intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đề Tài: Phân tích và xây dựng hệ thống đo và điều khiển tốc độ động cơ

Chia sẻ: NguyễnThanh Hiếu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:47

Thêm vào BST
Báo xấu
317
lượt xem 115
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong các ngành công nghiêp, công tác điều khiển vận hành các thiết bị theo một quy trình nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm đồng thời tiết kiệm chi phí sản xuất giữ một vị trí quan trọng. Với ưu điểm là điều khiển tốc độ động cơ dễ dàng, độ ổn định tốc độ cao nên động cơ một chiều đã được sử dụng khá phổ biến như: truyền động cho một số máy như máy nghiền, máy nâng, vận chuyển, điều khiển băng tải, điều khiển các robot…...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề Tài: Phân tích và xây dựng hệ thống đo và điều khiển tốc độ động cơ

  1. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN  Đề Tài: Phân tích và xây dựng hệ thống đo và điều khiển tốc độ động cơ Giáo Viên Bộ Môn : Hà Văn Phương Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 1
  2. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Nhóm 3 –Lớp TĐH2 K5 Sinh viên thực hành: 1Nguyễn Hồng Hải 2Nghiêm Thị Hằng 3Dương Xuân Hiếu 4Hoàng Văn Hiếu 5Nguyễn Thanh Hiếu(NT) 6Ninh Đắc Huân 7Lê Bá Hùng 8Lê Đ ình Hùng 9Ngô Quang Hưng 10Cao Xuân Hướng 11Nguyễn Văn Huy Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 2
  3. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Lời nói đầu Trong các ngành công nghiêp, công tác điều khiển vận h ành các thiết bị theo một quy trình nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm đồng thời tiết kiệm chi phí sản xuất giữ một vị trí quan trọng. Với ưu điểm là điều khiển tốc độ động cơ dễ dàng, độ ổn định tốc độ cao nên động cơ một chiều đã được sử dụng khá phổ biến nh ư: truyền động cho một số máy như máy nghiền, máy nâng, vận chuyển, điều khiển băng tải, điều khiển các robot… Để đo tốc độ của động cơ một chiều th ì có rất nhiều ph ương pháp, trong bài tập lớn của mình chúng em xin trình bày đo tốc độ động cơ dùng encoder- một loại cảm biến dùng để đo số vòng quay của động cơ và gửi về vi điều khiển để trực tiếp điều khiển tốc độ động cơ theo ý muốn. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện đã giúp đỡ chúng em và thầy Hà Văn Phương đ ã trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn chúng em làm bài tập lớn Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng trong quá trình làm bài tập lớn, chưa có nhiều kinh nghiệm nên còn có nhiều nhiều sai sót trong cách trình bày cũng như phần thể hiện đồ án của mình mong các thầy, cô và các bạn góp ý và bổ sung thêm. Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 3
  4. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Chúng em xin chân thành cảm ơn. Mục Lục Phần 1:Phân tích công nghệ ............. Phần 2: Cấu trúc hệ thống ............... I Sơ đồ khối hệ thống .................................... II Các thiết bị cần dùng ................................. A Khối cảm biến ............................................ 1 Máy phát tốc .................................................. 2 Encoder ......................................................... B Khối xử lí .................................................... C Khối hiển thị ............................................... III Các thiết bị khác ....................................... A Optocouplers .............................................. B Động cơ điện một chiều ............................. C Rơ le trung gian ......................................... Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 4
  5. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Phần 3: Sơ đồ nguyên lí & kết luận… NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 5
