. TuyÖt ®èi kh«ng ®Ó

ch¹m trùc tiÕp gi÷a anèt vµ catèt khi ®· nèi m¹ch ®iÖn.

4. Dung dich chÊt ®iÖn ph©n : dung dÞch chÊt ®iÖn ph©n dïng ®Ó m¹ thêng cã

hai phÇn :

_ Thµnh phÇn c¬ b¶n : gåm muèi vµ hîp chÊt chøa i«n cña kim lo¹i m¹ vµ mét

sè ho¸ chÊt thiÕt yÕu kh¸c, nÕu thiÕu hãa chÊt nµy th× dung dich kh«ng thÓ

dïng ®Ó m¹ ®îc.

_ Thµnh phÇn thø hai : bao gåm c¸c chÊt phô gia

+ ChÊt lµm bãng líp m¹

+ChÊt ®Öm gi÷ cho pH cña dung dÞch æn ®Þnh

+ChÊt gi¶m søc c¨ng néi t¹i ®¶m b¶o líp m¹ kh«ng bong nøt

+ChÊt san b»ng ®¶m b¶o cho líp m¹ ®ång ®Òu h¬n

Nhãm 4 Líp T§H1 K45 – – 4