Download miễn phí Đồ án Ứng dụng điện tử công suất và bộ điều khiển lập trình PLC trong điều khiển động cơ điện một chiều
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I : DẪN NHẬP
I- Đặt vấn đề 1
II- Giới hạn đề tài 1
III- Mục đích nghiên cứu 2
IV- Thể thức nghiên cứu 3
CHƯƠNG II : CƠ SỞ LÝ LUẬN
GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN BÁN DẪN CÔNG SUẤT
A- DIODE công suất 5
B- TRANSISTOR công suất 8
C- THYRISTOR 16
D- TRIAC 22
E- OP – AMP 26
CHƯƠNG III : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
ỨNG DỤNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRONG ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
A- CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 31
I- Khái quát chung 31
II- Chỉ tiêu chất lượng của truyền động điện 32
III- Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng cách điều chỉnh điện trở mạch phần ứng 35
IV- Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng cách điều chỉnh xung điện trở mạch động lực 36
V- Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng cách điều chỉnh kích từ của động cơ 37
B- CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐIỆN MỘT CHIỀU ỨNG DỤNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 39
I- Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng hệ thống chỉnh lưu bán dẫn 39
II- Điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều bằng bộ băm xung áp dùng thyristor 46
III- Điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều bằng bộ biến đổi van từ- động cơ 52
IV- Điều khiển tốc độ động cơ điện bằng mạch chỉnh lưu cần 3 pha hỗn hợp không đối xứng 54
CHƯƠNG IV : GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC VÀ ỨNG DỤNG CỦA PLC TRONG ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ ĐIỆN
A- GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC 57
I- Cấu trúc phần cứng của CPU 57
II- Cấu trúc bộ nhớ 59
III- Cấu trúc chương trình 61
IV- Phương pháp lập trình 62
V- Cú pháp lệnh cơ bản trong S7-200 63
VI- So sánh với các hệ thống điều khiển khác 73
B- ỨNG DỤNG PLC TRONG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 74
I- Ứng dụng PLC khởi động động cơ điện một chiều qua 3 cấp điện trở phụ và quay thuận, quay nghịch 74
II- Ứng dụng PLC trong điều khiển động cơ bằng bộ băm xung áp một chiều 78
III- Ứng dụng PLC để điều khiển hệ thống 82
CHƯƠNG V : TÌM HIỂU MỘT SỐ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
I- Mạch điều khiển động cơ quay thuận quay nghịch 87
II- Điều khiển tốc độ động cơ điện 1 chiều bằng cách điều khiển góc kích SCR 88
III- Mạch điều khiển tốc độ và ổn định tốc độ động cơ điện một chiều 89
CHƯƠNG VI : KẾT LUẬN 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
tinh ta phải đặt phần tử điều chỉnh tốc độ trong mạch công suất nhỏ như mạch kích từ, mạch vào của các hệ khuyếch đại.4. Mức độ phù hợp giữa đặc tính tải cho phép của động cơ và đặc tính cơ của máy sản xuất.
Đặc tính cơ cho phép Mccp =f(w) là quan hệ giữa môment với tốc độ làm việc xác lập khi dòng điện bằng định mức.
Trong toàn dải điều chỉnh : đặc tính này luôn luôn trùng với đặc tính cơ như
w2
w1
Mccp(w)
O
M
w
M2 (w)
w2
w1
Mccp(w)
O
M
w
M2 (w)
w3
Hình 6 – 2
hình 6 -2
Đặc tính tải cho phép khác đặc tính cơ của máy sản xuất khi động cơ chỉ làm việc với Mccp tối ưu.
5. Hướng điều chỉnh :
Hướng điều chỉnh là chiều hướng biến đổi tốc độ so với giá trị tốc độ trên đặc tính cơ bản có thể điều chỉnh (w < w cơ bản ) hay là (w < w cb) phương pháp tối ưu là chọn tốc độ điều chỉnh dưới tốc độ cơ bản ví dụ hệ máy phát động cơ, hệ điều chỉnh hai hướng ...
