BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT NGUYỄN TRƯỜNG GIANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ KHỞI ðỘNG MỀM ðỘNG CƠ KHÔNG ðỒNG BỘ BA PHA ðIỆN ÁP 660V CÔNG SUẤT ðẾN 200KW CHO CÁC MỎ VÙNG QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT NGUYỄN TRƯỜNG GIANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ KHỞI ðỘNG MỀM ðỘNG CƠ KHÔNG ðỒNG BỘ BA PHA ðIỆN ÁP 660V CÔNG SUẤT ðẾN 200KW CHO CÁC MỎ VÙNG QUẢNG NINH Ngành: Kỹ thuật ñiện Mã số: 60520202 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Thạc Khánh Hà Nội – 2014 i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan nội dung luận văn “Nghiên cứu thiết kế khởi động mềm động khơng đồng ba pha điện áp 660V cơng suất đến 200kW cho mỏ vùng Quảng Ninh” cơng trình tơi trực tiếp nghiên cứu Tơi xin cam đoan số liệu, kết nghiên cứu trình bày luận văn hồn tồn trung thực chưa người khác cơng bố cơng trình khoa học trước ñây Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Trường Giang ii MỤC LỤC trang MỞ ðẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC BỘ KHỞI ðỘNG MỀM HIỆN ðANG SỬ DỤNG TRONG CÁC MỎ HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH .5 1.1 Các tủ khởi động mềm phịng nổ sử dụng mỏ than hầm lị vùng Quảng Ninh .5 1.1.1 Tủ khởi ñộng mềm phòng nổ QJZ-EXR-3000CN/1140(660V) .7 1.1.2 Tủ khởi ñộng mềm phòng nổ TKMP-I-350, TKMP-II-300 .9 1.2 Nhận xét 11 CHƯƠNG 12 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠCH ðỘNG LỰC BỘ KHỞI ðỘNG MỀM ðỘNG CƠ KHÔNG ðỒNG BỘ BA PHA ðIỆN ÁP 660VCÔNG SUẤT ðẾN 200KW 12 2.1 Tổng quan động khơng đồng ba pha .12 2.2 Một số phương pháp khởi ñộng ñộng không ñồng 12 2.2.1 Ngun lý làm việc động khơng đồng 12 2.2.2 Các phương trình động khơng đồng 13 2.2.3 Một số phương pháp khởi ñộng ñộng khơng đồng ba pha 16 2.3 Thiết kế mạch ñộng lực cho khởi ñộng mềm ñộng khơng đồng ba pha điện áp 660V, cơng suất ñến 200kW 24 2.3.1 Các sơ ñồ ñiều áp xoay chiều pha 24 2.3.2 Bộ ñiều áp xoay chiều ba pha cặp thyristor mắc song song ngược .25 2.3.3 Các tính khởi động mềm [5] .33 2.3.4 Thiết kế mạch ñộng lực cho khởi ñộng mềm 37 CHƯƠNG 43 iii NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠCH ðIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG BỘ KHỞI ðỘNG MỀM .43 3.1 Lựa chọn vi ñiều khiển cho mạch ñiều khiển khởi ñộng mềm 43 3.2 Giới thiệu chung vi ñiều khiển Atmega32 phần mềm Codevision dùng ñể lập trình nạp chương trình cho vi điều khiển AVR .43 3.2.1 Tổng quan vi ñiều khiển Atmega32 43 3.2.2.Phần mềm Codevision, dùng để lập trình nạp chương trình cho họ vi điều khiển AVR .50 3.3 Thiết kế mạch ñiều khiển cho khởi ñộng mềm sở vi ñiều khiển Atmega32 55 3.3.1 Khối ñồng pha 56 3.3.2 Khối vi ñiều khiển 59 3.3.3 Khối tạo xung tần số cao 64 3.3.4 Khối trộn xung tần số cao với xung ñiều khiển 65 3.3.5 Khối khuếch