Đồ án Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ lò

Đồ án tốt nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ
NỘI
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Nhóm sinh viên thực hiện: Khoa : Điện
Đỗ Hồng Quang Ngành : Điều khiển tự động
Nguyễn Văn Phong Lớp : ĐKTĐ
Khoá : 46
1.Đề tài thiết kế:
Xây dựng hệ thống điều khiển nhiệt độ lò điện trở
2. Các số liệu ban đầu:
Kết quả thực tập tốt nghiệp
………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………….
3. Nội dung phần thuyết minh và tính toán
- Xây dựng hệ thống điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở và khảo sát quá trình
nhiệt luyện.
- Thiết kế phần cứng.
- Xác định đặc tính động học của đối tượng.
-Tổng hợp hệ thống kinh điển.
- Khảo sát quá trình nhiệt luyện của vật.
- Phần mền chương trình điều khiển
4. Các bản vẽ đồ thị (ghi rõ các loại bản vẽ và kích thước bản vẽ)
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng

Quang ĐTĐ-K46
1
Đồ án tốt nghiệp
5. Cán bộ hướng dẫn
Phần Họ tên cán bộ
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: ………………………………………………
7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế: ………………………………………
Ngày tháng năm 2006
Chủ nhiệm bộ môn
(Ký, ghi rõ họ tên)
Cán bộ hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)
Sinh viên đã hoàn thành
(và nộp toàn bộ bản thiết kế cho bộ môn)
Ngày 5 tháng 6 năm 2006
(ký, ghi rõ họ tên)
MỤC LỤC
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
2
Đồ án tốt nghiệp
Lời mở đầu.
Sau gần 5 năm học tập tại trường đại học bách khoa hà nội, được sự giúp đỡ
tận tình của các thầy cô giáo cũng như sụ quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy cô
trong bộ môn Điều Khiển Tự Động. Chúng em đó tớch luỹ được những kiến thức
cơ bản của ngành Điều Khiển Tự Động. Để giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức
chuyên ngành một cách có hệ thống và vước đầu làm quen với công việc thực tế
của người kỹ sư, sinh viên dược giao đũ ỏn tốt nghiệp với mục đích tập phân tích,

tổng hợp và xây dựng một hệ thống điều khiển tự động trong thực tế.
Đề tài chúng em được giao là:
Xây dựng hệ thống điều chỉnh tự động nhiệt độ lò điện trở.
Sau gần bốn tháng làm việc nghiêm túc với sự nỗ lực của bản thân dưới sự
giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn Điều Khiển Tự Động trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội. Đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn TS. Nguyễn Văn Hoà,
người đã hướng dẫn trực tiếp chúng em hoàn thành bản đồ án này
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, một lần nữa chúng em xin cảm ơn các
thầy, cô giáo trong bộ môn Điều Khiển Tự Động trường Đại Học Bách Khoa Hà
Nội. Đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn TS. Nguyễn Văn Hoà, người đã hướng dẫn
chỉ bảo rất tận tình để chúng em hoàn thành bản đồ án này.
Hà Nội, ngày 2/6/2006
Nhóm sinh viên
Nguyễn Văn Phong.
Đỗ Hồng Quang
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
3
Đồ án tốt nghiệp
PHẦN MỞ ĐẦU
Trong thời đại ngày nay với sự phát triển như vũ bão về khoa học kỹ thuật, bộ
mặt thế giới đã có những thay đổi vô cùng to lớn. Có thể nói khoa học kỹ thuật hiện
đại đã, đang và gõy ảnh hưởng mạnh mẽ đến toàn nhõn loại. Mọi nơi mọi lúc trong
cuộc sống, con người đều trực tiếp hoặc gián tiếp có sự ứng dụng những thành tựu
khoa học kỹ thuật mới. Cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, việc
ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật vào trong lĩnh vực tự động hoá đã mang
lại những chuyển biến rừ rệt, góp phần thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của nhiều
lĩnh vực công nghệ, đáp ứng các chỉ tiêu về chất lượng và giá thành sản phẩm nhằm
nõng cao chất lượng cuộc sống.
Trong đời sống và sản xuất, yêu cầu về sử dụng nhiệt năng rất lớn. Trong các

ngành công nghiệp khác nhau, nhiệt năng dùng để nung sấy, nhiệt luyện, nấu chảy
các chất là một điều không thể thiếu. Nguồn nhiệt năng này được dùng từ điện năng
quan các lò điện rất phổ biến và thuận tiện.
Từ điện năng, có thể thu được nhiệt năng bằng nhiều cách: nhờ hiệu ứng
Joule( lò điện trở), nhờ phóng điện hồ quang( lò hồ quang), nhờ tác dụng nhiệt của
dòng xoáy Foucault thông qua hiện tượng cảm ứng điện từ ( lò cảm ứng) v…v…
Trong thực tế các xí nghiệp công nghiệp nước ta thì mô hình lò điện trở là phổ
biến hơn cả vì một số ưu điểm như: có kết cấu khá đơn giản, có dải công suất rộng(
từ vài KW đến hàng trăng KW), dễ lắp đặt, sửa chữa, thay thế cũng như bảo hành.
Trong khuôn khổ một đồ án tốt nghiệp, chỉ giới hạn ở việc xõy dựng hệ thống
cụ thể là hệ thống điều chỉnh tự động nhiệt độ lò điện trở dùng để khảo sát quá
trình nhiệt luyện.
Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, đồ án này đề cập đến những vấn đề sau:
Chương 1 Tổng quan về đối tượng điều khiển.
Chương 2 Thiết kế phần cứng.
Chương 3 Nhận dạng đối tượng điều khiển
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
4
Đồ án tốt nghiệp
Chương 4 Các phương pháp thiết kế bộ PID kinh điển.
Chương 5 Tổng hợp hệ thống.
Chương 6 Giao diện điều khiển và giám sát hệ thống.
Tuy nhiên do thời gian và trình độ có hạn nên có nhiều thiếu sót, rất mong
được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo cũng như bạn bè đề bản đồ án này
được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chõn thành cảm ơn những ý kiến đóng góp quý
bỏu đó.
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN.
Mục đích của bản thiết kế tốt nghiệp là xõy dựng một hệ thống điều khiển
nhiệt độ là điện trở và lấy quá trình nhiệt luyện làm thí nghiệm để khảo sát.

