Nghiên cứu điều khiển tốc độ động cơ một chiều bằng bộ biến đổi xung áp

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Nghiên cứu điều khiển tốc độ động chiều biến đổi xung áp Giảng viên hƣớng dẫn : ThS.Nguyễn Thị Phƣợng Sinh viên thực : Nguyễn Trọng Tạo Mã sinh viên : 1351082099 Lớp : K58_CĐT Khóa : 58 Hà Nội - 2017 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển ngày mạnh mẽ ngành công nghiệp chiều rộng lẫn chiều sâu,điện máy điện đóng vai trị quan trọng thiếu đƣợc phần lớn ngành công nghiệp đời sống sinh hoạt ngƣời Nó ln trƣớc bƣớc làm tiền đề nhƣng mũi nhọn định thành công hệ thống sản xuất cơng nghiệp Do tính ƣu việt hệ thống điện xoay chiều: dễ sản xuất, dễ truyền tải , máy phát động điện xoay chiều có cấu tạo đơn giản công suất lớn, dễ vận hành mà máy điện (động điện) xoay chiều ngày đƣợc sử dụng rộng rãi phổ biến Tuy nhiên động điện chiều giữ vị trí định nhƣ cơng nghiệp giao thơng vận tải, nói chung thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục phạm vi rộng Ƣu điểm động điện chiều dùng làm động điện hay máy phát điện điều kiện làm việc khác Song ƣu điểm lớn động điện chiều điều chỉnh tốc độ khả tải Ngày hiệu suất động điện chiều công suất nhỏ khoảng 75% ÷85%, động điện cơng suất trung bình lớn khoảng 85% ÷ 94% Hƣớng phát triển cải tiến tính nâng vật liệu, nâng cao tiêu kinh tế động chế tạo máy cơng suất lớn vấn đề rộng lớn và cấp thiết nên em chọn đề tài “Nghiên cứu điều khiển tốc độ động chiều biến đổi xung áp” Bố cục đề tài gồm có chương: Chương 1: Tổng Quan Chương 2: Tính tốn thiết kế mạch chọn mạch động lực Chương 3: Tính tốn thiết kế mạch điều khiển Do thời gian, nguồn tài liệu trình độ cịn hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong dẫn góp ý thầy cô bạn Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Nguyễn Trọng Tạo NHẬN XÉT (Của giảng viên hƣớng dẫn) ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………… ……………… ……………………………………………………………………………………… ……………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………… ……………… ……………………………………………………………………………………… ……………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………… ……………… ……………………………………………………………………………………… ……………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………… ……………………………………………………………… GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Chữ ký, họ tên) NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………… GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN (Chữ ký, họ tên) MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU NHẬN XÉT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan động chiều kích từ độc lập 1.1.1 Cấu tạo đặc tính động chiều 1.1.2 