ñại xung biến áp xung 66 3.3.6 Khối nguồn 69 3.3.7 Khối bảo vệ pha .75 3.3.8 Khối bảo vệ dòng .77 3.3.9 Khối giao tiếp 79 3.3.10 Lưu ñồ trạng thái phần mềm…………………………………… … 81 3.3.11 Lập trình cho vi điều khiển 82 3.4 Mơ mạch điều khiển 82 3.5 Mô hệ thống truyền ñộng KðM-ðCKðB 83 3.5.1 Kết mơ với tải khởi động bơm ly tâm .84 3.5.2 Kết mơ với tải khởi động băng tải .86 3.5.3 Kết khảo sát tín hiệu ñiện áp vào 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 iv TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC ………………………………………………………………… 95 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Số lượng khởi ñộng mềm số công ty than vùng Quảng Ninh……6 Bảng 1.2 Thơng số kỹ thuật tủ khởi động mềm QJZ-EXR-3000CN/1140(660V) Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật tủ khởi động mềm TKMP-I-350, TKMP-II-300 10 Bảng 2-1 Thơng số thyristor cơng suất……………………………………………38 Bảng 3-1 Các chức đặc biệt khác PortB……………………………… 45 Bảng 3-2 Các chức ñặc biệt khác PortC……………………………… 46 Bảng 3-3 Các chúc ñặc biệt khác PortD……………………………… 47 Bảng 3-4 Thông số MOSFET 2SK3446………………………………………… 67 Bảng 3-5 Thông số lõi biến áp xung làm việc theo đặc tính từ hóa phần……69 Bảng 3-6 Thơng số lõi thép kỹ thuật điện…………………………………………72 Bảng 3-7 Các tham số tính tốn cho biến áp cơng suất nhỏ……………………….74 Bảng 3-8 Bảng trạng thái IC74HC138 có đủ ba pha…………………… 76 Bảng 3-9 Bảng trạng thái IC74HC138 pha A……………………… 77 Bảng 3-10 Bảng trạng thái IC74HC138 pha B………………………77 Bảng 3-11 Bảng trạng thái IC74HC138 pha C………………………77 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ ngun lý tủ khởi động mềm QJZ-EXR-3000CN/1140(660V) .8 Hình 1.2 Hình ảnh mạch ñiều khiển tủ khởi ñộng mềm QJZ - EXR - 3000 CN /1140(660V) Hình 2.1 Mạch điện thay hình Γ đơn giản hóa động khơng đồng bộ….14 Hình 2.2 ðường biểu diễn mơmen điện từ dịng điện theo hệ số trượt……… 15 Hình 2.3 Sơ đồ khởi động trực tiếp……………………………………………… 16 Hình 2.4 Sơ đồ khởi động đổi nối Y – ∆………………………………………….17 Hình 2.5 Sơ đồ khởi động nhờ cuộn kháng……………………………………….19 Hình 2.6 Sơ đồ khởi động biến áp tự ngẫu………………………………….21 Hình 2.7 Sơ đồ ngun lý đặc tính mơmen thêm điện trở phụ vào rotor…22 Hình 2.8 Sơ ñồ nguyên lý khởi ñộng ñộng khởi động mềm…………23 Hình 2.9 Sơ đồ ngun lý mạch ñiều áp xoay chiều ba pha cặp thyristor mắc song song ngược; a) Tải đấu có dây trung tính; b) Tải đấu khơng có dây trung tính; c) Tải đấu tam giác…………………………………………………….24 Hình 2.10 Trường hợp phát xung đơn có đệm xung (góc điều khiển < 1200)…….26 Hình 2.11 Trường hợp phát xung chùm (góc điều khiển < 1200)…………………26 Hình 2.12 Trường hợp phát xung chùm (góc điều khiển ≥ 1200)…………………27 Hình 2.13 Trường hợp phát xung đơn có đệm xung (góc điều khiển ≥ 1200)…….27 Hình 2.14 Trường hợp phát xung chùm kéo dài 600…………………………29 Hình 2.15 ðường cong điện áp pha A với góc