5.1. Thiết kế cơ khí.
5.1.1. Kết quả thiết kế và gia công bộ phận yaw system.
- Trụ tháp được lựa chọn là dạng trụ trịn rỗng với đường kính ban đầu là ϕ56. + Vì ổ lăn chọn trong hệ thống là loại ổ lăn KOYO có đường kính trong ϕ55. Nên phải tiến hành tiện tinh để giảm đường kính ngồi của trụ thơ. Với đường kính lớn ϕ56 và chiều dài 1500 mm. Cần phải định tâm hai đầu của trụ, vì trụ thép đúc nên tồn tại sai số lệch tâm tại các điểm. Vị trí lắp đặt ổ lăn cách đỉnh tháp 800 mm nên để dễ dàng trong gia công và lắp đặt, tác giả quyết định tiện thô 660 mm đầu tiên, chấp nhận sai số đường kính ϕ54 H9/d9. 60 mm dùng để lắp ổ lăn tiến hành tiện tinh với sai số ϕ55 H7/g6. + Trên đoạn 200m tiến hành tiện vào 1 rãnh sâu 1mm để định vị trí vịng phe ϕ55. - Phần đế sau khi hàn với trụ tháp để đảm bảo độ vững chắc trong quá trình hoạt động, tác giả hàn thêm 3 chân để cố định chuyển vị của thân tháp.
- Phần gá động cơ được hàn từ 3 tấm thép được khoét rãnh để phục vụ mục đích căng đai.
5.1.2. Kết quả thiết kế và gia công bằng phương pháp in 3d module thử nghiệm.
Module sensor được thiết kế trên phần mềm SolidWorks, sau đó được chuyển sang phần mềm Repetier Host với các thông số được setup sẵn để tạo mẫu. Sau đó, thuê đơn vị bên ngồi in. Kết quả gia cơng và q trình in được thể hiện ở Hình 6.1, 6.2, 6.3.
Repetier Host là một ứng dụng để chuyển các file STL từ các phần mềm thiết kế thành các file GCODE, để nạp vào máy in 3D. Các thông số quan trọng cần setup trên phần mềm:
+ Nhiệt độ đầu mũi in: 180°C – 200°C. + Nhiệt độ bàn in: 45°C - 55°C.
+ Chiều rộng bàn in: 150 mm x 150 mm x 226 mm. + Độ dày lớp mực in đầu tiên: 0,1 mm.
51 + Độ dày lớp lớp mực in: 0.2 mm.
+ Độ đặc lớp support: 40%. + Tốc độ mũi in: 30 mm/s.
Hình 5. 1 Mơi trường SolidWorks. Hình 5. 2 Mơi trường Repetier Host.
Hình 5. 3 Kết quả
5.2. Điều khiển và công suất hồi tiếp.
Công suất hồi tiếp.
- Hồi tiếp giá trị dòng điện:
Điện áp hồi tiếp trả về từ cảm biến dòng điện ACS712 là một giá trị analog, hàm analogRead(A0) trên Arduino có vai trog ghi lại giá trị đầu vào. Vì giá trị analog đọc về liên tục trong thời gian ngắn kết hợp với phương pháp so sánh độ chênh lệch mức áp
52 trên chân A0 của Arduino với điện áp chuẩn 5V, gây ra hiện tượng nhiễu rất lớn, từ đó làm cho hệ thống hoạt động khơng ổn định (đường màu xanh).
Chính vì vậy, tác giả lựa chọn sử dụng bộ lọc Kalman để lọc lại tín hiệu analog đầu vào của hệ thống (đường màu đỏ).
Hình 5. 4 Dịng điện đầu vào trước và sau bộ lọc Kalman.
Qua đồ thị trên, ta thấy giá trị điện áp trả về sau bộ lọc ổn định hơn rất nhiều. Hệ thống hoạt động cũng ổn định hơn.
- Hồi tiếp điện áp:
Hồi tiếp điện áp là một phần hết sức quan trọng trong việc tính tốn đúng cơng suất đầu ra của turbine. Tác giả lựa chọn cả hai phương pháp hồi tiếp điện áp:
+ Đọc tín hiệu từ cảm biến điện áp: INA219. Trả giá trị về thông qua giao tiếp I2C. + Đọc trực tiếp tín hiệu analog qua cầu phân áp với 2 điện trở 𝑅1 = 100𝐾 và 𝑅2 = 10𝐾.
Qua thực nghiệm thực tế, điện áp hồi tiếp của giá trị cảm biến điệp áp INA219 và giá trị sau bộ lọc Kalman của cầu phân áp là hoàn toàn giống nhau. Nhưng thời gian hồi tiếp của INA219 là chậm so với phương pháp đọc trục tiếp từ cầu phân áp. Ưu điểm của cảm biến là khả năng làm việc lâu dài, ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hơn so với cầu phân áp.
53