Báo cáo Thiết kế khởi động mềm 1 pha 220V, 16A

Chương I Giới thiệu BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM PHA 220V – 16A ĐẶT VẤN ĐỀ Trong hệ thống điện công nghiệp thi việc khởi động mềm cho động vơ quan trọng Vì khởi động trực tiếp cho động cơ, đặc biệt động có cơng suất lớn thi dòng khởi động trực tiếp lớn ( Imm= – Iđm ) sẻ gây tượng sụt áp cho tải làm cho hệ thống điện hoạt động không ổn định, ta khởi động lúc nhiều động làm cho hệ thống điện tải không hoạt động Vì hệ thống điện cơng nghiệp mở máy hoạtđộng cho động ta phải khởi động để đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định Vì nhóm thiết kế BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM PHA 220V – 16A Nhiệm vụ đề tài là: Cài đặt điện áp lúc khởi động thời gian tăng điện CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Trong thực tế để khởi động động có nhiều phương án sử dụng dùng biến tần để cài đặt, sử dụng vi điều khiển tạo xung kích cho linh kiện điện tửcông xuất như: Thyritor, Triac … Trong đề tài ta sử dụng phương pháp khởi động động vi điều khiển cách sử dụng VĐK MSP430 thay đổi góc kích cho triac để thay đổi điện áp ngỏ cấp cho động CHƯƠNG II MỘT SỐ LINH KIỆN SỬ DỤNG VĐk Màn hình NỐI QUANG ( MOC 3021 ) MOC3020 cách ly quang (hay gọi OPTO) linh kiện bán dẫn cấu tạo gồm phát quang cảm biến quang tích hợp khối bán dẫn phát quang doide phát quang dùng để phát ánh sáng kích cho cảm biến quang dẫn, cảm biến quang triac Sơ đồ chân cấu tạo MOC3020 MOC3020 dùng để cách ly khối chênh lệch điện hay cơng suất khối có cơng suất nhỏ với khối điện áp lớn Hoặc dùng để chống nhiễu cho mạch cầu H, ngỏ PLC, chống nhiểu cho thiết bị đo lường Về nguyên lí hoạt động: Khi có dòng nhỏ vào chân opto làm cho led phát sáng Khi led phát sáng làm thơng cực triac, mở cho dòng điện chạy qua Triac BTA16 a) Cấu tạo Triac Được cấu tạo năm lớp bán dẫn, tạo nên cấu trúc P-N-P-N Thyristor theo hai chiều cực T1(A1,B1) T2(A2,B2) Do dẫn dòng theo chiều * Ký hiệu Triac Trên sơ đồ mạch Triac ký hiệu, biểu thị sau : + Chân G chân kích mở cho Triac + Chân T1 (A1, B1, MT1 ) chân Anod + Chân T2 (A2, B2, MT2 ) chân Anod Hai chân Anod Anod dòng điện chạy chiều b Phương pháp điều khiển Triac điều khiển mở xung dương (đi vào cực G) xung âm (Đi cực G) Do khó khăn tạo nguồn kích xung âm, khơng thực tế nên mạch thực tế dùng kích xung dương Tổ hợp điện áp chân điều khiển Triac + Nếu G(+), B2 (+) G(-), B2 (+) dòng điện chạy từ B2 sang B1 + Nếu G(-), B2 (-) G(+), B2 (-) dòng điện chạy từ B1 sang B2 c Thông số kỹ thuật BTA 16: P: Công suất định mức tải Pđm = 250W Uđm: Điện áp định mức Uđm=220V Hệ số cơng suất tải lấy cos = 0,8 Khi đó: - Điện áp làm việc cực đại triac Umax = K U = 220 = 311,13V - Dòng điện làm việc van tính theo dòng hiệu dụng Iđm=1.25 A Với Iđm= P Udm cos ϕ = 200/(220×0.8)=1.25 A Chọn điều kiện làm việc van: có cánh tản nhiệt khơng có quạt đối lưu Dòng khởi động: Ikđ=5.Iđm= 5.1,25 = 6,25A Với thông số theo datasheet độ phổ biến thị trường chúng em định lựa chọn loại van sau : BTA-16 có thơng số sau: Điện áp cực đại: 600V Dòng điện thuận cực đại: 16A Điện áp điều khiển mở van: 1.5V Dòng điều khiển mở van: 100mA Nhiệt độ làm việc: -40oC ~ 125oC Triac BTA16 - 600B linh kiện bán dẫn có ba cực năm lớp, làm việc