mở α = 450……………………… 30 Hình 2.16 ðường cong ñiện áp pha A với góc mở α = 750……………………… 31 Hình 2.17 ðường cong điện áp pha A với góc mở α = 1200…………………….32 Hình 2.18 ðặc tính hiệu dụng tải theo góc mở α…………………………….33 Hình 2.19 Q trình tăng áp tải khởi động……………………………….34 Hình 2.20 Quá trình giảm áp tải dừng mềm…………………………… 34 Hình 2.21 ðặc tính điện áp, dịng điện với chức khởi động kick………… 35 Hình 2.22 ðặc tính điện áp dịng điện với chức khởi động giới hạn dịng…36 vii Hình 2.23 Hình dạng cấu tạo thyristor KP800A…………………………… 38 Hình 2.24 Mạch bảo vệ van……………………………………………………….39 Hình 2-25 ðồ thị xác định RC mắc song song thyristor………………………….40 Hình 2-26 ðồ thị Q tích lũy van…………………………………………….41 Hình 3.1 Sơ đồ chân Atmega32………………………………………………… 44 Hình 3.2 Sơ đồ cấu trúc vi điều khiển Atmega32……………………………… 48 Hình 3.3 Giao diện phần mềm CodeVision……………………………………….51 Hình 3.4 Cửa số tạo file lập trình mới…………………………………………….51 Hình 3.5 Cửa sổ lựa chọn CodeWizardAVR…………………………………… 52 Hình 3.6 Cửa sổ lựa chọn tạo code chương trình…………………………………52 Hình 3.7 Cửa sổ định dạng cổng vào/ra………………………………………53 Hình 3.8 Cửa sổ định dạng Timer…………………………………………………53 Hình 3.9 Cửa sổ lưu project……………………………………………………….54 Hình 3.10 Cửa sổ tạo Folder chứa project……………………………………… 54 Hình 3.11 Cửa sổ soạn thảo chương trình cho vi điều khiển…………………….55 Hình 3.12 Sơ đồ khối mạch điều khiển khởi động mềm…………………………56 Hình 3.13 Khối lấy tín hiệu ñồng pha…………………………………………….57 Hình 3.14 Dạng ñiện áp pha A sau khối đồng pha…………………………….57 Hinh 3.15 Dạng sóng tín hiệu đồng pha qua đệm…………………………58 Hình 3.16 Quy luật biến ñổi ñiện áp ñặt vào ñộng theo thời gian…………….59 Hình 3.17 Mối quan hệ U α………………………………………………60 Hình 3.18 Nguyên lý Input Capture sườn xuống AVR………………………61 Hình 3.19.Sơ đồ ngun lý khối vi điều khiển…………………………………….62 Hình 3.20 Giản ñồ xung chân vi ñiều khiển ứng với α = 300……………63 Hình 3.21 Sơ đồ ngun lý dạng xung tần số cao…………………………….64 Hình 3.22 Sơ ñồ nguyên lý mạch trộn xung dạng xung sau trộn…………65 Hình 3.23 Sơ đồ ngun lý mạch khuếch đại xung………………………………66 Hình 3.24 ðặc tính từ hóa lõi ferit tần số cao đến 30kHz……………………… 68 Hình 3.25 Khối nguồn cung cấp cho mạch điều khiển……………………………70 viii Hình 3.26 Sơ ñồ nguyên lý nguồn ổn áp dùng IC LM 2576HV-ADJ……………70 Hình 3.27 Khối nguồn cung cấp cho mạch điều khiển……………………………71 Hình 3.28 Hình dạng lõi thép biến áp nguồn…………………………………… 72 Hình 3.29 ðồ thị tổn thất riêng lõi thép…………………………………….73 Hình 3.30 Sơ đồ ngun lý khối bảo vệ pha…………………………………75 Hình 3.31 Giản đồ xung đồng ba pha…………………………………… 76 Hình 3.32 Sơ đồ ngun lý mạch biến đổi dịng cách ly…………………………78 Hình 3.33 Sơ đồ khối IC ACS712-5A……………………………………………78 Hình 3.34 Sơ đồ ngun lý khối giao tiếp……………………………………… 79 Hình 3.35 Sơ đồ ngun lý mạch điều khiển khởi động mềm…………………80 Hình 3.36 Hình ảnh mạch in.