Đồ án máy phát điện gió trục đứng

Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Tên đề tài: Máy phát điện gió trục đứng Cán hướng dẫn: Võ Minh Trí Tên cán hướng dẫn Nhóm sinh viên thực hiện: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Cần Thơ, ngày tháng năm Cán hướng dẫn Tên cán hướng dẫn SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang tên cán hướng dẫn Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Tên đề tài: Máy phát điện gió trục đứng Cán hướng dẫn: Võ Minh Trí Tên cán hướng dẫn Nhóm sinh viên thực hiện: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Cần Thơ, ngày tháng Cán phản biện SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang năm Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Tên đề tài: Máy phát điện gió trục đứng Cán hướng dẫn: Võ Minh Trí Tên cán hướng dẫn Nhóm sinh viên thực hiện: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Cần Thơ, ngày tháng Cán phản biện SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang năm Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí LỜI CAM ĐOAN Click here to enter text Chú ý: edit trường “click here to enter text” không nên xóa bỏ trường trước copy paste tài liệu vào trường nhớ đổi chế độ copy paste File/ option/ advanced/ cut, copy and paste chuyển đổi sang merge formating SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí LỜI CẢM ƠN Thực đồ án môn học đề tài “Máy phát điện gió trục đứng”, nhóm sinh viên thực xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy Võ Minh Trí, môn Tự Động Hóa, khoa Công Nghệ, trường đại học Cần Thơ, giảng viên giảng dạy hướng dẫn học học phần “Đồ án thiết kế hệ thống điện tử” Chân thành cảm ơn thầy suốt học kì vừa qua nhiệt tình hướng dẫn, hỗ trợ, cung cấp kiến thức, trang thiết bị cần thiết học phần “Đồ án thiết kế hệ thống điện tử”, giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài Nhóm thực đồ án xin cảm ơn đến tất bạn bè nhiệt tình giúp đỡ hoàn thành đồ án Kính chúc thầy sức khỏe công tác tốt! Chúc bạn học tập tốt! Sinh viên thực hiện: Lưu Quốc Dũng B1204683 Võ Thanh Bình B120 Trần Hữu Khánh B120 SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí MỤC LỤC MỤC LỤC SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí DANH MỤC HÌNH SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí DANH MỤC BẢNG SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí KÝ HIỆU VIẾT TẮT Click here to enter text SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí TÓM TẮT Máy phát điện gió trục đứng phát triển dựa tiềm năng lượng gió, biến đổi động gió thành điện năng, cung cấp lượng điện phục vụ nhu cầu hộ gia đình vùng nông thôn sâu, hải đảo, nơi thiếu điện sinh hoạt Cụ thể thông qua tua-bin thu thập lượng gió từ sản phẩm tái chế chúng kết nối vào phận phát điện, tạo điện, thông qua mạch ổn áp, lượng điện thu được lưu trữ thiết bị lưu trữ Ắc-quy… từ phục nhu cầu sử dụng điện sinh hoạt hộ gia đình SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 10 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử 3.1.5 CBHD: Võ Minh Trí Mạch chuyển đổi ổn định điện áp Trong trình hoạt động, tốc độ gió thay đổi liên tục nên điện áp phát từ máy phát không ổn định, ảnh hưởng đến trình nạp tuổi thọ ắc quy nên cần thiết phải có ổn định điện áp trước nạp