Nghiên cứu bộ biến đổi điện tử công suất dùng cho ổ từ chủ động khoa học

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn luận văn thực hướng dẫn Thầy giáo TS Nguyễn Quang Địch Để hoàn thành luận văn này, sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép tài liệu khác Nếu phát có chép xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2015 Người thực Nguyễn Đức Dương Mục lục MỤC LỤCc LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤCc DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 12 CHƢƠNG 15 TỔNG QUAN VỀ Ổ ĐỠ TỪ CHỦ ĐỘNG 15 1.1 Khái niệm ổ đỡ 15 1.1.1 Khái niệm chung 15 1.1.2 Lịch sử phát triển 16 1.2 Ứng dụng 19 1.3 Phân loại 20 1.3.1 Ổ từ chủ động (Active Magnetic Bearing – AMB) 20 1.3.2 Ổ từ thụ động (Passive Magnetic Bearing – PMB) 21 1.3.3 Ổ từ siêu dẫn (Superconducting Material Bearing – SMB) 22 1.3.4 Ổ từ kiểu lai (Hybrid Magnetic Bearing – HMB) 23 1.4 Ổ từ chủ động 24 1.4.1 Những đặc tính ổ từ chủ động 24 1.4.2 Cấu tạo 25 1.4.3 Phân tích nguyên lý hoạt động 26 1.5 Một số nghiên cứu liên quan 28 1.5.1 Những nghiên cứu nước 28 1.5.2 Những nghiên cứu nước 29 CHƢƠNG 31 XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG 31 2.1 Giới thiệu chung 31 2.2 Cấu trúc hệ thống ổ đỡ từ cực 31 2.3 Cơ sở toán học hệ nâng từ trƣờng 32 2.3.1 Mạch từ 32 Mục lục 2.3.2 Mật độ từ thông mạch từ 33 2.3.3 Từ trở R độ tự cảm L mạch từ 34 2.3.4 Các phương trình điện từ 35 2.4 Các phƣơng trình động lực học hệ thống AMB 40 2.4.1 Cấu trúc ổ từ chủ động khảo sát 40 2.4.2 Các phương trình động lực học hệ thống AMB 41 CHƢƠNG 50 MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT DÙNG CHO Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG 50 3.1 Yêu cầu kỹ thuật với biến đổi điện tử công suất dùng cho ổ từ 50 3.2 Bộ biến đổi điện tử công suất dùng cho ổ từ 51 3.2.1 Giới thiệu băm xung chiều 51 3.2.2 Băm xung chiều nồi tiếp 53 3.2.3 Băm xung chiều song song 55 3.2.4 Băm xung chiều kiểu nối tiếp – song song 57 3.2.5 Băm xung chiều có đảo chiều (mạch cầu H) 58 3.3 Tính toán lựa chọn biến đổi 63 3.3.1 Kết luận 63 3.3.2 Tính toán lựa chọn thiết bị 64 CHƢƠNG 66 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG 66 Giới thiệu tổng quan vi điều khiển PIC18F4520 67 4.1 4.1.1 Điều chế độ rộng xung – PWM sử dụng PIC18F4520 71 4.1.2 Chuyển đổi tương tự số A/D sử dụng PIC18F4520 74 4.2 Thiết kế khối chức kit điều khiển 80 4.2.1 Yêu cầu thiết kế 80 4.2.2 Các khối chức kit vi điều khiển 81 4.3 Thiết kế phần mềm vi điều khiển PIC18F4520 85 4.3.1 Phần mềm điều khiển 85 4.3.2 Bộ điều khiển PID số 86 4.4 Mô kiểm chứng 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 Mục lục PHỤ LỤC 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 Danh mục ký hiệu DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU μ Độ từ thẩm vật liệu sắt từ μ0 Độ từ thẩm không khí μr Độ từ thẩm tương đối vật liệu sắt từ B Mật độ từ thông B0 Mật độ từ thông danh định Ba Mật độ từ thông khe hở không khí ψ Từ thông Ψfe Từ thông lõi sắt Ψa Từ thông khe hở không khí λ Từ thông móc vòng cuộn dây L Điện cảm L0 Điện cảm riêng danh nghĩa Wa Năng lượng từ trường tích lũy khe hở không khí Va Thể tích khe hở không khí Sfe Tiết diện mặt cắt ngang vật liệu sắt từ Sa Tiết diện mặt cắt khe hở không khí l Chiều dày lõi thép hình chữ C w Chiều rộng lõi thép hình chữ C lC Chiều dài đường từ thông lõi thép hình C lI Chiều dài đường từ thông lõi thép hình chữ I g Khe hở không khí vị trí danh định N Số vòng dây i Dòng điện tức thời R Từ trở mạch S Diện tích mặt cắt đường sức từ Rg Từ trở khe hở không khí Rc Từ trở lõi thép hình C RI Từ trở lõi thép hình I x Tọa độ lõi từ hình chữ I theo phương x Danh mục ký hiệu H Cường độ từ trường Hfe Cường độ từ trường lõi thép Ha Cường độ từ trường khe hở không khí IB Thành phần dòng điện phân cực ib Thành phần dòng điện điều khiển i1 Dòng điện điều khiển cuộn dây nam châm điện i3 Dòng điện điều khiển cuộn dây nam châm điện F1 Lực từ hướng tâm cuộn dây nam châm điện F3 Lực từ hướng tâm cuộn dây nam châm điện Fxx Lực từ hướng tâm theo phương x ki Hệ số lực – dòng điện kx Hệ số lực – chuyển vị ax Gia tốc theo phương x fkmy Lực hướng tâm tương tác trục x lên trục y fkmx Lực hướng tâm tương tác trục y lên trục x Kmx, Kmy Hệ số góc lệch theo phương x, y θx, θy Góc lệch pha theo phương x, y Nx Ny Momen quay tổng tác động lên trục x, y x1 y1 Tọa độ rotor theo phương x, y ổ từ x2 y2 Tọa độ rotor theo phương x, y ổ từ xp yp Tọa độ rotor theo phương x, y hệ chuyển động tịnh tiến xr yr Tọa độ rotor theo phương x,y hệ chuyển động nghiêng Fx Fy Lực hướng tâm dòng điện sinh theo phương x, y Fx1 Fy1 Lực hướng tâm dòng điện sinh theo phương x1 y1 Fx2 Fy2 Lực hướng tâm dòng điện sinh theo phương x2 y2 Fxp Fyp Lực tịnh tiến theo phương x, y Fxr Fyr Lực nghiêng theo phương x,y ix1 iy1 Dòng điện điều khiển theo phương x,y ổ từ ix2 iy2 Dòng điện điều khiển theo phương x,y ổ từ Danh mục ký hiệu ixp iyp ixr iyr Thành phần dòng điện hệ tọa độ tịnh tiến theo phương x, y Thành phần dòng điện hệ tọa độ nghiêng theo phương x, y ga Gia tốc trọng trường lrt Khoảng cách hai ổ đỡ từ Danh mục chữ viết tắt DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng anh Tiếng Việt AMB Active Magnetic Bearing Ổ từ chủ động PMB Passive Magnetic Bearing Ổ từ thụ động SMB Superconducting Material Bearing Ổ từ siên dẫn HMB Hybrid Temperature Superconduting Ổ từ kiểu lai MMF Magnetomotive Force Lực từ động KĐCS Khuếch đại công suất BĐK Bộ điều khiển Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu tạo ổ đỡ 15 Hình 1.2 Cấu tạo ổ đỡ từ 16 Hình 1.3 Cấu tạo số loại ổ từ 25 Hình 1.4 a Hình dạng b Các phận