Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu này sẽ giới thiệu việc xây dựng bộ điều chỉnh ứng dụng vi điều khiển để kết hợp với thiết bị sẵn có để tạo ra bộ điều chỉnh tải đa năng nhằm tạo các đặc tính của tải theo đúng yêu cầu thực tiễn.
ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU CHỈNH TẢI ĐA NĂNG CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN APPLICATION OF MICROCONTROLLER TO MAKE A MUTIFUNCTION LOADER FOR ELECTRICAL DRIVER SYSTEMS VƯƠNG ĐỨC PHÚC Khoa Điện – Điện tử, Trường ĐHHH Việt Nam Tóm tắt Trong thí nghiệm máy điện, hệ thống truyền động điện thiết phải có tải để khảo sát lấy đặc tính chúng Phòng thí nghiệm Máy điện - Cơ sở truyền động điện (105A6) thuộc Khoa Điện – Điện tử có nguồn chiều thay đổi cấp cho phanh điện từ để chỉnh tải, nhiên việc thực không tự động không đáp ứng độ tinh chỉnh đòi hỏi độ xác cao Nghiên cứu giới thiệu việc xây dựng điều chỉnh ứng dụng vi điều khiển để kết hợp với thiết bị sẵn có để tạo điều chỉnh tải đa nhằm tạo đặc tính tải theo yêu cầu thực tiễn Từ khóa: Vi điều khiển, truyền động điện, máy điện, tải, phanh điện từ Abstract The different types of loads must be used in order to experiment on eletrical machines and electric drive systems Electrical Machines - Electric drive laboratory (105A6) of Faculty of electrical and electronics engineering has a power unit supplying a variable DC voltage to a magnetic break to have differrent values of load; however, the implementation is not automatic and does not meet the requirements of finely-tuned precision This research will introduce the development of a regulator used microcontroller and it is combined with existing equipment to produce a multifunction loader that has the characteristics in accordance with practical requirements Key words: Microcontroller, electric drive, electrical machines, the load, magnatic brake Giới thiệu Năm 2008 Bộ môn Truyền động điện tàu thuỷ (nay Bộ môn Điện tự động tàu thủy) tiếp nhận thiết bị thuộc dự án nâng cao chất lượng đào tạo Các thiết bị nhập từ nước Ý [1], thiết bị đại cần thiết cho giảng viên, sinh viên Việc tiếp cận với thiết bị giúp cho giảng viên nâng cao trình độ, sinh viên không bị bỡ ngỡ gặp chúng thực tiễn Bộ mơn triển khai thí nghiệm với môn học môn máy điện [2], sở truyền động điện, truyền động điện dùng nhóm thiết bị Trong thí nghiệm để thay đổi tải cho động thực người ta điều khiển điện áp cấp cho phanh điện từ chiều (Hình 1) Có hai loại phanh, loại thứ cấp vào điện áp từ -220VDC ứng với mômen đạt - 25Nm Loại thứ hai cấp vào điện áp từ - 20VDC ứng với mômen đạt - 20Nm Việc điều khiển giá trị điện áp đặt vào phanh tương đương với giá trị tải q trình thí nghiệm máy điện, hệ truyền động điện Điều chỉnh điện áp từ đến 220V thực đễ dàng thông qua núm chỉnh tay tự động tuỳ theo chế độ thí nghiệm, nhiên để điều chỉnh giá trị 0-20VDC cách xác, trơn láng vơ khó khăn Vì dải điều chỉnh theo u cầu nhỏ mà giá trị đầu nguồn nhảy bậc lớn nên xoay núm chỉnh đầu nguồn nhảy bậc 5,10,15,20VDC Như muốn có điện áp nằm khoảng khơng thực Ngồi ra, q trình thí nghiệm ta muốn đặc tính tải theo chương trình theo dạng tải phù hợp với thực tiễn sản xuất khơng thể thực Chính việc xây dựng điều chỉnh tải cần thiết áp dụng Giải pháp nội dung thực 2.1 Giải pháp Trong thí nghiệm chế độ tay, nguồn cho phanh điện từ lấy từ khối nguồn Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 47 – 08/2016 Hình Phanh điện từ 14 DL1013M1 (Hình 2) thơng qua thao tác sau [2]: - Chuyển cơng tắc vị trí “a” - Chuyển cơng tắc vị trí “man” - Chuyển cơng tắc vị trí “DC” - Xoay núm ngược chiều kim đồng hồ (để điện áp nhỏ nhất) - Nhấn nút Start Lúc có nguồn chiều có giá trị 0V đưa tới áp tô mát số - Xoay từ từ núm theo chiều kim đồng hồ nhận điện áp chiều có giá trị thay đổi Với cách chỉnh định phanh điện từ 220VDC an tồn có giá trị theo ý muốn Tuy nhiên với phanh điện từ 20VDC gây hỏng hóc người sử dụng vơ tình đặt q giới hạn điện áp, Chính mà tác giả đề xuất điều chỉnh hoạt động sau: - Có tín hiệu điện áp điều khiển chiều có giá trị thay đổi cấp vào chân “auto analog adj” đồng thời có tín hiệu cấp cho “auto start-stop” điều khiển nguồn ta có giá