Nhiệt luyện là tập hợp các nguyên công nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội với
các tốc độ khác nhau đẻ làm biến đổi tổ chức của kim loại và hợp kim do đó làm
biến đổi tớnh chất của chúng theo ý muốn.
Nhiệt luyện là phương pháp gia công có những đặc điểm riêng. Sau đõy là
những phõn biệt nguyên công này với các nguyên công khác.
• Khác với đúc, hàn là nó không nung núng đến trạng thái lỏng, luôn luôn chỉ
ở trạng thái rắn( tức là nhiệt độ nưng nóng phải thấp hơn nhiệt độ đông đặc).
• Khác với cắt gọt, biến dạng dẻo( rốn, dập) khi nhiệt luyện hình dạng và
kích thước các sản phẩm không thay đổi hay thay đổi không đáng kể.
• Kết quả của nhiệt luyện được đánh giá bằng biến đổi của tổ chức tế vi và
cơ tớnh không thể kiểm tra bằng vẻ ngoài.
Sơ đồ của quá trình nhiệt luyện đơn giản nhất:
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
5
Đồ án tốt nghiệp
Đối với quá trình nhiệt luyện, ít nhất cũng được đặc trưng bằng ba thông số
quan trọng nhất:
Nhiệt độ nung nóng T
0
n
: nhiệt độ cao nhất mà quá trình phải đạt đến.
Thời gian giữ nhiệt
gn
τ
: thời gian ngưng ở nhiệt độ nung nóng.
Tốc độ nguội V
nguội
: sau khi giữ nhiệt.
Ba thông số này đặc trưng cho ba giai đoạn nối tiếp của quá trình nhiệt luyện:

nung nóng, giữ nhiệt, làm nguội.
Đối với kết quả nhiệt luyện được đánh giá bằng các chỉ tiêu sau:
• Tổ chức tế vi: Bao gồm các tạo pha, kích thước hạt, chiều sõu lớp hoá bền.
Có thể nói đõy là chỉ tiêu gốc, cơ bản nhất song để thực hiện khá mất thời gian
nên thường chỉ để kiểm tra trong từng mẻ khi sản xuất đã ổn định.
• Độ cứng: Là chỉ tiêu cơ tớnh đẻ xác định và cũng có liên quán đến các chỉ
tiêu khác như độ bền, độ dẻo, độ dai. Vì vậy bất cứ chi tiết, dụng cụ nào qua
nhiệt luyện cũng được quy định giá trị độ cứng( tuỳ từng trường hợp, phải lớn
hơn hay nhỏ hơn giá trị quy định) và thông thường được kiểm tra theo tỉ
lệ( trong một số trường hợp có thể phải kiểm tra 100%).
• Độ cong vênh, biến dạng: Nói chung độ biến dang khi nhiệt luyện trong
nhiều trường hợp là nhỏ hoặc không đáng kể, song một số trường hợp quan
trọng yêu cầu này rất khắt khe, nếu vượt quá phạm vi cho phép cũng không thể
dùng được.
Nhiệt luyện thường gặp nhất chỉ dùng cách thay đổi nhiệt độ( không biến đổi
thành phần và biến dạng dẻo) để biến đổi tổ chức trên toàn diện. Nó bao gồm nhiều
phương pháp:
Ủ : Nung nóng rồi làm nguội chậm đẻ đạt được tổ chức cõn bằng với độ
cứng và độ bền thấp nhất, độ dẻo cao nhất.
Thường hoá: nung nóng đến tổ chức hoàn toàn Austenit, làm nguội bình
thường trong không khí tĩnh để đạt tổ chức gần cõn bằng.
Mục đích của ủ và thường hoá là làm mềm thép để dễ gia công cắt và dập
nguội.
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
6
Đồ án tốt nghiệp
Tôi: nung nóng làm xuất hiện Austenit rồi làm nguội nhanh để đạt tổ chức
không cõn bằng với độ cứng cao nhất ( nhưng cũng đi kốm với độ giũn cao).
Nếu hiệu ứng này chỉ xảy ra ở bề mặt gọi là tôi bề mặt.

Ram: nguyên công bắt buộc sau khi tôi, nung nóng lại thép toi để điều chỉnh
độ cứng, đệ bền theo đúng yêu cầu làm việc.
Như vậy tôi và ram là hai nguyên công nhiệt luyện đi kốm với nhau ( không
tiến hành riêng lẻ mà luôn kết hợp với nhau), mục đích củ tôi và ram là tạo cơ tớnh
phù hợp với yêu cầu làm việc cụ thể.
Hoá nhiệt luyện: dùng các thay đổi nhiệt độ và biến đỏi thành phần hoá học
ở bề mặt vùng này để biến đổi tổ chức và cơ tớnh mạnh hơn. Thường tiến hành
bằng cách thấm, khếch tán một hay nhiều nguyên tố nhất định.
Tác dụng của nhiệt luyện đối với sản xuất cơ khí:
Nhiệt luyên là khõu quan trọng và không thể thiếu được đối với sản xuất cơ
khí và nó có những tác dụng chủ yếu sau:
• Tăng độ cứng, tớnh chống mại mũn và độ bền của thép: Mục tiêu của sẳn
xuất cơ khó là sản xuất ra các cơ cấu và máy bền hơn, nhẹ hơn, khoẻ hơn với
các tớnh năng tốt hơn. Để đạt được điều đó không thể không sử dụn những
thành quả của vật liệu kim loại và nhiệt luyện, sử dụng triệt để các tiềm năng
của vật liệu về mặt cơ tớnh.
Bằng những phương pháp nhiệt luyện thớch hợp như tôi và ram, tôi bề mặt,
thấm cácbon…
• Cải thiện tớnh công nghệ: Muốn tạo thành chi tiết máy, sản phẩm thép phải
qua nhiều khõu, nguyên công gia công cơ khí: rèn dập, cắt…Để đảm bảo sản
xuất dễ dàng với năng suất lao đông coa, chi phí thõp, thép phải có cơ tớnh sao
cho phù hợp với điều kiện gia công tiếp theo như cần mềm để dễ cắt hoặc dẻo
để dễ biến dạng nguội.
Các chuyển biến khi nung thép.
Thao tác đầu tiến của nhiệt luyện là nung nóng kim loại. Phụ thuộc vào thành
phần Cácbon cổtng thép và nhiệt độ nung nóng mà trong thép có những chuyển
biến khác nhau. Cơ sở để xác định chuyển biến khi nung thép là giản đồ pha Fe_C,
song chỉ giới hạn ở khu vực của thép và ở trạng thái rắn. Quan sát trên giản đồ pha
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46

7
Đồ án tốt nghiệp
ta thấy rừ ở nhiệt độ thường mọi thép đều cấu tạo bởi hai pha cơ bản: Ferit và
Xementit, trong đó có Peclit là hỗn hợp cùng tích của hai pha này.
Thép cung tích có tổ chức đơn giản hơn cả, chỉ có Peclit.
Các thép trước và sau cùng tích cútor chức phức tạp hơn: Ngoài Peclit ra cũn
có thêm Ferit hoặc Xêmentit thứ hai.
Bõy giờ khi nung nóng các thép lên nhiệt độ cao, hóy xem chúng lần lượt có
những chuyển biến gì?
Khi nhiệt độ nung nóng thấp hơn 700
0
C trong đó thép vẫn chưa có chuyển
biến gì( cho nên sau đó dù làm nguội ra sao tổ chức của thép vẫn không bị biến
đổi).
Khi nung nóng lên đến nhiệt độ 700
0
C phần tổ chức Peclit của mọi thép
chuyển biến thành Austenit theo phản ứng sau
[ ]
3 0,8%
0,8%
( )
C
C
Fe Fe C Fe C
α γ
+ →
Trong khi đó Ferit và Xêmentit thứ hai của các thép trước và sau cùng tích
chưa chuyển biến. Vật nếu chỉ nung quá nhiệt độ 700
0

C một chút ta thấy:
Thép cùng tích đã chuyển biến hoàn toàn, có tổ chức không hoàn toàn là
Austenit.
Thép trước và sau cùng tích có chuyển biến nhưng chưa hoàn toàn, có tổ
chức không hoàn toàn là Austenit. Tức có tổ chức tương ứng Austenit+Ferit và
Austenit+Xêmentit thứ hai. Tuy nhiên khi nung nóng tiếp tục từ 700
0
C đến
900
0
C sẽ có quá trình hoà tan Ferit và Xêmentit thứ hai cũn dư vào Austenit,
làm lượng hai pha này trong tổ chức ngày càng ít đi.
Các chuyển biến xảy ra khi giữ nhiệt:
Tiếp theo nung nóng là giai đoạn giữ nhiệt, tuy nhiên không xảy ra các chuyển
biến song lại là cần thiết để:
Làm đều nhiệt độ trên thiết diện, để cho lừi cũng có chuyển biến như ở bề
mặt.
Có đủ thời gian để hoàn thành các chuyển biến khi nung nóng.
Làm đồng đều thành phần hoá học của vì lúc đầu hạt Austenit có thành phần
không đồng nhất. Nơi trước là Ferit sẽ nghèo cacbon, nơi trước là Xêmentit sẽ
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
8
Đồ án tốt nghiệp
giàu cacbon. Trong giai đoạn này cacbon( và nguyên tố hợp kim) sẽ sang bằng
nồng độ.
Thời gian giữ nhiệt chỉ cần vừa đủ không nên kéo dài quá mức cần thiết sẽ làm
hạt lớn và được chọn phụ thuộc vào các công nghệ nhiệt luyện cụ thể. Các công
nghệ liên quan đến khuếch tán như hoá nhiệt luyện, ủ khuếch tán thời gian này dài.
Các chuyển biến xảy ra khi làm nguội chậm.

Mục tiêu của nung nóng và giữ nhiệt là để tạo nên Austenit hạt nhỏ. Bõy giờ
hóy xem khi làm nguội, Austenit sẽ chuyển thành tổ chức nào với cơ tớnh ra sao,
điều này quyết định cơ tớnh của thép khi làm việc hay gia công tiếp theo: mềm,
cứng, dẻo, bền, dai…đến mức độ nào và rất khác nhau.
Khi giữ nhiệt quá nguội( trên 700
0
C) sau thời gian dài( khoảng 100s) nó mới
bắt đầu phõn hoá và tiếp theo( sau khoảng 200s) nó mới kết thúc chuyển biến.
Hỗn hợp Ferit-Xêmentit tấm tạo thành rất thô to cỡ micromet.
Khi giữ nhiệt Austenit ở nhiệt độ thấp hơn trên dưới 650
0
C nó sẽ bắt đầu và
kết thúc phõn hoá sau một thời gian ngắn rừ rệt ( cỡ 3s đến 100s ). Hỗn hợp
Ferit-Xêmentit tấm tạo thành sẽ mịn nhỏ đến mức không thể phõn biệt được.
Để khảo sát quá trình nhiệt luyện ta xõy dựng một hệ thống tự động điều chỉnh
nhiệt độ lò điện trở như hình vẽ.
1_Lò.
2_dây nung.
3_cặp nhiệt độ đo nhiệt độ lò
KĐ: Bộ khuếch đại
ĐKCS: Bộ điều khiển công suất
MT: Máy tính
A/D,D/A:bộ chuyển đổi Analog to Digital, Digital to Analog
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
9
Đồ án tốt nghiệp
Sơ đồ hệ thống điều khiển tự động nhiệt độ bằng máy tính.
Trong hệ thống, đối tượng là một lò điện trở sử dụng loại dây nung Cr-Al( kí
hiệu XA) có nhiệt độ làm việc dưới