ổ đỡ từ 26 Hình 1.5 Cấu trúc AMB bậc tự 27 Hình 2.1: Sơ đồ mặt cắt ổ đỡ từ cực 32 Hình 2.2 Mạch từ lõi thép 32 Hình 2.3: Mạch từ hóa tương đương 34 Hình 2.4 Quan hệ lực điện từ - dòng điện cuộn stator 38 chuyển dịch rotor 38 Hình 2.5 Chế độ vi sai AMB 39 Hình 2.6 Hệ thống AMB trục ngang 41 Hình 2.7 Hệ tọa độ tĩnh xyz hệ tọa độ quay ijk 42 Hình 2.8 Hệ tọa độ quay chiếu lên trục x – z y – z 43 Hình 2.9 Sơ đồ khối moment tốc độ 43 Hình 2.10 Sơ đồ khối lực hướng tâm độ chuyển dịch 45 Hình 2.11 a Hệ trục tọa độ; b Chuyển động tịnh tiến; c Chuyển động nghiêng 45 Hình 2.12 Mô hình chuyển hệ tọa độ dòng điện 47 Hình 2.13 Mô hình chuyển động tịnh tiến 47 Hình 2.14 Mô hình chuyển động nghiêng 48 Hình 2.15 Mô hình ổ tử tách kênh theo hệ trục tịnh tiến nghiêng 49 Hình 3.1 Mô hình hệ thống điều khiển ổ từ phương 50 Hình 3.2 Nguyên lý băm xung chiều (BXMC) 52 Hình 3.3 Băm xung chiều nối tiếp 53 Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý băm xung chiều kiểu song song 55 Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý băm xung chiều nối tiếp – song song 58 Hình 3.6 Băm xung chiều đảo chiều, điều khiển riêng 60 Hình 3.7 Băm xung chiều có đảo chiều điều khiển đối xứng 61 Hình 3.8 Băm xung chiều đảo chiều, điều khiển đối xứng chế độ dòng điện 62 Danh mục hình vẽ Hình 3.9 Băm xung chiều đảo chiều điều khiển không đối xứng 63 luật điều khiển tạo chiều dòng điện dương 63 Hình 3.10 Sơ đồ mạch động lực BBĐ công suất dùng điều khiển ổ từ 64 Hình 4.1 Sơ đồ khối PIC18F4520 67 Hình 4.2 Sơ đồ chân PIC18F4520 dạng PDIP 70 Hình 4.3 Sơ đồ chân PIC18F4520 dạng TQFP 71 Hình 4.4 Sơ đồ chân PIC 18F4520 dạng QFN 71 Hình 4.5 Sơ đồ khối CCP chế độ PWM 72 Hình 4.6 Dạng xung PWM 73 Hình 4.7 Sơ đồ khối ADC 75 Hình 4.8 Tham chiếu tín hiệu tương tự với tín hiệu số 76 Hình 4.9 Lựa chọn cách ghi kết vào ghi chứa 77 Hình 4.10 Lựa chọn TAD phù hợp với tần số thiết bị 78 Hình 4.11 Chuyển đổi A/D với TACQ= TAD 78 Hình 4.12 Chuyển đổi A/D với TACQ= TAD 79 Hình 4.13 Mạch điện phục vụ thực hành biến đổi tương tự - số 80 Hình 4.14 Mô hình khối mạch điều khiển 81 Hình 4.15 Sơ đồ khối vi điều khiển trung tâm 82 Hình 4.16 Khối giao tiếp máy tính MAX232 82 Hình 4.17 Khối bàn phím 84 Hình 4.18 Sơ đồ nguồn nuôi cho vi điều khiển 85 Hình 4.19 Sơ đồ khối hệ thống sử dụng điều khiển PID 86 Hình 4.20 Xấp xỉ đạo hàm biến sai số e 87 Hình 4.21 Xấp xỉ tích phân biến sai số e 88 Hình 4.22 Mô hình mạch vòng dòng điện tối giản ổ từ phương 89 Hình 4.23 Mô hình mạch vòng vị trí ổ từ phương 90 Hình 4.24 Mô hình ổ đỡ từ 92 Hình 4.25 Mô hình điều khiển cuộn dây stator ổ đỡ từ 92 Hình 4.26 Giản đồ điện áp cuộn dây Stator 93 trục rotor nằm vị trí cân 93 Hình 4.27 Giản đồ điện áp cuộn dây stator 94 10 Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển mô kiểm chứng khắc phục độ tự