Ứng dụng card DSP f28335 điều khiển bộ chỉnh lưu cầu 3 pha
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.14 MB, 100 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
ỨNG DỤNG CARD DSP F28335 ĐIỀU KHIỂN
BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA
GVHD: ThS. LÊ HOÀNG MINH
SVTH: LÊ HỮU LÝ
MSSV: 10901052
SVTH: NGUYỄN NHƯ NGÀ
MSSV: 10901053
SKL 0 0 4 3 7 1
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2016
MỤC LỤC
Trang bìa ........................................................................................................................ i
Nhiệm vụ đồ án ............................................................................................................. ii
Lịch trình .....................................................................................................................iii
Cam đoan ..................................................................................................................... vi
Lời cảm ơn .................................................................................................................. vii
Mục lục .......................................................................................................................viii
Liệt kê hình vẽ ............................................................................................................. xii
Liệt kê bảng vẽ ........................................................................................................... xvi
Từ viết tắt .................................................................................................................. xvii
Tóm tắt ...................................................................................................................... xix
Chương 1. TỔNG QUAN .........................Error! Bookmark not defined.
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ : ................................................... Error! Bookmark not defined.
1.2. GIỚI HẠN............................................................ Error! Bookmark not defined.
1.3. MỤC TIÊU .......................................................... Error! Bookmark not defined.
1.4. NỘi DUNG NGHIÊN CỨU ................................ Error! Bookmark not defined.
1.5. BỐ CỤC ............................................................... Error! Bookmark not defined.
1.6
Ý NGHĨA THỰC TIỂN......................................................................................... 4
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............Error! Bookmark not defined.
2.1
KHÁI NIỆM BỘ CHỈNH LƯU ........................... Error! Bookmark not defined.
2.2
PHÂN LOẠI BỘ CHỈNH LƯU .......................... Error! Bookmark not defined.
2.3
CẤU TRÚC BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA ĐIỀU KHIỂN TOÀN PHẦN
Error! Bookmark not defined.
2.4
ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU. ................................... Error! Bookmark not defined.
2.4.1 Ưu và nhược điểm của động cơ điện một chiều. . Error! Bookmark not defined.
2.4.2 Cấu tạo động cơ điện một chiều: ......................... Error! Bookmark not defined.
2.4.3 Nguyên lý làm việc .............................................. Error! Bookmark not defined.
2.4.4 Phân loại động cơ điện một chiều: ...................... Error! Bookmark not defined.
viii
2.5 TỔNG QUAN VỀ CARD SỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ TMS320F28335 .............. Error!
Bookmark not defined.
2.5.1 Giới thiệu CARD DSP TMS320F28335 ............. Error! Bookmark not defined.
2.5.2 Đặc điểm thiết kế phần cứng ............................... Error! Bookmark not defined.
Chương 3. TÍNH TỐN CHỌN LINH KIỆN ..... Error! Bookmark not
defined.
3.1 GIỚI THIỆU ........................................................... Error! Bookmark not defined.
3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ........... Error! Bookmark not defined.
3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống ............................... Error! Bookmark not defined.
3.2.2 Chức năng các khối: ............................................ Error! Bookmark not defined.
3.2.3 Hình ảnh và chức năng các khối .......................... Error! Bookmark not defined.
Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG .......Error! Bookmark not defined.
4.1 GIỚI THIỆU ........................................................... Error! Bookmark not defined.
4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG ........................................ Error! Bookmark not defined.
4.2.1 Thi công bo mạch ............................................ Error! Bookmark not defined.
4.2.2 Hình ảnh thực tế các module ........................... Error! Bookmark not defined.
4.2.3 Lắp ráp và kiểm tra .......................................... Error! Bookmark not defined.
4.3 ĐĨNG GĨI VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH ............... Error! Bookmark not defined.
4.3.1 Đóng gói bộ điều khiển ................................... Error! Bookmark not defined.
4.3.2 Hình ảnh thực tế mơ hình ................................ Error! Bookmark not defined.
4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ...................................... Error! Bookmark not defined.