Nguyên lý làm việc động điện chiều 1.1.3 Các phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập 1.2 Tổng quan biến đổi xung áp 10 1.2.1 Nguyên lý biến đổi xung áp chiều 10 1.2.2 Cấu trúc phân loại biến đổi xung áp 11 1.2.3 Phƣơng pháp điều khiển biến đổi xung áp 14 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC 19 2.1 Sơ đồ mạch lực 19 2.1.1 Sơ đồ khối mạch động lực 19 2.1.2 Xây dựng sơ đồ mạch lực 20 2.2 Tính chọn mạch lực 24 2.2.1 Tính chọn lọc mạch lực 24 2.2.2 Tính chọn diode cho mạch chỉnh lƣu khơng điều khiển 26 2.2.3 Tính chọn máy biến áp 27 2.2.4 Các thiết bị bảo vệ mạch lực van bán dẫn 28 2.2.5 Xác định công suất điện trở 29 2.2.6 Tính tốn aptomat để bảo vệ q dịng điện 29 Chƣơng 3: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 31 3.1 Giới thiệu chung mạch điều khiển 31 3.2 Sơ đồ mạch điều khiển 31 3.2.1 Sơ đồ khối mạch điều khiển 31 3.2.2 Khối Mạch tạo dao động 32 3.2.3 Mạch tạo xung cƣa 32 3.2.4 Khâu khuếch đại 33 3.2 Khâu so sánh 34 3.2.6 Mạch phản hồi dƣơng dòng điện phản hồi âm tốc độ 35 3.2.7 Một số mạch phụ trợ khác 36 3.3 Tính tốn thiết kế mạch điều khiển 36 3.3.1 Khối tạo dao động 37 3.3.2 Khối tạo xung cƣa 37 3.3.3 Khối khuếch đại 37 3.3.4 Thiết kế nguồn nuôi cho mạch điều khiển 38 3.4 Sơ đồ mạch điều khiển nguyên lí hoạt động 40 3.4.1 Sơ đồ mạch điều khiển 40 3.4.2 Nguyên lý hoạt động mạch điều khiển 40 3.5 Thống kê linh kiện cho mạch điều khiển 41 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: bảng thông số chọn diode 25 Bảng 2.2: bảng thông số chọn van điều khiển 25 Bảng 2.3: bảng thông số van điều khiển 26 Bảng 2.4: bảng chọn diode thông số diode 27 Bảng 3.1: Bảng linh kiện cần dùng 41 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cực từ Hình 1.2 Lá thép rôto Hình 1.3: Dây quấn phần ứng máy điện chiều Hình 1.4: Nguyên lý làm việc động điện chiều Hình 1.5: vị trí dẫn (1) Hình 1.6: vị trí dẫn (2) Hình 1.7: Giản đồ phần tử Hình 1.8: Giản đồ nhiều phần tử Hình 1.9: Họ đặc tính thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thơng Hình 1.11 Họ đặc tính thay đổi từ thơng Hình 1.12: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng Hình 1.13: Sơ đồ ngun lí biến đổi xung áp nối tiếp 11 Hình 1.14: Sơ đồ nguyên lý biến đổi xung áp song song 12 Hình 1.15: Sơ đồ ngun lí biến dổi xung áp tăng giảm áp 12 Hình 1.16: Sơ đồ ngun lí bắm xung chiều có đảo chiều 13 Hình 1.17: Dạng sóng biến đổi xung áp 14 Hình 1.18: Biểu đồ dạng sóng dịng, áp tải 16 Hình 1.19: Đặc tính điều chỉnh xung áp động đảo chiều 17 Hình 2.1: Sơ đồ khối mạch động lực 19 Hình 2.2: Ngun lí hoạt động chỉnh lƣa cầu pha 20 Hình 2.3: Dạng dịng điện tải 20 Hình 