điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha 220v bằng phương pháp uf

Giới thiệu chung Động cơ điện không đồng bộ ba pha AC Induction Motor được sử dụng rất phổ biến ngày nay với vai trò cung cấp sức kéo trong hầu hết các hệ thống máy công nghiệp, nông ng

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ

Lê Kim Tân MSSV: 10313621

Lớp : DHDT6ALT

- HCM 6/2012  -

- -

Ngày nay, biến tần đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong tất cả các hệ thống truyền động điện trong công nghiệp, nông nghiệp cũng như trong các hệ thống dân sinh Ưu điểm của hệ thống có sử dụng biến tần là khả năng linh hoạt trong việc thay đổi tốc độ của động cơ, dải tần số thay đổi rộng, an toàn cho hệ thống thiết bị điện cũng như hệ thống cơ khí Tính năng tự động hóa cao Tiết kiệm chi phí vận hành và tiết kiệm điện năng tiêu thụ

Nhóm chúng em thực hiện đề tài “Điều khiển tốc độ động cơ KĐB 3 pha 220V” với những yêu cầu như sau:

 Dải tần số điều chỉnh từ 1Hz đến 80 Hz

 Nhập thông số điều khiển từ bàn phím 4x4

 Thay đổi tần số bằng biến trở 10KΩ

 Hiển thị thông tin trên LCD 16x2

 Giao tiếp máy tính qua cổng COM, giao diện VB6

 VĐK dùng PIC 16F877A

Đây là những chức năng chính cơ bản của một biến tần hiện nay Trong quá trình thực hiện đề tài, với kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót, nhóm chúng em xin được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo cũng như sự góp ý của các bạn

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Văn Hùng đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo nhóm trong suốt quá trình thực hiện Chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trong khoa điện tử cũng như tất

cả các bạn đã giúp đỡ nhóm hoàn thành đề tài

Nhóm sinh viên thực hiện

- -

DANH MỤC SỐ TRANG LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I GIỚI THIỆU VỀ ĐC KĐB 3 PHA 1

1 Giới thiệu chung 1

2 Cấu tạo 1

2.1 Phần tĩnh 1

2.1.1 Vỏ máy 1

2.1.2 Dây quấn 2

2.1.3 Lõi thép 2

2.2 Phần quay 2

2.2.1 Lõi thép Roto 2

2.2.2 Trục máy 3

2.2.3 Dây quấn 3

2.3 Khe hở 4

2.4 Những đại lượng ghi trên động cơ 4

3 Nguyên lý làm việc của động cơ KĐB 3 pha 4

3.1 Nguyên lý làm việc 4

3.2 Cách đấu dây động cơ KĐB 3 pha 5

4 Các phương pháp điều khiển tốc độ ĐC KĐB thường dùng 5

II VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 1 Tổng quan về PIC 16F877A 7

2 Tóm tắt cấu trúc phần cứng 7

2.1 Sơ đồ chân 7

2.1.1 Sơ đồ chân 7

2.2 Sơ đồ khối 9

III PHƯƠNG PHÁP PWM 1 Định nghĩa 10

2 Nguyên lý của phương pháp PWM 11

3 Ứng dụng của phương pháp PWM 12

IV PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN V/F 1 Tại sao phải điều khiển V/F 12

2 Nguyên lý điều khiển E/F 13

3 Phương pháp điều khiển V/F 13

V CHUẨN GIAO TIẾP NỐI TIẾP 1 Cấu trúc cổng nối tiếp 15

2 Truyền thông kết nối 17

3 Các thuộc tính của cổng nối tiếp 18

4 Giao tiếp với vi điều khiển 19

PHẦN II: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN I YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ THIẾT BỊ 20

II SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG 20

1 Khối chỉnh lưu công suất và cấp nguồn +5V, +15V 22

1.1 Sơ đồ nguyên lý và layout thực tế 22

1.2 Nguyên tắc hoạt động 23

2 Khối ADC 2.1 Nhiệm vụ của khối 23

2.2 Sơ đồ kết nối 23

3 Khối điều khiển và hiển thị 24

3.1 Sơ đồ nguyên lý và layout thực tế 24

3.2 Nguyên tắc hoạt động 25

4 Mạch lái và mạch cách ly 25

5 Mạch nghịch lưu 3 pha 29

5.1 Sơ đồ nguyên lý và layout thực tế 29

5.2 Nguyên lý hoạt động và tín hiệu điều khiển 31

5.3 Dạng tín hiệu ngõ ra 32

6 Giao diện giao tiếp người sử dụng 35

III LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 35

1 Lưu đồ giải thuật cho VĐK 35

2 Lưu đồ giải thuật quét bàn phím 37

3 Lưu đồ giải thuật PWM theo phương pháp V/F 39

4 Lưu đồ giải thuật cho VB 45

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 1 Phần cứng 47

2 Giao diện giao tiếp người sử dụng 47

PHẦN I

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

I GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

1 Giới thiệu chung

Động cơ điện không đồng bộ ba pha (AC Induction Motor) được sử dụng rất phổ biến ngày nay với vai trò cung cấp sức kéo trong hầu hết các

hệ thống máy công nghiệp, nông nghiệp cũng như dân dụng Công suất của các động cơ không đồng bộ có thể đạt đến 500KW và được thiết kế tuân theo quy chuẩn cụ thể nên có thể thay thế cũng như sửa chữa rất dễ dàng Bên cạnh đó, động cơ điện không đồng bộ còn có ưu điểm dễ chế tạo và vận hành nên ngày càng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực

2 Cấu tạo

Động cơ không đồng bộ gồm có phần tĩnh (Stato) và phần động (Roto)

Hình I.1: Cấu tạo chung của động cơ không đồng bộ 3 pha

cách chế tạo để làm nguội máy mà dạng vỏ máy cũng khác nhau Vỏ máy

có chân đế cố định máy trên bệ, hai đầu có nắp máy để đỡ trục roto và bảo

vệ dây quấn

2.1.2 Dây quấn:

Được đặt trong lõi các rãnh của lõi thép, xung quanh dây quấn có bọc một lớp cách điện để cách điện với lõi thép Với động cơ không đồng bộ

ba pha các cuộn dây được đặt lệch nhau 120 độ điện

Hình I.2: Cấu tạo chung của Stato 2.1.3 Lõi thép:

Do nhiều lá thép kỹ thuật điện đã dập sẵn ghép cách điện với nhau Chiều dày của các lá thép thường từ 0.35 mm đến 0.5 mm Phía trong các

lá thép được xẻ các rãnh để đặt dây quấn Mỗi lá thép kỹ thuật được sơn cách điện với nhau để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây lên Nếu lá thép ngắn thì có thể ghép thành một khối Nếu lá thép dài thì có thể ghép thành từng thếp, mỗi thếp dài từ 6cm đến 8cm, cách nhau 1 cm để thông gió

2.2 Phần quay (Roto)

Gồm có lõi thép, trục và dây quấn

2.2.1 Lõi thép Roto:

Cũng làm bằng các lá thép kỹ thuật điện ghép lại giống như ở Stato Lõi thép được ép trực tiếp lên trục, bên ngoài có xẻ các rãnh để đặt dây quấn

2.2.2 Trục máy:

Được làm bằng thép, có gắn lõi thép Roto Trục được đỡ trên nắp máy nhờ có ổ lăn hay ổ trượt

2.2.3 Dây quấn Roto:

Tùy theo động cơ không đồng bộ mà ta chia ra Roto dây quấn hay Roto lồng sóc

2.2.3.1 Roto dây quấn:

Roto dây quấn có kiểu giống như dây quấn Stato và có số cực bằng số cực ở Stato Trong động cơ trung bình và lớn thì dây quấn được quấn theo kiểu sóng hai lớp để giảm bớt các đầu nối, kết cấu dây quấn chặt chẽ Trong động cơ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp Dây quấn ba pha của động cơ thường đấu hình sao, ba đầu ra của nó nối với ba vòng trượt đồng thau gắn trên trục của Roto Ba vòng trượt này cách điện với nhau và với trục.Tỳ trên ba vòng trượt là ba chổi than.Thông qua chổi than

có thể đưa điện trở phụ vào mạch Roto, có tác dụng cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ, hệ số công suất được thay đổi

