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 khoa Điện Tử chúng em ln muốn tìm tòi, học hỏi nghiên cứu vấn liên quan đến chuyên ngành để ứng dụng kiến thức học, giúp ích cho xã hội sống Đối với trạm điện trước vào hoạt động đòi hỏi độ an toàn cao, điện áp trạm lớn đến hàng trăm KV dòng điện đến hàng chục KA Vì trước vào vận hành thiết bị thử nghiệm cách kĩ để kiểm tra độ an toàn tuyệt đối chúng, khơng cố xảy để lại hậu khó lường trước làm thiệt hại đến kinh tế xã hội Dựa điều tất yếu đó, cộng thêm yêu cầu bên phòng kĩ thuật Cơng ty SEE cần có nguồn ba pha dùng để thí nghiệm,thử nghiệm, kiểm tra lại độ an toàn, hoạt động chắn thiết bị trước cho vận hành hệ thống điện Vì chúng em 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 Đây đề tài liên quan đến nhiều môn học chuyên ngành Điện Tử, Điện Tử Công Suất, Vi Điều Khiển… Vì giúp chúng em hệ thống lại kiến thức học thông qua việc thi công mạch viết báo cáo TỔNG QUAN LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Qua tìm hiểu internet chúng em thấy vấn đề liên quan đến đề tài đề cập hạn chế, cụ thể Trong nước: Chưa có cơng ty sản xuất nguồn Ngồi nước: Hiện có số cơng ty sản xuất nhiên giá thành cao, cho sóng sin chuẩn cơng suất cao có giá lên đến vài chục nghìn USD, cơng suất nhỏ có giá vài nghìn USD BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu đề tài để thí nghiệm, thử nghiệm thiết bị trước cho vận hành hệ thống điện, thử nghiệm hệ thống scada điều khiển nhiều ứng dụng khác công ty Đề tài gồm nhiều môn học chuyên ngành liên quan cì qua đề tài giúp chúng em hiểu rõ, nắm sâu kiến thức học NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nội dung: Thiết kế thi công nghịch lưu ba pha 110Vac, điện áp pha 63V so với mass Tạo nguồn dòng pha thay đổi từ (0-5A) Sóng điện áp ngõ phải có biên dạng hình sin phải có tạo sóng sin để kích transistor cơng suất trước đưa biến áp 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 tìm hiểu tài liệu sách liên quan internet, thiết kế thử mạch kết hợp với máy dao động kí có cơng ty để đo sóng, từ đúc kết đưa sơ đồ mạch giải vấn đề nêu Học hỏi thầy có nhiều kinh nghiệm bên mảng để có hướng giải nhanh tốt Giải mạch nhỏ sau ghép thành mạch hồn chỉnh Trong trình làm ghi chép chi tiết lại để tránh lặp lại thiết kế bị loại bỏ Tính tốn thử nghiệm để biết xác BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II BỐ CỤC CỦA ĐỀ TÀI Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung báo cáo gồm chương: + Chương 1: Tổng quan đề tài + Chương 2: Thiết kế, tính tốn hệ thống + Chương 3: Tổng kết Phần cuối báo cáo danh mục tài liệu tham khảo phụ lục đính kèm THỜI GIAN BIỂU ĐỂ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI +Ngày 30-7 nhận đề tài giao từ công ty +Từ đến 15-8 ráp mạch chuyển từ chiều sang xoay chiều pha, tìm cách đưa ngõ biên dạng sóng sin +Từ 16 đến 31-8 hồn tất mạch đưa pha xoay chiều có biên dạng sóng sin +Từ đến 15-9 thiết kế thử nghiệm mạch dịch pha 120 độ +Từ 16 đến 30 tháng hoàn tất sơ đồ cho mạch dịch pha 120 lấy pha thiết kế nguồn dòng thay đổi + Trong tháng 10 thiết kế vỏ cho nguồn,ráp thành hoàn chỉnh + Đầu tháng 11 bắt đầu viết báo cáo dự kiến hoàn tất tháng 11 để chuẩn bị báo cáo BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II NỘI DUNG 1) Các phương pháp giải vấn đề Dựa vào kiến thức có được, đọc tìm hiểu tài liệu sách liên quan internet, thiết kế thử mạch kết hợp với máy dao động kí có cơng ty để đo sóng, từ đúc kết đưa sơ đồ mạch giải vấn đề nêu Học hỏi thầy có nhiều kinh nghiệm bên mảng để có hướng giải nhanh tốt Giải mạch nhỏ sau ghép thành mạch hồn chỉnh Trong q trình làm ghi chép chi tiết lại để tránh lặp lại thiết kế loại bỏ Tính tốn thử nghiệm để biết xác 2) Các bước tiến hành để làm Bước 1: thiết kế sơ đồ khối tổng thể để nắm rõ vấn đề cần phải giải Nguồn DC cấp cho mạch Bộ tạo tần số xung kích pha Bộ tạo sóng sin pha Tầng cơng suất Biến áp1 Bộ tạo sóng sin pha Tầng cơng suất Biến áp2 Bộ tạo sóng sin pha Tầng cơng suất Biến áp3 Nguồn dòng thay đổi Bước 2: Từ sơ đồ khối đưa tiến hành thử nghiệm phần nhỏ Mạch tạo pha Trong mạch thử nghiệm cho sóng ngõ có biên dạng tương đối sin áp trước hết khoảng 220VAC, tần số khoảng 50Hz Tiến hành đo đạt ghi nhận dạng sóng, tính tốn chỉnh định cho phù hợp Sóng sin có tần số BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II Mạch tạo sóng sin để kích tầng cơng suất Sơ đồ khối: Xung vuông từ tạo tần số Mạch chuyển đổi Sóng sin có tần số Trong mạch sử dụng IC-LM324 để chuyển dạng sóng o Dùng vi điều khiển để tạo dạng sóng ba pha lệch 120 độ Pha Vi điều khiển lập trình để tạo dạng sóng ba pha Pha Pha Chương trình vi điều khiển tạo xung kích làm cho pha lệch 120o cho phép chỉnh tần số, dự định dùng vi điều khiển AVR Atmega-8 để điều khiển o Bộ nguồn dòng thay đổi PHA A Bộ điều chỉnh dòng Biến áp dòng Dòng Ra Bộ nguồn dòng yêu cầu phải chỉnh từ (0-5A), điện áp ngõ nhỏ gần 0, nghĩa cần có dòng mà khơng cần có áp Bước 3: Sau thử nghiệm thành công vấn đề đặt bước 2, tiến hành thiết kế sơ đồ nguyên lý toàn bộ, vẽ sơ đồ layout đến lắp ráp thực tế BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II 3) Dự kiến kết đạt Dự kiến hoàn tất tất yêu cầu mà công ty đưa 4) Đúc kết giải chưa giải Những vấn đề giải  Mạch chuyển đổi sóng vng từ dao động sang sóng sin để kích tầng cơng suất nghịch lưu nhằm đưa ngõ có biên dạng sóng sin Sơ đồ mạch: C4 10 VCC 12V 200K R11 +1 2V +1 2V - + LM324 R10 R1 10 K - + LM324 R1 11 VR R1 47K IN VCC R9 39K 10 C5 11 10K 10 K -1 2V Sóng vào hiển thị dao động kí trên, mạch định biên dạng sóng  Mạch nghịch lưu pha hoàn chỉnh với áp 220VAC Sơ đồ mạch: BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II 200K VCC +12V +12V LM317 + LM324 R13 10K R7 47 D1047A 12V T1 R7 470 R49 10k ADJ - 11 -1 2V +12 R45 10k VCC LM317 - + VIN R7 VOUT 47 2 R7 470 D1047A BA5A 11 R48 10k LM324 11 10K 10K VOUT LM324 R10 R12 VIN + VR R14 47K IN VCC 104 R11 R9 39K C5 104 ADJ C4 VCC 12V Dạng sóng ngõ đo dao động kí Nguyên lý: xung kích từ vi điều khiển đưa vào chuyển đổi sóng tạo thành sóng sin, sóng sin chia Đầu tiên đưa trực tiếp vào IC LM317 thứ để tăng dòng kích cho sò cơng suất đầu biến áp ta thu bán kì dương, xung thứ hai qua đảo pha làm lệch pha khoảng nửa chu kì đưa vào IC LM317 thứ hai để tăng dòng kích cho sò cơng suất đầu biến áp ta thu bán kì lại  Mạch nghịch lưu pha chỉnh sửa hoàn chỉnh với áp 220v Sơ đồ mạch: BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II C 104 C 104 VC C 12V 200K R3 R 47K +12V R2 39K VC C 12V R5 LM 324 10K LM 317 R4 + - + 11 V IN LM324 R7 VOUT -1 V C4 D 1047A 24V T1 R 19 R 104 VC C 12V 104 C5 LM 317 TR A N SFO R M ER C T R 21 R PHASE A VC C 12V T2 10K VC C R 12 470 11 10K 3 ADJ - VR3 +12V IN VCC VCC ADJ 2 R 14 470 D 1047A BA 5A - + LM 324 11 R4 R5 10K VR3 +12V +12V VOUT R2 39K V IN IN R 47K 200K R3 - + LM 324 R7 11 10K -1 V 10K Đối với sơ đồ trước đó, sử dụng tạo sóng sin cho pha sau chia cho xung sin đảo pha 180o kích vào sò cơng suất, bị hạn chế việc thay đổi biên đô, ta chỉnh pha ảnh hưởng đến pha ngược lại Đối với sơ đồ này, có hai tạo xung kích độc lập với mà chỉnh xung kích cho sò cơng suất pha khơng phụ thuộc đến pha Vì dạng sóng cải thiện tốt trước nhiều Một phần khác so với sơ đồ trước tầng biến áp cách ly ngõ IC ổn áp LM317 ngõ vào Transistor D1047, biến áp có tác dụng để bảo vệ sò cơng suất dao động sò cơng suất dẫn điện mạnh làm ngắn mạch gây hư hỏng sò Dạng sóng đo sau: BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II Dự định dùng vi điều khiển AVR-Atmega8 để tạo ba pha lệch 120o BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II V C C _ V R C 22 p C C C C D D (A D C ) (A D C ) (A D C ) (A D C ) C /S D A ) C /S C L ) A D C A D C R E S E T 2 2 2 O O O O O O U T1 U T2 U T3 U T4 U T5 U T6 R ea d A D C V C C V C C G N D G N D V R 2 G N D P B (M O S I/O C ) P B (S C K ) P B (M IS O ) Y 1 M H z P P P P P C (A P C (A A R E F P B (X T A L /T O S C ) P B (IC P ) P B (O C A ) P B (S S /O S C B ) P C (R E S E T ) (R X D ) (T X D ) (IN T ) (IN T ) (X C K /T ) (T ) (A IN ) (A IN ) A V C C V C C V C C D D D D D D D D P P P P P P P P P B (X T A L /T O S C ) 3 2 1 K IC A T M e g a -T Q F P V R C 2 p V C C J R E S E T C 1 C O N Vi điều khiển có nhiệm vụ tạo xung kích để đưa vào chuyển đổi sóng, pha kích lệch mặt thời gian T tần số xung kích thay đổi băng giải thuật chương trình Đầu tiên pha thứ kích, chuyển đổi sóng chuyển đổi sóng vng thành sóng sin để đưa vào tầng cơng suất sau đưa biến áp cảm ứng phía ngồi Pha thứ hai kích sau thứ lệch tiếp T có ngun lý giống pha thứ nhất, pha T so với pha thứ hai có nguyên lý giống ta thu dạng sóng ba pha pha lệch 120 Biến trở gắn vào chân adc vi điều khiển, ta chỉnh biến trở nghĩa thay đổi giá trị adc đưa vào, giá trị adc cập nhật có ngắt xảy Khi giá trị adc thay đổi làm thay đổi chu kì kích ba pha làm thay đổi tần số  Ghép tầng pha thành ba pha với giải thuật vi điều khiển Khi thử nghiệm pha xong chúng em tiến hành thử nghiệm ba pha băng cách ghép ba tầng pha lại, nguyên lý