Trong quá trình sản xuất và trong các công trình hiện đại, hệ thống truyền động điện luôn được quan tâm nghiên cứu để nâng cao chất lượng sản phẩm. Nói đến truyền động điện hầu hết mọi người đều quan tâm đến động cơ điện và việc hãm động cơ điện nhanh nhạy theo yêu cầu của hệ thống hay trong quá trình vận hành xảy ra sự cố. Do có nhiều ưu điểm cả về mặt kinh tế và kỹ thuật nên động cơ không đồng bộ ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp cũng như trong đời sống hàng ngày.
Do đó, việc hãm động cơ cảm ứng là một trong những vấn đề quan trọng. Xuất phát từ những câu hỏi trên, em được giao đề tài: “Nghiên cứu xây dựng mô hình hãm động năng động cơ không đồng bộ ba tốc độ đạt hiệu suất cao” như một phần của luận văn của mình.
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ CÁC PHƯƠNG
- MỞ ĐẦU
- CẤU TẠO
- Cấu tạo của Stator
- Cấu tạo của rotor
- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
- PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ[2]
- CÁC PHƯƠNG PHÁP HÃM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ[2]
- Hãm tái sinh
- Hãm ngược
- Hãm động năng
Khi động cơ đang chạy tại điểm A, ta đổi chiều từ trường stato (đảo 2 trong 3 pha của stato động cơ). Khi cắt stato của động cơ không đồng bộ ra khỏi mạng và nối với nguồn một chiều độc lập (U1c) theo sơ đồ hình 1.8a. Trong quá trình hãm động, động cơ không đồng bộ hoạt động như một máy phát đồng bộ từ ẩn có tốc độ và tần số thay đổi, và tải của máy phát này là điện trở của mạch rôto.
Để lập phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ giảm tốc động năng, ta thay thế tương đương chế độ máy phát đồng bộ biến tần bằng chế độ động cơ không đồng bộ. Căn cứ vào lịch thay thế động cơ một pha ở chế độ hãm động năng để xây dựng đặc tính cơ. Biểu thức (1.20) là phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi hãm động năng kích từ độc lập.
Thay đổi điện trở phụ trong mạch rôto hoặc dòng điện một chiều trong stato của động cơ cảm ứng trong quá trình hãm động năng sẽ làm thay đổi vị trí của các đặc tính cơ học. Động cơ chạy ở chế độ động cơ (đóng K, mở H), khi mở K, đóng H, động cơ sẽ chuyển sang chế độ hãm động năng tự kích.
HÃM ĐỘNG NĂNG BA GIAI ĐOẠN ĐỘNG CƠ KHÔNG
MỞ ĐẦU
HỆ THỐNG HÃM ĐỘNG NĂNG BA GIAI ĐOẠN
- Sơ đồ hệ thống
- Nguyên lý hoạt động
Phanh được bắt đầu bằng cách nhả SW1 và đóng SW2 ngay sau đó. Giai đoạn tự kích thích được đảm nhận bởi tụ điện C1, dẫn đến tốc độ giảm nhanh khoảng 50% giá trị tốc độ ban đầu. Trước khi quá trình tự kích thích của tụ điện C1 kết thúc, công tắc SW3 đóng và kết nối C1 song song với C2, do đó mở rộng phạm vi hoạt động của tự kích thích, giúp giảm đáng kể giá trị tốc độ.
Công tắc SW4 sẽ đóng sau một độ trễ nhất định sau khi tụ C2 đóng. Do đó làm chập hai pha a và b của động cơ, gây ra hiện tượng giảm tốc độ đột ngột do hãm từ. Cuối cùng, động cơ sẽ dừng hoàn toàn bằng cách đóng công tắc SW5, công tắc này sẽ có một lượng nhỏ dòng điện một chiều được cấp vào các cuộn dây của động cơ khiến động cơ dừng hoàn toàn.[11]
Để thực hiện hãm động năng của động cơ cảm ứng ba pha, cần có một mạch điều khiển. Việc điều khiển phanh có thể sử dụng PLC hoặc vi điều khiển, trong đồ án này chúng em thấy vi điều khiển có ưu điểm hơn. Chúng ta có thể thấy những lợi thế về kích thước, sự đơn giản của thiết kế và khả năng chi trả.
Sau đây chúng ta đã có cái nhìn tổng quan về tính năng và cấu trúc của bộ vi điều khiển 8051.
VI ĐIỀU KHIỂN 8051
- Các đặc điểm chính của 8051
- Cấu trúc vi điều khiển 8051
- Chức năng các chân vi điều khiển
- Cấu trúc bên trong vi điều khiển
Trong bộ vi điều khiển 8051 có hai thành phần chính là bộ nhớ và các thanh ghi. Các lệnh của chương trình được đọc từ EPROM thông qua bus dữ liệu và được lưu trữ trong thanh ghi lệnh của 8051 để giải mã. Bộ nhớ trong bao gồm ROM (8051) và RAM trên chip, RAM trên chip bao gồm nhiều phần: bộ nhớ chung, bộ nhớ có thể định địa chỉ bit, ngân hàng thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt. .