2.2.3.2 Roto lồng sóc:

Kết cấu rất khác với dây quấn Stato Các dây quấn là các thanh đồng hay thanh nhôm đặt trên các rãnh lõi thép Roto Hai đầu các thanh dẫn nối với các vòng đồng hay nhôm gọi là vòng ngắn mạch Như vậy dây quấn Roto hình thành một cái lồng quen gọi là lồng sóc

Ngoài ra, dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi thép Rãnh Roto có thể làm thành dạng rãnh sâu hoặc thành hai rãnh gọi là lồng sóc kép dùng cho máy có công suất lớn để cải thiện tính năng mở máy Với động cơ công suất nhỏ rãnh Roto thường đi chéo một góc so với tâm trục

2.4 Những đại lượng ghi trên động cơ không đồng bộ

 Pđm Công suất định mức là công suất cơ hay công suất điện đưa ra (W)

p : số cặp cực

Từ trường quay quét qua các thanh dẫn Roto cảm ứng trong dây quấn Roto sức điện động E2, sinh ra dòng điện I2 chạy trong dây quấn Chiều của I2 xác định theo quy tắc bàn tay phải Dòng I2 nằm trong từ trường quay sẽ chịu lực tác dụng tương hỗ tạo thành momen tác dụng lên Roto làm nó quay với tốc độ n theo chiều quay của từ trường (dùng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực và do đó chiều của momen M tác dụng

lên Roto

Hình I.4: Sơ đồ nguyên lý của động cơ KĐB

Tốc độ Roto (n) không bao giờ lớn hơn tốc độ của từ trường quay (n1)

mà phải nhỏ hơn Có như vậy mới có sự chuyển động tương hỗ giữa tốc độ

từ trường và Roto, vì vậy duy trì được dòng I2 và momen M Do tốc độ quay của Roto nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường nên gọi là động cơ không đồng bộ

Giữa tốc độ từ trường và tốc độ Roto có liên quan qua tỉ lệ:

S = S là hệ số trượt, thường từ 0.02 ~ 0.06

3.2 Cách đấu dây động cơ không đồng bộ

Tùy theo điện áp của lưới điện mà ta đấu dây Stato theo hình Y hay Δ Mỗi động cơ điện ba pha gồm có ba dây quấn pha Khi thiết kế người ta đã quy định điện áp định mức cho mỗi dây quấn Động cơ điện phải làm việc đúng với điện áp quy định ấy Để thuận tiện cho việc đấu động cơ, người

ta kí hiệu 6 đầu dây của ba cuộn là AX, BY, CZ

Cách đấu 6 đầu dây như thế nào để điện áp vào động cơ luôn là định mức:

Động cơ ba pha có điện áp định mức cho mỗi pha dây quấn là 220V (Up=220V), trên động cơ ghi thông số Δ/Y 220V/380V

 Nếu động cơ làm việc ở mạng điện có Ud = 380V thì động cơ phải đấu theo hình Y:

4 Các phương pháp điều khiển tốc độ của động cơ KĐB thường dùng

Trong công nghiệp, những phương án thường được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ:

 Điều chỉnh điện trở mạch Roto

 Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ

 Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ

Đấu hình sao Đấu hình tam giác

II VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A

1 Tổng quan về PIC16F877A

Vi điều khiển PIC 16F877A là 1 vi điều khiển thuộc họ 16Fxxx với các thông số cơ bản như sau:

 Tập lệnh gồm có 35 lệnh có độ dài 14 bit Mỗi lệnh thực hiện trong

1 chu kì xung Clock

 Tốc độ tối đa cho phép là 20 MHz

 Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit

 Bộ nhớ dữ liệu 368x8 byte RAM

 Bộ nhớ dữ liệu EEPROM 256x8 byte

 5 Port I/O với 33 PIN

 2 Timer 8 bit, 1 Timer 16 bit

 2 module Capture, Compare, PWM

 Các chuẩn giao tiếp SSP (Synchnous Serial Port), SPI và I2C

 Chuẩn giao tiếp nối tiếp UART 9 bit

 Cổng giao tiếp PSP (Parallel Slave Port) với các chân điều khiển

RD, WR, CS từ bên ngoài

 8 kênh chuyển đổi Analog 10 bit

 Bộ nhớ Flash có khả năng ghi xóa 100.000 lần

 Bộ nhớ EEPROM có thể ghi xóa 1.000.000 lần

 Dữ liệu EEPROM có thể lưu trữ được tới trên 40 năm

 Chế độ tạm nghỉ để tiết kiệm điện năng

 Được sản xuất với nhiều loại khác nhau cho cùng một mã linh kiện, tùy thuộc 1 số tính năng được trang bị thêm Các kiểu đế cắm là 40PIN-PDIB, 44PIN-PLCC, 44PIN-TQFP

2 Tóm tắt cấu trúc phần cứng

2.1 Sơ đồ chân PIC 16F877A (40PIN-PDIB)

2.1.1 Sơ đồ chân

Hình I.5: Sơ đồ chân PIC 16F877A 2.1.2 Chức năng các chân

 Port A: Port I/O gồm có 6 chân từ chân 2-7 tương ứng với PIN từ RA0 – RA5

 RA2 và RA3 để tiếp nhận điện áp

 RA4 là ngõ vào xung clock timer0

 RA5 làm chân Slave cho port serial đồng bộ

 Port B: Port I/O gồm 8 chân từ 33-40 tương ứng với PIN RB0-RB7 Port B có thể được lập trình bằng phần mềm để làm chức năng kéo lên cho tất cả các ngõ vào

 RB0 có thể làm chân ngắt ngoài

 RB3 có thể lập trình làm ngõ vào điện thế thấp

 Port C: Port I/O gồm 8 chân từ 15-18,23-26 tương ứng RC0-RC7

 RC0 làm ngõ ra bộ dao động hoặc ngõ vào của Timer1

 RC1, RC2 có cùng 3 chức năng: Ngõ ra PWM, Capture, Compare RC1 còn là ngõ vào dao động Timer1

 RC3: Ngõ vào xung tuần tự đồng bộ

 RC6: Chân phát dữ liệu nối tiếp

 RC7: Chân nhận dữ liệu nối tiếp

 Port D: Port I/O gồm 8 chân từ 19-22, 27-30 tương ứng RD0-RD7

 Port E: Gồm các chân 8,9,10 và thường được dùng để chọn/đọc/ghi cho port slave song song

 Các chân khác

 Chân 13(OSC1/CLKI): Tiếp nhận xung ngoài dao động

 Chân 14(OSC2/CLKO): Ngõ ra dao động thạch anh

 Chân 1: Ngõ vào Reset

 Chân 12,31 nối đất Vss Chân 11, 32 nối nguồn VDD.

2.2 Sơ đồ khối các chức năng PIC 16F877A

Hình I.6: Sơ đồ khối PIC 16F877A Ghi chú: Chi tiết về PIC 16F877A xem trong Datasheet PIC 16F877A

III PHƯƠNG PHÁP PWM (PULSE WIDTH MODULATION)

1 Định nghĩa

PWM (Pulse Width Modulation) là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải hay nói cách khác là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông dẫn đến sự thay đổi điện áp ra trên tải Các PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng của sườn dương hoặc là sườn âm

Hình I.7: Sơ đồ xung của van điều khiển và đầu ra

2 Nguyên lý của phương pháp PWM

Đây là phương pháp được thực hiện theo nguyên tắc đóng ngắt nguồn tới tải và một cách có chu kì theo luật điều chỉnh thời gian đóng cắt Phần

tử thực hiện nhiện vụ đó trong mạch các van bán dẫn

Xét hoạt động đóng cắt của một van bán dẫn Van đóng cắt dùng FET Bên dưới là mạch nguyên lý điều khiển tải bằng PWM và giản đồ xung của chân điều khiển và dạng điện áp đầu ra khi dùng PWM

