Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Chuyên ngành 2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHUYÊN NGÀNH 2 Họ và tên sinh viên Lớp 112181 3 Khóa học 2018 2022 Loại hình đào tạo ĐHCQ Tên đề tài Nghiên cứu ứng dụng vi điều khi[.]
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Chuyên ngành ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHUYÊN NGÀNH Họ và tên sinh viên: Lớp: 112181.3 Khóa học: 2018-2022 Loại hình đào tạo: ĐHCQ Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng vi điều khiển STM32 điều khiển hệ truyền động biến tần động không đồng ba pha Số liệu cho trước: - Thiết bị mẫu, dụng cụ đo kiểm tra phòng thực tập ĐTCS & TĐĐ (403 B5) Tài liệu, giáo trình tham khảo Nợi dung cần hồn thành kết quả: Phần thuyết minh - Chương I: Giới thiệu sở lý luận đề tài - Chương II: Nghiên cứu thiết kế, viết chương trình điều khiển hệ truyền động biến tần động ba pha đảm bảo yêu cầu: - Điều khiển thông qua cổng DI, AI truyền thông - Thực chức biến tần khởi động , đảo chiều, hãm - Chương III: Lắp ráp, khảo sát, thử nghiệm đánh giá sản phẩm - Kết luận Phần thực hành - Nội dung sản phẩm: Mạch điều khiển biến tần động sử dụng VĐK-STM32 - Yêu cầu sản phẩm: Đảm bảo tính thẩm mỹ, kỹ thuật GVHD: Ngày giao đề tài: 00 / 00 / 2021 Ngày hoàn thành: Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Chuyên ngành TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐỀ TÀI : Nghiên cứu ứng dụng vi điều khiển STM32 điều khiển hệ truyền động biến tần động không đồng ba pha Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Chuyên ngành MỤC LỤC Contents MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU Chương I: Giới thiệu sở lý luận đề tài .6 1.Tổng quan Động không đồng bộ pha 1.1Khái niệm động không đồng bộ pha 1.2Cấu tạo động không đồng bộ pha 1.3Nguyên lý làm việc động không đồng bộ pha .8 2.Tổng quan biến tần 10 2.1Khái niệm phân loại biến tần 10 2.2Cấu tạo biến tần 10 2.3Nguyên lý làm việc biến tần .11 2.4Ứng dụng biến tần .12 2.5Tổng quan biến tần IE5 .12 3.Vi điều khiển STM32F401CCU6 19 3.1Sơ đồ chân 19 3.2Cấu trúc vi điều khiển .20 3.3Tổ chức bộ nhớ 21 Điều khiển analog .22 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Chuyên ngành 4.1IC Opamp lm358 .22 4.1.1Sơ đồ chân 22 4.1.2Thông số 22 4.2 IC DAC mcp4725 .23 4.2.1 Sơ đồ chân .23 4.2.2 Thông số 23 Truyền thông Modbus RTU RS485 27 5.1 Lớp vật lý RS485 .27 5.2 Cấu trúc tin Modbus RTU 33 5.3 Lưu đồ thuật toán truyền nhận Modbus RTU 39 5.4IC Max485 40 5.4.1Sơ đồ chân 40 5.4.2Chức 40 5.4.3 Ứng dụng truyền thông Modbus RTU 41 Chương 2: Nghiên cứu thiết kế, viết chương trình điều khiển hệ truyền đợng biến tần động ba pha 43 2.1 Sơ đồ khối 43 2.2 Phân tích chức khối 43 2.2.1 Khối Nguồn 43 2.2.2 Khối hiển thị LCD 43 2.2.3 Khối Bàn phím 44 2.2.4 Khối Relay 44 2.2.5 Khối Analog Control .45 2.2.6 Khối truyền thông RS485 45 2.2.7 Khối Vi điều khiển 45 2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 46 2.4 Sơ đồ đấu dây 47 2.5 Lưu đồ thuật tốn Chương trình điều khiển 48 Chương III: Lắp ráp, khảo sát, thử nghiệm đánh giá sản phẩm .49 3.1Hình ảnh sản phẩm 49 3.2 Khảo sát, thử nghiệm 50 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Chuyên ngành Kết luận 50 1.Kết đạt 50 2.Phương hướng phát triển đề tài 50 Tài liệu tham khảo 52 Code 53 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Chuyên ngành LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin bày tỏ lịng biết ơn tới Cơ Đàm Thị Hường trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ em suốt thời gian nghiện cứu hoàn thành đồ án Trong trình thực đề tài mặc dù gặp phải nhiều những vấn đề khó khăn song với hướng dẫn với chỉ bảo thầy cô giáo Khoa Điện – Điện Tử nỗ lực không ngừng nhóm, đến chúng em hoàn thành đề tài Tuy nhiên, kiến thức chúng em cịn hạn chế, nên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót Vì chúng em mong nhận những ý kiến đóng góp chân thành từ phía Cơ Đàm Thị Hường,cùng thầy giáo Khoa Điện – Điện Tử bạn đọc để đề tài chúng em ngày hoàn thiện phát triển lên mức cao thời gian gần Sau thời gian thực đề tài khoa, chúng em học hỏi nhiều kinh nghiệm kiến thức Các thầy cô gióa khoa nhiệt tình chỉ bảo Đặc biệt hướng dẫn nhiệt tình giúp chúng em hoàn thành đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn! Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Chuyên ngành LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ nhanh chóng, để đạt kết có đóng góp ngành kĩ thuật điện - điện tử, kĩ thuật vi xử lý Với phát triển vũ bão kĩ thuật điện-điện tử, kĩ thuật vi xử lý xâm nhập vào tất ngành khoa học – kĩ thuật khác đáp ứng nhu cầu người dân Sự đời vi mạch điều khiển với giá thành giảm nhanh ,khả lập trình ngày cao mang lại những thay đổi sâu sắc ngành kỹ thuật điện – điện tử.Dựa những lợi đó việc ứng dụng vào điều khiển thiết bị công nghiệp đẩy mạnh nhằm tạo hệ thống đại tiết kiệm chi phí Để bước đầu làm chủ thiết bị điều khiển công nghiệp, chúng em thầy cô giáo khoa giao cho đồ án chuyên ngành với đề tài: Nghiên cứu ứng dụng vi điều khiển STM32 điều khiển hệ truyền động biến tần động không đồng ba pha Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực hiện: Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Chuyên ngành Chương I: Giới thiệu sở lý luận đề tài 1.Tổng quan về Động không đồng pha 1.1Khái niệm động không đồng pha Máy điện không đồng bộ máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ rotor n khác với tốc độ từ trường quay máy n1 Máy điện không đồng bộ có thể làm việc hai chế độ: động máy phát 1.2Cấu tạo động không đồng pha Cấu tạo máy điện không đồng bộ trình bày Hình 1.1, gồm hai bợ phận chủ yếu stator rotor, ngồi cịn có vỏ máy, nắp máy trục máy Trục làm thép, đó gắn rotor, ổ bi phía cuối trục có gắn một quạt gió để làm mát máy dọc trục Hình 1.1: Cấu tạo động điện khơng đồng bộ: Lõi thép stato; Dây quấn stato; Nắp máy;4.Ổ bi; Trục máy; Hộp đầu cực; Lõi thép rôto; Thân máy; Quạt gió làm mát; 10 Hộp quạt a, Stator (phần tĩnh) Stator gồm hai bợ phận lõi thép dây quấn, ngồi cịn có vỏ máy Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Chuyên ngành nắp máy 1) Lõi thép Lõi thép stator có dạng hình trụ (Hình 1.2b), làm thép kỹ thuật điện, dập rãnh bên (Hình 1.2a) ghép lại với tạo thành rãnh theo hướng trục Lõi thép ép vào vỏ máy 2)Dây quấn stato Dây quấn stator thường làm dây đồng có bọc cách điện đặt rãnh lõi thép Dòng điện xoay chiều ba pha chạy dây quấn ba pha stator tạo nên từ trường quay Hình 1.2 Kết cấu stator máy điện khơng đồng bộ: a) Lá thép rotor stator; b) Lõi thép stator 3.Vỏ máy Vỏ máy gồm có thân nắp, thường làm gang (Hình 1.1) b, Rotor (phần quay) Rotor phần quay gồm lõi thép, dây quấn trục máy (Hình 1.3b) 1,Lõi thép Lõi thép rotor gồm thép kỹ thuật điện lấy từ phần bên lõi thép stator ghép lại, mặt dập rãnh để đặt dây quấn, giữa có dập lỡ để lắp trục (Hình 1.2a) H ình 1.3 Cấu tạo rotor động không đồng bộ: a) Dây quấn rotor lồng sóc b) Lõi thép rotor; c) Ký hiệu động sơ đồ Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án Chuyên ngành 2,Trục Trục máy điện không đồng bộ làm thép, đó gắn lõi thép rôto 3,Dây quấn rotor Dây quấn rotor máy điện không đồng bộ có hai kiểu: rotor ngắn mạch gọi rotor lồng sóc rotor dây quấn Rotor lồng sóc (Hình 1.3a) gồm đồng hoặc nhôm đặt rãnh bị ngắn mạch hai vành ngắn mạch hai đầu Với động nhỏ, dây quấn rotor đúc nguyên khối gồm dẫn, vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt cánh quạt làm mát (Hình 1.3b) Các đợng cơng suất 100 kW dẫn làm đồng đặt vào rãnh rotor gắn chặt vào vành ngắn mạch Hình 1.4 Cấu tạo máy điện khơng đồng rơto dây quấn Rotor dây quấn (Hình 1.4) quấn giống dây quấn ba pha stator có số cực từ dây quấn stator Dây quấn kiểu luôn đấu (Y) có ba đầu đấu vào ba vành trượt, gắn vào trục quay rotor cách điện với trục Ba chổi than cố định tỳ vành trượt để dẫn điện vào mợt biến trở nối nằm ngồi động để khởi động hoặc điều chỉnh tốc độ 1.3Nguyên lý làm việc động không đồng pha Khi có dòng điện ba pha chạy dây quấn stato khe hở khơng khí xuất từ trường quay với tốc độ n1 = 60f1/p (f1 tần số lưới điện; p số đôi cực từ máy; n1 tốc độ từ trường quay bậc một) Từ trường quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt lõi sắt rôto, làm cảm ứng dây quấn rôto sđđ E2 Do 10 ... chuyên ngành với đề tài: Nghiên cứu ứng dụng vi điều khiển STM32 điều khiển hệ truyền động biến tần động không đồng ba pha Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh vi? ?n thực hiện: Trường ĐHSPKT... 40 5.4.2Chức 40 5.4.3 Ứng dụng truyền thông Modbus RTU 41 Chương 2: Nghiên cứu thiết kế, vi? ??t chương trình điều khiển hệ truyền động biến tần động ba pha ... .11 2. 4Ứng dụng biến tần .12 2.5Tổng quan biến tần IE5 .12 3 .Vi điều khiển STM32F401CCU6 19 3.1Sơ đồ chân 19 3.2Cấu trúc vi điều khiển