Bộ khởi động mềm 1 pha 220v – 20a

Trang 1

BO KHOI DONG MEM 1 PHA 220V - 20A

cơ có công suất lớn thi dòng khởi động trực tiếp rất lớn ( I„„= 5 — 7 lạm ) sẻ gây ra

hiện tượng sụt áp cho tải làm cho hệ thống điện hoạt động không 6n định, hoặc nếu ta khởi động cùng lúc nhiều động cơ sẽ làm cho hệ thống điện quá tải không hoạt động được Vì vậy trong các hệ thống điện công nghiệp khi mở máy hoạt động cho động cơ thì ta phải khởi động đê đảm bảo cho hệ thống hoạt động được

ồn định

Vì vậy nhóm đã thiết kế BỘ KHỞI ĐỘNG MÈM I PHA 220V - 20A

Nhiệm vụ của đề tài là: Cài đặt được điện áp lúc khởi động và thời gian tăng điện

áp

2 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KÉ

Trong thực tế để khởi động động cơ có rất nhiều phương án sử dụng như dùng biến tần để cài đặt, sử dụng vi điều khiển tạo xung kích cho các linh kiện điện tử công xuất như: Thyritor, Triac

Trong để tài này ta sử dụng phương pháp khởi động động cơ bằng vi điều khiển bằng cách sử dụng IC 89C51 thay đổi góc kích cho triac dé thay đổi được điện áp ngỏ ra cấp cho động cơ

Trang 2

CHUONG II MỘT SÓ LINH KIỆN SỬ DỤNG

1 Sơ lược về vi điều khiển 89C51

¢ So luge phần cứng ctia 89C51

e 4Kb ROM va 128 byte RAM

e 4 Port VO 8 bit

ø 2 bộ đếm định thời 16 bit

e 64 Kb khong gian bộ nhớ chương trình mở rộng

e_ 61 Kb không gian bộ nhớ dử liệu mở rộng

e Một số bộ sử lý luận lý (thao tác tren các bít don)

e 210 bít được địa chỉ hóa

e B6 nhan/chia trong 4us

a Sơ đồ khối và sơ đồ chân của 89C51

ut P00/AD0 P20/A3 -21

32 powvap1 P02/AD2 P22/A10 LTy P24/A9 L2 —I E5 — P03/AD3 P2/3/A11 P24/A12 L25—=I

P28/A13 P2/A14 P27IA15 | 28—c|

P3.0/xD [_]?—=1 P3.1/TXD =I P3.2/INTO P3.3/NT1 L 15 —£!

Trang 3

Chức năng của các chân 89C5I

Port 0: tir chân 32 đến 39 (P0.0-P0.7) Có 2 chức năng : nếu dùng trong thiết

kế nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng có chứ năng như các dường L/O, đối với thiết

kế lớn có bộ ngớ mở rộng nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu

Port 1: từ chân 1 đến chân 9 (P1.0-P1.7) là port I/O ding giao tiếp với thiết bị

bên ngoài

Port 2: tir chân 21dén chân 28 (P2.0-P2.7) Port 2 là port có tác dụng kép dùng

như các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bú địa chỉ đối với thiết kế dùng bọ

nhớ mở rộng

Port 3: từ chân 10đến chân 17 (P3.0-P3.7) Port 3 là port cd thé sir dung nhu /O bình thường nhưng còn sử dụng cho các chức năng đặc biệt như bảng sau:

P3.1 TXD Ngỏ xuất dữ liệu nói tiếp

P3.2 INT0 Ngỏ vào ngất 0

P3.3 INTI Ngỏ vào ngất I

P3.4 T0 Ngo vao cua timer/counter thứ 0

P3.5 Tl Ngo vao cua timer/counter thir 1

P3.6 WR Tín hiệu gi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài

PSEN(chân 29) :là tín hiệu ngỏ ra có tác dụng cho phép dọc bộ nhớ chương trình

mở rộng và thường được kết nối với chân OE\ của Eprom cho phép đọc các byte

má lệnh PSEN ở mức thấp trong thời gian 8951 lấy lệnh Các chương trình được đọc từ Eprom qua bus đữ liệu Khi 8951 thi hành chương trình ROM nội thì PSEN ở mức cao