0
1200
C. Tớn hiờu ra của lò được lấy ra bởi cặp
nhiệt điện XA số 3. Nhiệt độ của lò được khống chế từ
0
0 1000 C
÷
tương ứng tín
hiệu ra của cặp nhiệt điện từ 0mV-41.32mV. Tín hiệu này được đưa vào bộ khuếch
đại có giá trị từ 0V-5V. Tín hiệu từ bộ khuếch đại cũng được đưa tới máy tính qua
bộ chuyển đổi A/D. Sau khi được xử lý luật điều chỉnh ở máy tính rồi qua bộ
chuyển đổi D/A ta thu được U
dk
. Tín hiệu từ U
dk
được đưa vào bộ điều chỉnh công
suất( ĐKCS). Nhờ tín hiệu điều khiển mà ta có thể thu được nhiờt độ đặt vào lò
theo yêu cầu.
1.1. Lò điện trở xét về mặt đối tượng điều khiển.
Đối tượng đựoc điều khiển bằng máy tính được chọn là đối tượng nhiệt .Ở
đây đối tượng cụ thể là lò nhiệt điện trở
1.1.1. Đặc điểm của lò nhỉệt điện trở:
Quán tính nhiệt của lò lớn, sự thay đổi nhiệt độ của lò xảy ra chậm .Nhiệt độ
của buồng lò không đều và cặp nhiệt cũng có quán tính khá lớn nên việc xác đinh
nhiệt độ còn phụ thuộc vào vị trí đặt bộ cảm biến nhiệt độ.
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
10
Đồ án tốt nghiệp
1.1.2. Phân loại lò điện trở.

Lò điện trở là thiết bị biến đổi điện năng thành nhiệt năng thong qua hệ thống
dõy đốt(dõy điện trở).Từ dây đốt,qua bức xạ,đối lưu,truyền nhiệt và dẫn nhiệt,nhiệt
năng được truyền tới vật cần gia nhiệt.Lũ nhiệt điện trở thường dùng để nung,nhiệt
luyện ,nấu chảy kim loại mầu và hợp kim màu.
Phân loại lò nhiệt điện trở có nhiều cách:
• Theo nhiệt độ làm việc của lò.
Lò nhiệt độ thấp
0 0
( 650 )t C
<
.
Lò nhiệt độ trung bình
0 0 0
( 650 :1200 )t C
=
.
• Theo nơi dùng.
Lò dùng trong công nghiệp.
Lò dùng trong phòng thí nghiệm.
Lò dùng trong gia đình vv
• Theo kết cấu của lò.
Lò buồng
Lũ giờng ,lũ chụp ,lò bể vv
• Theo theo mụch đích sử dụng:
Lũ tụi.
Lò ram.
Lò ủ.
Lò nấu chảy vv
Ở nước ta thường dùng kiểu lò buồng để nhiệt luyện (tôi, ủ, nung, thấm than).
Kiểu lò giếng để nung,lũ muối để nhiệt luyện dao cắt qua muối nung.

1.1.3. Một số yêu cầu với vật liệu làm dây đốt.
Trong lò điện trở,dõy đốt là phần tử chính biến đổi điện năng thành nhiệt năng
thông qua hiệu ứng Joule.Dõy đốt cần phải làm từ các vật liệu thoả món cỏc yêu
cầu sau:
* Chịu được nhiệt độ cao.
* Độ bền cơ khí lớn.
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
11
Đồ án tốt nghiệp
* Có điện trở suất lớn(vỡ điện trở suất nhỏ sẽ dẫn đến dây dẫn dài khó bố
trí trong lo hoăc tiết diện dây nhỏ, không bền).
* Hệ số nhiệt điện trở nhỏ(vi điện trở ít thay đổi thay đổi theo nhiệt độ,đảm
bảo công suất).
* Chậm hoá già(tức là dây đốt ít biến đổi theo thời gian,do đó đảm bảo tuổi
thọ của lò).
Vật liệu làm dây đốt có thể là:
* Hợp kim:Cr-Ni,Cr-Al với lũ cú nhiệt độ làm việc dưới
0
1200 C
* Hợp chất :SiC,
2
MoSi
với lũ cú nhiệt độ làm việc
0 0
1200 :1600 C
* Đơn chất: Mo,Ư,C (graphit)…với lũ cú nhiệt độ làm việc cao hơn
0
1600 C
Vật

liệu
Thành phần hóa học(%)(còn lại là
Fe và các chất khác)
Nhiệt độ
làm việc
max(
0
C)
Hệ số
nhiệt điện
trở (
3
.10
α
−
độ)
Điện trở
suất (
6
10 m
−
Ω
)
Cr Ni Al SiC SiO
Cr-Ni
20-23 75-78 1100 0.035 1.15
15-18 55-61 1000 0.1 1.10
Cr-Ni 12-15 850 1.26
Cr-Al
23-27 3-5 1200 1.25

4-6
SiC 94.4 3.6 1500 1000-2000
Graph 2800 8-13
Mo 2000 5.1 0.052
Ti 2500 4.0 0.015
W 2800 4.1 0.05
Một vài thông số cơ bản của vật liệu làm dây đốt lò điện trở.
1.2. Các phương pháp điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở.
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
12
Đồ án tốt nghiệp
Đại lượng cần điều chỉnh là nhiệt độ buồng lũ.Việc điều khiẻn nhiệt độ buồng
lũ chớnh là điều chỉnh công suất dặt vào lò.

