LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
giới thiệu chung
Từ việc tìm hiểu và tham quan các doanh nghiệp, chúng tôi nhận thấy tầm quan trọng của tự động hóa trong việc điều khiển động cơ ba pha đối với dây chuyền sản xuất Tuy nhiên, nhiều doanh nghiệp nhỏ vẫn chưa áp dụng công nghệ này, dẫn đến lãng phí thời gian và nhân lực Để khắc phục điều này, chúng tôi quyết định xây dựng một mô hình thu nhỏ sử dụng linh kiện điện – điện tử, nhằm giúp các đơn vị sản xuất nhỏ hiểu rõ hơn về lợi ích của dây chuyền sản xuất tự động và bán tự động, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.
MODUN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 3 PHA
ý tưởng thực hiện
Trong thời đại công nghệ bùng nổ, đặc biệt là trong ngành điện tử kỹ thuật số, các mạch ứng dụng ngày càng phong phú nhằm mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng Nhằm đáp ứng những yêu cầu cấp thiết của cuộc sống hiện đại, nhóm đồ án của chúng em đã nghiên cứu và thiết kế “môdun mô phỏng điều khiển động cơ 3 pha”, dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Phạm Thanh Tùng.
ứng dụng của mạch
Mạch mô phỏng được áp dụng trong sản xuất để tạo ra các dây chuyền lớn, phù hợp với môi trường sản xuất và hỗ trợ quá trình tự động hóa trong các dây chuyền này.
kết luận chương 1
Mục đích, yêu cầu của sản phẩm: Mục đích của modun điều khiển động cơ 3 pha
Tự động hóa điều khiển động cơ đóng vai trò quan trọng trong việc cải tiến quy trình xây dựng hệ thống sản xuất Việc này được thực hiện một cách đơn giản, chính xác và tiết kiệm chi phí Để đạt được hiệu quả, mô-đun mô phỏng điều khiển động cơ cần phải gọn nhẹ, chạy ổn định, dễ lắp đặt, sửa chữa và có chi phí hợp lý.
CHƯƠNG II BÀI TOÁN CÔNG NGHỆ
Hình 2.1 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ 3 pha có đảo chiều quay
Cơ cấu tạo tín hiệu điều khiển:
- Tiếp điểm rơ le nhiệt : RN
- Rơ le trung gian : K1 ;K2 ;RL1 ;RL2 Động cơ : 3 pha không đồng bộ
BÀI TOÁN CÔNG NGHỆ
Bài toán công nghệ
Mở atomat để khởi động mạch động lực
Nhấn nút S1 động cơ quay thuận
Nhấn nút S2 động cơ đảo chiều quay
Khi động cơ quá tải hoặc gặp trục trặc hay hiện tượng ngắn mạch Rơ le nhiệt ngắt tiếp điểm để bảo vệ mạch cầ thiết bị điện
Nguyên lý làm việc trong thực tế CHƯƠNG III:CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Nguyên lý hoạt động của mạch khi đóng atomat sẽ cấp nguồn cho rơ le nhiệt hoạt động cấp nguồn 24VDC cho PLC
Khi nhấn nút S1 đầu vào I0.0, PLC sẽ thực hiện lệnh trong bộ nhớ chương trình và cung cấp nguồn 24V cho rơ le RL1 Khi tiếp điểm RL1 đóng lại, nó sẽ cấp nguồn cho rơ le trung gian K1 với điện áp 220V Các tiếp điểm của rơ le trung gian K1 sau đó sẽ đóng lại, cung cấp nguồn 3 pha cho động cơ hoạt động.
Khi nhấn nút S2, đầu vào I0.1 sẽ được cấp nguồn, PLC thực hiện lệnh trong bộ nhớ chương trình, ngắt nguồn đầu ra Q0.1, làm cho cuộn hút của rơ le RL1 mất điện và tiếp điểm RL1 mở ra, ngắt điện cuộn hút K1 và mở các tiếp điểm của K1 Sau một khoảng thời gian do lực quán tính, đầu ra PLC Q0.3 sẽ có mức điện áp 24V cấp nguồn cho rơ le RL2, làm các tiếp điểm RL2 đóng lại, cấp nguồn cho cuộn hút của rơ le trung gian K2, từ đó các tiếp điểm của rơ le trung gian K2 đóng lại và động cơ quay nghịch.