6. Tính kinh tế :
Tính kinh tế có ý nghĩa quan trọng nhiều trường hợp nó là chỉ tiêu quyết định. Để đánh giá tính kinh tế ta phải tính đến năng suất của máy sản xuất, vốn đầu tư cơ bản, chi phí vận hành độ tin cậy và ta phải quan tâm đến chỉ tiêu năng lượng đó là hệ số công suất và hiệu suất khi hệ làm việc với nhiều tốc độ xác lập từ wmax đến wmin
Tóm lại chất lượng của một hệ truyền động điện điều chỉnh thể hiện ở nhiều chỉ tiêu đánh giá tổng hợp vì vậy đối với tường phương pháp từng hệ điều khiển tốc độ chọn ra những chỉ tiêu phù hợp.
III/ ĐIỀU CHỈNH TỐ ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG CÁCH ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN TRỞ MẠCH PHẦN ỨNG:
Nguyên lý điều chỉnh điện trở :
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ trong mạch phần ứng là phương pháp biến trở có thể sử dụng cho các động cơ một chiều kích từ độc lập, kích từ nối tiếp, kích từ hỗn hợp.
b
Mc
a
c
w2
w1
M
w
Hình 6 - 1
Đặc tính cơ
điều khiển
Đặc tính cơ tự nhiên
b)
a)
Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh như sau hình 6 –1-1
Hình 6 -1 a : Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng của động cơ một chiều.
b : Đặc tính cơ khi điều chỉnh điện trở phụ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Nguyên lý điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp này như sau, giả sử động cơ đang làm việc xác lập với tải là Mc và tốc độ w1 trên đường đặc tính cơ tự nhiên như hình 6-1b để điều chỉnh tốc độ ta đóng một điện trở phụ Rf vào mạch phần ứng khi đó dòng điện phần ứng Rư giảm đột ngột, tốc độ do quán tính nên chưa kịp biến đổi trên hình 6-1b là điểm làm việc biến đổi từ điểm a đến b dòng Iư giảm làm cho môment động cơ cũng giảm theo nên M < Mc và tốc độ giảm nên sức điện động của phần ứng E= KFw cũng giảm làm cho dòng Iư lại tăng lên kết quả là môment tăng dần cho đến khi M = Mc thì hệ trở nên xác lập nhưng tốc độ lúc máy w2 < w1 vì vậy tốc độ w2 phụ thuộc vàao Rf và Mc.
M = b(w0 - w) với
Þ
Vì vậy điện trở phụ được xác định như trên
Trong đó Rư : là điện trở phần ứng
w0 : là tốc độ không tải
w1, w2 :1à tốc độ của động cơ khi điều chỉnh từng cấp
IV/ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG ĐIỀU CHỈNH XUNG ĐIỆN TRỞ MẠCH ĐỘNG LỰC:
1. Nguyên lý điều chỉnh
Điều chỉnh tốc độ bằng biến trở là một phương pháp đơn giản nhưng có nhiều nhược điểm liên quan đến dạng đặc tính cơ mềm và việc dùng điện trở nhiều cấp trong mạch động lực còn phương pháp điều chỉnh xung điện trở sẽ khắc phục được một số nhược điểm trên đây là dạng phát triển của biện pháp điều chỉnh biến trở.
b)
c)
a)
Hình 7 -1
Hình 7-1 : sơ đồ nguyên lý điều chỉnh xung điện trở (a) (b, c) là các loại khoá K thực tế
Sơ đồ trên hình 7-1a ta có sơ đồ điều chỉnh xung điện trở có điện trở R có giá trị không đổi và khoá K ta có các loại khoá K bằng thyristior hay bằng transistor như hình7-1b,c khoá bằng thyristor dùng khi dòng lớn có trên 10 ¸15 với tần số cắt 200-150Hz. Thyristor T đóng vai trò chính trong việc đóng cắt điện trở R còn Tf và tụ C và các thiết bị phụ khác đế ngắt T.