2
. .P I R T
=
Có hai phương án để xây dưng công thức này là:
* Điều chỉnh về phía tiêu thụ tức là thay đổi điện trở của lũ.Phương phỏp
nay ít được áp dụng bởi tính không liên tục và hạn chế về phạm vi điều khiển.
* Điều chỉnh về phía cung cấp tức là thay đổi cường độ dòng điện chạy qua
thanh nung. Điều này có thể thực hiện bằng biến áp, rơle hoặc thysistor
1.2.1. Phương pháp dùng biến áp:
Đây là phương pháp điều chỉnh điện áp theo cấp, nó đòi hỏi biến áp phải có
công suất lớn. Phương pháp dùng biến áp để thay đổi mức điện áp cung cấp cho lò
là phương pháp thô sơ ít dùng trong hệ thống điều khiển tự động.
1.2.2. Phương pháp dùng rơle:
Phương pháp này có đặc điểm là khống chế mức nhiệt độ,mức điện áp khác
nhau nhưng do rơle chỉ có tác dụng điều chỉnh ở một số thời điểm ngưỡng nhất

định nên việc điều chỉnh mang tính chất không liên tục. Mặt khác quá trình điều
khiển luôn bị dao động phụ thuộc vào các thời điểm đặt khác nhau, vì thế độ chính
xác điều chỉnh không cao,rơle phải đóng ngắt nhiều lần nên độ tin cậy kém. Tuy
nhiên ,phương pháp nay có ưu điểm là đơn giản, dễ nối, phù hợp với các yêu cầu về
công nghệ đòi hỏi độ chính xác không cao.
1.2.3. Phương pháp dùng rơle kết hợp với thysistor.
Khi sủ dụng phương pháp này thì khả năng điều chỉnh với các phạm vi khác
nhau la tương đối tốt. Tuy nhiên phương pháp này không thực hiện được bởi vì khi
tiếp điểm của rơle đóng ta luụn cú cả chu kì cung cấp cho tải, khi mở nguồn thì
cung cấp phía diot bị ngắt, do đó việc cung cấp cho lò chi hoàn toàn là do thysistor
và như vậy công suất đưa cào lò chỉ điều khiển đươc 1/2 chu kì.
1.2.4. Phương pháp dùng hai thysistor mắc xung đối.
Khi có xung điều khiển thì hai thysistor sẽ lần lượt mở cho dòng đi qua. Ta có
thể điều khiển cho thysistor liên tục chuyển từ dóng sang mở tương ứngvới công
suất lò thay đổi từ giá trị 0 đến giá trị lớn nhất.
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
13
Đồ án tốt nghiệp
Phương pháp này cho phép điốu chỉnh trong phạm vi rộng, đáp ứng yêu cầu
điều khiển, độ chính xác điều khiển tương đối cao, độ nhạy điều chỉnh tương đối
lớn, có khả năng điều chinh tương đối liên lục và đều đặn.
Phương pháp điều khiển thysistor có thể là điều biên hoặc điều khiển độ rộng
xung.
• Mở theo biờn:Đõy là phương pháp đơn giản hơn. Khi sai lờch dưa vào
bộ điều khiển, đầu ra của nó sẽ điều khiển để mở thysistor, khi đó số(sau khi
đã chia cho 255-ADC 8bit) này sẽ đóng vai trò là điện áp điều khiển, tức là
trong toàn bộ chu kì, điện áp đưa vào dây nung là cố định. Tuy nhiên như ta đã
, điện áp đưa vào lò nung phụ thuộc vào góc mở
α

của thysistor. Khi đã có
điện áp vào lũ thỡ công suất đưa vào lò tỉ lệ với diện tich của phần hình sin
còn lại. Chính vì thế ma phương pháp này luôn bị phi tuyến.
• Mở theo độ rộng xung:phương pháp này khắc phục được nhược điểm
của phương pháp trên đó là sự phi tuyến, trong thưc tế với sự tuyến tính của
phương pháp này làm cho chất lượng đường điều chỉnh nhiệt độ tốt hơn. Với
phương pháp này, trong một chu kì, thời gian đưa vào dây nung thay đổi theo
sự điều khiển của độ rộng xung. Còn điện áp đưa vào khi thysistor đóng hoặc
mở là cố định.
1.3. Cặp nhiệt.
Cặp nhiệt thường được sử dụng ỏ đây là cặp nhiệt điện Cromen - Alumen(X-
A) : dây dương la Cromen, dõy âm là Alumen là hơp kim
94%Cu+2%Al+2.5%Mn+1%Si+0.5%Fe. Khi đo dài hạn cho phép nhiệt độ lên đến
0
1000 C
,còn ngắn hạn là
0
1300 C
.Đặc tuyến ,của nó có thể xem là tuyến tính, độ
nhạy trung bình có thể bằng 0,041V/
0
1 C
, và E(1000,0) = 41.32mV.
Sai số đo:
Khi
0
300t C≤
là
0.16 .E mV
∆ = ±

Khi
0
300t C>
là
4
0,16 2.10 ( 300)E t mV
−
 
∆ = ± + −
 
.
Trong công nghiệp cặp nhiệt điện (XA) được sử dụng rất rộng dói vỡ đặc tính
tuyến tính và vùng làm việc là khoảng nhiệt độ khá phổ biến, đường kính dày 3
mm.
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
14
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
2.1. Bộ khuếch đại.
Bộ khuếch đại dùng để khuếch đậi tín hiệu điện áp lấy từ cặp nhiệt điện có
điện áp trong khoảng từ 0mV-41,32mV để đưa vào bộ ADC.
Sơ đồ nguyên lý của mạch khuyệch đại như hình:
Trong sơ đồ trên sử dụng :IC uA741(OP1) và 2 IC 082(OP2 và OP3).
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
15
Đồ án tốt nghiệp
Sơ đồ gồm 3 khối:Khối ổn dòng dung IC uA 741 (OP1), khối bù nhiệt độ
đầu tự do cho cặp nhiệt điện và khối khuếch đại sử dụng IC 082.