Trang 4

ALE (chân 30) :dùng làm tín hiệu điều khiển để giải da hợp các đường địa chỉ và

dữ liệu khi kết nối với IC chốt

EA (chan 31): được mắc lên mức 1 hoặc mưc 0

Nếu ở mức 1 thì 8951 thực thi chương trình ở ROM nội

Nếu ở mức 0 thì 8951 thực thi chương trình từ bộ nhớ mở rộng

RST(Reset): chan 9 được dùng đề thiết lập trạng thái ban đầu cho hệ thống

XTALI, XTAL2 (chân 18,19) : Bộ tạo dao động được tích hợp bên trong 8951 khi

sử dụng ta chỉ cần nối thêm thạch anh và các tụ ồn định

b Khảo sát các khối nhớ bên trong

Tổ chức bộ nhớ RAM:_ bao gồm nhiều thành phần

Phần lưu trữ da dụng có địa chỉ từ 30H- 7FH

Phần lưu trữ địa chỉ hóa từng bit có địa chỉ từ 20H-2FH

Các bank thanh gi có địa chỉ từ 00H- 1FH

Các thanh gi có chức năng đạc biệt có địa chỉ từ 80H- FFH

c Các thanh gi có chức năng đặc biệt

Thanh gi trạng thái chương trình PSW

Trang 5

BỘ KHỞI ĐỘNG MÈM I PHA 220V - 20A

|

| | ih Transistor ngược NPN

Transistor công xuất nhỏ Âƒ hiệu của Transistor

3 NOI QUANG ( MOC 3021 )

MOC302! (Triac output)

Ở đây ta dung MOC 3021 Ung dung cita nó là dùng dé cách ly mạch điều khiển

với mạch công xuât

Trang 6

Trang 7

Các thông số của triac

Điện áp phân cự thuận và ngịch (Vpgœ; và Vere)

Trang 8

6 LM 7805

Đây là linh kiện được sử dụng rất phố biến trong các mạch nguồn để tạo ra

điện áp có định Ở đây ta chỉ dùng IC 7805 để tạo ra mạch ôn áp 5V

INPUT — — ouTpưr

! GROUND

7 Led 7 đoạn

Dùng trong mạch hiển thị, để hiện thông tin giao tiếp giữa người dùng và vi xử

lý Ở đây ta dùng loại anot chung

Trang 9

I SƠ ĐÒ KHÓI TÓNG QUÁT

Gồm có 5 khối được trình bày như sơ đồ đưới đây

KHOI HIEN

THI

Hình 1:Sơ đồ khối

Trang 10

< 3 3ã |P03/AD3 P2.S/AI1 [oe >

Ee < $ 7 34 |P04AD4 P24/AI2 Lộc 3Š |PD5/ADS P28/A13 [oy = 4 Sla | PD8/AD0 P28/AI4L2—X PO.TIAD? P27/A15 ä 4 [| = =

1000uF/28M 12VDC

Trang 11

-BỘ KHỞI ĐỘNG MÈM I PHA 220V - 20A

a Khối vi xứ lý

e Chức nang của khối:

Nhận tín hiệu ngắt ngoai INTO

Nhận tín hiệu từ khối phím nhấn

Điều khiển khối hiển thị

Điều khiển xung kích cho MOC3021

Điều khiển ngỏ ra relay

e _ Nguyên lý hoạt động của khối sử lý:

Nhận tín hiệu từ INTO và phím nhắn đề xuất tín hiệu ra điều led hiển thị, đồng thời xuất xung đề kích MOC3021

Trang 12

-11-BỘ KHỞI ĐỘNG MÈM I PHA 220V - 20A

Nguyên tắt hoạt động của khối này như sau:

- Khi được cấp nguồn 12V xoay chiều đi qua cau diode sé tao ra sóng sin dương liên tục tạo detect zero Diode D2 có nhiệm vụ vô cùng quan trọng là chống lại nguồn điện ngược do tụ C7 sinh ra Khi sóng sin Cực đại D2 dẫn điện qua IC7805 đồng thời nạp điện cho tụ C7 Khi sóng sin cực tiêu ( tiên dân về 0 ) thì tụ C7 xả điện Lúc này điode D2 sẽ thưc hiện công việc ngăn nguồn điện đó giúp tạo cho sóng sin ôn định mà không bị nhiễu bởi tụ C7

2 Khối hiển thị:

Chức năng của khối

- Hiển thị thông báo thời gian tăng điện áp, đồng thời hiển thị được điện

áp khởi động

Hoạt động của khối

Bộ phận hiên thị gồm Š led 7 đoạn cathod chung, nhận tín hiệu từ khối sử lý dưới dang tin hiệu nhị phân(0,1) qua việc quét led đề hiển thị ra số thập phân Các đường DATA và điều khiển đều tác động ở mức cao

Trang 13

3 Khối nút nhắn

Sử dụng 4 phím nhân.:

Nút 1 : mode — Dùng đề chuyền đổi qua lại giửa các chức năng thời gian cài đặt và nguồn điện ra ( từ 0 đến 220 vol )

