Category: Điện – Điện Tử – Viễn Thông

Bài tập lớn Kỹ thuật hệ thống trong Công nghệ hóa học Phân tích và tổng hợp hệ thống công nghệ hóa học trên cơ sở nhiệt động học (Exergy)
Bài tập lớn Kỹ thuật hệ thống trong Công nghệ hóa học Phân tích và tổng hợp hệ thống công nghệ hóa học trên cơ sở nhiệt động học (Exergy)

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn Kế hoạch khởi sự doanh nghiệp Thành lập công ty vận tải song trường với dòng sản phẩm là dịch vụ vận tải hàng hóa đông lạnh

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-K%E1%BB%B9-thu%E1%BA%ADt-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-trong-C%C3%B4ng-ngh%E1%BB%87-h%C3%B3a-h%E1%BB%8Dc-Ph%C3%A2n-t%C3%ADch-v%C3%A0-t%E1%BB%95ng-h%E1%BB%A3p-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-c%C3%B4ng-ngh%E1%BB%87-h%C3%B3a-h%E1%BB%8Dc-tr%C3%AAn-c%C6%A1-s%E1%BB%9F-nhi%E1%BB%87t-%C4%91%E1%BB%99ng-h%E1%BB%8Dc-Exergy.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Kỹ thuật hệ thống trong Công nghệ hóa học Phân tích và tổng hợp hệ thống công nghệ hóa học trên cơ sở nhiệt động học (Exergy)

Bài tập lớn Kỹ thuật hệ thống trong Công nghệ hóa học: Phân tích và tổng hợp hệ thống công nghệ hóa học trên cơ sở nhiệt động học (Exergy)

1. Giới thiệu

Ngành công nghiệp xi măng là một ngành tiêu hao rất nhiều năng lượng. Để sản xuất ra một tấn clinker theo công nghệ lò nung tiên tiến phải tiêu tốn 730.000-800.000 kcal tương đương với 110-120kg than tiêu chuẩn, đồng thời thải ra ngoài không khí lương khí thải rất lớn, khoảng 2500-2800 m³ ở nhiệt độ từ 350-380^oC với nồng độ bụi trung bình 50mg/Nm³ gây hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm môi trường. Vì vậy cần phải tối ưu hóa hoặc thiết kế lại quá trình này để nâng cao hiệu quả của nó.

Năng lượng đưa vào quá trình khá cao, lên tới 3.22GJ/t nên việc tiến hành phân tích exergy là một quá trình quan trọng. Theo đánh giá của OECD năm 2000 thì giá trị thực nghiệm tốt nhất trong khoảng 2.9-3.2 GJ/t. So với giá trị tính toán được thì khá là phù hợp. Trong hầu hết các đơn vị sản xuất xi măng, chi phí năng lượng chiếm hơn 25 % tổng chi phí sản xuất. Các khái niệm về exergy là rất hữu ích trong việc xác định công việc mà phải được cung cấp cho hệ thống để loại bỏ nó từ trạng thái cân bằng. Exergy cũng có thể trở thành một thước đo của công việc tối thiểu cần thiết để sản xuất hàng hóa và có thể được sử dụng để đánh giá chuyển đổi và sử dụng năng lượng cho các hệ thống sản xuất và nền kinh tế quốc gia.

2. Mô tả hệ thống

Hệ thống công nghệ có các operator công nghệ chính như operator công nghệ trộn để trộn nguyên liệu than và đất sét, thạch cao và phụ gia. Operator biến đổi hóa học như các thiết bị nung clinker…và nhiều operator công nghệ khác.

Sản xuất xi măng bao gồm các giai đoạn sau:
- Khai thác và vận chuyển đá vôi:
Đá vôi được khai thác theo phương pháp cắt tầng bằng nổ mìn sau đó dùng xe ủi hạng lớn ủi xuống chân núi, dưới chân núi máy xúc công suất lớn xúc đá lên xe tải, băng tải xích chuyển về máy đập đá. Đá sau đập có kích thước cực đại cỡ 15 mm, Qua hệ thống băng tải cao su vận chuyển vào cầu rải (cầu rải có khả năng tịnh tiến đồng thời ngang và dọc). Đồng thời với quá trình này thì đá vôi được vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ.
- Công đoạn dập và vận chuyển đá sét
Cũng như đá vôi đá sét có kích thước nhỏ hơn 1000mm được máy xúc đổ lên xe Koockum tự đổ vận chuyển vào phễu tiếp liệu, nhờ băng tải xích đá sét đi vào máy đập kiểu va đập đàn hồi, đập sơ bộ xuống cỡ nhỏ hơn 75mm. Sau đó đá sét được băng tải cao su vận chuyển tới máy cán hai trục để đập lần 2 xuống kích thước còn nhỏ hơn 25mm. Sau khi cán đá sét được hệ thống băng tải cao su vận chuyển về kho đồng nhất sơ bộ.
- Kho đồng nhất sơ bộ
Đá vôi và đá sét được xếp vào kho thành 2 đống mỗi loại, và đổ vào kho bằng 4 cầu rải. Cầu sẽ rải liệu thành từng luống ở cả lượt đi và lượt về (có từ 8 đến 29 luống). ở đây cũng có 2 hệ thống gầu xúc, khoảng 20 gầu, dùng để xúc liệu từ kho đồng nhất lên hệ thống cân định lượng tự động Đôsimat, định đúng khối lượng cần thiết theo tỉ lệ cân từ băng tải chung chuyển đá tới cổ tiếp liệu cho máy sấy nghiền nguyên liệu.

Nguyên tắc làm việc của kho là khi đống này được đổ thì đống kia đang được xúc.
- Công đoạn nghiền liệu
Liệu sau khi đồng nhất sơ bộ được đưa vào máy nghiền nguyên liệu, đồng thời với quá trình này, xỉ cũng được tháo ra từ các kết quả cân định lượng đổ vào băng tải chung và cùng đổ vào cổ tiếp liệu và vào máy sấy nghiền. Liệu được nghiền bằng máy nghiền bi. Liệu từ máy nghiền, qua gầu nâng lên hệ thống phân ly để sàng, những hạt không đạt yêu cầu đưa trở về máy nghiền qua cân hồi lưu. Còn những hạt qua sàng có độ mịn đạt yêu cầu thì được không khí thổi lên silô lắng.
- Công đoạn đồng nhất liệu
Liệu ở cyclone lắng được tháo vào si lô theo kiểu tháo chéo (đây cũng là một bước sơ bộ nữa). Silô gồm 2 tầng, đáy silô có hệ thống máy nén khí – sục khí vào trong silô để đồng nhất phối liệu và tạo sự linh động cho phối liệu khi tháo sẽ dễ dàng. Khi khởi động công đoạn này một trong hai silô đã được nạp đến một nửa. Sau đó liệu được nạp vào từng silô theo những khoảng thời gian đặt trước. Khi liệu đã được điền đầy một trong hai silô thì tháo từ silô đầy xuống silô chứa bên dưới theo nguyên tắc silô đang tháo sẽ không được nạp còn silô đang nạp sẽ không được tháo. Mỗi silô đều có các thiết bị đo mức và báo mức đầy đên trung tâm điều khiển về tình trạng của tầng silô.
- Công đoạn nung Clinker
Trước khi liệu đưa vào lò nung, phải qua tháp sấy 5 tầng. Với tháp sấy 5 tầng gồm 5 silô đồng nhất, mỗi sillo được chia thành 2 tầng: tầng 1 dùng để đồng nhất tầng 2 dùng để chứa bột liệu. Liệu có thể được tháo từ tầng1 của Silo thứ nhất sang tầng 2 của Silo thứ 2 hoặc có thể tháo trực tiếp xuống tầng 1 của silô đó. Liệu được sấy sơ bộ đến gần 1000 C trước khi đi vào lò nung.

Nhiên liệu để nung là bột than đựoc phun ở áp suất cao dưới dạng mù. Dòng khí nóng đi ngược từ đáy lò đến đỉnh lò. Liệu từ két chứa được đi xuống, liệu đi vào lò nhiệt độ tăng dần làm các phản ứng pha rắn xảy ra và được kết khối ở 1300 C đến 1450 C tạo thành Clinker.
- Công đoạn vận chuyển Clinker
Clinker ra khỏi lò có nhiệt độ khá cao được làm nguội qua hệ thống làm mát đến nhiệt độ khoảng 120 C.

Đối với dây truyền 1: Hệ thống làm mát là các hệ thống lò quay con

Đối với dây truyền 2 : Hệ thống làm mát là bằng hệ thống giàn ghi.

Clinker được ủ từ 7 đến 15 ngày trước khi tháo cùng phụ gia + thạch cao vào máy nghiền xi măng.
- Công đoạn nghiền xi măng
Clinker, thạch cao và phụ gia sau khi đồng nhất được cho vào máy nghiền xi măng để tạo ra sản phẩm xi măng. Thành phần Clinker , thạch cao, phụ gia được điều chỉnh để đạt được chất lượng xi măng theo yêu cầu. Máy nghiền xi măng là máy nghiền kiểu bi đạn. Để đảm bảo nhiệt độ của xi măng, trong khi nghiền nước được phun vào dưới dạng sương mù ở áp suất cao.

Xi măng ra khỏi máy nghiền được đưa qua hệ thống phân ly. Tại đây có sự sàng lọc. Nếu hạt xi măng quá to thì được thu hồi trở lại đầu máy nghiền. Nếu xi măng đạt tiêu chuẩn thì được đưa về kho chứa. Nếu xi măng quá nhỏ thì được thu hồi bởi hệ thống lọc bụi.
- Công đoạn đóng bao
Xi măng từ Silô chứa được vận chuyển bằng vít tải, gầu xúc và băng tải tới phân xưởng đóng bao. Tại đây có 5 Silô chứa, ở các Silô chứa này xi măng được sục liên tục nhờ các máy nén khí để đồng nhất lần cuối trước khi đưa đến các máy đóng bao hoặc đưa đến cầu cảng để xuất xi măng rời.

     3.            Phân tích Exergy trong sản xuất xi măng

3.1.     Phương trình được sử dụng trong phân tích exergy trên hệ thống sản xuất xi măng và bê tông

Định lượng dòng đầu vào và đầu ra sẽ dẫn đến rất nhiều thông số kỹ thuật để phan tích exergetic. Các yếu tố đầu vào (nguyên liệu và năng lượng) và đầu ra (khi thải) để sản xuất 1 tấn xi măng được rất sẽ minh họa trong hinh 2.

Lượng đầu vào của cac nhiên liệu khác nhau được chỉ ra rất rõ trong hình, cũng bao gồm đầu vào và đầu ra cho qua trinh sản xuất bê tông. Năng lượng đầu vào ở các dạng khác nhau. Nhiên liệu rắn, chủ yếu là than đá đóng góp 57,6%, đóng vai trò là nguồn năng lượng cung cấp lớn nhất. Nhiên liệu lỏng, dầu nặng và dầu diesel chiếm 35,95%.Trong khi điện và khí propan tạo thành hai loại nhiên liệu khác tương ứng với 6,42% và 0,002%.

Một phần của dầu nhiên liệu nặng được sử dụng để gia nhiệt trước cho lò nung, trong khi phần còn lại được sử dụng cho nhu cầu về nhiệt trong nhà máy.Các động cơ diesel được sử dụng cho việc vận chuyển nguyên vật liệu và các nhiên liệu khác,Ngoài ra, điện được sử dụng cho hoạt động của các bộ phận điện tử của nhà máy.Chẳng hạn như để vận chuyển, và propan được sử dụng trong quá trình sản xuất clinker.Tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong hệ thống là quá trình sản xuất clinker, chiếm tới 59,6% tổng nhu cầu năng lượng. Đây là một kết quả mong đợi kể từ khi nâng nhiệt độ clinker lên 1450 độ C. Phần còn lại của năng lượng được dùng cho các đơn vị còn lại trong nhà máy sản xuất.

Định nghĩa Exergy:ta chỉ có thể biến đổi 1 phần của năng lượng nhiệt thành công trong quá trình thuận nghịch,và Exergy(j/kg) là năng lượng mà có thể biến đổi hoàn toàn thành công trong quá trình thuận nghịch

Biểu thức toán học:

Trong đó:                 U là năng lượng nội bộ

P là áp suất

T là nhiệt độ

S là entropy

i là thế hóa học

và n_i là số mol của cấu tử i

Exergy có trong một hệ thống tại một điều kiện nhất định là công hữu ích tối đa có thể thu được từ hệ thống. công thực hiện trong một quá trình phụ thuộc vào trạng thái ban đầu, trạng thái cuối cùng, và vào quá trình.

Trong phân tích exergy, trạng thái ban đầu được xác định, và do đó nó không phải là một biến.

Exergy của các vật liệu khác nhau được cho trước, sự cân bằng exergy của quá trình trở thành phương tiện trong việc tính toán mất mát exergy và hiệu suất exergy của quá trình. Sự cân bằng exergy có thể được mô tả (hình 3) theo phương trình:

Tổn thất exergy chủ yếu do quá trình là không thuận nghịch và exergy trong chất thải bao gồm: chất thải rắn và lỏng, và khí thải.

Exergy hữu ích là exergy của sản phẩm. Điều này có thể được tính từ phương trình cân bằng exergy:

Hiệu quả của quá trình được xác định từ % của exergy hữu ích trên tổng số exergy đầu vào:

% tổn thất exergy, được định nghĩa như năng lượng và có thể được tính như sau:

Trong sản xuất xi măng coi như chỉ có một sản phẩm duy nhất nên phương trình này có thể được áp dụng.

Exergy vật lý của một dòng nhất định được đưa ra bởi các phương trình sau:

Nếu nhiệt của dòng được biết đến là Cp (T) thì phương trình sau đây được sử dụng:

Mix exergy: các exergy trộn của một dòng khí nơi mà tất cả các thành phần của nó có thể được coi là khí lý tưởng được đưa ra bởi các phương trình (Koroneos et al, 2003.):

Exergy trộn của khí đốt có các thành phần dễ cháy có thể cho bởi phương trình sau đây:

Exergy hóa học: exergy hóa học của chất là tối đa, công hữu ích có thể được sinh ra bởi quá trình cân bằng vật lý và hóa học của chất với môi trường xung quanh. Exergy hóa học của chất có thể tính bằng phương trình sau đây:

Exergy hóa học của các chất tham gia vào phản ứng :

có liên quan đến năng lượng tự do Gibbs của phản ứng bởi phương trình:

Exergy hóa học của các chất được cho trong bảng và exergy hóa học của một dòng khí với N thành phần được đưa ra:

Tổng exergy của một dòng là:

Exergy nhiệt:

Hiệu suất exergy :

Định lượng dòng đầu vào và đầu ra sẽ dẫn đến rất nhiều thông số kỹ thuật để phan tích exergetic. Các yếu tố đầu vào (nguyên liệu và năng lượng) và đầu ra (khi thải) để sản xuất 1 tấn xi măng được rất sẽ minh họa trong hinh 2.

Lượng đầu vào của cac nhien liệu khác nhau được chỉ ra rất rõ trong hình, cũng bao gồm đầu vào và đầu ra cho qua trinh sản xuất bê tông. Năng lượng đầu vào ở các dạng khác nhau. Nhiên liệu rắn, chủ yếu là than đá đóng góp 57,6%, đóng vai trò là nguồn năng lượng cung cấp lớn nhất. Nhiên liệu lỏng, dầu nặng và dầu diesel chiếm 35,95%.Trong khi điện và khí propan tạo thành hai loại nhiên liệu khác tương ứng với 6,42% và 0,002%.

Một phần của dầu nhiên liệu nặng được sử dụng để gia nhiệt trước cho lò nung, trong khi phần còn lại được sử dụng cho nhu cầu về nhiệt trong nhà máy.Các động cơ diesel được sử dụng cho việc vận chuyển nguyên vật liệu và các nhiên liệu khác,Ngoài ra, điện được sử dụng cho hoạt động của các bộ phận điện tử của nhà máy.Chẳng hạn như để vận chuyển, và propan được sử dụng trong quá trình sản xuất clinker.Tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong hệ thống là quá trình sản xuất clinker, chiếm tới 59,6% tổng nhu cầu năng lượng. Đây là một kết quả mong đợi kể từ khi nâng nhiệt độ clinker lên 1450 độ C. Phần còn lại của năng lượng được dùng cho các đơn vị còn lại trong nhà máy sản xuất.

3.2.      Exergy hóa học của quá trình nung

Nguyên liệu đầu vào cho lò nung có chứa 75% đá vôi, 25% thạch diệp anh.

Phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình nung :

Thành phần của sản phẩm thu được sau quá trình nung có trong bảng sau:

Lượng năng lượng cần thiết cho quá trình nung và lượng exergy tích lũy trong mỗi kg clinker được tính như sau:

Như vậy, với phần năng lượng cung cấp cho quá trình nung, chỉ có khoảng 73,2% là có thể sinh công. Phần năng lượng còn lại do làm nóng thiết bị, làm nóng nguyên liệu và mất mát ra ngoài môi trường.

3.3.      Exergy hóa học của nhiên liệu.

Quá trình nung clinker là quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng nhất trong toàn bộ dây chuyền sản xuất xi măng, chiếm tới 59.6% tổng nhu cầu năng lượng. Nhiên liệu cho quá trình nung clinker chủ yếu là than cốc và dầu FO nặng. Propan chiếm tỉ lệ rất nhỏ.Thành phần của các loại nhiên liệu được cho trong bảng dưới đây:

Exergy hóa học của nhiên liệu được tính như sau:

Đối với than cốc:

Đối với dầu FO nặng:

Trong đó:

x_H, x_C, x_O, x_N, x_S: phần khối lượng của các nguyên tố H, C, O, N có trong nhiên liệu.

Kết quả tính toán được cho trong bảng sau:

Hiệu quả của quá trình được xác định từ % của exergy hữu ích trên tổng số exergy đầu vào:

Tổn thất exergy, được định nghĩa như năng lượng và có thể được tính như sau:

Dựa trên kết quả tính toán theo bảng số liệu trên, hiệu quả của quá trình đạt 50.2%.

Như vậy, điều này hoàn toàn tuân theo nguyên lí thứ II của nhiệt động học: Công có thể biến đổi hoàn toàn thành nhiệt, nhưng nhiệt không thể biến đổi thành công.

      4.            Exergy và tổn thất năng lượng

Sơ đồ dòng của quá trình sản xuất clinker với các dòng nhiệt được mô tả chính xác trong hình 4. Việc đánh giá các giá trị của năng lượng và năng lượng được sử dụng trong hệ thống được thực hiện qua sự phân tích dòng vào và dòng ra. Năng lượng đầu vào và exergy của các dòng khác nhau của quá trình sản xuất clinker tính trên mỗi kg clinker sản xuất ra được thể hiện trong bảng 4. Dựa theo bảng 4, có thể xây dựng sơ đồ Sankey biểu diễn năng lượng và exergy. Các sơ đồ (hình 5 và hình 6) là một ví dụ điển hình của exergy và cân bằng entanpy và của exergy hữu ích hay mất mát trong quá trình . ta có thể thấy rằng có khoảng 68.5% năng lượng là hữu ích cho hệ thống. giá trị này đại diện cho 50% exergy hữu ích và 50% exergy còn lại là tổn thất exergy ở các giai đoạn khác nhau của hệ thống. tổn thất lớn nhất (30.9% ) là do tính chất bất thuận nghịch trong gia nhiệt trước của dòng vào và làm mát của dòng sản phẩm. khí thải của các quá trình đốt cháy nguyên liệu gây ra rò rỉ khoảng 15.1% exergy.

Tóm tắt quá trình:

Nguyên liệu thô là đá có 75% là đá vôi và 20% diệp thạch đưa vào tháp nung, khí thái quá trình nung được thải ra ở đỉnh tháp. Đáy tháp là lò nung được cung cấp không khí từ bộ phận làm nguội bằng không khí ở đáy tháp và than đá (pet-coke) cung cấp nhiệt chung cho cả lò nung và lò quay. Đi ra khỏi đáy lò nung là dòng nguyên liệu khô đi vào lò quay. Không khí đưa vào lò, làm mát được đưa từ môi trường xung quanh vào. Clinker ra lò được làm lạnh bởi không khí.

      5.            Các phương pháp giảm mất mát exergy

Ta có:

Công W được tiêu thụ có thể tính được dựa vào sự khác nhau giữa Exergy tại nhiệt độ đầu vào T1 và tại nhiệt độ đầu ra T2 của nguồn nhiệt:

W = E₁– E₂= QT₀( )

ở đây E₁, E₂ là exergy tại nhiệt độ đầu vào và đầu ra của nguồn nhiệt

Như vậy năng lượng W cần thiết cho quá trình không những phụ thuộc vào nhiệt lượng Q mà còn phụ thuộc vào mức nhiệt độ T₁ và T₂.

Hiệu số nhiệt độ T₁ – T₂ thường bé trong tính toán nên mất mát exergy thường là nhỏ. Tuy nhiên trong quá trình thực tế, lượng nhiệt cấp cho qua trình thường có dòng nhiệt có nhiệt độ T_vào>T₁ và lượng nhiệt lấy đi trong thiết bịlàm nguội thường có nhiệt độ T_ra<T₂, vì vậy một lượng exergy lớn hơn so với nhu cầu của thiết bị mất đi trong quá trình diễn ra phản ứng.

Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong quá trình hóa học nhằm giảm lượng nhiệt cấp cho quá trình Q_vào và giảm đến mức có thể hiệu số nhiệt độ T₁ – T₂ của dòng nhiệt vào và dòng nhiệt ra.

Có 3 phương pháp chủ yếu để giảm mất mát exergy:
- Để giảm mất mát khả năng chuyển đổi từ nhiệt sang công trong các thiết bị phản ứng thường đặt thiết bị làm nóng và làm lạnh trung gian. Đương nhiên giải pháp này không giảm được lượng nhiệt cần cấp cho quá trình nhưng một phần lượng nhiệt này được cấp tại nhiệt độ thấp hơn và được lấy đi tại nhiệt độ cao hơn vì vậy sẽ làm giảm đi phần mất mát exergy. Phương pháp này chỉ có lợi thế khi các nguồn nhiệt có nhiệt độ khác nhau, hoặc có nhiều đối tượng sử dụng nhiệt khác nhau hoặc có thể kết nối giữa các phần tử trong hệ thống.
- Mất mát exergy cũng có thể được giảm bằng cách sử dụng nhiệt thải ở đỉnh tháp để tạo ra dòng hơi có áp suất thấp cung cấp cho các quá trình khác hoặc sủa dụng dòng nhiệt thải này để gia nhiệt cho dòng nguyên liệu đầu vào.
- Phương pháp sử dụng bơm nhiệt hay tuần hoàn nhiệt cũng thường hay được áp dụng. dòng nhiệt của dòng sản phẩm đỉnh tháp hay đáy tháp sẽ được sử dụng để làm chất công tác cho bơm. Thực chất đây là quá trình sử dụng năng lượng tuần hoàn.
Trong hệ thống sản xuất xi măng (hình 4) ta thấy người ta cũng ứng dụng những nguyên tắc tận dụng năng lượng để giảm mất mát exergy trong hệ thống.
- Ở lò nung, khí thải ở phần nung của lò nung được sử dụng để gia nhiệt cho dòng nguyên liệu thô đi vào tháp, sau đó dòng khí này mới được thải ra ngoài sau khi đã tận dụng nhiệt để gia nhiệt cho nguyên liệu đầu.
- Trong phần phía dưới của lò nung, than đá được cung cấp vào một phần để làm nóng nguyên liệu, một phần là để nung nguyên liệu đá vôi thành vôi sống, cung cấp nhiệt cho nguyên liệu để quá trình chuyển hóa diễn ra hoàn toàn, giảm bớt được phần lớn năng lượng cung cấp cho lò quay.
Phía cuối lò quay, linker được làm mát bằng không khí ngoài trời đưa vào, sau khi dòng không khí này nhận nhiệt, người ta không thải hết ra ngoài mà tận dụng một phần không khí nóng này để đưa vào đáy tháp nung, giúp cho quá trình cháy của nguyên liệu mang vào được thận lợi hơn do không khí nóng sẽ nhanh làm khô nguyên liệu, giảm bớt được năng lượng cho quá trình sấy nguyên liệu.

6. Kết luận

Sau khi tìm hiểu và phân tích exergy, chúng ta có thể hiểu rõ:
- Exergy là gì
- Cách tính exergy
- Những yếu tố ảnh hưởng đến exergy trong hệ thống công nghệ hóa học nói chung và hệ thống sản xuất xi măng nói riêng.
Từ đó rút ra được các phương pháp để tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất xi măng đồng thời có thể ứng dụng trong các quá trình hóa học sau này.

7. Tài liệu tham khảo

[1]. Nguyễn Minh Tuyển, Phạm Văn Thiêm – Kỹ thuật hệ thống công nghệ hóa học – NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội – 2001

[2]. http://www.environmental-expert.com/ – Exergy analysis of cement production

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
April 5, 2019

Bài tập lớn Mã hóa và điều chế

Bài tập lớn Mã hóa và điều chế

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ MÁY

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-M%C3%A3-h%C3%B3a-v%C3%A0-%C4%91i%E1%BB%81u-ch%E1%BA%BF.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây:Bài tập lớn Mã hóa và điều chế

PHẦN I : CÁC MÃ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ DÙNG TRONG VI BA SỐ.

1.1. CÁC MÃ DÙNG TRONG VI BA SỐ.

Trong các thiết bị thông tin thường dùng một trong hai dạng tín hiệu nhị phân đơn cực NRZ và RZ. Nếu sử dụng trực tiếp chúng để truyền dẫn thì gặp một số khó khăn vì:

– Tín hiệu nhị phân có thành phần một chiều nên khi truyền qua biến áp xung bị méo.

– Phổ năng lượng của mã nhị phân tập trung phần lớn ở dải tần số thấp nên khi qua tuyến có dải thông như bộ lọc lấy bằng thì bị suy hao lớn nên cũng gây méo tín hiệu,.

– Nếu có các bít “0” liên tiếp trong khoảng thời gian dài sẽ khó khôi phục thông tin định thời ở phía thu, do đó đầu thu sẽ mất đồng bộ nhịp.

– Mã nhị phân thay đổi không có qui luật nên khó phát hiện lỗi.

– Phổ năng lượng của mã nhị phân rộng nên đòi hỏi tuyến truyền dẫn phải có dải phổ rộng và như vậy không kinh tế.

Do vậy trước khi truyền trên đường truyền ta phải biến đổi chúng thành mã đường truyền phù hợp.

1.1.1. Mã NRZ.

Mã NRZ đơn cực.

Là loại mã 2 mức 0 và 1 không quay về không.

Mã có năng lượng tập trung trong khoảng 0 đến 1/t ở tần số thấp năng lượng tập trung khá lớn không có năng lượng ở vạch đồng hồ. Trong vạch phổ có thành phần một chiều, mã NRZ đơn cực thường được sử dụng ở các vị mạch logic CMOS trong máy ghép kênh.

Mã NRZ nhị cực.

– Có bít 1 đảo dấu luân phiên.

– Trong phổ không chứa thành phần 1 chiều và vạch đồng hồ.

– Ở đoạn tần thấp, năng lượng nhỏ, tập trung cao nhất ở 0,37/t.

– Các mã NRZ lưỡng cực được sử dụng ở các băng tần cơ sở trong máy thu phát vi ba.

1.1.2. Mã AMI (Mã đảo dấu luân phiên).

Bằng cách mã hoá tín hiệu nhị phân đơn cực thành mã có nhiều mức khi truyền dẫn có thể loại bỏ được thành phần một chiều và giảm được các thành phần tần số thấp của tín hiệu mã hoá. Việc mã hoá này không mở rộng băng tần cần thiết, về nguyên tắc có thể giảm băng tần truyền dẫn cần thiết khi sử dụng biến đổi mã nhị phân thành mã nhiều mức, đây là loại mã có ứng dụng rộng dãi trong hệ thống PCM ít kênh (30 kênh) qui tắc mã hoá như sau:

Khi không có xung thì mã là các số không, còn khi xuất hiện “1” thì nó lấy các xung dương và âm một cách luân phiên. Sự luân phiên này bất chấp con số “0” giữa chúng.

Ta có thể biến đổi tín hiệu nhị phân RZ (50%) thành mã AMI (hình 1.5) hoặc tín hiệu AMI. Cũng có thể là loại mã nhị phân NRZ (100% chu trình) (hình 1.6).

Hình 1-6:Mã AMI từ NRZ 100% chu trình

* Đặc điểm của mã AMI.

– Năng lượng của tín hiệu đường dây cực đại ở gần tần số F₀/2, theo phương pháp phi tuyến đơn giản, tín hiệu nhịp F₀có thể được khôi phục.

– Mã AMI không có thành phần một chiều và năng lượng ở thành phần tần số nhỏ.

– Mã có cực tính thay đổi xen kẽ của giá trị +_ 1(lưỡng cực) có khả năng để giám sát tỉ số phần bít khi bất kỳ một xung nào vi phạm nguyên tắc lưỡng cực sẽ coi là lỗi.

– Mạch mã háo và giải mã đơn giản.

– Khó tách xung đồng hồ vì độ dài của chuỗi số “0” không hạn chế.

– Thành phần một chiều hầu như bằng không.

– Không có vạch đồng hồ.

Mã được sử dụng ở các bộ mã hoá và giải mã tín hiệu truyền thanh của hãng AWA.

1.1.3. Mã CMI.

– Mã CMI là mã đảo dấu, là mã NRZ hai mức trong đó bít “0” nhị phân được mã hoá bằng hai mức A₁ và A₂tương ứng. Mỗi mức chiếm ½ khoảng thời gian đơn vị bít 1/2T, bít “1” được mã bằng các mức biên độ A₁ hoặc A₂. Mỗi mức chiếm toàn bộ thời gian T. Các bít này luân phiên đảo dấu theo các bít “1” kế tiếp nhau.

Hình 1-7 biểu diễn mã CMI.

Hình 1-7: Mã CMI.

Từ đồ thị ta thấy bít “0” được mã thành 01 và bít “1” được mã thành 00 hoặc 11 trong khoảng thời gian T.

1.1.4. Mã HDB-3.

Mã HDB-3 là dạng đặc biệt của mã HDBn, HDBn là dạng cải tiến của mã AMI.

Đây là loại mã nhị phân mật độ cao nhằm loại bỏ những chuỗi có 4 số “0” liên tiếp. Qui tắc mã như sau.

* Một số “0” nhị phân được mã bằng một trạng thái trống trong tín hiệu HDB-3. Tuy nhiên đối với một dãy 4 số “0” liên tiếp thì sử dụng qui tắc mã hoá đặc biệt dưới đây.

– Số “0” đầu tiên của dãy được mã bằng trạng thái trống nếu dấu trước đó của tín hiệu HDB-3 có cực ngược với cực vi phạm trước đó và bản thân nó không vi phạm được mã bằng dấu A mà không vi phạm (+ hoặc -) nếu dấu trước đó của tín hiệu HDB-3 có cùng cực với dấu vi phạm trước đó hoặc chính bản thân nó vi phạm.

Quy luật trên bảo đảm các vi phạm liên tiếp có cực tính đảo nhau sao cho thành phần một chiều có thể gộp lại bằng không.

– Số “0” thứ 2 và 3 của dãy 4 số “0” liên tiếp luôn được mã bằng một trạng thái trống.

– Số “0” thứ 4 trong dãy được mã bằng một dấu mà cực tính của nó vi phạm đan dấu hay được thay bằng con số 1 (được gọi là xung vi phạm) ký hiệu là V (000V). Xung V có cùng cực tính với xung trước đó. Nếu giữa hai xung V liên tiếp có tổng số chẵn xung “1” thì thêm vào một xung (xung đệm) ký hiệu là B (B00V). Xung B tham gia vào quá trình dảo dấu giữa hai lần vi phạm liên tiếp phải có cực ngược nhau. Như vậy luật cho mã như sau: nếu tổng con số “1” giữa hai lần vi phạm liên tiếp là số lẻ thì thay thế bằng chuỗi 000V, nếu là chẵn thì thay thế bằng chuỗi B00V.

* Một số “1” nhị phân được ký hiệu bằng (+) hoặc (-) và có dấu ngược với xung trước đó mã HDB-3 được biểu diễn ở hình 1-8 và hình 1-9 biều diễn sự phân bố mật độ phổ và công suất.

– Mã có năng lượng phổ cực đại ở khoảng 0,5/t.

– Mã chỉ cho phép 3 số “0” liên tục nên việc tách đồng hồ ở đầu thu dễ dàng hơn, mã được sử dụng phổ biến.

Hình 1-9: Phân bổ mật độ phổ và công suất

1.2. ĐIỀU CHẾ Ở VI BA SỐ.

Điều chế số là quá trình dùng hàm tin tức S(t), tác động vào một hay nhiều tham số của sóng mang làm cho chúng thay đổi theo qui luật của tin tức. Các tín hiệu số được truyền dẫn, trong đó các trạng thái được thể hiện dưới các giá trị gián đoạn về biên độ, pha hay tần số của tín hiệu sóng mang. Việc lựa chọn sơ đồ điều chế được cân nhắc trên cơ sở các yêu cầu như khả năng chống nhiễu, tạp âm, pha đinh, tính phi tuyến, khả năng tiết kiệm băng tần và mức độ phức tạp cũng như giá thành của thiết bị. Vi ba số có các kiểu điều chế sau: điều biên, điều tần, điều pha, hoặc tổ hợp của một số kiểu điều chế.

1.2.1. Điều chế biên độ (ASK).

Điều chế biên độ là biên độ của sóng mang cao tần biến thiên theo tín hiệu điều chế. Trong thông tin số, tín hiệu cần truyền đi là các ký tự cơ hai, đó là các bít “0” và “1”. ₀

Giả sử tín hiệu cơ hai là d(t): d(t) = 1

Tín hiệu sóng mang là: f₀(t) = Um.cos (w₀t + j₀)

Sau điều chế ta được: f_ASK = d(t). Um cos (w₀t + j₀).

Trong đó: Um: là biên đội của dao động sóng mang.

D(t): số liêu cơ hai.

w₀: tần số góc sóng mang.

j₀: góc pha ban đầu của sóng mang.

Trong phương thức điều chế này, tần số sóng mang không đổi và trong trường hợp điều chế xem như một khoá biên độ từ đó tín hiệu nhị phân tạo ra 2 mức biên độ của sóng mang.

Sơ đồ khối bộ điều chế có dạng (hình 1-10).

cos w₀t ASK

d(t~)

Hình 1-10. Sơ đồ khối bộ điều chế ASK

Hình 1- 11 biểu diễn dạng tín hiệu của điều chế ASK ta thấy tín hiệu hình sin có biên độ Um được phát đi khi tín hiệu số có mức lô gíc “1”. Còn mức logíc “0” thì không được phát đi.

Phương thức điều chế ASK có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện song nó không được dùng phổ biến vì công suất sóng mang sử dụng không hiệu quả và tính chống nhiễu thấp. Chính vì vậy nó ít được sử dụng riêng rẽ mà nó thường sử dụng kết hợp với điều pha.

Hình 1-11

1.2.2. Điều chế tần số (FSK).

Điều chế tần số là tần số sóng mang thay đổi theo nhịp của tín hiệu điều chế.

Tín hiệu điều chế là mã cơ hai.

Sơ đồ điều chế có dạng như hình 1-12.

Bộ dao động

S(t) FSK

S(t)

0 0 t

Hình 1-12: Sơ đồ khối bộ điều chế FSK

Với phương pháp điều chế này ta dùng chuỗi xung S(t) để khống chế tham số của bộ dao động như hình 1-12. Từ đó tạo ra 2 tần số ứng với 2 mức lôgíc “1” và “0” của S(t). Yêu cầu khi thay đổi tần số không được gây đột biến pha của tín hiệu FSK, đầu ra được tín hiệu điều tần FSK như hình 1-13.

1.1.3. Điều chế pha (PSK).

Điều pha được xem như là dạng điều chế dữ liệu hiệu quả nhất cho các ứng dụng truyền tin bằng vo tuyến, vì nó bảo đảm xác suất lỗi thấp đối với tín hiệu thu khi đó trên một chu kỳ tín hiệu.

Trong điều pha thì các xung nhị phân đầu vào làm dịch pha sóng mang đầu ra một lượng là: f(các trạng thái pha), tín hiệu điều pha có biểu thức toán học sau:

U(t) = Um sin íw₀(t) + 2p(i-1)/Mý

Với Um: Biên độ sóng mang.

w₀: tần số góc sóng mang.

i: trang thái pha thứ i tính từ 1 đến M.

M: số trạng thái pha có thể và được tính M= 2^N

N: số bít cần thiết để xác lập một trạng thái pha.

Nếu N= 1 M= 2: có điều chế pha 2 PSK.

Nếu N= 2 M= 4: có điều chế pha 4 PSK.

Nếu N= 3 M= 8: có điều chế pha 8 PSK.

Điều chế pha hai trạng thái 2PSK.

Các tín hiệu cần truyền đi trong thông tin số là các bít “0” và “1”, mỗi bít tương ứng với một trạng thái pha của sóng mang. Tuy nhiên để dễ dàng tách lấy tín hiệu ở đầu ra bộ giải điều chế thì sự chênh lệch pha giữa hai kí tự phải đạt 180⁰nghĩa là:

Bít “0” tương ứng với góc pha sóng mang là 0^0.

Bít “1” tương ứng với góc pha sóng mang là 180^0.

Ta có biểu thức toán học:

U₀(t)= U_m cos (w₀t + 0⁰+ j₀)

U₁(t)= U_m cos (w₀t + 180⁰+ j₀)

Với j_0:góc pha ban đầu của sóng mang.

Để điều chế tín hiệu ta sử dụng mã NRZ nhị cực, ở mã này mức (-1) ứng với bít “0”, mức (+1) ứng với bít “1”, biểu đồ véc tơ của điều pha 2PSK như hình 1-14.

Hình 1-15.Bộ điều chế 2 PSK

Tín hiệu điều chế có dạng như hình 1-16

Hình 1-16

Nhìn vào sơ đồ ta thấy tín hiệu vào ở dạng mã NRZ đơn cực, trước khi đưa tới đầu vào bộ trộn M được đưa qua bộ biến đổi mã NRZ lưỡng cực. Ngoài ra đưa vào bộ trộn còn có dao động sóng mang lấy từ bộ dao động nội (LO). Mã NRZ lưỡng cực (có 2 mức điện áp (+) và (-))sẽ tạo ra hai trạng thái pha, (dao động sóng mang đã điều chế 2PSK). Từ dạng sóng ta thấy góc lệch pha giữa hai bít là 180⁰và ứng với mỗi thời điểm chuyển đổi pha luôn kèm theo sự chuyển biên độ trong một thời gian ngắn.

Điều pha 4 trạng thái 4PSK.

Trong phương thức điều chế này ta xét mối quan hệ giữa các nhóm kí tự cơ hai với một số trạng thái pha của sóng mang để thực hiện ta chia luồng số đầu vào thành hai luồng số, mỗi luồng có tốc độ bít giảm đi một nửa nhờ biến đổi nối tiếp thành song song (SPC), mỗi luồng số mới nhận các bít xebn kẽ ở luồng cơ sở. Việc điều chế được thực hiện như sau:

Vì hai luồng số là ngẫu nhiên vì vậy sẽ có 4 trường hợp xảy ra của tổ hợp nhóm xung, tương ứng với nó sẽ có 4 trạng thái điều chế.

Pha của sóng mang bị di pha tương ứng với tổ hợp nhóm xung như bảng 1-1.

A	B	Pha tín hiệu được điều chế
0	0	p/4
0	1	3p/4
1	1	5p/4
1	0	7p/4

Bảng 1-1

Tín hiệu đầu ra gọi là tín hiệu điều pha 4 trạng thái (4PSK), như vậy thì bộ điều chế phải có 4 trạng thái làm việc chuyển đổi giữa các trạng thái lại không tuần hoàn mà là ngẫu nhiên.

Sơ đồ khối điều chế 4PSK như hình 1-17.

Biểu đồ véc tơ và dạng sóng ra 4PSK như hình 1-18 và 1-19.

Hình 1-17

Sinw₀t

(+135⁰) (+45⁰)

^{(01) (00)}

Cos w₀t

(-135⁰) (-45⁰)

^{(11) (10)}

Hình 1-18: Biểu đồ véc tơ 4PSK (j₀= 0)

Để tạo ra tín hiệu 4PSK ta phân luồng số đầu vào thành hai luồng, mỗi luồng có tốc độ giảm đi một nửa, hai luồn số này đồng thời đưa đến hai bộ điều chế 2PSK, luồng A được điều chế với sóng mang f_ccó góc pha thay đổi là 0⁰và 180⁰(ứng với sin w₀(t)) kênh này gọi là kênh B. Còn luồng B cũng được điều chế với sóng mang f_cnhưng có góc pha chậm hơn 90⁰( cos w₀(t)) như vậy góc pah của tín hiệu này sau điều chế là 90⁰và270⁰, kênh này gọi là kênh K, sau đó tín hiệu ra sau điều chế của 2 luồng được cộng lại, pha của tín hiệu tổng phụ thuộc vào pha của 2 tín hiệu điều chế ở 2 nhánh, tương ứng với tổ hợp trạng thái của 2 kênh ta có 4 trạng thái pha của tín hiệu điều chế, chính vì vậy đièu chế này còn được gọi là điều pha vuông góc QPSK.

Ta có: U₀₀(t)= U_m cos (w₀t + p/4 + j₀)

U₀₁(t)= U_m cos (w₀t + 3p/4 + j₀)

U₁₁(t)= U_m cos (w₀t + 5p/4 + j₀)

U₁₀(t)= U_m cos (w₀t + 7p/4 + j₀)

Điều pha 4 PSK được dùng rất phổ biến ở các thiết bị vi ba số hiện nay.

* Bằng các biện pháp tương tự ta có thể thực hiện được điều pha 8PSK, 16PSK, 32PSK… bằng cách tăng số bộ điều chế lên 3,4,5…., tín hiệu ra tương ứng với tổ hợp nhóm xung 3,4 hay 5 xung. Khi điều chế số trạng thái pha tăng lên thì tốc độ bít giảm do đó sẽ giảm được băng thông yêu cầu của hệ thống, tiết kiệm được giải tần truyền dẫn, tăng hiệu suất đường truyền, thực hiện tốt thông tin nhiều kênh. Trên thực tế nếu sự dịch pha càng nhỏ thì tính chống nhiễu càng giảm, pha của tổ hợp nhóm xung này sẽ chuyển sang pha của tổ hợp nhóm xung khác, dẫn đến nhiễu tín hiệu, việc giải điều chế cũng diễn ra phức tạp, khó khăn.

Khi số trạng thái pha tăng lên, các tổ hợp bít ngày càng gần nhau hơn, do đó khả năng mắc lỗi tăng, nếu cứ tiếp tục tăng số trạng thái pha nhiều hơn nữa thì khả năng sinh lỗi có thể tăng nhanh hơn, mặt khác khi số trạng thái pha tăng thì biểu đồ pha tương đối phức tạp, do vậy khi tính toán thiết kế các bộ điều chế sẽ rất khó khăn. Chính vì vậy mà chỉ sử dụng điều chế pha nhiều trạng thái khi thông tin tốc độ cao.

Sự ưu việt của điều chế pha nhiều trạng thái được thể hiện trên hình 1-20.

Hình 1-20: Độ rộng kênh cần thiết cho các tín hiệu số có tốc độ bít khác nhau, sử dụng các loại điều chế khác nhau

PHẦN II. MÃ VÀ ĐIỀU CHẾ TRONG MÁY PHÁT VI BA SỐ RMD- 1504.

Hệ thống vi ba số AWA làm việc ở băng tần 900MHz, 1500MHz và 1800MHz, sử dụng phương thức điều chế pha vuông góc. Hệ thống cho phép truyền dẫn các luồng số 2 Mbít/s, 4 Mbít/s, 8 Mbít/s, mã đường HDB-3, mức công suất máy phát tới + 37dbm (5W), được sử dụng để tổ chức các tuyến đơn hay nhiều trạm cho thông tin đường trục hoặc đường nhánh.

2.1. Biến đổi mã trong máy phát RMD- 1504.

Việc biến đổi mã trong máy phát RMD- 1504 cơ bản được thực hiện ở khối xử lý băng tần cơ sở phát và xử lý băng tần cơ sở phụ.

Xử lý băng tần cơ sở phát.

Tấm băng tần cơ sở phát nhận 2 luồng số HDB-3 từ máy ghép kênh đưa tới và thực hiện:

– Biến đổi mã HDB- 3 thành mã NRZ. Việc chuyển đổi được thực hiện như sau: đầu tiên mã HDB3 được chuyển về mã RZ sau đó chuyển về mã NRZ.

Quá trình chuyển đổi mã được mô tả như hình 2-8.

– Khôi phục xung đồng hồ từ HDB3. để bảo đảm dồng bộ luồng số cần phải khôi phục lại xung đồng hồ của hệ thống từ luồng số nhận được.

Xung đồng hồ khôi phục được có dạng như hình 2-8.

Xử lý băng tần gốc phụ:

Ngoài hai luồng số liệu HDB3 tốc độ 2,048 Mbít/s, khối băng tần cơ sở phát còn nhận các tín hiệu tương tự tần số thấp (0,3 – 5)KHz như:

– Đầu vào, ra của tổ hợp (kênh nghiệp vụ).

– Tín hiệu tiếng nói đã được xử lý của cặp máy vế bên kia (0,3- 2,2)KHz.

– Các đầu vào kênh giám sát bên ngoài (2,7- 5)KHz.

– Tín hiệu báo gọi (tone gọi) 2KHz.

Tất cả các tín hiệu này cần phải được xử lý để truyền đi. Trong vi ba số, tổ chức kênh nghiệp vụ sao cho phần tử dùng chung với kênh liên lạc càng ít càng tốt.

Hình 2-8: Chuyển đổi mã HDB-3 thành NRZ và khôi phục xung nhịp

* Nguyên lý hoạt động.

Hai luồng số HDB-3 có tốc độ 2,048Mbít/s từ máy ghép kênh lên được đưa vào máy phát, đầu tiên được đưa đến khối băng tần gốc phát, tại đây hai luồng số HDB-3 được biến áp phối kháng và cách điện cùng với bộ so sánh biến đổi thành hai tín hiệu RZ. Sau đó một vi mạch biến đổi hai tín hiệu RZ thành tín hiệu NRZ, hai luồng số NRZ được đưa đến bộ ghép kênh số để tạo thành một luồng số liệu có tốc độ cao hơn, tại đây thực hiện chèn thêm các bít, bít đồng bộ khung, bít chèn, bít chỉ thị chèn…, đầu ra bộ ghép kênh số ta có luồng số 4,245 Mbít/s, luồng số này được đưa đến bộ ngẫu nhiên hoá để tạo ra một phổ và tuyến phù hợp, máy thu không thu nhầm. Sau đó được đưa đến bộ chuyển đổi nối tiếp thành song song, tại đây luồng số đầu ra bộ ngẫu nhiên hoá được biến đổi thành hai luồng mã hoá vi sai có tốc độ giảm đi một nửa. Hai luồng này được đưa đến bộ điều chế pha vuông góc (4PSK) ở khối kích thích.

Đồng thời tại khối băng tần gốc phụ tín hiệu từ đầu vào micro được khuyếch đại, hạn chế biên độ ở mức +- 5V, sau đó được đưa đến bộ lọc thông thấp (băng tần kênh nghiệp vụ 2,2khz), chiết áp lập mức kênh nghiệp vụ và được khuyếch đại một lần nữa rổi đưa tới đầu vào bộ cộng. Đầu vào bộ cộng còn có tín hiệu như tone gọi 2 KHz được tạo ra từ bộ dao động 4,096 Khz sau khi chia hoặc kênh nghiệp vụ nhận được từ máy thu bên kia của trạm lặp tới các bộ cộng còn có kênh giám sát dải tần (2,7-5)Khz.

Tín hiệu ở đầu ra bộ cộng qua bộ lọc (0,3- 5)Khz để tạo ra băng tần cơ sở phụ rồi đưa tới bộ VCO ở khối kích thích để thực hiện điều tần.

2.2. Điều chế trong máy phát RMD-1504.

Khối điều chế QPSK có nhiệm vụ nhân hai luồng số NRZ từ khối băng tần gốc phát tới, chuyển đổi tín hiệu đơn cực (0-5)V thành tín hiệu lưỡng cực +_0,7V, điều chế tín hiệu theo kiểu QPSK, tạo tần số dao động sóng mang 220MHz để đưa lên điều chế, kết quả ta được tín hiệu sóng mang có pha dịch theo sự lặp mã của 2 luồng số, thực hiện lọc, khuyếch đại tín hiệu tới mức -6dB đưa tới bộ trộn nâng tần.

Quá trình điều chế được thực hiện cụ thể như sau:

Giả sử một luồng số sau khi biến đổi nối tiếp thành song song ta nhận được 2 luồng số độc lập S₁và S₂, ở một thời điểm bất kỳ cặp bít S₁ và s₂có thể trình bày một trong 4 trạng thái (00, 01, 11, 10), do vậy khi lấy mẫu S₁và S₂đồng thời ở các thời điểm t₁đến t₄, ta có thể trình bày 4 mã bằng 4 trạng thái tương ứng với 4 góc pha của sóng mang được điều chế như bảng 2-1.

Hình 2-11: Sơ đồ khối kích thích

t	S₁	S₂	Góc pha
t₁	0	0	Có thể trình bày dịch pha là p/4
t₂	0	1	Có thể trình bày dịch pha là 3p/4
t₃	1	1	Có thể trình bày dịch pha là 5p/4
t₄	1	0	Có thể trình bày dịch pha là 7p/4

Bảng 2-1

Vậy các góc pha của sóng mang chuyển dịch theo các bước cách quãng 90⁰(vuông góc), ta có thể trình bày sự dịch pha này bằng biểu đổi véc tơ như hình 2-12.

Sinw₀t

3p/4 p/4

^{(01) (00)}

Cos w₀t

5p/4 7p/4

^{(11) (10)}

Hình 2-12: Biểu đồ véc tơ QPSK

* Nguyên lý hoạt động.

Hai luồng số liệu A và B từ khối băng tần gốc chính đưa tới các bộ khuyếch đại và hạn chế, tại đây 2 luồng số được biến đổi mức từ (0-5)v đơn cực thành tín hiệu lưỡng cực 0,7v rồi đưa vào 2 bộ lọc nhằm gạt bỏ các thành phần cao tần sau đó được đưa tới bộ trộn U₁ và U₂. Tại đây có dao động sóng mang tần số 220MHz đưa tới, 2 sóng mang lệch pha nhau là 90⁰, tần số trung tần IF được tạo ra từ bộ dao động thạch anh 73,333MHz rồi được nhân 3 sau đó khuyếch đại bởi V₄, đầu ra mỗi bộ trộn ta được tín hiệu 2PSK, qua bộ cộng ta được tín hiệu 4PSK, tín hiệu đã điều chế được khuyếch đại rồi đưa tới khối trộn nâng tần, tại đây có tần số của bộ dao động VCO đưa tới. Bộ dao động VCO tạo ra tần số dao động (1207- 1315)MHz chia làm 2 đường, một đường đi tới bộ trộn tần, đường còn lại qua hai bộ chia 4 tới bộ tổng hợp tần số tại đây dao động VCO đã chia 16 có tần số (75-82)MHz được đưa tới bộ chia D₂ thực hiện chia 10 hoặc 11. Sau bộ chia được tần số (7,5- 8,2)MHz, hệ số chia tuỳ thuộc vào sự lập trình ở bộ chia chính. Sau đó tín hiệu được đưa vào vi mạch chia lập trình chính D₁, bộ chia vạn năng có 4 đầu ra, các đầu ra này là đầu ra nhanh và đầu ra chậm, chúng được đưa tới vi mạch so sánh D₃ và 2 đầu ra từ PIN21 và PIN 22 điều khiển modul của bộ đếm D₂ để chia 10 hoặc chia 11.

Trong vi mạch D₃ có bộ dao động chuẩn, bộ chia và bộ so sánh tần số, so sánh pha. Tần số chuẩn do bộ dao động thạch anh tạo ra là 5MHz được qua bộ chia 80 tạo thành tần số 62,5Khz đưa tới mạch so sánh. Các sai lệch và tần số và pha được khuyếch đại, lọc và đưa lên viritor của bộ dao động VCO để hiệu chỉnh lại tần số cho tới khi không còn sai lệch.

Tại bộ trộn nâng tần thực hiện trộn tần số trung tần 220Mhz ở đầu ra bộ điều chế với dao động VCO có tần số (1207- 1315)MHz đầu ra bộ trộn này được sóng mang có tần số từ (1427- 1535)MHz. Sóng mang này được đưa tới bộ khuyếch đại công suất.

KẾT LUẬN

Qua nghiên cứu đề tài và được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn: Tiến sỹ Phạm Công Hùng, đề tài đã giải quyết được những nội dung sau:

– Các mã và phương pháp điều chế trong vi ba số.

– Mã và điều chế trong thiết bị vi ba số RMD-1504 của hãng AWA.

Trong quá trình nghiên cứu đề tài tôi thấy thiết bị vi ba số AWA nói chung và máy phát RMD-1504 nói riêng được IC hoá cao, làm việc tương đối ổn định với độ tin cậy cao, kết cấu gọn nhẹ, tiêu thụ ít nguồn, có hệ thống xử lý cảnh báo hoàn chỉnh.

Máy phát làm việc với tần số ổn định, có thể thay đổi tần số phát với độ phân giải 100Khz. Công suất máy phát cũng có thể thay đổi để phù hợp với từng điều kiện cự ly liên lạc, địa hình thời tiết… sử dụng hệ thống mã hoá và phương pháp điều chế tối ưu giúp tăng cự ly liên lạc, hạn chế nhiễu tối đa.

Thiết bị vi ba số AWA hiện nay có nhiều thuận lợi khi hoà nhập trong hệ thống viễn thông hiện được sử dụng nhiều trong mạng viễn thông dân sự và trong quân sự. Ngành viễn thông đã triển khai rộng rãi đến tận cấp huyện, máy có thể triển khai tận vùng sâu, vùng xa, có khả năng thay thế các đường dây hữu tuyến điện mà vẫn bảo đảm chất lượng cũng như số kênh liên lạc, mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Tài liệu tham khảo

Bài giảng Vi ba số- Nguyễn Tấn Nhân- Trung tâm đào tạo Bưu chính viễn thông II-1997.
Cơ sở thiết bị thông tin vi ba- Trường Sỹ quan CHKT Thông tin- 1998.
Thiết bị Vi ba số AWA- Trung tâm đào tạo Bưu chính Viễn thông II.
Quy trình khai thác và đo thử thiết bị vi ba số AWA- Hồ Văn Cừu- Trung tâm đào tạo BCVT II- 1993.

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

April 4, 2019

Bài tập lớn Cơ điện tử Hệ thống tự động cung cấp, gia công, kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC

Bài tập lớn Cơ điện tử Hệ thống tự động cung cấp, gia công, kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn môn Quản trị Ngân hàng Đánh giá hoạt động quản trị danh mục đầu tư và trạng thái thanh khoản của 1 NHTM Việt Nam trong giai đoạn gần đây

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-C%C6%A1-%C4%91i%E1%BB%87n-t%E1%BB%AD-H%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-t%E1%BB%B1-%C4%91%E1%BB%99ng-cung-c%E1%BA%A5p-gia-c%C3%B4ng-ki%E1%BB%83m-tra-v%C3%A0-ph%C3%A2n-lo%E1%BA%A1i-ph%C3%B4i-d%C3%B9ng-PLC.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Cơ điện tử Hệ thống tự động cung cấp, gia công, kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC

Bài tập lớn Cơ điện tử: Hệ thống tự động cung cấp, gia công, kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC

I.KHÁI QUÁT CHUNG

Hiện nay ở Việt Nam kỹ thuật Vi điều khiển và kỹ thuật điều khiển dùng PLC đã phát triển rộng rãi và được ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực tự động hóa trong công nghiệp.Trong đó hệ thống tự động kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC Siemens S7-1200 là một trong số đó

Hình 1: Hình ảnh mô hình hệ thống

1.PLC Siemens S7-1200 là CPU có tiêu chuẩn đầu ra kỹ thuật số đầu ra 10-bit và tiêu chuyển đầu vào kỹ thuật số 14-bit và 2 đầu vào kỹ thuật tương tự (Analog)

Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:

– 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC hoặc DC phạm vi rộng

– 2 mạch tương tự và số mở rộng điều khiển module trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm

– 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau

– 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP

– Bổ sung 4 cổng Ethernet

– Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC

Hình 2:PLC S7-1200

2.Mô hình hệ thống kiểm tra và phân loại phôi

Bao gồm hệ thống cảm biến(sensor) với nhiều loại cảm biến khác nhau,và các cơ cấu cơ khí như xi lanh khí nén,băng tải..,

Thiết bị cảm biến quang học (Optical sensor)
Thiết bị cảm biến quang học (Optical sensor)
Thiết bị cảm biến chiều cao (Distance sensor)
Thiết bị cảm biến màu sắc (Contrast sensor)
Thiết bị cảm biến kim loại (Metal sensor)
Xi lanh khí nén 1 chiều
Động cơ bánh răng 1 chiều
Bộ phản xạ
Các kênh vật liệu

Từ mô hình trên ta có thể khái quát lên sơ đồ làm việc của cụm như sau:

Nguyên lý làm việc: Khi có vật thì bộ phận cảm biến (Sensor) báo tín hệu về cho bộ điều khiển (Controller),khi đó bộ điều khiển sẽ xử lý thông tin và sẽ điều khiển các cơ cấu chấp hành (Actuator) làm việc theo yêu cầu đặt ra khi nào cơ cấu chấp hành đưa vật liệu tới vị trí cảm biến thì cảm biến lại nhận và đo tín hiệu và lại phát tím hiệu về bộ điều khiển cứ tuần tự như vậy bộ điều khiển lại xử lý thông tin tiếp và đưa ra tín hiệu điều khiển cơ cấu chấp hành theo chu kỳ khép kín như vậy.Ở đây ta nghiên cứu sâu về bộ cảm biến đo chiều cao (Distance Sensor )

II: THÔNG TIN CẢM BIẾN CHIỀU CAO (DISTANCE SENSOR)

Loại cảm biến chiều cao được sử dụng trong mô hình hệ thống kiểm tra và phân loại phôi này là cảm biến của hãng PEPPERL+ FUCHS

Thông tin:

Tên nhà sản xuất: PEPPERL+FUCHS

Model Number: UB300-18GM40A-U-V1
Mô tả sản phẩm: Hệ đầu đơn
Phạm vi cảm biến (Ngưỡng):35-300 mm
Phạm vi điều chỉnh:50-300mm
Vùng chết (Dead Band):0-35 mm
Tấm tiêu chuẩn: 100 mm x 100 mm
Độ trễ (Response delay): 50 ms
Điện áp làm việc :10-30 V
Dòng điện không tải: ≤ 20 mA
Input: Có 1 chương trình đầu vào

Giới hạn thấp A1:-…+1 V

Giới hạn cao A2: 4 V…

Trở kháng đầu vào: > 4.7 kΩ

Khoảng xung: ≥ 1 s

Output: Tín hiệu tương tự (Analog):0-10 V
Lắp đặt mặc định: Giới hạn A1:50 mm

A2:300 mm

Độ phân giải: 0.4 mm ở khoảng cảm biến tối đa
Ảnh hưởng của nhiệt độ: ± 1.5% giá trị
Nhiệt độ làm việc tốt nhất: -25 … 70 °C (-13 … 158 °F)
Nhiệt độ bảo quản: -40 … 85 °C (-40 … 185 °F)

Hình 4:Bản vẽ cả biến chiều cao(Distance sensor )

Hình 5: Biểu đồ đo lường của cảm biến

Đầu vào chương trình			Liên Kết	Đầu ra PLC
1	Động cơ băng tải	Band Rotate	X	Q 0.0	Đàu ra KTS
2	Tiến/Lùi băng tải	Band Forw/Back	X	Q 0.1
3	1.Thiết bị chia tách	1.Separator Off	X	Q 0.2
4	2.Thiết bị chia tách	2.Separator Off	X	Q 0.3
5	3.Thiết bị chia tách	3.Separator Off	X	Q 0.4
6	Đèn cảnh báo xanh	Green Warning	X	Q 0.5
7	Đèn cảnh báo vàng	Yellow Warning	X	Q 0.6
8	Đèn cảnh báo đỏ	Red Warning	X	Q 0.7
9	Đèn hệ thống sẵn sàng	System Ready	X	Q 1.0
10	—-			Q 1.1
				AQ0(V)	Đầu ra Alnalog
				AQ0(I)
				M
Đầu ra hệ thống			Liên Kết	Đầu vào PLC
1	Nút khởi động	Start Button	X	I 0.0	Đầu ra KTS
2	Nút dừng	Stop Buton	X	I 0.1
3	Vật liệu đến	Material Arrive	X	I 0.2
4	Dừng vật liệu	Material Stop	X	I 0.3
5	Cảm biến chiều cao	Distance Sensor	X	AI0
6	Cảm biến màu sắc	Contrast Sensor	X	I 0.4
7	Cảm biến kim loại	Metal Sensor	X	I 0.5
8	—-			I 0.6
9	—-			I 0.7
10	—-			I 1.0
11	—-			I 1.1
12	—-			I 1.2
13	—-			I 1.3
14	—-			I 1.4
15	—-			I 1.5
5	Cảm biến chiều cao	Distance Sensor	X	AI0	Đầu ra Ânlog
	—-			AI1
	—-			M

Bảng các cổng của PLC

Dựa vào bảng trên ta có thể thấy cảm biến đo chiều cao được nối vào cổng AI0 của PLC và cổng AI0 của PLC là cổng vào tín hiệu tương tự.

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

April 4, 2019

Báo cáo bài tập lớn Tự động hóa nhà máy nhiệt điện Tìm hiểu về máy phát trong nhà máy nhiệt điện

Báo cáo bài tập lớn Tự động hóa nhà máy nhiệt điện Tìm hiểu về máy phát trong nhà máy nhiệt điện

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn môn Trang bị điện ô tô Hệ thống khởi động Toyota

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A1o-c%C3%A1o-b%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-T%E1%BB%B1-%C4%91%E1%BB%99ng-h%C3%B3a-nh%C3%A0-m%C3%A1y-nhi%E1%BB%87t-%C4%91i%E1%BB%87n-T%C3%ACm-hi%E1%BB%83u-v%E1%BB%81-m%C3%A1y-ph%C3%A1t-trong-nh%C3%A0-m%C3%A1y-nhi%E1%BB%87t-%C4%91i%E1%BB%87n.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Báo cáo bài tập lớn Tự động hóa nhà máy nhiệt điện Tìm hiểu về máy phát trong nhà máy nhiệt điện

CHƯƠNG 1: CẤU TẠO, CHỨC NĂNG CỦA THIẾT BỊ, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH

1.1. Tổng quan nhà máy nhiệt điện

Hình 1: Sơ đồ công nghệ nhà máy nhiệt điện

Phân xưởng điện thường được chia thành 2 hệ thống: hệ thống phân phối điện lưới 220kV, 110kV, 10.5kV, 0.4kV… và hệ thống điện tự dùng. Các thiết bị: máy biến thế, máy cắt AT, dao cách li, biến áp đo lường, hệ thống đồng hồ ghi công suất điện, tần số dòng điện, các hệ thống bảo vệ tự động…

a. Phụ tải địa phương, , , =0,87	b. Phụ tải trung áp , , =0,86
c. Phụ tải cao áp, , , =0,9	d. Phụ tải tự dùng, , , =0,83

Hình 2: Một số đồ thị phụ tải cho nhà máy nhiệt điện

Sự cố rã lưới là một trong những sự cố lớn nhất nhà máy điện kể khi xây dựng nhà máy. Sự cố rã lưới là hiện tượng công suất điện phát ra lớn hơn so với công suất định mức, lúc này tần số f giảm dưới mức cho phép, máy cắt sẽ tự động cắt khỏi hệ thống.

Nguyên nhân dẫn đến sự cố rã lưới có rất nhiều sự cố, thường là sự cố trên dường dây 500 kV.

Khi sự cố sảy ra, tất cả nhà máy điện tự động cắt khỏi hệ thống bởi van bảo vệ, điện tự dùng mất, toàn bộ các hệ thống bơm, quạt, nghiền than cũng dừng lại… hơi được xả qua các đường xả sự cố về bình ngưng. Sau khi sự cố xảy ra, việc khởi động lại mỗi tổ máy và hoà lưới điện mất khoảng vài giờ đồng hồ.

Để khắc phụ sự cố rã điện, ta phải quan tâm đến đồ thị phụ tải để từ đó thiết kế hệ thống máy phát đảm bảo độ tin cậy vận hành tốt.

1.2. Cấu tạo, chức năng các bộ phận máy phát

– Bộ truyền động: truyền cơ năng dưới dạng momen từ trục quay turbin hơi sang trục quay máy phát

– Bộ phận sơ cấp: nhiệm vụ là chỉnh lưu điện áp xoay chiều thành 1 chiều và cấp điện một chiều vào cuộn dây rotor thông qua vành góp.

– Bộ phận thứ cấp: các cuộn dây stato được gắn cố định trên thân máy, để đưa điện ra ngoài

– Máy biến áp: nâng điện áp lên cao rồi hòa vào lưới điện, với nhà máy nhiệt điện thường nâng đến 220kV, 110kV.

1.3. Nguyên lý hoạt động máy phát điện

Điện một chiều được cấp vào cuộn dây rotor , rôto quay tạo ra từ trường F_t quay với tốc độ n, lực điện từ F_t cảm ứng nên các suất điện động e_A,e_B.e_C tương ứng với 3 cuộn dây stato được bố trí lệch pha nhau , mỗi cuộn có tần số:

trong đó:

p- số đôi cực

n- tốc độ từ trường quay(hay chính là tốc độ quay turbin hơi)

Để điều chỉnh tần số điện áp ra 50Hz để hòa đồng bộ chính xác được vào lưới điện, ta điều khiển tốc độ quay turbin thông qua lưu lượng hơi quá nhiệt đi ra từ lò hơi.

+ Số tổ máy:

+ Số hiệu máy phát:

+ Số đôi cực :1

+ Số pha : 3

+ Tần số :50Hz

+ Hệ số công suất : 0,85

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

2.1. Tính toán phụ tải

Tùy theo công suất tổng yêu cầu mà cần nhiều tổ máy, thông thường với nhà máy nhiệt điện thì mỗi tổ máy có công suất định mức P = 110 MW.

TB – 120 -2T₃, với các thông số sau:

Bảng 1: Thông số kỹ thuật máy phát

(MVA)

(MW)

(V/p)

(kV)

I_dmStato

(A)

I_dmRoto

(A)

X_d^’’

X_d

129, 412

110

3000

10, 5

0, 85

7760

1830

0, 190

0, 278

1, 91

Công suất phát vào hệ thống tại một thời điểm t được xác định theo công thức sau:

S_VHT = S_TNM – (S_TD + S_UF + S_T + S_C)

trong đó:

S_TNM: Công suất tổng của nhà máy tại thời điểm t

S_TD: Công suất điện tự dùng tại thời điểm t.

S_UF: Công suất phụ tải cấp điện cho bộ sơ cấp máy phát tại thời điểm t.

S_T: Công suất phụ tải trung áp 110kV tại thời điểm t.

S_C: Công suất phụ tải cao áp 220kV tại thời điểm t.

+ Công thức tính công suất phụ tải tại một thời điểm: (S_UF, S_T, S_C):

trong đó:

S : công suất biểu kiến của phụ tải ở từng cấp điện áp.

: công suất tác dụng cực đại.

: hệ số công suất tính theo của công suất cực đại(thường ).

: hệ số công suất phụ tải.

+ Công thức tính công suất điện tự dùng tại một thời điểm: (S_TD)

trong đó:

: phụ tải tự dùng tại thời điểm t.

= 440 MW công suất tác dụng của nhà máy.

: Công suất tổng nhà máy phát ra tại thời điểm t.

a: số phần trăm lượng điện tự dùng (a = 7%).

=0,82.

2.2. Tính toán chọn máy biến áp

2.2.1. Đề xuất các phương án

Dựa vào kết quả tính toán ở chương 1 ta có một số nhận xét sau:

– Do nên không cần dùng thanh góp điện áp máy phát.

– Do các cấp điện áp 220kV và 110kV đều có trung tính nối đất trực tiếp, mặt khác hệ số có lợi a = 0,5 nên ta dùng máy biến áp tự ngẫu vừa để truyền tải công suất liên lạc giữa các cấp điện áp vừa để phát công suất lên hệ thống.

– Do công suất phát về hệ thống lớn hơn dự trữ quay của hệ thống nên ta phải đặt ít nhất hai máy biến áp nối với thanh điện áp 220kV.

– Công suất một bộ máy phát điện – máy biến áp không lớn hơn dữ trữ quay của hệ thống nên ta có thể dùng sơ đồ bộ máy phát điện – máy biến áp.

– Do S_UTmax/S_UTmin= 174,419/122,093 MVA và S_Fđm = 68,75 MVA, cho nên ta có thể ghép từ 1 đến 3 bộ máy phát điện – máy biến áp ba pha hai cuộn dây bên trung áp.

– Do tầm quan trọng của nhà máy đối với hệ thống nên các sơ đồ nối điện ngoài việc đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải còn phải là các sơ đồ đơn giản, an toàn và linh hoạt trong quá trình vận hành sau này.

– Sơ đồ nối điện cần phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cung cấp điện an toàn, liên tục cho các phụ tải ở các cấp điện áp khác nhau, đồng thời khi bị sự cố không bị tách rời các phần có điện áp khác nhau .

Với các nhận xét trên ta có các phương án nối điện cho nhà máy như sau:

Phương án 1

Phương án 1 có ba bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung cấp cho phụ tải 110kV. Hai bộ máy phát điện – máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía 110kV.

Ưu điểm:

– Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, cung cấp đủ công suất cho phụ tải các cấp điện áp.

– Số lượng và chủng loại máy biến áp ít nên dễ lựa chọn thiết bị và vận hành đơn giản, giá thành rẻ thoả mãn điều kiện kinh tế .

Nhược điểm:

– Khi các bộ máy phát điện – máy biến áp bên trung làm việc định mức, sẽ có một phần công suất từ bên trung truyền qua máy biến áp tự ngẫu phát lên hệ thống gây tổn thất qua 2 lần máy biến áp (lớn nhất khi S_UTmin).

Phương án 2

Phương án 2 có hai bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV và một bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp 220kV. Hai bộ máy phát điện – máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía 110kV.

Ưu điểm:

– Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, cung cấp đủ công suất cho phụ tải các cấp điện áp.

Nhược điểm:

– Tổn thất công suất qua hai lần máy biến áp nhỏ (chỉ xảy ra khi S_UTmin).

– Do có một bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây nối bên cao nên giá thành cao hơn và tổn thất nhiều hơn so với phương án 1.

Phương án 3

Phương án 3 có một bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp điện áp 110kV để cung cấp điện cho phụ tải 110kV và hai bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây nối lên thanh góp 220kV. Hai bộ máy phát điện – máy biến áp tự ngẫu liên lạc giữa các cấp điện áp, vừa làm nhiệm vụ phát công suất lên hệ thống, vừa truyền tải công suất thừa hoặc thiếu cho phía 110kV.

Ưu điểm:

– Sơ đồ nối điện đơn giản, vận hành linh hoạt, cung cấp đủ công suất cho phụ tải các cấp điện áp.

Nhược điểm:

– Có một phần lớn công suất truy ền qua máy biến áp sang bên trung (lớn nhất khi S_UTmin).

– Do có thêm một bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây nối bên cao nên giá thành cao hơn và tổn thất nhiều hơn so với phương án 2.

Phương án 4

Phương án 4 dùng năm bộ máy phát- máy biến áp 2 cuộn dây : ba bộ nối với thanh góp 110kV, hai bộ nối với thanh góp 220kV. Dùng hai máy biến áp tự ngẫu để liên lạc giữa hai cấp điện áp cao và trung, đồng thời để cung cấp điện cho phụ tải cấp điện áp máy phát S_UF .

Ưu điểm:

– Cũng đảm bảo cung cấp điện liên tục.

Nhược điểm:

– Số lượng máy biến áp nhiều đòi hỏi vốn đầu tư lớn, đồng thời trong quá trình vận hành xác suất sự cố máy biến áp tăng, tổn thất công suất lớn.

Kết luận :

Qua 4 phương án ta có nhận xét rằng hai phương án 1 và 2 đơn giản và kinh tế hơn so với phương án còn lại. Hơn nữa, nó vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục, an toàn cho các phụ tải và thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật. Do đó ta sẽ giữ lại phương án 1 và phương án 2 để tính toán kinh tế và kỹ thuật nhằm chọn được sơ đồ nối điện tối ưu cho nhà máy điện.

2.2.2. Tính toán chọn máy biến áp cho các phương án

2.2.2.1. Phương án 1

Chọn máy biến áp

Chọn máy biến áp 2 cuộn dây phía 110kV B3, B4, B5 :

Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5 được chọn theo điều kiện:

Do đó ta có thể chọn máy biến áp B3, B4, B5 có các thông số kỹ thuật:

Loại

MBA

S_đm

MVA

ĐA cuộn dây, kV

Tổn thất, kW

U_N%

I₀%

DP₀

DP_N

TPдцH

115

10,5

310

10,5

0,55

Chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 :

Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 được chọn theo điều kiện:

Với a là hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu:

Do đó :

Từ kết quả tính toán trên ta chọn máy biến áp tự ngẫu B1, B2 có thông số kỹ thuật :

Loại

MBA

S_đm

MVA

ĐA cuộn dây, kV

Tổn thất, kW

U_N%

I₀%

DP₀

DP_N

C-T

C-H

T-H

C-T

C-H

T-H

ATдцTH

160

230

121

380

–

0,5

Phân bố công suất cho các máy biến áp

Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5:

Để vận hành kinh tế và thuận tiện, đối với bộ máy phát điện – máy biến áp 2 cuộn dây ta cho phát hết công suất từ 0 – 24h lên thanh góp, tức là làm việc liên tục với phụ tải bằng phẳng. Khi đó công suất tải qua máy biến áp bằng :

Máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 :

– Công suất phía cao áp :

– Công suất phía trung áp:

– Công suất phía hạ áp:

Kết quả tính toán phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được cho trong bảng sau :

	0-7	7-8	8-12	12-18	18-24
S_C (MVA )	66,118	64,739	68,359	72,440	57,767
S_T(MVA)	-37,226	-37,226	-24,145	-11,063	-37,226
S_H (MVA)	28,892	27,513	44,214	61,377	20,541

Dấu “ – ” trước công suất của phía trung có nghĩa là chỉ chiều truyền tải công suất từ phía trung áp sang phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu. Như vậy, máy biến áp tự ngẫu làm việc trong chế độ tải công suất từ hạ và trung áp lên cao áp.

Kiểm tra khả năng quá tải của máy biến áp

Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5:

Vì công suất của máy biến áp B3, B4, B5 đã được chọn lớn hơn công suất định mức của máy phát điện. Đồng thời từ 0 – 24h luôn cho bộ máy phát điện – máy biến áp này làm việc với phụ tải bằng phẳng nên đối với máy biến áp B3, B4, B5 ta không cần phải kiểm tra khả năng quá tải .

Máy biến áp liên lạc B1 và B2 :

Quá tải bình thường:

Từ bảng phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu ta thấy công suất qua các cuộn dây của máy biến áp tự ngẫu đều nhỏ hơn công suất tính toán :

S_tt = aS_TNđm= 0,5.160 = 80MVA

Vậy trong điều kiện làm việc bình thường các máy biến áp tự ngẫu B1, B2 không bị quá tải.

Quá tải sự cố:

Sự cố một máy biến áp 2 cuộn dây bên trung áp :

Xét sự cố xảy ra khi S_UT = S_UTmax = 174,419 MVA

Khi đó S_VHT = 144,879 MVA; S_UF = 8,276 MVA; S_TDmax = 16,176 MVA.

Phân bố công suất tại các phía của máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:

– Công suất phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu :

S_C = S_H – S_T = 61,377 – 21,695 =39,682 MVA

Trong trường hợp này công suất được tải từ hạ áp lên cao và trung áp nên cuộn hạ mang tải nặng nhất.

Do S_hạ = 61,377 MVA < S_tt = aS_TNđm = 0,5.160 = 80 MVA nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

Trong khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S_VHT= 144,879 MVA, vì vậy lượng công suất còn thiếu là:

S_thiếu = S_VHT – 2.S_C = 144,879 – 2.39,682 = 65,515 MVA < S_DT = 100 MVA

Vì lượng công suất này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống không bị mất ổn định.

Sự cố một máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải trung áp cực đại:

Xét sự cố xảy ra khi S_UT = S_UTmax = 174,419 MVA

Khi đó S_VHT = 144,879 MVA; S_UF = 8,276 MVA; S_TDmax = 16,176 MVA.

Phân bố công suất tại các phía của máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:

– Công suất phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu :

S_C = S_H – S_T = 57,239 + 22,126 = 79,365 MVA

Do S_C= 79,365 MVA < S_TNđm= 160 MVA nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

Trong khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S_VHT= 144,879 MVA, vì vậy lượng công suất còn thiếu là:

S_thiếu = S_VHT – S_C = 144,879 – 79,365 = 65,514 MVA < S_DT = 100 MVA

Vì lượng công suất này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống không bị mất ổn định.

Sự cố một máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải trung áp cực tiểu:

Xét sự cố xảy ra khi S_UT = S_UTmin = 122,093 MVA

Khi đó S_VHT = 132,235 MVA; S_UF = 6,437 MVA; S_TDmax = 16,176 MVA

Phân bố công suất tại các phía của máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:

– Công suất phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu :

S_C = S_H – S_T = 59,078 + 74,452 = 133,53 MVA

Do S_C= 133,53 MVA < S_TNđm= 160 MVA nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

Trong khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S_VHT=132,235MVA < S_C = 133,53MVA vì vậy lượng công suất phát thừa lên hệ thống.

Kết luận : Các máy biến áp đã chọn cho phương án 1 hoàn toàn đảm bảo điều kiện quá tải bình thường và quá tải sự cố.

Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp

Tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây B3, B4, B5 :

Do bộ máy biến áp – máy phát điện làm việc với phụ tải bằng phẳng trong suốt cả năm S_B3 = S_B4= S_B5 = 65,515 MVA nên tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây là :

Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B1, B2 :

Trong đó:

S_Ci, S_Ti’ S_Hi: công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của mỗi máy biến áp tự ngẫu trong khoảng thời gian t_i.

DP_NC, DP_NT, DP_NH : tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ. Các loại tổn thất này được tính theo các công thức sau :

Ta có :

Như vậy tổng tổn thất điện năng một năm trong các máy biến áp của phương án 1 là:

DA_S = 2.DA_TN + 3.DA_2cd = 2. 1411338,057 + 3.2434440,573

= 10125997,83 kWh.

Tính dòng điện cưỡng bức của các mạch

Các mạch phía điện áp cao 220kV :

– Đường dây nối giữa hệ thống điện và nhà máy điện thiết kế là một đường dây kép nên dòng điện cưỡng bức bằng :

– Mạch cao áp của máy biến áp tự ngẫu :

Khi bình thường: S_Cmax= 72,44 MVA

Khi sự cố một máy biến áp : S_Cmax = 123,388 MVA

Do đó dòng cưỡng bức trong mạch cao áp của máy biến áp tự ngẫu bằng :

Vậy dòng điện cưỡng bức phía điện áp cao 220kV là :

Các mạch phía điện áp trung 110 kV :

– Phụ tải trung áp gồm 3 đường dây cáp kép x 50MW, P_Tmax= 150MW, cosφ = 0,86.

Do đó dòng điện cưỡng bức trên mạch đường dây phụ tải trung áp bằng :

– Dòng điện cưỡng bức phía bộ máy phát – máy biến áp 2 cuộn dây :

– Dòng điện cưỡng bức phía trung áp của máy biến áp liên lạc:

Trong đó : S_Tmax – công suất lớn nhất bên trung của máy biến áp tự ngẫu.

Khi bình thường : S_Tmax= 37,226 MVA

Khi sự cố một máy biến áp 2 cuộn dây :

Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu :

Do đó :

Vậy dòng điện cưỡng bức phía điện áp trung 110 kV là :

Các mạch phía hạ áp 10,5 kV :

– Dòng điện cưỡng bức phía máy phát :

– Dòng điện cưỡng bức phía hạ áp của máy biến áp liên lạc :

Trong đó : S_Hmax – công suất lớn nhất bên hạ của máy biến áp tự ngẫu.

Khi bình thường : S_Hmax = 61,377 MVA

Khi sự cố một máy biến áp 2 cuộn dây :

Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu :

Do đó :

Vậy dòng điện cưỡng bức phía hạ áp trung 10,5 kV là :

Bảng tổng kết dòng cưỡng bức các cấp điện áp :

I_cbC(kA)	I_cbT(kA)	I_cbH(kA)
0,380	0,379	3,969

2.2.2.2. Phương án 2

Chọn máy biến áp

– Máy biến áp tự ngẫu B1, B2 và máy biến áp 2 cuộn dây bên trung áp 110kV B3, B4 chọn như phương án 1.

– Máy biến áp 2 cuộn dây bên cao áp 220kV B5 được chọn theo điều kiện:

Do đó ta có thể chọn máy biến áp B5 có các thông số kỹ thuật:

Loại

MBA

S_đm

MVA

ĐA cuộn dây, kV

Tổn thất, kW

U_N%

I₀%

DP₀

DP_N

TPдцH

100

230

360

0,7

Phân bố công suất cho các máy biến áp

Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5:

Máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 :

– Công suất phía cao áp :

– Công suất phía trung áp:

– Công suất phía hạ áp:

Kết quả tính toán phân bố công suất cho các phía của máy biến áp tự ngẫu B1 và B2 được cho trong bảng sau :

	0-7	7-8	8-12	12-18	18-24
S_C (MVA )	33,36	31,981	35,602	39,682	25,009
S_T(MVA)	-4,469	-4,469	8,613	21,695	-4,469
S_H (MVA)	28,891	27,512	44,215	61,377	20,54

Dấu “ – ” trước công suất của phía trung có nghĩa là chỉ chiều truyền tải công suất từ phía trung áp sang phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu. Như vậy, máy biến áp tự ngẫu chỉ làm việc trong chế độ tải công suất từ hạ và trung áp lên cao áp khi phụ tải trung áp cực tiểu còn trong các thời điểm khác máy biến áp tự ngẫu đều làm việc trong chế độ tải công suất từ hạ áp lên cao và trung áp.

Kiểm tra khả năng quá tải của máy biến áp

Máy biến áp 2 cuộn dây B3, B4, B5:

Máy biến áp liên lạc B1 và B2 :

Quá tải bình thường:

S_tt = aS_TNđm= 0,5.160 = 80MVA

Vậy trong điều kiện làm việc bình thường các máy biến áp tự ngẫu B1, B2 không bị quá tải.

Quá tải sự cố:

Sự cố một máy biến áp 2 cuộn dây bên trung áp :

Xét sự cố xảy ra khi S_UT = S_UTmax = 174,419 MVA

Khi đó S_VHT = 144,879 MVA; S_UF = 8,276 MVA; S_TDmax = 16,176 MVA.

Phân bố công suất tại các phía của máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:

– Công suất phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu :

S_C = S_H – S_T = 61,377 – 54,452 = 6,925 MVA

Trong trường hợp này công suất được tải từ hạ áp lên cao và trung áp nên cuộn hạ mang tải nặng nhất.

Do S_hạ = 61,377 MVA < S_tt = aS_TNđm = 0,5.160 = 80 MVA nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

Trong khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S_VHT= 144,879 MVA, vì vậy lượng công suất còn thiếu là:

S_thiếu = S_VHT – 2.S_C – S_B5= 144,879 – 2.6,925 – 65,515 = 65,514 MVA < S_DT = 100 MVA

Vì lượng công suất này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống không bị mất ổn định.

Sự cố một máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải trung áp cực đại:

Xét sự cố xảy ra khi S_UT = S_UTmax = 174,419 MVA

Khi đó S_VHT = 144,879 MVA; S_UF = 8,276 MVA; S_TDmax = 16,176 MVA.

Phân bố công suất tại các phía của máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:

– Công suất phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu :

S_C = S_H – S_T = 57,239 – 43,389 = 13,85 MVA

Trong trường hợp này công suất được tải từ hạ áp lên cao và trung áp nên cuộn hạ mang tải nặng nhất.

Do S_hạ = 57,239 MVA < S_tt = aS_TNđm = 0,5.160 = 80 MVA nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

Trong khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S_VHT= 144,879 MVA, vì vậy lượng công suất còn thiếu là:

S_thiếu = S_VHT – S_C – S_B5= 144,879 – 13,85 – 65,515 = 65,514 MVA < S_DT = 100 MVA

Vì lượng công suất này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống không bị mất ổn định.

Sự cố một máy biến áp tự ngẫu khi phụ tải trung áp cực tiểu:

Xét sự cố xảy ra khi S_UT = S_UTmin = 122,093 MVA

Khi đó S_VHT = 132,235 MVA; S_UF = 6,437 MVA; S_TDmax = 16,176 MVA

Phân bố công suất tại các phía của máy biến áp tự ngẫu khi xảy ra sự cố:

– Công suất phía trung áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía hạ áp của máy biến áp tự ngẫu :

– Công suất phía cao áp của máy biến áp tự ngẫu :

S_C = S_H – S_T = 59,078 + 8,937 = 68,015 MVA

Do S_C= 68,015 MVA < S_TNđm= 160 MVA nên máy biến áp tự ngẫu không bị quá tải.

Trong khi đó công suất cần phát lên hệ thống là S_VHT= 132,235 MVA, vì vậy lượng công suất còn thiếu là:

S_thiếu = S_VHT – S_C – S_B5= 132,235 – 68,015 – 65,515 = 1,295 MVA < S_DT = 100 MVA

Vì lượng công suất này nhỏ hơn công suất dự trữ quay của hệ thống nên hệ thống không bị mất ổn định.

Kết luận : Các máy biến áp đã chọn cho phương án 2 hoàn toàn đảm bảo điều kiện quá tải bình thường và quá tải sự cố.

Tính toán tổn thất điện năng trong các máy biến áp

Tổn thất điện năng trong máy biến áp 2 cuộn dây phía trung B3, B4 :

Theo phương án 1 ta có :

Tổn thất điện năng trong máy biến áp 2 cuộn dây phía cao B5 :

Do bộ máy biến áp – máy phát điện làm việc với phụ tải bằng phẳng trong suốt cả năm S_B5= 65,515 MVA nên tổn thất điện năng trong máy biến áp hai cuộn dây phía cao là :

Tổn thất điện năng trong máy biến áp tự ngẫu B1, B2 :

Trong đó:

S_Ci, S_Ti’ S_Hi: công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của mỗi máy biến áp tự ngẫu trong khoảng thời gian t_i.

DP_NC, DP_NT, DP_NH : tổn thất công suất ngắn mạch các cuộn cao, trung, hạ.Các loại tổn thất này được tính theo các công thức sau :

Ta có :

Như vậy tổng tổn thất điện năng một năm trong các máy biến áp của phương án 2 là: DA_S= 2.DA_TN+ 2.DA_B3+ DA_B5

= 2.1148632,509 + 2.2434440,573 + 2177032,993

= 9343179,157 kWh.

Tính dòng điện cưỡng bức của các mạch

Các mạch phía điện áp cao 220kV :

– Đường dây nối giữa hệ thống điện và nhà máy điện thiết kế là một đường dây kép nên dòng điện cưỡng bức bằng :

– Mạch cao áp của máy biến áp tự ngẫu :

Khi bình thường : S_Cmax= 39,682 MVA

Khi sự cố một máy biến áp : S_Cmax = 68,015 MVA

Do đó dòng cưỡng bức trong mạch cao áp của máy biến áp tự ngẫu bằng :

– Dòng cưỡng bức phíabộ máy phát–máy biến áp 2 cuộn dây :

Vậy dòng điện cưỡng bức phía điện áp cao 220kV là :

Các mạch phía điện áp trung 110 kV :

– Phụ tải trung áp gồm 3 đường dây cáp kép x 50MW, P_Tmax= 150MW, cosφ = 0,86.

Do đó dòng điện cưỡng bức trên mạch đường dây phụ tải trung áp bằng :

– Dòng cưỡng bức phía bộ máy phát–máy biến áp 2 cuộn dây :

– Dòng cưỡng bức phía trung áp của máy biến áp liên lạc :

Trong đó : S_Tmax – công suất lớn nhất bên trung của máy biến áp tự ngẫu.

Khi bình thường : S_Tmax = 21,695 MVA

Khi sự cố một máy biến áp 2 cuộn dây :

Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu :

Do đó :

Vậy dòng điện cưỡng bức phía điện áp trung 110 kV là :

Các mạch phía hạ áp 10,5 kV :

– Dòng cưỡng bức phía máy phát :

– Dòng cưỡng bức phía hạ áp của máy biến áp liên lạc :

Trong đó : S_Hmax – công suất lớn nhất bên hạ của máy biến áp tự ngẫu.

Khi bình thường : S_Hmax = 61,377 MVA

Khi sự cố một máy biến áp 2 cuộn dây bên trung :

Khi sự cố một máy biến áp tự ngẫu :

Do đó :

Vậy dòng điện cưỡng bức phía hạ áp trung 10,5 kV là :

Bảng tổng kết dòng cưỡng bức các cấp điện áp :

I_cbC(kA)	I_cbT(kA)	I_cbH(kA)
0,380	0,379	3,969

2.3. Chọn các thiết bị đóng cắt, đo lường và bảo vệ

Chọn máy cắt điện .

Máy cắt điện được chọn sơ bộ theo điều kiện sau

Loại máy cắt điện .

– Điện áp định mức : U_đmMC U_mạng

– Dòng diện định mức : I_đmMC I_cb

– Kiểm tra ổn định nhiệt : I²_nh .t_nh B_N

– Kiểm tra ổn định động : I_{lđ đ} I_xk

– Điều kiện cắt :I_cắtMC I’’

Dựa vào kết quả tính toán dòng cưỡng bức và dòng điện ngắn mạch ta có lựa chọn máy cắt cho các cấp điện áp như bảng sau :

Phương án I

Cấp điện áp (KV)	Điểm ngắn mạch	Đại lượng tính toán			Loại máy cắt	Đại lượng định mức
Cấp điện áp (KV)	Điểm ngắn mạch	I_cb (KA)	I_N (KA)	I_xk (KA)	Loại máy cắt	U_đm(KV)	I_đm(KA)	I_cắtđm (KA)	I_lđđ (KA)
220	N₁	0,366	5,5625	14,1598	3AQ1	245	4	40	100
110	N₂	0,344	10,912	27,7774	3AQ1	123	4	40	100
10	N’₃	3,61	24,4906	62,3429	8BK41	12	12,5	80	225

Phương án II

Cấp điện áp (KV)	Điểm ngắn mạch	Đại lượng tính toán			Loại máy cắt	Đại lượng định mức
Cấp điện áp (KV)	Điểm ngắn mạch	I_cb (KA)	I_N (KA)	I_xk (KA)	Loại máy cắt	U_đm(KV)	I_đm(KA)	I_cắtđm (KA)	I_lđđ (KA)
220	N₁	0,366	5,7978	14,7588	3AQ1	245	4	40	100
110	N₂	0,416	10,912	27,7774	3AQ1	123	4	40	100
10	N’₃	3,61	24,4906	62,3429	8BK41	12	12,5	80	225

Chọn sơ đồ thanh ghóp.

Phía 220 KV ta chọn sơ đồ hệ thống hai thanh ghóp .

Phía 110 KV ta chọn sơ đồ hai thanh ghóp

Phía 10 KV ta ko cần dùng thanh ghóp điện áp máy phát

2.3.3. Chọn thanh dẫn cho mạch máy phát ( thanh dẫn cứng )

Chọn tiết diệnđây dẫn :

Tiết diện của thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép : I_cp > I_cb

Trong đó dòng điện cho phép cần phải hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường ( khi nhiệt độ môi trường xung quanh khác với nhiệt độ định mức )

Với giả thiết dùng thanh dẫn đồng có nhiệt độ lâu dài cho phép là 70⁰C , nhiệt độ của môi trường xung quanh là 35⁰C nhiệt độ của môi trường tính toán quy định là 25⁰C , ta có hiêu chỉnh theo nhiệt độ là :

k_hc =

Vậy ta có :

I_cp.K_hc I_cb

I_cp (KA).

Khi dòng nhỏ thì có thẻ dùng thanh dẫn cứng hình chữ nhật , khi dòng trên 3000 A thì dùng thanh dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần , đồng thời làm tăng khả năng làm mát cho chúng .

Căn cứ vào số liệu tính ở trên ta chọn thanh dẫn hình máng bằng đồng có các thông số như sau:

Kích thước (mm)				Tiết diện một cực (mm²)	Mômen trở kháng (cm³)			Mômen quán tính (cm⁴)			Dòng điện cho phép (A)
h	b	c	r		Mét thanh		Hai thanh	Mét thanh		Hai thanh
125	55	6,5	10	1370	W_x-x	W_y-y	W_yo-yo	J_x-x	J_y-y	J_yo-yo
					50	9,5	100	290,3	36,7	625	5500

Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch :

Bởi vì thanh dẫn có dòng cho phép lớn hơn 1000 A nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt

Kiểm tra ổn định động .

Theo tiêu chuẩn độ bền cơ học , ứng suất của vật liệu thanh dẫn không được lớn hơn ứng suất cho phép của nó , có nghĩa là : s_tt s_cp

Đối với nhôm thì ứng suất cho phép là 700 KG/cm² , còn đối với đồng thì ứng suất cho phép là 1400 KG/ cm².

Đối với thanh dẫn ghép thì ứng suất trong vật liệu thanh dẫn bao gồm hai thành phần : ứng suất do lực tác dụng giữa các pha gây ra , và ứng suất do lực tưong tác của các thanh trong cùng một pha gây nên .

Lực tác dụng lên thanh dẫn pha giữa trên chiều dài khoảng vượt theo công thức :

F_tt =1,76.10 ^–8. i²_xk(KG).

Trong đó

i_xk : dòng điện xung kích của ngắn mạch ba pha (A)

l₁ : khoảng cách hai sứ liền nhau của một pha (cm)

A : khoảng các giữa các pha (cm )

Với cấp điện áp máy phát là 10 KV , có thể chọn l₁ = 120 cm và khoảng cách giữa các pha a= 60 (cm ) , vậy lực tác dụng lên thanh dẫn khi đó sẽ là

F_tt =1,76.10 ^–8. .( 63,3429.10³)²= 141,233 KG

Xác định mômen uốn tác dụng lên một nhịp của thanh dẫn :

M₁ = = 1694,805(KG.cm)

Ứng suất do lực tác dụng giữa các pha gây nên :

s₁ = 16,95 (KG/cm²)

Lực tác dụng tương hỗ giữa các thanh trong một pha trên chiều dài l₂ giữa cá miếng đệm sẽ là :

F₂ = 0,51.10 ^–8. i²_xk

Ta có lực tác dụng tưong hỗ giữa các thanh cùng một pha lên trêm 1 cm chiều dài là :

F₂ = 0,51.10 ^–8. i²_xk = 0,51.10^-8. .( 62,3429.10³)²= 1,59 (KG/cm)

Khi đó mômen uốn do lực tác dụng tương hỗ giữa các thanh trong cùng một pha gây nên

M₂ = = 0,13 (KG.cm)

Để đảm bảo ổn định đọng của thanh dẫn sẽ là :

s_tt = s₁+ s₂ = s₁ + s_cp.

Trong đó :

s_cp = 1400 KG/cm²

Khoảng cách lớn nhất giữa hai miếng đệm

l_2max =

Chọn khoảng cách giữa hai sứ thì đảm bảo ổn định động giá trị l_max tính phải thoả mãn l_max l₁

Thay số vào tính ta được:

l_2max = 314,9 (cm) > l₁ = 120 (cm)

Khi xét đến dao động riêng của thanh dẫ thì điều kiện dể ổn định cho thanh dẫn là dao động riêng của thanh dẫn nằm ngoài giới hạn 45- 55 Hz và 90 -110 Hz để tránh cộng hưởng tần số , tần số riêng của dao đọng thanh dẫn được xác định theo công thức :

W_r=

Trong đó :

– l : chiều dài thanh dẫn giữa hai sứ (l = 120 cm)

– E : mômên đàn hồi của vật liệu (E_CU = 1,1.10⁶KG/cm²)

– : mômên quán tính ( = 625 cm⁴)

– S : tiết diện thanh dẫn 2.13,7 = 27,4 cm²

– g : khối lượng riêng của vật liệu (g_cu = 8,93 g/cm³ )

Þ W_r= = 424,88 (Hz)

Tần số này thoả mãn yêu cầu ở trên nên thoả mãn điều kiện ổn định khi xét dến dao động riêng .

2.3.4. Chọn sứ đỡ .

Sứ đỡ được chọn theo các điều kiện :

Loại sứ

Điện áp : U_{đm S} U_{đm mg}.

Kiểm tra ổn định động :

Điều kiện độ bền của sứ : F’_tt F_cp = 0,6.F_ph

Trong đó :

F_cp : lực cho phép tác dụng lên đầu sứ (KG)

F_ph : lực phá hoại định mức của sứ (KG)

F’_tt = F_tt.

F_tt : lực tính toán trên khoảng vượt của thanh dẫn .

Chọn loai sứ dặt trong nhà có các thông số như sau :

Loại sứ	Điện áp định mức (KV)	Điện áp duy tì ở trạng thái khô (KV)	Lực phá hoại nhỏ nhất F_ph (KG)	Chiều cao H (mm)
OΦP-10-750Y3	10	755	750	160

Với chiều cao thanh dẫn đã chọn là 125 mm

H^’ = H + h /2 = 160 + 125/2 = 166,25 mm

Suy ra : F’_tt = F_tt. = 141,23. = 146,75 (KG)

F_cp = 0,6.F_ph = 0,6.750 = 450 (KG) > 146,75 (KG) = F’_tt

Vậy sứ chọn thoả mãn điều kiện ổn định động

2.3.5. Chọn thanh ghóp mềm phía cao áp ( 220 KV)

Chọn tiết diện

Tiết diện của thanh dẫn và thanh ghóp mền được chọn theo điều kiện dòng điện cho phép trong chế độ làm việc lâu dài :

I’_cp = I_cp.k_hc I_cb.

Theo tính toán từ các phần trước ta có dòng điện cưỡng bức lớn nhất phía cao áp của nhà máy thiết kế là : I_cb = 0,366 KA ; k_hc = 0,88. Dòng điện cho phép qua dây dẫn trong chế độ làm việc lâu dài là : I_cp.K_hc I_cb

® I_cp (KA).

Với dòng cho phép 500 ta chọn dây nhôm lõi thép có các thông số sau :

Tiết diện chuẩn nhôm /thép	Tiết diện (mm²)		Đường kính (mm)		I_cp (A)
Tiết diện chuẩn nhôm /thép	nhôm	thép	Dây dẫn	Lõi thép	I_cp (A)
300/39	301	38	24	8	690

Kiểm tra ổn định nhiệt .

Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt : q_N q_Ncp.

Hay : S_chän S_min =

-Trong đó :

B_N : là xung lượng nhiệt khi ngắn mạch

C : hằng số tuỳ thuộc vào loại vật liệu làm dây dẫn . Với dây AC ta có C = 79.

Tính xung lượng nhiệt (B_N) : B_N = B_N-CK + B_N-KCK

Xung lượng nhiệt của thành phần chu kỳ xác định theo phương pháp giải tích đồ thị (giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là 1 (s) )

Theo kết quả tính toán ở trên : (Ngắn mạch tại điểm N₁)

Điện kháng tính toán phía nhà máy và phía hệ thống là :

= = 1,3744

= = 0,3238

Tra bảng ta tìm được :

0,76 , 3,2 , (∞) = 0,88 , (∞) = 2,2

Dòng điện tính toán:

® = = 4,0163 kA

® = = 0,7844 kA

Tính dòng I’’

® = . + . = 5,5625 kA

Bảng kết quả :

t(s)	0	0.1	0.2	0.5	1
I”₁₅(t)	0.76	0.69	0.685	0.68	0.67
I”₂₃(t)	3.2	2.7	2.45	2.2	2.1
I_N(kA)	5.5625	4.8891	4.6729	4.4568	4.3382

I²_tb1 = = 27,4224 (KA²) ; I²_tb2 = = 22,8696 (KA²)

I²_tb3 = = 20,8495 (KA²) ; I²_tb4 = = 19,3415 (KA²)

Với Dt = 0,1; 0,1; 0,3; 0,5.

Từ đó ta có :

B_N-CK = 0,1.27,4224 + 0,1.28,8696 + 0,3.20,8495 + 0,5.19,3415 = 21,5548 (KA².s)

– Khi đó ta có thể túnh gần đúng xung nhiệt lượng của thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kỳ:

B_N-KCK = (I’’_N1)².T_a = 5,5625².0,05 = 1,55 (KA².s)

Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại N₁ là :

B_N = B_N-CK + B_N-KCK = 21,5548 + 1,55 = 23,102 (KA².s)

Tiết diện dây dẫn nhỏ nhất đảm bảo ổn định nhiệt ở cấp điện áp 220 KV :

S_min = .10³= 60,84 mm².

Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt .

Điều kiện vầng quang .

Điều kiện :U_vq U_đm

Trong đó U_vq là điện áp tới hạn để phát sinh vầng quang . Nếu như dây dẫn ba pha được bố trí trên ba đỉnh của tam giác thì điệ áp vầng quang được tính như sau :

U_vq = 84.m.r.lg (KV)

Trong đó

m : hệ số xét đến độ nhẵn của bề mặt. (m = 0,85)

r : bán kính ngoài của dây dẫn (cm)

a : khoảng cách giữa các pha của dây dẫn.

Với loại dây đã chọn : r = 1,2 (cm) ; a = 500 (cm), ta có :

U_vq = 84.m.r.lg = 84.0,85.1,2.lg = 224,46 (KV) > U_đm=220 (KV)

Dây AC- 300/39 thoả mãn điều kiện vầng quang

2.3.6. Chọn thanh ghóp mềm phía trung áp (110KV)

Chọn tiết diện

Tiết diện của thanh dẫn và thanh ghóp mền được chọn theo điều kiện dòng điện cho phép trong chế độ làm việc lâu dài :

I’_cp = I_cp.k_hc I_cb.

Theo tính toán từ các phần trước ta có dòng điện cưỡng bức lớn nhất phía cao áp của nhà máy thiết kế là : I_cb = 0,402 KA ; k_hc = 0,88. Dòng điện cho phép qua dây dẫn trong chế độ làm việc lâu dài là : I_cp.K_hc I_cb

® I_cp (KA).

Với dòng cho phép lớn hơn 457 A ta chọn dây nhôm lõi thép có các thông số sau :

Tiết diện chuẩn nhôm /thép	Tiết diện (mm²)		Đường kính (mm)		I_cp (A)
Tiết diện chuẩn nhôm /thép	nhôm	thép	Dây dẫn	Lõi thép	I_cp (A)
400/22	394	22	26,6	6	835

Kiểm tra ổn định nhiệt .

Điều kiện kiểm tra ổn định nhiệt : q_N q_Ncp.

Hay : S_chän S_min =

Trong đó :

B_N : là xung lượng nhiệt khi ngắn mạch

C : hằng số tuỳ thuộc vào loại vật liệu làm dây dẫn .

Với dây AC ta có C = 79.

Tính xung lượng nhiệt (B_N) : B_N = B_N-CK + B_N-KCK

Xung lượng nhiệt của thành phần chu kỳ xác định theo phương pháp giải tích đồ thị (giả thiết thời gian tồn tại ngắn mạch là 1 (s) )

Điện kháng tính toán:

= = 2,2736

= = 0,2594

Tra bảng ta tìm được : 0,47 , 3,9

(∞) = 0,47 , (∞) = 2,38

Dòng điện tính toán:

® = = 8,0327 kA

® = = 1,5689 kA

Tính dòng I’’

® = . + . = 9,8941 kA

Tương tự ta tính dòng điện ngắn mạch ở các thời điểm khác nhau ta có bảng sau:

t (s)	0	0.1	0.2	0.5	1
I”₂₄(t)	0.47	0.44	0.44	0.42	0.41
I”₂₇(t)	3.9	3.2	2.5	2.3	2.15
I_N	9.8941	8.5549	7.4566	6.9822	6.6665

I²_tb1 = = 85,5398 (KA²) ; I²_tb2 = = 64,3936 (KA²)

I²_tb3 = = 52,176 (KA²) ; I²_tb4 = = 46,5967 (KA²)

Với Dt = 0,1; 0,1; 0,3; 0,5.

Từ đó ta có :

B_N-CK=0,1.85,5398 + 0,1.64,3936 + 0,3.52,176 + 0,5.46,5967 = 53,9445 (KA².s)

– Khi đó ta có thể túnh gần đúng xung nhiệt lượng của thành phần dòng điện ngắn mạch không chu kỳ:

B_N-KCK = (I’’_N2)².T_a = 9,8941².0,05 = 4,89 (KA².s)

Vậy xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại N₂ là :

B_N = B_N-CK + B_N-KCK = 53,9445 + 4,89 = 58,84 (KA².s)

Tiết diện dây dẫn nhỏ nhất đảm bảo ổn định nhiệt ở cấp điện áp 220 KV :

S_min = .10³= 97,1 mm².

Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt .

Điều kiện vầng quang .

Điều kiện :U_vq U_đm

U_vq = 84.m.r.lg (KV)

m : hệ số xét đến độ nhẵn của bề mặt. (m = 0,85)

r : bán kính ngoài của dây dẫn (cm)

a : khoảng cách giữa các pha của dây dẫn.

Với loại dây đã chọn : r = 1,33 (cm) ; a = 500 (cm), ta có :

U_vq = 84.m.r.lg = 84.0,85.1,33.lg = 223,47 (KV) > U_đm=220 (KV)

Dây AC- 400/22 thoả mãn điều kiện vầng quang

2.3.7. Chọn dao cách ly.

Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau:

+)Loại dao cách ly :

+)Điện áp : U_đmcl U_mang

+)Dòng điện : I_đmcl I_lvcb

+)ổn định nhiệt : I²_nh .t_nh B_N

+)ổn định động : I_lđđ I_xk

Ta thấy dao cách ly được chọn với dòng định mức trên 1000 A thì không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch .

Từ dòng cưỡng bức , dòng điện xung kích đã tính ta chọn dao cách ly nhu sau :

Cấp điện áp (KV)	Đại lượng tính toán			Loại dao cách ly	Đại lượng định mức
Cấp điện áp (KV)	I_cb (KA)	I_N (KA)	I_xk (KA)	Loại dao cách ly	U_đm(KV)	I_đm(KA)	I_lđđ (KA)
220	0,366	5,5625	14,1598	SGC-245/1250	245	1,25	80
110	0,344	9,8941	25,1863	SGCP-123/1250	123	1,25	80
10	3,61	24,4906	62,3429	PBK-20/7000	20	5	200

Trong đó dao cách ly ở cấp điện áp 220 KV và 110 KV là dao cách ly quay trong mặt phẳng ngang của hãng groupe schneider.

TÓM LƯỢC & KẾT LUẬN

Qua thời gian xem tài liệu tham khảo trên internet và kết hợp những kiến thức bài giảng, chúng em đã hoàn thành xong bài tập dài về tìm hiểu tự động hóa trong nhà máy nhiệt điện. Quá trình làm bài báo cáo, chúng em đã học thêm được nhiều kiến thức bổ ích về công nghệ vận hành, sản xuất nguồn điện trong nhà máy nhiệt điện. Đây sẽ là những kiến thức quý báu cho chúng em vận dụng sau này khi có cơ hội làm trong các tổ máy của nhà máy nhiệt điện.

Bài báo cáo mặc dù đã hoàn thành nhưng không tránh khỏi những thiếu sót về kiến thức lý thuyết cũng như thực tế, do chúng em chưa có điều kiện thăm quan, thực tập tại một nhà máy nhiệt điện. Chúng em rất mong được thầy nâng đỡ bài báo cáo này.

Chúng em trân thành cảm ơn thầy rất nhiều!

Nhóm sinh viên thực hiện

Nhóm 15

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

April 4, 2019

Bài tập lớn môn Trang bị điện ô tô Hệ thống khởi động Toyota

Bài tập lớn môn Trang bị điện ô tô Hệ thống khởi động Toyota

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn Nghiên cứu hệ thống truyền dẫn vô tuyến và áp dụng cho mạng thông tin hàng hải Việt Nam

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-m%C3%B4n-Trang-b%E1%BB%8B-%C4%91i%E1%BB%87n-%C3%B4-t%C3%B4-H%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-kh%E1%BB%9Fi-%C4%91%E1%BB%99ng-Toyota.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn môn Trang bị điện ô tô Hệ thống khởi động Toyota

Tổng quan

Việc khởi động động cơ có lẽ là chức năng quan trọng nhất của hệ thống điện ôtô. Hệ thống khởi động thực hiện chức năng này bằng cách thay đổi năng lượng điện từ ắc quy thành cơ năng của máy khởi động. Máy khởi động này chuyển cơ năng qua bánh răng tới bánh đà trên trục khuỷu động cơ. Trong quá trình quay khởi động , bánh đà quay, hỗn hợp không khí–nhiên liệu được đưa tới xilanh, được nén và bốc cháy khởi động động cơ. Đa số động cơ yêu cầu tốc độ quay khởi động khoảng 200v/ph.

Hệ thống khởi động Toyota

Hai hệ thống khởi động khác nhau được sử dụng trên ôtô Toyota. Cả hai hệ thống có hai mạch điện tách biệt … một mạch điều khiển , một mạch động cơ. Nó có một động cơ khởi động thông thường. Hệ thống này dược sử dụng hầu hết trên những ô tô Toyota đời cũ. Một số khác có động cơ khởi động có bánh răng giảm tốc. Hệ thống này được sử dụng hầu hết trên những xe Toyota hiện đại. Một Rơle từ tính hay cuộn solenoid mở và tắt motor. Đó là bộ phận của cả mạch motor và mạch điều khiển.

– 1 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Cả hệ thống được điều khiển bằng công tắc đánh lửa và được bảo vệ bằng cầu chì. Trên một vài kiểu, Rơle khởi động sử dụng trong mạch điều khiển bộ khởi động. Trên kiểu xe với hộp số tự động, công tắc đề số 0 ngăn cản khởi động với hộp số trong ăn khớp răng. Trên kiểu xe với hộp số tay …ly hợp sẽ ngăn cản sự khởi động nếu không đạp mở ly hợp hoàn toàn. Trên xe tải 4WD hay 4-Runner, công tắc cắt an toàn cho phép khởi động trên đồi dốc mà không ấn ly hợp. Nó thực hiện bằng cách đặt ra một đường dẫn tới mass.

– 2 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Sự hoạt động hệ thống khởi động

– 3 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Cấu tạo motor khởi động

Tổng quan

Motor khởi động sử dụng trên xe Toyota có một công tắc từ chuyển bánh răng quay(bánh răng chủ động) vào và tách khỏi ăn khớp với vành răng trên bánh đà động cơ. Hai kiểu motor được sử dụng là: loại thông thường và loại có bánh răng giảm tốc. Công suất phát ra của cả hai được tính bằng KW… lớn hơn đầu ra, lớn hơn công suất khởi động.

Motor khởi động thông thường

Motor khởi động thông thường bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ. Bánh răng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng tốc độ. Một lõi hút trong công tắc từ(solenoid) được nối với nạng gài. Khi kích hoạt nam châm điện thì nạng gài sẽ đẩy bánh răng chủ động khớp với vành răng bánh đà. Khi động cơ bắt đầu khởi động khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh răng chủ động ngăn cản mô men động cơ làm hỏng motor khởi động.

Đó là kiểu của bộ khởi động đã được sử dụng hầu hết ở năm 1975và trên những xe Toyota đời cũ. Nó là dòng được sử dụng trên kiểu Tercel đã biết. Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW. Trong hầu hết trường hợp thay thế bộ khởi động cho motor cũ bằng motor có bánh răng giảm tốc.

– 4 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Motor khởi động có bánh răng giảm tốc

Motor khởi động bao gồm các thành phần được chỉ rõ hình vẽ dưới. Đó là kiểu của bộ khởi động có sự kết hợp, tốc độ motor cao và sự điều chỉnh của bánh răng giảm tốc. Toàn bộ motor nhỏ hơn và nhẹ hơn motor khởi động thông thường, nó vận

hành ở tốc độ cao hơn. Bánh răng giảm tốc chuyển mô men xoắn tới bánh răng chủ động ở 1/4 đến 1/3 tốc độ motor. Bánh răng chủ động quay nhanh hơn bánh răng trên bộ khởi động thông thường và mô men xoắn lớn hơn rất nhiều (công suất khởi động).

Bánh răng giảm tốc được gắn trên một vài trục như bánh răng chủ động. Và khác với bộ khởi động thông thường, công tắc từ đẩy trực tiếp bánh răng chủ động(không qua cần dẫn động) tới ăn khớp với vòng răng bánh đà.

– 5 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Đó là kiểu đầu tiên đã được sử dụng năm 1973 Corona MKII với 4M, động cơ 6 xilanh. Nó được sử dụng hầu hết ở năm 1975 và những xe Toyota đời mới. Công suất giới hạn từ 0.8KW trên hầu hết xe Tercel và một vài kiểu cũ tới 2.5KW trên xe Corolla, Camry và Truck với động cơ diêden. Thời tiết lạnh công suất khởi động sẽ dừng lại ở 1.4 hay 1.6KW. Toàn bộ bộ khởi động 1KW là thường trên kiểu khác.

Bộ khởi đông có bánh răng giảm tốc thay cho bộ khởi động với hầu hết bộ khởi động thông thường.

Sự hoạt động của motor khởi động

Motor khởi động thông thường Công tắc đánh lửa ở vị trí khởi

động(“ST”)

Cường độ dòng điện dòng từ ắc quy qua cực 50 tới cuộn giữ và cuộn hút. Tiếp theo từ cuộn hút, dòng điện dòng qua cực C tới cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng.

Sụt áp qua cuộn hút ngăn chặn dòng điện tới motor, giữ ở tốc độ chậm.

Lõi hút solenoid kéo khớp dẫn động tới khớp bánh răng chủ động với vành răng bánh đà.

Bánh răng xoắn và tốc dộ khởi động chậm của motor giúp cho việc gài răng

được êm dịu.

Bánh răng và vành răng bánh đà

– 6 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

được ăn khớp

Khi bánh răng đã được ăn khớp, bản tiếp xúc trên lõi hút trên bộ chuyển mạch chính đóng, nối giữa cực 30 và cực C.

Cường độ dòng điện lớn tới motor và nó quay với mô men xoắn lớn hơn(năng lượng khởi động).

Cường độ dòng điện không lưu động lâu trên cuộn hút. Lõi hút được giữ ở một vị trí bằng lực từ của cuộn giữ.

Công tắc đánh lửa ở vị trí mở “ON”

Dòng điện không lưu động lâu ở cực “50”, nhưng phần dư bộ chuyển mạch chính đóng cấp dòng điện dòng từ cực “C” qua cuộn hút tới cuộn giữ.

Từ trường trong hai cuộn dây bị cắt và cần đẩy (lõi hút) được kéo trở lại bằng lò xo hồi vị.

Cắt dòng điện cao tới motor và bánh răng chủ động được nhả ra từ vành răng bánh đà.

Một lò xo hãm phần ứng.

Motor khởi động có bánh răng giảm tốc Công tắc đánh lửa ở vị trí khởi động “ST”

Dòng điện dòng từ ắc quy qua cực 50 tới cuộn giữ và cuộn hút. Tiếp theo, từ cuộn hút, dòng điện dòng qua cực “C” tới cuộn kích từ và cuộn ứng điện.

Sụt áp qua cuộn hút ngăn chặn dòng điện tới motor, giữ nó ở tốc độ chậm.

Cần đẩy công tắc từ đẩy bánh răng chủ động ăn khớp với vành răng bánh đà.

Bánh răng xoắn và tốc độ khởi động chậm của motor giúp cho việc ăn khớp răng được êm dịu.

Bánh răng chủ động và vành răng bánh đà được ăn khớp

Khi bánh răng đã ăn khớp, bản tiếp xúc trên lõi hút trên bộ chuyển mạch chính đóng, nối giữa cực 30 và cực C.

Cường độ dòng điện lớn tới motor và nó quay với mô men xoắn lớn hơn(năng lượng khởi động).

Cường độ dòng điện không lưu động lâu trên cuộn hút. Lõi hút được giữ ở một vị trí bằng lực từ của cuộn giữ.

Công tắc đánh lửa ở vị trí mở “ON”

Dòng điện không lưu động lâu ở cực “50”, nhưng phần dư bộ chuyển mạch chính đóng cấp dòng điện dòng từ cực “C” qua cuộn hút tới cuộn giữ.

– 7 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Từ trường trong hai cuộn dây bị cắt và cần đẩy (lõi hút) được kéo trở lại bằng lò xo hồi vị.

Cắt dòng điện cao tới motor và bánh răng chủ động được nhả ra từ vành răng bánh đà.

Lõi phần ứng điên có lực quán tính nhỏ hơn trong bộ khởi động thông thường, lực ma sat ngừng nó lại và không cần bộ hãm.

– 8 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Khớp ly hợp một chiều

Cả hai loại motor khởi động sử dụng trên hệ thống khởi động Toyota đều có một khớp ly hợp một chiều. khớp này ngăn cản sự phá hỏng motor khởi động khi động cơ hoạt động, nó thực hiện bằng cách nhả phần vỏ (phần quay cùng phần ứng motor) từ vòng trong (ống bị động)

liên kết với bánh răng chủ động. Sử dụng lò xo để chêm con lăn.

Nếu không có khớp ly hợp thì motor khởi động sẽ bị hỏng ngay nếu mô men động cơ đã truyền qua bánh răng tới phần ứng motor.

– 9 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Chuẩn đoán và kiểm tra

Hệ thống khởi động đòi hỏi yêu cầu không cao về bảo dưỡng. Đơn giản, chỉ cần ắc quy được nạp điện đầy đủ và tất cả các mối nối điện sạch và không gỉ kín.

Chuẩn đoán về hệ thống khởi động là tương đối dễ. Hệ thông tổ hợp điện và cơ khí. Nguyên nhân của sự cố khởi động có lẽ là do phần điện (vd… công tắc bị hỏng), hay là do phần cơ(cung cấp sai nhiên liệu ,hay là hỏng răng bánh đà).

Triệu chứng đặc trưng của sự cố về hệ thống khởi động bao gồm:

Động cơ không quay. Động cơ quay chậm.

Chốt bộ khởi động chạy.

Máy khởi động quay nhưng động cơ không quay.

Máy khởi động không cài khớp hoặc không nhả dứt khoát.

Đối với từng sự cố cần tham khảo bảng dưới để có những nguyên nhân và cách khắc phục. Chuẩn đoán bắt đầu với việc kiểm tra bằng mắt. Thao tác kiểm tra gồm: kiểm tra dòng điện của máy khởi động, kiểm tra sụt áp của mạch khởi động, kiểm tra sự hoạt động và tính liên tục của bộ phận điều khiển, và kiểm tra máy khởi động trên bệ thử.

TRIỆU CHỨNG	NGUYÊN NHÂN		CÔNG VIỆC CẦN LÀM
Động cơ không thể		Ắc quy chết	Kiểm tra chế độ điện áp
quay			ắc quy
		Cầu chì cháy	Thay cầu chì.
		Liên kết, mối	Làm sạch và siết chặt
		nối bị lỏng	liên kết ,mối nối.
		Hỏng công tắc	Kiểm tra hoạt động của
		từ, rơ le, công	công tắc và thay thế khi
		tắc ngắt an	cần.
		toàn, khớp ly
		hợp.
		Sự cố phần	Kiểm tra và thay thế.
		điện trong động
		cơ.
	Sự cố trong hệ		Kiểm tra bản dẫn hướng
		thống chống	cho kiểm tra hệ thống.
		chộm.
Động cơ bắt đầu		Ắc quy yếu.	Kiểm tra ắc quy và điện
quay quá chậm			tích.

– 10 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

	Lỏng hay mòn	Làm sạch và siết chặt
	liên kết, mối	liên kết.
	nối.
	Hỏng động cơ	Kiểm tra máy khởi động.
	khởi động.
	Động cơ hay	Kiểm tra động cơ và máy
	máy khởi động	khởi động, thay thế bộ
	có sự cố về	phận bị mòn.
	phần điện.
Chốt bộ phận khởi	Hỏng bánh răng	Kiểm tra mòn hay hỏng
động chạy	hay vành răng	răng.
	bánh đà.
	Hỏng cần đẩy	Thử cuộn hút và cuộn
	hay công tắc từ.	giữ của máy khởi động.
	Hỏng công tắc	Kiểm tra công tắc và
	máy hay mạch	mạch hoạt động.
	điều khiển.
	Khóa đánh lửa	Kiểm tra khóa.
	kẹt.
Máy khởi động quay	Khớp ly hợp bị	Kiểm tra khớp ly hợp có
nhưng động cơ	hỏng.	hoạt động chính xác.
không quay	Mòn hay hỏng	Kiểm tra răng và thay thế
	bánh răng gài	khi cần.
	hay vành răng
	bánh đà.
Máy khởi động	Hỏng công tắc	Thử máy khởi động trên
không gài khớp hay	từ.	bệ thử.
nhả không dứt	Mòn hỏng bánh	Kiểm tra độ mòn hỏng
khoát.	răng gài hay	răng và thay thế nếu cần.
	vành răng bánh
	đà.

Kiểm tra bằng mắt

Việc kiểm tra bằng mắt chỉ ra một số cách khắc phục sự cố đơn giản.

Trước hết là vấn đề an toàn việc kiểm tra ắc quy cần phải chú ý đến vấn đề an toàn. Tháo vòng đeo tay, đồng hồ, hay đồ trang sức khác ra khi tiếp xúc với điện cực bình ắc quy. Mặc quần áo bảo vệ và đeo kính an toàn. Cẩn thận không đẻ cho chất điện phân chảy ra, và phải biết sử lý nếu để chất điện phân dính vào mắt,

– 11 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

da hay quần áo hay lớp sơn vỏ ô tô. Ghi cài tử. Tránh gây ra đánh lửa.

Đặc tính khởi động: Kiểm tra đặc tính khởi động. Triệu chứng sự cố, nguyên nhân và các thao tác tiến hành

được đưa ra ở trang trước.

Kiểm tra ắc quy: Quan sát sự ăn mòn của ắc quy và độ rơ lỏng của các mối liên kết. Kiểm tra mực điện phân và trạng thái của bản cực và tấm cách, kiểm tra tình trạng điện tích (mật độ tương đối hay điện áp không tải). Kểm tra nạp điên ắc quy, nó phải cung cấp ít nhất 9.6 vol trong quá trình khởi động.

đặt lập trình trên bộ phận điện điện

Dây cáp motor: Kiểm tra tình trạng và các mối nối cáp. Lớp cách điện không được bị hở, hỏng, mối nối cần sạch và không gỉ.

Mạch điều khiển bộ khởi động: Kiểm tra sự hoạt động của công tắc máy. Dòng điện cần phải cung cấp cho công tắc từ khi công tắc ở vị trí ‘’on’’ và khớp ly hợp hay công tắc đề số 0 đóng. Chi tiết hư hỏng ngăn cản sự quay có thể định vị bằng công tắc điều khiển từ xa và một đoạn cáp nối. Sử dụng phương pháp chuẩn đoán “ chia nửa”. Sử dụng ôm kế để tìm ra mạch gặp sự cố.

– 12 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Kiểm tra cường độ dòng điện

Kiểm tra cường độ dòng điện máy khởi động cung cấp nhanh, đầy đủ thông tin về hệ thống khởi động. Với máy kiểm tra Sun VAT-40 kiểm tra được điện áp khởi động của ắc quy. Nếu sử dung thiết bị kiểm tra khác thì cần làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

cường độ dòng điện và điện áp khởi động được đáp ứng trong những bảng thông số kỹ thuật của những mẫu Toyota đang tồn tại. Quy chuẩn cường độ dòng điện là 130 150 A cho động cơ 4 xilanh và 175A cho động cơ 6 xilanh. Điện áp khoảng từ 9.6 11vol. Luân phải tham khảo tài liệu hướng dẫn sửa chữa. Chỉ sử dụng để kiểm tra đối với động cơ ở nhiệt độ làm việc.

Bước tiếp theo, tóm tắt những phương pháp cơ bản để thực hiện việc kiểm tra cường độ dòng điện trên hệ thống khởi động.

Kiểm tra độ bền của ắc quy. khối lượng riêng đọc được ở 800^oF trung binh nhỏ nhất là 1 190 (50% đã nạp điện). Nạp điện ắc quy nếu cần thiết.
Chuẩn bị máy kiểm tra:

Xoay tăng tải điều chỉnh tới OFF.

Kiểm tra điện năng kế ở vị trí 0. điều chỉnh nếu cần.

Nối dây ra của máy kiểm tra tới các cực của ắc quy : Đỏ nối với cực dương, đen nối với cực âm.

CHÚ Ý: Mạch điện hở ắc quy điện áp phải ở 12,2 vol(50% đã nạp), nếu không cần nạp điện cho ắc quy.

Điều chỉnh kim chỉ vol tới INT 18 vol. Máy kiểm tra vôn kế cần báo ắc quy mạch hở.

Điều chỉnh đầu kiểm tra tới 2 đầu nạp.

Điều chỉnh ampe kế về 0 sử dụng bộ điều khiển điều chỉnh không điện.

Nối cảm biến dòng điện quanh cáp nối mát ắc quy hay cáp điện.

Chắc chắn tất cả đèn và các thiết bị phụ khác là tắt và cửa xe đóng.
Điều chỉnh công tắc kiểm tra chuyển mạch tới #1 Starting.

Ngắt công tắc đánh lửa nên động cơ không thể khởi động trong qua trình kiểm tra.
Quay động cơ và quan sát toàn bộ bộ kiểm tra ampe kế và vôn kế.

Tốc độ khởi động bình thường là 200-250 vòng/phút.

Cường độ dòng điên không được vượt qua giá trị lớn nhất định mức. Điện áp khởi động lớn hơn hoặc bằng giá trị nhỏ nhất định mức.

Phục hồi lại chế độ khởi động của động cơ và tháo dây ra khỏi máy thử.

– 13 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

KẾT QUẢ KIỂM TRA: Cường độ dòng điện cao và tốc độ khởi động chậm chỉ rằng mày khởi động bị hỏng. Cường độ dòng điện này cũng có thể là nguyên nhân bởi sự cố của động cơ. Tốc độ khởi động chậm với dòng điện thấp nhưng điện áp khởi động cao chỉ ra rằng điện trở cao trong mạch khởi động. Nên nhớ ắc quy phải được nạp đầy và được nối kín đảm bảo đúng.

KIỂM TRA ĐỘ SỤT ÁP:

Qúa trình kiểm tra độ sụt áp có thể phát hiện ra điện trở dư trong hệ thống khởi động(phần nguồn điện hay phần nối mass) sẽ giảm cường độ dòng điện tới máy khởi động. Nó có thể là nguyên nhân làm cho tốc độ khởi động chậm và khó khởi động. Điện trở cao trong mạch điều khiển khởi động sẽ làm giảm cường độ dòng điện tới công tắc từ. Nó có thể là nguyên nhân làm hoạt động sai hay là không hoạt động ở tất cả.

Máy kiểm tra Sun VAT-40 hoặc vôn kế là có thể sử dụng. Bước tiếp theo là đưa ra những phương pháp để thực hiện việc kiểm tra sụt áp trên hệ thống khởi động:

Mạch động cơ điện (phía cách điện)

Nếu sử dụng Sun VAT-40 chỉnh đầu chỉ vol tới EXT 3V . Sử dụng tỉ lệ thấp hơn cho vôn kế khác.

Nối dây vôn kế … đỏ tới cực dương của ắc quy , đen tới cực C của công tắc từ máy khởi động.

– 14 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Tắt nút đề máy nên động cơ không thể khởi động trong quá trình kiểm tra.

Chú ý Trong kiểu với bộ đánh lửa tổ hợp, cắt buji ‘’IIA’’, trên loại khác thì ngắt nối điện tách khỏi bộ đánh lửa(dây đen- da cam).

Quay động cơ và quan sát vôn kế . Nhỏ hơn 0,5vol thì điên trở chấp nhận được, nếu lớn hơn 0,5vol thì điện trở quá cao. Nguyên nhân có thể là do cáp diện hỏng, mối nối lỏng…hoặc là hỏng công tắc từ.

Nếu đã chỉ ra điện trở cao, vạch ra nguyên nhân. Chấp nhận điện áp sụt qua công tắc từ là 0,3vol, qua cáp là 0,2vol và 0 vol qua mối nối cáp. Sửa chữa và thay thế nếu cần.

Mạch đông cơ điện(khu vực nối mát)

Nối vôn kế … dây đỏ nối với vỏ động cơ khởi động, dây đen nối với cực âm ắc quy.

Quay động cơ và quan sát vôn kế. Thấp hơn 0,2vol tức là điện trở có thể được chấp nhận, cao hơn 0,2vol tức là điện trở cao. Nó có thể là nguyên

– 15 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

nhân do bệ motor không chắc chắn , mass ắc quy hỏng, mối nối không chắc. Sửa chữa hoặc thay thế nếu cần thiết. Cần chắc chắn bản nối mass thân động cơ đảm bảo.

Mạch điều khiển

Nối vôn kế… đỏ tới cực dương ắc quy, dây đen tới cực 50 của động cơ khởi động.

Trên xe với hộp số tự đông, cần gạt ở vị trí đỗ hoặc vị trí trung gian. Trên xe với hộp số tay, thì đạp ly hợp.

(Chú ý:một đoạn cáp nối có thể là sử dụng đường nhánh cũng không của bộ ngắt mạch.)

Quay động cơ và quan sát vôn kế. Nhỏ hơn 5 vol là chấp nhận được. Nếu cường độ dòng điện kéo đã cao hoặc tốc độ khởi động chậm, motor khởi động hỏng. Lớn hơn 5vol chỉ ra rằng điện trở cao. Tách sự cố và khắc phục nguyên nhân.

Kiểm tra công tắc đề số 0 hoặc ly hợp cho độ sụt áp dư. Ngoài ra cần kiểm tra công tắc đánh lửa. Điều chỉnh hoặc thay thế công tắc hỏng nếu cần.

Một phương án kiểm tra độ sụt áp qua mỗi bộ phận là dời nối vôn kế tới cực dương ăc quy và di chuyển đầu dây âm vôn kế qua mạch về phía ắc quy.

– 16 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Điểm có điện trở cao là căn cứ giữa điểm nơi sụt áp trong phạm vi kỹ thuật và điểm kiểm tra cuối.

Để có những cách kiểm tra khác nhau cho những thành phần của hệ thống khởi động, ta nên tham khảo tài liệu hướng dẫn sửa chữa Toyota để có những phương pháp kiểm tra và những đặc điểm kỹ thuật.

Công tắc đánh lửa và khoá

Với công tắc đánh lửa nên kiểm tra phần cơ cũng như phần điện. Cần chắc chắn rằng công tắc hoạt động êm dịu, nhẹ nhàng, chuẩn và không bị ràng buộc. Kiểm tra sự hao mòn hay mạt kim loại của khoá đánh lửa, đó là nguyên nhân gây nên kẹt công tắc ở vị trí khởi động(”start”). Nếu có nghi ngờ phần điện gặp sự cố cần tháo dời ắc quy , kiểm tra sự hoạt động thích hợp và tính liên tục bằng ôm kế.

Rơle khởi động

Kiểm tra tính liên tục: Sử dụng ôm kế, kiểm tra tính liên tục giữa cực 1 và 3, và tính không liên tục giữa cực 2 và 4. Thay rơ le nếu tính liên tục không được chỉ rõ.

Kiểm tra sự hoạt động: Gắn điện áp vào hai cực 1 và 3 và kiểm tra tính liên tục giữa cực 2 và 4. Thay rơ le nếu sự hoạt động đó không rõ ràng.

Công tắc đề số 0

Nếu động cơ sẽ bắt đầu với bộ chọn lọc chuyển vị trong bất kì phạm vi khác với N hay P, điều chỉnh công tắc. Đầu tiên ,nới lỏng bu lông(vị trí chốt) công tắc và đặt bộ chọn tới N. Rồi ngắt kết nối công tắc nối và nối ôm kế vào giữa cực “2” và “3”. Điều chỉnh cho đến khi nó liên tục.(Tham khảo tài liệu sửa chữa cho những xe riêng).

Khớp ly hợp khởi động

Theo phương pháp đã cho trong tài liệu sửa chữa Toyota để kiểm tra chiều cao và khe hở dễ dàng. Rồi kiểm tra sự hoạt động chính xác và liên tục của công tắc. Sử dụng ôm kế trên đầu nối công tắc , cần phải liên tục khi công tắc là mở(ấn ly hợp) và không liên tục khi tắt(không ấn ly hợp). Nếu tính liên tục không rõ ràng thì cần phải thay thế công tắc.

Công tắc cắt an toàn

Kiểm tra tính liên tục: Sử dụng ôm kế , cần không có sự liên tục giữa cực 2 và 1, 3 và 1 hay 2 và 3 nếu nó liên tục thì thay thế công tắc.

Kiểm tra sự hoạt động: Nối ắc quy giữa cực 3 và 1 như hình vẽ. không có tính liên tục cần thấy ở gữa cực 1 và 2 . Nhưng khi sự chuyển đổi đưa ra ở trên là cần liên tục. Nếu sự hoạt động không như đã định thì cần thay thế công tắc an toàn.

– 17 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

– 18 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

– 19 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Thử động cơ trên giá

Nếu trên hệ thống tự chẩn đoán ô tô báo bộ khởi động có lỗi, cần phải được tháo ra để kiểm tra và thay thế.

Luân tháo cực âm ắc quy ra trước khi tháo động cơ khởi động.

Mỗi lần thử cần hoàn tất trong vòng từ 3-5 giây để tránh cháy cuộn

dây.

Tham khảo những tài liệu thích hợp để có những phương pháp kiêm

tra.

Kiểm tra cuộn hút

Ngắt nối dây cuộn kích từ với cực “C”.

Nối ắc quy tới công tắc từ… bản dương nối với cực “50”, bản âm nối với cực “C” và vỏ.

Khớp bánh răng chủ động dịch chuyển ra ngoài, nếu không , cần thay công tắc khởi động.

Kiểm tra cuộn giữ

Với khớp bánh răng chủ động ở ngoài, ngắt nối giữa bản cực âm và

cực”C”.

Nếu khớp bánh răng chuyển động vào trong thì phải thay thế công

tắc từ.

Kiểm tra sự hồi vị của khớp bánh răng

Cắt nối dây dẫn giữa vỏ và bản cực âm.

Khớp bánh răng phải hồi vị vào trong. Nếu không, cần thay thế công

tắc từ.

Ki ểm tra sự vận hành không tải

Nối bản âm ắc quy với cuộn giữ, bản dương với ampe kế.

Nối bản âm ampe kế với cực “30” và cực “50”.

– 20 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Bộ khởi động cần phải quay êm dịu với khớp bánh răng di chuyển ra ngoài, ampe kế phải đọc giá trị xác định (tham hảo phần khởi động của tài liệu sửa chữa Toyota).

TỰ KIỂM TRA

Hệ thống khởi động có hai mạch điện. Là:
1. Mạch điện mo tơ và mạch đánh lửa.

Mạch cách ly và mạch công suất.
Mạch mô tơ và mạch điều khiển.
Mạch tiếp đất và mạch điều khiển.

Một mạch điều khiển khởi động cơ bản tiếp năng lượng cho công tắc từ nhờ công tắc đánh lửa và:
2. Công tắc đề số 0.

Khớp khởi động.
Máy điều chỉnh.

Trên máy khởi động giảm tốc Toyota, thoi đẩy trong rơ le từ:
1. Kéo dẫn động cần gạt ăn khớp bánh răng.
2. Đẩy bánh răng chủ động ăn khớp với vòng răng bánh đà.
3. Giữ lại bằng cuộn kích từ.

Tách bánh răng chủ động từ phần ứng máy khởi động.

Khi động cơ bắt đầu khởi động , bánh răng nhỏ chủ động bị ngắt từ bộ khởi động bằng:
1. Rơ le từ.
2. Cần đẩy.
3. Bộ ly hợp.
4. Lò xo hồi vị ly hợp.

Nếu động cơ khởi động quay quá chậm, nguyên nhân là do:
1. Động cơ có sự cố.
2. Công tắc đề số 0 bị hỏng.
3. Công tắc mạch điều khiển bị hở.

– 21 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Bánh răng chủ động bị hư hại.

Nếu động cơ khởi động quay nhưng không gài khớp và quay động cơ thì nguyên nhân có thể do:
1. Công tắc từ.

Bộ ly hợp.
Cáp cực dương ắc quy.
Công tắc khóa điện.

Khi sử dung thiết bị kiểm tra cường độ dòng điện, cường độ dòng điện thấp chứng tỏ rằn:
1. Điện trở lớn.

Bộ khởi động hỏng.
Sự phóng điện ắc quy.
Ngắn mạch trong bộ khởi động.

Khi sử dụng thiết bị kiểm tra cường độ dòng điện , cường độ dòng điện cao chứng tỏ rằng:
1. Sự phóng điện ắc quy.
2. Điện trở lớn.

Cực ắc quy bị mòn.
Động cơ có vấn đề hay bộ khởi động bị hỏng.

Khi chạy thử hệ thống khởi động thì có sự sụt áp giữa cực + ắc quy và cực C của máy khởi động khoảng 1 vol. nguyên nhân chính có lẽ do:
1. Mạch điện động cơ có điện trở thấp.
2. Mạch điện động cơ có điện trở cao.

Điện trở thấp trong mạch điều khiển.
Điện trở cao trong mạch điều khiển.

Sự giảm điện thế phía mass mạch động cơ khởi động nguyên nhân không nhiều hơn:
1. Điện áp ắc quy.
2. 1 vol.

2 vol
5 vol.

TRẢ LỜI TỰ KIỂM TRA

“C” hệ thống khởi động có hai mạch điện riêng biệt…mạch điều khiển và mạch mô tơ.(trang 1)

“B” nếu hộp số trng ăn khớp mạch điều khiển giữa công tắc máy và công tắc từ khởi động ngắt quãng bằng công tắc đề số 0.(trang 2).

“B” khác với bộ khởi động thông thường , công tắc từ đẩy theo ăn khớp trực tiếp răng (không qua cần dẫn động) đẩy bánh răng vào ăn khớp với vành răng bánh đà. (trang 4).

– 22 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

“C” một khớp ly hợp tách bánh răng chủ động và ngăn sự hư hỏng máy khởi động khi động cơ hoạt động.(trang 7).

“A” nếu động cơ bắt đầu quay quá chậm , nguyên nhân có lẽ là do sự phóng điện ắc quy, lỏng hay là mòn liên kết, hỏng máy khởi động hoặc động cơ có vấn đề.(trang 8).

“B” nếu máy khởi động quay ,nhưng động cơ lại không quay , kiểm tra khớp ly hợp (trang 8).

“A” cường độ dòng điện kéo thấp, tốc độ khởi động chậm và động cơ phát điện cao luôn luôn báo điện trở lớn trong mạch khởi động.(trang 10).

“D” cường độ dòng điện kéo cao, động cơ khởi động chậm luôn báo lỗi bộ khởi động hoặc đông cơ có vấn đề như cung cấp sai dầu hay điều chỉnh đánh lửa sai (trang 10).

“B” với vôn kế được nối giữa cực + ắc quy và cực C máy khởi động , đọc chỉ số thấy cao hơn 0.5 vol(trong mạch mô tơ).(trang 11).

“C” với vôn kế nối giữa cực – ắc quy với cuộn giữ đọc thấy chỉ số cao hơn 0.2 vol (trong mạch nối mát mô tơ).(trang 12).

– 23 –

Tổng quan

Hệ thống khởi động Toyota

– 1 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

– 2 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Sự hoạt động hệ thống khởi động

– 3 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Cấu tạo motor khởi động

Tổng quan

Motor khởi động thông thường

– 4 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Motor khởi động có bánh răng giảm tốc

– 5 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Bộ khởi đông có bánh răng giảm tốc thay cho bộ khởi động với hầu hết bộ khởi động thông thường.

Sự hoạt động của motor khởi động

Motor khởi động thông thường Công tắc đánh lửa ở vị trí khởi

động(“ST”)

Sụt áp qua cuộn hút ngăn chặn dòng điện tới motor, giữ ở tốc độ chậm.

Lõi hút solenoid kéo khớp dẫn động tới khớp bánh răng chủ động với vành răng bánh đà.

Bánh răng xoắn và tốc dộ khởi động chậm của motor giúp cho việc gài răng

được êm dịu.

Bánh răng và vành răng bánh đà

– 6 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

được ăn khớp

Khi bánh răng đã được ăn khớp, bản tiếp xúc trên lõi hút trên bộ chuyển mạch chính đóng, nối giữa cực 30 và cực C.

Cường độ dòng điện lớn tới motor và nó quay với mô men xoắn lớn hơn(năng lượng khởi động).

Cường độ dòng điện không lưu động lâu trên cuộn hút. Lõi hút được giữ ở một vị trí bằng lực từ của cuộn giữ.

Công tắc đánh lửa ở vị trí mở “ON”

Dòng điện không lưu động lâu ở cực “50”, nhưng phần dư bộ chuyển mạch chính đóng cấp dòng điện dòng từ cực “C” qua cuộn hút tới cuộn giữ.

Từ trường trong hai cuộn dây bị cắt và cần đẩy (lõi hút) được kéo trở lại bằng lò xo hồi vị.

Cắt dòng điện cao tới motor và bánh răng chủ động được nhả ra từ vành răng bánh đà.

Một lò xo hãm phần ứng.

Motor khởi động có bánh răng giảm tốc Công tắc đánh lửa ở vị trí khởi động “ST”

Sụt áp qua cuộn hút ngăn chặn dòng điện tới motor, giữ nó ở tốc độ chậm.

Cần đẩy công tắc từ đẩy bánh răng chủ động ăn khớp với vành răng bánh đà.

Bánh răng xoắn và tốc độ khởi động chậm của motor giúp cho việc ăn khớp răng được êm dịu.

Bánh răng chủ động và vành răng bánh đà được ăn khớp

Khi bánh răng đã ăn khớp, bản tiếp xúc trên lõi hút trên bộ chuyển mạch chính đóng, nối giữa cực 30 và cực C.

Cường độ dòng điện lớn tới motor và nó quay với mô men xoắn lớn hơn(năng lượng khởi động).

Cường độ dòng điện không lưu động lâu trên cuộn hút. Lõi hút được giữ ở một vị trí bằng lực từ của cuộn giữ.

Công tắc đánh lửa ở vị trí mở “ON”

Dòng điện không lưu động lâu ở cực “50”, nhưng phần dư bộ chuyển mạch chính đóng cấp dòng điện dòng từ cực “C” qua cuộn hút tới cuộn giữ.

– 7 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Từ trường trong hai cuộn dây bị cắt và cần đẩy (lõi hút) được kéo trở lại bằng lò xo hồi vị.

Cắt dòng điện cao tới motor và bánh răng chủ động được nhả ra từ vành răng bánh đà.

Lõi phần ứng điên có lực quán tính nhỏ hơn trong bộ khởi động thông thường, lực ma sat ngừng nó lại và không cần bộ hãm.

– 8 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Khớp ly hợp một chiều

liên kết với bánh răng chủ động. Sử dụng lò xo để chêm con lăn.

Nếu không có khớp ly hợp thì motor khởi động sẽ bị hỏng ngay nếu mô men động cơ đã truyền qua bánh răng tới phần ứng motor.

– 9 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Chuẩn đoán và kiểm tra

Triệu chứng đặc trưng của sự cố về hệ thống khởi động bao gồm:

Động cơ không quay. Động cơ quay chậm.

Chốt bộ khởi động chạy.

Máy khởi động quay nhưng động cơ không quay.

Máy khởi động không cài khớp hoặc không nhả dứt khoát.

TRIỆU CHỨNG	NGUYÊN NHÂN		CÔNG VIỆC CẦN LÀM
Động cơ không thể		Ắc quy chết	Kiểm tra chế độ điện áp
quay			ắc quy
		Cầu chì cháy	Thay cầu chì.
		Liên kết, mối	Làm sạch và siết chặt
		nối bị lỏng	liên kết ,mối nối.
		Hỏng công tắc	Kiểm tra hoạt động của
		từ, rơ le, công	công tắc và thay thế khi
		tắc ngắt an	cần.
		toàn, khớp ly
		hợp.
		Sự cố phần	Kiểm tra và thay thế.
		điện trong động
		cơ.
	Sự cố trong hệ		Kiểm tra bản dẫn hướng
		thống chống	cho kiểm tra hệ thống.
		chộm.
Động cơ bắt đầu		Ắc quy yếu.	Kiểm tra ắc quy và điện
quay quá chậm			tích.

– 10 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

	Lỏng hay mòn	Làm sạch và siết chặt
	liên kết, mối	liên kết.
	nối.
	Hỏng động cơ	Kiểm tra máy khởi động.
	khởi động.
	Động cơ hay	Kiểm tra động cơ và máy
	máy khởi động	khởi động, thay thế bộ
	có sự cố về	phận bị mòn.
	phần điện.
Chốt bộ phận khởi	Hỏng bánh răng	Kiểm tra mòn hay hỏng
động chạy	hay vành răng	răng.
	bánh đà.
	Hỏng cần đẩy	Thử cuộn hút và cuộn
	hay công tắc từ.	giữ của máy khởi động.
	Hỏng công tắc	Kiểm tra công tắc và
	máy hay mạch	mạch hoạt động.
	điều khiển.
	Khóa đánh lửa	Kiểm tra khóa.
	kẹt.
Máy khởi động quay	Khớp ly hợp bị	Kiểm tra khớp ly hợp có
nhưng động cơ	hỏng.	hoạt động chính xác.
không quay	Mòn hay hỏng	Kiểm tra răng và thay thế
	bánh răng gài	khi cần.
	hay vành răng
	bánh đà.
Máy khởi động	Hỏng công tắc	Thử máy khởi động trên
không gài khớp hay	từ.	bệ thử.
nhả không dứt	Mòn hỏng bánh	Kiểm tra độ mòn hỏng
khoát.	răng gài hay	răng và thay thế nếu cần.
	vành răng bánh
	đà.

Kiểm tra bằng mắt

Việc kiểm tra bằng mắt chỉ ra một số cách khắc phục sự cố đơn giản.

– 11 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

da hay quần áo hay lớp sơn vỏ ô tô. Ghi cài tử. Tránh gây ra đánh lửa.

Đặc tính khởi động: Kiểm tra đặc tính khởi động. Triệu chứng sự cố, nguyên nhân và các thao tác tiến hành

được đưa ra ở trang trước.

đặt lập trình trên bộ phận điện điện

Dây cáp motor: Kiểm tra tình trạng và các mối nối cáp. Lớp cách điện không được bị hở, hỏng, mối nối cần sạch và không gỉ.

– 12 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Kiểm tra cường độ dòng điện

Bước tiếp theo, tóm tắt những phương pháp cơ bản để thực hiện việc kiểm tra cường độ dòng điện trên hệ thống khởi động.

Kiểm tra độ bền của ắc quy. khối lượng riêng đọc được ở 800^oF trung binh nhỏ nhất là 1 190 (50% đã nạp điện). Nạp điện ắc quy nếu cần thiết.
Chuẩn bị máy kiểm tra:

Xoay tăng tải điều chỉnh tới OFF.

Kiểm tra điện năng kế ở vị trí 0. điều chỉnh nếu cần.

Nối dây ra của máy kiểm tra tới các cực của ắc quy : Đỏ nối với cực dương, đen nối với cực âm.

CHÚ Ý: Mạch điện hở ắc quy điện áp phải ở 12,2 vol(50% đã nạp), nếu không cần nạp điện cho ắc quy.

Điều chỉnh kim chỉ vol tới INT 18 vol. Máy kiểm tra vôn kế cần báo ắc quy mạch hở.

Điều chỉnh đầu kiểm tra tới 2 đầu nạp.

Điều chỉnh ampe kế về 0 sử dụng bộ điều khiển điều chỉnh không điện.

Nối cảm biến dòng điện quanh cáp nối mát ắc quy hay cáp điện.

Chắc chắn tất cả đèn và các thiết bị phụ khác là tắt và cửa xe đóng.
Điều chỉnh công tắc kiểm tra chuyển mạch tới #1 Starting.

Ngắt công tắc đánh lửa nên động cơ không thể khởi động trong qua trình kiểm tra.
Quay động cơ và quan sát toàn bộ bộ kiểm tra ampe kế và vôn kế.

Tốc độ khởi động bình thường là 200-250 vòng/phút.

Cường độ dòng điên không được vượt qua giá trị lớn nhất định mức. Điện áp khởi động lớn hơn hoặc bằng giá trị nhỏ nhất định mức.

Phục hồi lại chế độ khởi động của động cơ và tháo dây ra khỏi máy thử.

– 13 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

KIỂM TRA ĐỘ SỤT ÁP:

Mạch động cơ điện (phía cách điện)

Nếu sử dụng Sun VAT-40 chỉnh đầu chỉ vol tới EXT 3V . Sử dụng tỉ lệ thấp hơn cho vôn kế khác.

Nối dây vôn kế … đỏ tới cực dương của ắc quy , đen tới cực C của công tắc từ máy khởi động.

– 14 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Tắt nút đề máy nên động cơ không thể khởi động trong quá trình kiểm tra.

Chú ý Trong kiểu với bộ đánh lửa tổ hợp, cắt buji ‘’IIA’’, trên loại khác thì ngắt nối điện tách khỏi bộ đánh lửa(dây đen- da cam).

Quay động cơ và quan sát vôn kế . Nhỏ hơn 0,5vol thì điên trở chấp nhận được, nếu lớn hơn 0,5vol thì điện trở quá cao. Nguyên nhân có thể là do cáp diện hỏng, mối nối lỏng…hoặc là hỏng công tắc từ.

Nếu đã chỉ ra điện trở cao, vạch ra nguyên nhân. Chấp nhận điện áp sụt qua công tắc từ là 0,3vol, qua cáp là 0,2vol và 0 vol qua mối nối cáp. Sửa chữa và thay thế nếu cần.

Mạch đông cơ điện(khu vực nối mát)

Nối vôn kế … dây đỏ nối với vỏ động cơ khởi động, dây đen nối với cực âm ắc quy.

Quay động cơ và quan sát vôn kế. Thấp hơn 0,2vol tức là điện trở có thể được chấp nhận, cao hơn 0,2vol tức là điện trở cao. Nó có thể là nguyên

– 15 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Mạch điều khiển

Nối vôn kế… đỏ tới cực dương ắc quy, dây đen tới cực 50 của động cơ khởi động.

Trên xe với hộp số tự đông, cần gạt ở vị trí đỗ hoặc vị trí trung gian. Trên xe với hộp số tay, thì đạp ly hợp.

(Chú ý:một đoạn cáp nối có thể là sử dụng đường nhánh cũng không của bộ ngắt mạch.)

Quay động cơ và quan sát vôn kế. Nhỏ hơn 5 vol là chấp nhận được. Nếu cường độ dòng điện kéo đã cao hoặc tốc độ khởi động chậm, motor khởi động hỏng. Lớn hơn 5vol chỉ ra rằng điện trở cao. Tách sự cố và khắc phục nguyên nhân.

Kiểm tra công tắc đề số 0 hoặc ly hợp cho độ sụt áp dư. Ngoài ra cần kiểm tra công tắc đánh lửa. Điều chỉnh hoặc thay thế công tắc hỏng nếu cần.

Một phương án kiểm tra độ sụt áp qua mỗi bộ phận là dời nối vôn kế tới cực dương ăc quy và di chuyển đầu dây âm vôn kế qua mạch về phía ắc quy.

– 16 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Điểm có điện trở cao là căn cứ giữa điểm nơi sụt áp trong phạm vi kỹ thuật và điểm kiểm tra cuối.

Công tắc đánh lửa và khoá

Rơle khởi động

Kiểm tra sự hoạt động: Gắn điện áp vào hai cực 1 và 3 và kiểm tra tính liên tục giữa cực 2 và 4. Thay rơ le nếu sự hoạt động đó không rõ ràng.

Công tắc đề số 0

Khớp ly hợp khởi động

Công tắc cắt an toàn

Kiểm tra tính liên tục: Sử dụng ôm kế , cần không có sự liên tục giữa cực 2 và 1, 3 và 1 hay 2 và 3 nếu nó liên tục thì thay thế công tắc.

– 17 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

– 18 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

– 19 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Thử động cơ trên giá

Nếu trên hệ thống tự chẩn đoán ô tô báo bộ khởi động có lỗi, cần phải được tháo ra để kiểm tra và thay thế.

Luân tháo cực âm ắc quy ra trước khi tháo động cơ khởi động.

Mỗi lần thử cần hoàn tất trong vòng từ 3-5 giây để tránh cháy cuộn

dây.

Tham khảo những tài liệu thích hợp để có những phương pháp kiêm

tra.

Kiểm tra cuộn hút

Ngắt nối dây cuộn kích từ với cực “C”.

Nối ắc quy tới công tắc từ… bản dương nối với cực “50”, bản âm nối với cực “C” và vỏ.

Khớp bánh răng chủ động dịch chuyển ra ngoài, nếu không , cần thay công tắc khởi động.

Kiểm tra cuộn giữ

Với khớp bánh răng chủ động ở ngoài, ngắt nối giữa bản cực âm và

cực”C”.

Nếu khớp bánh răng chuyển động vào trong thì phải thay thế công

tắc từ.

Kiểm tra sự hồi vị của khớp bánh răng

Cắt nối dây dẫn giữa vỏ và bản cực âm.

Khớp bánh răng phải hồi vị vào trong. Nếu không, cần thay thế công

tắc từ.

Ki ểm tra sự vận hành không tải

Nối bản âm ắc quy với cuộn giữ, bản dương với ampe kế.

Nối bản âm ampe kế với cực “30” và cực “50”.

– 20 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Bộ khởi động cần phải quay êm dịu với khớp bánh răng di chuyển ra ngoài, ampe kế phải đọc giá trị xác định (tham hảo phần khởi động của tài liệu sửa chữa Toyota).

TỰ KIỂM TRA

Hệ thống khởi động có hai mạch điện. Là:
1. Mạch điện mo tơ và mạch đánh lửa.

Mạch cách ly và mạch công suất.
Mạch mô tơ và mạch điều khiển.
Mạch tiếp đất và mạch điều khiển.

Một mạch điều khiển khởi động cơ bản tiếp năng lượng cho công tắc từ nhờ công tắc đánh lửa và:
2. Công tắc đề số 0.

Khớp khởi động.
Máy điều chỉnh.

Trên máy khởi động giảm tốc Toyota, thoi đẩy trong rơ le từ:
1. Kéo dẫn động cần gạt ăn khớp bánh răng.
2. Đẩy bánh răng chủ động ăn khớp với vòng răng bánh đà.
3. Giữ lại bằng cuộn kích từ.

Tách bánh răng chủ động từ phần ứng máy khởi động.

Khi động cơ bắt đầu khởi động , bánh răng nhỏ chủ động bị ngắt từ bộ khởi động bằng:
1. Rơ le từ.
2. Cần đẩy.
3. Bộ ly hợp.
4. Lò xo hồi vị ly hợp.

Nếu động cơ khởi động quay quá chậm, nguyên nhân là do:
1. Động cơ có sự cố.
2. Công tắc đề số 0 bị hỏng.
3. Công tắc mạch điều khiển bị hở.

– 21 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

Bánh răng chủ động bị hư hại.

Nếu động cơ khởi động quay nhưng không gài khớp và quay động cơ thì nguyên nhân có thể do:
1. Công tắc từ.

Bộ ly hợp.
Cáp cực dương ắc quy.
Công tắc khóa điện.

Khi sử dung thiết bị kiểm tra cường độ dòng điện, cường độ dòng điện thấp chứng tỏ rằn:
1. Điện trở lớn.

Bộ khởi động hỏng.
Sự phóng điện ắc quy.
Ngắn mạch trong bộ khởi động.

Khi sử dụng thiết bị kiểm tra cường độ dòng điện , cường độ dòng điện cao chứng tỏ rằng:
1. Sự phóng điện ắc quy.
2. Điện trở lớn.

Cực ắc quy bị mòn.
Động cơ có vấn đề hay bộ khởi động bị hỏng.

Khi chạy thử hệ thống khởi động thì có sự sụt áp giữa cực + ắc quy và cực C của máy khởi động khoảng 1 vol. nguyên nhân chính có lẽ do:
1. Mạch điện động cơ có điện trở thấp.
2. Mạch điện động cơ có điện trở cao.

Điện trở thấp trong mạch điều khiển.
Điện trở cao trong mạch điều khiển.

Sự giảm điện thế phía mass mạch động cơ khởi động nguyên nhân không nhiều hơn:
1. Điện áp ắc quy.
2. 1 vol.

2 vol
5 vol.

TRẢ LỜI TỰ KIỂM TRA

“C” hệ thống khởi động có hai mạch điện riêng biệt…mạch điều khiển và mạch mô tơ.(trang 1)

“B” nếu hộp số trng ăn khớp mạch điều khiển giữa công tắc máy và công tắc từ khởi động ngắt quãng bằng công tắc đề số 0.(trang 2).

“B” khác với bộ khởi động thông thường , công tắc từ đẩy theo ăn khớp trực tiếp răng (không qua cần dẫn động) đẩy bánh răng vào ăn khớp với vành răng bánh đà. (trang 4).

– 22 –

TOYOTA STARTING SYSTEMS

“C” một khớp ly hợp tách bánh răng chủ động và ngăn sự hư hỏng máy khởi động khi động cơ hoạt động.(trang 7).

“A” nếu động cơ bắt đầu quay quá chậm , nguyên nhân có lẽ là do sự phóng điện ắc quy, lỏng hay là mòn liên kết, hỏng máy khởi động hoặc động cơ có vấn đề.(trang 8).

“B” nếu máy khởi động quay ,nhưng động cơ lại không quay , kiểm tra khớp ly hợp (trang 8).

“A” cường độ dòng điện kéo thấp, tốc độ khởi động chậm và động cơ phát điện cao luôn luôn báo điện trở lớn trong mạch khởi động.(trang 10).

“D” cường độ dòng điện kéo cao, động cơ khởi động chậm luôn báo lỗi bộ khởi động hoặc đông cơ có vấn đề như cung cấp sai dầu hay điều chỉnh đánh lửa sai (trang 10).

“B” với vôn kế được nối giữa cực + ắc quy và cực C máy khởi động , đọc chỉ số thấy cao hơn 0.5 vol(trong mạch mô tơ).(trang 11).

“C” với vôn kế nối giữa cực – ắc quy với cuộn giữ đọc thấy chỉ số cao hơn 0.2 vol (trong mạch nối mát mô tơ).(trang 12).

– 23 –

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

April 4, 2019

Bài tập lớn Nghiên cứu hệ thống truyền dẫn vô tuyến và áp dụng cho mạng thông tin hàng hải Việt Nam
Bài tập lớn Nghiên cứu hệ thống truyền dẫn vô tuyến và áp dụng cho mạng thông tin hàng hải Việt Nam

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn Suy giảm tài nguyên rừng ở Hà Tĩnh

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-Nghi%C3%AAn-c%E1%BB%A9u-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-truy%E1%BB%81n-d%E1%BA%ABn-v%C3%B4-tuy%E1%BA%BFn-v%C3%A0-%C3%A1p-d%E1%BB%A5ng-cho-m%E1%BA%A1ng-th%C3%B4ng-tin-h%C3%A0ng-h%E1%BA%A3i-Vi%E1%BB%87t-Nam.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Nghiên cứu hệ thống truyền dẫn vô tuyến và áp dụng cho mạng thông tin hàng hải Việt Nam

MỞ ĐẦU

Thông tin cấp cứu là thông tin khi một tàu bị nạn sẽ gửi thông báo về tình trạng nguy cập của con tàu và con người trên tàu và yêu cầu được giúp đỡ ngay lập tức [1], [2]. Vì vậy sự thiệt hại lớn hay nhỏ phụ thuộc một phần rất lớn của quá trình thông tin [3]. Mặt khác số lượng tàu thuyền không ngừng gia tăng. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ hệ thống thông tin liên lạc Hàng Hải không ngừng được phát triển để đảm bảo an toàn và sinh mạng trên biển [22]. Chính vì thế tổ chức hàng hải quốc tế (IMO) và liên minh viễn thông quốc tế (ITU) cho ra đời hệ thống an toàn và báo nạn hàng hải toàn cầu (GMDSS) [1],[2],[3],[4], [5]. Hiện tại qui trình thông tin cấp cứu như sau: Khi đài bờ nhận được báo động cấp cứu và điện cấp cứu từ một tàu bị nạn, đài bờ sẽ chuyển thông tin cấp cứu đó cho trung tâm tìm kiếm cứu nạn quốc gia bằng điện thoại hoặc telex[21], [22]. Sau đó trung tâm tìm kiếm cứu nạn muốn liên lạc với tàu bị nạn lại chuyển thông tin ngược lại cho đài bờ và đài bờ thực hiện chuyển tiếp đến tàu. Như vậy thông tin sẽ bị chậm và nhiều khi không thật sự chính xác và đặc biệt là việc triển khai cứu nạn sẽ không hiệu quả. Nhằm mục đích đảm bảo hơn về sinh mạng của con tàu và con người trên tàu khi gặp nạn trên biển, việc thông tin liên lạc nhanh hơn, và dễ dàng hơn đặc biệt là việc phối hợp cứu nạn phải được thực hiện đồng bộ thống nhất từ Trung tâm tìm kiếm cứu nạn quốc gia đến các trung tâm tìm kiếm cứu nạn khu vực thông qua các đài bờ là một vấn đề cấp thiết. Muốn được như vậy tất các thông tin cấp cứu qua bất kỳ thiết bị nào cũng ngay lập tức được chuyển về trung tâm phối hợp tìm kiếm cứu nạn và trung tâm cứu nạn có thể điều khiển bất kỳ đài bờ nào trong hệ thống đài ven biển để liên lạc trực tiếp với tàu bị nạn. Với lý do đó Đề tài “Nghiên cứu hệ thống truyền dẫn vô tuyến và áp dụng cho mạng thông tin hàng hải Việt Nam” sẽ là cơ sở lý thuyết ban đầu cho việc thực hiện ý tưởng điều khiển từ xa đài bờ thích hợp trong thông tin cấp cứu trực tiếp từ trung tâm phối hợp tim kiếm cứu nạn với tàu bị nạn.

PHẦN 1:TỔNG QUAN

1. Tính cấp thiết và thực tiễn của đề tài

Trong những năm gần đây rất nhiều tai nạn tàu thủy liên tiếp xảy ra và đã gây ra tổn thất rất lớn về tài sản và đặc biệt là tính mạng của con người. Tuy vậy việc tổ chức cứu nạn và điều khiển cứu nạn chưa được nhanh chóng, kịp thời đã gây ra những thiệt hại to lớn, thiết nghĩ nếu việc tổ chức cấp cứu đồng bộ hơn và đặc biệt là thông tin và điều khiển thông tin được tập trung tại nơi tổ chức cứu nạn mà cụ thể là trung tâm tìm kiếm cứu nạn quốc gia thì chắc rằng việc tổ chức cứu nạn sẽ được thuận tiện hơn cho việc tổ chức cấp cứu và cụ thể hơn trong việc tổ chức các tàu đang hoạt động tại nơi bị nạn và theo theo dõi được diễn biến sự việc để cử các đội tìm kiếm cứu nạn SAR(Search and Rescue) hợp lý hơn. Muốn vậy tất cả các thông tin báo động cấp cứu và điện cấp cứu của tàu bị nạn và thông tin hiện trường tại nơi bị nạn phải được giám sát và điều khiển ngay tại trung tâm cứu nạn quốc gia. Chính vì vậy, với sự bùng nổ của thông tin hiện nay tác giả muốn đề xuất một phương án điều khiển thông tin tập trung thông qua một mạng truyền dẫn vô tuyến từ tất cả các đài bờ đến trung tâm phối hợp tìm kiếm quốc gia với tất cả các loại thông tin mà đài tàu bị nạn gửi về và qua bất kỳ đài bờ nào của quốc gia. Nhằm hạn chế tối thiểu những thiệt hại về vật chất và đặc biệt là tính mạng con người khi tàu thuyền gặp nạn.

2. Các nghiên cứu đã ứng dụng cho thông tin Hàng hải

Trước đây hệ thống thông tin vô tuyến điện sử dụng cho hàng hải có đặc điểm là sử dụng điện báo Moorse và tần số cấp cứu ở dải sóng trung (500Khz cho điện báo và 2182Khz cho điện thoại) nên chúng có rất nhiều nhược điểm như đó là cự ly thông tin cấp cứu thấp, không có hệ thống tự động trong mối liên lạc tàu- bờ và tàu- tàu, khi thực hiện cấp cứu phải thực hiện rất nhiều thao tác gây khó khăn cho nhân viên [1]. Chính vì vậy nên kể từ năm 1982 tổ chức hàng hải quốc tế (International Maritime Organization IMO) và Liên minh viễn thông quốc tế (International Telecommunication Union ITU) đã bắt đầu nghiên cứu một hệ thống thông tin hàng hải mới, có nhiều công nghệ tiên tiến và đặc biệt là có tự động trong mối quan hệ giữa tàu – bờ và tàu – tàu trong thông tin cấp cứu hệ thống đó là hệ thống an toàn và báo nạn hàng hải toàn cầu (Global Maritime Distress and Safety System – GMDSS) Hệ thống này có hiệu lực từng phần từ ngày 1/2/1992 và có hiệu lực toàn phần kể từ ngày 1/2/1999 [2], [3], [4].

Chức năng thông tin của GMDSS có thể phân làm 3 nhóm nhính như sau [1]:
- Thông tin phục vụ mục đích tìm kiếm và cứu nạn trên biển
- Thông tin phục vụ mục đích an toàn hàng hải
- Thông tin phục vụ mục đích thương mại, khai thác và quản lý đội tàu
Các công nghệ sử dụng trong GMDSS bao gồm hệ thống thông tín vệ tinh:

Thông tin vệ tinh thực chất là các loại Inmarsat B/C/M/F với các công nhệ chủ yếu là thoại (voice), Fax, Data trong các loại Inmarsat B/M/F, Và Telex trong Inamrsat B/C, Nhưng Inamarsat-C là loại Inamrsat bắt buộc trong GMDSS [3]. Thông tin sẽ được gửi qua đài bờ mặt đất. Hiện tại Việt nam có đài bờ mặt đất Vishipel LES đặt tại Hải Phòng trong đó có cả thông tin thương mại và thông tin cấp cứu. Thông tin cấp cứu thường được phát đến một đại bờ mặt đất LES (Land Earth Station) sau đó đài bờ mặt đất sẽ gửi thông tin đến trung tâm tìm kiếm cứu nạn MCC (Mission Control Center) thông qua hệ thống điện thoại hoặc telex của mạng bưu điện. [11]

Thông tin mặt đất: Thông tin mặt đất được sử dụng trên tàu thủy được phát trên nhiều dải tần số VHF/MF/HF tùy thuộc vào cự ly thông tin mà sử dụng dải tần số nào cho thật sự hiệu quả. Với các công nghệ được sử dụng là: công nghệ Gọi chọn số DSC (Digital selective calling)[7], DSC được sử dụng để phát các báo động cấp cứu (Distress Alert) với các thông tin kèm theo bao gồm vị trí bị nạn, và tính chất bị nạn. để phát các điện cấp cứu (Distress message) và thông tin cấp cứu (Distress communication) người ta thường sử dụng công nghệ truyền chữ trực tiếp băng hẹp NBDP (Narrow Band Direct Printer) là loại công nghệ được sử dụng để gửi điện cấp cứu dưới dạng các bản điện text và thông tin thoại [1], [2], [3], [11],[22]

Trong trường hợp khi tàu bị chìm mà người khai thác không có khả năng cung cấp vị trí chính xác của tàu mình còn có hệ thống COSPAS-SARSAT [18] với thiết bị đầu cuối sử dụng trên tàu thủy là EPIRT (Emergency Position Indicating Radio Becon) là hệ thống vệ tinh quỹ đạo cực có thể cho phép đài mặt đất khu vực LUT (Local Used Terminal) tính toán và khoanh vùng vị trí của tàu bị nạn.

Ngoài ra hiện nay nó còn được bổ sung thêm hệ thống báo động an ninh hàng hải Social Security Advisory Service (SSAS) là hệ thống báo động khi có cướp biển tấn công. Và hệ thống Long Range Identification and Tracking (LRIT) là hệ thống nhận dạng và theo giỏi tàu biển từ xa để khoang vùng tàu bị nạn khi mất liên lạc. [11],[18], [21], [22]

Trong GMDSS đảm bảo thông tin toàn cầu với sự phân chia 4 vùng hoạt động tàu biển như sau: [1], [3]

Vùng A1: Là vùng biển trong phạm vi bao phủ của ít nhất một đài bờ trực canh cấp cứu liên tục bằng VHF/DSC trên kên 70 (25-30 hải lý [11], [12])

Vùng A2: Là vùng biển ngoài A1 nhưng trong phạm vi bao phủ của ít nhất một đài bờ trực canh cấp cứu liên tục bằng DSC trên tần số 2187.5Khz (160 đến 200 hải lý [11], [12])

Vùng A3: Là vùng biển ngoài A1, A2 nhưng trong phạm vi bao phủ của vệ tinh địa tĩnh từ 70⁰N đến 70⁰S

Vùng A4: Là vùng biển ngoài A1, A2, A3 Thực chất là vùng hai đầu cực

Từ những giới thiệu trên ta thấy rằng việc khi một tàu bị nạn thì các phương tiện để gửi báo động cấp cứu và thông tin cấp cứu đến một đài bờ trong hệ thống đài bờ đã được nghiên cứu hoàn chỉnh. Theo GMDSS shore base plan do IMO cập nhật vào tháng tư năm 2010 thì ở Việt Nam hiện nay có 18 đài bờ VHF [22], [10] bao gồm: Móng Cái, Cửa Ông, Hòn Gai, Hải Phòng, Thanh Hóa, Bến Thủy, Huế, Đà Nẵng, Qui Nhơn, Phú yên, Nha Trang, Phan Rang, Phan Thiết, Vũng Tàu, Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Cà Mau, Kiên Giang. 13 Đài bờ MF [22],[10] bao gồm: Móng Cái, Cửa Ông, Hòn Gai, Hải Phòng, Bến Thủy, Huế, Đà Nẵng, Phú yên, Nha Trang, Vũng Tàu, Hồ Chí Minh, Cà Mau, Kiên Giang. Và 3 đài bờ trực canh HF [22],[10] là: Hải Phòng, Đà Nẵng, Hồ chí Minh. Tuy nhiên các đài bờ lại hoạt động độc lập với nhau và đài bờ có thể hiểu là cổng thông tin để kết nối với mạng viễn thông chứ không phải là đơn vị tổ chức cứu nạn. Việc thực hiện cứu nạn và tổ chức tìm kiếm cứu nạn lại do trung tâm phối hợp tìm kiếm cứu nạn quốc gia đảm nhận, Chính vì vậy việc tập trung thông tin tại trung tâm phối hợp tìm kiếm cứu nạn là hết sức cần thiêt.

3. Tình hình nghiên cứu thế giới:

Hiện tại đã có một số nước đã tiến hành nghiên cứu việc điều khiển từ xa các đài bờ trong hệ thống của một quốc gia, trong đó tiêu biểu nhất là Nauy. Nauy là nước phát triển hoàn thiện nhất vùng biển A1 và A2, đây là một nước thuộc Bắc Âu, có vùng biển vĩ tuyến cao, có bờ biển cũng khoảng hơn 3000km như Việt nam, nhưng hệ thống các đài bờ VHF và MF cũng như HF rất phát triển cả về số lượng cũng như cách tổ chức hệ thống đài. [22]

Hệ thống đài bờ VHF của Nauy gồm 5 đài chính (Main Station) điều khiển hơn 100 đài điều khiển từ xa (Monitor station) [5]. Hệ thống đài MF có 16 đài nhưng chỉ được điều khiển tại một đài chính (Main Station)[5]. Như vậy có thể thấy rằng với hệ thống đài bờ phủ khắp và cự ly lớn nhưng việc điều khiển rất đơn giản bởi sự tập trung và không tốn nhiều nhân công trực canh điều khiển tại chỗ như ở Việt Nam. Một lợi thế nữa là các đài monitor station vì không cần nhân công điều khiển trực tiếp nên có thể đặt anten trên núi cao và như vậy có thể tăng cự ly thông tin lên rất lớn. có thể thấy tất cả đài bờ VHF Việt Nam đều có cự ly thông tin là 30 hải lý [5] trong khi đó ở Nauy có những đài bờ cự ly thông tin lên tới 93 hải lý [5]. Điều này có thể khẳng định là đài này được đặt trên đỉnh núi rất cao.

4. Tình hình nghiên cứu Việt Nam:

Ở Việt Nam có một số đề tài nghiên cứu về vấn đề qui hoạch vùng biển A1 và A2 Của TS Trần Xuân Việt [6] , trong đó có đề cập phương pháp tính toán vùng phủ sóng của các đài bờ VHF/MF và HF hiện có của Việt Nam. Trong đó có đề xuất việc lắp thêm một số đài bờ MF ở khu vực miền trung nhằm đảm bảo phủ kín vùng biển A2 của Việt nam. Báo cáo đề tài khoa học cấp nhà nước KHCN 10-03 [10] về qui hoạch đài bờ Việt Nam do PGS TS Trần Đắc Sửu làm chủ nhiệm đề tài đã đề cập đến số lượng đài bờ hiện có và cần thiết cho số lượng đài bờ Việt Nam theo khuyến nghị 108A của IMO. Hoặc đã có các nghiên cứu ứng dụng sử dụng hệ thông Viba để điều khiển hệ thống máy phát vô tuyến điện từ xa của trung tâm Vishipel [8] (Trung tâm điều khiển ở số 5 Nguyễn Thượng Hiền – Hải Phòng trong khi đó hệ thống máy phát đặt ở Đông Hải, và máy thu đặt ở quận Dương kinh). Tuy nhiên chưa đề tài nào nêu lên việc kết hợp mạng lưới đài bờ và điều khiển đài bờ từ xa khi có yêu cầu.

5. Phạm vi nghiên cứu của đề tài.

Trên cơ sở của các nghiên cứu trước đây và hệ thống cơ sở hạ tầng đã có, đề tài này chỉ đưa ra một số nghiên cứu nhằm ghép nối hệ thống đài bờ sẵn có thể thông qua mạng truyền dẫn băng thông rộng để nhằm mục đính chuyển thông tin nhận được từ tàu bị nạn trực tiếp về trung tâm cứu nạn quốc gia thông qua mạng truyền dẫn viba và điều khiển hoạt động của các đài monitor từ trung tâm cứu nạn, Trong đó cho phép trung tâm cứu nạn lựa chọn đài bờ nào hoạt động và liên lạc cấp cứu trong trường hợp tàu bị nạn ở nơi có thể liên lạc với nhiều hơn một đài bờ. Tuy nhiên do điều kiện nên đề tài chỉ có thể dùng lại ở mức mô phỏng và lấy kết quả. Sau đó đề xuất phương án lựa chọn thiết bị lắp đặt cũng như các giải pháp kỹ thuật để có được hệ thống đảm bảo về tính năng kỹ thuật cũng như đảm bảo về kinh tế.

PHẦN 2: NỘI DUNG ĐỀTÀI

Chương 1: Hiệu suất băng thông và hiệu quả sử dụng công suất của các phương pháp điều chế trong các hệ thống thông tin số

1.1. Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn thông tin số

1.2. Các phương pháp điều chế số và ưu nhược điểm của từng loại

1.3. Hiệu suất băng thông của các tín hiệu điều chế

1.4. Xác suất lỗi bít

1.5. Mặt phẳng hiệu suất băng thông

Chương 2: Các yêu cầu cơ bản của mạng thông tin hàng hải Việt Nam, Xu hướng phát triển, và các giải pháp thiết kế mạng hàng hải Việt Nam

2.1. Đánh giá thực trạng của đài duyên hải Việt Nam

2.2. Phân loại đài duyên hải Việt Nam

2.3. Một số phương pháp truyền dẫn có thể sử dụng phù hợp với khoảng cách phương pháp truyền dẫn và tính kinh tế

2.4. Sơ đồ khối cho hệ thống truyền dẫn Viba dung lượng nhỏ tốc độ 2MBit/s lựa chọn

2.5 Các chỉ tiêu kỹ thuật đối với truyền dẫn viba của mạng thông tin hàng hải

2.6 Đánh giá lỗi bit và quan hệ giữa độ tin cậy của hệ thống với thời gian gián đoạn

2.7 Chỉ tiêu chất lượng đường truyền với điều kiện địa hình và thời tiết của Việt Nam

Chương 3: Mô phỏng hệ thống thông tin vô tuyến điện tốc độ 2Mbit/s giả định và đề xuất phương án chọn thiết bị mô phỏng

3.1 Câu trúc của hệ thống vô tuyến điện truyền dẫn 2Mbit/s

3.2 Sơ đồ mô phỏng tương đương băng gốc của hệ thống viba số.

3.3 Viết phương trình và chạy mô phỏng

3.4 Kết quả mô phỏng và kết luận

PHẦN 3: KẾT LUẬN

Đề tài “Nghiên cứu hệ thống truyền dẫn vô tuyến và áp dụng cho mạng thông tin hàng hải Việt Nam” là một đề tài có tính lý thuyết và thực tiễn cao

Về lý thuyết: Có thể giúp tiếp cận với hệ thống thông tin hiện đại trong truyền thông và điều khiển từ xa, đã và đang được sử dụng trên thế giới hiện nay đó là thông tin số và hệ thống điều khiển thông qua mạng viba số.

Về thực tế: Nếu được triển khai và hoàn thành có thể nói với độ dài bờ biển hơn 3000km và với lực lượng đài bờ hiện có viện tiến hành thông tin mà đặc biệt là thông tin cấp cứu được nhanh chóng và việc phối hợp tìm kiếm cứu nạn ngày một hiệu quả hơn. Như vậy làm giảm thiệt hại đáng kể về vật chất cũng như con người khi gặp nạn trên biển. Mặt khác với việc các đài monitor không cần người trực canh có thể được lắp đặt trên những núi cao như ở Hải Phòng, Thanh hóa, Huế, Đà Nẵng, Qui nhơn, Vũng Tàu có thể tăng phạm vi phủ sóng của đài bờ dẫn đến việc thông tin liên lạc không những cho tàu hàng mà ngay cả với việc thông tin mà đặc biệt thông tin kêu gọi tàu thuyền đánh cá về nơi trú ẩn khi có bão hoặt thời tiết xấu có thể thực hiện được ngay thông qua hệ thống liên lạc VHF giá thành rất thấp mà không cần phải bắn pháo hiệu kém hiệu quả như hiện nay.

Tuy nhiên trong thông tin hàng hải, các tuyến thông tin được thiết lập có môi trường phức tạp, địa hình ven biển có nhiều song ngòi, ao hồ, đồi núi,… đó là môi trường gây pha đinh mạnh. Đối với việc thiết kế vi ba số vấn đề lựa chọn thiết bị truyền dẫn hợp lý là rất quan trọng. Việc đánh giá chất lượng thiết bị trước khi mua và lắp đặt cần phải được tiến hành, nhằm chọn thiết bị đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đồng thời tránh những sai sót gây tổn thất về kinh tế. Việc đánh giá thiết bị như vậy có thể thực hiện bằng thực nghiệm hoặc bằng mô phỏng. Trong điều kiện nước ta hiện nay phương pháp đánh giá bằng thực nghiệm là rất khó khăn, nhiều khi không có thiết bị thử nghiệm. Vì vậy phương pháp đánh giá bằng mô phỏng là hợp lý, đây cũng là phương pháp phù hợp với xu hướng của thế giới. Mục đích của mô phỏng nhằm đánh giá chất lượng hệ thống viba số, với các thiết bị có các thông số cho trước, khi chịu ảnh hưởng của pha đing nhiều tia và của nhiễu kênh lân cận. Thông qua mô phỏng thiết kế có thể lựa chọn chính xác thiết bị phù hợp cho tuyến cần thiết kế.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ITU: “GMDSS Hand book”.

