3 2 mạch điều khiển và ôn đinh nhiet độ

mạch điều kiển và ổn định nhiệt độ .Ngày nay do sự phát triển của khoa học kỹ thuật đang tác động đến các lĩnh vực, đặc biệt là lĩnh vực điện tử đã tạo ra bước nhảy vọt vượt bậc trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội. Ngay cả trong trồng trọt, chăn nuôi cũng đã áp dụng khoa học công nghệ để đạt năng suất cao nhất. Là sinh viên năm cuối với những kiến thức đã được học em mong muốn tạo ra một hệ thống tự động áp dụng trong chăn nuôi. Đó là đề tài Ổn định nhiệt độ trong lò ấp trứng. Người ta thường cho trứng ấp ở nhiệt độ cố định cho phép. Tuy nhiên nhiệt độ trong lò luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Vì vậy em mong muốn được nghiên cứu thiết kế ra hệ thống ổn định nhiệt độ lò ấp trứng nhằm tự động đo và hiển thị nhiệt độ của môi trường một thời điểm bất kỳ trong khoảng từ 0 đến 100 độ C. Và ổn định khi nhiệt độ của môi trường không nằm trong một khoảng nhiệt độ nào đó mà ta đã chọn. Tính cấp thiết Nghiên cứu các hệ thống ấp trứng thủ công hiện tại, tìm ra ưu và nhược điểm của hệ thống thủ công, rồi thiết kế một hệ thống tự động ổn định nhiệt độ có đảm bảo độ ẩm hợp lý theo khoa học Mục tiêu Nghiên cứu một số hệ thống ấp trứng hiện tại. Thiết kế hệ thống ổn định nhiệt độ trong lò tối ưu theo đối tượng là trứng vịt. Mục tiêu hệ thống là ấp trứng vịt, dựa vào phần cứng của hệ thống đã có. Nội dung 1. Tìm hiểu một số công nghệ hiện có 2. Phân tích và chọn phương án thi công Tìm hiểu yêu cầu và ràng buộc của hệ thống mới 3. Thiết kế hệ thống 4. Xây dựng hệ thống

34

3.2 Mạch điều khiển và ổn định nhiệt độ

3.2.1 Điều khiển nhiệt độ

3.2.1.1 Nguyên lý:

Để điều khiển nhiệt độ, trong thực tế là tăng nhiệt lượng thu vào ra theo công thức:

(1) Trong đó: là nhiệt lượng vật liệu thu vào để làm tăng nhiệt độ của vật liệu từ nhiệt độ ban đầu đến C là nhiệt dung riêng của vật liệu, m là khối lượng của vật liệu, là nhiệt độ ban đầu, là nhiệt độ sau cùng

Khi cho dòng điện chạy qua điện trở gia nhiệt , nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở , được xác định bằng công thức:

(2) Trong đó: : nhiệt lượng tỏa ra trên ; là dòng hiệu dụng chạy qua và t là thời gian tỏa nhiệt

Trong trường hợp lý tưởng: (3)

Thực tế, thì: (4)

Trong đó, : năng lượng mất mát, tùy thuộc vào lò nhiệt, chẳng hạn như độ cách nhiệt của lò nhiệt…

3.2.1.2 Sơ đồ mạch:

Về nguyên tắc, chúng ta điều khiển cho các linh kiện thyristor dẫn trong toàn chu

kỳ của tín hiệu xoay chiều, khi nhiệt độ trên tải đạt đến giá trị yêu cầu, chúng ta điều khiển cho các linh kiện Thyristor Đây là phương pháp điều khiển on/off Ngoài ra, chúng ta cũng có thể sử dụng phương pháp điều khiển pha, dùng các loại cảm biến nhiệt khác nhau

35

36

37

Hoặc:

38

39

40

41

42

3.2.2 Mạch điều khiển và ổn định nhiệt độ

3.2.2.1 Nguyên lý:

Muốn điều khiển và ổn định nhiệt độ ở một giá trị nào đó, về nguyên lý chúng ta phải điều khiển theo phương pháp vòng kín

3.2.2.2 Sơ đồ nguyên lý:

 : điện áp lưới xoay chiều

 : điện thế điều khiển

3.2.2.3 Giải thích sơ đồ nguyên lý:

1 Khối đồng bộ:

𝑣𝑠

43

Đồng bộ hóa giữa tín hiệu đưa vào cực cửa G/SCR hoặc TRIAC và điện áp xoay chiều đặt vào gữa 2 cực A&K hoặc MT1 &MT2, nhằm xác định đúng góc kích

và đảm bảo điều khiển SCR hoặc TRIAC dẫn

2 Khối so sánh:

So sánh giữa tín hiệu đồng bộ và tín hiệu sai lệch nhằm tạo ra tín hiệu xung kích cho mạch Monostable

3 Khối tạo xung:

Mạch tạo xung ra có biên độ và độ rộng xung phù hợp để có thể kích SCR hoặc TRIAC dẫn

4 Khối ghép:

Dùng biến thế xung hoặc ghép quang để đưa tín hiệu xung từ ngõ ra mạch taoh xung kích SCR hoặc TRIAC dẫn

5 Khối Thyristor:

Sử dụng SCR hoặc TRIAC để cung cấp áp và dòng cho bộ phận gia nhiệt

6 Khối gia nhiệt:

Tạo ra nhiệt cung cấp cho tải

7 Khối cảm biến nhiệt:

Tạo ra điện thế biến thiên theo nhiệt độ trên tải

8 Khối khuếch đại sai lệch:

Khuếch đại sai lệch giữa điện áp điều khiển và cảm biến nhiệt đưa đến khối so sánh