Thyristor mắc song song ngược chiều, dẫn điện theo hai chiều Triac BTA16 đóng gói theo chuẩn TO-220, gồm chân Triac BTA16 chịu điện áp cực đại đạt lên van 600V cho chiều thuận chiều nghịch Dải nhiệt độ làm việc rộng từ -40 oC 125oC Triac BTA16 thích hợp sử dụng mạch chuyển đổi AC Chúng sử dụng bật/tắt chức ứng dụng, cảm ứng khởi động động mạch, điều khiển tốc độ động cơ, PC817 - PC817 Opto cách ly quang, hoạt động chân số cấp nguồn khoảng 5vdc, led phát quang hoạt động, kích transistor PC817 Hoạt động transistor thơng - Mục đích dùng PC817 để an tồn so với mạch cơng suất phía trước để tạo ngắt LM7805 Đây linh kiện sử dụng phổ biến mạch nguồn để tạo điện áp cố định Ở ta dùng IC LM7805 để biến đổi từ điện áp 12V 5VDC LM1117 Chúng ta dùng IC LM1117 để tạo mạch ổn áp 3.3VDC từ 5VDC CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH Sơ đồ khối khối nguôn phát diểm không khoi dieu khien mach cách ly mạch luc Phân tích khối 2.1 Khối nguồn Biến đổi dòng xoay chiều điện áp xoay chiều 220V thành dòng chiều 5VDC cho linh kiện 3.3VDC cấp cho VĐK a.Sơ đồ Biến đổi dòng xoay chiều điện áp xoay chiều 220V thành dòng chiều 5VDC cho linh kiện 3.3VDC cấp cho VĐK b.Nguyên lý hoạt động Dòng điện xoay chiều 220VAC qua biến áp thành 12VDC qua cầu chỉnh lưu 5A làm biến đổi từ dòng xoay chiều thành dòng chiều Khi qua IC ổn áp 7805 cho dòng điện có điện áp 5VDC ổn định Sau khối chỉnh lưu cầu điện áp 12v cho qua tụ 1000µF để san phẳng điện áp tạo điện áp ổn định cho IC ổn áp 7805 mắc song với tụ 470µF để loại bỏ thành phần sóng hài điện áp xoay chiều sau IC 7805 ta mắc song song với led để báo mạch điều khiển có nguồn Điện áp 5VDC tiếp tục biến đổi thành điện áp 3.3VDC nhờ LM1117 2.2 khối đk 2.3 Mạch cách ly mạch lực Với yêu cầu đề tài thiết kế điều áp xoay chiều cho động (tải R+L) nên chúng em chọn sơ đồ dùng TRIAC để điều khiển sơ đồ dùng Triac có ưu điểm sau: - Công suất tải không lớn nên Triac đáp ứng đầy đủ công suất đáp ứng - Mạch điều khiển Triac đơn giản - Giá thành rẻ, vận hành đơn giản a Sơ đồ mạch b.Nguyên lý làm việc Khi góc điều khiển α thay đổi phạm vi(0,π ),điện áp tải có trị hiệu dụng biến thiên khoản (0,U) Điều khiển cho động hoạt động • Hoạt động khối chân mức MOC3021 dẩn có xung kích vào chân G triac, Tùy thuộc vào góc kích mà triac BTA126 dẩn điện nhiều hay từ thay đổi điện áp Ut Ut tính theo cơng thức sau: * Tính tốn góc kich Ta có f = 50 Hz => thời gian chu kỳ 1/50 = 0.02s Thời gian dẩn bán kỳ 0.01s = 10 000us Từ ta có : 10 000us > 180 Tdelay > α Cho điện áp ngỏ ( Ut ) giá trị xác định ta thu giá trị góc α tương ứng qua cơng thức Từ ta có thời gian delay trước kích triac 2.4 Mạch phát điểm không Mạch dùng để phát điểm khơng để báo cho VĐK kích mở triac a Sơ đồ mạch b Nguyên lí làm việc Điện áp 220VAC qua diot cau, điện áp hình hình sin 50Hz biến đổi thành tín hiệu Chương Lưu đồ thuật tốn chương trình ... 470µF để loại bỏ thành phần sóng hài điện áp xoay chiều sau IC 7805 ta mắc song song với led để báo mạch điều khiển có nguồn Điện áp 5VDC tiếp tục biến đổi thành điện áp 3.3VDC nhờ LM1117 2.2... ta có thời gian delay trước kích triac 2.4 Mạch phát điểm khơng Mạch dùng để phát điểm khơng để báo cho VĐK kích mở triac a Sơ đồ mạch b Nguyên lí làm việc Điện áp 220VAC qua diot cau, điện áp