SƠ đỒ KHỐI VÀ THIẾT BỊ PHẦN CỨNG 4.1 Sơ ựồ khố
4.2.2. Mạch ựo và chuẩn hoá tần số lưới và tần số máy phát, ựo góc lệch pha ∆∆ϕ∆∆ϕϕϕ
4.2.2.1. Cơ sở của phép ựo tần số.
- Sử dụng phương pháp ựo tần số thông qua ựo thời gian Ờ ựo chu kỳ T:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...53
- Tắn hiệu ựiện áp xoay chiều ựược ựưa qua một mạch ựiều chế xung, biết ựổi thành xung vuông cùng pha cùng tần số (Ở cả hai nửa chu kỳ), tắn hiệu xung này ựược ựưa qua bộ chuẩn hóa xung ựể biến ựổi thành dạng xung vuông ( từ 0 ựến 5 VđC ở nửa chu kỳ dương của ựiện áp ựể giao tiếp với vi ựiều khiển).
- Vi ựiều khiển sẽ dò (Polling), khi phát hiện xườn lên của xung thì ra lệnh khởi ựộng timer với tần số 1MHz. Khi vi ựiều khiển dò thấy xường lên tiếp theo của xung thì ra lệnh dừng timer.
- Vi ựiều khiển ựọc số chứa trong thanh ghi dữ liệu của timer và tắnh ra giá trị của chu kỳ T, từ ựó tắnh ra tần số f=1/T.
4.2.2.2. Mạch ựo và chuẩn hoá tần số lưới và tần số máy phát
- Vi ựiều khiển sẽ ựo chu kỳ Tmáy phát; Tlưới sau ựó tắnh ra fmáy phát; flưới ; ∆f theo công thức f = 1/T; ∆f = fmáy phát - flưới . Chu kỳ Tmáy phát, Tlưới ựược ựo và tắnh toán bằng vi ựiều khiển theo cơ sở trình bày ở phần 4.2.2.1.
- Căn cử yêu cầu của phép ựo, trong ựề tài này tôi lựa chọn linh kiện và xây dựng sơ ựồ mạch ựo và chuẩn hóa như hình 4.5.
C181uF 1uF T2 TRANS-GEN 1 5 4 8 C19 1uF R2 5.6K R14 2.2K R1 2.2K R7 5.6K R10 5.6K Ubus1 + - U1B LM393 5 6 7 8 4 J18 UGEN-220V 1 2 R9 22K Xung-Fbus +12V R20 2.2K 5V C5 20uF C2 20uF R16 2.2K 1 3 2 R4 22K R5 5.6K R22 2.2K 1 3 2 C1 1uF Ubus1 T1 TRANS-BUS 1 5 4 8 Ugen1 Xung-Fgen +12V J13 UBUS-220V 1 2 Ugen1 C4 1uF +12V R6 2.2K + - U1A LM393 3 2 1 8 4 +12V 5V
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...54
điện áp lưới (UBUS) và ựiện áp máy phát ( UGEN) ựược lấy ựiện áp pha, ựưa vào mạch ựo thông qua biến áp cách ly ( T1, T2) và hạ áp 220V/5V, ựiện áp này ựược ựưa qua các bộ lọc nhiễu trước khi ựưa vào bộ so sánh. Các vi mạch so sánh sử dụng trong ựề tài này tôi chọn vi mạch so sánh chuyên dụng LM393. Tắn hiệu ra của các mạch so sánh có dạng xung vuông cùng pha cùng tần số với tắn hiệu ựiện áp xoay chiều ựầu vào.
Hình 4.6. đồ thị dạng xung ựiện áp máy phát và ựiện áp lưới sau mạch chuẩn hóa
4.2.2.3. Cơ sở phép ựo góc lệch pha ∆ϕ giữa ựiện áp lưới và ựiện áp máy
phát
- Tương tự như ựo tần số, góc lệch pha ∆ϕ ựược ựo thông qua phương pháp ựo thời gian
- Sơ ựồ khối mạch ựo và ựồ thị dạng xungxung UB , UG, góc lệch pha
∆ϕ ựược thể hiện trong hình 4.7 và 4.8.
+3V
-3V UBUS,GEN UBUS,GEN
Xung -UBUS, GEN
5V 0 0 0 10ms t t
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...55
Hình 4.7. Sơ ựồ khối mạch ựo góc lệch pha ∆∆∆∆ϕϕϕϕ
Hình 4.8. đồ thị dạng xung UB , UG, góc lệch pha ∆∆∆∆ϕϕϕϕ
- điện áp lưới (UBUS) và ựiện áp máy phát ( UGEN) ựược lấy ựiện áp pha, ựưa vào mạch ựo thông qua biến áp cách ly ( T1, T2) và hạ áp 220V/5V, ựiện áp này ựược ựưa qua các bộ lọc nhiễu trước khi ựưa vào bộ so sánh dùng vi mạch so sánh chuyên dụng LM393. Tắn hiệu ra của mạch so sánh có dạng xung vuông cùng pha cùng tần số với tắn hiệu ựiện áp xoay chiều ựầu vào
- Vi ựiều khiển sẽ dò (Polling) xườn lên của xung UB , khi phát hiện xườn lên của xung UBthì ra lệnh khởi ựộng timer với tần số 1MHz. Sau ựó vi ựiều khiển dò (Polling) xườn lên của xung UG , khi phát hiện thấy xườn lên
UB
UG
Xung UB
Xung UG ∆ϕ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...56
của xung UG thì ra lệnh dừng timer
- Vi ựiều khiển ựọc số chứa trong thanh ghi dữ liệu của timer và tắnh ra khoảng sai lệch về thời gian giữa 2 xườn lên ựầu tiên của xung UB; UG, từ ựó tắnh ra ∆ϕ. Timer có tần số 1 KHz nêm ứng với ∆ϕ = 1800 thì số ựọc ựược trong thanh ghi dữ liệu của timer là 10.000.000. Vi ựiều khiển ựọc ựược con số trong thanh ghi dữ liệu của timer là A thì ∆ϕ = A * 1800/10.000.000
- Mạch chuẩn hóa và ựiều chế xung UB; UG ựược dùng phục vụ chung cho tắnh toán tần số và góc pha như hình 4.5.