2.4: Sơ đồ ngun lí băm xung áp chiều khơng đối xứng 21 Hình 2.5: Sơ đồ dạng sóng băm xung áp chiều khơng đối xứng 21 Hình 2.6: Sơ đồ mạch lực hệ thống 23 Hình 3.1: Sơ đồ khối mạch điều khiển 31 Hình 3.2: Bộ tạo dao động Timer555 32 Hình 3.3: Biều đồ dạng song timer555 chế độ đa hài 32 Hình 3.4: Sơ đồ mạch tạo xung cƣa 33 Hình 3.5: Sơ đồ khuếch đại thuật toán 34 Hình 3.6: Sơ đồ mạch so sánh 34 Hình 3.7: Sơ đồ ngun lí hoạt động mạch so sánh 35 Hình 3.8: Sơ đồ mạch lặp 36 Hình 3.9: Sơ đồ Trig-JK 36 Hình 3.10: Sơ đồ mạch điều khiển 40 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan động chiều kích từ độc lập 1.1.1 Cấu tạo đặc tính động chiều Động chiều bao gồm phần phần cảm (phần tĩnh) phần ứng (phần quay) a Phần cảm (stator) Phần cảm gọi stator, gồm lõi thép làm thép đúc, vừa mạch từ vừa vỏ máy cực từ có dây quấn kích từ (hình 1.1), dịng điện chạy dây quấn kích từ cho cực từ tạo có cực tính liên tiếp ln phiên Cực từ gắn với vỏ máy nhờ bulơng Ngồi máy điện chiều cịn có nắp máy, cực từ phụ cấu chổi than Hình 1.1: Cực từ b Phần ứng (rotor) Rơto gồm lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp trục máy Hình 1.2 Lá thép rơto - Dịng điện phóng qua tụ lớn nhất: (2-5) với 40 giá trị điện áp sau chỉnh lƣu → thỏa mãn giá trị cho phép - Tốc độ tăng điện áp thuận cho phép: (2-6) với L lƣợng điện cảm đƣợc tính tốn phần tính tốn máy biến áp Cịn Rt= (Ut/It)=24/6 =4(Ω) Tốc độ so với giá trị tốc độ tăng áp cho phép van cấp 50 nhỏ nên ta thấy việc tính chọn phần tử bảo vệ hoàn toàn đáp ứng đƣợc yêu cầu Vậy: 2.2.5 Xác định công suất điện trở Phát nhiệt điện trở chủ yếu trình chuyển mạch gây nên tính gần theo biểu thức sau: PR=fv.C.Uvmax2 (2-7) Với diode mạch chỉnh lƣu ta có fv=50 (Hz) nên PR= 50.0.5.10-6.42.42 =0.045 (W) Với IGBT fv chọn (kHz) nên PR= 2.10-3.0.5.10-6.42.42= 1.8 (W) Vậy ta chọn điện trở cơng suất 6W có giá trị 100(Ω) (Điện trở bảo vệ phần trên) 2.2.6 Tính tốn aptomat để bảo vệ q dịng điện Để bảo vệ đƣợc van ta phải chọn loại aptomat có độ tác động nhanh, ta dùng Aptomat chiều đặt đầu chỉnh lƣu 29 Aptomat phải có giá trị định mức thỏa mãn điều kiện sau Vậy ta chọn Aptomat chiều với thông số định mức cụ thể nhƣ sau: 30 Chƣơng 3: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 3.1 Giới thiệu chung mạch điều khiển IGBT phần tử kết hợp có khả đóng cắt nhanh MOSFET khả chịu tải lớn transistor trƣờng Tiristo mở cho dòng điện chạy qua có điện áp dƣơng đặt lên anơt xung dƣơng đặt vào cực điều khiển Sau tiristo mở xung điều khiển khơng cịn tác dụng, dịng điện chạy qua T thông số mạch động lực định Mạch điều khiển có chức sau: - Điều chỉnh đƣợc vị trí xung điều khiển phạm