4.4.1 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển ............. Error! Bookmark not defined.
4.4.2 Viết chương trình hệ thống .............................. Error! Bookmark not defined.
4.5 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ......................................... Error! Bookmark not defined.
4.5.1 Sơ đồ mạch mô phỏng ..................................... Error! Bookmark not defined.
4.5.2 Chức năng các khối trong sơ đồ ...................... Error! Bookmark not defined.
4.6. SO SÁNH DẠNG SÓNG NGÕ RA CHƯA HỒI TIẾP VÀ CÓ HỒI TIẾP . Error!
Bookmark not defined.
4.6.1 Mơ phỏng với góc kích 0o ................................ Error! Bookmark not defined.
4.6.2 Mơ phỏng vói góc kích 30 o : ........................... Error! Bookmark not defined.
4.6.3 Mơ phỏng với góc kích 60 o : ........................... Error! Bookmark not defined.
4.7 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC .. Error! Bookmark not
defined.
ix
Chương 5. KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ . Error! Bookmark not
defined.
5.1 MẠCH ĐỆM .......................................................... Error! Bookmark not defined.
5.1.1 Mạch đệm ngõ vào .......................................... Error! Bookmark not defined.
5.1.2 Mạch đệm ngõ ra ............................................. Error! Bookmark not defined.
5.2 MẠCH NGUỒN ..................................................... Error! Bookmark not defined.
5.3 MẠCH CÔNG SUẤT ............................................ Error! Bookmark not defined.
5.3.1 Kết quả dạng sóng trên mạch cơng suất chưa hồi tiếp ... Error! Bookmark not
defined.
5.3.2 Kết quả dạng sóng trên mạch cơng suất có hồi tiếp ....... Error! Bookmark not
defined.
Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Error! Bookmark
not defined.
6.1 KẾT LUẬN ............................................................ Error! Bookmark not defined.
6.1.1 Đánh giá kết quả đạt được ............................... Error! Bookmark not defined.
6.1.2 Những vấn đề còn tồn tại ................................. Error! Bookmark not defined.
6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ......................................... Error! Bookmark not defined.
Phụ lục .................................................................................................... 78
x
LIỆT KÊ HÌNH VẼ
Hình
Trang
Hình 2.1: Sơ đồ ngun lý mạch chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển toàn phần ....................... 6
Hình 2.2 Dạng sóng xung kích và điện áp mạch chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển
tồn phần ............................................................................................................................... 8
Hình 2.3: Cấu tạo động cơ điện một chiều........................................................................... 10
Hình 2.4: Cực từ chính .......................................................................................................... 10
Hình 2.5: Sơ đồ cách quấn dây ............................................................................................. 12
Hình 2.6: Cấu tạo cổ góp ...................................................................................................... 12
Hình 2.7: Kit vi xử lý DSP TMS320 F28335 ......................................................................... 15
Hình 2.8: CPU F28xx ............................................................................................................ 18
Hình 2.9: Vùng chức năng của CPU ..................................................................................... 19
Hình 2.10: Sơ đồ khối CPU ................................................................................................... 20
Hình 2.11: Tổ chức bộ nhớ của CPU .................................................................................... 21
Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống ....................................................................................................... 24
Hình 3.2: Kit vi xử lý DSP TMS320 F28335Matlab ............................................................ 26
Hình 3.3: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân IC TL084 ............................................................ 29
Hình 3.4: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân IC 74HC245 ....................................................... 30