vào ắc quy Giới thiệu mạch ổn định điện áp sử dụng Hình 3.13 Mạch ổn định điện áp Thông số kỹ thuật: - Đầu vào: DC từ đến 40V - Đầu ra: DC 13,8V - Cường độ dòng điện lớn đầu ra: 5A - Hiệu suất: 90% - Nhiệt độ hoạt động: từ -40 đến 80 độ C - Bảo vệ ngắn mạch, tải, nhiệt - Chống thấm nước SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 35 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử 3.1.6 CBHD: Võ Minh Trí Mạch nhân nắn điện áp Hình 3.14 Mạch nắn nhân điện áp Hình 3.15 sơ đồ nguyên lí mạch nhân đôi điện áp SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 36 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí Hình 3.16 Sơ đồ nguyên lí mạch nhân ba điện áp Hình 3.17 Sơ đồ nguyên lí mạch nhân điện áp SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 37 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí Tên linh kiện Tụ điện Domino Diode 1N5819 Chức Nạp xả điện áp Nhận nguồn điện từ máy phát điện cung cấp cho mạch nhân điện áp đưa dòng điện qua mạch ổn định điện áp để sạc cho acquy Chỉnh lưu dòng điện Nguyên lí hoạt động: máy phát điện nam châm vĩnh cửu quay tạo dòng điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều qua mạch sau qua mạch đầu dòng điện chuyển sang điện chiều điện áp nhân lên, điện áp vào mạch ổn định điện áp nạp vào acquy để lưu trữ điện 3.1.7 Pulse meter Là đồng hồ đo xung/tốc độ hãng Autonics (Hàn Quốc) ứng dụng cho nhiều giải pháp đo lường Dòng MP5 có 13 chế độ hoạt động: Vòng quay, Tốc độ, Tần số, Tỷ lệ tuyệt đối, Thời gian di chuyển, Tỷ lệ lỗi, Chu kỳ, Tỷ trọng, Tốc độ di chuyển, Lỗi, Độ rộng thời gian, Đo chiều dài, Khoảng thời gian, Quá độ Ngõ chức năng: Các dòng Pulse Meter tích hợp số ngõ sau: - Ngõ relay Ngõ PNP/NPN collector mở Ngõ nối tiếp tốc độ thấp Ngõ BCD Ngõ PV Transmission Ngõ truyền thông RS485 Sơ đồ nối dây: SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 38 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí Thông số cài đặt mặc định nhà sản xuất: Thông số kĩ thuật Các thông số Pulse Meter chia thành nhóm thông số từ Parameter Group đến với cài đặt về:  Parameter Group 0: - PSt.hh: - PSt.h: - PSt.l: - PSt.ll: - H.PEy: - L.PEy:  Parameter Group 1: - Mode: - 1-nA: - 1-nB: - Out-t: - Hys: - GuAr.d:  Parameter Group 2: - P.bank: - Dot: SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh giá trị so sánh HH giá trị so sánh H giá trị so sánh L giá trị so sánh LL hiển thị giá trị đỉnh hiển thị giá trị đỉnh chọn chế độ vận hành cài đặt kiểu ngõ vào A cài đặt kiểu ngõ vào B chọn chế độ ngõ cài đặt độ từ trễ cho ngõ khởi động chứng đếm thời gian bảo vệ chọn băng liệu chọn vị trí dấu chấm thập phân cho giá trị hiển thị Trang 39 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí … PSC.A.X; PSC.A.Y: cài đặt hệ số α cho ngõ vào A PSC.B.X; PSC.B.Y: cài đặt hệ số α cho ngõ vào B DISP.t: chọn chu kỳ hiển thị  Parameter Group 3: - FS-h: cài đặt giá trị giới hạn cho ngõ PV Transmission - FS-l: cài đặt giá trị giới hạn cho ngõ PV Transmission - Addr: cài đặt địa truyền thông - bPS: cài đặt tốc độ truyền thông - 3.2 PHẦN MÊM AUTODESK INVENTOR PROFESSIONAL 2014 Autodesk Inventor Professional 2014 phần mềm cung cấp công cụ để thiết kế chi tiết khí dạng 3D, cung cấp tài liệu mô chi tiết sản phẩm Phần mềm giúp xác nhận lại sản phẩm