Đang tải... (xem toàn văn)
Giống như các loại động cơ điện khác, động cơ điện một chiều cũng gồm có stator và rotor….Động cơ ñiện một chiều gồm có stator, rotor, cổ góp và chổi ñiện. Stator: còn gọi là phần cảm, gồm dây quấn kích thích được quấn tập trung trên các cực từ stator. Các cực từ stator được ghép cách điện từ các lá thép kỹ thuật điện được dập định hình sẵn có bề dày 0,51mm, và được gắn trên gông từ bằng thép đúc, cũng chính là vỏ máy. Rotor: còn ñược gọi là phần ứng, gồm lõi thép phần ứng và dây quấn phần ứng. lõi thép phần ứng có hình trụ, được ghép từ các lá thép kỹ thuật diện ghép cách điện với nhau. Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử, được đặt vào các rãnh trên lõi thép rotor. Các phần tử dây quấn rotor được nối tiếp nhau thông qua các lá góp trên cổ góp. Lõi thép phần ứng và cổ góp được cố định trên trục rotor. Cổ góp và chổi điện: làm nhiệm vụ đảo chiều dòng điện trong dây quấn phần ứng. Hình 1.2 Mặt cắt ngang trục máy điện một chiều 1.1 PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Dựa vào hình thức kích từ, người ta chia động cơ điện một chiều thành các loại sau: Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Dòng điện kích từ được lấy từ nguồn riêng biệt so với phần ứng. Trường hợp đặc biệt, khi từ thông kích từ được tạo ra bằng nam châm vĩnh cữu, người ta gọi là động cơ điện một chiều kích thích vĩnh cửu. Động cơ điện một chiều kích từ song song: Dây quấn kích từ được nối song song với mạch phần ứng. Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp: Dây quấn kích từ được mắc nối tiếp với mạch phần ứng. Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp: Dây quấn kích từ có hai cuộn, dây quấn kích từ song song và dây quấn kích từ nối tiếp. Trong đó, cuộn kích từ song song thường là cuộn chủ đạo. trình bày các loại động cơ điện một chiều. a) Động cơ điện một chiều kích từ độc lập b) Động cơ điện một chiều kích từ song song c) Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp d) Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp Hình 1.3 Các loại động cơ điện một chiều 1.2 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Ưu điểm cơ bản của động cơ điện một chiều so với các loại động cơ điện khác là khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng, các bộ điều chỉnh tốc độ đơn giản, dễ chế tạo. Do đó, trong điều kiện bình thường, đối với các cơ cấu có yêu cầu chất lượng điều chỉnh tốc độ cao, phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, người ta thường sử dụng động cơ điện một chiều. Có những cách sau đề điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều: • Điều khiển tốc độ của động cơ điện 1 chiều bằng cách sử dụng điện trở. Đây được xem là phương pháp đơn giản nhất giúp chúng ta có thể điều khiển tốc độ của động cơ điện 1 chiều. Chỉ cần mắc nối tiếp điện trở vào phần ứng, độ dốc của đường đặc tính sẽ giảm, số vòng quay giảm và tốc độ sẽ chậm đi tương ứng. • Điều khiển tốc độ của động cơ điện 1 chiều bằng cách điểu khiển từ thông. Điều chỉnh từ thông hay còn được gọi là điều chỉnh momen điện từ và sức điện động của động cơ. Khi từ thông giảm thì tốc độ quay của động cơ sẽ tăng lên. Tuy nhiên, trên thực tế, phương pháp này ít được sử dụng vì khá khó để thực hiện • Điều khiển tốc độ của động cơ điện 1 chiều bằng cách điểu khiển điện áp phần ứng. Chúng ta có thể lựa chọn điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng của động cơ hoặc điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ của động cơ. Khi thay đổi điện áp của phần ứng thì tốc độ quay của động cơ cũng thay đổi tương ứng. Đối với các hệ thống truyền động điện một chiều có yêu cầu điều chỉnh tốc độ cao thường sử dụng động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Trong phạm vi đề tài này, xét khả năng điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập. nên chúng em đã lựa chọn phương pháp điều khiển điện áp phần ứng (mạch BUCK). 