cảm, điện trở cuộn dây điện áp tự cảm chuyển động (theo hệ số ku) u  Ri  L di dx  ku dt dt (4.8)  U  RI  sLI  sKu X (4.9) Dựa lý thuyết chuyển đổi lượng điện cơ, rằng, hệ số ku lý thuyết với hệ số lực ki Hơn nữa, số kx ki ổ từ độ tự cảm L thông số liên quan đến Do đại lượng biến thiên chậm so với đại lượng dòng điện Nên ta bỏ qua ảnh hưởng thành phần phản hồi biến thiên vị trí điện cảm nam châm điện thiết kế Hàm truyền cuộn dây 1 I Gcd    R  R U R  Ls  L s  Ti s R (4.10) Khi đơn giản mạch vòng điều khiển dòng điện sau: Hình 4.22 Mô hình mạch vòng dòng điện tối giản ổ từ phương Ta có hàm truyền đối tượng K si R Gdt  Gamp ,i Gcd   1  sTamp  1  sTi  1  sTamp  1  sTi  K amp (4.11) Với: Tamp = 10,2ms Ti = L/R = 12,61/3,1 = 4,07 ms Ksi = Kamp/R = 100/3,1 = 32,258 Khi áp dụng tiêu chuẩn tối ưu hóa modul cho đối tượng ta có điều chỉnh dòng điện khối PI Chọn hàm chuẩn tiêu chuẩn tối ưu modul có dạng: 89 Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển mô kiểm chứng FMD ( s )  1  2T s  2T2 s (4.12) Bộ điều chỉnh dòng có dạng Ri ( s )  FMD Gi 1  FMD  (4.13) Chọn Tδ =Ti  Ri ( s)   sTamp K si 2sTi  Tamp  1  K siTi  sTamp    (4.14) Ta thấy, điều chỉnh dòng điện khối PI t udk (t )  K p e(t )  K I  e(t )dt (4.15) Với: Kp  KI  Tamp 2Ti Ksi  10,  0,0389 2.4,07.32, 258 1   3,8105 2Ti K si 2.4, 07.32, 258 Khâu tổng hợp mạch vòng vị trí Khi tổng hợp mạch vòng vị trí mạch vòng dòng điện thay hàm chuẩn FMD Hình 4.23 Mô hình mạch vòng vị trí ổ từ phương Trong biểu thức (4.10) ta ước lượng khâu quán tính bậc hai khâu quán tính bậc cách giản ước thành phần vi phân bậc hai số thời gian Tδ nhỏ nên ta bỏ qua tích số 2Tδ2 ta có hàm truyền hệ hở: FMD ( s )  1  2  2T s  2T s  2T s (4.16) 1  2T sms  k x (4.17) Khi đó: Gdt ( s )  FMD GAMB  90 Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển mô kiểm chứng Chọn điều khiển PID Rx  K p  K ps  KI  KDs2 KI  KDs  s s (4.18) Hàm truyền hệ hở là: GH ( s )  Rx FMD GAMB K  p s  K I  K D s  ki s 1  2T s   ms  k x   B( s) Ak ( s ) (4.19) Hàm truyền hệ kín GK ( s )  GH ( s ) B( s) B( s)    GH ( s ) A( s)  B( s) AK ( s) (4.20) Các hệ số KP KI KD xác định theo phương pháp gán điểm cực Xét đa thức đặc tính AK ( s)  s 1  2T s  ms  k x    K p s  K I  K D s  ki  2T ms  ms   K D ki  2T k x  s   K P ki  k x  s  K I ki (4.21) Áp dụng tiêu chuẩn Routh, điều kiện hệ ổn định Tδ > KD – Kp.2Tδ > ↔ KD > Kp.2Tδ (KD – 2TδKp)(KPki - kx) – KI > 4.4 Mô kiểm chứng Để đánh giá chất lượng điều khiển khả đáp ứng biến đổi điện tử công suất ta tiến hành mô với mô hình xây dựng Mô thể đồ thị điện áp băm xung tải với tần số cao, có nhiễu ngoại lực tác động ổ trục bị lệch khỏi vị trí cân bằng, cảm biến vị trí xác định giá trị đưa vi điều khiển để tính toán giá trị băm xung Giá trị điện áp trung bình cuộn dây ổ từ cao hay thấp điều khiển tính toán