vi nửa chu kỳ dƣơng điện áp đặt lên anôt -catôt T - Tạo đƣợc xung đủ điều kiện mở đƣợc T (xung điều khiển thƣờng có biên độ từ 2÷10 V, độ rộng lx=20÷200 μs, tx≤10μs thiết bị biến đổi tần số cao ) 3.2 Sơ đồ mạch điều khiển 3.2.1 Sơ đồ khối mạch điều khiển Hình 3.1: Sơ đồ khối mạch điều khiển Nguyên tắc chung mạch điều khiển so sánh điện áp chiều Uđk thay đổi đƣợc với điện áp tam giác có tần số cao số cao Điểm cân Utg Uđk điểm phát xung điều khiển để mở van bán dẫn Bằng cách thay đổi Uđk ta thay đổi đƣợc độ rộng xung điều khiển giữ tần số điều khiển không đổi 31 3.2.2 Khối Mạch tạo dao động Hình 3.2: Bộ tạo dao động Timer555 Để tạo đƣợc xung vuông với tần số 400 Hz ta sử dụng vi mạch tạo dao động Timer555 với thông số cho nhƣ trên: Sơ đồ thay vi mạch nhƣ sau: Q: Trạng thái dầu thời điểm t, đầu đảo FF vi mạch Nguyên lý hoạt động: Khi Q =1 Transistor dần bão hồ, tụ dẫn điện qua Transistor nên điện áp tụ Uc giảm Khi tụ Uc giảm tới Uc = Vcc-e Q = Khi Uc tăng tới Uc= Vcc+e Q =1 Transistor lại dần bão hoà Khoảng thời gian t1 phụ thuộc vào Tnap, với Tnap = (R1+R2)C Khoảng thời gian t2 phụ thuộc vào Tphóng, với Tphóng = R2C Hình 3.3: Biều đồ dạng song timer555 chế độ đa hài 3.2.3 Mạch tạo xung cưa Ta sử dụng mạch nhƣ sau: 32 Hình 3.4: Sơ đồ mạch tạo xung cƣa Trong sơ đồ T1, DZR tạo nguồn dòng nguồn dòng đƣợc nạp cho tụ (3-1) I= =β Trong đó: Uz: Điện áp ổn định Diod Zener Dz β: Hệ số khuếch tán Transistor T1 Nguyên lý hoạt động: - Khi T2 bị khố (khơng có điện áp đặt vào cực gốc): Tụ C đƣợc nạp điện Uc = =β t = At; A= β = const điện áp đồng cƣa tuyến tính với thời gian Khi T2 thơng ( Có điện áp đặt vào cực gốc): Lúc tụ C phóng điện qua T2 nên Uc nhanh chóng giảm (Coi R=0) 3.2.4 Khâu khuếch đại Sử dụng khuếch đại thuật tốn khơng đảo TL084 với sơ đồ sau: 33 Hình 3.5: Sơ đồ khuếch đại thuật tốn Với khuếch thuật tốn ta dễ dàng tính đƣợc hệ số khuếch đại mạch (3-2) K= Thay đổi thông số R1 R2 mạch ta có tƣơng ứng với điện áp đầu vào có điện áp đầu có độ lớn gấp K ( tuỳ ý) lần điện áp đầu vào 3.2 Khâu so sánh Ta sử dụng vi mạch LMC6762A/NS National Semiconductor sản xuất.với sơ đồ sau: Hình 3.6: Sơ đồ mạch so sánh Mạch so sánh mạch báo hiệu điện áp cần so sánh Uv điện áp chuẩn Urcf Đầu mạch so sánh mức Logic cao thấp ( điện áp dạng xung vng có độ lớn phụ thuộc vào điện áp bão hoà vi mạch so sánh có độ rỗng xung phụ thuộc vào điện áp chuẩn) Nguyên lý hoạt động: - Khi Uv > Urcf Ur= Ubh= Vcc - Khi Uv < Urcf Ur= Ubh= -Vcc 34 Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lí hoạt động mạch so sánh 3.2.6 Mạch phản hồi dương dòng điện phản hồi âm tốc độ Để phản hồi dƣơng dòng điện: Ta dùng Sensor