Khoá bằng trasistor dùng khi dòng điện nhỏ cỡ dưới 10A với tần số cắt cho phép cao hơn.
Nếu các khoá là lý tưởng thì khi khoá K đóng ta có điện trở R = 0 và khi K ngắt Rx = R như vậy điện trở phụ trong mạch phần ứng động cơ thay đổi chu kỳ từ 0 ¸ R và điện trở toàn mạch từ Rư đến Rư + R. Điện trở điều chỉnh trong trường hợp này có giá trị tương đương Rtd nằm giữa 0 và R nó phụ thuộc tương quan giữa thời gian cắt của khoá K ta sẽ thay đổi được Rtd do đó điều chỉnh được tốc độ.
ĐTCTN
M
Đặc tính điều chỉnh có dạng như hình 7-2
: độ rỗng của xung điện trở
tđ:Thời gian dẫn(đóng) ;tc:Thời gian cắt
ta có thể tính được điện trở Rtđ = R(1-g)
V/ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG CÁCH ĐIỀU CHỈNH KÍCH TỪ CỦA ĐỘNG CƠ
Nguyên lý điều chỉnh
Phương pháp điều chỉnh kích từ có thể dùng được cho các loại động cơ điện một chiều nhưng người ta không đặt vấn đề điều chỉnh tăng từ thông bởi vì một mặt là không cho phép nâng dòng kích từ lên lớn hơn giá trị định mức mặt khác do mạch kích từ khi từ thông định mức đã bão hoà rồi nên nếu có cho phép tăng dòng kích từ đi nữa thì từ thông cũng tăng không đáng kể
f2< f1
Hình 8 -1
a)
b)
Khi điều chỉnh từ thông ta được hai họ đặc tính tốc độ và đặc tính cơ khác nhau như hình 8-1a và b
Hình 8-1 : Đặc tính tốc độ (a), đặc tính cơ (b) của động cơ một chiều kích từ độc lập khi điều chỉnh kích từ.
Giả sử ban đầu động cơ đang làm việc với dòng kích từ định mức và tải là Mc khi đó điểm là việc sẽ là điểm a trên đặc tính tự nhiên hình 8-1b tương ứng với tốc độ w1 . nếu ta nối thêm điện trở điều chỉnh Rfk vào mạch kích từ thì dòng ikt sẽ giảm và từ thông sẽ là f < fđm vì quán tính cơ học nên tốc độ biến đổi chậm hơn từ thông do đó sức điện động phần ứng giảm xuống và dòng điện phần ứng tăng lên.
Nếu từ thông chỉ giảm trong một phạm vi đủ nhỏ nào đó thì hiện tượng nêu trên làm tăng môment của động cơ Mb lúc đó moment động cơ lớn hơn moment tải Mb > Mc động cơ sẽ tăng tốc và do tốc độ tăng lên.
Để thấy rõ quan hệ giữa tốc độ với từ thông và moment tải ta xét trương hợp đơn giản nhất khi Mc = const từ phương trình đặc tính cơ với Rư = const , Mc = const ta có
(*)
Như vậy w = f(Kf), nó đạt giá trị lớn nhất khi
tương ứng có Kfcực trị
tốc độ sẽ bằng khômg khi Kf = Kf0
Từ phương trình (*) ta tìm được
Hình 8 -2
Hình 8-2 là quan hệ w = f(Kf) khi Mc = const Mc2 < Mc1
Để xác định moment tải cho phép Mcp ta phải xác định quan hệ giữa từ thông và tốc độ ta có phương trình u = Kfw + IưRư » Kfw Þ
Mccp = Kf
Hình 8-3 Đặc tính moment tải cho phép khi điều chỉnh từ thông
B- CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU ỨNG DỤNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
I/ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG HỆ THỐNG CHỈNH LƯU...