…………………………………………………… 80 Hình 3.37 Lưu đồ thuật tốn cho vi điều khiển……………………………………81 Hình 3.38 Sơ đồ ngun lý mơ mạch ñiều khiển………………………….82 Hình 3.39 Hình chụp xung ñiều khiển cặp thyristor T1&T4, T3&T6 với thời gian khởi ñộng 10s góc điều khiển đặt 900……………………………………… 83 Hình 3.40 Mơ hình mơ khởi động mềm……………………………… 83 Hình 3.41 Mô men tải mô men ðC KðTT bơm ly tâm theo tốc độ….84 Hình 3.42 Kết mơ khởi động máy bơm ………………………………85 Hình 3.43 Kết mơ khởi động dừng mềm máy bơm……………….86 Hình 3.44 Mơ men tải mơ men ðC KðTT băng tải theo tốc độ………87 Hình 3.45 Kết mơ khởi động băng tải với tải định mức…………… 87 Hình 3.46 Kết mơ khởi động kích dừng mềm băng tải……………88 Hình 3.47 Kết mơ khảo sát điện áp vào/ra a); tín hiệu xung ñiều khiển b); ñiện áp cực catot-catot cặp thyristor c)…………………………89 Hình 3.48 Kết mơ khảo sát chi tiết điện áp vào/ra hình 3.47 khoảng thời gian chu kỳ ñiện từ 0.5s ñến 0.52s…………………………………90 85 Khi dùng phương pháp KðM cho bơm ly tâm ñiện áp khởi ñộng ban ñầu thường ñặt khoảng 30% ñịnh mức [11], ñó góc mở α ban đầu thường đặt khoảng 100o ÷ 110o sau giảm dần Kết so sánh hai phương pháp khởi ñộng trực tiếp (KðTT) KðM cho bơm ly tâm cho hình 3.42 Từ kết mô ta thấy rõ ràng dùng KðM dịng điện (hình 3.42b) mơ men (hình 3.42c) khơng có tăng đột biến, đặc biệt mơ men điện từ ln bám sát đường mơ men tải, điều chứng tỏ hệ thống khởi động êm dịu điện lẫn khí Trong đó, KðTT dịng điện khởi động đạt xấp xỉ 4.5 lần dịng điện định mức (hình 3.42b); mơ men khởi ñộng gấp 3.5 lần giá trị ñịnh mức (hình 3.42c) [p.u.] a) ðiện áp 0.5 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 [p.u.] Dịng điện 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 b) [p.u.] Mô men c) [p.u.] 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 Tốc ñộ 0.5 d) α [deg] 0 100 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.8 Góc mở 50 1.6 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian [s] 1.4 1.6 1.8 Hình 3.42 Kết mơ khởi ñộng máy bơm (các ñường nét ñứt màu ñỏ tương ứng với q trình KðTT, đường xanh nét liền ứng với q trình KðM, tất thơng số ñược tính theo hệ ñơn vị tương ñối [p.u.]) e) 86 Trong trường hợp bơm ly tâm làm việc với cột áp cửa lớn, ñể tránh tượng áp lực lớn dội ngược lại cánh bơm tạo mơ men cản q lớn lên trục động ñộng dừng ñột ngột, người ta thường dùng phương pháp dừng mềm Khi dừng mềm, góc mở α tăng dần kể từ thời ñiểm lệnh dừng, ñó ñiện áp cực ñộng giảm dần khơng Kết mơ q trình dừng mềm máy bơm ly tâm hình 3.43 Thời điểm dừng 2s, góc α tăng dần đến 150o (hình 3.43e), khoảng thời gian điện áp, dịng điện mơ men điện từ giảm dần (hình 3.43a,b,c); mơ men qn tính nên ñộng quay với tốc ñộ thấp ( 0.5ndm ) đảm bảo cột áp, tỷ lệ với bình phương tốc độ, cịn mức 0.25 giá trị ñịnh mức [p.u.] [p.u.] [p.u.] [p.u.] 0.5 1.5 2.5 b) 