Nut 2 : Inc — tăng thời gian or số vol do người dử dụng cài đặt

Nút 3 : dec — Giảm thời gian or số vol do người dử dụng cài đặt

Nút 4 : enter — thực hiện phím này khi đồng ý thiết lập

Nut 5 : Reset

Trang 14

-13-BO KHOI DONG MEM 1 PHA 220V - 20A

Tao ra xung đề đưa vào chan INTO cua vi str ly

Cứ mỗi đầu bán kì thì có xung đi vào chân B của C1815 thì ta nhận được một xung tương ứng đi vào chân C (nối với INT0) thì có ngắt Xây ra

Trang 15

Trang 16

Khi góc điều khién @ duge thay đổi trong phạm vi(0, z ),dién áp tải có trị hiệu dụng biến thiên trong khoản (0,U)

Điều khiển cho động cơ hoạt động

e_ Hoạt động của khối

PI.7ở mức 0 thì MOC3021 dan có xung kích vào chân G của triac, Tùy thuộc vào góc kich ma triac BTA126 sé dan điện nhiều hay ít từ đó có thê thay đổi được điện áp ra Út Ut được tính theo công thức sau:

Ta có f= 50 Hz ® thời gian | chu ky 1a 1/50 = 0.02s

Thời gian dẫn của 1 bán kỳ là 0.01s = 10 000us

Từ đó ta có : 10 000us - > 1800 (#2)

Thấy mm >a Cho điện áp ngé ra ( Ut ) bang 1 giá trị xác định ta thu được 1 giá trị góc

Œ_ tương ứng qua công thức (*1)

10000œ

180

Từ đó ta có thời gian delay trước khi kích triac 3' r„„„ =

Giá trị này dùng cho chương trình phần mềm mà ta viết cho IC 89C51

Trang 17

CHUONG IV : THUAT GIAI, CHUONG TRINH

Luu dé: MAIN: BEGIN

KTMODE

ENTER

Trang 18

Trang 19

Triac=1;

T=maquet[DIEN AP];

Trang 20

CHUONG TRINH CON : MODE1()

Y TG=60

Trang 21

MIÈM I PHA 220V - 20A

Delay2(50000) Delay2(50000) Umin ++ Umin

Umin=221?

Trang 22

-21-MIÈM I PHA 220V - 20A

Delay2(50000) Delay2(50000) Umax ++ Umax

Umax=255? CƯ

Y

Umax=220

EXIT

Trang 23

Trang 24

COM ets LED3=0;

Trang 25

Trang 26

MEM 1 PHA 220V -20A

unsigned char MODE,KT,KT1,NGAT, TG, Umin, Umax;

unsigned int DIENAP, lap,G, TANG, H;

unsigned int CNT, CNT1, TRAM, CHUC, DONVI,k,T,m;

void delay (unsigned int i)

{for (k=O; k<i;k++) 7}

void delay2 (unsigned int 1)

Trang 27

Trang 28

KTMODE () ; ENTER () ¿ KTNGAT () ; }

Trang 29

} }

XI XI X4 CC OC4 CC OCCCTUV VAO, TRO, DAO GE EOC IERIE ICI II I II III I Fear

{ case 0: { break; }

case 1: { MODE1(); break; } case 2: { MODE2(); break; } case 3: { MODE3(); break; }

} }

triac=0;

} }

ENTER (void) ; //khi cai song thi chay//

LEDMODE1=1; // tat led bao model

Trang 30

-29-MEM 1 PHA 220V -20A

// tat ngat ngoai

CNT++;

if (CNT==100) {

Trang 31

Trang 32

IILDANH GIA DE TAI

1.UU DIEM

Điều khiển được động cơ Thay đổi được giá trị điện áp ra cấp cho động cơ

Cài đặc được khoản thời gian khởi đông và điện áp khởi động Giúp động cơ khởi

động ổn định và tránh hiện tượng nguồn điện tăng đột ngột làm hư hỏng động cơ

2.NHUQC DIEM

Chỉ giới hạn điều khiển động cơ công suất nhỏ hơn 20A và 220V

Chưa tính được sai số góc kích ở triac Cũng như sai số trong tính toán là không tránh khỏi

Thi công mạch còn chút ít sai sót Mạch lớn và đi dây hơi nhiều và khó xác định chân cắm

IV HUONG PHAT TRIEN

Thiết kế mạch nhỏ gọn hơn Hiển thị trên LCD Phím nhắn mềm và linh hoạt hơn Khởi động được động cơ công suất lớn hơn Tính toán mạch chính xác và tối

ưu hơn

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	3,44 MB