THIẾT KẾ, THI CÔNG BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA 110VAC VÀ BỘ NGUỒN DÒNG THAY ĐỔI

THIẾT KẾ, THI CÔNG BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA 110VAC VÀ BỘ NGUỒN DÒNG THAY ĐỔI Dựa trên những điều tất yếu đó, cộng thêm yêu cầu bên phòng kĩ thuật của Công ty SEE là cần có một bộ nguồn ba pha dùng để thí nghiệm,thử nghiệm, kiểm tra lại độ an toàn, hoạt động chắc chắn của các thiết bị trước khi cho vận hành trong hệ thống điện. Vì vậy chúng em đã quyết định chọn đề tài “ THIẾT KẾ, THI CÔNG BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA 110VAC VÀ BỘ NGUỒN DÒNG THAY ĐỔI ” làm đề tài nghiên cứu khoa học cho mình. Đây là đề tài liên quan đến rất nhiều môn học chuyên ngành như Điện Tử, Điện Tử Công Suất, Vi Điều Khiển… Vì vậy giúp chúng em hệ thống lại những kiến thức đã được học thông qua việc thi công mạch và viết báo cáo.

BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II

PHẦN MỞ ĐẦU

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Là sinh viên của khoa Điện Tử chúng em luôn muốn tìm tòi, học hỏi và nghiêncứu những vấn liên quan đến chuyên ngành để có thể ứng dụng những kiến thức đãđược học, giúp ích cho xã hội và cuộc sống Đối với một trạm điện trước khi đi vàohoạt động đòi hỏi độ an toàn rất cao, điện áp trong trạm rất lớn đến hàng trăm KV vàdòng điện đến hàng chục KA Vì vậy trước khi đi vào vận hành thì các thiết bị đượcthử nghiệm một cách rất kĩ để kiểm tra độ an toàn tuyệt đối của chúng, nếu không thìsự cố xảy ra sẽ để lại những hậu quả khó lường trước được và làm thiệt hại đến kinh tếxã hội Dựa trên những điều tất yếu đó, cộng thêm yêu cầu bên phòng kĩ thuật củaCông ty SEE là cần có một bộ nguồn ba pha dùng để thí nghiệm,thử nghiệm, kiểm tralại độ an toàn, hoạt động chắc chắn của các thiết bị trước khi cho vận hành trong hệ

thống điện Vì vậy chúng em đã quyết định chọn đề tài “ THIẾT KẾ, THI CÔNGBỘ NGHỊCH LƯU BA PHA 110VAC VÀ BỘ NGUỒN DÒNG THAY ĐỔI ” làm

đề tài nghiên cứu khoa học cho mình

Đây là đề tài liên quan đến rất nhiều môn học chuyên ngành như Điện Tử, ĐiệnTử Công Suất, Vi Điều Khiển… Vì vậy giúp chúng em hệ thống lại những kiến thứcđã được học thông qua việc thi công mạch và viết báo cáo

TỔNG QUAN LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Qua tìm hiểu trên internet chúng em thấy rằng vấn đề liên quan đến đề tài được đề cập rất hạn chế, cụ thể là

Trong nước: Chưa có công ty nào sản xuất bộ nguồn này Ngoài nước: Hiện có một số công ty sản xuất tuy nhiên giá thành còn rất cao, đối với những bộ cho ra sóng sin chuẩn và công suất cao có giá lên đến vài chục nghìnUSD, còn những bộ công suất nhỏ thì cũng có giá vài nghìn USD

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu của đề tài là để thí nghiệm, thử nghiệm những thiết bị trước khi cho vận hành trong hệ thống điện, thử nghiệm hệ thống scada điều khiển và nhiều ứng dụng khác trong công ty

Đề tài gồm nhiều môn học chuyên ngành liên quan cì vậy qua đề tài giúp chúngem hiểu rõ, nắm sâu hơn về kiến thức đã được học

NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Phạm vi nghiên cứu:

Trong công ty cổ phần thiết bị điện sài gòn (SEE)

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Dựa vào kiến thức có được, đọc và tìm hiểu tài liệu trong sách liên quan và trêninternet, thiết kế thử mạch kết hợp với máy dao động kí có trên công ty để đo sóng, từđó đúc kết và đưa ra sơ đồ mạch giải quyết được những vấn đề nêu ra

Học hỏi những thầy có nhiều kinh nghiệm bên mảng này để có hướng giảiquyết nhanh và tốt hơn

Giải quyết từng mạch nhỏ và sau đó ghép thành mạch hoàn chỉnhTrong quá trình làm ghi chép chi tiết lại để tránh lặp lại những thiết kế đã bịloại bỏ

Tính toán thử nghiệm để biết được chính xác hơn

BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II

BỐ CỤC CỦA ĐỀ TÀI

Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung báo cáo gồm 3 chương:+ Chương 1: Tổng quan về đề tài

+ Chương 2: Thiết kế, tính toán hệ thống + Chương 3: Tổng kết

Phần cuối của bài báo cáo là danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục đính kèm

THỜI GIAN BIỂU ĐỂ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

+Ngày 30-7 nhận đề tài giao từ công ty.+Từ 1 đến 15-8 ráp mạch chuyển từ một chiều sang xoay chiều một pha, tìmcách đưa ra ngõ ra biên dạng sóng sin

+Từ 16 đến 31-8 hoàn tất mạch đưa ra một pha xoay chiều có biên dạng sóngsin

+Từ 1 đến 15-9 thiết kế và thử nghiệm mạch dịch pha 120 độ.+Từ 16 đến 30 tháng 9 hoàn tất về sơ đồ cho mạch dịch pha 120 và lấy ra mộtpha thiết kế bộ nguồn dòng thay đổi được

+ Trong tháng 10 thiết kế vỏ cho bộ nguồn,ráp thành bộ hoàn chỉnh.+ Đầu tháng 11 bắt đầu viết báo cáo dự kiến hoàn tất trong tháng 11 để chuẩn bịbáo cáo

NỘI DUNG

1) Các phương pháp giải quyết vấn đề

Dựa vào kiến thức có được, đọc và tìm hiểu tài liệu trong sách liên quan và trêninternet, thiết kế thử mạch kết hợp với máy dao động kí có trên công ty để đo sóng, từđó đúc kết và đưa ra sơ đồ mạch giải quyết được những vấn đề nêu ra

Học hỏi những thầy có nhiều kinh nghiệm bên mảng này để có hướng giảiquyết nhanh và tốt hơn

Giải quyết từng mạch nhỏ và sau đó ghép thành mạch hoàn chỉnhTrong quá trình làm ghi chép chi tiết lại để tránh lặp lại những thiết kế đã loạibỏ

Tính toán thử nghiệm để biết được chính xác hơn

Nguồn DC cấp cho mạch

Bộ tạo tần số và xung

kích 3 pha

Bộ tạo sóng sin pha 1Bộ tạo sóng sin pha 2Bộ tạo sóng sin pha 3

Tầng công suấtTầng công suấtTầng công suất

Biến áp1

Biến áp2

Biến áp3

Nguồn dòng

thay đổi

BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II

Mạch tạo sóng sin để kích tầng công suất Sơ đồ khối:

Trong mạch này sử dụng IC-LM324 để chuyển dạng sóng o Dùng vi điều khiển để tạo ra dạng sóng ba pha lệch nhau 120 độ