Hình 3.5: Mơ hình thực tế và sơ đồ chân IC 7805 ................................................................ 31
Hình 3.6: Mơ hình thực tế và sơ đồ chân IC 7905 ................................................................ 31
Hình 3.7: Mơ hình thực tế và sơ đồ chân IC 7812 ................................................................ 33
Hình 3.8:Mơ hình thực tếvà sơ đồ chân trasistor H1061 ...................................................... 33
Hình 3.9: Hình ảnh một số biến áp xung và lõi quấn biến áp xung ...................................... 34
Hình 3.10: Hình ảnh thực tế DIODE IN4007 ....................................................................... 35
xii
Hình 3.11: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân Thyristor BT151-500R .................................... 36
Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn................................................................................. 37
Hình 4.2: Khối mạch PCB nguồn .......................................................................................... 38
Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý mạch đệm ngõ vào ...................................................................... 38
Hình 4.4 Khối PCB mạch đệm ngõ vào ................................................................................. 39
Hình 4.5: Sơ đồ nguyên lý mạch đệm ngõ ra ........................................................................ 39
Hình 4.6: Khối PCB mạch đệm ngõ ra.................................................................................. 40
Hình 4.7: Sơ đồ ngun lý mạch tín hiệu , cơng suất ............................................................ 41
Hình 4.8: Khối PCB mạch tín hiệu, cơng suất ...................................................................... 42
Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý mạch hồi tiếp ............................................................................. 42
Hình 4.10: Khối PCB mạch hồi tiếp ...................................................................................... 43
Hình 4.11: Module mạch nguồn ............................................................................................ 43
Hình 4.12: Module mạch đệm ngõ vào ................................................................................. 44
Hình 4.13: Module mạch đệm ngõ ra .................................................................................... 44
Hình 4.14: Module mạch tín hiệu , cơng suất ....................................................................... 45
Hình 4.15: Module mạch hồi tiếp .......................................................................................... 45
Hình 4.16: Hình mơ hình hồn chỉnh .................................................................................... 49
Hình 4.17: Cửa sổ thư viện Simulink .................................................................................... 52
Hình 4.18: Sơ đồ kết nối Mablab .......................................................................................... 53
Hình 4.19: Khối tạo xung kích .............................................................................................. 54
Hình 4.20: Sơ đồ kết nối cho khối dò điểm zero trong Matlab ............................................. 54
Hình 4.21: Sơ đồ khối hồi tiếp ............................................................................................... 55
Hình 4.22 : Sơ đồ mạch mơ phỏng ........................................................................................ 55
Hình 4.23 Sơ đồ khối tạo sóng sin ........................................................................................ 56
xiii
Hình 4.24 : Sơ đồ khối tạo xung kích .................................................................................... 56
Hình 4.25 Sơ đồ khối hồi tiếp ............................................................................................... 57
Hình 4.26 : Hình ảnh mơ phỏng dạng sóng ngõ ra chưa hồi tiếp tại góc kích 0o................. 57
Hình 4.27 : Hình ảnh mơ phỏng dạng sóng ngõ ra có hồi tiếp tại góc kích 0o ..................... 57
Hình 4.28 : Hình ảnh mơ phỏng dạng sóng ngõ ra chưa hồi tiếp tại góc kích 30o............... 58
Hình 4.29 : Hình ảnh mơ phỏng dạng sóng ngõ ra có hồi tiếp tại góc kích 30o ................... 58
Hình 4.30 : Hình ảnh mơ phỏng dạng sóng ngõ ra chưa hồi tiếp tại góc kích 60o............... 58