để thay đổi độ rộng xung cho phù hợp Với việc xây dựng biến đổi điện tử công xuất sử dụng mạch băm xung chiều (cầu H) điều khiển đối xứng sử dụng vòng phản hồi kín hoàn toàn đáp ứng yêu cầu đặt với toán điều khiển ổ từ chủ động 91 Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển mô kiểm chứng Kết mô Hình 4.24 Mô hình ổ đỡ từ Trong mô hình bao gồm có ổ đỡ từ Mỗi đầu có ổ đỡ từ bố trí hình vẽ Tác giả mô trình biến đổi lượng cuộn dây ổ đỡ từ sử dụng biến đổi điện tử công suất tính toán thiết kế Hình 4.25 Mô hình điều khiển cuộn dây stator ổ đỡ từ Khi ổ từ hoạt động chế độ cân Khi ta coi trục rotor nằm vị trí cân bằng, giá trị điện áp dòng điện cấp cho cuộn dây stator cố định Khoảng cách rotor động cuộn dây stator xác định cảm biến vị trí 92 Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển mô kiểm chứng Hình 4.26 Giản đồ điện áp cuộn dây Stator trục rotor nằm vị trí cân 93 Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển mô kiểm chứng Hình 4.27 Giản đồ điện áp cuộn dây stator trục rotor lệch khỏi vị trí cân 94 Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển mô kiểm chứng Hình 4.28 Giản đồ điện áp cuộn dây stator trục rotor lệch khỏi vị trí cân Nhƣ vậy: Khi chưa có ngoại lực tác động, sau đưa trục vị trí cân biến đổi công suất tính toán băm xung điện áp cuộn dây stator tạo lực từ cân với trọng lượng trục Khi có ngoại lực tác động lên trục làm trục lệch khỏi vị trí cân Cảm biến vị trí xác định vị trí, khâu phản hồi vị trí phản hồi dòng điện tính toán giá trị phản hồi vi điều khiển Sau vi điều khiển tính toán khoảng thời gian băm xung cấp vào mạch động lực Thay đổi thời gian băm xung nghĩa thay đổi giá trị điện áp đặt vào cuộn dây stator Bộ biến đổi nhanh chóng tính toán giá trị dòng điện điện áp để tạo giá lực đẩy hút đưa trục vị trí cân 95 Kết luận kiến nghị KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Ổ đỡ chi tiết nhỏ quan trọng với hoạt động thiết bị Với ưu điểm trội như: điều khiển chủ động, chuyển động không tiếp xúc, không yêu cầu bôi trơn, làm việc tốt môi trường khắc nghiệt, tốc độ cao…ổ đỡ từ có kỳ vọng phát triển mạnh mẽ lĩnh vực khoa học kỹ thuật Nghiên cứu ổ đỡ từ nói chung ổ đỡ từ chủ động nói riêng đề tài Việt Nam có nghiên cứu, phát triển định, thu hút nhiều quan tâm chuyên gia công nghệ đầu ngành Luận văn tập chung nghiên cứu hoạt động ổ từ, ưu điểm ổ từ phân tích ảnh hưởng liên quan đến vấn đề tính toán thiết kế biến đổi điện tử công suất dùng cho ổ đỡ từ chủ động Mặc dù đề tài mới, tài liệu tham khảo nước hạn chế, chủ yếu tài liệu tiếng Anh khả hạn chế Tuy nhiên tác giả cố gắng nỗ lực giải số vấn đề luận văn như: - Tìm hiểu, phân tích nguyên lý hoạt động quan hệ động lực học hệ thống ổ từ chủ động cực Từ tiến hành xây dựng mô hình toán học ổ đỡ từ chủ động cực - Thông qua mô hình toán học ổ từ, thấy rằng: ổ đỡ từ đối tượng phi tuyến, không ổn định Do đó, cần thiết phải có điều khiển để ổ từ làm việc ổn định - Hệ truyền động mô hình điều khiển cuộn dây ổ từ đòi hỏi tốc độ đáp ứng nhanh, tần số băm xung điều khiển cao, điều khiển ổn định, sai lệch tĩnh nhỏ, khắc phục nhiễu Luận văn thực mô thành công mô hình biến đổi điện tử công suất dùng cho ổ từ chủ động với mạch động lực sử dụng mạch băm xung chiều dạng cầu H, mạch phát xung điều khiển sử dụng vi điều khiển PIC 18F4520 sử dụng nhiều công nghiệp 96 Kết luận kiến nghị Kiến nghị Nội dung luận văn giải vấn đề đặt thiết kế biến đổi điện tử công suất có chức cung cấp lượng cho cuộn dây ổ đỡ từ Tuy nhiên để thực điều khiển ổn định hoạt động ổ đỡ từ ta cần phải quan tâm đến số vấn đề nữa, như: - Ổ đỡ từ hoạt động theo định luật cơ, điện, từ Vậy ảnh hưởng từ trường đến hoạt động ổ đỡ từ sao? Các biện pháp loại bỏ nhiễu? - Cần nghiên cứu xem xét thêm yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động ổ từ, như; chế tạo khí không đối xứng ổ đỡ từ, sai lệch vị trí cảm biến, nhiễu cảm biến vị trí gây - Tốc độ đóng cắt van công suất có gây tượng trễ hay không? Chất lượng thi công mạch công suất sao? Đó số vấn đề cần quan tâm nghiên cứu, phát triển để việc điều khiển, ứng dụng ổ đỡ từ công nghiệp thực trở nên hiệu Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2015 Tác giả Nguyễn Đức Dương 97 Phụ lục PHỤ LỤC Chương trình nạp cho vi điều khiển #include #include #include #include #include // cau hinh ban dau #pragma config OSC=HS //chon nguon xung dao dong HS: High-Speed #pragma config WDT=OFF //tat watch dog timer #pragma config MCLRE=ON //#pragma config PBADEN=OFF //PortB A/D: OFF (cac chan PB4:PB0 la cong vao so), cho Crystal/Resonator //cho phep reset ngoai phep ngat #pragma config LVP=OFF #pragma config CCP2MX = PORTC // PORTC port C // PORTBE RB3 // #define LCD_DATA PORTD #define LCD_RS PORTEbits.RE0 #define LCD_RW PORTEbits.RE1 #define LCD_EN PORTEbits.RE2 unsigned int AD; char message[32]; //khai protype chuong trinh void Lcd_configure(void); // khoi tao lcd void Lcd_Write_Command(char command); // ghi lenh void Lcd_Write_Data(char data); // ghi data void Lcd_Write_String(char *str); // ghi chuoi void ADC0(void); //viet chuong trinh void Lcd_configure(void) { //(1) Dua LCD ve che "bat dau" Lcd_Write_Command(0x03); 98 Phụ lục //(2) Cau hinh LCD // - DL = 1: bit du lieu // - N = 1: LCD hien thi tren dong // - F = 0: Font chu 5x7 diem Lcd_Write_Command(0x38); //(3) thiet lap che hien thi // - I/D = vi tri tro tang(trai qua phai) // - S = khong dich chuyen ky tu Lcd_Write_Command(0x06); //(4) bat ta hien thi // - D = hien thi lien tuc khong nhap nhay // - B = tro khong nhap nhay // - C = tat tro Lcd_Write_Command(0x0c); //(5) xoa man hinh Lcd_Write_Command(0x01); } void