Tiếp điểm thường đóng RN của rơ le nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ mạch điện khỏi tình trạng quá tải hoặc ngắn mạch Khi tiếp điểm RN mở ra, nguồn đầu vào I0.3 PLC sẽ bị ngắt, dẫn đến việc thực hiện câu lệnh trong bộ nhớ chương trình, qua đó ngắt tất cả các đầu ra Q0.1 và Q0.3, dừng hoạt động của động cơ.
Nút ấn S3 là nút Stop dùng để dừng động cơ khi phát hiện vấn đề, cho phép kiểm tra và bảo dưỡng Khi ấn nút S3, đầu vào PLC I0.2 sẽ bị ngắt, PLC xác nhận trạng thái ngắt này và thực hiện lệnh trong bộ nhớ, dẫn đến việc ngắt điện ở đầu ra I0.1 và I0.2, từ đó làm ngừng hoạt động cuộn hút RL1 và RL2 Tiếp điểm của rơ le RL1 và RL2 mở ra, ngắt nguồn 220VAC cho cuộn hút K1 và K2, giúp dừng hoạt động của động cơ một cách từ từ.
CHƯƠNG 3:CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Tổng quan về PLC
3.1.1 Giới thiệu tổng quan về PLC
PLC (Bộ điều khiển lập trình) là thiết bị cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển logic linh hoạt thông qua ngôn ngữ lập trình Người dùng có thể lập trình để thực hiện nhiều trình tự sự kiện, được kích hoạt bởi tác nhân bên ngoài hoặc các hoạt động có độ trễ như thời gian định kỳ Khi sự kiện được kích hoạt, PLC sẽ điều khiển các thiết bị vật lý bằng cách bật hoặc tắt chúng Bộ điều khiển lập trình liên tục lặp lại chương trình đã được lập để chờ tín hiệu đầu vào và xuất tín hiệu đầu ra theo thời gian đã định.
Các loại PLC thông dụng: CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C
Thông thường s7-1200 được chia ra làm 2 loại chính:
- Ngõ vào: Kích hoạt mức 1 ở cấp điện áp +24VDC ( từ 15VDC – 30VDC)
Ngõ ra Relay là một trong những ưu điểm nổi bật, cho phép sử dụng ngõ ra ở nhiều cấp điện áp khác nhau Điều này mang lại sự linh hoạt và tiện lợi trong ứng dụng, đáp ứng nhu cầu đa dạng của người sử dụng.
- Nhược điểm: Ngõ ra Relay nên thời gian đáp ứng không nhanh cho ứng dụng biến điệu độ rộng xung, hoặc Output tốc độ cao
+ Loại cấp điện áp 24VDC:
- Ngõ vào : Kích hoạt mức 1 ở cấp điện áp + 24VDC ( từ 15VDC- 30VDC )
- Ngõ ra: Transistor - Ưu điểm: có thể sử dụng ngõ ra này để biến điệu độ rộng xung, Output tốc độ cao
- Nhược điểm: Chỉ có thể sử dụng một cấp điện áp duy nhất là 24VDC.
Cấu tạo bên ngoài của PLC bao gồm các đèn hiển thị cho biết trạng thái hoạt động của các cổng input/output, cũng như hoạt động tổng thể của PLC Ngoài ra, PLC còn có các cổng kết nối, khe cắm thẻ nhớ và vị trí gắn dây nối, cùng với các mô-đun mở rộng để nâng cao khả năng hoạt động.
PLC S7-1200 có cấu tạo bên trong tương tự như các PLC khác trong cùng dòng, bao gồm 4 bộ phận chính: bộ xử lý, bộ nhớ, bộ nguồn và giao tiếp nhập/xuất.
Bộ xử lý trung tâm (CPU) là thành phần chính của hệ thống, có nhiệm vụ biên dịch các tín hiệu đầu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển dựa trên chương trình lưu trữ trong bộ nhớ của PLC Nó cũng truyền tải các tín hiệu hoạt động đến các thiết bị đầu ra.
Bộ nguồn có vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi điện áp AC thành điện áp DC 24V, cung cấp nguồn năng lượng cần thiết cho bộ xử lý và các mạch điện trong các module giao tiếp nhập và xuất hoạt động hiệu quả.
- Bộ nhớ là nơi lưu trữ chương trình được sử dụng cho các hoạt động điều khiển dưới sự kiếm soát của bộ vi xử lý
Các thành phần nhập và xuất (input/output) đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải thông tin giữa bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi Tín hiệu nhập thường đến từ các công tắc và bộ cảm biến, trong khi thiết bị xuất bao gồm cuộn dây của công tắc và bộ khởi động động cơ, cũng như các van.