  6. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Phần 1: Phân tích công nghệ Như chúng ta đã biết trong điều kiện khoa học kỹ thuật và kinh tế phát triển như hiện nay thi quy trình tự động hóa trong công nghiệp và sản xuất hầu như không thể thiếu được . Nó đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc giúp tăng năng suất , tăng độ chính xác và do đó tăng hiệu quả sản xuất . Trong đó một vai trò không thể không nhắc đến của qui trình tự động hóa là :”Đo và điều khiển tốc độ động cơ” Quy trình này gồm 2 phần đó là:”Đo” và “Điều khiển”.Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại linh kiện khác nhau ứng dụng cho việc đo và điều khiển động cơ nhưng chủ yếu phần đo vẫn là sử dụng máy phát tốc và encorder và điều khiển dùng vi điều khiển hoặc dùng IC số. Với các loại linh kiện khác nhau thì chúng có ưu, nhược điểm, giá thành khác nhau Công nghệ sử dụng máy phát xung với độ chính xác hơi kém vì bị ảnh hưởng nhiều bởi sai số của thiết bị đo, điện trở dây dẫn… được sử dụng trong các thiết bị đo không đòi hỏi độ chính xác cao như đo tốc độ xe máy, xe đạp điện… Bên cạnh đó là cảm biến encoder với giá thành cao được sử dụng trong công nghiệp với độ chính xác cao Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 6
  7. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Phần 2: I:Sơ đồ khối hệ thống Bộ Nguồn Bộ Bộ Bộ hiển th ị Điều khiển Motor nhập dữ liệu Bộ Bộ đo XLTH lường Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 7
  8. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Chức năng của các bộ phận trong sơ đồ hệ thống 1, Bộ đo lường Bộ đo lường có tác dụng chuyển tín hiệu của tốc độ động cơ ở dạng không phải điện về dạng điện, có điện áp hoặc tần số … tỉ lệ với tốc độ động cơ. 2, Bộ xử lí tín hiệu Bộ xử lý tín hiệu có tác dụng: - Thu nhận các tín hiệu phản hồi. -Tiếp nhận các tín hiệu từ người điều khiển. -So sánh tín hiệu chuẩn đó với tín hiệu được đưa vào của bộ đo lường. -Đưa ra các tín hiệu cho bộ biến đổi năng lượng cấp cho động cơ. - Đưa tín hiệu hiển thị ra LCD hoặc LED 7 thanh. 3,Bộ biến đổi Bộ biến đổi có tác dụng thay đổi các giá trị của nguồn để cấp cho động cơ như điện áp, dòng diện,tần số…dưới sự chỉ huy của bộ xử lý. 4, Bộ nhập dữ liệu Bộ nhập dữ liệu bao gồm bàn phím,công tắc, các nút ấn,… hoặc hệ thống mạng công nghiệp,máy tính để con người có thể giao tiếp với hệ thống. Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 8
  9. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 5,Bộ hiển thị Là bộ phận hiển thị các thông số trên hệ thống có thể là LCD ,LED hoăc màn hình CRT. 6,Motor là động cơ cần điều khiển 7, Bộ nguồn Bộ nguồn có tác dụng cung cấp điện áp cho bộ điều khiển, bộ xử lí, bộ hiển thị,…điện áp cấp vào có thể là 1 pha,1 chiều, 3 pha,… II: Các thiết bị cần dùng A; Khối đo lường (cảm biến) Hiện nay có 2 loại cảm biến thông dụng dùng để đo tốc độ động cơ là máy phát tốc và encoder với những ứng dụng khác nhau. 1. Máy phát tốc Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 9
  10. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN H ình 2: Máy phát tốc II. Encoder Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 10
  11. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Hình 3 :Encoder I. Máy phát tốc Nguyên lý hoạt động :Hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Cấu tạo gồm 2 phần: phần cảm v à phần ứng. Khi có sự chuyển động tương đối giữa phần cảm và phần ứng thì trong phần ứng sẽ xuất hiện suất điện động tỉ lệ với tốc độ quay: d e dt Dựa vào tín hiệu ra người ta chia ra làm hai loại: máy phát tốc một chiều và máy phát tốc xoay chiều. 1, Máy phát tốc một chiều Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 11
  12. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Hình 4: Sơ đồ máy phát tốc 1 chiều. 1, Stator. 2, R otor. 3, C ổ góp. 4, C hổi quét. Thực chất đây là một máy phát điện một chiều loại nhỏ 2, máy phát tốc xoay chiều a.máy phát tốc xoay chiều đồng bộ Là một loại máy phát xoay chiều đồng bộ loại nhỏ. Rotor của máy là một hoặc nhiều nam châm điện. Ở đầu ra điện áp được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều. Điện áp này không phụ thuộc vào chiều quay và hiệu suất lọc giảm đi khi tần số thấp. Tốc độ quay của động cơ có thể xác định bằng cách đo tần số do tần số không bị suy giảm khi truyền tải đi xa. Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 12
  13. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Hình 5: Sơ đồ cấu tạo máy phát tốc xoay chiều. b.Máy phát tốc xoay chiều không đồng bộ Hình 6: 1, Cuộn kích. 2, Rotor. 3, Cuộn đo. Cấu tạo của máy pha 2: Encoder Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 13
  14. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Các hình dạng thực tế của encoder: Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 14
  15. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 15
  16. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 1,Khái quát về encoder: Encoder mục đích dùng để quản lý vị trí góc của một đĩa quay, đĩa quay có thể là bánh xe, trục động cơ, hoặc bất kỳ thiết bị quay nào cần xác định vị trí góc. Encoder được chia làm 2 loại: encoder tuyệt đối và encoder tương đối. Encoder tuyệt đối: tức là tín hiệu ta nhận được, chỉ rõ ràng vị trí của encoder, chúng ta không cần xử lý gì thêm, cũng biết chính xác vị trí của encoder. Còn encoder tương đối, là loại encoder chỉ có 1, 2, hoặc tối đa là 3 vòng lỗ. Nếu bây giờ ta đục một lỗ trên một cái đĩa quay, thì cứ mỗi lần đĩa quay 1 vòng khối điều khiển sẽ nhận được tín hiệu, và chúng ta đã biết đĩa quay một Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 16
  17. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN vòng. Nếu có nhiều lỗ hơn ta sẽ có được thông tin chi tiết hơn, có nghĩa là đĩa quay 1/4 vòng, 1/8 vòng, hoặc 1/n vòng, tùy theo số lỗ nằm trên encoder tương đối. Cứ mỗi lần đi qua một lỗ, chúng ta phải lập trình để thiết bị đo đếm lên 1. Do vậy, encoder loại này có tên encoder tương đối (encoder tăng lên 1 đơn v ị). Nguyên lý hoạt động cơ bản của encoder, LED và lỗ: Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên đĩa có các lỗ (rãnh). Người ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa quay, chỗ không có lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta đặt một con mắt thu. Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không. Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 17
  18. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Khi trục quay, giả sử trên đĩa chỉ có một lỗ duy nhất, cứ mỗi lần con mắt thu nhận được tín hiệu đèn led, thì có nghĩa là đĩa đã quay được một vòng. Đây là nguyên lý rất cơ bản của encoder Hình sau sẽ minh họa nguyên lý cơ bản của hoạt động encoder. Trong hình có một đĩa mask, không quay, đó là đĩa cố định để che khe hẹp ánh sáng đi qua. 2, Hoạt động của encoder a.Encoder tuyệt đối Với một số nhị phân có 2 chữ số, chúng ta sẽ có 00, 01, 10, 11: tức là 4 trạng thái. Điều đó có nghĩa là với 2 chữ số, chúng ta có thể chia đĩa encoder thành 4 phần bằng nhau. Và khi quay, chúng ta sẽ xác định được độ chính xác đến 1/4 vòng. Tương tự như vậy, nếu với một số có n chữ số, chúng ta sẽ xác định được độ chính xác đến 1/(2n) vòng. Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 18
  19. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Với đĩa encoder có 2 vòng đĩa.Ở vòng trong cùng, có một rãnh rộng bằng 1/2 đĩa. Vòng phía ngoài, sẽ có 2 rãnh nằm đối diện nhau. Như vậy, chúng ta cần 2 đèn led để phát xuyên qua 2 vòng lỗ, và 2 đèn thu. Sau đây là ví dụ encoder tuyệt đối 8 vòng lỗ: Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 19
  20. Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Để thiết kế encoder tuyệt đối, người ta luôn vẽ sao cho bit thứ N (đối với encoder có N vòng lỗ) nằm ở trong cùng, có nghĩa là lỗ lớn nhất có góc rộng 180 độ, nằm trong cùng. Bởi vì chúng ta thấy rằng, bit 0 (nếu xem là số nhị phân) sẽ thay đổi liên tục mỗi 1/(2)N vòng quay. Vì thế, chúng ta cần rất nhiều lỗ. Nếu đặt ở trong thì không thể nào vẽ được, vì ở trong bán kính nhỏ hơn. Ngoài ra, nếu đặt ở Bài tập lớn môn Đo lường và cảm biến Page 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

TL.01: Bộ Tiểu Luận Triết Học
207 tài liệu
1435 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2