dòng S1 để nhận biết dòng điện phản ứng động sau cho qua khuếch đại với hệ số K Mạch phản hồi dƣơng dòng điện điều chỉnh dòng điện R (I) Để phản hồi âm tốc độ: ta sử dụng máy phát tốc nối trục với trục động điện áp đầu máy phát tốc độ tỷ lệ với tốc độ theo biếu thức sau: U= đƣợc phản hồi trở lại vào điều chỉnh tốc độ Khi dùng mạch phản hồi âm tốc độ để giảm sai số tốc độ, tức làm tăng độ cứng đặc tính nhƣ làm tăng giá trị dòng điện ngắn mạch momen ngắn mạch, gây nguy hiểm cho động bị tải gây hỏng cho phận truyền lực Để giải mâu thuẫn yêu cầu ổn định tốc độ yêu cầu hạn chế dòng điện ngƣời ta thƣờng dùng phƣơng pháp phân vùng tác dụng Trong vùng biến thiên cho phép moomen dịng điện phản ứng đặc tính cần có độ cứng thích hợp để đảm bảo sai số nhỏ Khi dòng điện momen phạm vi cho phép ta phải giảm mạnh độ cứng đặc tính để hạn chế dịng điện Mặt khác tình khởi động, hãm, điều chỉnh tốc độ động thƣờng có yêu cầu giữ cho gia tốc không đổi để đạt đƣợc tối ƣu thời gian q độ cần có đoạn đặc tính có độ cứng khơng Nhƣ mạch vòng điều chỉnh đƣợc nối theo cấp độc lập với nhau, việc phân vùng tác dụng ổn định tốc độ hạn chế dòng điện 35 Điện áp đầu R( điện áp đặt dòng điện phản ứng Ui đặt Bộ điều chỉnh dịng R(I) có nhiệm vụ trì dịng phản ứng ln giá trị Ui đặt 3.2.7 Một số mạch phụ trợ khác a Mạch lặp: Sử dụng khuếch thuật tốn khơng đảo TL084 với sơ đồ sau Hình 3.8: Sơ đồ mạch lặp Có chức cách ly điện Transistor nhằm bảo vệ Transistor b Vi mạch NAND: Sử dụng vi mạch 4093 họ CMOS Đây mạch Và đảo, đầu mạch có mức logic cao đầu vào mạch có mức logic cao c Trigo loại JK Hình 3.9: Sơ đồ Trig-JK Có đầu vào, đầu Nhƣ ta có sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển trang bên: 3.3 Tính tốn thiết kế mạch điều khiển Trong tồn sơ đồ mạch ta sử dụng toàn khuếch đại thuật toán ta sử dụng IC loại TL 084 hãng TexasInstruments chế tạo, IC có khuếch đại thuật tốn 36 Thơng số TL084 : +Điện áp nguồn nuôi : Vcc = ± 15 (V) chọn Vcc = ± 12(V) +Hiệu điện hai đầu vào : ± 30(V) +Nhiệt độ làmviệc : T = -25÷ 850C +Cơng suất tiêu thụ : P = 680 (mW) = 0,68(W) +Tổng trở đầuvào : Rin= 10 ( M^) +Dòng điện đầu : Ira = 30 (pA) +Tốc độ biến thiên điện áp cho phép : du/dt = 13(V/μs) 3.3.1 Khối tạo dao động Khi tụ Uc giảm tới Uc = Vcc-e Q = Khi Uc tăng tới Uc= Vcc+e Q =1 Transistor lại dần bão hồ Khoảng thời gian t1 phụ thuộc vào Tnap, với Tnap = (R1+R2)C Khoảng thời gian t2 phụ thuộc vào Tphóng, với Tphóng = R2C Qua tính tốn ta đƣợc: t1= ( R1+R2)Cln2 t2 = R2Cln2 Chọn C = 0,067 , R2 = 0,4kΩ ,R1= 52kΩ; ta đƣợc tần suất dao động Timer f= 400 Hz 3.3.2 Khối tạo xung cưa Với thông số đƣợc chọn nhƣ sau: Transistor: Chọn loại NPN: MSD601_ST1 Diod Zener DZ: Chọn loại ZY18; Zener Silic; Uz= 18V; P=2W 3.3.3 Khối khuếch đại Chọn R1 = R2 = 1kΩ Khuếch thuật toán chọn loại có tốc độ nhanh LM7131A/NS Tín hiệu điện áp từ sau khâu chuẩn hóa đƣợc đƣa vào cực điều khiển IGBT 37 3.3.4 Thiết kế nguồn nuôi cho mạch điều khiển a Cuộn thứ cấp thứ Để ổn định điện áp nguồn nuôi ta dùng vi mạch ổn áp 7812 7912 Điện áp đầu IC chọn 12V Điện áp đầu vào chọn 20V Điện áp thứ cấp cuộn a1,b1,c1 : (3-3) Chọn U21=9(V) Các thông số chung vi mạch này: Điện áp đầu vào: UV = 7÷35 (V) Điện áp đầu ra: Ura= 12(V) với IC 7812 Ura=-12(V) với IC7912 Dịng điện đầu ra: Ira= 0÷1 (A) Tụ điện C1, C3 dùng để lọc thành phần sóng dài bậc cao Chọn C1= C2 =C3 =C4 = 470 (μF); b Cuộn thứ cấp thứ hai Để ổn định điện áp nguồn nuôi ta dùng vi mạch ổn áp 7815 7915.Điện áp đầu IC chọn 15V Điện áp đầu vào chọn 20V Điện áp thứ cấp cuộn a1,b1,c1 : (3-4) Chọn U21=9(V) Các thông số chung vi mạch này: Điện áp đầu vào: UV = 7÷35 (V) Điện áp đầu : Ura= 15(V) với IC 7815 Ura=-15(V) với IC7915 Dịng điện đầu :Ira= 0÷1 (A) Tụ điện C5, C7 dùng để lọc thành phần sóng dài bậc cao Chọn C5= C6 =C7 =C8 = 470 (μF) 38 c Tính biến áp nguồn Ua-Ua-1=8.547V Ia-1=1000mA Tính cơng suất : Ua-2=8.547V Ia-2=1000mA P2-1=3.U2-1.I2-1=3.8.547.1=25.641W P2-2=3.U2-2.I2-2=3.8.547.1=25.641W Tổng công suất :PΣ=P2-1+P2-2=51.282W Chọn máy BA có P=60w Trên thực tế loại MBA có cơng suất nhỏ ta có tiết diện lõi sắt : Chọn thép E30 với kích thƣớc 30×30 Với loại biến áp ta có cơng thức (3-5) -Wo: Số vịng /1V -K: hệ số kinh ngiệm (42÷60) (ở ta chọn K =50).Thay số vào ta có : - Số vòng cuộn dây sơ cấp : W1 = WoU1=5,38.220=1183.6 (vòng) W2-1= Wo.U2-1=5,38.8.54=45.9452 (vòng ) W2-2= W0.U2-2= 5,38.8.54=45.9452 (vòng) Chọn W1=1200 vòng Chọn W21=46 vòng Chọn W22=46 (vòng) - Tính tiết diện dây dẫn: Chọn MBA có hiệu suất n=0.85% (Để đơn giản ta xem nhƣ điện trở dây dẫn nhỏ) 39 Tỉ số MBA : k= ¦W2 I1 46 = = = 0.0383 ¦W1 I2 120 3.4 Sơ đồ mạch điều khiển nguyên lí hoạt động 3.4.1 Sơ đồ mạch điều khiển Hình 3.10: Sơ đồ mạch điều khiển 3.4.2 Nguyên lý hoạt động mạch điều khiển Sensor dòng S2 đƣợc gắn để đo dịng máy phát tốc cho ta tín hiệu dịng điện tỷ lệ với tốc độ động cơ, động có tốc độ nhỏ S2 có tín hiệu tín hiệu D Ban đầu mở máy, ngƣời vận hành đặt tốc độ cho động Uωđ, sau ấn nút mở máy T, đầu vào J=1 làm cho Rowle trung gian RTr tác động tiếp điểm thƣờng mở 1RTr đóng vào làm cho điện áp điều khiển Udk đƣợc đƣa vào so sánh +- 5V Lúc U= 15V T1 thơng, T4 khố U=-15V T1 khố T4 thơng, nhƣ T3 ln thơng T1 T4 thay thông nên động đƣợc đặt điện áp thuận quay thuận Khi muốn điều chỉnh tốc độ động cơ, ngƣời vận hành thay đổi