đồ án kỹ thuật điện điện tử Tìm hiểu về điện - điện tử, điều khiển động cơ 1 chiều, vi xử lý

Với đợt thực tập này em đó được tỡm hiểu một số phần: I / điện -điện tử II / bộ điều khiển PLC III / vi xử lý Iv/ ĐiềU KHIểN Động cơ một chiều,v.v.v ………… Và đó đựơc tiếp xỳc phần nào

đó giỳp con người tiết kiệm được sức lao động và cú thể thaythế được nhiều nhõn lực Thuận tiện hơn cho người lao động.Cỏc cụng nghệ được điều khiển TĐH bằng cỏc phần mềm khỏcnhau với mục đớch chung là giỳp con người thuận tiện trong khilàm việc.

Với đợt thực tập này em đó được tỡm hiểu một số phần:

I / điện -điện tử

II / bộ điều khiển PLC

III / vi xử lý

Iv/ ĐiềU KHIểN Động cơ một chiều,v.v.v …………

Và đó đựơc tiếp xỳc phần nào cỏc cụng nghệ tiờn tiến từ cỏclinh kiện điện tử đơn giản nh: điện trở, tụ điện, IC, đến cỏc thiết

bị điều khiển cú tớnh năng cao: PLC, biến tần , bộ lọc

Từ đú chỳng em thấy rằng ngoài việc học lý thuyết trờn lớp thỡviệc thực tập để tiếp cận với cỏc thiết bị cụ thể là rất quantrọng Nú giỳp sinh viờn chỳng em cú thể biết một cỏch trựcquan và thực tế hơn rất nhiều Qua đợt thực tập này, chỳng em

xin chõn thàn cảm ơn sự hướng dẫn tận tỡnh TS Nguyễn Mạnh

Tiến và cụng ty ASETEC đó dành cho chỳng em những bài học

bổ ớch Em xin chúc cụng ty và xưởng của bộ mụn ngày càng

mở rộng và phỏt triển Em xin hứa mỡnh sẽ cố gắng học tập đểkhụng phụ lũng mong mỏi của thầy cụ và gia đỡnh

Sinh viờn thực

tập

Phần A Thực tập tại công ty ASETEC (Công ty TNHH thiết bị điều khiển và truyền động điện)

Địa chỉ : Số 1 – Ngõ18 - Đường Nguyên Hồng - Quận

I / Nội dung công việc được giao

Trong đợt thực tập vừa qua em được phân công vào phòng

kỹ thuật của công ty ASETEC( Công ty thiết bị điều khiển vàtruyền động điện ) Được thực tập làm việc đúng với chuyênmôn mà em đã được học, cộng với sự chỉ bảo giúp đỡ tận tìnhcủa các anh trong phòng, em có cơ hội thực hành những kiếnthức mà mình đã được học vào thực tế công việc một cách cóhiệu quả

Những công việc được giao:

-Đọc tài liệu tham khảo

-Lắp ráp mô hình trên bảng thí nghiệm ví dụ :

+Các phần tử cơ bản : OR, AND, NOT, XO vvv…

+Điều khiển động cơ

Ngoài ra còn được làm một công việc khác :

- Đi mua thiết bi cùng với các anh trong phòng.

- Chuyển hàng đến nơi bảo dưỡng vvvv……

1/Đọc tài liệu tham khảo

Công việc mà công ty làm đòi hỏi các nhân viên trong công

ty phải có trình độ hiểu biết cơ bản và thành thạo Cho nên khichúng em vào công ty với trình độ còn hạn hẹp Công ty chochúng em một thời gian cụ thể là ba ngày để tìm hiểu về cácthiết bị linh kiện , đồ dùng mà chúng em có thể làm cụ thể:

a Bộ biến tần

b Bộ lọc một chiều

c Bé điều khiển động cơ một chiều T-§ có đảo chiều

1.1/ Kết quả tìm hiểu

a/ Bộ biến tần : là thiết bị biến đổi dòng xoay chiều với tần

số của lưới điện thành dòng xoay chỊu có tần số khác tần số củalưới Biến tầng chia ra làm hai loại :

-Biến tần trực tiếp -Biến tần gián tiếpNgày nay biến tầng gián tiếp được sử dụng khá phổ biến vì

có thể điều chỉnh được tần số và điện áp ra trong phạm vi khárộng Dễ dàng tạo các bộ nguồn(dòng áp )theo mong muốn.Nghịch lưu được dựng tạo nguồn điện áp xoay chiều ba pha đặtlên động cơ chấp hành

- Biến tần có sơ đồ cấu trúc gồm các khâu: chỉnh lưu(cl)Lọc(L)và nghịch lưu (NL)

- Chỉnh lưu dựng biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp mộtchiều Chỉnh lưu có thể không điều chỉnh được (dựng di«t ) hoặc

có thể điều chỉnh được dựng tiristor Ngày nay đa số chỉnh lưuthường là chỉnh lưu không điều khiển, vì nếu điều chỉnh điện ápmột chiều trong phạm vi rộng sẽ làm tăng kích thước của bộlọc và làm giảm hiệu suất của bộ biến đổi

Nhược điểm: hiệu suất thấp vì qua hai lần biến đổi, công suất

cũng nh kích thước của bộ biến đổi lớn

- Chỉnh lưu và mạch lọc tạo ra điện áp một chiều có giá trị điều chỉnh được, nghịch lưu gồm sáu khóa bán dẫn S1-S6 và cần sáu van không điều khiển D1-D6 Các khoá nghịch lưu được đúng cắt theo thứ tự nhất định tạo thành điện áp xoay chiều ba pha

Điện áp dây nghịch lưu có dạng xung hình chữ nhật với độ

-Thành phần điều hồ cơ bản có biên độ :

D4

- Biên độ sóng hài bậc K : Uabmk=(23/k)Ud

Đồ thị điện áp pha của động cơ có dạng bậc thang tại thời điểm các khoá chuyển mạch thì điện áp pha có đột biến giá trị từng cấp được xác định trên hình vẽ

Dòng điện có dạng xoay chiều không điều hồ

- Các khoá S là các khoá bán dẫn ở truyền động công suất nhỏ dựng các tranzito , ở truyền động công suất lớn dựng tiristor Khi này việc thực hiện đúng ngắt van được thực hiện bằng các mạch đặc biệt nh dựng tụ điện và các tiristor Thời gian gần đây sử dụng các van tiristor

Ta có sơ đồ nguyên lý tạ điện áp xoay chiều ba pha

wtwt

wt

wt

wt

wt Hình a

b/ Bộ lọc một chiều

Hệ số đập mạch của chỉnh lưu phụ thuộc vào hệ số đậpmạch và góc điều khiển  Một mạch chỉnh lưu xác định

yêu cầu của tải, cần đưa thêm mạch lọc nhằm cải thiện hệ số

Đầu vào mạch lọc là mạch van, do đó hệ số đập mạch vào

hơn 1 và càng lớn hơn một càng tốt

b1/Lọc điện cảm

Điện áp chỉnh lưu có thể coi gồm hai nguồn:

hài U

-Nguçn xoay chiều sẽ bị xôt áp trên L trước khi đưa đến tải

- Do U1ra =UT= U1vµoRt/Z nên Ksb=Z/Rt

- Điện cảm cần lọc để đảm bảo để đảm bảo hệ số san bằngcần thiết

đi qua tô càng ít dòng xoay chiều qua tải , tức hiệu quả lọc càngtốt :

SI1

b1

tt

*Nguyên lý hoạt động :

Khi điều khiển riêng hai bộ biến đổi làm việc riêng rẽ nhau Tạimột thời điểm phát xung điều khiển vào một bộ biến đổi còn bộkia bị khoá không có xung điều khiển Hệ có hai bộ biến đổiB§1, B§2 với các mạch phát xung điều khiển tương ứng là FX1

và FX2 Trật tự hoạt động của các bộ phát xung này quy địnhbởi các tín hiệu logic b1 và b2 Quá trình hãm và đảo chiềuđược mô tả bằng đồ thị thời gian

tăng đột biến đến lớn hơn /2 , dòng phần ứng giảm dần

về không Lúc này cắt xung điều khiển khoá B§1 , thời

®iÓmT2 được xác định bởi cảm biến dòng ST1

-Trong khoảng thời gian trễ T=T3-T2 , B§1 khoá hoàntoàn Dòng phần ứng bị triệt tiêu

-Tại T3 S§§ động cơ E vẫn còn dương tín hiệu logic b2 kíchcho xung FX2 mở B§2 với >/2 sao cho dòng phần ứngkhông vượt giới hạn cho phép Động cơ được hãm tái sinh ,nếu nhịp điệu giảm 2 phù hợp với quán tính của hệ thì cóthể duy trì dòng điện hãm và dòng điện khởi động ngượckhông đổi

Điều này được thực hiện bởi các mạch vòng điều chỉnh tự

i1L (i2L)=1 Cú dũng điện chảy qua BĐ1(BĐ2)

b1,b2=1 khoỏ bộ phỏt xung FX1,FX2

2/Lắp rỏp thiết bị, cụng nghệ:

a/Lắp trờn mụ hỡnh thớ nghiệm:

Đõy là cụng việc chiếm phần lớn thời gian thực tập Saumột thời gian đọc tài liệu và tham gia vào đội lắp rỏp dõy truyềncụng nghệ cao em đó cảm thâý mỡnh đó hiểu biết và mở manghơn nhiều so với lỳc em chưa đi thực tập Cho nờn khi chuyểnsang cụng việc lắp rỏp cỏc bảng thớ nghiệm , đặc biệt cỏc bảng

đú em đó đơc tiếp xỳc trờn giảng đường em khụng cũn bỡ ngỡnữa Cú lỳc em đó được cỏc anh giao cho làm độc lập mà khụng

cú sự giỏm sỏt của cỏc anh và chỳng em cũng đó hoàn thànhxong cụng việc tương đối tốt Tuy cú một số lỗi cần phải sửa

a.1 / Khởi động sao tam giỏc động cơ khụng đồng bộ

Động cơ khụng đồng bộ ba pha đạt được nhiều tấc độ nhờ cơcấu tạo dõy quấn stato cú thể thay đổi số đụi cực

Nguyờn tắc chung là khởi động từ tấc độ thấp đến tấc độ cao Khi dừng mỏy cú thể hóm tỏi sinh hoặc hóm động năng

Giai đoạn đầu khởi động , dõy quấn stato được nối tam giỏcsau đú được tự động đổi nối lờn sao nhờ rơ le trung gian

Khi đảo chiều quay ở tấc độ cao dõy quấn sẽ chuyển về nốitam giỏc sau đú mới tự động chuyển lờn sao

Khi dừng dõy quấn stato sẽ chuyển từ sao về tam giỏc Đểthực hiện hóm tỏi sinh , sau đú hóm động năng sẽ được tiếnhành đến dừng

Điều khiển quá trình hãm tái sinh băng rơ le thời gian 2Rth ,hãm động năng bằng rơ le thời gian 3Rth

Mô hình trên bản thí nghiệm

Mạch động lực

Đến mạch điều khiển

110V

Mạch điều khiển

2Rtr

1Rtr2Mn2Rtr

2Rtr

1Rt

2Rth

2Rt

2G,3G3Rt

r1Rt

hT

2Rt

4G3G

2Rtr

1Rt

r

3Rth

h

HH

Nguyên lý hoạt động:

Sau khi đúng các cầu dao 1CD và 2CD , để khởi động thuận

cho 1Rth , 2Rth và công tắc tơ 1G Dây quÊn stato được nối tam giác thì công tắc tơ T có điện đúng stato vào lưới điện theo thứ tự pha quay thuận

Sau thời gian duy trì chỉ định tiếp điểm đúng chậm 1Rth (

15-21 ) đóng lại tiếp điện cho rơ le 2Rtr cắt điện Công tắc tơ 1G

và tiếp điện cho công tắc 2G , 3G Dây quÊn stato động cơ được nối từ tam giác sang nối sao

Hãm ấn nút dừng D(1-3) Lúc này các rơ le và công tắc tơ 1Rtr ( hoặc 2Rtr) và 1Rth , 2Rth , 1G , 2G , 3G và 3Rtr mất điện.dây quÊn sta to đang làm việc bị cắt ra khái nguồn Còn 4G và 3Rth có điện cùng với T ( hoặc N) vẫn có điện là do 2Rth ( 2-4 )

mở chậm sẽ đưa dây quÊn stato vào lưới điện theo sơ đồ tam giác Quá trình hãm tái sinh sẽ được tiếp diễn cho đến khi tiếp điểm 2Rth (2-4) mở ra Cắt điện công tắc tơ T (hoặcN) 4G và R¬le 3Rth Nhờ tiếp điểm một chiều đưa vào dây quÊn đang nối tam giác bắt đầu Khi tiếp điểm 3Rth (47-49) mở ra cắt nguồn cung cấp cho công tắc tơ H Quá trình hãm động năng kết thúc mạch điều khiển trở về trạng thái ban đầu

a2/Khởi động động cơ không đồng bộ rô to dây quÊn qua 3 cấp điện trá phụ

Mô hình trên bản tí nghiệm

N

2RN

2RMRA

2RN

N

NT

RKH1G2GT

3G

H1G2G

Kc1Kc2

Kc3Kc4Kc5Kc6Kc0

Trong mạch rụ to mắc ba điện trở phụ r1 , r2 , r3 , và rh , trong đú r1-r3 để hạn chế dũng khởi động, rh để hạn chế dũng hóm ngược r1-r3 ngoài chức năng trờn cú nhiệm vụ điều chỉnh tấc độ động cơ , do đú chúng phải đựơc chọn theo chế độ làm việc dài hạn Điều khiển quỏ trỡnh theo nguyờn tắc thời gian bằng cỏc cụng tắc tơ cú lắp thờm cơ cấu duy trỡ thời gian Điều khiển quỏ trỡnh hóm ngược theo nguyờn tắc dũng điện Nhờ rơ le dũng điờn Rh Trị số dũng điện chỉnh định hỳt của rơ

le Rh lớn hơn dũng khởi động một ớt (để đảm bảo khi khởi động rơle Rh khụng tỏc động)

*Nguyờn lý hoạt động :

Thay hệ thống nỳt ấn bằng bằng bộ khống chế KC

Trạng thỏi ban đầu hệ thống khống chế KC đặt ở vị trớ

“0”.Sau khi đỳng cầu dao CD , rơ le điện ỏp RA kiểm tra điện ỏpnguồn ,nếu đủ trị số cho phộp thỡ tiếp điểm Ra phõn mạch tiếp điểm KC0 cho phộp hệ thống làm việc

Để khởi động thuận phải qua bộ khống chế về bờn phải Vớ

dụ ở vị trớ “5” bờn phải Lỳc này KC1-KC6 kớn rơ le khúa Rk chỉ

cú tỏc dụng khi đảo chiều

Khi khởi động RH khụng làm việc nờn cấp rh bị loại ra ngay từ đầu Qúa trỡnh loại cỏc điện trở r1-r3 tiến hành theo nguyờn tắc thời gian thụng qua thời gian chỉnh định của rơ le thời gian

Nếu bộ khống chế KC ở vị trớ trung gian cú những mạch KCkhụng đúng làm cho cỏc cụng tắc tơ gia tốc tương ứng khụng cúđiện cỏc điện trở phụ tương ứng làm việc lõu dài trong mạch

Khi đảo chiều quay bằng cách quay bộ khống chế kC từ phải sang trái , lúc lướt qua vị trí “0”, tất cả các công tắc tơ và r¬le mất điện (trừ Ra ) Khi sang các vị trí bên trái thì vì lúc này dònghãm ngược lớn hơn dòng khë động nên Rh tác động ,mở tiếp điểm RH Cấp điện trở phụ cuối cùng Rh được đưa vào mạch đểhạn chế dòng hãm ngược Tác dụng của rơ le Khi đảo chiều quay bằng cách quay bộ khống chế KC từ phải sang trái , lúc lướt qua vị trí “0”, tất cả các công tắc tơ và r¬le mất điện (trừ

Ra ) Khi sang các vị trí bên trái thì vì lúc này dòng hãm ngược lớn hơn dòng khë động nên Rh tác động , mở tiếp điểm RH Cấpđiện trở phụ cuối cùng Rh được đưa vÇo mạch để hạn chế dòng hãm ngược Tác dụng của rơ le RH và RK được kích thích đồng thời (sau khi N đúng ) nhưng RK được chọn có thời điểm tác động lớn hơn thời gian tác động của rơ le Rh Điều đó đảm bảo cho Rh mở xong thì RK mới đóng lại Nên rh được đưa vào mạch Khi tấc độ giảm đến gần không thì dòng điện rô to giảm đến trị số dòng điện khởi động , rơ le Rh nhả , cấp rh được loại khái động cơ bắt đầu quá trình theo chiều ngược lại

a3/ Các phần tử logic cơ bản

Y=x1+x 2

x1x2

x10

Bảng trạng thái Đồ thị thời gian

tt

bị khoá không có dòng qua R và thế đầu ra có trị số điên ápnguồn Y=1.