Hình I.8: Nguyên lý của phương pháp PWM

Nguyên lý :

Trong khoảng thời gian 0 - to ta cho van G mở toàn bộ điện áp nguồn

Ud được đưa ra tải Còn trong khoảng thời gian to - T cho van G khóa, cắt

nguồn cung cấp cho tải Vì vậy với to thay đổi từ 0 cho đến T ta sẽ cung cấp toàn bộ , một phần hay khóa hoàn toàn điện áp cung cấp cho tải

Công thức tính giá trị trung bình của điện áp ra tải :

Gọi t1 là thời gian xung ở sườn dương (khóa mở) còn T là thời gian của

cả sườn âm và dương, Umax là điện áp nguồn cung cấp cho tải

=> Ud = Umax.( t1/T) (V)

3 Ứng dụng của phương pháp PWM

PWM được sử dụng nhiều trong lĩnh vực điều khiển Lấy điển hình nhất mà chúng ta thường hay gặp là điều khiển động cơ và các bộ băm xung áp, điều áp Sử dụng PWM điều khiển nhanh chậm của động cơ hay cao hơn nữa nó còn được dùng để điều khiển ổn định tốc độ động cơ Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn định tải thì PWM nó còn tham gia và điều chế các mạch nguồn như là: boot, buck, nghịch lưu 1 pha và 3 pha Điều đặc biệt là PWM chuyên dùng để điều khiển các phần tử điện tử công suất có đường đặc tính là tuyến tính khi có sẵn 1 nguồn 1 chiều cố định Như vậy PWM được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện điện tử trong thực tế Phương pháp PWM cũng thường được các đội Robocon sử dụng để điều khiển động cơ hay ổn định tốc độ động cơ

IV PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN V/f

1 Tại sao phải điều khiển V/f = Const

Tốc độ động cơ không đồng bộ tỉ lệ trực tiếp với tần số của nguồn điện cung cấp Do đó nếu thay đổi tần số nguồn điện cung cấp cho động cơ thì

sẽ thay đổi tốc độ đồng bộ, và tương ứng là thay đổi tốc độ của động cơ Tuy nhiên, nếu chỉ thay đổi tần số mà vẫn giữ nguyên biên độ của nguồn cấp thì sẽ làm cho mạch từ của động cơ bị bão hòa Điều này dẫn tới dòng từ hóa tăng, méo dạng điện áp và dòng điện cung cấp cho động cơ gây ra tổn hao lõi từ, tổn hao đồng trong dây quấn Stator Ngược lại nếu từ thông giảm dưới định mức thì sẽ làm giảm moment của động cơ Vì vậy khi giảm tần số của dòng điện cung cấp cho động cơ nhỏ hơn tần số định

mức thường đi đôi với giảm điện áp cung cấp cho động cơ Và khi động cơ hoạt động với tần số định mức thì điện áp động cơ được giữ không đổi và bằng định mức do giới hạn cách điện của Stator cũng như của điện áp nguồn cung cấp Moment của động cơ sẽ bị giảm

Giả sử động cơ hoạt động dưới tần số định mức (a<1) Từ thông động

cơ được giữ ở giá trị không đổi Do từ thông của động cơ phụ thuộc vào dòng hóa từ của động cơ nên động cơ được giữ không đổi khi dòng từ hóa được giữ không đổi tại mọi thời điểm làm việc của động cơ

Ta có phương trình tính dòng từ hóa tại điểm làm việc định mức như sau:

kháng của mạch Stator ta có thể xem như U≈E Khi đó nguyên tắc điều khiển E/f = const được thay thế bằng phương pháp điều khiển V/f = const Trong phương pháp điều khiển V/f = Const thì tỉ số này được giữ không đổi và bằng với tỉ số khi động cơ hoạt động ở chế độ định mức

Ta có công thức tính Moment với sơ đồ đơn giản của động cơ:

E suy giảm rất ít nên ta coi như từ thông không thay đổi Dẫn tới Moment cực đại của động cơ được giữ gần như không đổi

Tuy nhiên, khi hoạt động ở tần số thấp thì giá trị sẽ tương đối lớn so với giá trị của ( + ′ ) dẫn đến sụt áp nhiều ở Stator khi Moment tải

lớn Điều này làm cho E bị sụt giảm dẫn tới suy giảm từ thông và Moment cực đại

Để bù lại sự suy giảm từ thông ở tần số thấp Ta cung cấp cho động cơ một điện áp U0 để cung cấp từ thông định mức khi f=0 Từ đó ta có mối quan hệ như sau:

U=U0+K.f Với K là hằng số được chọn sao cho giá trị U cấp cho động cơ bằng

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

V CHUẨN GIAO TIẾP NỐI TIẾP

1 Cấu trúc cổng nối tiếp

Cổng nối tiếp được sử dụng để truyền dữ liệu 2 chiều giữa máy tính và thiết bị ngoại vi, giao tiếp qua cổng nối tiếp có các ưu điểm sau:

 Khoảng cách truyền xa hơn cổng song song

 Số dây kết nối ít

 Có thể kết nối với vi điều khiển hoặc PLC

 Cho phép nối mạng

 Có thể tháo lắp thiết bị trong khi máy tính đang làm việc

 Có thể cung cấp nguồn cho các mạch đơn giản

Các thiết bị kết nối được chia làm thành 2 loại DTE (Data Teminal Equipment) và DCE (Data Communication Equipment) Các thiết bị DCE

là các thiết bị trung gian như MODEM còn DTE là các thiết bị tiếp nhận

dữ liệu như máy tính, PLC, vi điều khiển… Việc trao đổi tín hiệu thông thường qua 2 chân là RxD (nhận) và TxD (phát) Các tín hiệu còn lại có chức năng hỗ trợ thiết lập và điều khiển quá trình truyền nhận, được gọi là các thiết bị bắt tay (Handshake)

Tín hiệu truyền theo chuẩn RS-232 của EIA (Electronic Industry Associations) Chuẩn RS-232 quy định mức Logic 1 ứng với điện áp từ -

3=> -25V (Mark) Mức logic 0 ứng với điện áp từ 3 => 25V (Space) và có khả năng cung cấp dòng từ 10 mA đến 20 mA Ngoài ra tất cả các ngõ đều

có chức năng chống chập mạch

Chuẩn RS-232 có khả năng truyền với tốc độ 20.000 bps nhưng nếu cáp đủ ngắn có thể truyền với tốc độ 115.200 bps Các phương pháp kết nối giữa DTE và DCE như sau:

 Đơn công (simplex Connection): Dữ liệu chỉ truyền theo 1 hướng

 Bán song công (Half duplex): dữ liệu truyền theo 2 hướng nhưng mỗi thời điểm chỉ truyền theo 1 hướng

 Song công (Full duplex): Dữ liệu được truyền đồng thời theo 2 hướng

Định dạng khung truyền của chuẩn RS-232 như sau:

Khi không truyền dữ liệu, đường truyền sẽ ở trạng thái Mark (-10V) Khi bắt đầu truyền, DTE sẽ đưa xung Start (10V) và sau đó sẽ truyền lần lượt từ D0 => D7 và bit Parity, cuối cùng là xung Stop (Mark -10V) để khôi phục lại trạng thái đường truyền

Các đặc tính kỹ thuật của chuẩn RS-232:

Các tốc độ truyền dữ liệu thông dụng của cổng nối tiếp là 1200 bps,

2 Truyền thông kết nối

Khi kết nối như trên thì quá trình phát phải đảm bảo tốc độ ở đầu phát

và đầu thu phải giống nhau Khi có dữ liệu đến DTE thì dữ liệu này sẽ được đưa vào bộ đệm và tạo ngắt

3 Các thuộc tính của cổng nối tiếp (cổng COM)

MSComm1.Settings=”BBBB,P,D,S”