Chương trình trong vi điều khiển sẽ tạo ra những xung kích làm cho mỗi pha sẽ lệchnhau 120o và cho phép chỉnh được tần số, dự định dùng vi điều khiển AVR Atmega-8để điều khiển

o Bộ nguồn dòng thay đổi được

Mạch chuyển đổi

Sóng sin cócùng tần số

Sóng sin cócùng tần số

Vi điều khiểnđược lập trìnhđể tạo ra dạngsóng ba pha

3) Dự kiến kết quả đạt được

Dự kiến sẽ hoàn tất tất cả những yêu cầu mà công ty đưa ra

4) Đúc kết những gì đã giải quyết được và những gì chưa giải quyết

Những vấn đề đã giải quyết được

 Mạch chuyển đổi sóng vuông từ bộ dao động sang sóng sin để kích tầngcông suất của bộ nghịch lưu nhằm đưa ra ngõ ra có biên dạng sóng sin Sơ đồ mạch:

Sóng vào ra hiển thị trên dao động kí như trên, đây là mạch quyết định biêndạng sóng ra

 Mạch nghịch lưu một pha hoàn chỉnh với áp ra 220VAC Sơ đồ mạch:

R1210KR9

39K

VR

VCC 12V

+-

10K

104C5

R14 47K+12VR11

+12V

+-

BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II

R1210KR9

39K

+-

LM324

65 7

LM324

65 7

C4 104200K

IN

R4510k

R4810k

T1

BA 5A

14

568

R7470R10

+12R11

+12V

+-

LM324

23

Dạng sóng ngõ ra đo được trên dao động kí

Nguyên lý: xung kích từ vi điều khiển đưa vào bộ chuyển đổi sóng và tạo thànhsóng sin, sóng sin này được chia ra Đầu tiên đưa trực tiếp vào IC LM317 thứ nhấtđể tăng dòng kích cho sò công suất 1 và đầu ra của biến áp ta thu được bán kìdương, xung thứ hai qua một bộ đảo pha làm lệch pha đi khoảng nửa chu kì và đưavào IC LM317 thứ hai để tăng dòng kích cho sò công suất 2 và đầu ra của biến ápta thu được bán kì còn lại

 Mạch nghịch lưu một pha chỉnh sửa hoàn chỉnh với áp ra 220vSơ đồ mạch:

L M 3 1 73

L M 3 2 46

R 1 24 7 0R 4

1 0 K

R 51 0 KV R 3

2 4 V

R 71 0 K

+-

L M 3 2 46

3 9 K

R 3+ 1 2 V

568

R 41 0 K

+-

L M 3 2 42

L M 3 2 42

V C C 1 2 V+ 1 2 V

R 71 0 KR 2

3 9 K

V C C 1 2 V

V C C

1 0 4C 5

R 1 44 7 0

Một phần khác nữa so với sơ đồ trước là ở tầng biến áp cách ly giữa ngõ ra củaIC ổn áp LM317 và ngõ vào của Transistor D1047, biến áp này có tác dụng để bảo vệsò công suất khi mất dao động thì 2 sò công suất có thể dẫn điện mạnh làm ngắn mạchvà gây hư hỏng sò

Dạng sóng đo được như sau:

BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II

Dự định dùng vi điều khiển AVR-Atmega8 để tạo ra ba pha lệch nhau 120o

V C C

I C 1A T M e g a 8 - T Q F P 3 2

1 51 6

3 2

P D 3 ( I N T 1 )P D 4 ( X C K / T 0 )

P B 3 ( M O S I / O C 2 )P B 4 ( M I S O )P B 5 ( S C K )

P D 1 ( T X D )P D 2 ( I N T 0 )

V R 3

R e a d A D CO U T 4R E S E T

C 62 2 pY 11 6 M H z

O U T 6

J 8

C O N 6

135

V R 2

R E S E T

O U T 2

C 11 0 4

O U T 3O U T 5

V C C

1 0 K

C 52 2 p

V C C

Vi điều khiển sẽ có nhiệm vụ tạo ra các xung kích để đưa vào bộ chuyển đổi sóng,mỗi pha được kích lệch nhau về mặt thời gian là 31T tần số của các xung kíchđược thay đổi băng giải thuật của chương trình