Hình 4.31 : Hình ảnh mơ phỏng dạng sóng ngõ ra có hồi tiếp tại góc kích 60o ................... 59
Hình 5.1 : Dạng sóng cấp vào mạch đệm pha A, B, C .......................................................... 60
Hình 5.2 : Dạng sóng cấp vào mạch đệm pha A’, B’,C’ ........................................................ 60
Hình 5.3 : Dạng sóng ngõ ra mạch đệm pha A, B, C ............................................................ 61
Hình 5.4 : Dạng sóng ngỏ ra mạch đệm pha A’, B’, C’ ......................................................... 61
Hình 5.5 : Dạng sóng xung kích A, B, C ............................................................................... 62
Hình 5.6 : Dạng sóng xung kích A’, B’, C’ ............................................................................ 63
Hình 5.7 : Dạng sóng ngõ ra mạch nguồn ............................................................................ 63
Hình 5.8 : Kết quả mơ phỏng dạng sóng pha A, B, C ........................................................... 64
Hình 5.9 : Kết quả dạng sóng pha A, B, C ........................................................................... 64
Hình 5.10 : Kết quả mơ phỏng xung kích A , B , C ............................................................... 65
Hình 5.11 : Dạng sóng xung kích A , B , C .......................................................................... 65
Hình 5.12 : Kết quả mơ phỏng xung kích A’ , B’ , C’ ........................................................... 66
Hình 5.13 : Dạng sóng xung kích A’ , B’ , C’ ...................................................................... 66
Hình 5.14 : Dạng sóng mơ phỏng trên tải R với góc kích 00 ................................................ 67
Hình 5.15 : Dạng sóng thực nghiệm trên tải R với góc kích 00 ............................................ 67
Hình 5.16: Dạng sóng thực nghiệm trên tải động cơ với góc kích 00 ................................... 68
xiv
Hình 5.17 : Dạng sóng mơ phỏng trên tải R với góc kích 150 .............................................. 68
Hình 5.18 : Dạng sóng thực nghiệm trên tải R với góc kích 150 .......................................... 69
Hình 5.19: Dạng sóng thực nghiệm trên tải động cơ với góc kích 150 ................................. 69
Hình 5.20 : Dạng sóng mơ phỏng trên tải R với góc kích 300 .............................................. 70
Hình 5.21 : Dạng sóng thực nghiệm trên tải R với góc kích 300 .......................................... 70
Hình 5.22: Dạng sóng thực nghiệm trên tải động cơ với góc kích 300 ................................. 71
Hình 5.23 : Dạng sóng mơ phỏng trên tải R với góc kích 450 .............................................. 71
Hình 5.24 : Dạng sóng thực nghiệm trên tải R với góc kích 450 .......................................... 72
Hình 5.25: Dạng sóng thực nghiệm trên tải động cơ với góc kích 450 ................................. 72
Hình 5.26 : Dạng sóng mơ phỏng trên tải R với góc kích 600 .............................................. 73
Hình 5.27 : Dạng sóng thực nghiệm trên tải R với góc kích 600 .......................................... 73
Hình 5.28: Dạng sóng thực nghiệm trên tải động cơ với góc kích 600 ................................. 74
xv
LIỆT KÊ BẢNG
Bảng
Trang
Bảng 3.1: Thông số IC TL084 ............................................................................................ 29
Bảng 3.2: Chức năng chân của IC 74HC245 ..................................................................... 30
Bảng 3.3: Thông số IC 7905 ............................................................................................... 32
Bảng 3.4: Thông số IC 7905 ............................................................................................... 34
Bảng 4.1: Danh sách các linh kiện ..................................................................................... 47
Bảng 5.1: Bảng so sánh kết quả ngõ ra chưa hồi tiếp và có hồi tiếp với góc kích 150....... 74
Bảng 5.2: Bảng so sánh kết quả ngõ ra chưa hồi tiếp và có hồi tiếp với góc kích 300....... 75
Bảng 5.3: Bảng so sánh kết quả ngõ ra chưa hồi tiếp và có hồi tiếp với góc kích 450....... 75
xvi
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
C
: Tụ lọc nguồn DC.
fc
: Tần số sóng mang
fm
: Tần số sóng điều khiển
K
: Số khóa chuyển mạch/1 pha
R
: Điện trở tải.
Vac
: Điện áp dây nguồn lưới ba pha.
Vd
: Điện áp DC của bộ chỉnh.