Lcd_Write_Command(char command) { LCD_RS =0; LCD_RW =0; LCD_EN =1; LCD_DATA =command; LCD_EN =0; Delay1KTCYx(5); } void Lcd_Write_Data(char data) { LCD_RS =1; LCD_RW =0; LCD_EN =1; LCD_DATA =data; LCD_EN =0; Delay1KTCYx(5); } void Lcd_Write_String(char *str) { 99 Phụ lục while(*str) { Lcd_Write_Data(*str); str++; } } void ADC0(void) { OpenADC(ADC_FOSC_32 & //A/d clock source = FOSC/32) ADC_RIGHT_JUST & // DICH PHAI(1) ADC_12_TAD, //A/D ACQUISITION TIME = 12 TAD (2) ADC_CH0 & //CHON KENH AN0 ADC_INT_OFF & //CHO PHEP NGAT ADC_VREFPLUS_VDD & // VREF+ = AVDD ADC_VREFMINUS_VSS, // VREF- = AVSS 14); // PCFG13:PCFG0=14 (3) ConvertADC(); while(BusyADC()); AD = ReadADC(); CloseADC(); } // -void main() { float AD1; unsigned int AD2; // Uu tien ngat IPEN=1 RCONbits.IPEN=1; INTCONbits.GIE =1; INTCONbits.PEIE =1; ADCON1=0X0E; // AN0-AN12 la vao so TRISB = 0b00001111; INTCON3bits.INT1IE =1; INTCON3bits.INT1IF = 1; INTCON3bits.INT1IF = 0; INTCON3bits.INT1IP = 0; INTCON2bits.INTEDG1 = 0; // 1- ngat suon duong; - ngat suon am INTCONbits.INT0IE =1; 100 Phụ lục INTCONbits.INT0IF = 1; INTCONbits.INT0IF = 0; INTCON2bits.INTEDG0 = 0; // 1- ngat suon duong; - ngat suon am TRISD=0X00; TRISE=0X00; TRISA=0X01; // AN0 CO CHIEU VAO //ADCON1=0X0F; Lcd_configure(); //TRISB = 0b00001111; PORTB = 0; TRISC=0b00001100; // Chon chan CCP1 co chieu //thiet lap PWM OpenPWM2(249); // 1kHz CCP2CON = 0b00001100; // chon che PWM2 //thiet lap timer2 he so chia 16 T2CONbits.T2CKPS1=1; // TMR2 Prescale = 16 // 1x T2CONbits.T2CKPS0=1; T2CONbits.TMR2ON=1; // bat timer while(1) { ADC0(); AD1 = (float)(AD*5)/1023; // doi dien ap sang vol AD2 = (unsigned int)(AD1*1000); // doi dien ap sang mV //thiet lap rong SetDCPWM2(500 - AD/2); //SetDCPWM2(250); Lcd_Write_Command(0x80); //bat dau dong sprintf(&message[0],"PWM = 0.%d ",(500 - AD/2)); Lcd_Write_String(&message[0]); Lcd_Write_Command(0xc0); //bat dau dong sprintf(&message[0],"V_fb = %d.%d V",AD2/1000,AD2%1000); Lcd_Write_String(&message[0]); } } 101 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Akira Chiba, Adashi Fukao, Osamu Ichikawa, Masahide Oshima, Asatsugu Takemoto and David G Drrell, Magnetic Bearings and Bearingless Drives, Newnes, 2005 [2] Shinichi Moriyama, Katsuhide Watanabe, Takahide Haga, Magnetic LevitationControl Apparatus, United States Patent No.6515388 B1, Feb.4, 2003 [3] Gerhard Schweitzer · Eric H Maslen, Magnetic Bearings, Springer Dordrecht Heidelberg, 2009 [4] Morse, N., Smith, R and B Paden, Magnetic Bearing System Identification, MBC 500 Magnetic System Operating Instructions, pp.1-14, May 29, 1996 [5] J.Schmied “Experience with magnetic bearings support in gas pipeline compressor”, Proc Of the 10th International Symposium on Magnetic Bearings, August 2006, Martigny, Switzerland, pp 292-297 [6] A.E Fitzgerzald, Charles Kingsley, Jr, Stephen D Umans, Electric machinery, Sixth edition, McGraw – Hill, 2003 [7] Nguyễn Quang Địch, “Thiết kế hệ điều khiển cho vòng bi từ chủ động cực sử dụng khuếch đại tuyến tính” Hội nghị toàn quốc Điều khiển tự động hóa – VCCA – 2011,pp 387 – 392 [8] Trần Lục Quân, Trần Xuân Minh, Nguyễn Thị Thanh Bình “Điều khiển tách kênh động cho vòng bi từ chủ động bậc tự phương pháp phản hồi trạng thái”, Hội nghị toàn quốc Điều khiển Tự động hóa – VCCA – 2011, pp 359 – 363 [9] Nguyễn Thị Thanh Bình “Cải thiện chất lượng điều khiển ổ đỡ từ”, Luận án Tiến sĩ, Đại học Thái Nguyên, 2013 [10] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Điều chỉnh tự động truyền động điện, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2004 [11] Phạm Quốc Hải, Hướng dẫn thiết kế Điện tử công suất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2009 [12] Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất, lý thuyết – thiết kế - mô - ứng dụng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2005 102 Tài liệu tham khảo [13] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh “Lý thuyết điều khiển phi tuyến”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2003 [14] Nguyễn Doãn Phước “Lý thuyết điều khiển tuyến tính”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2007 [15] Nguyễn Bính, “Điện tử công suất” Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2000 [16] Trần Trọng Minh, “Giáo trình Điện tử công suất” Nhà xuất giáo dục, 2007 [17] Trần Trọng Minh, Vũ Hoàng Phương “Thiết kế điều khiển cho biến đổi điện tử công suất” Đại học Bách khoa Hà nội, 2014 [18] Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi “Phân tích giải mạch điện tử công suất” Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2003 [19] Nguyễn Phùng Quang, “Matlab Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động” Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội, 2004 [20] Microchip, “PIC 18F2420/2520/4420/4520” Data Sheet, Microchip Technology, 2007 [21] Vũ Trung Kiên, Phạm Văn Chiến, Nguyễn Văn Tùng “Kỹ thuật ứng dụng vi điều khiển vào điều khiển máy” Đại học Công nghiệp Hà nội, 2014 103 ... nghiên cứu đề tài Nghiên cứu tổng quan ổ đỡ từ Xây dựng mô hình toán học ổ từ chủ động Thiết kế biến đổi điện tử công suất dùng cho ổ từ chủ động Mô biến đổi điện tử công suất dùng cho ổ từ chủ. .. 41 CHƢƠNG 50 MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT DÙNG CHO Ổ TỪ CHỦ ĐỘNG 50 3.1 Yêu cầu kỹ thuật với biến đổi điện tử công suất dùng cho ổ từ 50 3.2 Bộ biến đổi điện tử công suất dùng cho ổ từ 51 3.2.1 Giới... kế biến đổi điện tử công suất dùng cho ổ từ luận văn tập chung nghiên cứu số nội dung sau: Nghiên cứu tổng quan ổ đỡ từ Xây dựng mô hình toán học ổ từ chủ động Thiết kế biến đổi điện tử công suất