2.1.1. Khối ổn dòng.
Khối ổn dồng có nhiệm vụ luôn giữ cho dòng ra là 4mA. Khi đó điện áp ra chỉ
phụ thuộc vào sự thay đổi của điện áp vào và điện trở bù ( R8: điện trở dây quấn
bằng đồng).
Thông số kĩ thuật của
µ
A741:
+ Nguồn cung cấp
±
15V.
+ Công suất tiêu tán là 50mV
+ Điện áp trôi đầu vào Uoff in =20mV
+ Dòng điện trôi đầu vào Ioff in=20nA
+ Trở kháng vào Rin=3MΩ
+ Trở kháng ra Rout=75Ω
Các giá trị điện trở :
R10=100Ω là điện trở bằng dây manganin có hệ số nhiệt điện trở rất nhỏ và
có thể xem như không đổi khi nhiệt độ môi trường thay đổi.
R1=2.2KΩ ,R2=570Ω ,biến trở R3=200Ω, R4=1kΩ ,Dz là diot ổn áp 3V.
2.1.2 Khối bù.
Điều kiện chuẩn khi xác định đặc tuyến của cặp nhiệt điện là nhiệt độ đầu tự
do của nó bằng
0
0
C .Nhưng trong công nghiệp nhiệt độ đầu tự do luụn khỏc khụng.
Nghĩa là suất điện động đo được luôn nhỏ hơn sức điện động chuẩn, vì vậy phải bù
ảnh hưởng nhiệt độ của đầu tự do To
Theo điều kiện chuẩn, sức điện đông sinh ra của cặp nhiệt điện khi nhiệt độ
đầu nóng bằng t là:
E(t,0)=e(t)-e(0).

Còn khi đầu nóng nhiệt độ là t0 thì:
E(t0,0)=e(t0)-e(0).
Nếu nhiệt độ đầu nóng là t đầu lạnh là t0 thì sức điện động đo được là:
E(t,to)=e(t)-e(to)
E(t,0)-E(t,to)=e(to)-e(0)=E(to,0)
E(t,0)=E(t,to)+E(to,0).
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
16
Đồ án tốt nghiệp
Như vậy giá trị sức điện đông chuẩn E(t,0) bằng giá trị sức điện động đo được
E(t,to) cộng với sức điện động bù E(t,0).
Vai trò của mạch cầu bù này là tự tạo ra một điện áp bù bằng giá trị E(t,to) để
mắc nối tiếp với cặp nhiệt điện.
Trong đó R
7
=4,7 Ω là điện trở manganin có hệ số nhiệt điện trở rất nhỏ và có
thể coi là không thay đổi khi nhiệt độ môi trường xung quanh thay đổi.
R
8
là điện trở bù được quấn bằng dây đồng.

8 0
(1 )R R t
α
= +
với
3
4.25.10
α

−
=
là số nhiệt điện trở
Để cầu cân bằng chọn
0
R
=
7
R
=4,82
Ω
với nhiệt độ môi trường là t=
0
25
C
thì:

8 0
(1 )R R t
α
= +
=4.82(1+25.
3
4.25.10
−
)=5,33
Ω
R5=R6=4,8K
Ω
Biến trở R

9
=200
Ω
để điều chỉnh cầu cân bằng.
2.1.3. Khối khuếch đại.
Tớnh toán thông số cho tầng khuếch đại:
Tín hiệu vào bộ khuếch đại từ 0mV-41,32mV (tương ứng với nhiệt độ từ
0 0
0 1000C C
÷
),đầu ra của bộ khuếch đại có giá trị từ 0V-5V thì hệ số khuếch đại
là:

500
121
41,32
r
v
U
K
U
∆
= = =
∆
Ta chọn tầng OP
2
chó hệ số khuếch đại là K
2
= 22, R
11

= R
13
, R
12
= R
14
=
220K
Ω
C
1
= C
2
= 0.1àF.
Vậy tầng OP
3
có hệ số khuếch đại là K
3
=5.5, R
15
= 10k
Ω
, R
17
= 49K
Ω
, biến
trở R
16
=10K

Ω
, biến trở R
19
= 5K
Ω
, R
20
= R
21
= R
23
= 15K
Ω
, C
3
= 470 àF-16V
R
18
, R
19
, R
20
, R
21
là bộ bù điện áp lệch không do đặc tính truyền đạt của IC
khuếch đại cho thấy khi ngắn mạch hai đầu vào thi đầu ra vẫn có một điện áp khỏc
khụng. Nguyên nhân gây ra là sự trôi điểm làm việc và sự không cân bằng của
mạch.
2.2. Bộ điều khiển công suất.
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng

Quang ĐTĐ-K46
17
Đồ án tốt nghiệp
Có nhiều phương pháp điều khiển công suất nhưng phương pháp dùng hai
thysistor dùng tương đối nhiều. Khi có xung điều khiển hai thysistor sẽ lần lượt mở
cho dòng điện đi qua. Ta có thể điều khiển góc mở của thysistor bảo đảm cho công
suất lò thay đổi từ 0 đến giá trị lớn nhất.
Phương pháp này cho phép điều chỉnh trong phạm vi rộng, độ chính xác điều
khiển tương đối cao, độ nhạy điều khiển tương đối lớn,cú khả năng điều chỉnh liên
tục và đều đặn.
Dựa vào yêu cầu chất lượng điều khiển và trang thiết bị sẵn có ,dùng phương
pháp điều chỉnh công suất lo dùng thysistor mắc xung đối để điều khiển lò điện trở.
2.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Thyristor.
Thyristor là thiết bị bán dẫn gồm 4 lớp bán dẫn PNPN khác nhau về chiều dày
và mật độ điện tích .Giữa các lớp bán dẫn này hình thành các lớp chuyển tiếp PN J
1
, J
2
, J
3
và được lấy ra từ các cực Anod ,Catod và cực điều khiển G.
Sơ đồ cấu trúc của Thyristor được biểu diễn trên hình vẽ III.3
Sơ đồ cấu trúc Thyristor
Khi đặt Thyristor dưới điện áp một chiều ,Anode nối với cực dương ,Catod nối
với cực âm của nguồn điện áp ,J1 ,J3 được phân cực thuận ,J2 được phân cực
ngược .Gần như toàn bộ điện áp nguồn đặt lên mặt ghép J2 .Điện trường nội tại Ei
của J2 có chiều từ N1 hướng về P2 .
Điện trường ngoài tác động cùng chiều với Ei ,vùng chuyển tiếp cũng là vùng
cách điện càng mở rộng ra ,không có dòng điện chạy qua Thyristor mặc dù nó được
đặt dưới điện áp .Nếu cho một xung điện áp dương Ug tác động vào cực G (Dương