3.1.3 Ứng dụng của PLC Siemens S7 - 1200
PLC Siemens S7 - 1200 được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng như:
• Điều khiển đèn chiếu sáng
• Điều khiển bơm cao áp
3.1.4 Đặc điểm nổi bật của PLC S7-1200
Board tín hiệu của PLC S7-1200
Board tín hiệu là một module giúp mở rộng số lượng tín hiệu vào/ra với chi phí thấp, phù hợp cho các ứng dụng cần mở rộng số lượng tín hiệu ít PLC S7-1200 bao gồm các loại board tín hiệu khác nhau để đáp ứng nhu cầu này.
• 1 cổng tín hiệu ra analog 12 bit (+ -10VDC, 0-20mA)
• 2 cổng tín hiệu vào + 2 cổng tín hiệu ra số, 0.5A
Modules mở rộng tín hiệu vào/ra
Các module mở rộng tín hiệu vào/ra được gắn trực tiếp vào bên phải của CPU, cung cấp sự linh hoạt cho hệ thống S7-1200 với nhiều loại module tín hiệu vào/ra số và analog.
Hình3.2 Module mở rộng Module truyền thông
CPU S7-1200 không chỉ tích hợp sẵn truyền thông Ethernet mà còn cho phép mở rộng thêm 3 mô-đun truyền thông khác nhau, mang lại khả năng kết nối linh hoạt và nhanh chóng hơn.
PLC Siemens S7-1200 hỗ trợ các kết nối Profibus và kết nối PTP (point to point) Giao tiếp PROFINET với:
• Các thiết bị lập trình
• Các bộ điều khiển SIMATIC khác
Hỗ trợ các giao thức kết nối:
• TCP/IP • SIO-on-TCP
3.1.5 Nguyên lý hoạt động của PLC
Khi cấp nguồn cho PLC, CPU điều khiển các hoạt động bên trong bằng cách đọc và kiểm tra tín hiệu vào Sau đó, nó thực hiện từng lệnh trong chương trình, đóng hoặc ngắt các đầu ra Các trạng thái đầu ra được gửi đến các thiết bị liên kết để thực thi, và toàn bộ hoạt động này phụ thuộc vào chương trình điều khiển lưu trữ trong bộ nhớ.
Hệ thống bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song:
+ Address bus:bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ tới các module khác nhau + Data bus:bus dùng để truyền dữ liệu
+ Control bus:kênh điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điều khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC
Hệ thống Bus có vai trò quan trọng trong việc trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và các thiết bị I/O Ngoài ra, CPU được cung cấp xung clock với tần số 1,8 MHz.
Xung này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống về PLC S7 – 1200.
3.1.6 Sơ đồ đấu nối cho PLC S7-1200
Có 2 cách để đấu nguồn của S7-1200
PLC sử dụng nguồn AC-220V có cặp chân ký hiệu L1 và N ở góc trái phía trên Để hoạt động, bạn chỉ cần cấp nguồn AC vào hai chân này.
- Lưu ý: Để tránh cấp nguồn nhầm nên xem kỹ nguồn ghi ở nhãn PLC (PLC là loại 24VDC mà cấp 220VAC vào thì PLC sẽ bị nổ ngay lập tức)
PLC sử dụng nguồn DC với chân ký hiệu L+ và M ở góc trái phía trên Để cấp nguồn, bạn cần kết nối +24VDC vào chân L+ và 0VDC vào chân M.
- Lưu ý: Dùng VOM đo điện áp của nguồn thật kỹ trước khi cấp nguồn cho PLC.
Cách đấu nối đầu vào PLC Siemens S7-1200 giống nhau cho tất cả các loại CPU Chân 1M được gọi là chân chung, quy định kiểu đấu dây cho ngõ vào Nếu kết nối chân 1M với nguồn 0V của nguồn DC, thì nguồn +DC sẽ được sử dụng để kích ngõ vào Ngược lại, nếu nối +DC vào chân 1M, thì 0V sẽ được dùng để kích ngõ vào.