1 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG CẤU TRÚC HỆ THỐNG MẠCH 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG Hình 2.1 Sơ đồ khối 2.2 KHỐI NGUỒN Nguồn điện là thiết bị cung cấp năng lượng điện cho các tải. Chức năng chính của nguồn điện là cung cấp năng lượng cho mạch điện dưới dạng hiệu điện thế, tức là điện áp, đồng thời cung cấp nguồn cho các electron trong mạch điện. Nguồn điện phổ biến nhất là pin và điện lưới (nguồn điện chính. Pin tạo ra dòng điện một chiều (DC) trong khi lưới điện tạo ra dòng điện xoay chiều (AC) 1. Nhiều hệ thống cũng sử dụng nguồn điện hoặc bộ chuyển đổi AC chuyển đổi một dạng năng lượng điện (thường là điện lưới) thành dạng khác phù hợp hơn cho một thiết bị cụ thể. Ví dụ: Trong đồ án này em dùng 2 bộ nguồn chính. Đầu tiên là nguồn 12V Dc thì em đã dùng bộ chuyển đổi từ nguồn 220V Ac sang nguồn 12V Dc. Tiếp theo là bộ nguồn 5V thì em dùng pin để cấp luôn cho mạch. 2.3 MẠCH CÔNG SUẤT 2.3.1 Giới thiệu về mạch xung áp Để cắt điện áp nguồn người ta thường dùng các khóa điện tử công suất vì chúng có đặc tính tương ứng với khóa lý tưởng, tức là khi khóa dẫn điện (đóng) điện trở của nó không có đáng kể, còn khi khóa bị ngắt (mở ra) điện trở của nó vô cùng lớn (điện áp trên tải sẽ bằng không). Trên hình là sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đường cong điện áp. Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý và đường cong điện áp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VIỆN ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MÔN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP ==========o0o========== BÁO CÁO ĐỒ ÁN Mã: 13321H Học kỳ: – Năm học: 2023 – 2024 Đề tài: Thiết kế module đo thị dòng điện chiều LCD SINH VIÊN BÙI MINH HIẾU NGUYỄN ĐÌNH TUẤN PHẠM MINH THÀNH BÙI ANH TÙNG MSV 91093 90720 91388 90727 LỚP ĐTĐ62CL ĐTĐ62CL ĐTĐ62CL ĐTĐ62CL Nhóm trưởng Thành viên Thành viên Thành viên NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA CHUN NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP Giảng dẫn: viên hướng ThS Phạm Thị Hồng Anh HẢI PHÒNG – tháng 10/năm 2023 ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN Thiết kế module đo thị dòng điện chiều LCD Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên LỜI CẢM ƠN Nhóm em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Phạm Thị Hồng Anh hỗ trợ nhóm em hồn thành đồ án với tận tâm chuyên nghiệp Nhóm em qua học nhiều kiến thức quý báu đồng thời vận dụng chúng vào Đồ án cách tốt Tuy nhiên, kinh nghiệm kiến thức hạn chế, nên Đồ án nhóm em khơng thể tránh khỏi sai sót Nhóm em mong góp ý, phê bình để nhóm em hồn thiện cho Đồ án Cuối cùng, nhóm em xin chúc ln khỏe mạnh thành công sống sau Sinh viên thực (Tất SV) Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG Tổng quan các phương pháp đo hiển thị dòng chiều .9 1.1 Tổng quan thực trạng đề tài nghiên cứu 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU 10 1.2.1 Sử dụng đồng hồ vạn 10 1.2.2 IC ACS712 giao tiếp Arduino đo dòng điện chiều 13 1.2.3 Lựa chọn phương pháp đo phù hợp với thiết kế mạch 13 CHƯƠNG XÂY dựng module đo thị dòng điện chiều LCD 15 2.1 Xây dựng cấu trúc module đo thị dòng điện chiều LCD 15 2.2 Giới thiệu linh kiện 15 2.2.1 Các thông số Arduino UNO R3 15 2.2.2 MODULE I2C 18 2.2.3 LCD 19 2.2.4 MOTOR .20 2.2.5 ACS 712 20A .21 2.2.6 Module l298 23 CHƯƠNG Kết