Trong đó:

 BBBB: tốc độ truyền (bps): 1200, 2400, 9600, 19200

 P: kiểm tra chẵn lẻ:

- O: Old - kiểm tra lẻ

- E: Even - kiểm tra chẵn

Port number nằm trong khoảng từ 1-99 (COM1, COM2…)

 Port Open: Đặt trạng thái hay kiểm tra trạng thái đóng mở của cổng nối tiếp Nếu thuộc tính này dùng để mở trạng thái thì phải dùng 2 thuộc tính là Setting và CommPort Cú pháp:

 InbufferSize: Kích thước bộ đệm nhận (byte), cú pháp:

MSComm1.InbufferSize = byte number

 Output: Phát 1 chuỗi dữ liệu lên bộ đệm

Output string=MSComm1.Output

 OutbufferCount: Kí tự có trong bộ đệm phát, cú pháp:

Count = MSComm1.OutbufferCount

 OutbufferSize: Kích thước bộ đệm phát (byte), cú pháp:

MSComm1.OutbufferSize = byte number

 SThreshold: Số byte trong bộ đệm truyền làm phát sinh sự kiện OnComm Nếu giá trị này bằng 0 thì sẽ không làm OnComm Cú pháp:

MSComm1.SThresshold = number

4 Giao tiếp với vi điều khiển

Khi thực hiện giao tiếp với vi điều khiển, ta phải dùng thêm mạch chuyển mức logic từ TTL => 232 và ngược lại Các vi mạch thường dùng

là MAX232 của Maxim hoặc DS275 của Dallas Khi giao tiếp thì vi điều khiển chính là 1 DTE nên phải nối RxD của máy tính với TxD của vi điều khiển và ngược lại

PHẦN II THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA THEO PHƯƠNG PHÁP V/f

I YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ THIẾT BỊ

Thiết kế biến tần ba pha điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha công suất 1KW

Các thông số cơ bản của động cơ:

Kí hiệu Tên thông số Đơn vị tính Đấu Δ/Y

II SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG

Hình II.1: Sơ đồ khối của hệ thống

Hình II.2: Mạch thực tế

Trong đó:

Khối  là khối gồm mạch chỉnh lưu và lọc

Khối  là khối gồm mạch điều khiển, hiển thị và bàn phím, VR

Khối  là khối gồm mạch lái và mạch cách ly

Khối  gồm mạch nghịch lưu

Khối  gồm mạch nguồn cấp nguồn 12V và 5V cho vi xử lý và R2103 Nguyên lý hoạt động: Sơ đồ khối của hệ thống được thể hiện như hình vẽ trên

Điện áp AC 220V từ nguồn cung cấp qua mạch chỉnh lưu công suất sẽ được chỉnh lưu toàn chu kì thành dòng điện DC để cung cấp cho mạch nghịch lưu Đồng thời, điện áp AC 220V cũng được đưa qua biến áp hạ áp, sau đó được chỉnh lưu cầu, lọc, ổn áp để lấy ra điện áp +5V cung cấp cho

vi điều khiển và +12V cung cấp cho IC IR2103 hoạt động

Các thông số hoạt động được nhập liệu từ bàn phím và biến trở sẽ được đưa vào vi điều khiển, sau đó vi điều khiển sẽ xử lý và xuất sung điều khiển qua mạch cách ly quang, qua IR2103 để điều khiển MOSFET IRFP460 đóng mở để tạo ra điện áp 3 pha ngõ ra điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha theo yêu cầu

Giao diện giao tiếp giữa máy tính và vi điều khiển sử dụng Visual Basic giao tiếp qua cổng COM Các thông số điều khiển có thể được điều khiển từ máy tính xuống vi điều khiển Đồng thời các thông số điều khiển còn được hiển thị trên giao diện và trên LCD

1 Khối chỉnh lưu công suất và nguồn cấp +5V và +12V

1.1 Sơ đồ nguyên lý và layout thực tế

Hình II.3.1: Sơ đồ nguyên lý