Tìm hiểu về động cơ 3 pha
3.2.1Tìm hiểu chung về động cơ 3 pha
3.2.1.1 Cấu tạo động cơ điện 3 pha Động cơ điện 3 pha có cấu tạo gồm 2 phần chính: Stator và Rotor
Stator được chế tạo từ các tấm thép kỹ thuật điện mỏng, có thể là dạng xẻ rãnh hoặc khối thép đúc Cách thức lắp ráp các lá thép vào khung được minh họa như hình dưới, trong đó chỉ một số lá thép được hiển thị, và dây quấn đi qua các khe (rãnh) của stator.
Rotor là phần quay của động cơ, được cấu tạo từ nhiều thanh kim loại tạo thành một lồng hình trụ Có hai loại rotor chính: rotor lồng sóc, được hình thành từ các thanh kim loại song song, và rotor dây quấn.
3.2.2 Phân loại động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ Động cơ điện 3 pha gồm hai loại gồm động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ
+ Tốc độ Roto bằng tốc độ từ trường quay Stato
+ Khởi động dung dòng DC kích thích Roto hoặc dùng từ trường nam châm vĩnh cửu cho dòng khởi động bé hơn động cơ không đồng bộ
- Động cơ không đồng bộ 3 pha:
+ Cấu tạo đơn giản gặp nhiều trong đời sống
+ Tốc độ Roto bé hơn tốc độ từ trường Stato
+Khởi động trực tiếp bằng điện xoay chiều
Chúng ta nên lựa chọn động cơ không đồng bộ ba pha vì nó có cấu trúc đơn giản và cơ chế khởi động dễ dàng Hơn nữa, động cơ này cũng phổ biến hơn so với động cơ đồng bộ.
3.2.3 Nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha
Khi dòng điện ba pha tần số f được cung cấp cho ba dây quấn Stato, nó tạo ra từ trường quay với tốc độ n1 = 60f/p Từ trường này cắt qua các thanh dẫn của dây quấn Roto, dẫn đến việc cảm ứng các sức điện động Do dây quấn Roto được nối kín mạch, sức điện động cảm ứng sẽ sinh ra dòng điện trong các thanh dẫn Roto Lực tác dụng giữa từ trường quay và thanh dẫn mang dòng điện Roto sẽ kéo Roto quay với tốc độ n nhỏ hơn n1 và cùng chiều với n1.
Tốc độ quay của Roto n luôn thấp hơn tốc độ từ trường quay n1 Nếu hai tốc độ này bằng nhau, sẽ không còn sức điện động và dòng điện cảm ứng trong dây quấn Roto, dẫn đến lực điện từ trở về bằng không.
3.2.4 Cách đấu dây đông cơ điện 3 pha Đấu dây được xem là một phần quan trọng, nếu như không đấu dây cẩn thận sẽ gây ra nhiều vấn đề nguy hiểm khác Tùy thuộc vào thông số của động cơ điện và mạng điện sẽ có cách đấu dây khác nhau Thường thì có 2 cách đấu dây cho động cơ điện 3 pha là đấu dây động cơ điện 3 pha đấu tam giác và đấu dây hình sao. Động cơ điện 3 pha được đấu dây theo hình tam giác khi thông số của động cơ điện là 220V/380V và điện áp của mạng lưới điện là 110V/220V Trong trường hợp này, dây điện được đấu theo hình tam giác để phù hợp với mức thông số điện áp của động cơ điện ở mức thấp nhất là 220V và điện áp của mạng lưới điện ở mức cao nhất là 380V Dưới đây là sơ đồ cách đấu dây bằng phương pháp đấu sao tam giác. Động cơ điện 3 pha được đấu dây theo hình sao khi thông số điện áp định mức của động cơ là 220V/380V còn điện áp của mạng lưới điện là 220V/380V Trường hợp dây điện được đấu theo hình sao để phù hợp với mức điện áp định mức thấp nhất của động cơ là 220V và điện áp cao nhất của mạng lưới là 380V Dưới đây là sơ đồ cách đấu dây bằng phương pháp đấu sao.
3.3.1 Điện trở Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động, có khả năng cản trở dòng điện, tạo sự sụt áp Ký hiệu điện trở: R (Resistor) Đơn vị tính: ohm (Ω)
A điện trở thông dụng B biến trở (chiết áp) C biến trở (hiệu chỉnh)
Điện trở có các thông số cơ bản như giá trị phụ thuộc vào vòng màu, vật liệu, kích thước và độ dài Ngoài giá trị và độ sai lệch cho phép so với các giá trị tiêu chuẩn, các đặc tính quan trọng khác bao gồm khả năng chịu tải và hệ số nhiệt độ.
