Đề tài Tìm hiểu tổng quan về động cơ không đồng bộ

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 1 LỜI MỞ ĐẦU Bước sang thế kỷ 21, sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật đã trở thành nòng cốt của sự tiến bộ xã hội, đặc biệt quan trọng là sự tiến bộ về kinh tế, nhờ vậy xã hội được thay đổi từng ngày, từng giờ. Trong những năm gần đây, xu thế công nghiệp hóa đã mang lại nhiều thay đổi cho đất nước, đặc biệt là lĩnh vực Tự Động Hóa. Công nghệ Tự động hóa (TĐH) đã mang lại rất nhiều lợi ích cho con người như: tăng năng suất, giảm nhân công lao động, hạ giá thành sản phẩm. Hơn nữa Tự Động Hóa còn giúp con người tránh phải làm việc ở môi trường bất lợi hay khó tham gia. Chính vì vậy Tự Động Hóa ngày càng đóng vai trò quan trọng trong đời sống cũng như trong công nghiệp. Trong công nghiệp máy điện không đồng bộ ba pha là loại động cơ chiếm một tỷ lệ rất lớn so với các loại động cơ khác. Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ, nguồn cung cấp lấy ngay trên lưới điện, dải công suất động cơ rất rộng từ vài trăm W đến vài ngàn kW. Tuy nhiên các hệ điều chỉnh tốc độ dùng động cơ không đồng bộ có tỷ lệ nhỏ hơn so với động cơ một chiều. Nhưng với sự ra đời và phát triển nhanh của công cụ bán dẫn công suất như: Điôt, Tranzitor, thyristor …thì các hệ truyền động có điều chỉnh tốc độ dùng động cơ không đồng bộ mới được khai thác mạnh hơn. Nội dung đồ án này là tìm hiểu và thiết kế bộ biến tần truyền thống ba pha điều khiển động cơ không đồng bộ theo phương pháp U/f = const. Từ cơ sở lý thuyết về động cơ không đồng bộ ba pha, phương pháp điều khiển bằng tần số và qua tìm hiều khảo sát các bộ biến tần thực tế hiện nay cũng như đánh giá các phương pháp điều khiển, nội dung của đồ án đã đề xuất ra mô hình biến tần điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha dùng trong các hệ truyền động với giá thành Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 2 thấp, đáp ứng được các yêu cầu cơ bản của thực tế. Do hạn chế về mặt thời gian nên trong phạm vi đồ án này chỉ dừng lại ở điều khiển vòng hở động cơ không đồng bộ ba pha và hi vọng đề tài sẽ được tiếp tục phát triển trong tương lai. Em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô giáo Khoa Điện đã tận tình dạy dỗ em những kiến thức chuyên môn làm cơ sở để hoàn thành đề tài tốt nghiệp và đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn tất khóa học. Đặc biệt em xin gởi lời cảm ơn tới thầy hướng dẫn PGS.TS Đoàn Quang Vinh đã tận tình chỉ bảo, gợi ý, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện và nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành tốt đề tài này. Trong quá nghiên cứu, do thời gian và trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót, kính mong sự giúp đỡ của các thầy cô để đề tài này được hoàn thiện hơn. Đà Nẵng, Ngày 10 tháng 6 năm 2011 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG: Hình 1.1: Động cơ không đồng bộ ba pha Động cơ không đồng bộ 3 pha được sử dụng phổ biến trong sản xuất cũng như trong sinh hoạt. Ngày nay nó được thay thế nhiều cho các động cơ điện chiều, vì chúng có giá thành rẽ, cấu tạo đơn giản, có thể làm việc trong môi trường khắc nghiệt, nhiệt độ cao, ăn mòn… hơn nữa, hiện nay việc sử dụng các bộ biến tần đã mở ra một triển vọng lớn cho các loại động cơ không đồng bộ. Tuy nhiên động cơ không đồng bộ vẫn còn một số nhược điểm sau: + Mômen tỷ lệ với bình phương điện áp, cho nên khi điện áp lưới giảm xuống sẽ làm cho mômen khởi động và mômen tới hạn giảm xuống rất nhiều. + Khe hở không khí nhỏ làm cho độ tin cậy giảm. + Khi điện áp lưới tăng dễ sinh tình trạng nóng quá mức đối với stato cũng như khi điện áp lưới giảm xuống dễ làm rôto nóng quá mức. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 4 1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ. 1.2.1 Cấu Tạo: Động cơ không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều hai dây quấn: dây quấn sơ cấp nhận điện áp lưới với tần số f1, dây quấn thứ cấp được khép kín. Dây quấn thứ cấp thứ cấp sinh ra dòng điện nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ với tần số f2 và nó là hàm của tốc độ góc rôto w . Động cơ không đồng bộ được chia làm hai loại: động cơ KĐB dây quấn và động cơ KĐB rôto lồng sóc. Động cơ KĐB dây quấn là loại động cơ mà rôto có dây quấn giống stato, dây quấn 3 pha của rôto thường đấu hình sao, ba đầu cũng được nối với vành trượt, đấu với mạch ngoài bằng chổi than. Nhờ cơ cấu này mà ta có thể nối thêm điện trở phụ vào mạch rôto để cải thiện tính năng mở máy và điều chỉnh tốc độ. Động cơ KĐB rôto lồng sóc có dây quấn rôto khác hẳn với kết cấu của stato. Trong rảnh của rôto người ta đặt các thanh dẫn bằng đồng hay nhôm và nối tắt chúng ở hai đầu vòng ngắn mạch. Cấu tạo gồm hai phần chính: + Phần cảm gồm 3 cuộn dây đặt lệch nhau 1200 và được cấp điện áp xoay chiều 3 pha để tạo từ trường quay. Phần cảm đặt ở stato được nối sao hoặc tam giác. + Phần ứng cũng gồm 3 cuộn dây, thường đặt ở rôto, với rôto bằng sắt và rôto dây quấn. 1.2.2 Nguyên lý hoạt động. Động cơ KĐB làm việc dựa tren hiện tượng cảm ứng điện từ, khi đặt điện áp 3 pha vào 3 dây quấn 3 pha đặt đối xứng trong lõi thép stato. Khi từ trường quay (giả thiết theo chiều kim đồng hồ) của phần cảm quay qua các thanh dẫn phần ứng thì các cuộn dây (hay thanh) của phần ứng xuất hiện 1 suất điện động cảm ứng. Nếu mạch phần ứng nối kín thì có dòng điện cảm ứng sinh ra (chiều được xác định bằng qui tắc bàn tay phải). Từ trường quay lại tác dụng vào chính dòng cảm ứng này, hai Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 5 lực từ có chiều được xác định theo qui tắc bàn tay trái, và tạo ra mômem làm quay phần cảm theo chiều quay của từ trường quay. Hình 1.2: Nguyên lý làm việc của động cơ xoay chiều 3 pha Tốc độ quay của phần cảm luôn nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường quay. Nếu phần cảm quay với tốc độ bằng tốc độ của từ trường thì từ trường sẽ không quay qua các dây dẫn phần cảm nữa nên suất điện động cảm ứng và dòng điện cảm ứng không còn. Do mômen cản phần cảm sẽ quay chậm lại sau từ trường và các dây dẫn phần cảm lại bị từ trường quay qua, dòng điện cảm ứng lại xuất hiện lại và do đó mômen lẫn phần cảm tiếp tục quay theo từ trường nhưng tốc độ luôn nhỏ hơn tốc độ từ trường. Tốc độ từ trường quay là w 0 (rad/s) hay n0 (vòng/phút) thì tốc độ quay của phần cảm w luôn nhỏ hơn w < w 0, n<n0, sai lệch tương đối giữa hai tốc độ gọi là độ trượt s. Với s = (ω0 - ω)/ω0 (1-1) ω = ω.(1-s) hay n=n0(1-s) (1-2) ω = (2pn)/60, hay w 0 = (2pn0)/60 = (2pf1)/p (1-3) f1: là tần số của lưới Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 6 Tốc độ w 0 (rad/s) hay n0 (vòng /phút) là tốc độ lớn nhất mà rôto có thể đạt được nếu không có lực cản nào. Tốc độ này được gọi là tốc độ không tải lý tưởng hay tốc độ đồng bộ. Dòng điện cảm ứng trong phần dây phần ứng ở rôto cũng là dòng xoay chiều với tần số xác định bởi tốc độ tương đối với từ trường quay. 0 2 1 ( ) . 60 p n nf s f-= = (1-4) 1.2.3 Vận hành động cơ không đồng bộ: a) Mở máy động cơ KĐB. Theo yêu cầu của sản xuất, động cơ điện không đồng bộ lúc làm việc thường phải mở máy và ngừng máy nhiều lần. Tùy theo tính chất của tải và tình hình của lưới điện mà yêu cầu về mở máy đối với động cơ điện cũng khác nhau. Có khi yêu cầu mômen mở máy lớn có khi yêu cầu hạn chế dòng điện mở máy và có khi cần cả hai. Những yêu cầu trên đòi hỏi động cơ điện phải có tính năng mở máy thích hợp. Trong nhiều trường hợp, do phương pháp mở máy hay do chọn động cơ điện có tính năng mở máy không thích hợp nên thường gây hỏng máy. Nói chung khi mở máy cần chú ý các yêu cầu sau: + Phải có mômen đủ lớn để thích ứng với đặt tính cơ của tải. + Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt. + Phương pháp mở máy và các thiết bị cần dùng phải đơn giản, rẻ tiền chắc chắn. + Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng thấp càng tốt. b Đặc tính cơ của động cơ điện không đồng bộ. Theo thuyết máy điện, khi coi động cơ và lưới điện là lý tưởng, nghĩa là ba pha của động cơ là đối xứng, các thông số dây quấn như điện trở và điện kháng không đổi, tổng trở mạch từ hóa không đổi bỏ qua tổn thất do ma sát và tổn thất trong lõi thép và điện áp lưới hoàn toàn đối xứng thì sơ đồ thay thế một pha của động cơ như hình vẽ 1-3. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 7 Hình 1-3: Sơ đồ thay thế một pha động cơ không đồng bộ Trong đó: U1 là trị số hiệu dụng của điện áp pha stato (V) . '1 2, ,I I Im - dòng điện từ hóa, dòng điện stato và dòng điện rôto đã qui đổi về stato(A). '1 2, ,R R Rm điện trở tác dụng mạch từ hóa, mạch stato và mạch rôto đã qui đổi về stato (W ). '1 2, ,X X Xm điện kháng tác dụng mạch từ hóa, mạch stato và mạch rôto đã qui đổi về stato ( W ). Phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ biểu diễn mối quan hệ giữa mômen quay và tốc độ của động cơ có dạng. [ ] 2 ' 1 2 ' 2 22 0 1 3 , . ( ) nm U RM N m Rs R X s w = é ù + +ê ú ë û (1-5) Trong đó: nmX điện kháng ngắn mạch '1 2nmX X X= + * Đường đặc tính cơ Với những giá trị khác nhau của s (0 1s£ £ ), phương trình cho những giá trị M. Đường biểu diễn M=f(s) trên trục tọa độ s0M như hình vẽ, đó là đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ba pha. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 8 Hình 1-4: Đường đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ba pha Đường dặc tính cơ có điểm cực trị gọi là điểm tới hạn K. Tại điểm đó: 0 d M d s = Giải phương trình ta có: ' 2 2 2 1 th nm Rs R X = ± + (1-6) Thay vào phương trình đặc tính cơ ta có: 2 1 2 2 0 1 1 3 2 ( th nm UM R R Xw = ± + (1-7) Vì ta đang xét trong giới han ( 0 1s£ £ ) (chế độ động cơ) nên giá trị sth và Mth của đặc tính cơ trên hình ứng với dấu (+). Đặc tính cơ của động cơ điện xaoy chiều KĐB là một đường cong phức tạp có hai đoạn ẠK và BK, phân bởi điểm tới hạn K. Đoạn AK gần thẳng và cứng. Trên đoạn này mômen động cơ tăng khi tốc độ giảm và ngược lại. Do vậy động cơ làm việc trên đoạn này sẽ ổn định. Đoan BK cong với tốc độ dốc dương, trên đoạn này động cơ làm việc không ổn định. Trên đường đặc tính cơ tự nhiên, điểm B ứng với tốc độ w =0 (s=1) và mômen mở máy: Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 9 [ ] 2 ' 1 2 ' 2 2 0 1 2 3 , . ( ) n m U RM N m R R Xw = é ù+ +ë û (1-8) Điểm A ứng với mômen cản bằng 0 (Mc =0) và tốc độ đồng bộ. 10 2 f p p w = (1-9) c) Ảnh hưởngcủa tần số nguồn f1 đến đặc tính cơ. Khi thay đổi f1theo (1-9), tốc độ đồn bộ 0w thay đổi, đồng thời X1,X2 cũng bị thay đổi (vì = 2X fLp= ) kéo theo sự thay đổi của độ trượt tới hạn sth và mômen tới hạn Mth. Quan hệ tới hạn theo tần số sth =f(f1) và mômen tới hạn theo tần số Mth=f(f1) là phức tạp nhưng vì 0w và X1 phụ thuộc tỷ lệ với tần số f1 nên có thể từ các biểu thức của sth và Mth ta rút ra: th 1 th 2 1 s : 1:M f 1 f ì ïï í ï ïî (1-10) Khi tần số f giảm, đồ trượt tới hạn sth và mômen Mth đều tăng lên nhưng Mth tăng nhanh hơn. Khi giảm tần số xuống dưới tần số định mức fđm thì tổng trở của cuộn dây giảm nên nếu giữ nguyên điện áp cấp cho động cơ sẽ dẫn đến dòng điện trong động cơ tăng mạnh. Vì vậy khi giảm tần số xuống dưới giá trị định mức cần phải đồng thời giảm điện áp cấp cho động cơ theo quan hệ: 1 1 onsu c t f = (1-11) Như vậy Mth sẽ giữ không đổi ở vùng f1fđm thì không thể tăng điện áp nguồn mà giữ U1=Uđm nên ở vùng này Mth sẽ giảm tỷ lệ nghịch với Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 10 bình phương của tần số, đồng thời phải điều chỉnh điện áp theo quy luật onsU c t f = để giữ cho động cơ không bị quá tải về công suất. Hình 1-5: Họ đặc tính cơ khi thay đổi tần số nguồn Hình 1-6: Đặc tính cơ của động cơ KĐB khi thay đổi tần số kết hợp với thay đổi điện áp 1.3 ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ. Ngày nay các hệ thống truyền động điện được sử dụng rất rộng rải trong các thiết bị hoặc dây chuyền sản xuất công nghiệp và trong các thiết bị điện dân dụng... Ước tính có khoảng 50% lượng điện năng sản suất ra được tiêu thụ bởi các hệ thống truyền động điện. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 11 Động cơ KĐB có nhiều ưu điểm sau: kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ, có khả năng làm việc trong môi trường độc hại hoặc nơi có khả năng cháy nổ cao. Vì những ưu điểm này nên động cơ không đồng bộ được sử dụng rất rộng rải trong các nghành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng chục ngàn KW. Trong công nghiệp động cơ không đồng bộ thường được dùng làm nguồn động lực cho các máy cán thép loại vừa và nhỏ, cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ... Trong nông nghiệp được dùng làm máy bơm hay máy gia công nông sản. Trong đời sống hằng ngày, động cơ không đồng bộ ngày càng chiếm một vị trí quan trọng với nhiều ứng dụng như: quạt gió, động cơ trong tủ lạnh, trong máy điều hòa... Bên cạnh đó thì nhược điểm của động cơ không đồng bộ là so với máy điện một chiều, việc điều khiển máy điện xoay chiều còn gặp nhiều khó khăn, bởi các thông số của máy điện xoay chiều là thông số biến đổi theo thời gian cũng như bản chất phức tạp về mặt cấu trúc của động cơ xoay chiều. Để có thể điều khiển độc lập từ thông và mômen của động cơ xoay chiều đòi hỏi phải có một hệ thống tính toán cực kỳ nhanh và chính xác trong quan hệ qui đổi các giá trị xoay chiều về các biến đơn giản. Vì vậy cho đến nay phần lớn các động cơ xoay chiều làm việc với các ứng dụng có tốc độ không đổi do các phương pháp điều khiển trước đây dùng cho máy điện thường đắt và có hiệu suất kém. 1.4 KHẢ NĂNG DÙNG ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU THAY CHO ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU: Những khó khăn trong việc ứng dụng động cơ xoay chiều chính là làm thế nào để có thể dễ dàng điều khiển tốc độ của nó như việc điều khiển động cơ điện một chiều. Vì vậy một ý tưởng về việc biến đổi một máy điện xoay chiều thành một máy điện một chiều trên phương diện điều khiển đã ra đời. Đây chính là điều khiển vector. Điều khiển vector sẽ cho phép điều khiển từ thông và mômen hoàn toàn độc lập với nhau thông qua điều khiển giá trị tức thời của dòng (động cơ tiếp dòng) hoặc giá trị tức thời của áp (động cơ tiếp áp). Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 12 Điều khiển vector cho phép tạo ra các phản ứng nhanh và chính xác của cả từ thông và mômen trong cả quá trình quá độ cũng như xác lập của máy điện xoay chiều giống như máy điện một chiều. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật bán dẫn và những bộ vi xử lý có tốc độ nhanh và giá thành hạ, việc ứng dụng điều khiển vector ngày càng được sử dụng rộng rải trong nhiều hệ truyền động và đã trở thành một tiêu chuẩn công nghiệp. Với sự phát triển nhanh của nghành công nghiệp tự động đòi hỏi sự cải tiến thường xuyên của các hệ truyền động khác nhau. Những yêu cầu cải tiến cốt yếu là tăng độ tin cậy, giảm khả năng tiêu thụ điện năng, giảm thiểu chi phí bảo dưỡng, tăng độ chính xác và tăng khả năng điều khiển phức tạp. Vì vậy những hệ truyền động của động cơ điện một chiều đang dần dần bị thay thế bởi những hệ truyền động với động cơ xoay chiều sử dụng điều khiển vector. Lý do chính để sử dụng rộng rải động cơ điện một chiều trước kia là khả năng điều khiển độc lập từ thông và mômen cũng như cấu trúc hệ truyền động khá đơn giản. Tuy nhiên chi phí mua và bảo trì động cơ cao, đặc biệt là khi số lượng máy điện phải dùng lớn. Trong khi đó các ứng dụng thực tế của lý thuyết điều khiển vector đã được thực hiện từ những năm 70 với các mạch điều khiển liên tục. Nhưng các mạch liên tục không thể đáp ứng được sự đòi hỏi chuyển đổi tức thời của hệ quy chiều quay do điều này đòi hỏi một khối lượng tính toán trong một thời gian ngắn. Sự phát triển của những mạch vi xử lý đã làm thay đổi việc ứng dụng của lý thuyết điều khiển vector. Khả năng tối ưu trong điều khiển quá độ của điều khiển vector là nền móng cho sự phát triển rộng rải của các hệ truyền động xoay chiều.(vì giá thành động cơ xoay chiều rẻ hơn động cơ điện một chiều). Với sự phát triển mạnh mẽ của các bọ biến đổi điện tử công suất, một lý thuyết điều khiển máy điện xoay chiều khác hẳn với điều khiển vector đã ra đời. Đó là thuyết điều khiển trực tiếp mômen lực (Direct Torque Control hay viết là DTC) do giáo sư Noguchi Takahashi đưa vào cuối năm 80. Tuy nhiên kỹ thuật DTC vẫn chưa hoàn hảo và cần được nghiên cứu thêm. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 13 CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 2.1 CÁC YÊU CẦU ĐẶT RA VỚI VIỆC ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ. Khi khởi động động cơ trực tiếp từ lưới, dòng điện khởi động rất lớn. Điều này làm tổn thất công suất lớn trên đường truyền và trong rôto làm nóng động cơ thậm chí có thể làm hỏng lớp cách điện. Dòng khởi động lớn có thể làm sụt điện áp nguồn, ảnh hưởng đến các thiết bị khác dùng chung nguồn với động cơ. Khi chạy không tải, dòng điện chạy trong động cơ chủ yếu là dòng từ hóa, tải hầu như chỉ có tính cảm. Kết quả là hệ số công suất rất thấp, khoảng 0,1. Khi tải tăng lên dòng điện bắt đầu tăng. Dòng điện từ hóa duy trì hầu như không đổi trong suốt quá trình hoạt động từ không tải đến đầy tải. Vì vậy khi tăng tải hệ số công suất cũng tăng. Khi động cơ làm việc với hệ số công suất nhỏ hơn 1, dòng điện trong động cơ không hoàn toàn sin. Điêu này cũng làm giảm chất lượng công suất nguồn, ảnh hưởng đến các thiết bị khác dùng chung nguồn với động cơ. Trong quá trình làm việc, nhiều lúc cần dừng khẩn hoặc đảo chiều động cơ. Độ chính xác trong tốc độ, khả năng dừng chính xác, đảo chiều tốt làm tăng năng suất lao động cũng như chất lượng sản phẩm. Trong các ứng dụng, trước phương pháp hãm cơ được dùng, lực ma sát giữa phần cơ và má phanh có tác dụng hãm. Tuy nhiên việc hãm này rất kém hiệu quả và tổn thất nhiệt lớn. Trong nhiều ứng dụng công suất đầu vào là một hàm phụ thuộc vào tốc độ như quạt, máy bơm, ở những lọa tải này mômen cản tỷ lệ với bình phương tốc độ, công suất tỷ lệ với lập phương của tốc độ. Do đó việc điều chỉnh tốc độ này phụ thuộc váo tải có thể tiết kiệm điện năng. Tính toán cho thấy việc giảm 20% tốc độ động Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 14 cơ có thể tiết kiệm được 50% công suất đầu vào mà điều này không thể thực hiện đối với những động cơ sử dụng trực tiếp điện áp lưới. Khi lưới điện cấp cho động cơ có hệ số công suất nhỏ hơn đơn vị, dòng điện trong động cơ có chứa nhiều thành phần bậc cao. Điều này làm tăng tổn thất trong động cơ dẫn đến làm giảm tuổi thọ của động cơ. Mômen sinh ra bởi động cơ bị gợn sóng. Các thành phần điều hòa bậc cao có thể loại bỏ khi hoạy động ở tần số cao bởi tính cảm của động cơ. Nhưng ở tần số thấp động cơ chạy sẽ bị rung ảnh hưởng đến các vòng đồng của rôto. Động cơ làm việc ở lưới nguồn không ổn định nếu không được bảo vệ sẽ làm giảm tuổi thọ của động cơ. Từ những phân tích trên ta thấy rằng cần phải có một hệ điều khiển thông minh. Với sự phát triển vượt bậc của các thiết bị công suất dẫn đến việc điều khiển động cơ một cách dễ dàng hơn. 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ: 2.2.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp thay đổi điện trở phụ mạch rôto. Đối với động cơ rôto dây quấn thường điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở rôto để thay đổi hệ số trượt s, việc điều chỉnh được thực hiện ở phía rôto. Phương pháp này còn gọi là phương pháp biến trở. Hình 2-1: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện trở phụ ở mạch rôto Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 15 Khi đưa thêm điện trở phụ Rf vào mạch rôto làm cho dòng điện rôto giảm xuống dần đến tốc độ quay giảm xuống. Điện trở tổng của mạch rôto sẽ là: R å = Rr+Rf Trong đó: Rr là điện trở dây quấn một pha của rôto Rf là điện trở phụ một pha nối tiếp với rôto Đặc tính điều chỉnh của động cơ khi thay đổi điện trở mạch rôto như sau: Hình 2-2: Đặc tính điều chỉnh khi thay đổi điện trở mạch rôto động cơ KĐB rôto dây quấn Các đặc tính điều chỉnh phải thỏa mãn phương trình đặc tính cơ: M = ' ' ' ' 2 )1(2 th th th thth aS S S S S aSM ++ + (2-1). Trong đó: 'thS = 22 1 '' 2 nm f XR RR + + (2-2). Mth = Mthtn = Const (2-3). a = 2 1 R R . Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 16 Giả sử động cơ đang làm việc xác lập với đặc tính tự nhiên có tải là Mc và tốc độ là w 1, ứng với điểm làm việc a nên đặc tính điều chỉnh như hình 2-2. Để điều chỉnh tốc độ ta đóng Rf vào cả 3 pha của rôto, dòng điện và mômen của động cơ giảm đột biến (bỏ qua quán tính điện từ của động cơ) cho nên điểm làm việc trên mặt phẳng đặc tính cơ chuyển từ a qua b, tại thời điểm đó mômen của động cơ nhỏ hơn Mc nên hệ giảm tốc. Mặc khác vì tốc độ giảm, độ trượt tăng nên suất điện động tăng. Cảm ứng trong rôto E2= s.E2nm tăng lên, do đó dòng điện và mômen của động cơ lại tăng lên cho đến khi M=Mc thì hệ xác lập nhưng với tốc độ mới w2 <w1 trạng thái này ứng với điểm a’ trên đặc tính điều chỉnh Rf. Khi điều chỉnh điện trỏ Rf =0 tới Rf =R1 ta có thể điều chỉnh tốc độ động cơ trong miền nằm giữa đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ của biến trở với Rf=R1. Nhận xét: + Phương pháp này gây tổn hao trong biến trở nên làm hiệu suất động cơ giảm. Tuy vậy đây là phương pháp khá đơn giản, tốc độ được điều chỉnh khá liên tục trong phạm vi khá rộng nên được dùng nhiều trong các động cơ công suất cỡ trung bình. + Thao tác đơn giản. + Giá thành ban đầu cũng như chi phí bảo trì thấp. + Đặc tính cơ dốc khi tốc độ thấp nên nên phương pháp này sẽ cho tốc độ kém ổn định. + Phương pháp không kinh tế vì tổn thất năng lượng lớn. Ứng dụng đối với các hệ thống làm việc ngắn hạn hay ngắn hạn lặp lại và không yêu cầu về ổn định tốc độ cao như: máy nâng, cầu trục, thang máy … 2.2.2 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp thay đổi số đôi cực. * Sơ đồ nguyên lý. Phương pháp thay đổi số đôi cực thường được dùng nhiều nhất cho động cơ hai cấp tốc độ, có hai cách đấu như sau: Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 17 Hình 2-2: Đổi nối dây quấn stato theo sơ đồ D -YY Hình 2-3: Đổi nối dây quấn stato theo sơ đồ Y-YY Để thay đổi số đôi cực p người ta thay đổi cách đấu dây ở stato của động cơ. Những máy đặc biệt này người ta gọi là máy đa tốc độ. Số đôi cực của nó được thay đổi bằng hai cách khác nhau. Cách thứ nhất dùng hai tổ nối dây riêng biệt mỗi tổ có hai số đôi cực riêng, cách thứ hai dùng: dùng một tổ dây quấn stato nhưng mỗi pha được thành hai đoạn. Thay đổi cách nối giữa hai đoạn đó ta sẽ thay đổi một đôi cực p. Cách thứ nhất tạo được hai cấp tốc độ bất kỳ không phụ thuộc nhau. Cách thứ hai có sơ đồ đấu dây phức tạp và có hai cấp tốc độ phụ thuộc nhau. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 18 Khi đổi nối từ D à YY: ta có những quan hệ sau: khi đấu D hai đoạn dây stato đấu nối tiếp nên: R1 = 2r1 ; X1 = 2X1 Và tương ứng R2 = 2r2 ; X2 = 2X2 ; Xnm = 2Xnm (2-4). Trong đó r1, r2, X1, X2, là các điện trở và các điện kháng mỗi đoạn dây stato và rôto. Điện áp đặt lên dây quấn mỗi pha là: Uf D = 13U . Do đó: Sth D = 2)' 21 2 1 ' 2 ( DDD D ++ XXR R = 22 1 ' 2 nmXr r + (2-5). M th D = 2 1 2 2 0 1 1 nm U 3 3 2 R R RD D Dé ùw ± +ë û = 2 1 2 2 0 1 2 nm 9U 4 r r Xé ùw ± + ë û (2-6). Khi nối YY thì: R1YY = 2 1 r1 ; X1YY = 2 1 X1 ; R2YY = 2 1 r2 ; X2YY = 2 1 X2 (2-7). Còn điện áp trên dây quấn mỗi pha là: UfYY = U1 Vì vậy: SthYY = )( '2 2 1 2 1 ' 2 YYYYYY YY XXR R ++ = 22 1 ' 2 nmXr r + = Sth D (2-8). MthYY = é ùw ± + ë û 2 1 2 2 0YY 1YY 1YY nmYY 3U 2 R R X = 2 1 2 2 0 1 1 nm 3U 2 r r Xé ùw ± + ë û (2-9). So sánh hai công thức (2-6) và (2-9) ta thấy: Dth thYY M M = 3 2 (2-10) Như vậy khi nối D - YY thì tốc độ lý tưởng không tải tăng hai lần, sth giữ nguyên, mômen tới hạn Mth giảm 1 3 . Đặc tính cơ của nó có dạng: Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 19 Hình 2-2: Các đặc tính cơ điều chỉnh và đặc tính tải cho phép khi đổi nối dây quấn stato D - YY Khi đổi nối Y-YY: SthY = 22 1 ' 2 nmXr r + (2-11). MthY = 2 1 2 2 0 1 1 nm 3U 4 r r Xé ùw ± + ë û (2-12). SthY = SthYY ; MthY = 2 1 MthYY (2-13). Dạng đặc tính cơ của nó có dạng: Hình 2-3: Các đặc tính cơ điều chỉnh và đặc tính tải cho phép khi đổi nối dây quấn stato Y- YY Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 20 Nhận xét: · Ưu điểm của phương pháp thay đổi số đôi cực p là thiết bị đơn giản, giá thành hạ, các đặc tính cơ đều cứng, khả năng điều chỉnh triệt để. Độ chính xác duy trì tốc độ cao và tổn thất trượt khi điều chỉnh không đáng kể. · Nhược điển lớn nhất của phương pháp này là có độ tinh kém (nhảy cấp), dải điều chỉnh không rộng và kích thước động cơ lớn nên động cơ đa tốc được chế tạo với công suất dưới 20¸30 kW và được sử dụng trong một số máy cắt kim loại và nâng bơm ly tâm và của quạt gió. 2.2.3 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp thay đổi điện áp đặt vào động cơ. a) Nguyên lý điều chỉnh Để thay đổi điện áp người ta dùng bộ biến đổi có điện áp ra tùy theo tín hiệu điều khiển đặt vào. Sơ đồ nguyên lý: Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 21 Nếu bỏ qua tổng trở của nguồn và không dùng điện trở phụ trong mạch rôto. Khi điện áp của bộ biến đổi U2 thì ta được họ đặc tính điều chỉnh như hình 2-5. Khi đó: Độ trượt tới hạn giữ nguyên giá trị: ' 2 2 2 1 t h n rs r x = + (2-14). Mômen tới hạn tỷ lệ với bình phương điện áp: 22tu tM M U= (2-15). Với 2 2 2 21 1 1 3 2 ( ) 9,55 t n UM n r r xp = + + Trong đó: Mtu: mômen tới hạn của động cơ ứng với điện áp điều chỉnh. U2: điện áp ra của bộ biến đổi Hình 2-5: Dạng đặc tính điều chỉnh khi không dùng điện trở phụ trong mạch rôto. Để cải thiện dạng đặc tính điều chỉnh và giảm bớt mức phát nóng của động cơ. Khi dùng động cơ không đồng bộ rôto dây quấn, người ta nối thêm một bộ điện trở phụ vào mạch rôto như hình (2-4) thì khi đó: Nếu điện áp đặt vào stato là định mức (U2=U1) thì ta được đặc tính mềm hơn đặc tính tự nhiên và ta gọi đó là đặc tính giới hạn (đtgh). Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 22 Nếu giá trị điện áp đặt vào stator khác với giá trị định mức thì mômen tới hạn lúc điều chỉnh điện áp Mtu sẽ thay đổi theo tỷ lệ bình phương điện áp, còn độ trượt tới hạn thì không đổi. nghĩa là: 22tu tM M U= Sth =const Khi xét đến tổng trở của bộ biến đổi thì việc xác định đặc tính giới hạn có phức tạp. Khi đó ta xem điện trở rb và điện kháng xb của bộ biến đổi có giá trị cố định không phụ thuộc vào điện áp U2. Lúc đó: 2 2 2 2 21 1 1 3 2 ( ) ( ) ( ) 9,55 t b b b n UM n r r r r x xp = é ù+ + + + +ë û (2-16). ' 2 2 2 1( ) ( ) f th b b n r r s r r x x + = + + + (2-17). Ta được phương trình đặc tính cơ: 2 (1 ) 2 t t t MM s s s s e e + = + + (2-18). Với 1 2 2 1( ) ( ) b b b n r r r r x x e + = + + + Dạng đặc tính điều chỉnh trong trường hợp này như hình 2-6. Hình 2-6: Đặc tính điều chỉnh khi dùng điện trở phụ vào mạch rôto. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 23 b) Phương pháp dùng bộ điều chỉnh điện áp bằng thyristor. Đây là bộ điều chỉnh được ứng dụng ngày càng nhiều trong điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ vì có nhiều ưu điểm so với bộ biến đổi xoay chiều khác như dùng biến áp tự ngẫu, dùng khếch đại từ… Sơ đồ nguyên lý: Hình 2-7: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh dùng thyristor Bộ điều chỉnh thyristor này tương đối đơn giản gồm 6 thyristor. Khi ở trạng thái xác lập, các thyristor mở ở những góc kích như nhau và không đổi. Khi đó T1,T3,T5, dẫn ở nữa chu kỳ dương, T2,T4,T6 dẫn ở nữa chu kỳ âm của lưới điện. Điện áp đặt vào stato của động cơ U2 (điện áp ra của bộ biến đổi) là những phần đường hình sin trên đồ thị sau: Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 24 Hình 2-8: Đồ thị điện áp đầu ra của bộ điều chỉnh thyristor Giả thiết đường cong trên hình (2-8) là đồ thị điện áp của pha A đưa vào stato của động cơ qua hai thyristor T1,T4. Nếu T1 mở ở góc a =0 thì T1 sẽ dẫn cho đến thời điểm p , do điện áp lưới dương đặt vào Anot, và sau đó dẫn từ p đến p +d là nhờ năng lượng điện từ tích trong dây quấn stator. Tương tự thyristor T4 dẫn ở nữa chu kỳ âm và góc d phụ thuộc vào độ trượt s. Để dựng đặc tính cơ điều chỉnh ta bỏ qua điện trở của thyristor. Khi thyristor đang dẫn và các đặc tính điều chỉnh ứng với những góc a khác nhau được vẽ trên hình (2-9). Vì điện áp phụ thuộc vào góc pha φ nên độ trượt tới hạn của các đặc tính điều chỉnh có thể khác với độ trượt st. Hình 2-9: Các đặc tính điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ dùng bộ điều khiển thyristor Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 25 * Nhận xét và ứng dụng: Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi điện áp nguồn được sử dụng rộng rãi, nhất là bộ điều chỉnh dùng thyristor vì thực hiện dễ dàng và tự động hóa. Xét về chỉ tiêu năng lượng tuy tổn thất trong bộ biến đổi không đáng kể nhưng điện áp stator bị biến dạng so với hình sin nên tổn thất phụ trong động cơ lớn do đó hiệu suất không cao. Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp thường dùng trong hệ truyền động mà mômen tải là hàm tăng theo tốc độ như: quạt thông gió, máy li tâm … 2.2.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp thay đổi tần số: Như ta đã biết, tốc độ đồng bộ của động cơ phụ thuộc vào tần số nguồn và số đôi cực theo công thức: 10 2 f p p w = Mà ta lại có tốc độ của rôto động cơ quan hệ với tốc độ đồng bộ theo công thức: 0 (1 )sw w= - Do đó bằng việc điều chỉnh tần số f1 hoặc thay đổi số đôi cực từ có thể điều chỉnh được tốc độ của động cơ không đồng bộ. Khi động cơ đã được chế tạo thì số đôi cực từ không thể thay đổi được do đó chỉ có thể thay đổi tần số nguồn f1. Bằng cách thay đổi tần số nguồn f1 có thể điều chỉnh được tốc độ của động cơ. Nhưng khi tần số giảm thì trở kháng của động cơ giảm theo (X=2pfL). Kết quả làm cho dòng điện và từ thông của động cơ tăng lên. Nếu điện áp nguồn cấp không đổi sẽ làm cho mạch từ bị lão hóa và động cơ không làm việc ở chế độ tối ưu, không phát huy được hết công suất. Vì vậy người ta đặt ra vấn đề là thay đổi tần số cần có một luật điều khiển nào đó sao cho từ thông của động cơ không đổi, từ thông này có thể là từ thông stator F1, từ thông của rôto F2, hoặc từ thông của tổng mạch từ Fm. Vì Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 26 mômen động cơ tỷ lệ với từ thông trong khe hở từ trường nên việc giữ cho từ thông không đổi cũng như giữ cho mômen không đổi. Có thể kể ra các luật điều khiển sau: + Luật U/f không đổi ; U/f =const + Luật dòng điện không tải không đổi.I0=const. + Luật hệ số quá tải không đổi. l=Mth/Mc =const + Luật điều khiển dòng stato theo hàm số của độ sụt tốc. I1=f(Dw) * Phương thức điều khiển U/f =const Suất điện động của cuộn dây stator E1 tỷ lệ với từ thông F1và tần số f1 theo biểu thức: 1 1 1E K f U IZ · · · · = F = - (2-19) Từ công thức trên nếu bỏ qua sụt áp trên tổng trở stator Z1 ta có E1»U1 do đó: F1 = K 1 1 U f Như vậy để giữ từ thông không đổi ta cần giữ tỷ số U1/f1 không đổi. Trong phương pháp U/f =const thì tỷ số U1/f1 được giữ không đổi và bằng tỷ số này ở định mức. Cần lưu ý khi mômen tải tăng, dòng động cơ tăng làm sụt áp trên điện trở stator dẫn đến E1 giảm, nghĩa là từ thông động cơ giảm. Do đó động cơ không hoàn toàn làm việc ở chế độ từ thông không đổi. Ta có công thức tính mômen của động cơ như sau: 2 ' 1 2 ' 2 ' 22 0 1 1 2 3 / ( ) ( ) U R sM Rr X X s w = é ù + + +ê ú ë û (2-20) Và mômen tới hạn: Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 27 2 1 2 ' 2 0 1 1 1 2 3 2 ( ( ) th UM R R X Xw = é ù+ + + ë û (2-21) Khi hoạt động ở định mức: 2 ' 1 2 ' 2 ' 22 0 1 1 2 3 / ( ) ( ) dm dm dm dm dm U R sM Rr X X s w = é ù + + +ê