Y=x1.x2x1

a3.3 / Phần tử tương đương (đồng dấu)có hai đầu vào biến một đầu ra thực hiện phép so sánh tương

10

x1

x2

Ftd

Mô hình trên bản thí nghiệm

II / Tự đỏnh giỏ chất lượng hiệu quả những cụng việc được giao

Vớ dụ:Thời gian làm việc Sỏng 8h-12h

Chiều 12h-17h

Đi làm nghỉ ngơi đỳng giờ , tỏc phong cụng việc nhanh nhẹn ,

cú tinh thần đoàn kết tập thể

Đặc biệt là cỏc thành viờn trong phũng kỹ thuật nơi em

đựơc tiếp xỳc hàng ngày Cỏc anh rất cởi mở với đồng nghiệp

và cỏc nhúm sinh viờn thực tập nh chỳng em Cỏc anh sẵnsàng giải đỏp những thắc mắc của chỳng em chỉ bảo chỳng emtận tỡnh , khụng đựn đẩy cụng việc

Chớnh vỡ thế đựơc thực tập trong mụi trường đú , chỳng em

là những sinh viờn thực tập đó rút ra cho mỡnh những bài học

2/Đách giá ưu khuyết điểm của bản thân:

Ưu điểm: Nhiệt tình không ngại vất vả và năng động Đi làm vàchấp hành nội quy tương đối tốt

Nhược điểm: Còn nóng vội hấp tấp không tập chung cao khi làmviệc Trình độ hiểu biết còn thấp tay nghề không giỏi Một số buổi còn đi muộn

Phần BThực tập tại xưởng bộ môn tự động hoá XNCN

Ch¬ngI Nội dung thực tập

I / Nội dung những công việc được giao

1/ Tìm hiểu thiết bị sơ đồ động cơ kéo sợi :

1.1Điot

a/ cấu tạo

Điot cấu tạo bởi tiếp giáp bán dẫn p-n Điot có hai cực anot A là cực nối với lớpbán dẫn kiểu p, catot K là cực nối với bán dẫn kiểu n Dòng điện chỉ chảy qua

điot gần như bằng không

Anot

Catot

pn

A

C

* Đặc tính thuận: nếu điện áp A-K tăng từ không đến vượt qua ngưỡng điện

áp UD0, 0,6-0,7 Dòng có thể chảy qua Điot Dòng ID có thể thay đổi rất lớn.Nhưng điện áp rơi trên Điot UAK hầu như ít đổi

*Đặc tính ngược: nếu điện áp UAK tăng dần không đến giá trị Ungược max thì dòngqua điot có gia trị rất nhỏ gọi là dong rò, nghĩa là điot cản trở dòng qua theochiều ngược, khi UAK đạt Ungược max thì Điot bị đánh thủng

c/ Các thông số cơ bản của một Điot:

-Giá trị trung bình của dòng cho phép chạy qua Điot theo chiều thuận ID.-Giá trị điện áp ngược lớn nhất mà Điot có thể chịu đựng được

Ungượcmax.Trong mọi ứng dungh phải luôn đảm bảo UAK<Ungượcnax

- Là phần tử bán dẫn cấu tạo từ bốn lớp bỏ dẫn p-n-p-n Tạo ra ba tiếp giáp p-n:

J, J2, J3

-Có ba cực A-K-G cực điều khiển

b/ Đặc tính vôn apmbe của Tiristor

pA

J3J2J1

KÝ hiệu

U

+IG >Idt ( dòng duy trì)

+UAK>0

d/ các thông số cơ bản Tiristor:

-Giá trị trung bình cho phép chạy qua Tirsitor Iv

-Điện áp ngược cho phép lớn nhất Ungược max ,UAK ≥Ungược max

-Thời gian phục hồi tính chất khoá của Tiristor

-Tấc độ tăng điện áp cho phép du/dt (v, µs) Tấc độ tăng dòng di/dt (A,µs)

1.3/Động cơ điện một chiều :

- Động cơ điện một chiều được dựng rất phổ biến trongcông nghiệp giao thông vận tải và nói chung là ở những thiết bịcần điều chỉnh tấc độ quay liên tục trong phạm vi rộng

Động cơ điện được phân loại theo kích từ :

- Động cơ điện kích thích độc lập

-Động cơ điện kích thích song song

-Động cơ điện kích thích song song và kích thích độc lập

(kích thích hỗn hợp)

-Khi cần công suất lớn người ta hay dựng động cơ kích thíchđộc lập để điều chỉnh dòng kích thích được thuận lợi và kinh tếhơn mặc dù loại động cơ này đòi hỏi phải có thêm nguồn phụbên ngoài

Mở máy động cơ điện điện một chiều được tốt thì phải thực hiện yêu cầu sau:

+Mô men mở máy phải có trị số cao nhất có thể có để hoànthành quá trình mở máy ,nghĩa là đạt được tốc độ quy định

để tránh cho dây quÊn bị cháy hoặc ảnh hưởng xấu khi đổichiều

Có ba phương pháp mở máy chủ yếu:

+Mở máy trực tiếp