Các giá trị giới hạn do nhà sản xuất quy định là những thông số quan trọng, nếu bị vượt quá có thể dẫn đến việc thay đổi các tham số của linh kiện hoặc gây hư hỏng Do đó, việc tuân thủ các giá trị này là rất cần thiết để đảm bảo sự hoạt động ổn định và bền bỉ của linh kiện.
- Công suất cực đại cho phép Pmax
- Điện áp làm việc cực đại cho phép Umax
- Phân loại theo cấu tạo có 3 loại:
+ Than ép: loại này có công suất < 3W và hoạt động ở tần số thấp
+ Màng than: loại này có công suất >3W và họt động ở tần số cao
+ Dây quấn: loại này có công suất >5W và hoạt động ở tần số thấp.
- Phân loại theo công suất
+ Công suất nhỏ: kích thước nhỏ
+ Công suất trung bình: kích thước lớn hơn
+ Công suất lớn: kích thước lớn
- Xác định chất lượng của điện trở:
Kiểm tra bằng mắt thường để xem màu sắc của than điện trở có bị đổi màu ở bất kỳ vị trí nào không Nếu phát hiện sự thay đổi màu sắc, giá trị của điện trở có thể bị ảnh hưởng trong quá trình hoạt động.
+ Dùng đồng hồ vạn năng kết hợp với chỉ số ghi trên thân của điện trở để xác định chất lượng của điện trở.
- Những hư hỏng thường gặp ở điện trở:
+ Cháy: Do làm việc quá công suất chịu đựng
Tăng trị số điện trở thường xảy ra ở các điện trở bột than, do hoạt tính của lớp bột than bị biến chất sau một thời gian sử dụng.
+ Giảm trị số: Thường xảy ra ở các điện trở dây quấn là do bị chạm 1 số vòng dây.
- Công dụng: dùng để biến đổi (thay đổi giá trị điện trở, qua đó làm thay đổi điện áp hoặc dòng điện ra trên biến trở)
+ Biến trở chiết áp: đòi hỏi sự điều chỉnh với độ chính xác không cao + Biến trở vi chỉnh: để điều chỉnh độ chính xác của mạch điện.
-biến trở có 2 loại cơ bản là loại than và loại dây quấn
Biến trở dạng dây quấn có công suất cao thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu khả năng chịu tải lớn, trong khi biến trở loại màng mỏng được sử dụng phổ biến hơn Các biến trở này, còn gọi là "chiết áp" (potentiometer), có thể được điều chỉnh bằng tay mà không cần dụng cụ.
+ Đối với biến trở loại than: thực tế có 2 loại A và B
Biến trở loại A, hay còn gọi là biến trở tuyến tính, thường được sử dụng để điều chỉnh âm lượng lớn, nhỏ trong các thiết bị như amply, cassette, radio và tivi Ngoài ra, nó cũng được áp dụng để điều chỉnh độ tương phản và độ sáng trên tivi.
Loại B là một biến trở có khả năng chỉnh thay đổi đột biến nhanh, với tính năng điều chỉnh âm sắc trầm và bổng thông qua amply Biến trở này còn được biết đến với tên gọi là biến trở phi tuyến hoặc trở loga.
- Cách đo biến trở để xá định giá trị hoặc cá định loại A,B:
Vặn đồng hồ vạn năng về thang đo ohm (Ω)
Đo cặp chân 1,3 rồi chiếu với giá trị trên than biến trở
Đo tiếp cặp chân 1, 2 rồi dùng tay vặn thử biến trở xem giá trị hiển thị trên đồng hồ có thay đổi hay không
Nếu thay đổi chậm: ta xác định VR là loại A
Nếu thay đổi nhanh: ta xác định VR là loại B
- Nếu kim đồng hồ thay đổi, rồi lại chuyển về vị trí ∞ là biến trở bị đứt
- Nếu kim đồng hồ thay đổi, rồi chuyển về vị trí ∞, sau đó lại trở lại vị trí gần đó là biến trở bị bẩn, rỗ mặt than
phân loại động cơ đồng bộ và không đồng bộ
Khái niệm và ký hiệu của tu điện
- Khái niệm: tụ điện là linh kiện điện tử thụ động, dùng để làm phần tử tích trữ và giải phóng năng lượng trong mạch điện
- Ký hiệu của tụ điện: C Được xác định bằng biểu thức: C
(Xc ) Đơn vị tính: Fara (F)
+ Kí hiệu của tụ trong mạch điện:
Tụ hóa có phân cực
Tụ hóa có phân cực
Tụ hóa không phân cực
Tụ biến dung hay tụ biến đổi
Khi sử dụng tụ điện, cần phân biệt giữa tụ không phân cực và tụ phân cực Tụ không phân cực có thể kết nối mà không cần quan tâm đến cực, trong khi tụ phân cực yêu cầu phải chú ý: cực dương (+) phải được nối vào điểm có điện áp cao hơn, còn cực âm (-) phải kết nối với điểm có điện áp thấp hơn.
