ĐỀ TÀI THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT HIỆN ĐẠI

PROJECT I ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT HIỆN ĐẠI Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Ánh Sinh viên thực hiện: Đoàn Trung Long 20181198 Hà Nội, 05/2022 Điện 02 - K63 MỤC LỤC I CẦU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CONTACTOR Cấu tạo Ngun lý làm việc Ứng dụng II MƠ HÌNH CONTACTOR THƠNG MINH CĨ KẾT NỐI INTERNET Mơ hình contactor thông minh Ý nghĩa, chức phần tử III THIẾT KẾ, TÍNH TỐN MƠ HÌNH CONTACTOR THƠNG MINH Mơ hình mạch Tính tốn sơ IV MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS App điều khiển từ xa Blynk Phần mềm mô cổng kết nối UART Nạp code cho ESP8266 Mô hoạt động contactor thông minh I CẦU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CONTACTOR Cấu tạo Contactor khí cụ điện dùng để đóng cắt thường xuyên mạch điện động lực từ xa Cấu tạo contacctor gồm: • Tiếp điểm chính(NO – thường mở): Gồm tiếp điểm tĩnh tiếp điểm động dùng để đóng cắt mạch động lực • Tiếp điểm phụ (NO or NC – thường mở thường đóng): Dùng để trì mạch cho cuộn hút ngắt cuộn hút để bảo vệ mạch điều khiển trường hợp chuyển mạch • Nam châm điện(mạch từ): Bao gồm chi tiết cuộn dây(cuộn hút), lõi sắt từ, nắp mạch từ lị xo • Buồng dập hồ quang điện: chuyển mạch, hồ quang điện xuất làm tiếp điểm bị cháy mịn dần, cần hệ thống dập hồ quang Có thể hệ thống bẫy hồ quang loại khí FS6 2 Nguyên lý làm việc - Cấp điện áp vào mạch từ sinh từ trường chạy lõi sắt từ, hút nắp mạch từ xuống, tiếp điểm động gắn nắp mạch từ đóng xuống tiếp điểm tĩnh, mạch thông - Cùng lúc với chuyển mạch tiếp điểm động, tiếp điểm phụ thay đổi trạng thái làm việc, thường đóng thành thường mở ngược lại Ứng dụng Trong công nghiệp, contactor sử dụng để điều khiển vận hành động hay thiết bị điện an toàn Đây giải pháp tự động hóa phương pháp điện Phương pháp khơng xử lý q trình phức tạp mà đơn giản có độ ổn định cao, dễ sửa chữa • Contactor điều khiển động cơ: Được ứng dụng để cấp nguồn cho động khởi động trực tiếp Trong đó, Contactor dùng kết hợp Relay nhiệt tạo thành khởi động từ để bảo vệ tải cho động Contactor điều khiển động Schneider LC1F1154 • Contactor khởi động – tam giác: Thay đổi chế độ hoạt động động từ sơ đồ hình sang sơ đồ tam giác động vận hành ổn định Mục đích để giảm dịng khởi động • Contactor điều khiển tụ bù: Đóng ngắt tụ bù vào lưới điện để bù công suất phản kháng Contactor dùng hệ thống bù tự động điều khiển điều khiển tụ bù, đảm bảo đóng cắt cấp tụ phù hợp với tải Contactor tụ bù Schneider LC1DFKB7 Một số ứng dụng khác contactor công nghiệp • Ứng dụng điều khiển chiếu sáng Contactor thường sử dụng để đóng ngắt cơng trình lắp đặt chiếu sáng lớn, chẳng hạn tòa nhà văn phòng trung tâm thương mại Để giảm điện tiêu thụ cuộn dây contactor, người ta dùng tới chốt contactor, có hai cuộn dây hoạt động: • Một cuộn dây mang điện tức thời, đóng điểm tiếp mạch lực, sau giữ trạng thái đóng cấu khí • Cuộn dây thứ hai mở tiếp điểm Contactor chiếu sáng ABB EBS 25 II MƠ HÌNH CONTACTOR THƠNG MINH CĨ KẾT NỐI INTERNET Mơ hình contactor thơng minh VDK Contactor thơng minh contactor điều khiển từ xa thông qua mạng internet Ý nghĩa, chức phần tử - Contactor : đóng cắt mạch điện - Bộ vi điều khiển: kết nối với mạng internet điều khiển cuộn hút contactor theo ý người dùng từ xa III THIẾT KẾ, TÍNH TỐN MƠ HÌNH CONTACTOR THƠNG MINH Bài tốn: Thiết kế mơ hình contactor thơng minh đóng cắt dịng điện Mơ hình mạch - Ta sử dụng vi điều khiển modul wifi ESP8266 để kết nối với internet điều khiển mạch từ xa + Từ D0-D8: Là chân tùy theo mục đích sử dụng mà cấu hình thành INPUT/OUTPUT digital ESP8266 HIGH/LOW(3V/0V) + Chân A0: chân analog input + USB jack: cấp nguồn 5V, giao tiếp với máy tính, nạp chương trình + Vin: nguồn 5V cấp vào + 3V: Chân cấp nguồn 3,3V + G: chân nối đất + TX,RX: serial communication – giao tiếp với máy tính, nap chương trình - Sử dụng PC817 Opto/cách ly quang : Có chứa LED hồng ngoại transistor quang gói, sử dụng để cách ly hai mạch với Thông số kỹ thuật PC817 Dòng điện thuận diode để kích mở transistor: 50mA (max=1A) Điện áp rơi diode 1.2V-1.4V Điện áp đánh thủng diode: 6V Tổn hao công suất diode: 70mW Tần số đóng cắt: 80 KHz Dòng qua Collector hoạt động ổn định: 20mA (max=50mA) Điện áp Collector-Emitter max: 35V Điện áp Emitter-Collector max: 6V Điện áp rơi transistor: 0.1V-0.2V Tiêu hao công suất transistor: 150mW Thời gian đáp ứng: 3-4 micro giây - 2N2222 transistor sử dụng nhiều mạch điện tử, dịng điện cực góp lớn 600mA, nên transistor lý tưởng để sử dụng mạch điện tử để điều khiển relay, đèn LED công suất cao, transistor IC công suất cao khác lúc Thông số kỹ thuật 2N2222 Loại transistor: NPN Dịng cực góp tối đa (IC): 600mA Điện áp cực góp - cực phát tối đa (VCE): 40V Điện áp cực góp - cực gốc cực đại (VCB): 75V Điện áp cực phát - cực gốc tối đa (VEBO): 6V Tiêu tán cực góp tối đa (Pc): 625 mW Tần số chuyển tiếp tối đa (fT): 300 MHz Độ lợi dòng điện DC tối thiểu tối đa (hFE): 35 - 300 Nhiệt độ lưu trữ & hoạt động tối đa phải là: -55 đến +150 độ C - 1N4007 : diode xả bảo vệ cho transistor 2N2222 chuyển mạch cuộn dây xả lượng dư thừa Tính tốn sơ a, Với mạch ESP8266 nối với diode quang PC817 - Điện áp diode quang : - Điện áp điều khiển từ chân D1 ESP8266 : - Dòng điện định mức để diode hoạt động ổn định là: Cần mắc thêm điện trở: b, Với mạch điều khiển transistor 2n2222 : - Điện áp cấp vào : U=+5V - Dòng để transistor quang hoạt động ổn định: Cần mắc thêm điện trở: c, Mạch động lực điều khiển bóng đèn: - Với u cầu đóng cắt dịng 5A chọn điện áp đèn điện trở đèn IV MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS App điều khiển từ xa Blynk Blynk tảng với ứng dụng điện thoại thơng minh