so với K) các điện tử từ N
2
chạy sang P
2
.Đến đây ,một số ớt chỳng nhảy vào nguồn
U
g
và hình thành dòng điều khiển I
g
chạy theo mạch G-J
3
-K-G. Còn phần lớn điện
tử chịu sức hút của điện trường tổng hợp của mặt ghép J
2
,lao vào vùng chuyển tiếp
này. Chúng được tăng tốc độ, động năng lớn nên bẻ gãy các mối liên kết nguyên tử
Si ,tạo nên những điện tử mới .Các điện tử mới được giải phóng này lại tham gia
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
18
Đồ án tốt nghiệp
bắn phá nguyên tử Si trong vùng chuyển tiếp .Kết quả của phản ứng của dây
chuyền này làm xuất hiện ngày càng nhiều điện tử chạy vào N
1
,qua P
1
và đến cực
dương của nguồn điện áp ngoài ,gây nên hiện tượng dẫn điện ào ạt .J
2
trở thành mặt

ghép dẫn điện bắt đầu từ 1 điểm nào đó xung quanh cực G rồi sau đó phát triển ra
toàn bộ mặt ghép với tốc độ lớn .
Điện trở thuận của Thyristor khoảng 100kΩ khi còn ở trạng thái khoá ,trở
thành 0,01Ω khi nó mở cho dòng chạy qua .Như vậy muốn mở Thyristor thì ta cần
phải có hai điều kiện ,đó là U
AK
>1V và I
g
> I
gst
.Còn muốn đóng Thyristor ,ta phải
đặt điện áp ngược lờn hai đầu Anod và Catod U
AK
< 0; Phải chú ý là trong bất cứ
trường hợp nào ,cũng không đặt được đặt Thyristor dưới điện áp thuận khi
Thyristor chưa bị khoá ,nếu không có thể gây nguy cơ ngắn mạch nguồn .
 Đặc tính Vol-Ampe của Thyristor.
Đặc tính Von-Ampe của Thyristor gồm 4 đoạn:
- Đoạn 1 ứng với trạng thái khoá ,chỉ có dòng điện dò chạy qua .Khi tăng
U đến Uch (Điện áp chuyển trạng thái) ,bắt đầu quá trình tăng trưởng nhanh chóng
của dòng điện, Thyristor chuyển trạng thái mở.
- Đoạn 2 ứng với giai đoạn phân cực J
2
.Trong giai đoạn này mỗi lượng
tăng nhỏ của dòng điện ứng với một lượng giảm lớn của điện áp đặt trên Thyristor .
Đoạn này còn được gọi điện trở âm.
- Đoạn 3 ứng với trạng thái mở của Thyristor .Lúc này cả 3 mặt ghép điện
trở thành dẫn điện .Dòng chạy qua Thyristor chỉ còn hạn chế bởi điện trở mạch
ngoài .Điện áp rơi trên Thyristor rất nhỏ khoảng 1V. Thyristor giữ được trạng thái
mở chừng nào I còn lớn hơn I

H
(dòng duy trì) .
- Đoạn 4 ứng với trạng thái Thyristor bị đặt dưới điện áp ngược .Dòng
điện ngược rất nhỏ, khoảng vài chục mA. Nếu tăng U đến U
z
thì dòng điện ngược
tăng lên rất nhanh, mặt ghép sẽ bị đánh thủng ngay .
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
19
Đồ án tốt nghiệp
Đặc tính V-A của Thyristor
 Các thông số của Thyristor dùng trong mạch.
Loại Thyristor được dùng trong đồ án này là Thyristor KY202H do Liờn xụ
cũ sản xuất cú cỏc thông số kỹ thuật như sau :
- Điện áp làm việc :0.4 (KV) .
- Dòng điện cực đại cho phép :10 (A).
- Điện áp điều khiển :10 (V) .
- Dũng điện dò (ngược) :30mA.
- Thời gian mở ton :15µ s.
- Thời gian khoá toff :30 µ s .
Trong đó điện áp ngược cho phép là Uz. Dòng điện dò là dòng điện chạy qua
Thyristor khi nó mở, thời gian mở là khoảng thời gian cần thiết lập dòng điện chính
chạy trong Thyristor, tính từ thời điểm phúng dũng I
g
vào cực điều khiển. Còn thời
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
20
Đồ án tốt nghiệp

gian khoá tính từ khi xuất hiện dòng điện ngược cho đến khi dòng điện ngược bằng
không.
2.2.2. Bộ điều khiển công suất lò nung :
Sơ đồ mạch điều khiển :
Hệ thống này được dùng để điều khiển công suất lò cung cấp cho sợi đốt của
lò tức là làm thay đổi nhiệt độ của buồng lò. Công suất đốt được điều khiển bằng
hai van Thyristor mắc song song ngược chiều. Nguồn cung cấp cho lò là nguồn
xoay chiều vì vậy Thyristor được sử dụng ở chế độ khoá tự nhiên nghĩa là nó tự
khoá khi dòng điện đi qua nó bằng không.
Thyristor mở khi có đáp ứng thuận, nghĩa là khi đặt điện áp dương lên anot,
điện áp õm lờn katot đồng thời có tín hiệu điều khiển đặt vào cực G của nó và cú
dũng:
I
g
>I
st

I
g
: dòng điều khiển.
I
st
: giá trị giới hạn dòng điều khiển.
Ở đây ta mắc hai Thyristor xung đối nhau nên ở mỗi một thời điểm chỉ có một
trong hai Thyristor được mở cho dũn g điện đi qua sợi đốt của lò.
α
là góc mở của
Thyristor, tức là góc lệch kể từ thời điểm ban đầu của nửa chu kì xoay chiều cho
đến thời điểm mở Thyristor, thời điểm này chính là thời điểm phát xung điều khiển.
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng

Quang ĐTĐ-K46
21
Đồ án tốt nghiệp
Ta có thể thay đổi thời điểm phát xung điều khiển để thay đổi góc mở
α
tức là thay
đổi công suất cấp cho dây nung của lò.
Thời điểm phát xung điều khiển .
Việc điều khiển thời điểm phát xung cho Thyristor đươc thực hiện bằng bộ tạo
xung như sơ đồ. Sơ đồ này gồm các khối: Khối tạo xung răng cưa đồng bộ, khối so
sánh, khối vi phân, khối khuếch đại và biến áp xung
 Mạch tạo xung răng cưa đồng bộ.
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
22
Đồ án tốt nghiệp
Mạch tạo xung răng cưa đồng bộ .
Để tạo xung điều khiển Thyristor trong cả hai chu kì của điện lưới thì phải cú
khõu đồng pha để khi phát xung điều khiển đạt được thời điểm mở Thyristor mong
muốn. Việc tạo ra một điện áp đồng pha được thực hiện bằng một biến áp đồng
pha. Đầu sơ cầp lấy từ nguồn điện cấp cho lò (220V. 50Hz). Đầu thứ cấp có điện áp
xoay chiều 6V. Sau khi qua chỉnh lưu cầu ta được điện áp một chiều, đồng pha với
điện áp cấp cho lũ cú tần số la 100Hz. Điện áp này qua điện trở R
0
đi vào cực bazơ
của transitor pnpT
1
, R
1
, R

2
là các điện trở phõn ỏp cho T
1
. Toàn bộ mạch nà có một
nguồn nuôi, điện áp nguồn nuôi được nạp cho tụ C
1
, khi T
1
mở. transitor npn T
2
để
ổn định dũng phúng của tụ C
1
, khi đó khoỏ tức là đã ngừng quá trình nạp. R
5
, R
6
là
các điện trở phõn ỏp cho T
2.
Như vậy điện áp răng cưa được tạo ra nhờ sự phóng nạp của tụ. Tại thời điên
nửa đầu chu kỳ điện áp xoay chiều, giá trị điện áp xoay chiều nhỏ hơn phõn ỏp trờn
R
1
, T
1
mở bão hòa. Tụ C
1
sẽ nhanh chóng được nạp điện qua C
1

và diot D
1
đóng vai
trò là van mở.
* Tớnh toỏn cỏc thông số:
Yêu cầu của mạch tao xung cưa có biên độ điện áp 10V. Như vậy điện áp
nguồn nuôi được tính theo công thức:
Ec=Emax+EDS+Ucc
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
23
Đồ án tốt nghiệp
Umax= 10V: Điện áp cực đại của xung.
UD5=0,5V :điện áp rơi trên Diot D5.
Ucc=0.7V: U
EC
khi T1 bão hoà.
Ec =11.2V. Chọn Ec=12V.
Điện áp từ nguồn nuôi qua T
1
, D
1
rồi nạp vào tụ C
1
với hằng số thời gian
nạp:
T
n
=0.7.(Rcc1+RD1).C1
T

1
làm việc ở chế độ bão hòa, khi T
1
khoá tụ C
1
phóng điện qua T
2
và R
7
với
hằng số thời gian phóng:
T
p
=0,7(Rcc2+R7)C
1
Chọn sườn làm việc là sườn phóng xung thì T
p
>>T
n
.
Giả sử góc mở xung tối thiểu là
0
20
thì điện áp đồng pha tại thời điểm đỉnh
xung là:
U=
0
6 2 sin 20 2,9( )V=
Như vậy điện trở phõn ỏp của T
1

phải có giá trị đảm bảo sao cho khi điện áp
đồng pha biến thiên trong khoảng từ 0
÷
2,9 V thì T
1
vẫn mở. Chọn T
1
là đèn M∏-
41A. Các điện trở phõn ỏp có giá trị như sau:
R
1
=1k
Ω
; R
2
=12kΩ; R
4
=3kΩ
T
2
dùng để ổn dũng phúng của tụ C
1
khi T
1
đó khóa, đồng thời nó đảm bảo cho
C
1
chỉ phóng khi T
1
đó khóa. Vì thế điện trở phõn ỏp cho T

2
có giá trị :
R5=15kΩ; R6=1kΩ
R
2
được chọn là biến trở 7KΩ để có thể hiệu chỉnh chính xác thời gớan phúng
nạp của tụ C
1
hay độ dốc của xung. Sau khi đã điều chỉnh thì:
R
7
=2.5KΩ, C
1
=0.5àF
 Khối so sánh.
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
24
Đồ án tốt nghiệp
Sơ đồ khối so sánh
Mạch so sánh có nhiệm vụ tạo so sánh giữa giá trị điện áp răng cưa và điện áp
điều khiển đưa ra từ máy tính. Tại thời điểm hai điện áp này cân bằng nhau thì tín
hiệu trong mạch khuếch đại chuyển mức.
Khuếch đại thuật toán uA741 không có phản hồi được sử dụng làm bộ so
sánh. Điện áp xung răng cưa được đưa vào đầu õm(đầu vào đảo), còn tín hiệu điều
khiển được đưa vào đầu dương (đầu vào không đảo).
Hệ số khuếch đại điện ỏp khụng phản hồi uA741: VY0=106.
Khuếch đại thuật toán có hệ số khuếch đại lớn nên khi có sai lệch nhỏ đầu ra
vẫn có trạng thái bão hòa.
∆U > 0 : trạng thái bão hòa dương.

∆U < 0 : trạng thái bão hòa âm.
Với ∆U= Udk - U1
Tín hiệu ra của bộ so sánh la xung vuông, thời điểm đảo dấu của tín hiệu ra là
thời điểm cân bằng của điện áp xung răng cưa so với tín hiệu điều khiển. vậy giá trị
điện áp Udk sẽ quyết định độ rộng xung vuông đươc tạo ra. Do đó nó sẽ quyết định
thời điểm tạo xung nhọn khi đi qua khâu vi phân.
Các điện trở R
9
= R
10
=10KΩ được chọn theo kinh nghiệm. R
10
được dùng để
hạn chế dòng ra khuếch đại thuật toán.
 Khối vi phân và khuếch đại xung.
Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Phong - Đỗ Hồng
Quang ĐTĐ-K46
25