Cấu tạo và phân loại tụ điện:
Tụ không phân cực được cấu tạo từ các lá kim loại xen kẽ với các lá chất cách điện, gọi là chất điện môi Tên gọi của từng loại tụ được đặt theo loại chất điện môi sử dụng, ví dụ như tụ giấy, tụ gốm, tụ mica, và tụ dầu.
Giá trị của tụ điện thường có điện dung từ 1,8pF đến 1μF Khi điện dung vượt quá mức này, kích thước của tụ điện sẽ tăng lên đáng kể Để giảm kích thước, việc chế tạo tụ điện phân cực sẽ được áp dụng.
- Tụ điện phân: màng oxide nhôm
Tụ điện phân bao gồm hai điện cực tách biệt bởi một màng mỏng chất điện phân Khi có điện áp tác động, một lớp oxit kim loại không dẫn điện hình thành, hoạt động như chất điện môi Lớp điện môi mỏng hơn giúp giảm kích thước tụ và tăng điện dung Tụ điện phân có cực tính rõ ràng và nếu nối sai cực tính, lớp điện môi có thể bị hỏng dẫn đến nổ tụ Loại tụ này cũng dễ bị dò điện do tồn dư điện phân.
- Phân loại theo tính chất: ( tính chất phân cực) : gồm có:
+ Tụ không phân cực: gồm các lá kim loại xen kẽ với lớp cách điện mỏng, giỏ trị của nú thường từ 1,8pF ữ 1àF
Tụ phân cực được cấu tạo từ hai điện cực được cách ly bởi một lớp chất điện phân mỏng, đóng vai trò như điện môi Độ dày của lớp điện môi ảnh hưởng trực tiếp đến trị số điện dung, với lớp mỏng hơn mang lại giá trị cao hơn Loại tụ này có đặc tính phân cực, và các ký hiệu của các cực được ghi rõ ràng trên thân tụ.
- Phân loại theo cấu tạo:
Tụ gốm là loại điện môi được sản xuất từ gốm, thường có kích thước nhỏ và có dạng ống hoặc đĩa Chúng có khả năng lưu trữ điện tích với trị số từ 1pF đến 1µF và có điện áp làm việc tương đối cao.
Tụ mica là loại điện môi được chế tạo từ mica có tráng bạc, với trị số dao động từ 2,2pF đến 10nF Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng tần số cao nhờ vào chất lượng vượt trội và sai số nhỏ, mặc dù giá thành của tụ mica tương đối cao.
+ Tụ polycacbonat: có dạng tấm chữ nhật, kích thước nhỏ gọn phù hợp với cỏc Board mạch in, điện dung lớn( tới 1àF)
+ Tụ giấy polysie: chất điện môi làm bằng giấy ép tẩm polysie có dạng hỡnh trụ, cú trị số từ 1nFữ 1àF
Tụ hóa, hay còn gọi là tụ điện phân, được cấu tạo từ các lá nhôm và bột dung dịch điện phân, với kích thước và độ sai số lớp rất nhỏ Giá trị điện dung của tụ hóa thường dao động từ 0.1 µF đến 470 µF.
Tụ tantan được sản xuất dưới hai dạng hình trụ với đầu ra dọc theo trục và dạng hình viên, có kích thước nhỏ gọn Điện dung của loại tụ này dao động từ 0.1 àF đến 100 àF.