SCR
: Semiconductor Controlled Rectifier
A
: Ampe – Đơn vị đo dòng điện
V
: Voltage – Đơn vị đo điện áp
HP
: Horse powerĐơn vị đo công suất động cơ
ROM
: Read-Only Memory
RAM
: Random Access Memory
JTAG
:Joint Test Action Group
IEEE
: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DMA
: Direct memory access
DCS
: distributed control system
CPU
: Central Processing Unit
CAN
: Controller Area Network
ADC
: Analog Digital Change
IDE
: Integrated Development Environment
xvii
ANSI
: American National Standards Institute
GPIO
: General Purpose Input/Output
PWM
: Pulse Width Modulation
CMOS
: Complementary Metal-Oxide-Semiconductor
BJT
: Bipolar junction transistor
OTP
: One True Pairing
I/O
: Input/ Output
PCB
: Printed Circuit Board
xviii
TÓM TẮT
Đề tài này sử dụng card DSP F28335 điều khiển bộ chỉnh lưu cầu ba pha để điều
khiển tốc độ động cơ DC sao cho ổn định. Việc sử dụng hồi tiếp ngõ ra trong mạch
chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển để điều khiển động cơ DC sẽ giúp cho động cơ hoạt
động ổn định dù điện áp cung cấp ở đầu vào có thay đổi thì ngõ ra cung cấp cho động
cơ vẫn không thay đổi. Kết quả của mơ hình này sẽ được kiểm chứng qua việc mơ
phỏng và q trình thực nghiệm.
Đề tài này sẽ thực hiện trên phần cứng do nhóm sinh viên tự thi cơng. Phần mơ
phỏng và lập trình nhúng sẽ thực hiện trên phần mềm MATLAB/SIMULINK các thuật
toán điều khiển được thực hiên trên vi xử lý điều khiển tín hiệu số DSP TMS320F
28335.
Để hồn thành đề tài nhóm sinh viên đã sử dụng các phương pháp sau:
- Tham khảo, phân tích, tổng hợp, sử dụng có chọn lọc tài liệu từ các cơng trình
nghiên cứu.
- Phương pháp thực nghiệm.
- Đánh giá kết quả dựa trên lý thuyết và thực nghiệm.
Sau khi hoàn thành đề tài phải đạt được những kết quả sau:
- Hồn thành được mơ hình phần cứng mạch sử dụng card DSP F28335 điều
khiển bộ chỉnh lưu cầu ba pha .
Mơ hình phải hoạt động tốt và đạt được những yêu cầu đặt ra từ trước.
xix
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1.
ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật đã tạo ra những thành
tựu to lớn, trong đó ngành tự động hóa cũng góp phần khơng nhỏ vào thành cơng đó. Một
trong những vấn đề quan trọng trong các dây truyền tự động hóa sản xuất hiện đại là việc
điều chỉnh tốc độ động cơ. Từ trước đến nay, động cơ một chiều vẫn luôn là loại động cơ
được sử dụng rộng rãi kể cả những hệ thống yêu cầu cao.
Và bộ chỉnh lưu dùng để biến đổi nguồn điện xoay chiều thành một chiều cấp cho
các động cơ điện một chiều khơng cịn là một khái niệm mới mẻ nữa. Nó đã được sử
dụng nhiều và đóng một vai trị rất quan trọng trong ngành cơng nghiệp cũng như ngành
điện của các nước trên thế giới .Và với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và kỹ
thuật hiện nay thì việc nghiên cứu các phương pháp điều khiển chỉnh lưu đã và đang thực
hiện ngày càng nhiều hơn.Việt Nam là một trong những nước đang phát triển và có nền
kinh tế trọng điểm là cơng nghiệp. Đặc biệt là công nghiệp điện tử, các thiết bị điện tử
công suất được sản xuất ngày càng nhiều, được ứng dụng trong công nghiệp và đời sống
hằng ngày phát triển hết sức mạnh mẽ.
Tuy nhiên để đáp ứng được nhu cầu ngày càng nhiều và phức tạp của công nghiệp
thì điện tử cơng suất ln phải nghiên cứu để tìm ra giải pháp tối ưu nhất. Đặc biệt với chủ
trương cơng nghiệp hóa hiện đại hóa của nhà nước, các nhà máy, xí nghiệp cần phải thay
đổi, nâng cao để đưa công nghệ tự động vào trong sản xuất . Do đó địi hỏi phải có thiết bị
và phương pháp điều khiển an tồn, chính xác .