trước sản xuất chúng thực tế SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 40 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí Mục đích sử dụng cho đề tài: − Thiết kế chi tiết phần bệ đỡ cho máy phát điện để thực thí nghiệm giả lập cho hệ thống trước gia công sản phẩm − Mô trình hoạt động cần thiết Ưu điểm: − Phần mềm hỗ trợ tối đa để vẽ, thiết kế chi tiết khí − Thể tính chuyên nghiệp báo cáo Nhược điểm: − Phần mềm có dung lượng lớn (trên 4G) nên đòi hỏi cấu hình máy mạnh để cài đặt − Ngôn ngữ phần mềm tiếng Anh nên gây khó cho người sử dụng 3.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM 3.3.1 Thiết kế khí • Thí nghiệm 1: thiết kế khí giả lập người đạp xe đạp  Nội dung thí nghiệm: Để giảm phụ thuộc vào việc sử dụng sức người để thu thập khảo sát máy phát điên, ta thiết kế giả lập người đạp Do Động pha có sẵn bệ đỡ nên khung đỡ chúng em thiết kế gia công bệ đỡ cho Dinamo vĩnh cữu Yanmar GP8136 Động kích từ độc lập mà Vì máy phát điện nam châm vĩnh cửu máy phát điện kích từ độc lập có tương đồng định, để tiết giảm chi phí nên chúng em thiết kế bệ đỡ để dùng chung cho hai máy phát điện  Bố trí thí nghiệm: Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor Professional 2014 để thiết kế mô chi tiết theo yêu cầu − Mang vẽ chi tiết gia công xưởng gia công khí − Hình3.19 Bệ đỡ máy phát điện mô phần mềm Inventor SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 41 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử (1) (2) (3) (4) (5) CBHD: Võ Minh Trí – Khung đỡ toàn hệ thống – Động pha thay xa đạp – Máy phát điện – Dây đai truyền động (2) (3) – Bệ đỡ máy phát điện kích từ độc lập  Bản vẽ chi tiết cho bệ đỡ: Hình 3.20 Hình chiếu bệ đỡ SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Hình 3.21 Hình chiếu cạnh bệ đỡ Trang 42 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí Hình 3.22 Hình chiếu đứng bệ đỡ • Thí nghiệm 2: thiết kế khung sườn tích hợp máy phát điện vào xe đạp  Nội dung thí nghiệm: Để tăng tính khả dụng mô hình máy tập thể dục tái tạo lượng, ta tiến hành thiết kế khung sườn để tích hợp vào xe đạp thiết bị chấp hành đặt  Mục tiêu: Tạo khung sường vững chịu sức nặng xe đạp người đạp Có thể tích hợp máy phát điện Có tính thẩm mỹ  Bố trí thí nghiệm: Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor Professional 2014 để thiết kế mô chi tiết theo yêu cầu Hình 3.23 Giá bắt Dynamo SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 43 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử 3.3.2 CBHD: Võ Minh Trí Phương pháp thí nghiệm Thí nghiệm 1: khảo sát máy phát điện nam châm vĩnh cửu a Thiết bị thí nghiệm: - Nguồn điện - Biến tần - Động - Dynamo nam châm vĩnh cửu - Bóng đèn, dây dẫn, đồng hồ đo - Pulse Meter, led thu phát b Lắp đặt thí nghiệm  Thí nghiệm không tải: • Tiến hành lắp đặt thí nghiệm sau: Tiến hành lắp động Dynamo nam châm vĩnh cửu vào khung định vị cố định cho chặt, sau lắp dây đai vào puly động Dynamo, ta tiến hành lắp biến tần vào trước động để điều khiển tốc độ động cơ, lắp led thu phát vào pulse meter sau lắp led thu phát vào đầu động có chắn để led thu phát đếm xung, lắp đồng hồ đo output dynamo chuyển sang giai đo Volt để đo điện áp thu  Thí nghiệm có tải: Ta tiến hành lắp thí nghiệm thí nghiệm không tải output việc lắp đồng