lại U điều chỉnh lại giá trị Udk tức làm cách thay đổi nên U= UN thay đổi theo, điều chỉnh trơn đƣợc ta có dài tốc độ trơn 40 Khi muốn động quay ngƣợc ( đảo chiều chuyển động): Lúc ngƣời vận hành ấn nút mở máy ngƣợc N, nhiên tốc độ động lớn nên Sensor dòng S2 chƣa có giá trị tín hiệu điện áp D nên đầu vào R khơng có tín hiệu Khi ngƣời vận hành cần phải giảm tốc độ động (Chúng ta kết hợp với hệ thống phanh khí) Khi tốc độ động giảm đến ngƣỡng có đƣợc tín hiệu D, lúc ta có thể ấn nút N để nhận đƣợc tín hiệu K=1 đặt vào Flip- flop làm N=1, T= 0, so sánh thuận đƣợc tách đồng thời so sánh ngƣợc đƣợc đƣa vào, lúc T2 T3 thay dẫn cịn T4 ln thơng Khi tốc độ động giảm dần, động đƣợc hãm ngƣợc Khi tốc độ động giảm tới giá trị khơng động đƣợc khởi động ngƣợc bắt đầu quay ngƣợc 3.5 Thống kê linh kiện cho mạch điều khiển Bảng 3.1: Bảng linh kiện cần dùng TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG IC M54HC32 Biến áp Xung IC LM337 IC LM324 Diode KYZ70 IC LM318S8 BC108 ( Transistor) BC546 ( Transistor) IC M54HC08 Diode SW01PCN020 41 KẾT LUẬN Sau gần tháng thực đề tài khóa luận, em tìm hiểu thiết kế “Nghiên cứu điều khiển tốc độ động chiều biến đổi xung áp” Kết đạt đƣợc là: tìm hiểu đƣợc ngun lí điều khiển tốc độ động chiều biến đổi xung áp thiết kế mạch lực , mạch điều khiển tốc độ động chiều Một số hạn chế: chƣa mô thiết kế mạch thực tế để điều chỉnh tốc độ động chiều Hƣớng phát triển đề tài là: Thiết kế mô đƣợc mạch phần mềm nhƣ Matlab Simulink Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp đƣợc quan tâm Thầy, Cô khoa, đặc biệt giáo viên hƣớng dẫn Th.S: NGUYỄN THỊ PHƢỢNG giúp đỡ em tận tình q trình tìm hiểu xây dựng mơ hình điều khiển Để đồ án em hồn thành thời gian Tuy nhiên thực đề tài khơng tránh khỏi sai sót, em mong nhận đƣơc góp ý đánh giá q thầy Em xin trân thành cảm ơn ! 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Cơ sở truyền đông điện – Bùi Quốc Khánh , Nguyễn Văn Liên ( Nhà xuất Giáo Dục) Sách máy điện – Bùi Đức Hùng , Triệu Việt Linh ( Nhà xuất Giáo Dục) Điện Tử Công Suất – PGS.TS Trần Xuân Minh 43 ... ? ?Nghiên cứu điều khiển tốc độ động chiều biến đổi xung áp? ?? Kết đạt đƣợc là: tìm hiểu đƣợc nguyên lí điều khiển tốc độ động chiều biến đổi xung áp thiết kế mạch lực , mạch điều khiển tốc độ động. .. Tổng quan biến đổi xung áp 10 1.2.1 Nguyên lý biến đổi xung áp chiều 10 1.2.2 Cấu trúc phân loại biến đổi xung áp 11 1.2.3 Phƣơng pháp điều khiển biến đổi xung áp ... Có phƣơng pháp điều khiển khác nhƣ: Điều khiển độc lập, điều khiển không đối xứng điều khiển đối xứng 13 1.2.3 Phương pháp điều khiển biến đổi xung áp Điện trung bình đầu đƣợc điều khiển theo