+ Tụ biến đổi: chính là tụ xoay trong radio hay tụ tinh chỉnh
Xác định chất lượng của tụ điện:
- Dùng thang đo Ohm (của đồng hồ vạn năng chỉ thị kim
+ Khi đo tụ >100àF chọn thang đo X1
+ Khi đo tụ từ 10àF đến 100àF chọn thang đo X10 + Khi đo tụ từ 0.1àF đến
Khi đo tụ điện, nếu giá trị từ 0,001µF đến 0,1µF, hãy chọn thang đo X10 Đối với tụ từ 100pF đến 0,001µF, sử dụng thang đo X1M Còn khi đo tụ dưới 100pF, chọn thang đo X10M Ngoài ra, cần thực hiện đo 2 lần và đảo chiều que đo để đảm bảo độ chính xác.
Khi kiểm tra tụ điện, nếu kim vọt lên rồi trở về hết, điều này cho thấy khả năng nạp và xả của tụ còn tốt Ngược lại, nếu kim vọt lên 0Ω, tụ bị nối tắt do bị đánh thủng hoặc chạm Nếu kim vọt lên nhưng không trở về hết, tụ có dấu hiệu rò rỉ Trường hợp kim vọt lên rồi trở về lờ đờ, tụ có thể đã bị khô Cuối cùng, nếu kim không lên, tụ điện có khả năng bị đứt Tụ điện có nhiều ứng dụng quan trọng trong các mạch điện.
- Đối với tụ phân cực: được ứng dụng trong mạch điện tử để san phằng điện áp 1 chiều, lọc tín hiệu xoay chiều
- Tụ không phân cực: được ứng dụng trong mạch điện tử để lọt các tín hiệu tần số cao
- Tụ còn được ứng dụng trong các mạch dao động
Khái niệm, kí hiệu của cuộn cảm
Cuộn cảm là linh kiện điện tử thụ động, có khả năng chọn lọc tần số tín hiệu Nó có chức năng tích trữ và chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng từ trường Đối với tín hiệu tần số cao, tổng trở của cuộn cảm tăng cao, dẫn đến dòng điện qua cuộn cảm rất nhỏ Ngược lại, với dòng điện một chiều, cuộn cảm hoạt động như một điện trở thuần Trong trường hợp dòng điện xoay chiều, tổng trở của cuộn cảm bao gồm điện trở thuần RL và trở kháng XL.
Từ đó ta có: ZL=RL+j.XL= RL+ j2fL
Cuộn dây không có lõi (lõi không khí) hoạt động hiệu quả ở tần số cao trên 10MHz Trong khi đó, cuộn dây có lõi sắt bụi thích hợp cho tần số trung bình từ 50kHz đến 10MHz Cuối cùng, cuộn dây có lõi sắt cứng tôn silic hoạt động tốt ở tần số thấp, bắt đầu từ 50kHz.
Cuộn dây có 1 lõi điều chỉnh được Cuộn dây có 2 lõi điều chỉnh được
- Phân loại theo vật liệu làm lõi gồm có:
+ Cuộn cảm lõi bụi sắt (lõi sắt bụi )
+ Cuộn cảm lõi sắt lá
-Phân loại theo tính chất cuộn cảm
+ Cuộn cảm có trị số cố định
+ Cuộn cảm có trị số thay đổi
Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ Nó có chức năng biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều từ điện áp này sang điện áp khác mà không thay đổi tần số.
Do vậy máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ không biến đổi năng lượng
Nếu 1 cuộn dây được đặt vào 1 nguồn điện áp xoay chiều (gọi là cuộn dây sơ cấp), thì sẽ có 1 từ thông sinh ra với biên độ phụ thuộc vào điện áp sơ cấp và số vòng dây quấn sơ cấp
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH
chức năng của các khối
+ Khối nguồn : -khối nguồn 24 VDC cấp nguồn nuôi cho khối điều khiển đồng thời gián tiếp cấp tín hiệu điều khiển cho các đầu vào của khối điều khiển
-khối nguồn 5VDC cấp nguồn cho các đèn led (động cơ qua các tiếp điểm)
Khối tạo tín hiệu điều khiển bao gồm các nút ấn, khi được kích hoạt sẽ tạo ra một xung vuông Xung này được đưa vào các ngõ vào của khối điều khiển, cụ thể là các ngõ vào của PLC.
Khối điều khiển trong hệ thống là PLC S7-1200, hoạt động bằng cách nhận tín hiệu từ các nút ấn, tạo ra xung vuông Tín hiệu đầu vào này, bao gồm xung sườn lên hoặc xung sườn xuống, sẽ được PLC xử lý dựa trên chương trình đã được nạp Kết quả đầu ra sẽ tương ứng với các tín hiệu đầu vào đã nhận.