hồ đo áp ta tiến hành lắp song song với đồng hồ đo tải có công suất 70W, 140W, đồng thời lắp đồng hồ đo Ampe kế nối tiếp với tải để đo dòng tải • Thí nghiệm 2: khảo sát máy phát điện nam châm vĩnh cửu xe đạp a Thiết bị thí nghiệm: - Xe đạp Dynamo nam châm vĩnh cửu Mạch nhân điện áp Mạch sạc ổn định điện áp ắc quy b Lắp đặt thí nghiệm: Tiến hành lắp Dynamo nam châm vĩnh cửu vào khung cố định trước bánh xe, sau lắp dây đai vào bánh xe Dynamo, ta tiến hành lắp mạch nhân điện áp vào Dynamo, đầu mạch nhân điện áp kết nối với mạch sạc ổn định điện áp để sạc vào acquy SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 44 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử 3.4 CBHD: Võ Minh Trí KẾT QUẢ 3.4.1 Thí nghiệm 1[4] n (vòng/phú t) 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Ur (V) 4.7 5.3 6.2 7.1 9.1 10 11 12 13 14 15 16.7 Kết từ việc khảo sát dynamo nam châm vĩnh cửu thể bảng sau: Bảng số liệu thu từ việc khảo sát Dynamo nam châm vĩnh cửu không tả Từ bảng số liệu thu thập ta vẽ đồ thị thể đường đặt tuyến U-n sau: Đường đặt tuyến U-n Từ bảng số liệu đồ thị quan sát cho ta thấy điện áp ngõ tỷ lệ thuận vơi số vòng quay số vòn quay tăng điện áp tăng, ngược lại 3.4.2 Thí nghiệm Chưa hoàn thành SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 45 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 - Sử dụng biến tần điều khiển động cơ, đển động kéo dynamo làm việc Biết thiết kế, chế tạo khung sườn thí nghiệm Chế tạo mạch kích từ mạch nhân điện áp Tìm hiểu nguyên lí hoạt động máy phát điện 4.2 - HẠN CHẾ Chưa đạt kết mong muốn Chưa tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm thực với mạch đơn giản Chua tiến hành nạp xã acqui 4.3 - KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ĐỀ XUẤT Tính toán tổn hao thiết bị Tiến hành nạp xã acqui với mạch ổn định điện áp SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 46 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí TÀI LIỆU THAM KHẢO [4] THIẾT KẾ MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ TRỤC ĐỨNG GIÁ RẺ, Lê Trần Quốc Hưng Tài liệu web: [1] Việt Nam bước đầu phát triển điện gió, http://vietnamnet.vn/vn/khoa-hoc/99651/viet-nambuoc-dau-phat-trien-dien-gio.html [2] 10 Quốc gia đứng đầu giới sản xuất điện từ gió, http://dienlucphuyen.vn/? show=news&catid=10&contentid=275 [3]https://vi.wikipedia.org/wiki/N%C4%83ng_l%C6%B0%E1%BB%A3ng_gi%C3%B3 SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang 47 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh CBHD: Võ Minh Trí Trang 48 Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử SVTH: Click here to enter text Click here to enter text Click here to enter text CBHD: Võ Minh Trí 49 ... TẮT Máy phát điện gió trục đứng phát triển dựa tiềm năng lượng gió, biến đổi động gió thành điện năng, cung cấp lượng điện phục vụ nhu cầu hộ gia đình vùng nông thôn sâu, hải đảo, nơi thiếu điện. .. tháng Cán phản biện SVTH: Lưu Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang năm Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Tên đề tài: Máy phát điện gió trục. .. Quốc Dũng Võ Thanh Bình Trần Hữu Khánh Trang Báo cáo thiết kế hệ thống điện tử CBHD: Võ Minh Trí LỜI CẢM ƠN Thực đồ án môn học đề tài Máy phát điện gió trục đứng , nhóm sinh viên thực xin bày