Do vậy, việc điều khiển và giám sát sự ổn định điện áp máy phát là một vấn đề hết
sức quan trọng và cần thiết, xử lý tốt những khâu này là tiền đề cho những sản phẩm mong
muốn và đạt tiêu chuẩn.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Xuất phát từ những yếu tố trên cùng với việc sử dụng máy tính rộng rãi trong đời
sống cũng như trong cơng nghiệp, nhóm nghiên cứu quyết định chọn đề tài “ ỨNG DỤNG
CARD DSP F28335 ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA ”.
1.2.
GIỚI HẠN
-
Đề tài chỉ xây dựng dưới dạng mơ hình.
-
Có 2 mạch cơng xuất có thể điều khiển 2 tải cùng lúc. Có thể là tải đèn (tải R ) 220V60W hoặc tải động cơ ( tải RLE) 180V DC- 5A.
-
Thay đổi và ổn định được tốc độ của động cơ.
-
Kích thước mơ hình: 60cmX60cmX100cm.
1.3.
MỤC TIÊU
Thiết kế và thi cơng được mơ hình “ Chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển ”. sử dụng
để điều khiển động cơ một chiều kích từ độc lập.Có thể áp dụng vào thực tế để điều khiển
và giám sát điện áp động cơ với những ứng dụng như: điều khiển và ổn định điện áp tại một
giá trị đặt trước mà người điều khiển mong muốn.
1.4.
NỘi DUNG NGHIÊN CỨU
NỘI DUNG 1:
-
Nghiên cứu cấu tạo động cơ DC kích từ độc lập.
-
Nghiên cứu Card DSP TMS320F28335.
-
Nghiên cứu các thuật toán, các hàm điều khiển bằng Matlab và phương thức
đổ.chương trình từ Matlab xuống card DSP TMS320F28335.
-
Nghiên cứu mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển, mạch hồi tiếp và một số mạch
đệm khác.
NỘI DUNG 2:
-
Thi cơng mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển.
NỘI DUNG 3:
-
Nghiên cứu hồi tiếp mô phỏng bằng Matlab.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
-
Thi cơng mơ hình.
NỘI DUNG 4:
-
1.5.
Đánh giá kết quả thực hiện.
BỐ CỤC
Chương 1: Tổng Quan
Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung
nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án.
Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết.
Chương này giới thiệu sơ lược loại động cơ tiến hành điều khiển. Chức năng và công
dụng của những linh kiện, bo mạch, card DSP, cũng như giới thiệu sơ về phần mềm Matlab
mà ta tiến hành mơ phỏng cũng như dùng để đổ chương trình xuống Card DSP để điều
khiển.
Chương 3: Tính Tốn và Thiết Kế
Chương này xây dựng mơ hình thực tế dựa trên cơ sở lý thuyết ở trên. Chúng ta sẽ
tính tốn và thi cơng mơ hình phù hợp với u cầu đặt ra ban đầu.
Chương 4: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá
Chương này thu thập kết quả thực nghiệm sau đó so sánh với yêu cầu ban dầu đặt ra
rồi tiến hành đưa ra nhận xét kết quả có đạt u cầu ban đầu khơng. Nếu chưa đạt thì quay
lại chương 3 tính tốn sao cho đạt với u cầu ban đầu.
Chương 5: Kết Luận và Hướng Phát Triển
Chương này tổng kết những gì làm được và những gì chưa làm được. Sau đó đưa ra
hướng để phát triển đề tài lên.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.6 Ý NGHĨA THỰC TIỂN
Để đáp ứng cho nhu cầu thực hành trong lĩnh vực tự động hóa ngày nay tại các
trường Đại học, Cao đẳng, các phịng thí nghiệm phải trang bị rất nhiều nhiều các mơ hình
thí nghiệm hiện đại, đắt tiền. Đối với một số trường, nguồn kinh phí để đáp ứng cho nhu
cầu này lại rất hạn chế. Điểm chung của các mô hình này là bộ điều khiển có khả năng
nhúng các thuật tốn điều khiển thơng minh. Trong lĩnh vực tự động hóa, có rất nhiều thuật
tốn điều khiển từ cổ điển đến hiện đại đòi hỏi bộ điều khiển phải xử lý với tốc độ rất nhanh.