Khối chấp hành được điều khiển bởi khối điều khiển, thực hiện các nhiệm vụ trong chương trình của khối điều khiển Cụ thể, khối điều khiển cấp nguồn cho các cuộn hút của rơ le, từ đó đóng ngắt các tiếp điểm cung cấp nguồn cho động cơ.
Thiết kế mạch nguyên lý
Hai khối nguồn trên đều có điểm chung là đều được đưa qua cầu điot để chỉ lưu
IC 7805 và 7824 đều có chức năng ổn định điện áp, với 7805 ổn định ở mức 5V và 7824 ổn định ở mức 24V Đầu ra của các IC thuộc dòng 78 thường được kết nối với hai tụ điện mắc song song để lọc và làm phẳng nguồn, nhằm cung cấp nguồn một chiều chất lượng cao hơn.
4.3.2 Sơ đồ nguyên lý khối tạo tín hiệu khối điều khiển và khối chấp hành và nguyên lý hoạt động của mạch
Khi chưa có tín hiệu điều khiển đến các đầu vào của PLC, đèn LED nhận tín hiệu từ đầu vào I0.0 và thực hiện các lệnh chương trình để đưa tín hiệu đến đầu ra Q0.0, cấp nguồn cho cuộn hút RL1, giúp đóng tiếp điểm thường mở và mở tiếp điểm thường đóng Khi đó, đèn LED màu xanh lá cây sẽ sáng, báo hiệu rằng động cơ đang quay theo chiều thuận.
Mặc dù thường đóng của RL1 ngắt nguồn đèn BLUE, nhưng đèn BLUE vẫn sáng do không phụ thuộc vào chiều quay của động cơ Nguyên nhân là vì tiếp điểm thường đóng của RL2 vẫn cấp điện áp 5V cho đèn BLUE Điều này cho thấy đèn BLUE hoạt động như một tín hiệu báo trạng thái của động cơ, cho biết động cơ đang làm việc trơn tru và không gặp vấn đề, đồng thời không ảnh hưởng đến trạng thái hoạt động của động cơ.
Khi động cơ quay thuận, nhấn nút S2 tạo xung vuông vào I0.1, PLC ngắt tín hiệu đầu ra Q0.0, làm cuộn hút rơ le RL1 mất nguồn, chuyển trạng thái từ thường mở sang thường đóng, khiến đèn GREEN tắt Sau một khoảng thời gian, PLC phát tín hiệu ra Q0.1, cấp nguồn cho cuộn hút RL2, đóng tiếp điểm thường mở của RL2 và mở tiếp điểm thường đóng, làm đèn YELLOW sáng báo hiệu động cơ quay nghịch.
Sau một khoảng thời gian, việc trượt tiêu momen trong trạng thái quay thuận là cần thiết để tránh sự cố khi thay đổi chiều quay đột ngột của trục động cơ Nếu đảo chiều quay một cách đột ngột, điều này sẽ ảnh hưởng đến các thành phần dẫn lực như trục động cơ và trục của các bộ truyền chuyển động, bao gồm hộp giảm tốc Đối với những cơ cấu cần băng tải yêu cầu đặc tính làm việc êm và ổn định, sự thay đổi chiều quay đột ngột có thể dẫn đến những thay đổi về quán tính, gây ra tình trạng rơi và vỡ các phần tử trong hệ thống băng truyền.
Để dừng động cơ, nhấn nút S3 để tạo xung vuông sườn xuống vào đầu vào Q0.2 của PLC PLC sẽ gửi tín hiệu đến đầu ra Q0.2, cấp nguồn cho rơ le RL3, làm mở tiếp điểm thường đóng và ngắt nguồn cho động cơ, tắt đèn BLUE và đồng thời tắt đèn GREEN và YELLOW Tiếp điểm thường mở của RL3 sẽ đóng lại, cấp nguồn cho đèn RED sáng, báo hiệu động cơ đã dừng Trong trường hợp động cơ gặp sự cố như quá tải hoặc ngắn mạch, tiếp điểm thường đóng của rơ le nhiệt RN mở ra, tạo xung vuông sườn xuống vào đầu vào I0.3 của PLC PLC sẽ xử lý tín hiệu này và gửi tín hiệu điều khiển qua đầu ra Q0.2 để đưa động cơ vào chế độ dừng giống như khi nhấn nút S3.
Mặt lạ là phần thể những phần nổi hay phần mô phỏng ,cách đấu nối để thể