ú ë û (2-22) 2 1 2 ' 2 0 1 1 1 2 3 2 ( ( ) dm thdm dm dm dm UM R R X Xw = é ù+ + + ë û (2-23) Ta có công thức: 1 dm fa f = Với f1 là tần số làm việc của động cơ, fđm là tần số định mức. Theo luật U/f =const: 11 1 1 1 1 1 1 dm dm dm dm UU U f a f f U f = Þ = = Ta thu được: U1=aU1đm f1=af1đm Phân tích tương tự ta cũng thu được w0=aw0đm, X1=aX1đm, X’2=a '2dmX . thay các giá trị trên vào (2-20) và (2-21) ta được công thức tính mômen và mômen tới hạn của động cơ ở tần số khác định mức: 2 2 ' ' 1dm 2 21 2o 1 2 ' 3 R R ) X ) a a. RU a.sM ( (X s = w é ù ê ú ê ú ê +êë û + ú+ ú (2-24) 2 1dm th 2 o 21 1 ' 1 2 3 2 R R X ) a a UM (X = w æ ö+ +ç ÷ è ø + (2-25) Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 28 Dựa trên công thức trên ta thấy các giá trị X1 và '2X phụ thuộc vào tần số trong khi R1 lại là hằng số. Như vậy khi hoạt động ở tần số cao giá trị X1+ '2X >>R1/a, sụt áp trên R1 rất nhỏ nên giá trị E suy giảm rất ít dẫn đến từ thông được giữ gần như không đổi. Mômen cực đại của động cơ gần như không đổi. Tuy nhiên khi hoạt động ở tần số thấp thì giá trị điện trở R1/a sẽ tương đối lớn so với giá trị (X1+ '2X ) dẫn đến sụt áp nhiều trên điện trở stato khi mômen tải lớn. Điều này làm cho E bị giảm, dẫn đến suy giảm từ thông mômen cực đại. Để bù lại sự suy giảm từ thông ở tần số thấp, ta sẽ cấp thêm cho động cơ điện một điện áp một chiều U0 để từ thông của động cơ định mức khi f = 0 từ đó ta có quan hệ sau: U1=U0+Kf1 Với K là một hằng số được chọn sao cho giá trị U1 cấp cho động cơ U=Uđm tại f=fđm. Khi a>1 (f>fđm) điện áp được giữ không đổi và bằng định mức. Khi đó động cơ hoạt động ở chế độ suy giảm từ thông. Sau đây là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mômen và điện áp theo tần số trong phương pháp điều khiển U/f=const. Hình 2-10: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mômen và tần số theo quy luật điều khiển U/f=const Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 29 Từ hình (2-10) ta có nhận xét sau: - Dòng điện khởi động yêu cầu thấp hơn. - Vùng làm việc ổn định của động cơ tăng lên. Thay vì chỉ làm việc ở tốc độ định mức, động cơ có thể làm việc từ 5% của tốc độ đồng bộ đến tốc độ định mức. Mômen tạo ra bởi động cơ có thể duy trì trong vùng làm việc này. - Có thể điều khiển động cơ ở tần số lớn hơn tần số định mức bằng cách tiếp tục tăng tần số. Tuy nhiên do điện áp đặt không thể tăng trên điện áp định mức. Do đó chỉ có thể tăng tần số dẫn đến mômen giảm. Ở vùng trên vận tốc cơ bản các hệ số ảnh hưởng đến mômen trở nên phức tạp. - Việc tăng tốc và giảm tốc có thể thực hiện bằng cách điều khiển sự thay đổi của tần số theo thời gian. 2.2.5 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp cuộn kháng bão hòa: Cuộn kháng bão hòa là thiết bị điện từ có trị số điện kháng có thể biến đổi được, về mặt cấu tạo cuộn kháng gồm ba bộ phận chính: * Lõi sắt: được chia thành hai lõi giống nhau, để khử ảnh hưởng của từ thông xoay chiều đối với cuộn một chiều. * Cuộn làm việc Wlv được nối tiếp với phụ tải zpt, cuộn làm việc có điện kháng thay đổi được. * Cuộn khống chế Wkc: Cuộn kháng có ba đến bốn cuộn khống chế. Trong đó có một cuộn khống chế chủ đạo, các cuộn còn lại dùng làm phản hồi trong hệ thống truyền động. Quấn lên hai lõi sắt được đặt vào điện áp một chiều tạo ra dòng khống chế Ikc. Để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cuộn kháng bão hòa, người ta dùng cuộn kháng bão hòa ba pha hoặc cuộn kháng bão hòa một pha có điều khiển đồng thời, mắc ở mạch stato hay rôto theo sơ đồ nguyên lý: Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 30 Hình 2-11: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cuộn kháng bão hòa. a) mắc ở mạch stato b) mắc ở mạch rôto. Ta thấy cả hai trường hợp khi mắc vào mạch rôto hay stato đều có chung một ý nghĩa là đưa thêm vào mạch của động cơ một điện kháng Xdk làm cho mômen tới hạn và độ trượt tới hạn giảm nhỏ theo phương trình sau: 2 1 1 3 2 ( ) 9,55 t n ck UM n X Xp = + (2-26). ' 2 th n ck rS X X ± = + (2-27). Trong đó: U1 là điện áp pha của lưới đặt vào động cơ Xck điện kháng của cuộn kháng bão hòa. Xn điện kháng ngắn mạch của động cơ. '2r điện trở rôto quy đổi về stato. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 31 Mt mômen tới hạn của động cơ. St độ trượt tới hạn của động cơ. Trong thực tế khi mắc cuộn kháng bão hòa vào mạch stato của động cơ có các ưu điểm sau: + Giảm được tổn thất động cơ. + Hệ số công suất lớn. Khi mắc cuộn kháng bão hòa vào mạch rôto, mặc dù có giảm chỉ tiêu năng lượng nhưng vẫn có những khuyết điểm như: quán tính hệ thống lớn làm cho hệ số công suất cosφ giảm sinh ra tổn hao trên điện trở phụ. a) Hệ thống cuộn kháng bão hòa - động cơ dùng khâu phản hồi âm tốc độ. Để tăng khả năng điều chỉnh tốc độ động cơ ta dùng sơ đồ nguyên lý phản hồi âm tốc độ như hình (2-11). Đây là hệ thống trong đó lượng phản hồi được thực hiện bằng máy phát tốc. Hình 2-12: Sơ đồ nguyên lý dùng khâu phản hồi âm tốc độ. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 32 * Nguyên lý làm việc: Ta có: Suất điện động của máy phát: EFT =Ufh=KEFFTnĐ (2-28). Dòng điện khống chế: kckc kc UI R = (2-29). Điện áp khống chế: Ukc=Uss -Ufh (2-30). Trong đó: Uss điện áp so sánh do nguồn ngoài đặt vào dùng để thay đổi dòng khống chế. Ufh : điện áp phản hồi âm tốc độ do máy phát tốc cung cấp. Muốn điều chỉnh tốc độ động cơ n, thay đổi trị số điện trở điều chỉnh. Khi giảm Rđc thì Uss giảm, Ukc giảm, do đó Ikc giảm, lúc này cuộn kháng làm việc ở trạng thái kém bão hòa nên m= dB/dH tăng, xck tăng, Ukc tăng do vậy tốc độ động cơ nĐ giảm và khi Rđc tăng thì diễn ra quá trình ngược lại. * Khả năng tự ổn định điều chỉnh tốc độ Chẳng hạn khi cơ cấu sản suất yêu cầu tốc độ không đổi (nyc =const) nhưng vì một lý do nào đó đột nhiên phụ tải Mc giảm xuống, tốc độ động cơ tăng lên, Ufh tăng, Ukc giảm, Ikc giảm, m tăng, xck tăng nên UĐ = U-Uck giảm và nĐ giảm về vị trí ban đầu. b) Hệ thống cuộn kháng bão hòa – động cơ dùng khâu phản hồi dương dòng và âm điện áp. Sơ đồ trên hình 2-13 dùng ba cuộn kháng bão hòa. Trong đó: Wck1 : cuộn kháng chủ đạo tạo ra từ trường H1 Wck2 : Cuộn phản hồi dương dòng điện được cung cấp nguồn điện một chiều thông qua máy biến dòng BD và bộ chỉnh lưu CL1 tạo ra từ trường H2 cùng chiều với H1. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 33 Wck3 Cuộn phản hồi âm điện áp được cung cấp điện nhờ máy biến áp BA và bộ chỉnh lưu CL2 tạo ra từ trường H3 ngược chiều với H1. BA: Máy biến áp. BD: Máy biến dòng. Sơ đồ nguyên lý: Hình 2-13: Sơ đồ cuộn kháng bão hòa dùng khâu phản hồi dương dòng điện và âm điện áp * Nguyên lý làm việc: Ở trường hợp này ta cũng thay đổi Rđc để điều chỉnh tốc độ, ta có: Từ trường tổng của cuộn kháng: H = H1+H2-H3 (2-30) Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 34 Khi ta giảm Rđc thì Ukc giảm khi đó Ikc giảm, cuộn kháng làm việc ở trạng thái bão hòa, xck tăng, Uck tăng, tốc độ động cơ giảm khi tăng Rđc thì quá trình diễn ra ngược lại. Ở sơ đồ hình 2-12, khi ta muốn thay đổi hệ số phản hồi dương dòng điện thì thay đổi trị số R1 và thay đổi hệ số phản hồi âm điện áp thì ta thay đổi trị số R2. * Khả năng tự ổn định tốc độ của hệ thống: Hệ thống có khả năng tự ổn định tốc độ khi phụ tải thay đổi nhờ có khâu phản hồi dương dòng điện và âm điện áp. Giả sử khi cần tốc độ không đổi nĐ= nyc= const. Đột nhiên phụ tải Mc giảm xuống làm tốc độ nĐ tăng lên hơn tốc độ yêu cầu khi Mc giảm thì I1 giảm nên H2 giảm. Mặc khác, khi I1 giảm, Uck giảm, UĐ tăng vì vậy H3 tăng. Mà từ trường tổng: H=H1+H2-H3 giảm lúc đó cuộn kháng làm việc ở trạng thái kém bão hòa, hệ số từ thẩm m tăng nên xck tăng và điện áp rơi trên cuộn kháng Uck tăng do đó điện áp đặt vào động cơ UĐ giảm làm cho tốc độ động cơ về tốc độ yêu cầu. Ta có dạng đặc tính cơ nhu hình vẽ: Hình 2-14: Dạng đặc tính cơ khi dùng cuộn kháng bão hòa có khâu phản hồi Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 35 Nhận xét và ứng dụng trong công nghiệp · Ưu điểm: + Phạm vi điều chỉnh tốc độ động cơ rộng Đmax =8. + Quá trình điều chỉnh tốc độ bằng phẳng vì tốc độ động cơ phụ thuộc vào dòng điện khống chế mà Ikc lại phụ thuộc vào Rđc. + Làm việc chắc chắn, giá thành thấp và không gây tiếng ồn. · Nhược điểm: Đối với khâu phản hồi âm tốc độ: + Cần phải có máy phát tốc để nối với động cơ điện làm cho sơ đồ phức tạp hơn. + Phụ thuộc vào vị trí xung quanh vì chiếm chỗ lớn. Đối với khâu phản hồi dương dòng điện và âm điện áp: + Có sai số điện áp đặt vào động cơ do mắc biến áp vào động cơ. + Cần phải có máy biến dòng. * Ứng dụng trong công nghiệp: Phương pháp này thường dùng trong các hệ thống truyền động như: cần trục, máy xúc và nhất là những nơi dễ cháy nổ như mỏ dầu, mỏ than … Hệ thống cuộn kháng bão hòa động cơ ngày càng được ứng dụng rộng rải trong điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ và khi sử dụng cuộn kháng bão hòa để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ rôto dây quấn, người ta kết hợp cuộn kháng bão hòa với điện trở phụ trong mạch rôto nhằm mở rộng phạm vi điều chỉnh. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 36 CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ BIẾN TẦN 3.1 BIẾN TẦN VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA BIẾN TẦN TRONG CÔNG NGHIỆP. Hình 3.1: Biến tần SIEMENS Với sự phát triển như vũ bão về chủng loại và số lượng của các bộ biến tần, này càng có nhiều thiết bị điện – điện tử sử dụng các bộ biến tần. Trong đó một bộ phân đáng kể sử dụng biến tần phải kể đến chính là bộ biến tần điều khiển động cơ điện. Trong thực tế có rất nhiều hoạt động trong công nghiệp có liên quan đến tốc độ động cơ điện. Đôi lúc có thể xem sự ổn định tốc độ mang yếu tố sống còn của chất lượng sản phẩm, sự ổn định của hệ thống … ví dụ máy ép nhựa làm đế giày, cán thép, hệ thống tự động pha trộn nguyên liệu, máy ly tâm định hình khi đúc… Vì thế, việc điều khiển và ổn định tốc độ động cơ được xem như vấn đề chính yếu của các hệ thống điều khiển trong công nghiệp. Điều chỉnh tốc độ động cơ là dùng các biện pháp nhân tạo để thay đổi các thông số nguồn như điện áp hay các thông số mạch như điện trở phụ, thay đổi từ Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 37 thông… Từ đó tạo ra các đặc tính cơ mới để có những tốc độ làm việc mới phù hợp với yêu cầu của phụ tải cơ. Có hai phương pháp để điều chỉnh tốc độ của động cơ: + Biến đổi các thông số của bộ phận cơ khí tức là biến đổi tỷ số truyền chuyển tiếp từ trục động cơ đến cơ cấu máy sản xuất. +Biến đổi tốc độ góc của động cơ điện, phương pháp này làm giảm tính phức tạp của cơ cấu và cải thiện được đặc tính điều chỉnh, đặc biệt linh hoạt khi ứng dụng các hệ thống điều khiển bằng điện tử. Vì vậy bộ biến tần được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ theo phương pháp này. Khảo sát thực tế cho thấy: · Chiếm 30% thị trường biến tần là các bộ điều khiển mômen. · Trong các bộ điều khiển mônmen động cơ chiến 55% là các ứng dụng quạt gió, trong đó phần lớn là các hệ thống HAVC (điều hòa không khí trung tâm), chiếm 45% là các ứng dụng bơm, chủ yếu là trong công nghiệp nặng. · Nâng cấp cải tạo các hệ thống bơm và quạt từ hệ điều khiển tốc độ không đổi lên hệ tốc độ có thể điều chỉnh được trong công nghiệp với lợi nhuận to lớn thu về từ việc giảm năng lượng điện năng tiêu thụ. Tính hữu dụng của biến tần trong các ứng dụng bơm và quạt. · Điều chỉnh lưu lượng tương ứng với điều chỉnh tốc độ bơm và quạt. · Điều chỉnh áp suất tương ứng với việc điều chỉnh góc mở của van. · Giảm tiếng ồn công nghiệp. · Năng lượng sử dụng tỷ lệ thuận với lũy thừa bậc ba của tốc độ động cơ. · Giúp tiết kiệm điện năng tối đa. Như tên gọi, bộ biến tần sử dụng trong hệ truyền động, chức năng chính là thay đổi tần số nguồn cung cấp cho động cơ để thay đổi tốc độ động cơ nhưng nếu chỉ thay đổi tần số nguồn cung cấp thì có thể thực hiện việc biến đổi này theo các phương thức khác nhau, không dùng mạch điện tử. Trước kia khi công nghệ chế tạo bán dẫn chưa phát triển, người ta chủ yếu sử dụng các nghịch lưu dùng máy biến áp. Ưu điểm chính của các thiết bị chính dạng này là sóng dạng điện áp ngõ ra rất Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 38 tốt (ít hài) và công suất lớn (so với biến tần hai bậc dùng linh kiện bán dẫn) nhưng còn nhiều hạn chế như: - Giá thành cao do phải dùng máy biến áp với công suất lớn. - Tổn thất công suất trên biến áp chiếm đến 50% tổng tổn thất trên hệ thống nghịch lưu. - Chiếm diện tích lắp đặt lớn, dẫn đến khó khăn trong việc lắp đặt, duy tu, bảo trì cũng như thay mới. - Điều khiển khó khăn, khoảng điều khiển không rộng và dễ bị quá điện áp ngõ ra do có hiện tượng bão hòa từ của lõi thép máy biến áp. Ngoài ra các hệ truyền động còn nhiều thông số khác cần được thay đổi, giám sát như: điện áp, dòng điện, khởi động mềm, tính chất tải… mà chỉ có bộ biến tần sử dụng các thiết bị bán dẫn là thích hợp nhất trong trường hợp này. 3.2 PHÂN LOẠI BIẾN TẦN. Biến tần thường được chia làm hai loại: + Biến tần trực tiếp. + Biến tần gián tiếp. 3.2.1 Biến tần trực tiếp: Hình 3.2: Sơ đồ cấu trúc của bộ biến tần gián tiếp. Trong bộ biến tần trực tiếp chức năng chỉnh lưu và nghịch lưu cùng nằm trên một bộ biến đổi, không sử dụng tụ chuyển mạch và chỉ chuyển đổi một lần nên hiệu suất cao. Nhưng thực tế mạch van khá phức tạp do số lượng van lớn, nhất là đối với mạch ba pha. Việc thay đổi tần số f2 khó khăn và phụ thuộc vào f1. Biến tần được sử dụng với phạm vi điều chỉnh f2<f1. Trong thực tế ít được sử dụng. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 39 3.2.2 Biến tần gián tiếp: Các bộ biến tần gián tiếp có cấu trúc như sau: Hình 3.3: Sơ đồ cấu trúc của bộ biến tần gián tiếp. Như vậy để biến đổi tần số cần qua một khâu trung gian một chiều vì vậy có tên gọi là biến tần gián tiếp. Do tính chất của bộ lọc nên biến tần loại này còn được phân làm hai loại: + Biến tần dùng nghịch lưu áp. + Biến tần dùng nghịch lưu dòng. a) Biến tần dùng nghịch lưu áp: Hình 3.4: Sơ đồ biến tần dùng nghịch lưu áp Bộ lọc sử dụng tụ C lớn ở đầu vào của bộ nghịch lưu nên điện áp đặt vào bộ nghịch lưu xem như nguồn áp, cùng với điện cảm L tụ C làm phẳng điện áp chỉnh lưu. Chỉnh Lưu Bộ Lọc Bộ Băm Nghịch Lưu Bộ Điều Khiển U1,f1 U2,f2 + + - - + - Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 40 Ngoài ra tụ C còn nhiệm vụ trao đổi công suất phản kháng Q giữa tải với bộ nghịch lưu và mạch một chiều, bằng cách cho phép sự thay đổi nhưng trong thời gian ngắn dòng vào bộ nghịch lưu mà không phụ thuộc vào bộ chỉnh lưu. Khi sử dụng bộ băm điện áp hay phương pháp điều biên độ rộng xung thì có thể sử dụng bộ chỉnh lưu không điều khiển (dùng diode). Do tác dụng của diode ngược nên đầu vào của bộ nghịch lưu luôn luôn dương. Đối với loại này thì yêu cầu của bộ biến tần là năng lượng được truyền hai chiều tức là động cơ thực hiện hãm tái sinh thì bộ chỉnh lưu làm việc được cả bốn góc phần tư. Đối với động cơ công suất nhỏ thì việc hãm tái sinh động cơ trả năng lượng về nguồn là không cần thiết. b) Biến tần dùng nghịch lưu dòng : Hình 3.5: Sơ đồ biến tần dùng nghịch lưu dòng. Bộ lọc có cuộn san bằng có cảm kháng lớn có tác dụng như nguồn dòng cấp cho bộ nghịch lưu. Dòng điện trong mạch một chiều được san phẳng bởi L, dòng điện này không thể đảo chiều. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 41 Ngoài ra cuộn san bằng L còn có tác dụng đảo chiều công suất phản kháng của tải trong mạch một chiều, cuộn kháng này cho phép đảo chiều điện áp đặt vào bộ nghịch lưu mà không phụ thuộc vào bộ chỉnh lưu, do vậy rất phú hợp với việc hãm tái sinh động cơ. Tuy nhiên chỉ điều chỉnh được dòng và áp của tải theo phương pháp biên độ nên chỉnh lưu phải sử dụng linh kiện bán dẫn có điều khiển. 3.3 CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA MỘT BIẾN TẦN: Hình 3.6: Cấu trúc của một biến tần Tín hiệu vào là điện áp xoay chiều một pha hoặc ba pha. Bộ chỉnh lưu có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều. Bộ lọc có nhiệm vụ san phẳng điện áp một chiều sau chỉnh lưu. Nghịch lưu có nhiệm vụ biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều có tần số có thể thay đổi được. Điện áp một chiều được biến thành xoay chiều nhờ vào việc mở hoặc khóa các van công suất theo một quy luật nhất định. ĐC Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 42 Bộ điều khiển có nhiệm vụ tạo tín hiệu điều khiển theo một quy luật điều khiển nào đó đưa đến các van công suất trong bộ nghịch lưu. Ngoài ra có con một số chức năng sau: + Theo dõi sự cố lúc vận hành. + Xử lý thông tin từ người sử dụng. + Xác định thời gian tăng tốc, giảm tốc hay hãm. + Xác định đặc tính – mômen tốc độ. + Xử lý thông tin từ mạch thu thập dữ liệu. + Kết nối với máy tính…… Mạch kích là bộ phận tạo tín hiệu phù hợp để điều khiển trực tiếp các van công suất trong mạch nghịch lưu. Mạch cách ly có nhiệm vụ cách ly giữa mạch công suất với mạch điều khiển để bảo vệ mạch điều khiển. Màn hình hiển thị và điều khiển có nhiệm vụ hiển thị thông tin hệ thống như: tần số, dòng điện, điện áp…, để người sử dụng có thể đặt lại thông số cho hệ thống. Các mạch thu thập tín hiệu như dòng điện, điện áp, nhiệt độ, biến đổi chúng thành những tín hiệu thích hợp để mạch điều khiển có thể xử lý. Ngoài ra còn có các mạch bảo vệ khác như bảo vệ chống quá áp hay thấp quá áp ở đầu vào. Các mạch điều khiển, thu thập dữ liệu đều cần cấp nguồn các nguồn này thường là điện áp một chiều 5V, 12V, 15VDC yêu cầu điện áp cấp phải ổn định. Bộ nguồn có nhiệm vụ tạo ra nguồn điện thích hợp đó. Sự ra đời của các bộ vi xử lý có tốc độ tính toán nhanh có thể thực hiện các thuật toán phức tạp thời gian thực, sự phát triển của các lý thuyết điều khiển. công nghệ sản xuất IC có mức độ tích hợp ngày càng cao cùng với giá thành của các linh kiện ngày càng giảm dẫn đến sự ra đời của các bộ biến tần ngày càng thông minh có khả năng điều chỉnh chính xác, đáp ứng nhanh và giá thành rẻ. 3.3.1 Chỉnh lưu. Chức năng của khâu chỉnh lưu là biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều. Chỉnh lưu có thể là có điều chỉnh hoặc không điều chỉnh. Ngày nay đa Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 43 số chỉnh lưu là không điều chỉnh, vì điều chỉnh điện áp một chiều trong phạm vi rộng sẽ làm tăng kích thước của bộ lọc và làm giảm hiệu suất bộ biến đổi. Nói chung chức năng của biến đổi điện áp và tần số được thực hiện bởi nghịch lưu thông qua luật điều khiển. Trong các bộ biến đổi công suất lớn người ta thường dùng chỉnh lưu bán điều khiển với chức năng làm nhiệm vụ bảo vệ cho hệ thống khi quá tải. Tùy theo tầng nghịch lưu yêu cầu nguồn dòng hay nguồn áp mà bộ chỉnh lưu sẽ tạo ra dòng điện hay điện áp tương đối ổn định. Đối với mạch chỉnh lưu có các cách mắc như sau: + Sơ đồ hình tia ba pha Sơ đồ hình tia một pha + Sơ đồ hình cầu ba pha Sơ đồ hình cầu một pha Hình 3.7: Các sơ đồ mạch chỉnh lưu Tùy thuộc vào mức độ yêu cầu về chất lượng điện áp DC nào cho phù hợp, dạng sóng điện áp ra như sau: Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 44 Hình 3.8: Các dạng sóng điện áp ra của bộ chỉnh lưu. Đối với chỉnh lưu một pha 1/2 chu kỳ: Ta thấy dạng sóng ra nhấp nhô, do đó muốn ít nhấp nhô cần phải có bộ lọc tốt. 2d fU Up = , 2d fI URp = Đối với chỉnh lưu cầu một pha : Dạng sóng ra đỡ nhấp nhô hơn chỉnh hình tia một pha, do đó vận hành sẽ kinh tế hơn. 2 2d fU Up = , 1 2 2 dm II p= Đối với chỉnh lưu hình tia ba pha: Dạng sóng điện áp ra ít nhấp nhô hơn chỉnh lưu một pha. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 45 2 3 6 2d U U p = Đối với chỉnh lưu cầu ba pha : cho điện áp và dòng chỉnh lưu tốt hơn so với chỉnh lưu ba pha hình tia. Giá trị trung bình của điện áp ra đối với sơ đồ hình cầu như sau : 2 3 6 d fU Up = 3.3.2) Lọc: Có nhiệm vụ sang phẳng điện áp sau khi chỉnh lưu. Hình 3.9: Sơ đồ mạch lọc. Mạch lọc được dùng cả tụ điện C và cuộn kháng L dẫn đến biên độ sóng hài được giảm nhỏ và điện áp ra tải ít bị đập mạch hơn. Vì vậy bộ lọc LC thường được sử dụng nhiều nhất. 3.3.3) Nghịch lưu. Chức năng của khâu nghịch lưu là biến đổi dòng một chiều thành dòng xoay chiều có tần số có thể thay đổi được và làm việc với phụ tải độc lập. Nghịch lưu có thể là một trong ba loại sau: + Nghịch lưu nguồn áp: Trong dạng này, dạng điện áp ra tải được định dạng trước (thường có dạng xung chữ nhật) còn dạng dòng điện phụ thuộc vào tính chất tải. Nguồn điện áp cung cấp phải là nguồn suất điện động có nội trợ nhỏ. Trong các ứng dụng điều khiển động cơ, thường sử dụng nghịch lưu áp. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 46 Hình 3.10: Sơ đồ nghịch lưu áp ba pha Các transistor mở lần lượt T1 ¸ T6 với góc lệch pha giữa các transistor là 600. Như vậy ở bất kỳ thời điểm nào cũng có ba transistor dẫn (hai của nhóm này và một của nhóm kia) cho dòng chảy qua. Ở mỗi thời điểm sơ đồ đều có một pha mắc nối tiếp với hai pha đấu song song, do vậy điện áp trên tải chỉ có hai giá trị hoặc Ed/3 (khi pha đó đấu song song với một pha khác) hoặc 2Ed/3 (khi nó đấu nối tiếp với hai pha khác đấu song song. Giả thiết tải đối xứng ZA=ZB=ZC theo dạng điện áp ra ta có trị số hiệu dụng của nó. 2 2 3 3 2 2 2 0 0 3 2 21 1 1( ) ( ) 2 3 3 3 n n n pha pha E E EU U d d d p p p p q q q p p p é ù ê ú= = + =ê ú ê úë û ò ò ò (3.1) Ta có biểu đồ điện áp ra của tải theo thời gian như hình 3.11. + Nghịch lưu nguồn dòng: Ngược với dạng trên, dạng dòng điện ra tải được định hình trước, còn dạng điện áp phụ thuộc vào tải. Nguồn cung cấp phải là nguồn dòng để đảm bảo giữ dòng một chiều ổn định. Vì vậy nếu nguồn là suất điện động thì phải có điện cảm đầu vào đủ lớn hoặc đảm bảo điều kiện trên theo nguyên tắc điều khiển ổn định dòng điện. + Nghịch lưu cộng hưởng: Loại này dùng nguyên tắc cộng hưởng khi mạch hoạt động, do đó dạng dòng điện hoặc điện áp thường có dạng hình sin. Cả điện áp và dòng điện ra phụ thuộc và tính chất tải. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 47 Hình 3.11: Giản đồ xung thời gian của điện áp ra của tải theo thời gian Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 48 3.3.4 Điều biến độ rộng xung (Khối băm) Phương pháp điều biến độ rộng xung cho phép vừa điều chỉnh được điện áp ra vừa giảm nhỏ được ảnh hưởng của các sóng hài bậc cao. Để xác định khoảng cách xung chùm điều khiển các van, ta tạo ra sóng dạng sin Ur có tần số bằng tần số mong muốn gọi là sóng điều biên. Dùng một khâu so sánh là Ur và Up, các giao điểm của hai sóng hài này xác định khoảng phát xung. Tỷ số giữa biên độ sóng điều biên và biên độ sóng mang gọi là tỷ số điều biên. M=Ar/Ap Để điều chỉnh độ rộng xung tức là điều chỉnh điện áp ra trên tải ta điều chỉnh Ar. Điều biến độ rộng xung được chia thành hai loại: + Điều biến độ rộng xung đơn cực. + Điều biến độ rộng xung lưỡng cực. a) Điều biến độ rộng xung đơn cực. Điện áp ra trên tải là một chuổi xung, độ rộng khác nhau, có trị số 0 và E. Hình 3.12: Điều biến độ rộng xung đơn cực. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 49 b) Điều biến độ rộng xung lưỡng cực. Điện áp ra trên tải là một chuổi xung, độ rộng khác nhau và có trị số là ±E Hình 3.13: Điều biến độ rộng xung lưỡng cực. 3.4 NGUYÊN LÝ VÀ PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH KHI THAY ĐỔI TẦN SỐ. 3.4.1 Nguyên lý làm việc. Đầu tiên nguồn diện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn điện một chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. nhờ vậy hệ số công suất cosj của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất là 0,96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều ba pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trong lõi sắt trong động cơ. Bộ biến tần phải thỏa mãn các yêu cầu sau: + Có khả năng điều chỉnh tần số theo giá trị tốc độ đặt mong muốn. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 50 + Có khả năng điều chỉnh điện áp theo tần số để duy trùy từ thông khe hở không đổi trong vùng điều chỉnh mômen không đổi. + Có khả năng cung cấp dòng điện định mức ở mọi tần số. Hệ thống điện áp xoay chiều ba pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tùy theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tùy theo chế độ điều khiển. Tuy vậy với tải bơm và quạt quy luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mômen là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm và quạt do bản thân mômen lại là hàm bậc hai của điện áp. Ngoài ra biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù hợp hầu hết các loại tải khác nhau. Ngày nay biến tần có tích hợpn cả bộ PID và thích hợp với những chuẩn truyền thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển và giám sát trong hệ thống SCADA. * Ưu điểm của biến tần: Điểm đặc biệt nhất của hệ truyền động biến tần – động cơ là có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ. Tức là thông qua việc điều chỉnh tần số có thể điều chỉnh tốc độ động cơ thay đổi theo ý muốn của một dải rộng. Sử dụng bộ biến tần bán dẫn cũng có nghĩa là mặc nhiên được hưởng rất nhiều tính năng thông minh linh hoạt là tự động nhận dạng động cơ, tính năng điều khiển thông qua mạng, có thể thiết lập được 16 cấp tốc độ, khống chế dòng khởi động của động cơ, giúp quá trình khởi động êm ái (mềm) nâng cao độ bền kết cấu cơ khí, giảm chi phí lắp đặt, bảo trì, tiết kiệm không gian lắp, các chế độ tiết kiệm năng lượng. Có thể kiểm soát được hệ truyền động qua các chế độ bảo vệ quá tải, quá nhiệt, quá dòng, quá áp, thấp pha, lỗi mất pha, lệch pha … của biến tần. Đặc biệt với những bộ biến tần có những bộ điều khiển Sensorless vector SLV hoặc vector Control with Encoder Feeback sẽ có nhiều tính năng cao cấp hơn hẳn, chúng sẽ có một dải điều chỉnh tốc độ rất rộng và mômen khởi động lớn, bằng Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 51 200% định mức hoặc lớn hơn, sự biến động tốc độ quay ở tốc độ thấp được giảm triệt để, giúp nâng cao sự ổn định và độ chính xác của quá trình làm việc, mômen làm việc lớn, đạt 150% định mức ngay cả vùng tốc độ bằng 0. Từ biểu thức: 11 60 fn p = 3.4.2 Phương thức điều khiển khi thay đổi tần số. Ta thấy tốc độ đồng bộ của động cơ không đồng bộ có thể thay đổi nếu ta thay đổi tần số của lưới điện f1. Do đó tốc độ của động cơ n = n1(1-s) cũng thay đổi theo. Khi thay đổi tần số của lưới điện f1 ta nhận thấy như sau: Nếu bỏ qua điện trở dây quấn stator tức là xem r1 =0 thì mômen tới hạn cực đại là: 2 2 1 1 1 1 3 3 2 2 9, 55 th n n U UM n XX w = (3.2) Trong đó: 1w là tốc độ đồng bộ 1nX Lw= '1 2nL L L= + 11 2 f p p w = Thay các công thức trên vào (3-2) ta được: 2 2 1 2 2 1 3 . 2(2 ) .th n U pM f Lp (3.3) Đặt 2 2 2 1 3 2(2 ) . n pa f Lp = ta có 2 1 2 1 th UM a f = (3.4) Biểu thức (3-4) cho thấy khi tăng tần số nguồn mà vẫn giữ nguyên điện áp U1 thì mômen tới hạn cực đại Mth giảm rất nhiều. Do đó khi thay đổi tần số f1 thì đồng thời phải thay đổi điện áp theo một quy luật nhất định nhằm đảm bảo sự làm việc tương ứng giữa mômen động cơ và mômen phụ tải. Nghĩa là tỷ số giữa mômen cực đại của động cơ và mômen phụ tải tĩnh đối với các đặc tính cơ là hằng số. onstm c M c t M l = = (3.5) Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 52 Đặc tính cơ của bộ phận làm việc là quan hệ giữa tốc độ quay của mômen phụ tải lên trục quay: ( )cM f n= . Theo biểu thức thực nghiệm mang tính chất tổng quát để mô tả dạng đặc tính cơ của bộ phận làm việc như sau: ( )( )xc co cdm co dm nM M M M n = + - (3.6) Trong đó: Mc : Mômen cản của bộ phận làm việc trên trục quay ở tốc độ n (Nm). Mco : Mômen cản của bộ phân làm việc trên trục quay khi n=0. Mcđm: Mômen cản của bộ phân làm việc trên trục quay khi n=đm x : Là số mũ đặc trưng mô tả dạng đặc tính cơ của bộ phận làm việc (cơ cấu sản xuất) khác nhau. Gồm 4 dạng như sau: * x=0 ta có: Mc=Mcđm=const (3.6a) Đây là đặc tính cơ đặc trưng cho hệ thống nâng và luôn có giá trị nhất định (đường 1 trên hình 3.14) * x=1 Đặc tính cơ có dạng: Mc=a+bn (3.6b) Mc tỷ lệ bậc nhất với tốc độ. Đây là đặc tính cơ cho máy phát điện một chiều kích từ độc lập với phụ tải máy phát là một điện trở thuần (đường 2 trên hình 3.14) * x= - 1 Đặc tính có dạng: ( )c bM a n = + (3.6c) Mômen tỷ lệ nghịch với tốc độ, đặc tính này đặc trưng cho máy cắt kim loại (đường 3 trên hình 3-14) * x = 2 Đặc tính có dạng: Mc =a+bn2 (3.6d) Mômen tỷ lệ với bình phương tốc độ, là đặc tính đặc trưng cho máy nén, tàu thủy …(đường 4 trên hình 3-14) Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 53 Hình 3-14: Các dạng đặc tính Như vậy muốn điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi tần số ta phải có một bộ nguồn xoay chiều có thể điều chỉnh tần số điện áp một cách đồng thời theo các quy luật sau: 1 1 onsU c t f = 12 1 onsU c t f = 2 1 1 onsU c t f = Như vậy dạng đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi thay đổi tần số theo quy luật điều chỉnh hình 3-18. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 54 Hình 3-15: Các dạng đặc tính cơ của động cơ của động cơ không đồng bộ khi thay đổi tần số theo quy luật điều chỉnh U và f Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 55 CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ BỘ BIẾN TẦN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 4.1 TÍNH CHỌN PHƯƠNG ÁN CHO MẠCH ĐỘNG LỰC. 4.1.1 Tính chọn máy biến áp động lực. Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý biến áp lực Do máy áp công suất nhỏ nên sụt áp nên sụt áp trên nó khoảng 5,5% điện áp rơi trên diode nối tiếp là 2V nên điện áp chỉnh lưu không tải là Ud0=5,5Ud+2+Ud. Trong đó Ud là điện áp một chiều cần thiết để cung cấp cho bộ nghịch lưu ba pha. Với Ud =U’d+2+U’d.1,5% Trong đó : 1,5 % là sụt áp rơi trên cuộn kháng : 2V là sụt áp trên các van. Trong phạm vi đề tài ta chọn tần số cao nhất của điện áp ra là fmax=50Hz. Do đó để cho tỷ số U/f =const thì Ufmax =Udmax.fmax/fdm=220.50/50 =220V. Điện áp trước bộ nghịch lưu là : ' 3 .220 467 2d U = = (V) Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 56 Ud =467+2+1,5%.467=476 (V). Nhưng theo công thức trên điện áp sau khi lọc gấp 1,41 lần trước khi lọc nên ta chọn U’d =476/1,41=337,5 V. Đây là giá trị điện áp cần thiết sau khi băm. Điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu: U’do =337,5 /1,41=239,4 (V) Vậy Udo=5,5% U’do+2+U’do=5,5%.239,4+2+239,4=245,6(V). Trị số hiệu dụng của điện áp pha máy biến áp: 02 254,6 283,5 2 2 2 2 UU p p= = = (V) Tỷ số biến áp 1 2 220 0,776 283,5 Uk U = = = Giá trị hiệu dụng của dòng thứ cấp MBA Vì tải là động cơ không đồng bộ và có cuộn cảm trên mạch động lực nên dòng điện xem như là dòng liên tục. 2 2 2 0 1 ( ) . / . 750 / 476.0,8 2 2 d d d I I dt I P U p h p= = = = =ò (A) Dòng điện chảy qua cuộn sơ cấp: I1 = k.I2 =0,776.2=1,55 (A) Công suất cuộn sơ cấp: S1=U1.I1 =220.1,55 =341 (VA) Công suất cuộn thứ cấp: S2=U2.I2 =283,5.2 = 567 (VA) Công suất biểu kiến MBA là : 1 2 341 567 454 2 2 S SS + += = = (VA) Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 57 Số vòng dây: 45. ' Un S = Trong đó: U là điện áp, S’ là tiết diện từ dẫn. Ta có tiết diện từ dẫn theo công thức sau: ' 1, 2 1, 2 454 25,56S S= = = (cm2) Số vòng dây sơ cấp: 11 45 45.220 387, 4 ' 25,56 Un S = = = (vòng) Số vòng dây thứ cấp: 22 45 45.283,3 499,2 ' 25,56 Un S = = = (vòng) Chọn đường kính dây quấn: S (VA) jmax (A/mm2) 0¸50 4 50¸100 3,5 < 200 3 < 500 2,5 < 1000 2 Vì S=454 nên ta chọn j1 –j2 =2,5 (A/mm2) Tiết diện dây được tính theo công thức sau: S=p R2 =p (d/2)2 Þ 4Sd jp = Mặc khác, tiết diện dây được tính theo công thức sau; IS j = Þ 4Id jp = Tiết diện sơ cấp : 1 4.1,55 0,99 .2,5 d p = = (mm) Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 58 Tiết diện thứ cấp : 2 4.2 1 .2,5 d p = = (mm) 4.1.2 Mạch chỉnh lưu: Theo yêu cầu và nhiệm vụ, để điều chỉnh điện áp ta dùng bộ chỉnh lưu không điều khiển dùng toàn diode. Để đơn giản ta dùng bộ chỉnh lưu cầu một pha. Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu Hoạt động của sơ đồ. Trong khoảng 0 < q < p, 2 22. sinv V tw= dương, tính từ cực dương tại điểm A. Khi v2 £ E thì không có dòng chảy trong mạch tải, tất cả các Diode đều khóa. Khi v2>E thì D1và D3 mở cho dòng chảy qua. Trong khoảng p<q<2p, điện áp v2 <0, tính từ cực dương tại điểm B, diode D2 và D4 mở cho dòng chạy qua. - Giá trị trung bình của điện áp trung bình sau chỉnh lưu: 2 2 2 2 . 0,9dU V Vp = = - Giá trị trung bình của dòng điện tải: Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 59 1 1 22 sin1 ( )d V EI d R p q q q q p - - = ò - Giá trị trung bình của dòng điện chạy trong diode: 1 1 22 sin1 ( ) 2 d D IV EI d R p q q q q p - - = =ò - Điện áp ngược mỗi diode phải chịu: 22ngU V= Trong đó: V2 là giá trị hiệu dụng của điện áp pha của nguồn. Ghi chú: Trong điều kiện thực tế, nếu chỉ có nguồn một pha để chỉnh lưu thì điện áp sau chỉnh lưu là: 2 2 2 . 200dU Vp = » (V) Þ Động cơ sẽ không thể vận hành hết định mức. * Tính chọn linh kiện mạch chỉnh lưu: Điện áp ngược mỗi diode phải chịu: Uimax = 22.U = 2.283,5 =400,1 (V) Giá trị dòng điện trung bình chảy qua diode trong một chu kỳ: 2 1 2 2 d D II = = = (A) Theo kinh nghiệm thực tế ta chọn hệ số an toàn về điện áp ku=1,6 và hệ số an toàn về dòng điện ki= 1,2. Vậy ta chọn diode chịu được điện áp ngược: U’imax =ku.Uimax =1,6.400,1 =640 (V) Và dòng điện trung bình : I’D=ki.ID=1,2.1=1,2 (A) Vậy chọn 4 diode loại B10 do Liên Xô chế tạo với các thông số sau: Itb=10A, Uimax =100¸1000V 4.1.3 Tính chọn linh kiện băm điện áp. Điện áp trung bình lớn nhất qua van băm là: Uimax =U’do.1,41=239,4.1,41=337,5 (V) Điện áp ngược kể cả hệ số an toàn: Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 60 U’imax =1,6.337,5=540 (V). Dòng điện lớn nhất qua van băm chính là dòng điện khởi động của động cơ: 750 2, 46 380.0,8 dm k dm PI U h = = = (A). Thường Imm=(4¸7)Idm. Chọn hệ số mở máy kmm =4 Vậy Imm =4.2,46 =9,84 (A). Ta chọn van băm điện áp là transistor cảu hãng FAIRCHILD với các thông số kỹ thuật như sau :BU2508 có VCBO =1500 (V), VCEO =800(V), VEBO=6(V), IC =10 (A), hFE =8 4.1.4 Mạch nghịch lưu. Khối nghịch lưu dùng để biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều có tần số thay đổi được để cung cấp cho động cơ ĐK. Ta sử dụng bộ nghịch lưu áp ba pha hình cầu, thiết bị dùng trong bộ nghịch lưu có thể là: Tiristor, Transistor, Mosfet. Dựa vào những ưu điểm cũng như khuyết điểm của Tiristor, transistor, Mosfet ở đây ta chọn mạch nghịch lưu dùng Transistor. Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu * Nguyên lý hoạt động: Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 61 Các transistor lần lượt mở theo thứ tự T1, T2, T3, T4, T5, T6, T1 …với góc lệch giữa hai transistor là 600 điện, mỗi van dẫn trong khoảng l=p. Như vậy tại bất kỳ thời điểm nào cũng có ba transistor dẫn, 2 thuộc nhóm này và một thuộc nhóm kia tạo nên điện áp xoay chiều đặt lên động cơ. Thời điểm các transistor T1, T3, T5 và T2 và T4, T6 dẫn bắt đầu dẫn lệch nhau 1200, do đó điện áp ra trên bộ nghịch lưu lệch nhau 1200 điện. Điện áp ra của động cơ có dạng xung chữ nhật. Tại thời điểm các transistor chuyển mạch thì điện áp có đột biến nhảy cấp. Điện áp trên tải chỉ có hai giá trị là Ud/3 (khi đấu song song với một pha khác) hoặc 2Ud/3 (khi đấu nối tiếp với một nhóm song song kia). Do đó điện áp dây có dạng chữ nhật với độ rộng 1200 điện. Dòng điện của động cơ chậm sau điện áp pha tương ứng một góc: j=arctag(wL/C), có dạng xoay chiều không sin tăng theo qui luật hàm số mũ. * Tính chọn linh kiện mạch nghịch lưu. Ở đây tần số fmax=50Hz, thì Ufmax= 220V suy ra Udmax =467V. Giá trị lớn nhất điện áp pha là Ufmax =2/3.467 =311,3V. Chọn hệ số an toàn về điện áp Ku =2 suy ra Uimax =2.311,3= 622,6V, tương tự Iimax =9,84 (A). Vậy ta chọ 6 transistor công suất loại BU2508 có VCBO=1500V, VCEO=800V, VBEO=6V, IC=10A,hF=8. 4.1.5 Tính chọn mạch lọc. Theo công thức tính chỉ số nhấp nhô của điện áp sau khi lọc: 1 1(1 ). .2 . . . . .C m x i x i UK U m C R f m C R f D = = - Với chỉnh lưu cầu một pha thì mx =2. Qua thí nghiêm ta tính toán được Rt=6 (W), chọn hệ số KC=0,01. Thế vào công thức trên ta tính toán được C=8,4.10-4 =840.10-6 (F). Ta chọn tụ tiêu chuẩn C=1000 (mF) với điện áp 800 (V) 4.2 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 62 Mạch điều khiển nghịch lưu áp ba pha có nhiệm vụ: + Tạo xung điều khiển để kích mở lần lượt 6 khóa công suất, mỗi xung kích có pha cách nhau 1/6 chu kỳ điện áp ra của bộ nghịch lưu. + Đô rộng mỗi xung điều khiển phải bằng thời gian mỗi khóa ở trạng thái dẫn, tức là bằng 1/2 chu kỳ điện áp ra của bộ nghịch lưu. + Không kích mở hai khóa trong cùng một pha làm việc đồng thời. + Tại một thời điểm bất kỳ đều có ba khóa dẫn, hai của nhóm này và một của nhóm kia. Sơ đồ mạch điều khiển: Hình 4.4: Sơ đồ khối mạch điều khiển Bộ phát xung chủ đạo: là khâu dao động có nhiệm vụ tạo ra các xung điều khiển đưa đến bộ phận phối xung để điều khiển từng khóa công suất. Khâu phân phối xung: Làm nhiệm vụ phân phối xung đến từng khâu khếch đại xung theo một trật tự nhất định và tần số phụ thuộc vào khâu phát xung chủ đạo. Khi tần số ở bộ nghịch lưu thay đổi thì điện áp ở bộ băm cũng thay đổi theo quy luật u/f2 =const. Khâu khếch đại xung: Có nhiệm vụ khếch đại xung từ bộ phận phối xung đưa đến kích mở khóa công suất, ngoài ra còn sử dụng các bộ ghép quang nhằm cách ly mạch điều khiển với mạch động lực. 4.2.1 Tính chọn khâu khếch đại xung: Khâu này có nhiệm vụ khếch đại xung điều khiển để xung này đủ công suất mở transistor, đồng thời làm mạch cách ly giữa mạch điều khiển và mạch động lực. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 63 Khâu khếch đại xung dùng bộ ghép nối quang bao gồm diode phát quang và transistor gọi tắt là OPTO. 12V Q2 BU2508 VDC VDK R1 330 ISO6 OPTO 1 2 3 4 R3 470 Q1 C828 D1 LED R2 2.2k 5V Hình 4.5: Sơ đồ khối mạch khếch đại xung * Nguyên lý hoạt động của sơ đồ: Khi có xung kích mở đến điểm 2 (Opto) sẽ có dòng điện chạy qua Led phát của transistor quang và transistor quang dẫn. Dòng cực E của transistor quang đặt vào Q1 lớn hơn 0,6V làm cho Q1 dẫn, các điện trở R1,R2,R3, dùng để hạn chế dòng cho các BJT Q1, transistor và Led của opto. Điện áp rơi trên Q1 khoảng 0,2V. Do Q1 nối dalington với Q2 là transistor công suất nên dòng cực E của Q1 đủ để kích Q2 mở. Khi không có tín hiệu đến điểm 2 (Opto) thì Q1 ngưng dẫn, ngắt dòng qua led phát nên transistor quang ngưng dẫn làm cho Q1 khóa lại. Do đó sẽ không có tín hiệu đặt vào cực nền của transistor công suất dẫn đến transistor công suất khóa lại. * Tính chọn linh kiện khâu khếch đại xung. Phần tử ghép quang ở đây ta chọn OCTOCOUPLER có: Điện thế cách ly tối thiểu : 2500(V). Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 64 Dòng điện cực đại : 20 (mA). Công suất tiêu tán trên Q1 cực đại: Pmax=VCEQ1.I2=12.10=120(mW). Vậy ta chọn transistor loại: C828 có các thông số như sau: VCBO=30 (V) VEBO=5 (V) VCEO=30 (V) IC=50 (mA) TJ=150C b/a=130/520 Khi Q1 dẫn ta có ILED.R1+Vled=Vcc Vled là điện áp rơi trên led cỡ 1,7(V) Do đó: 1 3 5 1,7 330 10.10 R - - = = (W) Chọn R1=330(W). Chọn R2: Dòng điện cần thiết để kích mở transistor Q1 là: 3 1 1 1.10 7,35 130 C B II b = = = (mA) Thông thường điện áp mức ra logic “1” khoảng 1,7(V) (điện áp đặt vào cực nền transistor Q1). 2 3 1 2.12 0,7 1 2,23 10.10 CC CEQ D B V U U R I - - - - - = = = (kW) Chọn R2=2,2(K). Chọn R3: 3 470cc CQ V U R I - D = =å (W). Vậy chọn R1=330(W) R2=2,2(K) R3=470(W). 4.2.2 Khối tạo xung và phát xung: a) Cấu trúc chung của chip AT89C51: Ta chọn chip AT89C51 cho việc tạo xung và điều khiển các transistor công suất thông qua mạch cách ly (mạch khếch đại). Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 65 Sơ đồ chân tín hiệu của on-chip được thể hiện như trên hình 4.6 với chức năng chân tín hiệu như sau: VCC C1 33p U1 AT89C51 9 18 19 20 29 30 31 40 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 RST XTAL2 XTAL1 G N D PSEN ALE/PROG EA/VPP V C C P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 C2 33p Y1 12MHz RESET Hình 4.6: Sơ đồ cấu trúc on-chip RxD : Chân vào nhận tín hiệu nối tiếp. TxD : Chân ra truyền tín hiệu nối tiếp. /INT0 : Ngắt ngoài có số hiệu 0 /INT1 : Ngắt ngoài có số hiệu 1 T0 : Chân vào 0 của bộ thời gian Timer 0. T0 : Chân vào 0 của bộ thời gian Timer 1. /WR : Ghi dữ liệu vào bộ nhớ ngoài. RST : Chân reset, tích cực ở mức cao trong khoảng 2 chu kỳ máy. XTAL1: Chân vào mạch khếch đại dao động. XTAL2: Chân ra từ mạch khếch đại dao động. /PSEN: Chân cho phép đọc bộ nhớ chương trình ngoài (ROM ngoài). Khi on- chip làm việc với bộ nhớ chương trình ngoài, chân này phát tín hiệu kích hoạt ở mức thấp và được kích hoạt 2 lần trong mỗi chu kỳ máy. Chân /PSEN không được kích hoạt khi on-chip làm việc với bộ nhớ chương trình bên trong (ROM nội tại). Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 66 ALE(/PROG): Chân tín hiệu cho phép chốt địa chỉ khi on-chip xuất ra byte thấp của địa chỉ để truy cập bộ nhớ ngoài, tín hiệu chốt kích hoạt ở mức cao, tần số xung chốt bằng 1,6fosc. Đây là chân nhận xung vào để nạp chương trình cho EPROM bên trong nó. /EA(Vpp): Chân cho phép lựa chọn làm việc với bộ nhớ chương trình, khi /EA=1 chon phép on-chip làm việc với bộ nhớ chương trình bên ngoài. Khi chân này được cấp điện áp nguồn +21volt thì on-chip đảm nhiệm chức năng nạp chương trình cho EPROM bên trong nó. Vcc: Chân cấp dương nguồn cho on-chip, dùng mức nguồn +5 (V). Vss; Chân cấp nguồn âm, được nối mass(chân đất). P0.x: Gồm các chân từ P0.0 đến P0.7 là chân của cổng 0. P1.x: Gồm các chân từ P0.0 đến P0.7 là chân của cổng 1. P2.x: Gồm các chân từ P0.0 đến P0.7 là chân của cổng 2. P3.x: Gồm các chân từ P0.0 đến P0.7 là chân của cổng 3. Các chân của cổng này ngoài nhiệm vụ xuất nhập dữ liệu qua cổng còn làm chức năng điều khiển. b) Bộ tạo dao động của on-chip: On-chip có hai chân và là ngõ vào và ngõ ra của một mạch khếch đại đảo được dùng nối với bộ dao động để tạo xung đồng hồ cho on- chip. On-chip sử dụng bộ dao động trong bằng cách nối hai chân và < XTAL2> với một mạch cộng hưởng tinh thể thạch anh 12MHz có tụ thoát nhiễu xuống đất như hình 4.6. Chân RST (reset) được điều khiển bởi một mạch R-C để reset hệ thống tự động khi cấp nguồn, đồng thời có thể reset bằng tay nhờ vào một chuyển mạch nút nhấn. c) Tính chọn nguồn nuôi cho vi mạch: Đối với on-chip chỉ sử dụng nguồn dương từ 5(V). Bộ nguồn cung cấp cho vi mạch gồm: + Một máy biến áp nguồn 220/5 (V). Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 67 + Một vi mạch ổn áp lấy nguồn cung cấp cho chip: LM7805 + Một cầu chỉnh lưu. + Các tụ lọc: C1=1000uF 16(V) C2=0,1uF 16(V) Hình 4.7: Sơ đồ mạch nguồn nuôi cho on-chip 4.3 THIẾT KẾ MẠCH BẢO VỆ. Các linh kiện điện tử cần được bảo vệ khỏi quá áp, quá dòng và quá tốc độ tăng dòng áp. Trong quá trình tính toán chọn thiết bị bảo vệ các linh kiện cần chú ý các giới hạn sử dụng của các thông số sau: + Điện áp ngược lớn nhất. + Giá trị trung bình cho phép diode với dòng điện. + Nhiệt độ cho phép lớn nhất đối với các mặt ghép. + Tốc độ tăng trưởng lớn nhất của điện áp dv/dt. + Tốc độ tăng trưởng lớn nhất của dòng điện di/dt. + Thời gian khóa và có thể có nhiều giới hạn thông số tùy theo tính chất của từng linh kiện điện tử. + Khi thiết kế mạch bỏa vệ cần chú ý mối liên hệ giữa hai mặc kinh tế với kỹ thuật. Tức là xem có cần đặt thiết bị bảo vệ hay không. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 68 4.3.1 Bảo vệ mạch chỉnh lưu. Để đảm bảo mạch chỉnh lưu làm việc tin cậy cao ta có thể đặt bảo vệ như hình vẽ: Hình 4.8: Sơ đồ mạch bảo vệ máy biến áp và mạch chỉnh lưu. Cầu chì CC1 dùng bảo vệ ngắn mạch bên ngoài trước máy biến áp được chọn theo giá trị hiệu dụng dòng điện thứ cấp máy biến áp. Ta chọn cầu chì CC1 có các thông số dòng và áp thỏa mãn điều kiện sau: UđmCC1³U1=220V I1mba £ IđmCC1 ³ 1,1I1mba với I1mba=0,34(A) Ta có 0,34£IđmCC1³ 1,1.0,34=0,374(A). Cầu chì CC2 cũng dùng để bảo vệ ngắn mạch ngoài được chọn theo giá trị hiệu dụng dòng thứ cấp máy biến áp. Ta chọ CC2 theo các thông số sau: UđmCC2³U2=280V I1mba £ IđmCC2 ³ 1,1I2mba với I2mba= 2(A) Ta có 2 £IđmCC2³ 1,1.2= 2,2 (A). Cầu chì CC3 dùng để bảo vệ cho từng diode chỉnh lưu và được chọn theo giá trị điện áp chỉnh lưu. U’do =142 (V) rất cao, tuy nhiên với cầu chì CC2 tác động nhanh cũng sẽ đảm bảo được độ tin cậy cao. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 69 4.3.2 Bảo vệ quá dòng trước động cơ. Hình 4.9: Sơ đồ mạch bảo vệ quá dòng trước động cơ. Cầu chì CC4 được chọn theo giá trị định mức cư động cơ về áp và dòng như sau: UđmCC4³Udc=220V Iđmdc £ IđmCC4 ³ 1,1Iđmdc với Iđmdc= 2(A) Ta có 2 £IđmCC4³ 1,1.2= 2,2 (A). 4.3.3 Bảo vệ transistor ở mạch nghịch lưu. Transistor rất nhạy cảm với điện áp quá lớn so với điện áp định mức mà ta gọi là quá điện áp. Để bảo vệ quá điện áp người ta thường dùng mạch LRC, bảo vệ cho từng transistor. Ta có sơ đồ mạch bảo vệ như sau: Hình 4.10: Sơ đồ mạch bảo vệ transistor Người ta thường chọn điện áp định mức của transistor là U³1,6Uim. Trị số này vẫn nhỏ hơn nhiều so với trị số cực đại của các quá điện áp kể trên. Các quá điện áp có tốc độ tăng trưởng du/dt lớn. Đạo hàm điện áp sinh ra dòng điện chảy qua tụ điện C, đấu giữa cực C và cực E của transistor dui C dt = . Điện cảm L hạn chế biên độ ĐK Nghịch Lưu CC4 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 70 của dòng điện này. Khi kích mở transistor, tụ điện C sẽ phóng điện qua transistor, điện trở R sẽ hạn chế dòng điện này. Các linh kiện có thể tính toán bằng công thức, tuy nhiên trong thực tế người ta thường dùng các trị số kinh nghiệm: C=0,1¸1uF, R=10¸100W, L=50¸100mH. 4.4 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN. 4.4.1 Thuật toán chương trình chính. Khởi tạo các biến hệ thống TMOD =0x11 TR0 = 0 TR1 = 0 Đọc dữ liệu từ RAM Cài đặt Ngắt Chương trình dò tìm phím ấn Phím chức năng Xử lý phím chức năng START Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 71 4.4.1 Thuật toán xử lý phím: Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 72 4.4.2 Thuật toán nghịch lưu ba pha (Nằm trong chương trình ngắt Timer 0): Count = cycle ? Count_pos = #5? START INC Count MOV DPTR,#TABLE MOV A,Count_pos MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A MOV TR0,# 1 (Turn on timer 0). MOV TH0,#HIGHT -170 MOV TL0,#LOW -170 End MOV Count_pos,# 0 INC Count_pos MOV Count,#0 Đ S S Đ Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 73 CHƯƠNG 5 THI CÔNG VÀ LẮP RÁP 5.1 LẮP RÁP BỘ CHỈNH LƯU, NGHỊCH LƯU VÀ QUẤN BIẾN ÁP LỰC. 5.1.1 LẮP RÁP BỘ CHỈNH LƯU Hình 5.1 : Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu Với diode được chọn như sau: Điện áp ra của bộ chỉnh lưu: Ud = 0,9U2 (V) Như đã tính toán ở phần trước ta chọn loại diode công suất loại UDngmax=497,9(V), ID=1,2(A) Hình 5.2 Diode R26 R23 C17 VDC C15 J3 AC_220V 1 2 C18 2200uF C16 COM R25 - + D2 1 4 3 2 C14 R24 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 74 5.1.2 LẮP RÁP BỘ NGHỊCH LƯU. JA5 T6 BU2508D D5 DIODE F1 FUSE D1 DIODE JA2 D3 DIODE T4 BU2508D T5 BU2508D J1 PHA A 1 COM JA6 D2 DIODE T2 BU2508D D6 DIODE VDC JA4 JA1 D4 DIODE J2 PHA B 1 T1 BU2508D T3 BU2508D JA3 J3 PHA C 1 Hình 5.3: Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu Transistor công suất: Hình 5.4: BU2508 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 75 5.1.3 QUẤN BIẾN ÁP LỰC Hình 5.5: Hình dạng mạch từ máy biến áp 5.2 LẮP RÁP MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MẠCH KHẾCH ĐẠI 5.2.1 Mạch điều khiển trung tâm. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 76 b) Khối nút nhấn c) Mạch cấp nguồn 5.2.2 Khối cách ly và khếch đại. 12V Q2 BU2508 VDC VDK R1 330 ISO6 OPTO 1 2 3 4 R3 470 Q1 C828 D1 LED R2 2.2k 5V Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 77 Hình 5.3: Sơ đồ cấu tạo Tụ_Opto_Led Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 78 Hình 5.4: Sơ đồ cấu tạo C828 5.3 MÔ HÌNH LẮP RÁP THỰC TẾ: 5.3 SƠ ĐỒ NGUYÊN TOÀN MẠCH. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 79 5.4 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN INCSP EQU P0.0 ; Phim tang DECSP EQU P0.1 ; Phim Giam L_R EQU P0.2 ; Chay trai- phai STRT_SP EQU P0.3 ; start- stop BIT_STR BIT 0 ; Bit trang thai start- stop BIT_INC BIT 1 ; Bit trang thai tang BIT_DEC BIT 2 ; Bit trang thai giam BIT_L_R BIT 3 ; Bit trang thai trai -phai BITPWD BIT 4 ; Bit trang thai xung bam OUT1 BIT P2.0 OUT2 BIT P2.1 OUT3 BIT P2.2 OUT4 BIT P2.3 OUT5 BIT P2.4 OUT6 BIT P2.5 PWM BIT P1.3 ; Dieu khien nguon bam COUNT DATA 30h ON_OFF DATA 31h ON_PHIM DATA 32h MSEC DATA 33h SPEED DATA 34h RL_R DATA 35h TLOW DATA 36h THI DATA 37h T_6 DATA 38h T_ON DATA 39h T_OFF DATA 3Ah PWD_OFF DATA 3Bh TAM1 DATA 3Ch TAM2 DATA 3Dh TAM3 DATA 3Eh TABDPL DATA 3Fh TABDPH DATA 40h ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H ; Vector ngat ngoai 0 RETI ORG 000BH ; Ngat timer 0 AJMP TIMER ORG 0013H ; Ngat ngoai 1 RETI ORG 001BH ; Ngat timer 1 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 80 RETI ORG 0023H ; Ngat noi tiep RETI ORG 0030H ; Dat con tro ngy vi tri do MAIN: MOV SP,#5FH MOV IE,#0 ; Interupt Enable (cho phep ngat) CALL TIMER_SETUP BEGIN: MOV COUNT,#0 MOV ON_OFF,#0FFH ; Bien xac dinh trang thai chay hoac dung ; 0 : chay ; 0FFh : dung MOV MSEC,#0 MOV SPEED,#0 ; Bien xac dinh toc do ; 0 : 50Hz ; 1 : 40Hz ; 2 : 30Hz MOV RL_R,#0 MOV 20H,#0 MOV PWD_OFF,#0 ; =0 : mo nguon bam ; =0FFh : tat nguon bam SETB BITPWD ; Bit dieu khien nguon bam: ; =1 tat ; =0 mo MOV P0,#11111110B CLR P0.6 LOOP: ACALL DOC_PHIM MOV A,#20H ANL A,#0FH CJNE A,#0,CO_PHIM AJMP LOOP CO_PHIM: ACALL XU_LY_PHIM MOV 20H,#0 AJMP LOOP DOC_PHIM: MOV R4,#200 W_KEY: ACALL XET_PHIM JNC EXITK ; Phim rung thi bo qua DJNZ R4,W_KEY WAAIT: ACALL XET_PHIM Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 81 JC WAAIT ; cho phim nha RET EXITK: CLR C MOV 20H,#0 RET XET_PHIM: CLR C JNB STRT_SP,IN_K JNB DECSP,DEC_S JNB INCSP,INC_S JNB L_R,R_LEFT_R CLR C RET IN_K: SETB C MOV BIT_STR,C RET DEC_S: SETB C MOV BIT_DEC,C RET INC_S: SETB C MOV BIT_INC,C RET R_LEFT_R: SETB C MOV BIT_L_R,C RET RUN_STOP: MOV A,ON_OFF CPL A MOV ON_OFF,A CJNE A,#0FFH,RUN_M ; Dang o trang thai dung thi chay CLR TR0 ; Dung moto MOV IE,#0 MOV P1,#0FFH RET RUN_M: CLR TR0 MOV IE,#0 ; Dung ngat MOV A,SPEED ; Khoi tao cac thong so de vao trang thai chay (Chuong trinh timer hoat dong) Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 82 MOV B,#5 MUL AB MOV DPTR,#TAB_T MOV B,A MOVC A,@A+DPTR MOV THI,A INC B MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV TLOW,A INC B MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV T_6,A MOV TAM1,A INC B MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV T_ON,A MOV TAM2,A INC B MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV T_OFF,A MOV TAM3,A CLR TR0 MOV IE,#0 ; Dung ngat MOV A,RL_R CJNE A,#0,IN_LEFT MOV DPTR,#TAB_R GETDPTR: MOV TABDPL,DPL MOV TABDPH,DPH MOV TH0,THI MOV TL0,TLOW MOV TMOD,#00000001B MOV IE,#10000010B SETB ET0 SETB EA SETB TR0 RET TIMER_SETUP: MOV TMOD,#01H MOV TH0,TH0 MOV TL0,TL0 SETB ET0 SETB EA Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 83 SETB TR0 RET XU_LY_PHIM: JB BIT_STR,RUN_STOP JB BIT_DEC,DEC_SP JB BIT_INC,INC_SP JB BIT_L_R,LEFT_R_SP RET IN_LEFT: MOV DPTR,#TAB_L AJMP GETDPTR DEC_SP: MOV A, SPEED CJNE A,#5,DECRC MOV SPEED,#5 DECRC: INC SPEED INCDEC: MOV A,SPEED CJNE A,#0,N0_50 MOV P0,#11011111B AJMP RUN_M N0_50: CJNE A,#1,N0_40 MOV P0,#10111111B AJMP RUN_M N0_40: MOV P0,#01111111B AJMP RUN_M INC_SP: MOV A,SPEED CJNE A,#0,INCRC MOV SPEED,#0 AJMP INCDEC INCRC: DEC SPEED AJMP INCDEC LEFT_R_SP: MOV A,ON_OFF CJNE A,#0FFH,IN_RUN CPL P0.6 MOV A,RL_R CPL A Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 84 MOV RL_R,A IN_RUN: RET TIMER: PUSH ACC PUSH PSW PUSH DPH PUSH DPL SETB RS0 CLR TR0 ; Stop timer 0 MOV TH0,THI MOV TL0,TLOW SETB ET0 SETB EA SETB TR0 ; Restart timer 0 MOV A,PWD_OFF CJNE A,#0,IN_OFFFF DJNZ TAM2,NEXXT ; Dang mo nguon bam MOV TAM3,T_OFF MOV A,TAM3 CJNE A,#0,NEXXT1 MOV TAM3,T_OFF ; Tam2=0, Tam3=0 MOV TAM2,T_ON MOV PWD_OFF,#0 ; Khong tat nguon bam AJMP NEXXT NEXXT1: MOV PWD_OFF,#0FFH ; Tam3 0 thi tat MOV TAM3,T_OFF SETB BITPWD AJMP NEXT0 IN_OFFFF: DJNZ TAM3,NEXT0 MOV PWD_OFF,#0 MOV TAM2,T_ON CLR BITPWD AJMP NEXT0 NEXXT: CLR BITPWD NEXT0: DJNZ TAM1,NEXT MOV TAM1,T_6 MOV DPL,TABDPL Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: PGS.TS Đoàn Quang Vinh SVTH:Tề Minh Tri Trang 85 MOV DPH,TABDPH MOV A,COUNT MOVC A,@A+DPTR CPL A MOV C,BITPWD MOV ACC.7,C ; Dua bit dieu khien xung bam MOV P1,A INC COUNT MOV A,COUNT CJNE A,#6,NEXT MOV COUNT,#0 NEXT: POP DPL POP DPH POP PSW POP ACC RETI TAB_R: DB 00111000B DB 00011100B DB 00001110B DB 00000111B DB 00100011B DB 00110001B TAB_L: DB 00000111B DB 00001110B DB 00011100B DB 00111000B DB 00110001B DB 00100011B TAB_T: DW -3333 ;50HZ DB 1,1,0 DW -417 ;40HZ DB 10,17,7 DW -139 ;30HZ DB 40,38,34 END Điện Thoại liên hệ : 01683892551 Gmail :teminhtri@gmail.com