hoạt động pha giống lệch nhau 120o 10 BÁO CÁO TIẾN ĐỘ LẦN II Sơ đồ nguyên lý tổng thể thử nghiệm cho dạng sóng đo dao động kí: Bộ nguồn dòng thay đổi với sơ đồ sau: o Q T R IA C C13 Q VR PHASE A D IO D E D IA C C10 BA D ong BA 5A T4 MACH DONG Khi thay đổi VR nạp cho tụ C13 làm thay đổi góc kích cho triac triac dẫn mạnh yếu làm cho dòng ngõ thay đổi o Toàn sơ đồ mạch thiết kế sau C4 104 104 C VC C 12V VCC V C C 12V R5 LM 324 10K + 11 V IN VOUT LM 324 R7 VCC R 12 470 11 10K 10K T2 R 21 R TR A N S F O R M E R C T PHASE A C10 BA 5A D 1047A R 14 470 BA D ong BA 5A VR R5 - VCC + LM324 10K + LM 324 R 11 10K -1 V VR2 LM 324 10K - R 16 + LM 324 R 19 R LM317 10K V IN VOU T ADJ C7 D 1047A 24V R 26 47 R 21 R C11 R 27 470 104 PHASE B TR AN SF O R MER C T BA 5A D 1047A 104 V C C 12V CON6 C6 T2 11 10K VCC R 25 470 R 20 11 VR R 18 + R 24 47 T1 ADJ - VOU T -1 V 200K R 17 V C C 12V VC C - + LM 324 10K LM 324 11 10K V C C 12V LM 317 +12V V IN +12V R 31 + LM 324 10K + V C C 12V LM324 11 LM 317 V IN VOUT AD J 104 R 29 VCC 104 C 200K C8 V C C 12V R 32 47K +12V +12V R28 39K R 39 47 11 10K -1 V - + LM 324 R30 10K R 31 10K -1 V D 1047A 24V T1 T2 R 19 R - R 33 10K VCC R 38 470 - VR5 R 30 IN R 37 47 VOUT R 32 47K VCC R 28 39K 104 C9 200K - + LM 324 R 33 10K 11 TR A N S F O R M E R C T R 40 470 PHASE C R 21 R 104 R 29 AD J C VC C 12V D 1047A -1 V VR5 + R 20 10K IN - R 16 11 VR R 18 4 IN R 19 47K +12V +12V R 15 39K C3 104 V IN 1 LM317 +12V R 15 39K IN V C C 12V R 19 47K J8 104 +12V VC C VCC C7 200K R 17 V C C 12V 104 C6 MACH DONG - R4 10K C2 22p T4 +12V AD J R 47K VOUT V IN IN VCC RESET D IO D E D IA C O U T6 R ead A D C VC C R 39K 11 C1 22p +12V VR1 Y 16M H z 200K R3 O U T4 15 17 16 LM 317 11 P B (M O S I/O C ) P B (S C K ) P B (M IS O ) O U T1 O U T2 23 24 25 26 27 28 19 22 VR6 (A D C ) (A D C ) (A D C ) (A D C ) C /S D A ) C /S C L ) ADC6 ADC7 V C C 12V 104 C5 11 VC C VCC AVCC AREF P B (IC P ) P B (O C A ) P B (S S /O S C B ) PC PC PC PC P C (A D P C (A D P B (X T A L /T O S C ) GND GN D G ND (R X D ) (T XD ) (IN T ) (IN T ) (X C K /T ) (T ) (A IN ) (A IN ) P B (X T A L /T O S C ) D D D D D D D D 21 12 13 14 P P P P P P P P 30 31 32 10 11 P C (R E S E T ) 104 V C C 12V R ESET 29 24V C4 18 20 IC A T M e g a -T Q F P D 1047A T1 R 19 R -1 V 10K R1 - C13 Q1 LM 317 + - R4 AD J VR3 VC C _5V T R IA C +12V IN R 47K +12V R2 39K Q6 200K R3 BA 5A C12 ... nắm sâu kiến thức học NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nội dung: Thi t kế thi công nghịch lưu ba pha 110Vac, điện áp pha 63V so với mass Tạo nguồn dòng pha thay đổi từ (0-5A) Sóng điện áp ngõ phải... kích làm cho pha lệch 120o cho phép chỉnh tần số, dự định dùng vi điều khiển AVR Atmega-8 để điều khiển o Bộ nguồn dòng thay đổi PHA A Bộ điều chỉnh dòng Biến áp dòng Dòng Ra Bộ nguồn dòng yêu cầu... biến trở nghĩa thay đổi giá trị adc đưa vào, giá trị adc cập nhật có ngắt xảy Khi giá trị adc thay đổi làm thay đổi chu kì kích ba pha làm thay đổi tần số  Ghép tầng pha thành ba pha với giải