trị điện áp đầu thay đổi Cụ thể, tín hiệu điều khiển từ – 10V để tạo điện áp xoay chiều chiều (0 – 220V) phòng thí nghiệm phục cho nhiều mục đích khác với bước nhảy 1V; tín hiệu điều khiển từ – 1V tạo điện áp xoay chiều chiều (0 – 24V) phòng thí nghiệm phục cho nhiều mục đích khác với bước nhảy 0.1V - Có sẵn số chương trình mẫu để tạo dạng tải đặc trưng tải quạ gió, tải năng, tải ma sát, ngồi cho phép người sử dụng lập trình để tạo tín hiệu điện áp theo thời gian bất kì, điều vơ quan trọng để tạo dạng tải khác đời sống sản xuất tải cho hệ thống neo, làm hàng, phục vụ cho q trình thực hành thí nghiệm hệ truyền động điện cách linh hoạt Khi thực điều khiển công tắc phải chuyển sang chế độ “auto”, lúc điện áp hoàn toàn phụ thuộc điện áp điều khiển đặt vào cổng “auto analog adj” tín hiệu ON/OFF đặt vào “auto start-stop” (xem hình 2) Hình Khối nguồn 2.2 Nội dung thực Từ yêu cầu phân tích 2.1 nhận thấy áp dụng vi điều khiển [3-5] để thiết kế, chế tạo mạch cấp giá trị điện áp xác phù hợp chúng rẻ tiền, hoạt động tin cậy mơi trường thí nghiệm Bộ điều chỉnh có cơng tắc lựa chọn chế độ: - Cấp nguồn cho phanh từ 0-220VDC (tương ứng với điện áp điều khiển lớn 10VDC) - Cấp nguồn cho phanh từ 0-20VDC (tương ứng với điện áp điều khiển lớn 1VDC) Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 47 – 08/2016 15 - Lập trình: Lúc tính chất tải người sử dụng cài đặt thơng qua tham số hình hiển thị Thuật tốn chương trình thể hình Khi chế độ chọn, chương trình đưa thuật tốn tính chọn Việc tính chọn thể thơng qua thuật tốn hình Hiển thị trực tiếp giá trị điện áp cấp cho phanh điện từ ta sử dụng thuật sau tốn sau: Để có giá trị đặt ô nhớ cần sử dụng Để thuận tiện sử dụng ghi R0 Nếu ta đặt vào số 255 đầu vi điều khiển điện áp lấy đầu khối DAC 10V, tương ứng với điện áp 290V đặt vào phanh điện từ Do đặt vào giá trị cho tương ứng với đầu 220V, tức giá trị đầu khối DAC 220/29V Để có giá trị đặt đầu vào khối DAC số tương ứng 194 Có nghĩa khó cho việc tính tốn hiển thị Do mà ta theo phương pháp sau: Coi số đầu vào tương ứng với 1V đầu Vậy để có 220V đầu phải đặt vào số 220 Nhưng thực tế số 194 Vậy số 220 tương ứng với số 194 nên số x tương ứng với số y = 194*x/220, số y gửi tới đầu vào khối DAC [6] Kết với giá trị ta tính tốn hiển thị Hình Lưu đồ thuật tốn chương trình Hình Lưu đồ thuật tốn chương trình Để nhận điện áp 20VDC ta thực tương tự Tuy nhiên, để nâng cao độ xác hiển thị số 250V, giá trị đầu 250/20V Để có giá trị đầu vào phải đưa vào số 220 Nếu ta coi số đầu vào tương ứng với 0,1V ta cần 250 số đầu vào để có số đầu 250 Số 250 tương ứng với số 220 đầu Như số 250 tương ứng với số 220 số x tương ứng với số y = 220*x/250 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 47 – 08/2016 16 Hình Vỉ mạch điều khiển Sản phẩm thực nghiệm 3.1 Mạch thực Thiết kế thử nghiệm phần mềm Proteus Phần cứng gồm vi điều khiển dòng 8051 (AT89S52) [3], hiển thị LCD 16x2, Bộ biến đổi số sang tương tự DAC 0808 sử dụng Qua ta thấy vi điều khiển kết nối với LCD qua cổng P0 P2, cổng P1 kết nối với DAC0808 [6] Sản phẩm gồm vỉ chức (hình 5) đặt hộp nhỏ Mặt ngồi có cơng tắc phím bấm người vận hành thao tác Nút tăng, giảm giá trị đặt, Nút xuất liệu (enter), Nút start/stop để điều khiển cho khối nguồn DL1013M1 Cơng tắc bật nguồn cho mạch Hình Hình ảnh thực nghiệm 3.2 Khử nhiễu cho thiết bị Khi thiết kế mạch in, khối phát xung nhiễu để xa vi điều khiển (MCU) Đặt thêm tụ lọc nguồn chân nguồn MCU Bọc khối MCU hộp kim loại Lắp tụ 104 gần vào Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 47 – 08/2016 17 ... bất kì, điều vô quan trọng để tạo dạng tải khác đời sống sản xuất tải cho hệ thống neo, làm hàng, phục vụ cho q trình thực hành thí nghiệm hệ truyền động điện cách linh hoạt Khi thực điều khiển. .. tích 2.1 nhận thấy áp dụng vi điều khiển [3-5] để thiết kế, chế tạo mạch cấp giá trị điện áp xác phù hợp chúng rẻ tiền, hoạt động tin cậy mơi trường thí nghiệm Bộ điều chỉnh có cơng tắc lựa chọn... - Cấp nguồn cho phanh từ 0-220VDC (tương ứng với điện áp điều khiển lớn 10VDC) - Cấp nguồn cho phanh từ 0-20VDC (tương ứng với điện áp điều khiển lớn 1VDC) Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải