intTypePromotion=1
 » 
 » 

Giáo trình hình thành ứng dụng phân tích phần tử chuẩn điều khiển bằng điện áp chuẩn Vref p6

Chia sẻ: Sfdsg Uikulo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

0
Thêm vào BST
Báo xấu
50
lượt xem 4
download

Giáo trình hình thành ứng dụng phân tích phần tử chuẩn điều khiển bằng điện áp chuẩn Vref p6

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Modul vào/ra EM 235 là loại modul mở rộng với đầu vào analog tốc độ cao. Nó có khả năng chuyển đổi một tín hiệu vào analog thành giá trị số tương đương trong 171 μs đối với CPU 212 và 139 μs đối với tất cả các CPU S7- 200 khác. Việc chuyển đổi tín hiệu vào analog được thực hiện mỗi khi đầu vào được truy cập bởi chương trình. EM235

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình hình thành ứng dụng phân tích phần tử chuẩn điều khiển bằng điện áp chuẩn Vref p6

  1. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w . PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o c .c . .d o .d o ack c u -tr a c k c u -tr I.SÔ ÑOÀ KHOÁI CUÛA BOÄ NGUOÀN: CHÆNH LÖU 110-220VAC CAÀU VAØ LOÏC BAÛO VEÄ DAÏO ÑOÄNG BAÛO VEÄ QUAÙ AÙP SOÙNG VUOÂNG QUAÙ DOØNG BIEÁN AÙP XUNG CHÆNH LÖU CHÆNH LÖU CHÆNH LÖU VAØ LOÏC VAØ LOÏC VAØ LOÏC 5V/10A +15V/3A -15V/3A Trang 55
  2. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w . PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o c .c . .d o .d o ack c u -tr a c k c u -tr -KHOÁI CHÆNH LÖU CAÀU VAØ LOÏC: Duøng ñeå bieán ñoåi ñieän xoay chieàu thaønh ñieän naêng moät chieàu vaø laøm phaúng ñieän aùp hay doøng ñieän moät chieàu ôû ngoû ra chænh löu. -DAO ÑOÄNG SOÙNG VUOÂNG : Duøng ñeå bieán ñoåi ñieän aùp DC thaønh ñieän aùp AC taàn soá cao. -BIEÁN AÙP XUNG: Duøng ñeå caûm öùng ñieän aùp AC sô caáp sang thöù caáp theo tæ soá doøng daây giöõa cuoän sô caáp vaø caùc cuoän daây thöù caáp. -CHÆNH LÖU VAØ LOÏC: Chænh löu ñieän aùp xoay chieàu taàn soá cao ra ñieän aùp moät chieàu vaø ñöôïc loïc phaúng ñeå taïo ra caùc möùc ñieän aùp ngoõ ra. -KHOÁI BAÛO VEÄ QUAÙ DOØNG: Duøng ñeå taét boä dao ñoäng khi coù hieän töôïng quaù doøng. -KHOÁI BAÛO VEÄ QUAÙ AÙP : Duøng ñeå taét dao ñoäng khi coù hieän töôïng quaù aùp II.TÍNH TOAÙN , THIEÁT KEÁ BIEÁN AÙP XUNG : -Yeâu caàu thieát keá : -Coâng suaát ra : P out = 5.10 + ( 15.3 )2=140W -Nhö vaäy coâng suaát ra cuûa boä nguoàn laø 140W .Tra baûng ta choïn taàn soá dao ñoäng f=62KHz -Töø nhöõng phaân tích ôû chöông II , ta ñaõ choïn Half-Bridge converter ñeå thieát keá nguoàn oån aùp xung. 1.Coâng suaát vaøo: Pin =Pout / eff vôùi eff laø hieäu suaát -Giaû söû hieäu suaát cuûa boä nguoàn laø 80%. Pin=140 / 0,8= 175 W 2.Ñieän theá naén ngoõ vaøo : Khi nguoàn xoay chieàu ngoõ vaøo laø :  110V:Thì maïch hoaït ñoäng nhö maïch nhaân ñoâi ñieän aùp -Nöûa chu kyø ñaàu :Ñieän aùp ñænh do tuï C1 naïp VP =1,41 .110 -1=154V ( 94/1 ) -Nöûa chu kyø sau :Tuï C2 cuõng naïp vôùi möùc VP Trang 56
  3. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w . PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o c .c . .d o .d o ack c u -tr a c k c u -tr -Vaäy ôû caû moät chu kyø: Vdc=Vc1+Vc2=154+154=308V ( 94/1 )  220V:Ñieän aùp DC chænh löu ñænh :Vdc=(1,41. 220)-2=308V 3.Tính toaùn soá doøng daây sô caáp : Ta coù (Vdc / 2 - 1)(0.8T/2) . 108 (2.7/1) Np = Ae.dB Vôùi T=1/f. vôùi f=62 KHz Ae=1,11 cm2 :tieát dieän loõi -Choïn dB=1600 Gausse (308 / 2 - 1)(0.8T/2) . 108 = 55,57 voøng Np = 1,11.1600.62.103 -Choïn NP= 56 voøng 4.Giaù trò doøng ñieän: -Doøng san baèng ñænh: 3,13Po Ipft(half-bridge) = (3.1/1) Vdc 3,13.140 Ipft(half-bridge) = = 1.43 308 -Doøng ñieän gôïn soùng sô caáp: 2,79.140 Irms(p) = = 308 Irms(p) = 1.27A 5.Tieát dieän daây sô caáp: Ta coù : 1395.Po Atcm= (3.3/1) Vdc Vôùi Atcm laø tieát dieän daây (circular mils) (1 in2 =  /4.10-6 circular mils) 1395.140 Atcm = = 634 (circular mils) 308 Trang 57
  4. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w . PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o c .c . .d o .d o ack c u -tr a c k c u -tr Ati = Atcm ( /4) 10-6 (258/1) A tcm .N p Abi = (7.15/1) - 6 0,255.10 Ati : tieát dieän daây (in2) Vôùi Abi : tieát dieän khung (in2) Vaäy: 634.56 = 0,14 ( in2) Abi = 0,255.10 6 0,2.A bi A ti = (7.14/1) Np ( cm2 ) At = Ati . 6,45 .16 ( 1 inch = 2,54 cm ) At = 0,0033 cm2 = 0,33 mm2 Maø At =  d2/4 Vaäy ñöôøng kính daây sô caáp d = 0,65 mm 6.Soá doøng daây thöù caáp: Vdc N 2.Ton - 1) 5S - 1] V(5) = [ ( (2.2/1) 2 Np T vôùi N5S: soá doøng daây thöù caáp (5v) Ton = 0,8T / 2 N 308 - 1) 5S – 1) . 0,8 = 2,7 voøng V(5) = (( 2 56 Choïn N5S = 3 voøng N Vdc – 1) 5S – 1) . 2Ton / T V(15) = (( Np 2 Vôùi N15S : soá voøng daây thöù caáp ( 15v ) N15S = 7,3 voøng Choïn N15S = 8 voøng Ta coù doøng ñieän gôïn soùng thöù caáp : Is(rms) = 0,632 . Idc Trang 58
  5. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w . PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o c .c . .d o .d o ack c u -tr a c k c u -tr Idc : doøng moät chieàu ngoõ ra +5V/10A Is(rms) = 0,632 . 10 = 6,32 A 7.Tieát dieän daây thöù caáp: Tieát dieän daây thöù caáp : Ascm =316.I+ 5V/10A : vôùi Ascm (circular mils) Ascm = 316 . 10 = 3160 Tieát dieän daây tính baèng in2 Asi = 3160 .  /4 . 10-6 = 0,00248 in2 Tieát dieän daây tính baèng cm2 Asc = Asi . 6,45 . 10 = 0,0159 cm2 Tieát dieän daây tính baèng mm2 Asm = 1,59 mm2 Maø Asm =  d2/4 =>d = 1,4 mm Vaäy ñöôøng kính daây thöù caáp (5V/10A) : d = 1,4 mm 15V/3A : Ta coù Is(rms) = 0,632 . 3 = 1,896 A Ascm = 316 . 3 = 948 Tieát dieän daây tính baèng in2 Asci = 948 . ( /4) . 10-6 = 0,000744 in2 Tieát dieän daây tính baèng cm2 Asc = Asi . 645.16 = 0,00479 cm2 Tieát dieän daây tính baèng mm2 Asm = 0,479 mm2 Ñuoøng kíng daây d = 0,78 mm 8.Tieát dieän khung quaán daây : Abi = 0,14 in2 => Abi = 0,14 . 6,4516 = 0,9 cm2 III.THIEÁT KEÁ BOÄ LOÏC NGOÛ RA ; A-5V/10A : -Cuoän loïc ngoû ra(Lo) Lo= 0,5.V0 .T / I0 Trang 59
  6. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w . PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o c .c . .d o .d o ack c u -tr a c k c u -tr Vôùi V0 = Vdc . ÔÛ ngoû ra : Vo = 5V T = 1/f ; f = 62 KHz Ion = Idc = 10 A 0,5 . 5 => Lo = = 4 H 10 . 62 . 103 -Tuï loïc ngoû ra (Co) Ta coù : dI = 2 . Idc min Vôùi Idc min = 1/10 . Idc Bieân ñoä doøng ñieän ñænh ñænh gôïn soùng cuûa cuoän daây : dI = 2 A Ñieän aùp goän soùng ñænh ñænh Vr = Ro . dI Ro : Ñieän trôû töông ñöông Ro thöôøngng raát nhoû, choïn Ro = 0,05 Vr = 0,05 . 2 = 0,1 V Co = 80 . 16-6 . dI / Vr = 1600 F B- 15 V / 3A : Cuoän loïc ngoû ra : Lo 0,5 . Vo . T 0,5 . 15 Lo = = = 40 H Io 3 . 62 . 103 Vôùi Ion = Idc = 3A T = 1/f ; f = 62 KHz Tuï loïc ngoû ra Co : Ta coù dI = 2 . Idc min Vôùi Idc min = Idc/10 dI = 0,6 A Ñieän aùp gôïn soùng ñænh : Vr = Ro . dI Choïn Ro = 0,05  : Ñieän trôû tuong ñuong Vr = 0,05 . 0,6 = 0,03 V Trang 60
  7. . Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp 80 . 10-6 . 0,6 80 . 10-6 . di Co = = = 1600 F Vr 0,03 Choïn C = 1600 F IV.THIEÁT KEÁ MAÏCH NAÉN LOÏC NGOÛ VAØO : 1.CAÀU DIODE : Maïch naén loïc ngoõ vaøo ñuôïc thieát keá theo maïch nhö hình veõ Ñieän aùp nguoàn löôùi ñaët tröïc tieáp vaøo caàu naén neân 4 diode phaûi chòu ñieän aùp ngöôïc cao. Trò soá ñænh cuûa ñieän aùp laø : Vp = 220 . 1,414 = 311 V Trò soá ñænh cuûa ñieän aùp nguoïc ñaët leân moãi diode laø : Vin = 311 . 1,57 = 448 V Neáu döï tröõ theâm 10% thì ta caàn choïn caùc diode chòu ñuoïc aùp nguôïc cho pheùp laø 600 V. Töø nhaän xeùt treân ta thaáy Diode 1N4007 laø thích hôïp, vì noù coù ñieän aùp nguôïc Vin = 1000V Doøng ñieän baûo hoøa nguoïc Is = 5 A Doøng ñieän thuaän cöïc ñaïi IF max = 1 A Diode 1N4007 laø loaïi diode thoâng duïng, coù nhieàu treân thò tröôøng, giaù kinh teá. Neân ta choïn caàu Diode laø 1N4007. 2.Tuï loïc : Vì ñaây laø maïch oån aùp xung , neân ñieän aùp ngoõ ra ñöôïc loïc ôû ngoõ ra, neân vaán ñeà loïc ngoõ vaøo coù ñoä gôïn soùng cao vaø coù theå leân ñeán 25 – 40 %. ta coù : 1 = 23fRC vôùi  : ñoä gôïn soùng ( % ) 1 C= = 192,45  F 2 3fRC Trang 61
  8. . Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp vôùi  = 30 % , f = 50 Hz , R = 100 K Thöïc teá ta choïn C = 220 F V.MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN : Maïch ñieàu khieån ñoä roäng xung vôùi taàn soá coá ñònh ñuoïc xaây döïng ñeå thöïc hieän vieäc ñieàu khieån trong boä nguoàn switching. Noù ñuoïc thieát keá theo töøng khoái rôøi hay ñöôïcc tích hôïp trong caùc IC . Neáu thieát keá theo töøng khoái rôøi thì boä nguoàn seõ phöùc taïp, ñoä chính xaùc khoâng cao ,dieän tích chieám choå lôùn . Vì vaäy ta choïn IC ñeå khaéc phuïc caùc nhöôïc ñieåm treân. Coù nhieàu loaïi IC ñieàu khieån ñoä roäng xung nhö :SG 1524,UC 1846, TL 494, TL 495....Nhöng TL 494 coù nhieàu treân thò tröôøng, giaù thaønh reû, neân ta choïn IC TL 494. Moâ taû IC TL 494 : IC TL 494 bao goàm boä dao ñoäng raêng cöa tuyeán tính vôùi taàn soá ñöôïc xaùc ñònh bôûi 2 thaønh phaàn beân ngoaøi laø RT vaø CT Taàn soá dao ñoäng : f = 1,1 / ( RT . CT ) Ngoû ra cuûa maïch ñieàu cheá ñoä roäng xung ñöôïc thöïc hieän bôûi söï so saùnh soùng raêng cöa vôùi 2 tín hieäu ñieàu khieån ñöa ñeán coång NOR vaø sau ñoù suaát ra 2 transistor Q1 vaø Q2 .Tín hieäu suaát ra ñeán Q1,Q2 chæ xaûy ra khi tín hieäu raêng cöa lôùn hôn so vôùi 2 tín hieäu vaøo . Vì theá vieäc taêng bieân ñoä tín hieäu ñieàu khieån seõ laøm giaûm ñoä roäng xung ra ( xin tham khaûo sô ñoà veõ daïng soùng cuûa IC TL494 ) Tín hieäu ñieàu khieån 1 beân ngoaøi ñöa vaøo ñuoïc cung caáp cho maïch dead-time .Tín hieäu ñieàu khieån 2 ñöôïc ñöa vaøo maïch khueách ñaïi sai leäch hoaëc ngoû vaøo feedback . Maïch so saùnh ñieàu khieån ñoä roäng xung seõ so saùnh ñieän aùp ñöa töø beân ngoaøi vaøo ñeå cho ra 1 xung coù ñoä roäng xung tuøy thuoäc vaøo ñieän theá ngoû vaøo.Thôøi gian hoaït ñoäng cuûa xung tuøy thuoäc vaøo thôøi gian dead-time vaø ñoä roäng xung cuûa maïch so saùnh PWM. IC TL 494 coù 1 ñieän theá oån aùp beân trong laø 5V vôùi doøng laø 10 mA vaø ñöôïc ñöa ra chaân soá 14 ñeå laøm ñieän aùp chuaån Nhö ñaõ noùi ôû treân taàn soá dao ñoäng ñöôïc ñònh bôûi RT vaø CT ,thöïc teá treân maïch laø C36 vaø R36 vaø fosc = 62 KHz Trang 62
  9. . Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp Ta coù 1 fosc = = 62 KHz R36.C36 Choïn R36 = 18 K Thay caùc giaù trò vaøo ta ñuoïc C36 = 958 pF = 1000 pF Doøng IC 494 laø 10 mA vaø aùp cuûa noù cung caáp cho maïch laø 5V R42 = 5/10 = 0,5 K Choïn R42 = 1K Q3 ( C 945 ) vaø Q4 ( C 945 ) laø 2 transistor ôû taàng driver : C 945 coù ñaëc tính kyõ thuaät sau : BVCBO = 70 V BVCEO = 70 V BVEBO = 4 V Tính R18 ,ta coù : R18 VBQ4 = Vcc R17 + R18 Khi Q4 daån ,ta coù VBQ4 = 0,6 V , Vcc = 5 V Choïn R18 = 1 K Thay caùc giaù trò treân vaøo coâng thöùc ta ñuoïc R17 = 4,2 K Choïn R17 = 3,9 K Baèng caùch duøng 2 coâng thöùc treân aùp duïng cho Q3 vôùi 2 ñieän trôû phaân cöïc laø R21 vaø R19 ( choïn R21 = 3,9 K ) ta coù : R19 = 1,2 K Thöïc teá choïn R19 = 1,5 K Aùp duïng cho Q6 ta cuõng ñuoïc keát quaû R39 = 39 K R40 = 1 K Thoâng soá kyõ thuaät cuûa transistro A 733 ( Q5 ) BVCBO = 100 Trang 63
  10. . Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp BVCEO = 80 BVEBO = 5 Ic max = 0,5 A P = 0,5 W ,  =120 -ÔÛ cheá ñoä Q5 baét ñaàu daån thì doøng Ic = 0,12 mA neân ta cuõng coù IBQ5 = Ic /  = 1 mA Neân R41 = ( 5-VBEQ1 ) / IBQ1 Vôùi VBEQ1 = 0,2 V =>IBQ1 = 1 mA -Thay caùc giaù trò vaøo ta ñöôïc : R41 = 4,8 K -Thöïc teá choïn R41 = 4,7 K -Tính tuï lieân laïc C5: Ta coù : Ipft . 0,8 T/2 Ipft . 0,8 .T/2 C5 = = dV 10 % . VCQ1 Vôùi Ipft = 1,42 A ( tính toaùn ôû phaàn ñaàu ) VCQ1 = 150 V => C5 = 0,6 F Choïn C5 = 1 F VI.TRANSISTOR NGAÉT DAÃN : Vì ñaây laø cheá ñoä Half-Bridge converter neân ñieän aùp nguoïc C-E laø : VBCE = 220 . 1,414 . 1,21 = 376,5 V Trong ñoù 1,21 laø heä soá döï phoøng ,neân ta choïn transistor coù ñieän aùp nguoïc naèm trong khoaûng naøy . Theo lyù luaän treân ta choïn transistor C 4242 vì caùc thoâng soá cuûa C 4242 ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu treân Thoâng soá kyõ thuaät cuûa C 4242 laø : VCBO = 700 V VEBO = 9 V VCEO = 4000 V I=2A Trang 64
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2254 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:0933030098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2009-2019 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2