[2] Graham D.Lees, Wiliamson: “Hand book for Marine Radio Communication” Lloyd’s of London Ltd, 1993

[3] ITU “Manual for used by the Maritime mobile and Maritime Mobile-Satellite Services” Radiocommunication Bureau 1999

[4] IMO, “Hand book on the Global Maritime Distress and safety system” London 3^rd Edition, 2001.

[5]. GMDSS 1/Circ.12, Master Plan of Shore-based facilities for Global Maritime Distress and safety system, London April 2010

[6] Trần Xuân Việt: “Phương pháp xác định vùng biển A2 trong hệ thống thông tin hàng hải toàn cầu” Kỷ yếu hội nghị thông tin và định vị vì sự phát triển kinh tế biển Việt Nam

[7] ITU-IMO Digital selective calling system for used maritime mobile service

[8] Nguyễn Quốc Bình “Kỹ thuật truyền dẫn số giản yếu” Trường chỉ huy kỹ thuật thông tin Nha Trang 2000

[9] Nguyễn Minh Tuệ “Nghiên cứu hệ thống truyền dẫn số 2Mbps” Học viện kỹ thuật quân sự Hà Nội 2000

[10] “Dự án khả thi xây dựng và phát triển hệ thống các đài duyên hải Việt Nam” Cục Hàng hải Việt Nam 1996

[11] ITU Radio Reguration

[12] Phan Anh “Trường điện từ và truyền sóng” Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà nội 2000

[13] ITU Recommendation P,368-7, 1992 Ground-wave propagation verves for frequencies between 10khz and 30khz

[14] Leon W. Cough II Digital and Analog communication systems Prentice-Hall International 1977

[15] Michel C.Jerchim, Philip Balaban, K. Sam Shanmugan: “Simulation of communication System” New York, 1994

[16] John G. Proakis: “Digital communications”, McGraw-Hill Book company, 1998

[17] A.A.R Townsend: “Digital Line of Sight Radio Links”, Prentice-hall, 1991

[18] IMO : “Cospas – Sarsat system” London 2007

[19] Đặng Văn Chuyết, Nguyễn Tuấn Anh; “Cơ sở lý thuyết truyền tin” NXB giáo dục 1998

[20] Nguyễn Văn Thưởng: “Cơ sở kỹ thuật truyền số liệu” Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 1998.

[21] Performance Standards for Ship borne Radio Communications and Navigation Equipment” Edition 1997.

[22] IMO: “SOLAS” Consolidated Edition, 2007

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí
[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
April 4, 2019
Bài tập lớn môn học Mô phỏng hệ thống truyền thông – D10VT
Bài tập lớn môn học Mô phỏng hệ thống truyền thông – D10VT

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn môn Kiến trúc máy tính và mạng truyền thông công nghiệp Giao tiếp I2C ( Master – Slave)

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-m%C3%B4n-h%E1%BB%8Dc-M%C3%B4-ph%E1%BB%8Fng-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-truy%E1%BB%81n-th%C3%B4ng-%E2%80%93-D10VT.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn môn học Mô phỏng hệ thống truyền thông – D10VT

Bài tập lớn môn học Mô phỏng hệ thống truyền thông – D10VT

(Assignments on Simulation of Communication Systems)

I. Giới thiệu

Trong phần bài tập lớn này mỗi sinh viên sẽ được yêu cầu thực hiện 2 nhiệm vụ bao gồm: Nhiệm vụ đầu tiên là thực hiện mô phỏng một hệ thống truyền dẫn tín hiệu tương tự và nhiệm vụ thứ hai là mô phỏng một hệ thống truyền dẫn số.

Hãy sử dụng bài giảng của môn học và các ví dụ đã cho làm tài liệu tham khảo để thực hiện bài tập lớn này. Kiến thức của các môn học khác như Lý thuyết thông tin, Xử lý tín hiệu số, Truyền dẫn số được khuyến khích áp dụng trong phần này.

Kết quả của bài tập được thể hiện qua báo cáo của mỗi sinh viên. Các báo cáo được mỗi sinh viên tự thực hiện đảm bảo sự trung thực, cấm sự sao chép của nhau. Bất kỳ những phần nào trong báo cáo có dấu hiệu sao chép đều không được điểm mà không quan tâm đến kết quả thực hiện được.

Các báo cáo thực hiện được càng nhiều các yêu cầu nhiệm vụ đưa ra càng tốt, tuy nhiên cần đảm bảo nộp đúng hạn. Như vậy không nhất thiết phải hoàn thành hết tất cả các yêu cầu đặt ra trong mỗi nhiệm vụ. Bất kỳ báo cáo nào nộp muộn sau thời hạn bị trừ ít nhất 20% số điểm.

Hạn nộp báo cáo: trước 16h ngày 12/11/2013.

II. Nhiệm vụ 1
1. Mô tả nhiệm vụ:
Mô phỏng hệ thống truyền dẫn tín hiệu tương tự, trong đó tín hiệu tương tự truyền trên hệ thống được mô tả bởi công thức sau:

3

s (t ) = å A_i cos(2p f _i t+j_i )

i=1

với A_i lần lượt là [1, 1, 2] và j_i lần lượt là [0, pi/8, 0], còn tần số f_i được xác định từ mã số của mỗi sinh viên theo biểu thức f_i = i Hz với i lần lượt là 3 số cuối cùng trong mã số sinh viên.
1. Yêu cầu:
1. Mô tả hệ thống mô phỏng bằng sơ đồ khối và xác định các tham số của hệ thống.
1. Bằng việc sử dụng MATLAB, viết chương trình và thực hiện mô phỏng hệ thống
truyền tín hiệu tương tự này sử dụng kỹ thuật điều chế tần số FM với tần số sóng mang f_c gấp 10 lần tần số cực đại của (f_i) và độ sâu điều chế h = 0.4 trên kênh AWGN tại 3 mức SNR lần lượt là 15, 20 và 25 dB.
1. Biểu diễn dạng sóng tín hiệu trên ít nhất 3 chu kỳ và phổ của nó tại các điểm sau trên hệ thống: tín hiệu gốc bản tin, đầu ra bộ điều chế, sau khi truyền qua kênh AWGN, tín hiệu được khôi phục tại đầu ra bộ thu.
1. Xác định và biểu diễn sai số của tín hiệu sau khi được khôi phục tại 3 mức SNR
2

trên cùng hình theo biểu thức sau: error = (m – m ) trong đó: m là tín hiệu bản tin

r

gốc và m_r là tín hiệu được khôi phục tại bộ thu.

III. Nhiệm vụ 2
1. Mô tả nhiệm vụ:
Mô phỏng hệ thống truyền dẫn số tại tốc độ dữ liệu N Mb/s, giá trị N được xác định bởi số cuối cùng của mã số sinh viên (Nếu số đó là số 0 thì sẽ lựa chọn số liền kề bên cạnh). Mỗi sinh viên sẽ lựa chọn một trong các kỹ thuật điều chế sau cho hệ thống mình mô phỏng:
- Điều chế M-ASK nếu số cuối cùng trong mã sinh viên là chẵn với M = 2 nếu số liền kề là lẻ và M = 4 nếu số liền kề là chẵn.
- Điều chế M-PSK nếu số cuối cùng trong mã sinh viên là lẻ với M = 4 nếu số
liền kề là lẻ và M = 8 nếu số liền kề là chẵn.

Sử dụng mô hình mô phỏng tương đương băng gốc, tín hiệu phát có thể được biểu diễn như sau:

s(t) = ^é_ê å^¥ d_k p (t – kT_sym )^ù_ú e ^j^f0

ë k =-¥ û

trong đó d_k là các kí hiệu (symbol) phức được phát độc lập với xác suất như nhau; T_sym là chu kỳ của symbol; f₀ là pha của tín hiệu phát và p(t) xác định dạng xung được phát:

æ t – 0.5T_sym ö

p (t ) = 2E

s rect ç ÷ cho tín hiệu M-PSK

^Tsym ç ^Tsym ÷

è ø

é æ 2pt ö ù

2E

p(t) = s ê1 – cos ç ÷ú cho tín hiệu M-ASK

T

ë ç _T ÷

sym è sym øû

ê ú

với E_s là năng lượng mỗi symbol.
1. Yêu cầu:
1. Mô tả hệ thống mô phỏng bằng sơ đồ khối và xác định các tham số của hệ thống.
1. Bằng việc sử dụng MATLAB, viết chương trình mô phỏng hệ thống truyền dẫn số
sử dụng kỹ thuật điều chế đã lựa chọn trên kênh AWGN. Ước tính xác suất lỗi như là hàm của tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR (E_s/N₀) theo phương pháp Monte Carlo đối với trường hợp M-PSK và theo phương pháp bán giải tích đối với trường hợp M-ASK.
1. Biểu diễn biểu đồ chòm sao, dạng sóng tín hiệu, mẫu mắt và phổ của nó tại các điểm sau trên hệ thống: đầu ra bộ điều chế, sau khi truyền qua kênh AWGN tại SNR = 8 dB, sau khi được xử lý và khôi phục tại bộ thu.
1. So sánh kết quả mô phỏng đường cong xác suất lỗi với kết quả lý thuyết đối với kiểu điều chế mà hệ thống sử dụng.
IV. Yêu cầu báo cáo

Báo cáo nên được trình bày đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đầy đủ thông tin bao gồm thông tin cá nhân và nội dung báo cáo theo cấu trúc cho mỗi nhiệm vụ như sau:
o Phần 1: Mô tả hệ thống mô phỏng và các tham số được sử dụng trong mô phỏng.

o Phần 2: Trình bày kết quả mô phỏng và nhận xét đánh giá.

o Phần 3: Mã chương trình được viết để mô phỏng hệ thống và giải thích.
- Nội dung trình bày rõ ràng, khoa học và sáng sủa để làm rõ những kết quả đã đạt được theo yêu cầu trong báo cáo.
- Mã chương trình nên bao gồm cả phần chú giải cho các hàm xây dựng và từng phần câu lệnh trong mỗi chương trình.
Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí
[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
April 3, 2019

Bài tập lớn môn Kiến trúc máy tính và mạng truyền thông công nghiệp Giao tiếp I2C ( Master – Slave)

Bài tập lớn môn Kiến trúc máy tính và mạng truyền thông công nghiệp Giao tiếp I2C ( Master – Slave)

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn môn Cơ sở truyền động điện

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-m%C3%B4n-Ki%E1%BA%BFn-tr%C3%BAc-m%C3%A1y-t%C3%ADnh-v%C3%A0-m%E1%BA%A1ng-truy%E1%BB%81n-th%C3%B4ng-c%C3%B4ng-nghi%E1%BB%87p-Giao-ti%E1%BA%BFp-I2C-Master-%E2%80%93-Slave.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn môn Kiến trúc máy tính và mạng truyền thông công nghiệp Giao tiếp I2C ( Master – Slave)

Bài tập lớn môn Kiến trúc máy tính và mạng truyền thông công nghiệp: Giao tiếp I2C ( Master – Slave)

I. Giới thiệu chung về I2C( Master – Slave)

Phương pháp Master – Slave (chủ – tớ), một trạm chủ (master) có trách nhiệm chủ động phân chia quyền truy cập bus cho các trạm tớ (slave ). Các trạm tớ đóng vai trò bị động chỉ có quyền truy cập bus và gửi tín hiệu đi kh có yêu cầu. Trạm chủ có thể dùng phương pháp hỏi tuần tự theo chu kỳ để kiểm soát toàn bộ hệ thống. Nhờ vậy các trạm tớ có thể gửi các dữ liệu thu thập được từ quá trình kỹ thuật gửi đến trạm chủ cũng như nhận được các thông tin điều khiển từ trạm chủ. Và chuẩn giao tiếp I2C là một chuẩn giao tiếp sử dụng phương pháp này.

Ngày nay trong các hệ thống điện tử hiện đại, rất nhiều IC			hay	thiết		bị
ngoại vi cần phải giao tiếp với các IC hay thiết		bị khác giao tiếp		với thế		giới
bên ngoài. Với mục tiêu đạt được hiệu quả cho phần cứng tốt nhất với mạch
điện đơn giản, Phillips đã phát triển một	chuẩn giao tiếp nối			tiếp	2	dây
được gọi là I2C. I2C là tên viết tắt của cụm	từ Inter ‐ Intergrated Circuit					Bus
giao tiếp giữa các IC với nhau.
I2C mặc dù được phát triển bới Philips, nhưng nó đã được rất nhiều					nhà sản
xuất IC trên thế giới sử dụng. I2C trở thành		một chuẩn	công	nghiệp		cho
các giao tiếp điều khiển, có thể kể ra đây một		vài tên tuổi	ngoài Philips như:

Texas Intrument (TI), Maxim‐Dallas, analog Device, National Semiconductor Bus I2C được sử dụng làm bus giao tiếp ngoại vi cho rất nhiều loại IC khác nhau như các loại. Vi điều khiển 8051, PIC , AVR, ARM, chíp nhớ như RAM tĩnh (Static Ram), EEPROM, bộ chuyển đổi tương tự số (ADC), số tương tự (DAC), IC điểu khiển LCD, LED…

1. Đặc điểm giao tiếp I2C

Một giao tiếp I2C gồm có 2 dây: Serial Data (SDA) và Serial Clock (SCL). SDA là đường truyền dữ liệu 2 hướng, còn SCL là đường truyền xung đồng hồ

và chỉ theo một hướng. Như hình vẽ trên, khi một thiết bị ngoại vi kết nối vào đường I2C thì chân SDA của nó sẽ nối với dây SDA của bus, chân SCL sẽ nối với dây SCL.

Mỗi dây SDA hay SCL đều được nối với điện áp dương của nguồn cấp thông

qua	một	điện trở kéo lên (pull‐up resistor). Sự cần thiết của các điện trở kéo
kéo này là vì		chân giao tiếp I2C của các thiết bị ngoại vi thường là dạng cực
máng	hở (open‐drain or open – collector). Giá trị của các điện trở này khác
nhau tùy vào từng thiết bị và chuẩn giao tiếp thường dao			động trong khoảng
1KΩ đến 4.7KΩ.
Nhìn lại hình 1.1, ta thấy có rất nhiều thiết bị (IC) cùng			được kết nối vào
một bus I2C,		tuy nhiên sẽ không xảy ra chuyện nhầm lẫn giữa các thiết bị, bởi

mỗi thiết bị sẽ được nhận ra bởi một địa chỉ duy nhất với một quan hệ chủ/tớ

tồn tại trong suốt thời gian kết nối. Mỗi thiết bị có thể hoạt đông như là thiết bị nhận dữ liệu hay có thể vừa truyền vừa nhận. Hoạt động truyền hay nhận còn

tùy thuộc vào việc thiết bị đó là chủ chủ (master) hay tớ (slave). Một thiết bị hay một IC khi kết nối với bus I2C, ngoài một địa chỉ (duy nhất) để phân biệt,

nó còn được cấu hình là thiết bị chủ (master) hay tớ (slave). Tại sao lại có sự phân biệt này ? Đó là vì trên một bus I2C thì quyền điều khiển thuộc về thiết

bị chủ (master). Thiết bị nắm vai trò tạo xung đồng hồ cho toàn hệ thống, khi giữa hai thiết bị chủ/tớ giao tiếp thì thiết bị chủ có nhiệm vụ tạo xung đồng hồ và quản lý địa chỉ của thiết bị tớ trong suốt quá trình giao tiếp. Thiết bị chủ giữ vai trò chủ động, còn thiết bị tớ giữ vai trò bị động trong viêc giao tiếp.

Nhìn hình trên ta thấy xung đồng hồ chỉ có một hướng từ chủ đến tớ, còn luồng dữ liệu có thể đi theo hai hướng, từ chủ đến tớ hay ngược lại tớ đến chủ. Về dữ liệu truyền trên bus I2C, một bus I2C chuẩn truyền 8‐bit dữ liệu có hướng trên đường truyền với tốc độ là 100Kbits/ s – Chế độ chuẩn (Standard mode). Tốc độ

truyền có thể lên tới 400Kbits/s – Chế độ nhanh (Fast mode) và cao nhất là 3,4Mbits/s – Chế độ cao tốc (High‐speed mode).

Một bus I2C có thể hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau:

Một chủ một tớ (one master – one slave)

Một chủ nhiều tớ (one master – multi slave)

Nhiều chủ nhiều tớ (Multi master – multi slave)

Dù ở chế độ nào, một giao tiếp I2C đều dựa vào quan hệ chủ/tớ. Giả thiết một một thiết bị A muốn gửi dữ liệu đến thiết bị B, quá trình được thực hiện như sau

Thiết bị A (Chủ) xác định đúng địa chỉ của thiết bị B (tớ), cùng với việc xác định địa chỉ, thiết bị A sẽ quyết định việc đọc hay ghi vào thiết bị tớ.

Thiết bị A gửi dữ liệu tới thiết bị B.

Thiết bị A kết thúc quá trình truyền dữ liệu.

Khi A muốn nhận dữ liệu từ B, quá trình diễn ra như trên, chỉ khác là A sẽ nhận dữ liệu từ B. Trong giao tiếp này, A là chủ còn B vẫn là tớ. Chi tiết việc thiết lập giao tiếp với một thiết bị nào đó trong mạng I2C.

2: Bit Start và Stop

báo

START là điều kiện khởi hiệu kết thúc một giao

đầu, báo hiệu bắt đầu của giao tiếp, còn STOP tiếp. Hình dưới đây mô tả điều kiện START và

STOP. Ban đầu khi chưa thực hiện quá trình giao tiếp, cả hai đường SDA và

SCL đều ở mức cao (SDA = SCL= HIGH). Lúc này bus I2C được coi là dỗi (“bus free”), sẵn sàng cho một giao tiếp. Hai điều kiện START và STOP là không thể thiếu trong việc giao tiếp giữa các thiết bị I2C với nhau.

Hình 1.4. Điều kiện START và STOP của bus I2C

Điều kiện START: một sự chuyển đổi trạng thái từ cao xuống thấp trên đường

SDA trong khi đường SCL đang ở mức cao (cao = 1; thấp = 0) báo hiệu một điều kiện START

Điều kiện STOP: Một sự chuyển đổi trạng thái từ mức thấp lên cao trên đường SDA trong khi đường SCL đang ở mức cao.

Cả hai điều kiện START và STOP đều được tạo ra bởi thiết bị chủ. Sau tín hiệu START, bus I2C coi như đang trong trang thái làm việc (busy). Bus I2C sẽ rỗi, sẵn sàng cho một giao tiếp mới sau tín hiệu STOP từ phía thiết bị chủ.

Sau khi có một điều kiện START, , trong quá trình giao tiếp, khi có một tín hiệu START được lặp lại thay vì một tín hiệu STOP thì bus I2C vẫn tiếp tục trong trạng thái bận. Tín hiệu START và lặp lại START đều có chức năng giống nhau là khởi tạo một giao tiếp.

3. Định dạng dữ liệu truyền

Dữ liệu được truyền trên bus I2C theo từng bit, bit dữ liệu được truyền đi tại mỗi sườn dương của xung đồng hồ trên dây SCL, quá trình thay đổi bit dữ liệu xảy ra khi SCL đang ở mức thấp.

Mỗi byte dữ liệu được truyền có độ dài là 8 bits. Số lượng byte có thể truyền trong một lần là không hạn chế. Mỗi byte được truyền đi theo sau là một bit ACK để báo hiệu đã nhận dữ liệu. Bit có trọng số cao nhất (MSB) sẽ được

truyền đi đầu tiên, các bít sẽ được truyền đi lần lượt. Sau 8 xung clock trên dây SCL, 8 bit dữ liệu đã được truyền đi. Lúc này thiết bị nhận, sau khi đã nhận đủ đủ 8 bít dữ liệu sẽ kéo SDA xuống mức thấp tạo một xung ACK ứng với xung clock thứ 9 trên dây SDA để báo hiệu đã nhận đủ 8 bit. Thiết bị truyền khi nhận được bit ACK sẽ tiếp tục thực hiện quá trình truyền hoặc kết thúc.

Một byte truyền đi có kèm theo bit ACK là điều kiên bắt buộc, nhằm đảm bảo cho quá trình truyền nhận được diễn ra chính xác. Khi không nhận được đúng

địa hay khi muốn kết thúc quá trình giao tiếp, thiết bị nhận sẽ gửi một xung Not‐ACK(SDA ở mức cao) để báo cho thiết bị chủ biết, thiết bị chủ sẽ tạo xung xung STOP để kết thúc hay lặp lại một xung START để bắt đầu quá trình mới.

4. Định dạng địa chỉ thiết bị

Mỗi thiết bị ngoại vi tham gia vào bus i2c đều có một địa chỉ duy nhất,

nhằm phân biệt giữa các thiết bị với nhau. Độ dài địa chỉ là 7 – bit, điều đó có

nghĩa là trên một bus I2C ta có thể phân biệt tối đa 128 thiết bị. Khi thiết bị chủ

muốn giao tiếp với ngoại vi nào trên bus I2C, nó sẽ gửi 7 bit địa chỉ của thiết

bị đó ra bus ngay sau xung START. Byte đầu tiên được gửi sẽ bao gồm 7 bit địa

chỉ và một bít thứ 8 điều khiển hướng truyền đó mà có sự phản hồi tương ứng

đến con chủ.

Mỗi một thiết bị ngoại vi sẽ có một địa chỉ riêng do nhà sản xuất ra nó quy định.

Địa chỉ đó có thể là cố định hay thay đổi. Riêng bit điều khiển hướng sẽ quy

định chiều truyền dữ liệu. Nếu bit này bằng “0” có nghĩa là byte dữ liệu tiếp theo sau sẽ được truyền từ chủ đến tớ, còn ngược lại nếu bằng “1” thì các byte

đầu tiên sẽ là dữ liệu từ tớ gửi đến chủ. Việc thiết lập giá trị cho bit này do con chủ thi hành, con tớ sẽ tùy theo giá trị đó mà có sự phản hồi tương ứng đến

con chủ. Việc thiết lập giá trị cho bit này do con chủ thi hành, con tớ sẽ tùy theo giá trị.

5. Truyền dữ liệu trên bus I2C, chế độ Master‐Slave

Việc truyền dữ liệu diễn ra giữa con chủ và con tớ. Dữ liệu truyền có thể theo 2 hướng, từ chủ đến tớ hay ngược lại. Hướng truyền được quy định bởi bit thứ 8 trong byte đầu tiên được truyền đi.

Truyền dữ liệu từ chủ đến tớ (ghi dữ liệu).

đến con tớ, quá trình thực hiện là:

Thiết bị chủ khi muốn ghi dữ liệu

‐ Thiết bị chủ tạo xung START.

Thiết bị chủ gửi địa chỉ của thiết bị tớ mà nó cần giao tiếp cùng với bit

0 ra bus và đợi xung ACK phản hồi từ con tớ.

– Khi nhận được xung ACK báo đã nhận diện đúng thiết bị tớ, con chủ bắt đầu gửi dữ liệu đến cho con tớ theo từng byte một. Theo sau mỗi byte này đều là một xung ACK. Số lượng byte truyền là không hạn chế.

Kết thúc quá trình truyền, con chủ sau khi truyền byte cuối sẽ tạo xung STOP báo hiệu kết thúc.

Quá trình kết hợp ghi và đọc dữ liệu: giữa hai xung START và STOP, thiết bị chủ có thể thực hiện việc đọc hay ghi nhiều lần, với một hay nhiều thiết bị. Để thực hiện việc đó, sau một quá trình ghi hay đọc, thiết bị chủ lặp lại một xung START và lại gửi lại địa chỉ của thiết bị tớ và bắt đầu một quá trình mới. Chế độ giao tiếp Master‐Slave là chế độ cơ bản trong một bus I2C, toàn bộ bus được quản lý bởi một master duy nhất. Trong chế độ này sẽ không xảy ra tình trạng xung đột bus hay mất đồng bộ xung clock vì chỉ có một master duy nhất có thể tạo xung clock.

Chế độ Multi‐Master

Trên bus I2C có thể có nhiều hơn một master điều khiển bus. Khi đó bus I2C sẽ hoạt động ở chế độ Multi‐Master. Chế độ này được hiểu là trên trong

trên cùng một bus có thể hiều hơn một thiết bị làm Slave có thể trở thành một Master nếu nó có khả năng trở thành Master ở một thời điểm nào đó. Tuy nhiên nếu sử dụng một IC điều khiển các chip nhớ thì chế độ Multi – Master không ồn tại vì các chip nhớ được thiết kế là Slave, không có khả năng trở thành Master.

II: Modul I2C với PIC

1. Modul I2C với PIC

Với những tiện ích đem lại, khối giao tiếp I2C đã được tích hợp cứng trong khá nhiều loại vi điều khiển khác nhau. Trong các loại Vi điều khiển PIC dòng Mid‐range phổ biến tại Việt Nam, chỉ từ 16F88 mới có hỗ trợ phần cứng I2C, còn các loại chip khác không có. Với những loại Vi điều khiển không có hỗ trợ phần cứng giao tiếp I2C, để sử dụng ta có thể dùng phần mềm lập trình, khi đó ta sẽ viết một chương trinh điều khiển 2 chân bất kỳ của Vi điều khiển để nó thực hiện giao tiếp I2C (các hàm START, STOP, WRITE, READ).

Trong việc lập trình cho PIC có rất nhiều phần mềm viết chương trình như CCS, AMS,Mplab… nhưng tôi chỉ đề cập đến phần giao tiếp I2C sử dụng Mplab.

Trong Mplab, cần quan tâm đến những câu lệnh sau:

OpenI2C(MASTER,SLEW_OFF); // khởi tạo I2C, chọn chip làm chủ hay tớ

SSPADD=0x31; // đặt tốc đọ xung clock(SCL)

StartI2C();// bắt đầu I2C

IdleI2C(); // ACK, đợi phản hồi

WriteI2C(noi dung can ghi);// ghi dữ liệu

StopI2C();// dừng I2C

RestartI2C();// bắt đầu lại I2C

AckI2C(); // ACK phản hồi đi

NotAckI2C(); // NotAck phản hồi đi.

2. Ví dụ sử dụng modul I2C của PIC 18f4520 với ds1307( đồng hồ thời gian thực).

DS1307 là chip đồng hồ thời gian thực, khái niệm thời gian thực ở đây được dùng với ý nghĩa thời gian tuyệt đối mà con người đang sử dụng, tính bằng giây, phút, giờ… DS1307 là một sản phẩm của Dallá Semiconductỏ. Chip này có 7 thanh ghi8 bit chứa thời gian là: giây, phút, giờ, thứ, ngày, tháng, năm. Ngoài ra DS1307 còn có một thanh ghi điều khiển ngõ ra phụ và 56 thanh ghi trống có thể dùng như RAM. DS1307 được đọc và thông qua giao diện I2C nên

cấu tạo bên ngoài rất đơn giản. DS1307 xuất hiện ở hai gói SOIC và DIP có 8 chân.

Hình 2.1 Hình ảnh DS1307

Các chân của DS1307 được mô tả như sau:

X1 và X2 là hai ngõ kết nối với một thạch anh 32768KHz làm nguồ tạo dao động cho chip.

Vbat : cực dương của một pin 3V nuôi chip.

GND: chân mas chung cho cả pin 3V và Vcc.

Vcc: nguồn cho giao diện I2C, thường là 5V và dùng chung với vi điều khiển. Chú ý nếu là Vcc không nguồn nhưng Vbat được cấp thì DS1307 vẫn dang hoạt

động nhưng không đọc và ghi được.

SQUW/OUT: một ngõ phụ tạo xung vuông, tần số của xung có thể được lập trình.

SCL và SDA là hai đường giao xung nhịp và dữ liệu của giao diện I2C.

Có thể kết nối DS1307 bằng một mạch điện đơn giản sau:

Hình 2.2: Mạch ứng dụng đơn giản của DS1307

Đây là một mạch giữa PIC 18f4520 và DS1307 được vẽ trong phần mềm proteus.

Hình 2.3: mạch PIC 18f4520 và DS1307.

Mạch trên sử dụng LCD hiển thị thời gian thực từ ds1307, chip PIC được coi như một Master và gọi slave (ds1307) trả lời. Và đây là chương trình của modul I2C PIC 18f4520.

Hình 2.4: Chương trình với modul I2C

Với chương trình này, trên phần mềm proteus sẽ hiển thị kết quả mô phỏng là:

Hình 2.5: Kết quả mô phỏng proteus

Đây chỉ là một ví dụ rất nhỏ và đơn giản trong việc ứng dụng giao tiếp I2C. Ngoài ra còn sử dụng I2C giao tiếp giữa chip này với chip khác, giao tiếp chip với IC, … Vì vậy nó khá phổ biến và quan trọng trong vi điều khiển.

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

April 3, 2019

Bài tập lớn môn Cơ sở truyền động điện
Bài tập lớn môn Cơ sở truyền động điện

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý Mạch mô phỏng đèn giao thông

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-m%C3%B4n-C%C6%A1-s%E1%BB%9F-truy%E1%BB%81n-%C4%91%E1%BB%99ng-%C4%91i%E1%BB%87n.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn môn Cơ sở truyền động điện

Bài tập lớn môn: Cơ sở truyền động điện

CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU

Bài 6: – Đặc tính cơ tự nhiên

Ta có : =0,5 (1-0,87) 220/ 130,4 =0,109 Ω

= =293,19 rad/s;      = =0,702; =4,52 ;   = =313,39 rad/s;       =   =85,27 Nm

-U₁= 50

= =71 rad/s;                         =4,52

= =458,71 A;                                  =322 Nm

-U₂= 100

= =142,45 rad/s;                            =4,52

= =917 A;                                  =643,7 Nm

-r₁=1 Ω

= =313 rad/s;                                =0,44

=198,38 A;                                          =1339,26 Nm

-r₂=2 Ω

= =313 rad/s;                                 =0,23

=104 A;                                    = 73Nm

-F₁ = 0,75F_đm

= = 415rad/s;                            =2,57

=2018 A;                             =1069 Nm

-F₁ = 0,9F_đm

= =349 rad/s;                        =3,64

= 2018 A;                            = 1271 Nm

Bài 7.