cho phép bạn dễ dàng tương tác với vi điều khiển như: Arduino, Esp8266, Esp32 Raspberry qua Internet Blynk App bảng điều khiển kỹ thuật số cho phép bạn xây dựng giao diện đồ họa cho dự án cách kéo thả widget khác mà nhà cung cấp thiết kế sẵn - Cấu hình cho Blynk cách tải làm theo hướng dẫn có google để có mã auth token dùng để lập trình Arduino ide nạp code cho ESP8266 nút nhấn app điện thoại Link hướng dẫn cài blynk: https://nshopvn.com/blog/huong-dan-cai-dat-va-sudung-blynk-new-2-0-tren-arduino-ide-voi-esp8266/ Phần mềm mô cổng kết nối UART Muốn nạp code cho ESP8266 proteus phải cần kết nối với cổng COM ảo để giao tiếp với máy tính - Tạo cổng COM ảo kết nối với qua phần mềm Virtual Serial port Driver - Thiết lập cổng COM1 cổng gắn với ESP8266 proteus Nạp code cho ESP8266 - Trong phần mềm Arduino ide, ta thiết lập cổng COM2 cổng máy tính - Nếu chưa có lib board ESP8266 cần download để nạp code cho ESP8266 Link hướng dẫn: https://www.youtube.com/watch?v=PpCaf7elF34 - Code cho ESP8266 kết nối blink, khai báo chân sử dụng #define BLYNK_TEMPLATE_ID #define BLYNK_DEVICE_NAME "TMPLpYzEAboz" "Contactor" #define BLYNK_AUTH_TOKEN "oE5DvA1FFvWAREPmuovVt1T_Bza3vKgw" //khai báo template_ID,device nam, mã auth token lấy từ web blynk.cloud sau thiết lập nút nhấn #define BLYNK_PRINT Serial #include #include //khai báo thêm thư viện ESP8266 char auth[] = BLYNK_AUTH_TOKEN; char ssid[] = "Khang Thuy 2G"; char pass[] = "thuykhang870327"; //kết nối mạng wifi WidgetLED LedConnect(V1);//đèn led trạng thái connect //gắn giá trị app blynk BlynkTimer timer; void blinkLedWidget() { if (LedConnect.getValue()) { LedConnect.off(); } else { LedConnect.on(); } } void setup() { Serial.begin(115200); Blynk.begin(auth, ssid, pass); timer.setInterval(1000L, blinkLedWidget); pinMode(D1,OUTPUT);//khai báo sử dụng chân D1 làm output digitalWrite(D1,HIGH);//đặt mức logic ban đầu mức high } void loop() { Blynk.run(); timer.run(); } Mô hoạt động contactor thông minh - Trong q trình mơ em khơng thể nạp code cho ESP8266 gặp lỗi sau: - Em có quay lại q trình mơ gặp lỗi khơng nhận ESP8266, link youtobe: https://youtu.be/eSrvSXkFJ0M - Em có tìm hiểu lỗi mạng chưa sửa Có thể LIB ESP8266 em lấy mạng cho proteus không dùng - Mong thầy xem giúp em sửa lỗi  ... : đóng cắt mạch điện - Bộ vi điều khiển: kết nối với mạng internet điều khiển cuộn hút contactor theo ý người dùng từ xa III THIẾT KẾ, TÍNH TỐN MƠ HÌNH CONTACTOR THƠNG MINH Bài tốn: Thiết kế. .. mô cổng kết nối UART Muốn nạp code cho ESP8266 proteus phải cần kết nối với cổng COM ảo để giao tiếp với máy tính - Tạo cổng COM ảo kết nối với qua phần mềm Virtual Serial port Driver - Thiết. .. chính(NO – thường mở): Gồm tiếp điểm tĩnh tiếp điểm động dùng để đóng cắt mạch động lực • Tiếp điểm phụ (NO or NC – thường mở thường đóng) : Dùng để trì mạch cho cuộn hút ngắt cuộn hút để bảo vệ mạch