0.5 1.5 2.5 c) 0.5 α [deg] a) 0.5 0.5 MT 1.5 2.5 0.5 d) 150 100 50 0 0.5 1.5 2.5 e) 0.5 1.5 2.5 Thoi gian [s] Hình 3.43 Kết mơ khởi ñộng dừng mềm máy bơm (tất thơng số tính theo hệ đơn vị tương đối p.u.) 3.5.2 Kết mơ với tải khởi động băng tải Băng tải ña dạng chủng loại dùng cho nhiều mục đích khác Tuy nhiên hầu hết băng tải có đặc ñiểm chung mô men cản không ñổi, không phụ thuộc vào tốc độ; mơ men cản (tải) lớn hay nhỏ phụ thuộc vào 87 băng có tải Mơ men tải đặc trưng băng tải có dạng hình 3.44 Với tải có đặc tính hình 3.44, để khởi động hệ thống u cầu mơ men ban đầu ðC phải đủ lớn Do đó, dùng KðM để khởi động băng tải điện áp ban đầu thường đặt > 70% giá trị định mức [11] Trong hình 3.45 trình bày kết mơ q trình khởi động băng tải ứng với trường hợp đầy tải M MT n Hình 3.44 Mô men tải mô men ðC KðTT băng tải theo tốc ñộ [p.u.] 0.5 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 [p.u.] 0 a) b) [p.u.] 0 0.2 0.4 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 MT 0 0.6 0.2 0.4 c) 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 [p.u.] 0.5 d) α [deg] 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 50 0 e) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian [s] 1.4 1.6 1.8 Hình 3.45 Kết mơ khởi động băng tải với tải ñịnh mức (các ñường nét ñứt màu ñỏ tương ứng với q trình KðTT, đường xanh nét liền ứng với q trình KðM) 88 Từ kết mơ hình 3.45 ta thấy, trường hợp KðM động mang tải khơng đổi từ khởi động khả giảm dịng khởi động khơng đáng kể, nhiên mơ men điện từ trục động có biên độ giao động nhỏ nhiều so với trường hợp KðTT Với băng tải dài, mơ men qn tính lực ma sát tĩnh lớn cần phải có mơ men khởi động đủ lớn để thắng mơ men cản tĩnh, thường áp dụng phương pháp khởi động kích (kick starting) Phương pháp ñược thực cách mở hoàn toàn thyristor khoảng thời gian ngắn khởi ñộng, sau áp dụng luật khởi động mềm Kết mơ trường hợp khởi động [p.u.] kích dừng mềm băng tải hình 3.46 a) 0.5 0 1.5 2.5 α [deg] [p.u.] [p.u.] [p.u.] 0.5 b) 0 0 0.5 0 100 0.5 1.5 2.5 c) MT 0.5 1.5 2.5 d) 0.5 1.5 2.5 e) 50 0 0.5 1.5 2.5 Thoi gian [s] Hình 3.46 Kết mơ khởi động kích dừng mềm băng tải (tất thơng số tính theo hệ ñơn vị tương ñối p.u.) Từ kết hình 3.46 cho thấy, phương pháp khởi động kích có dịng điện khởi động ban đầu giống KðTT sau có giá trị nhỏ (hình 3.45b 3.46b); mơ men khởi ñộng có biên ñộ dao ñộng nhỏ KðTT lớn KðM (hình 3.45c 3.46c); gia tốc khởi động kích lớn so với KðM Q trình dừng mềm kết thúc tốc độ khơng ñiện áp khoảng 60% ñịnh mức với góc mở ñặt trước 100o 89 3.5.3 Kết khảo sát tín hiệu điện áp vào Hình 3.47 trình bày chi tiết biên dạng tín hiệu điện áp xung ñiều khiển trường hợp KðM bơm ly tâm khảo sát hình 3.42 Theo thứ tự từ xuống: a) ñiện áp pha u A , uB , uC , ñiện áp dây u AB , uBC , uCA ñiện áp pha tải A, uTA ; b) xung ñiều khiển