Đầu tiên pha thứ nhất sẽ được kích, bộ chuyển đổi sóng sẽ chuyển đổi sóng vuôngthành sóng sin để đưa vào tầng công suất sau đó đưa ra biến áp và cảm ứng ra phíangoài Pha thứ hai được kích sau 31T và có nguyên lý giống như pha thứ nhất, phathứ 3 thì lệch đi tiếp 31T so với pha thứ hai và có nguyên lý giống như vậy cứ nhưthế ta thu được dạng sóng ba pha mỗi pha lệch nhau 1200 Biến trở được gắn vàochân adc của vi điều khiển, khi ta chỉnh biến trở nghĩa là thay đổi giá trị adc đưavào, giá trị adc sẽ được cập nhật khi có ngắt xảy ra Khi giá trị adc thay đổi sẽ làmthay đổi chu kì kích ba pha và làm thay đổi tần số

 Ghép 3 tầng 1 pha thành ba pha với giải thuật vi điều khiển Khi đã thử nghiệm một pha xong chúng em tiến hành thử nghiệm ba pha băng cáchghép ba tầng một pha lại, nguyên lý hoạt động của mỗi pha giống nhau và lệchnhau nhau 120o

BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN IISơ đồ nguyên lý tổng thể đã được thử nghiệm và cho ra dạng sóng đo được trêndao động kí:

o Bộ nguồn dòng thay đổi được với sơ đồ như sau:

V R 2

L M 3 1 73

C 1 3

+ L M 3 2 4

67

R 51 0 K

- 1 2 VV C C

R 1 24 7 0R 4

1 0 K

V R 4

R 3 11 0 KR 2 8

3 9 K

I N

C 61 0 4

R 51 0 K

V C C 1 2 V

R 1 9RV C C 1 2 V

V R 3

R 1 6V C C 1 2 V

T 1

B A 5 A14

568

+ L M 3 2 4

21

R 1 5

2 0 0 K

R 1 7+ 1 2 V

2 4 V

1 0 4C 5

R 3 31 0 K

V C C 1 2 VR 7

1 0 K

C 22 2 p

L M 3 1 73

568- 1 2 V

R 6 4 7 K+ 1 2 V

V C C _ 5 V

R 2 0I C 1

2 62 93 0

P D 3 ( I N T 1 )P D 4 ( X C K / T 0 )

P B 3 ( M O S I / O C 2 )P B 4 ( M I S O )P B 5 ( S C K )

P D 2 ( I N T 0 )

2 0 0 K

C 61 0 4

R 6 4 7 K+ 1 2 V

R e a d A D C

R 2 9+ 1 2 VR 1 6

- 1 2 VR 23 9 K

R 2 74 7 0

B A 5 A

R 2 1R

Q 1

D I O D E D I A C

R E S E T

R 3+ 1 2 V

R 1 9R

V C C

J 8

C O N 61

4

Q 6T R IA C

V C C 1 2 V

L M 3 1 73

P H A S E C

V C C

R 2 83 9 KV R 3

2 0 0 K

R E S E T

R 1 5

R 4 04 7 0

T 1

B A 5 A14

568

V C CC 1

2 2 p

R 41 0 K

+ L M 3 2 4

21

- 1 2 VC 4 1 0 4

+ L M 3 2 4

21

V C C

R 1 9 4 7 K+ 1 2 V

I N

O U T 1

Y 11 6 M H z

C 8 1 0 4

R 3 84 7 0

R 2 1R

- 1 2 VR 1 7

+ L M 3 2 4

21

C 4 1 0 4

R 2 6 4 71 0 4

+ 1 2 V

R 3 2 4 7 K+ 1 2 VR 71 0 K

V C C 1 2 V

2 4 V

R 23 9 K

+ L M 3 2 4

67

R 3 0

R 1 44 7 0

P H A S E B

T 4B A D o n g

1 0 4R 11 0 K

R 2 54 7 0

1 0 4C 7

2 0 0 K

R 1 9 4 7 K+ 1 2 VV C C

R 1 81 0 K