Công cụ để thực hiện triệt để vấn đề này tại thời điểm hiện nay là dòng IC DSP
TMS320F28335 kết hợp với Matlab. Đây là một công cụ mạnh, linh hoạt mà giá thành lại
rất phù hợp.
Việc kết hợp giữa IC DSP TMS320F28335 và Matlab sẽ tạo ra nhiều bộ điều khiển
linh hoạt, giúp người học nắm rõ hơn các giải thuật điều khiển trong lĩnh vực tự động hóa
mà khơng cần thiết phải thí nghiệm trên nhiều đối tượng.
Đề tài có thể áp dụng vào thực tế điều khiển và giám sát điện áp động cơ với những
ứng dụng như: điều khiển và ổn định điện áp tại một giá trị đặt trước mà người điều khiển
mong muốn.Ví dụ như ổn định điện áp cho băng truyền tự động….
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
4
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 KHÁI NIỆM BỘ CHỈNH LƯU
Bộ chỉnh lưu là mạch điện bao gồm các linh kiện điện tử dùng để biến đổi dòng điện
xoay chiều thành dòng điện một chiều.
Bộ chỉnh lưu có thể được sử dụng trong các bộ nguồn cung cấp dòng điện một chiều,
hoặc trong các mạch tách sóng tín hiệu vơ tuyến điện, trong các thiết bị vơ tuyến. Phần tử
tích cực trong bộ chỉnh lưu có thể là các diode bán dẫn, các đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc
các linh kiện khác.
Mơ hình tốn:
2.2 PHÂN LOẠI BỘ CHỈNH LƯU
Chỉnh lưu được phân loại theo các cách thức sau:
Dựa theo số pha nguồn cấp cho các van chỉnh lưu: có mạch một pha, ba pha, sáu
pha...
Dựa theo loại van bán dẫn:
Mạch dùng hoàn tồn bằng diode: Chỉnh lưu khơng điều khiển.
Mạch dùng kết hợp diode và SCR : Chỉnh lưu bán điều khiển.
Mạch dùng hoàn toàn bằng SCR,IGBT: Chỉnh lưu điều khiển tồn phần.
Dựa theo sơ đồ mắc van có 2 kiểu:
-
Sơ đồ hình tia : Trong sơ đồ này số van dùng cho chỉnh lưu sẽ bằng số pha nguồn
cấp cho mạch chỉnh lưu. Các van đấu chung một đầu nào đó với nhau: hoặc A chung, hoặc
K chung.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
5
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
-
Sơ đồ hình cầu: Trong sơ đồ này số lượng van gấp đôi số pha nguồn cấp cho mạch
chỉnh lưu, trong đó một nửa số van mắc chung nhau A , một nửa số van mắc chung K.
-
Trong đề tài này, chúng ta chỉ phân tích sâu bộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển toàn
phần dùng linh kiện SCR.
2.3 CẤU TRÚC BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA ĐIỀU KHIỂN TỒN PHẦN
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển toàn phần.
Ở mạch này ta sử dụng 6 SCR chia thành 2 nhóm:
-
Nhóm anode chung (SCR2,SCR4,SCR6).
-
Nhóm catode chung (SCR1,SCR3,SCR5).
Sơ đồ điều khiển đồng bộ cầu 3 pha cho phép mở từng cặp SCR tương ứng để tạo điện
áp chỉnh lưu Ud trên tải.
Để cấp đúng xung điều khiển đồng bộ cho các SCR ta phải hiểu được nguyên tắc
chung: Khi ở pha A-UA có điện thế dương thì SCR1 phân cực thuận, nếu được kích thì nó
sẽ dẫn (dịng từ A qua SCR1 qua tải về phía âm qua SCR thuộc nhóm âm của pha khác),
SCR4 phân cực ngược. Khi ở pha A là âm, SCR4 phân cực thuận, nếu được kích thì nó sẽ
dẫn tương tự cho các SCR và pha khác.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
6