Các thanh ghi và cổng I/O đã có sẵn trong bộ nhớ và có thể được truy cập trực tiếp giống như các địa chỉ bộ nhớ khác. Dữ liệu được sử dụng thường xuyên phải sử dụng một trong các thanh ghi này. Lưu ý: Tất cả 128 địa chỉ từ 80H đến FFH đều không xác định, chỉ có 21 thanh ghi chức năng đặc biệt có thể đánh địa chỉ SFR từng bit hoặc từng byte.
Đếm chúng trong thanh ghi A cộng với bit chẵn lẻ luôn là số chẵn. Thanh ghi B: Thanh ghi B tại địa chỉ F0H được sử dụng với thanh ghi A cho các phép toán nhân và chia. Thanh ghi B có thể được sử dụng như một thanh ghi đệm trung gian chung.
Con trỏ ngăn xếp SP (Stack Pointer): Con trỏ ngăn xếp là một thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H. Thanh ghi bộ định thời: 8051 chứa hai bộ định thời/bộ đếm sự kiện. Thanh ghi bộ đệm dữ liệu nối tiếp (SBUF) tại địa chỉ 99H sẽ chứa cả dữ liệu được truyền và nhận.
Các chế độ khác nhau được lập trình thông qua Thanh ghi điều khiển cổng nối tiếp (SCON) được đánh địa chỉ bit tại địa chỉ 98H. Các ngắt bị vô hiệu hóa khi thiết lập lại hệ thống và được kích hoạt bằng cách ghi thanh ghi Cho phép ngắt (IE) tại địa chỉ A8H. Power Control Register (PCON): Thanh ghi PCON không có bit vị trí.
THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP HỆ THỐNG HÃM ĐỘNG
THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN
- Mạch nguồn 5V
- Mạch nguồn 24V
Chúng ta có thể thấy sơ đồ như trong hình 3.5.
THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ ĐIỀU KHIỂN
- Tính chọn tụ tự kích và nguồn một chiều [11]
- Thiết kế mạch động lực và điều khiển
Đối với mỗi đơn vị vận tốc v, giá trị nhỏ nhất của C tồn tại sẽ làm cho phần thực của một trong các nghiệm dương. Tự kích thích được duy trì nếu tỷ lệ cho các giá trị C cao hơn mức tối thiểu này. Trong thực tế, giá trị tới hạn hoặc giá trị nhỏ nhất của C chỉ làm cho phần thực của nghiệm bằng không.
Giá trị tối thiểu này của C đối với bất kỳ tốc độ nào có thể được tính toán bằng một chương trình máy tính đơn giản bằng cách sử dụng chương trình con tiêu chuẩn (ví dụ: có thể sử dụng các thói quen ZCPOLR/ZPOLR nếu IMSL là một chương trình con khả dụng). Tính toán công suất tự kích thích tối thiểu của giá trị bão hòa của xm được sử dụng. Các tham số được sử dụng trong các chương trình trước được sử dụng để xác định giá trị điện dung tối thiểu cho các tụ điện tự kích thích với các giá trị tốc độ khác nhau.
Các giá trị Cmin ở các tốc độ khác nhau để gây ra hiện tượng tự kích thích cũng đã được xác định bằng thực nghiệm bằng các phương pháp sau. Phương pháp này được lặp lại với các giá trị khác nhau của C và kết quả được thể hiện trong Hình.3.11. Có thể quan sát thấy một quy ước rất chặt chẽ giữa các giá trị thực nghiệm và tính toán.
Sử dụng các giá trị thông số đặc trưng cho động cơ không đồng bộ ba pha với các giá trị công suất khác nhau.[4], giống như đặc tính thể hiện tỷ số tụ điện theo tốc độ. Khi C tăng, phần thực của phương trình đặc tính sẽ trở nên dương hơn, làm cho điện áp cảm ứng ở đầu cực của máy điện không đồng bộ tăng lên. Đầu tiên, hiệu suất được cung cấp bởi tụ điện C1 không tỷ lệ thuận với giá trị của nó.
Thứ hai, giá trị điện dung cao hơn sẽ gây ra quá độ điện áp nghiêm trọng. Giá trị của tụ điện C1 xấp xỉ từ tám đến mười lần giá trị tối thiểu cần thiết để hãm động của tụ điện kích thích. Tụ điện được chọn phải có giá trị điện áp xấp xỉ 1,5 lần điện áp quá độ của động cơ.
SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
- Sơ đồ thuật toán
- Chương trình điều khiển
KẾT QUẢ
Đồ án này tuy còn nhiều hạn chế nhưng trong quá trình thực hiện đề tài đã giúp em tự đánh giá và hiểu rõ hơn về kiến thức chuyên môn, đây cũng là kết quả của nhiều năm học tập và được sự giảng dạy của nhiều thầy cô tâm huyết trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và đặc biệt là thầy GS.TSKH. Thân Ngọc Hoàn đã rất nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.