thyristor theo thứ tự từ lên: T1 , T2 , T3 , T4 , T5 , T6 ; c) ñiện áp hai ñầu catot-catot cặp thyristor a) -500 Xung T1-T6 Dien ap [V] 500 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 b) Dien ap u KK [V] 0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 1000 500 c) -500 -1000 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian [s] 1.4 1.6 1.8 Hình 3.47 Kết mơ khảo sát điện áp vào/ra a); tín hiệu xung điều khiển b); điện áp cực catot-catot cặp thyristor c) Chi tiết tín hiệu khoảng thời gian từ 0.5s đến 0.52s hình 3.47 trình bày hình 3.48 Từ kết khảo sát hình 3.47 hình 3.48 ta có số nhận xét sau: i) Hình 3.47c cho thấy biên ñộ ñiện áp hai cực catot-catot cặp thyristor đạt xấp xỉ 1000V, hai cực ñược nối với hai cuộn thứ cấp biến áp xung, nên hai cuộn dây quấn trụ fe-rit dễ bị ñánh thủng cách ñiện dẫn ñến hỏng mạch ñiều khiển; 90 ii) Hình 3.48ab cho thấy khoảng thời gian từ 0.5s đến 0.52s, với góc mở α ≈ 850 ñộ rộng chùm xung 900 ñảm bảo ñiện áp tải pha A, uTA , tổng hợp nhiều giai ñoạn bao gồm ñiện áp pha A, u A , ñiện áp dây, u AB − uCA chứng tỏ van ñược ñiều khiển theo ñúng luật [14, 15] Dien ap [V] 500 u AB uA uB uBC uC uCA a) uTA Xung T1-T6 -500 0.5 0.5 0.502 0.504 0.506 0.508 0.51 0.512 0.514 0.516 0.518 0.52 T6 T5 T4 b) T3 T2 α = 850 0.502 T1 0.504 0.506 0.508 0.51 0.512 0.514 0.516 0.518 0.52 Dien ap u KK [V] 1000 500 c) uKK -500 -1000 0.5 0.502 0.504 0.506 0.508 0.51 0.512 Thoi gian [s] 0.514 0.516 0.518 0.52 Hình 3.48 Kết mơ khảo sát chi tiết điện áp vào/ra hình 3.47 khoảng thời gian chu kỳ ñiện từ 0.5s ñến 0.52s 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau tìm hiểu nguyên lý, thực trạng làm việc khởi động mềm phịng nổ số cơng ty than vùng Quảng Ninh khả ứng dụng vi điều khiển cơng nghiệp, tác giả rút số kết luận sau: Các khởi ñộng mềm mỏ ñang sử dụng phần lớn Trung Quốc sản xuất với kết cấu bao gồm mạch cơng suất, mạch điều khiển, mạch hiển thị rời lắp vỏ phịng nổ Qua thời gian sử dụng xuất nhiều hỏng hóc mà chủ yếu phần mạch ñiều khiển Việc sửa chữa mạch điều khiển gặp nhiều khó khăn khơng hãng nước ngồi cung cấp sơ đồ chi tiết bí cơng nghệ Cùng với phát triển khoa học cơng nghệ nói chung lĩnh vực kỹ thuật số nói riêng, cơng nghiệp chế tạo IC số, vi ñiều khiển phát triển nhanh Việc ứng dụng kỹ thuật ñiện tử số vi điều khiển cơng nghiệp làm nâng cao hiệu sử dụng, thuận tiện cho việc ñiều khiển Hiện nay, linh kiện ñiện tử số vi điều khiển có sẵn thị trường Việt Nam Việc nghiên cứu ứng dụng vi ñiều khiển cho mạch ñiều khiển khởi ñộng mềm nhằm thay mạch ñiều khiển hỏng, cố Trong ñiều kiện nay, thay mạch ñiều khiển mạch ñiều khiển sở linh kiện có sẵn nước, dễ dàng thay sửa chữa mà tính khơng thua mạch điều khiển cũ với giá thành thấp mang lại ý nghĩa khoa học thực tiễn Trong thuyết minh luận văn ñã ñưa sơ ñồ nguyên lý mạch ñiều khiển cho khởi động mềm có sử dụng vi điều khiển Atmega 32 Trong sơ ñồ nguyên lý này, mạch ñiều khiển sử dụng linh kiện tiêu thụ lượng nên thông số mạch không bị biến ñộng nhiệt, phù hợp với ñiều kiện mỏ Việt Nam Mạch điều khiển cịn ứng dụng để thay cho mạch điều khiển tủ nạp ăcquy, tủ ñiện chiều… Sau đưa sơ đồ ngun lý, lập trình kiểm tra hoạt ñộng mạch ñiều khiển phần mềm mô Protues 8.1 phần mô hoạt ñộng hệ thống truyền ñộng KðM-ðCKðB phần mềm Matlab Kết mô 92 cho thấy mạch ñiều khiển ñã hoạt ñộng ñúng chức hệ thống vận hành thực tế Từ kết luận trên, tác giả xin ñưa kiến nghị ñược tiếp tục ứng dụng kết nghiên cứu luận văn vào thực tế 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Công Thương (2013), Vinacomin, ðổi công nghệ ñể tiết kiệm lượng, http://baocongthuong.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/44594/vinacomin- doi-moi-cong-nghe-de-tiet-kiem-nang-luong.htm# Phạm Quốc Hải (2009), Hướng dẫn thiết kế điện tử cơng suất, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Kim Ngọc Linh (2004), Hướng dẫn thiết kế mạch ñiện tử, Trường ðại học Mỏ - ðịa chất Kim Ngọc Linh (2009), Giáo trình linh kiện kỹ thuật ñiện tử tương tự, Trường ðại học Mỏ - ðịa chất Nguyễn Anh Nghĩa, Trần Bá ðề (1997), Giáo trình ðiện khí hóa mỏ, Nxb Giao thơng vận tải, Hà Nội Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê (1998), Cung cấp ñiện, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Phùng Quang (2006), MATLAB & Simulink dành cho kỹ sư ñiều khiển tự ñộng, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Ngô Diên Tập (2003), Kỹ thuật vi ñiều khiển với AVR, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Thịnh (2006), Tính tốn thiết kế thiết bị mạch ñiện tử công suất, Nxb Giáo dục, Hà Nội 10 A.E Fitzgerald, Jr Charles Kingsley, and Stephen D Umans (1992), Electric Machinery, in SI Unit 5th ed, McGraw-Hill 11 B Drury (2009), The Control Techniques Drives and Controls Handbook, Second Edition, Institution of Engineering and Technology 12 Bussmann, (2013), "Bussmann high speed fuses application guide", www.Bussmann.com 13 Bussmann (2014), http://www.cooperindustries.com/content/public/en/bussmann/electrical/produ cts/high_speed_/north_american/fwj.html 94 14 B.W Williams (1992), Power Electronics, Devices, Drivers, Applications, and Passive Components: McGraw-Hill 15 J.M.D Murphy and F.G Turnbull (1988), Power Electronic Control of Ac Motors, Pergamon 16 R.H Barnett, L O'cull, and S Cox (2003), Embedded C Programming and the Atmel AVR: Delmar 17 Texas Instruments, (2012), "LM2576 application note", www.ti.com 95 PHỤ LỤC Chương trình điều khiển cho vi điều khiển ứng dụng mạch ñiều khiển khởi ñộng mềm /***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V2.05.0 Professional Automatic Program Generator © Copyright 