thực nghiệm 25 3.1 Sơ đồ thuật toán 25 3.2 Thiết kế mạch Proteus 25 3.3 Kết mô 36 Kết Luận .37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 SUMMARY 39 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Phương pháp đo dòng điện .9 Hình 1.2 Cấu tạo đồng hồ vạn 10 Hình 1.3 Đồng hồ vạn kim 11 Hình 1.4 Đồng hồ vạn số 12 Hình 2.1 Arduino UNO 16 Hình 2.2 Module I2C .19 Hình 2.3 LCD 20 Hình 2.4 Motor 21 Hình 2.5 ACS712 22 Hình 2.6 L298 23 Hình 3.1 Lưu đồ thuật toán 25 Hình 3.2 Mơ Proteus 25 Hình 3.3 Mạch thực .36 Hình 3.4 Mạch thực kết đo đồng hồ 37 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thông số vi điều khiển 17 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày với tiến khoa học kỹ thuật, đặc biệt ngành Kỹ thuật Điện tử Đời sống xã hội ngày phát triển cao dựa ứng dụng khoa học vào đời sống Vì mà cơng nghệ điện tử mang tính tự động ngày ứng dụng rộng rãi Trong có đóng góp khơng nhỏ kỹ thuật vi điều khiển Các vi điều khiển ứng dụng rộng rãi thâm nhập ngày nhiều lĩnh vực kỹ thuật đời sống xã hội Hầu hết thiết bị điều khiển tự động từ thiết bị văn phịng thiết bị gia đình dùng vi điều khiển nhằm đem lại tiện nghi cho người thời đại công nghiệp hoá, đại hoá Điện áp đại lượng quan trọng kỹ thuật điện–điện tử, muốn điều khiển thiết bị hay linh kiện điện tử ta phải quan tâm đến điện áp để điều khiển Thị trường sản xuất loại đồng hồ cơ, đo điện áp khơng thực xác, việc chế tạo loại thiết bị đo có độ xác cao cần thiết Chính lẽ đó, nhóm em chọn đề tài “Thiết kế module đo thị dòng điện chiều LCD” Mục đích đề tài Xây dựng thiết bị đo hiển thị điện áp chiều LCD cách hiệu Đối tượng nghiên cứu: Thiết bị đo dòng điện LCD Đối tượng phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu : Thiết bị đo dòng điện LCD b) Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu cảm biến ACS 712 ứng dụng vi điều khiển chế tạo thiết bị đo Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu tìm hiêu đặc tính, ứng dụng cảm biến ACS 712 Từ viết phần mềm hiển thị kết đo Ý nghĩa khoa học thực tiễn Nhằm đo đạc đòng điện thiết bị điện gia dụng công nghiệp Từ phát hư hỏng sửa chữa mạch điện thiết bị điện CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ HIỂN THỊ DÒNG MỘT CHIỀU 1.1 TỔNG QUAN THỰC TRẠNG VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Cường độ dòng điện đại lượng đặc trưng độ mạnh yếu dịng điện hay cịn hiểu dùng để số lượng điện tử qua tiết diện vật dẫn đơn vị thời gian Khi dịng điện mạnh cường độ dòng điện lớn ngược lại Đơn vị cường độ dịng điện ampe Kí hiệu A Ký hiệu cường độ dịng điện I Hình 1.1 Phương pháp đo dịng điện Đảm bảo an tồn cho thiết bị điện trì tuổi thọ cho chúng Mỗi thiết bị điện có hạn mức cường độ dòng điện chạy qua định để đảm bảo tuổi thọ thiết bị trì Khi biết cường độ dòng điện nào, ta có cách để trì dịng điện ổn định, với hạn mức cho phép Sau biết cường độ dịng điện lựa chọn loại dây dẫn phì hợp, vừa giúp điện tiết kiệm vừa đảm bảo vận hành ổn định cho thiết bị tiêu thụ Đảm bảo an toàn cho người dùng Trong trình sử dụng điện, cường độ dịng điện q lớn xảy tượng nổ điện, điện giật,… gây nguy hiểm cho người tiếp xúc Chính vậy, giá trị lớn nhỏ dịng điện góp phần cảnh báo người mối nguy hiểm từ nguồn điện, giúp phịng tránh có biện pháp xử lý phù hợp, kịp thời Chính vậy, với đề tài này, giúp ích cho việc đọc giá trị đo cường độ dòng điện chiều đời sống kỹ thuật khoa học, công nghệ 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO DỊNG ĐIỆN MỘT CHIỀU Hình 1.2 Cấu tạo đồng hồ vạn 1.2.1 Sử dụng đồng hồ vạn Chú ý: + Chọn thang đo kết đo xác + Phải gắn que đo kết nối với mạch để tránh gây chập chờn làm hỏng mạch 10