1998-2010 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l http://www.hpinfotech.com Project:KDM Version:1.0 Date: 10/5/2014 Author: Nguyen Truong Giang Company: EED, HUMG Chip type: ATmega32 Program type: Application AVR Core Clock frequency: 8.000000 MHz Memory model: Small External RAM size: Data Stack size: 512 *****************************************************/ #include #include #include #include #include "prg_rdw.h" unsigned int sync_time; //value of Timer1 on the rising edge of synchro unsigned int alpha=1180; //firing angle, relative value (initial value = 170°) unsigned int alpha_n; // firing angle, absolute value unsigned char thn; // value to be written on port C extern prog_int scaleadc[]; // look up table to scale the adc output from 0->1024 to 0->1250 unsigned char dc_ac; // state of the dc/ac pin after initialization unsigned char dir_rev; // state of the dir/rev pin after initialization #define synchro // synchronization input /************************************************************ 96 * Wait for a stable main ************************************************************/ void wait_stable_main (void) { char i=0; while (i420)&&(x400)) alpha=alpha-380; else alpha=x; 99 } else { x=PRG_RDW(&scaleadc[ADCW]); if ((alpha>420)&&(x400)) alpha=alpha-380; else alpha=x; } } /************************************************************ * MAIN ************************************************************/ void main(void) { // Port B: PB0, PB1 as input with pull up PORTB=0x03; DDRB=0x0; // Port C: PC0 PC5 as output, initial value = DDRC=0x3F; PORTC=0x0; // Port D: PD7 as output PORTD=0x0; DDRD=0x80;// Timer1 as couter clock = 125kHz Input Capture on Rising Edge TCCR1B=0x43; TCNT1L=0x10; sbi(TIMSK,TICIE1); // enable the compare A interrupt // Timer as PWM freq = 7.8 kHz duty cycle = 0.5 TCCR2=0x61; OCR2=0x80;// ADC initialized read ADC0 interrupt enabled ADMUX=0x0; ADCSR=0x8E; wait_stable_main(); // wait for 50 main cycles dir_rev=bit_is_set(PINB,0);// store the value of the direct/inverse input dc_ac=bit_is_set(PINB,1); //store the value of the dc/ac input sei(); // global enable interrupts while (1); // infinite loop } ... 2.2.2 Các phương trình động khơng đồng 13 2.2.3 Một số phương pháp khởi động động khơng đồng ba pha 16 2.3 Thiết kế mạch ñộng lực cho khởi động mềm động khơng đồng ba pha điện áp 660V, cơng suất. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT NGUYỄN TRƯỜNG GIANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ KHỞI ðỘNG MỀM ðỘNG CƠ KHÔNG ðỒNG BỘ BA PHA ðIỆN ÁP 660V CÔNG SUẤT ðẾN 200KW CHO CÁC MỎ VÙNG QUẢNG... KðM động khơng đồng ba pha ñiện áp 660V Nội dung nghiên cứu - Tổng quan KðM ñang sử dụng mỏ vùng Quảng Ninh 4 - Nghiên cứu thiết kế mạch ñiều khiển cho KðM ñộng không ñồng ba pha ñiện áp 660V cơng