R_U = (1 – P_dm/ U_dmI_dm ) U_dm/I_dm=0,26=> I_dm=31 A

= =230 rad/s;             = =0,92

= = 239 rad/s;                = =28 Nm ;       =3,3

-r₁=1,26 Ω

= = 239rad/s;                                =0,6

= 145 A;                                          =133 Nm

Bài 8.

= = 73,3 rad/s;          = =5,5

= = 40rad/s;                            =150 rad/s,

è =                èF=0,27 F_dm

Bài 9.

Theo đề bài ta có :

Suy ra :

Phươnh trình đặc tính điện cơ của động cơ:

và

suy ra:

Vậy tốc độ của động cơ khi R_ưf=0,52 W

Suy ra:

Bài 11.

Ta có:

Và ta có: ;

-Đặc tính cơ tự nhiên : điểm thứ nhất : M=0 , w=w₀

điểm thứ hai : M=M_dm , w=w_dm

-Đặc tính cơ nhân tạo: : điểm thứ nhất : M=0 , w=w₀

điểm thứ hai : M=M_dmnt , w=w_dmnt

Bài 15.

I=0,5I_dm

= =61,3 rad/s

= =3,3

= =64,2 rad/s

n=9,55_.w =613 rpm

-R_f=1,2

= =33 rad/s

n=9,55_.w =315 rpm

Bài 16.

= =1,7

m =4

R₁=R_u.(I₂/I₁) = 0,29 Ω ; è r₁=R₁–R_u=0,11 Ω

R₂=R₁.(I₂/I₁) =0,5 Ω ; è r₂=R₂–R_u=0,33 Ω

R₃=R₂.(I₂/I₁) =0,86 Ω ; è r₃=R₁–R_u=0,69 Ω

R₄=R₃.(I₂/I₁) =1,47 Ω ; è r₃=R₁–R_u=1,3 Ω

Bài 17.

= =147 rad/s;      =   =54 Nm

= =1,4;

w₁ =100

èR_f =3,05 Ω

Bài 18.

= =293,19 rad/s;

Bài 19.

R_U = (1 – P_dm/ U_dmI_dm ) U_dm/I_dm=0,17

= =60 rad/s;

= =3;

=2I_dm

èR_h=0,32 Ω

C, F₁ = 1/3.F_đm

=189 rad/s

n=9,55. w=1805 rpm.

Bài 20.

= =147 rad/s; = =1,4;

=   =54 Nm.

_dm.0,6 =100

èR_h=15 Ω

Bài 21.

R_U = (1 – P_dm/ U_dmI_dm ) U_dm/I_dm=2,9

= =105 rad/s;      = =1,3

=-84 rad/s

= -84

èR_h=7,7 Ω

        Chương 3. TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ.

Bài 30.

=

ó P_dm=

ó22,5.10³ =

ó =9,29
Vậy s=0,24.

n₁= =1500 rpm

s= è n=n₁– s.n₁=1140 rpm.

Bài 31.

=

ó P_dm=

ó22,5.10³ =

ó =1,5488
Vậy +s=0,5.

n₁= =1500 rpm

s= è n=n₁– s.n₁=750 rpm.

+s=0,04.

s= è n=n₁– s.n₁=1440 rpm.

CHƯƠNG 4: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ.

Bài 49

Một động cơ kích từ độc lập có các thông số sau :

P_đm = 29KW, U_đm = 440V, I_đm = 76A, n_đm = 1000rpm

Hãy xác định Moment cho phép của động cơ khi phụ tải dài hạn với điều kiện làm việc I_c = I_đm và tốc độ quay của động cơ là 1,5 n_đm.

Giải:

-chỉ có phương pháp giảm vì tốc độ động cơ tăng lên = 1,5n_đm

-ω_đm= = =104.7 rad/s. M_đm== =277 Nmn

-Rư = (1-)*= (1- )* =0.384 Ω

-K_Eϕđm == =0.41 v/phút.

-Khi nđc= 1.5nđm : K_Eϕđm = = 0.27 v/phút.

-Moment do động cơ sinh ra thì:

Mđc= K_Eϕđc*Iđm.

-Ta lấy : = →Mđc = *M_đm= *M_đm

→Mđc=182.38 Nm

Bài 50:

Một động cơ điện một chiều kích từ độc lập có công suất nhỏ được cấp điện qua chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển. Biết điện áp nguồn xoay chiều U = 240V, Thyristo được mồi với góc mở a = 110^o . Điện áp đặt vào phần ứng động cơ có dạng như hình vẽ sau.

Xác định tốc độ quay của động cơ ứng với M = 1,8 Nm cho biết:

wt

50^o

360^o

180^o

110^o

E_ư

U_m

Hằng số Moment – dòng điện của động cơ là 1Nm/A, R_ư = 6W (bỏ qua tổn hao bộ chỉnh lưu)

Giải:

-Theo dạng đường cong chỉnh lưu ta xác định được điện áp chỉnh lưu:

→ Utb = 71.1 + 0.333Eư

– dòng điện trung bình:

Iư = = =1.8 A

-theo phương trình cơ bản của động cơ ta có :

Eư = Utb – Iu*Ru = 271.1 + 0.333Eu – 1.8*6 = 90.33 V

-Công suất điện từ:

Pđt = Eu*Iu = M*n → n =

-Vì tỉ số = 1 → n = Eu =90.33 rad/s = 864 v/phút.

Bài 51:

Động cơ điện một chiều kích từ độc lập được cung cấp điện từ chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển có điện áp nguồn xoay chiều U = 240V, f = 50Hz

có E_ư = 150V, R_ư = 6W, a = 80^o, tỷ số = = 0,9 , U_tb = 169V. Xác định Moment trung bình và tốc độ quay của động cơ.

Giải :

Ta có : Eu = 150V

→ Iu * Ru = U – Eu →Iu = = = 3.22A

M = Iu * 0.9 = 3.22 * 0.9 =2.98 Nm.

Tốc độ : n = =166.7 rad/s =1592 v/phút .

Bài 52

Người ta cung cấp cho một động cơ một chiều công suất nhỏ kích từ độc lập từ nguồn 240V,50Hz qua chỉnh lưu cầu một pha bán điều khiển. Các thông số của phần ứng là điện cảm = 0,06H, điện trở bằng 6W, hằng số từ thông 0,9Nm/A (vòng/rad/s). Người ta đưa vào một mạch vòng kín để duy trì tốc độ không đổi là 1000rpm, cho tới khi Moment là 4Nm. Xácđịnh biến thiên của góc mở bắt đầu từ lúc chạy không tải để thỏa mãn điều kiện tốc độ không đổi.

Giải :

Ta có:

E = ωkΦ = = 94.25V

Với góc arcsin () = arcsin () = 163.9° .

Ở giá trị Momen = 0 như khi góc ở giá trị không tải , nhưng thực tế dòng điện phải chạy qua để cung cấp cho Momen tổn hao .

Ta chọn góc mở đặc biệt nhỏ hơn 163.9°.

Như vậy với góc mở 150° thì Moment là 0.04Nm.

140° thì Moment là 0.2Nm.

130° thì Moment là 0.58Nm.

120° thì Moment là 1.06Nm.

110° thì Moment là 2.79Nm.

90° thì Moment là 3.92Nm.

Bài 53 :

Một động cơ không đồng bộ ba pha roto dây quấn r₂ = 0,0278W,
n_đm = 970rpm, hiệu suất = 0,885. Để thay đổi tốc độ động cơ người ta mắc thêm R_f vào mạch roto. Tính R_f ? để tốc độ động cơ bằng 700rpm. Biết rằng Moment cản của tải không phụ thuộc tốc độ.

f = 50Hz, n_o = 1000rpm.

Giải :

Ta có : Sđm = = =0.03

Khi tốc độ là n = 700v/phút thì hệ số trượt là :

S= = 0.3

Vậy =

→ Rf =0.25Ω.

Bài 54:

Một đồng cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc có bốn cực, điện áp U = 220V, f = 50Hz. Người ta dùng bộ nghịch lưu để cung cấp điện cho động cơ. Để thay đổi tốc độ động cơ người ta sử dụng phương pháp biến đổi tần số. Hãy tính tốc độ động cơ và lượng điện áp đầu ra của bộ nghịch lưu với f = 30Hz, 40Hz, 50Hz,60Hz.

Giải :

Ta có :

Khi :

f1 = 30Hz → n = 900v/phút . Ura = = =132V

f1 = 40Hz → n = 1200v/phút . Ura = =176V

f1 = 50Hz → n = 1500v/phút . Ura = =220V

f1 = 60Hz → n = 1800v/phút . Ura = =264V.

Bài 55:

Một động cơ không đồng bộ ba pha Roto dây quấn sáu cực được nối qua bộ nghịch lưu, biết điện áp giữa các vành trượt E₂ = 600V. Xác định góc mồi của bộ nghịch lưu ở tốc độ 600V/phút. Bộ nghịch lưu được nối vào lưới ba pha 415V, 50Hz. Bỏ qua hiện tượng chuyển mạch và các tổn hao.

Giải :

Tốc độ đồng bộ của động cơ :

= =1000v/phút .

= = 0.4

Điện áp trên rôt với tốc độ n = 600v/phút

U2= s *E2 = 0.4 *600 = 240V

Giả sử ta dùng sơ đồ cầu 3 pha thì điện áp một chiều là :

= sin = 324V

Gọi β là gốc mồi ta có :

= 324V

→ β = 54°7.

Bài 56:

Một bộ nghịch lưu cung cấp cho động cơ roto lồng sóc 4 cực điện áp U = 240V,50Hz. Xác định tần số và hiệu điện thế ở đầu ra khi tốc độ của động cơ bằng 900V/phút.

Giải :

→ = =30 Hz

Ura = = = 144V.

Bài 57:

Một bộ nghịch lưu cung cấp cho một động cơ không đồng bộ ba pha ở tần số 52Hz và thành phần cơ bản của điện áp pha là 208V.
- Xác định tốc độ khi hệ số trượt bằng 0,04.
- Khi bộ nghịch lưu chuyển đột ngột sang f = 48Hz và điện áp = 192V thì tốc độ bằng bao nhiêu ?
Giải :

Khi s = 0.04 :

Tốc độ của động cơ 4 cực là :

= =1497.6 v/phút = 24.96v/s

Khi bộ chỉnh lưu giảm xuống 48Hz thì tốc độ đồng bộ là 24v/s

→ hệ số trượt

= .

Hệ số trượt âm nên động cơ hoạt động ở chế độ hãm tái sinh .

Đặc tính cơ của động cơ điện là mối quan hệ giửa tốc độ quay của rotor và moment của động cơ , có 2 loại đặc tính cơ là đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo:

+ đặc tính cơ tự nhiên là đặc tính cơ ứng với chế độ làm việc với các thông số định mức của động cơ điện (điện áp, tần số, từ thông,…định mức).

+ đặc tính cơ nhân tạo là đặc tính cơ ứng với chế độ làm việc khi thay đổi thông số nguồn hoặc thông số của động cơ.

Độ cứng của đặc tính cơ , càng lớn thì đường đặc tính cơ càng cứng, khi thì đặc tính cơ cứng tuyệt đối.

Đường đặc tính cơ càng cứng thì tốc độ động cơ càng ít thay đổi khi tải thay đổi.

Đường đặc tính ca[ càng mềm thì tốc độ động cơ thay đổi càng nhiều khi tải thay đổi.

CHƯƠNG 5 và 6:

CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Bài 58

Cho đồ thị phụ tải tĩnh của một máy sản xuất có các tham số sau :

t (s) 25 12 40 40 7 15

M_c(Nm) 55 100 50 80 140 70

– Hệ thống yêu cầu tốc độ bằng 1800V/phút

– Động cơ để kéo hệ thống trên có :

P_đm = 13kW, n_đm = 1000rpm, l_m = 2,2

– Hãy kiểm tra tính hợp lý của động cơ trên

Giải :

Mdt= =74Nm.

Công suất phụ tải yêu cầu:

Moment định mức của động cơ :

Ta thấy : Mdm > Mdt

Vậy điều kiên phát nóng của động cơ thỏa mãn.

Kiểm tra điều kiện quá tải :

2.2* 77 =169.4 Nm

Từ đồ thị ta được Mmax = 140Nm

> Mmax

→ thỏa mãn .

Bài 59

Cho đồ thị phụ tải tĩnh của một máy sản xuất có các tham số sau :

t (s) 20 10 40 40 5 20

M_c(Nm) 50 100 50 80 120 50

Tốc độ yêu cầu của máy sản xuất n_yc = 1450vòng/phút. Động cơ kéo máy sản xuất có :

P_đm = 13kW, n_đm = 1450rpm, bội số quá tải M_max/M_đm = 2,2. Hãy kiểm nghiệm xem động cơ có thể kéo máy sản xuất trên hay không?

Giải :

Mdt = = 68 Nm

Công suất phụ tải yêu cầu:

Moment định mức của động cơ :

Ta thấy : Mdm > Mdt

Vậy điều kiên phát nóng của động cơ thỏa mãn.

Kiểm tra điều kiện quá tải :

2.2* 85.6 = 188.32 Nm

Từ đồ thị ta được Mmax = 120Nm

> Mmax → thỏa mãn .

Vậy động cơ có thể kéo được máy trên.

Bài 60:

– Cho đồ thị phụ tải sau :

t (s) 50 70 90 25 50 73 40

M_c(Nm) 230 0 200 30 230 0 0

– Có tốc độ yêu cầu n_yc = 720V/phút

– Động cơ kéo máy trên có thông số :

P_đm = 11kW, n_đm = 720rpm, U_đm = 220V/380V, e_đc = 60% đấu sao

– Hãy kiểm tra công suất của động cơ trên

Giải

Mdt = = 137 Nm

Hệ số đóng điện tương đối của phụ tải với nyc = 720v/phút.

= 54%.

Công suất đẳng trị :

Vậy Pdm > Pdt (11 > 10)

Vậy công sauaatsn động cơ thỏa mãn.

Bài 61

Hãy xác định công suất động cơ kéo 1 máy sản xuất có đồ thị phụ tải sau :

t (s) 20 10 30 30 6

M_c(Nm) 40 90 40 70 120

– Có tốc độ yêu cầu bằng 1450rpm.

Giải :

Mdt = = 64Nm

Công suất phụ tải yêu cầu:

Vậy ta chọn động cơ có công suất Pdm =10KW , n =1420v/phút.

l_m = 2,2

→ .

Vậy điều kiện phát nóng thỏa mãn Mdm > Mdt.

Khả năng quá tải : 2.2*67=147.95

Theo đồ thị phụ tải ta có Mmax = 120Nm

–> > Mdm

Bài 62:

Cho đồ thị phụ tải sau :

T (s) 15 6 20 10 15 8 5 40

M_c(Nm) 240 140 0 190 0 260 100 0

– Dùng cho động cơ dài hạn có P_đm = 10 kW, n_đm = 750rpm,
U_đm = 220V/380V kéo phụ tải ở tốc độ định mức.

– Hãy kiểm tra công suất động cơ trên.

Giải :

Mdt = = 127Nm

Công suất phụ tải yêu cầu:

→

Vì Mdm > Mdt nên động cơ phù hợp với yêu cầu

Bài 63

Hãy xác định công suất động cơ trong cầu trục có đồ thị phụ tải như sau :

t (s) 12 4 20 10 25 15 8 5 40

M_c(Nm) 250 150 0 200 70 0 270 100 0

– Tốc độ yêu cầu bằng 720V/phút, bỏ qua tổn hao trong khâu truyền lực.

Giải :

Hệ số đóng điện tương đối:

= 46%

Mdt = = 119Nm

Công suất phụ tải yêu cầu:

Vậy ta chọn động cơ có :

Pdm = 11kW , ndm = 720v/phút , Udm = 380V , ε% =60%.

Bài 64

t (phút) 2 3 1 4 2 3 1 4 ….

P_c(KW) 15 14 10 0 15 14 10 0 ….

Công suất động cơ là 14KW, e_tc = 60%

Kiểm tra công suất động cơ theo đồ thị phụ tải tĩnh đã cho. Nếu giữ công suất động cơ không thay đổi, giảm hệ số đóng điện của động cơ xuống là 45% thì động cơ có đạt yêu cầu không ?

Giải :

Pdt = =10.67 Nm

Công suất phù hợp với phụ tải đã cho.

Khi thay đổi hệ số đóng điện của động cơ xuống 45% thì động cơ vẫn đạt yêu cầu vì Pdt < Pdm.

Bài 66

t (s) 50 73 80 40 25 50 73 ….

M_c(Nm) 230 0 150 0 40 230 0 ….

Tốc độ yêu cầu = 720V/phút

Động cơ kéo máy trên có số liệu như sau : P_đm = 16kW,
n_đm = 720rpm, U_đm = 230V/380V, e_đc = 40% đấu sao.

Hãy kiểm nghiệm công suất động cơ trên.

Giải :

Mdt = = 126Nm

Công suất phụ tải yêu cầu:

Vì Mdm > Mdt

→ công suất động cơ phù hợp với phụ tải đã cho.

t(s)

t(s)

M_c (Nm)

M_đg (Nm)

110

150

110

0

0

132

-160

5

t_kđ

700

t_ôđ

4

t_h

Bài 67:

Cho đồ thị phụ tải như hình vẽ :

Tốc độ yêu cầu của hệ thống: 720rpm.

Động cơ kéo hệ thống có

P_đm = 11kW,

U_đm = 380V,

l_m = 1,8,

n_đm = 720V/phút.

Hãy kiểm tra điều kiện quá tải của động cơ.

Giải

→ .

Khả năng quá tải :

1.8*145.9=262.62

Theo đồ thị phụ tải ta có Mmax = 150Nm

–> > Mdm

–>điều kiện quá tải của động cơ phừ hợp với phụ tải.

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1

Câu 1:

Đặc tính cơ của máy sản xuất là mối quan hệ giửa tốc độ quay của máy sản xuất và mô men cản của máy sản xuất . Máy sản xuất rất đa dạng, do đó đặc tính cơ của máy sản xuất củng rất đa dạng tuy vậy phần lơn được biểu diển dưới dạng sau:

Trong đó : Mco là mô men ứng với tốc độ

Mdm là mô men ứng với tốc độ

Mc là mô men ứng với tốc độ

phân tích một số dạng đặc tính cơ cơ bản của máy sản xuất:

từ phương trình đặc tính cơ : ta có.

Với và không đổi chúng bao gồm các cơ cấu nâng hạ, bang tải cơ cấu ăn giao máy cắt gọt thuộc loại này (đường 1, hình 1-3, a)

Với , moment tỷ lệ bậc nhất với tốc độ, ví dụ máy phát 1 chiều tải thuần trở.

Với , moment tỷ lệ bậc 2 với tốc độ là đặc tính cơ của các bơm, quạt gió (đường 3, hình 1-3, a).

Moment cản phụ thuộc vào thời gian Mc=f(t), Ví dụ như máy nghiền đá, quặng

Moment cản thế năng như trong các cơ cấu nâng hạ tải trọng (có đặc tính
Mc = const và không phụ thuộc vào chiều quay

Moment phản kháng luôn luôn chống lại chiều quay như moment ma sát trong dao máy cắt gọt kim loại…

Câu 3

Trạng thái động cơ: trạng thái động cơ là trạng thái mà động cơ nhận được năng lượng từ lưới và biến đổi cơ năng trên trục động cơ điện để cung cấp cho máy sản xuất hay còn gọi là trạng thái động cơ có công suất điện dương. Trong trạng thái này mô men của động cơ điện cùng chiều với tốc độ quay. Nếu biểu diển trên hệ trục tọa độ thì đó là điểm làm việc nằm trong góc phần tư thứ I và thứ III.

Trạng thái động cơ bao gồm chế độ làm việc khi không tải và khi có tải.

Trạng thái hảm: là trạng thái mà mô men động cơ sinh ra ngược chiều với tốc độ của động cơ điện. mô men hảm được sinh ra do quá trình biến đổi ngược cơ năng từ máy sản xuất thành điện năng, động cơ điện làm việc như máy phát do đó trạng thái hãm hay còn gọi là trạng thái máy phát. Trên trục tọa độ thì đó là các điểm làm việc nằm trong góc phần tư thứ II và IV.

Trạng thái hãm bao gồm: hãm không tải, hãm tái sinh, hãm ngược và hãm động năng.

Hãm tái sinh: P_điện < 0, P_cơ < 0, cơ năng biến thành điện năng trả về lưới.

– Hãm ngược: P_điện > 0 , P_cơ < 0, điện năng và cơ năng chuyển thành tổn thất ΔP.

– Hãm động năng: P_điện = 0, P_cơ < 0, cơ năng biến thành công suất tổn thất ΔP.

Câu 5

Phương trình chuyển động của truyền động điện có dạng:

Với .

Trong đó nếu J=const thì

Câu 6:

Đặc tính cơ của động cơ điện là mối quan hệ giửa tốc độ quay của rotor và moment của động cơ

Đặc tính cơ của máy sản xuất là mối quan hệ giửa tốc độ quay của máy sản xuất và mô men cản của máy sản xuất . Máy sản xuất rất đa dạng, do đó đặc tính cơ của máy sản xuất củng rất đa dạng tuy vậy phần lơn được biểu diển dưới dạng sau:

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2

câu 1 : khi nguồn điện 1 chiều có công suất lớn và điện áp không đổi thì dòng kích từ song song với mạch phần ứng gần như không thay đổi khi tải thay đổi thì gọi động cơ là 1 chiều kích từ song song.

Khi nuồn điện 1 chiều công suất không đủ lớn thì mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào 2 nguồn 1 chiều độc lập với nhau lúc này động cơ được gọi là động cơ kích từ độc lập.

Phương trình cân bằng điện áp của mạch phản ứng phần ứng:

Sức điện động Eu của phần ứng động cơ được xác định theo biểu thức:

Phương trình đặc tính cơ điện của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập:

Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập:

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí
[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]
April 3, 2019
Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý Mạch mô phỏng đèn giao thông
Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý Mạch mô phỏng đèn giao thông

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan:Bài tập lớn Sức bền vật liệu số 4 Tính cột chịu nén lệch tâm

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/04/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-K%E1%BB%B9-thu%E1%BA%ADt-vi-x%E1%BB%AD-l%C3%BD-M%E1%BA%A1ch-m%C3%B4-ph%E1%BB%8Fng-%C4%91%C3%A8n-giao-th%C3%B4ng.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý Mạch mô phỏng đèn giao thông

Báo cáo bài tập lớn Kỹ thuật vi xử lý: Mạch mô phỏng đèn giao thông

Ý tưởng thực hiện:

Nhận thấy giao thông hiện nay còn tình trạng tắc, nghẽn nên nhóm em thực hiện mô phỏng đèn giao thông ngã tư với 2 đường 1 chiều giao nhau sử dụng vi điều khiển 8051, nhằm nghiên cứu, mô phỏng quá trình hoạt động của đèn giao thông, đồng thời đưa ra một số ý kiến về chức năng của đèn giao thông để giảm thiểu tình trạng trên.

Chức năng của mạch:

Mạch thực hiện đếm lùi, số đếm được hiển thị qua led 7 đoạn. Khi mạch thực hiện đếm lùi, 6 led đỏ vàng và xanh sẽ lần lượt sáng biểu thị cho 2 cột đèn giao thông ở ngã tư.

Mạch có thể thay đổi thời gian sáng của các đèn thuận tiện điều tiết giao thông. Đồng thời cùng một chương trình, ta có thể áp dụng cho nhiều đèn giao ở các ngã tư có hai tuyến đường một chiều giao nhau mà không phải sửa chương trình để thay thời gian đếm.

Mạch có chức năng điều tiết lưu lượng giao thông, khi lượng xe lưu thông của hai tuyến đường không đồng đều bằng cách giảm thời gian đèn đỏ của tuyến đường có nhiều phương tiện tham gia ( tăng lưu lượng xe qua tuyến đường ), tăng thời gian chờ đèn đỏ cho tuyến đường còn lại ( giảm lưu lượng xe qua tuyến đường ). Chức năng được thực hiện nhờ các nút bấm. Khi ở chế độ này thời gian đếm ở nửa chu kì bị giảm một nửa.

Với các chức năng trên ta có thể kết hợp với một bộ điều khiển từ xa giúp cho các người điều khiển giao thông có thể theo dõi, điều khiển lượng xe lưu thông từ xa mà không phải đến địa điểm xảy ra tắc nghẽn.

Linh kiện làm mạch:
- Vi điều khiển 8051.
- Led xanh, đỏ, vàng mỗi loại 2 cái.
- Tụ thạch anh 12MHz, tụ gốm 33pF, Trở 330 Ω, 1 kΩ.
- Nút bấm.
- 2 led 7 đoạn.
- Nguồn 5V.
Quá trình hoạt động:

Chế độ 0:

Khi mạch bắt đầu hoạt động ta thực hiện lựa chọn số đếm cho đèn giao thông. Ban đầu led 7 đoạn hiển thị giá trị 00, chân p2.6 và p2.7 được nối qua một nút bấm và nối xuông đất. Hai chân được được đưa lên mức 1 qua lệnh được lập trình trên 8051, khi ấn nút bấm, chân p2.6 được nối đất chuyển xuống mức 0, vi điều khiển sẽ nhảy tới chương trình con thực hiện tăng số đếm được hiển thị qua led 7 đoạn, thời gian sáng của đèn đỏ bằng với giá trị hiển thị trên led, việc tăng số đếm được lặp lại khi ta tiếp tục ấn nút p2.6. Sau khi kết thúc lựa chọn thời gian sáng cho đèn đỏ, ta ấn nút p2.7 để tiếp tục lựa chọn thời gian sáng cho đèn vàng. Sau khi hoàn tất ta ấn tiếp nút p2.7 để mạch bắt đầu hoạt động, trong quá trình hoạt đông ta có thể ấn tiếp nút p2.7 để đưa mạch về trạng thái ban đầu.

Cổng p1, p3 dùng hiển thị số đếm ra led 7 đoạn, cổng p2 dùng nối với các led biểu thị đèn giao thông, cổng p0 sử dụng làm các chân điều kiện chạy chương trình.

Chế độ 1:

Khi thời gian sáng của đèn đỏ bằng 01, mạch chuyển sang chế độ 1. Ở chế độ này Vi điều khiển chuyển băng thanh ghi, thời gian sáng tiếp tục được lập trình như chế độ 0. Sau khi lập trình xong trong nửa chu kỳ đầu mạch thực hiện đếm bình thường, nửa chu kỳ sau thời gian sáng của đèn đỏ giảm một nửa, nút p2.6 có nhiệm vụ chuyển đổi việc lựa chọn giảm thời gian sáng của đèn đỏ giữa hai cột đèn giao thông. Khi ấn nút p2.7 mạch được chuyển về trạng thái ban đầu ở chế độ 0.

Thuật toán:

Mạch mô phỏng trên proteus:

CODE:

org 00H

MAIN:

LCALL DELAY

MOV DPTR,#MALED

MOV A,#0

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

MOV P2,#0

MOV A,#0

MOVC A,@A+DPTR

MOV P3,A

MOV R0,#0

CLR P0.0

CLR P0.3

SETB P2.6

SETB P2.7

MOV R7,#0

MOV 34H,#1

MOV R1,#0

MOV R2,#0

MOV A,#0

MOV R6,#10

LJMP TIM

NHAN1:

DEC R0

MOV A,R0

JNZ TIM40

MOV R0,#9

DEC 34H

TIM40:

MOV A,34H

DEC A

MOV 34H,A

MOV R7,34H

LJMP TIM26

TIM27:

MOV A,R7

JNZ TIM15

MOV A,R0

DEC A

JNZ TIM15

SETB PSW.4

SETB P0.1

LJMP MAIN

TIM15:

MOV A,#0

MOV R6,#10

MOV R1,#0

LCALL DELAY

LJMP TIM2

TIM4:

MOV P2,#0

SETB P2.6

SETB P2.7

DEC R2

CLR P2.0

SETB P2.3

LOOP:

JNB PSW.4,TIM19

JNB P0.1,TIM25

JB P0.1,TIM16

TIM19:

MOV A,#0

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

LCALL DELAY

LCALL DELAY

CPL P2.0

CPL P2.3

MOV C,P2.0

CPL C

MOV P2.1,C

MOV C,P2.3

CPL C

MOV P2.4,C

CLR P2.2

CLR P2.5

JNB PSW.4,TIM22

CLR P0.0

JB P0.1,TIM17

TIM22:

MOV R7,34H

TIM17:

JNB PSW.4,TIM23

JNB P0.1,TIM23

MOV R7,35H

TIM23:

MOV A,R7

MOVC A,@A+DPTR

MOV P3,A

TIM24:

MOV A,R2

MOV R6,A

TIM21:

MOV A,R0

MOV R1,A

JNB PSW.4,LOOP1

JNB P0.1,TIM20

MOV R1,36H

TIM20:

CPL P0.1

LOOP1:

JNB P2.7,TIM36

MOV A,R1

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

LCALL DELAY

LCALL DELAY

MOV A,R7

JZ TIM11

TIM12:

JNB P2.6,TIM13

MOV A,R6

DEC A

JZ NHAN

LOOP4:

MOV R6,A

JNB P2.7,TIM36

DJNZ R1,LOOP1

JBC P0.3,TIM19

MOV A,R7

DEC A

MOV R7,A

LJMP TIM8

TIM11:

SETB P0.3

LJMP TIM12

TIM25:

LJMP TIM18

TIM36:

CLR PSW.4

LCALL DELAY

LCALL DELAY

LJMP MAIN

TIM16:

JNB P0.1,TIM19

MOV A,34H

MOV B,#2

DIV AB

MOV R7,A

MOV 35H,A

MOV A,B

MOV B,#10

MUL AB

ADD A,R0

MOV B,#2

DIV AB

MOV 36H,A

LJMP TIM19

NHAN:

MOV A,R1

JZ TIM7

SETB P0.0

MOV C,P2.1

MOV P2.2,C

MOV C,P2.4

MOV P2.5,C

CLR P2.1

CLR P2.4

LJMP LOOP4

TIM18:

SETB P0.1

LJMP LOOP

TIM13:

JB PSW.4,TIM35

LJMP MAIN

TIM35:

CPL P2.0

CPL P2.3

CLR P0.3

LJMP TIM16

TIM8:

MOV A,R6

DEC A

MOV R6,A

JZ NHAN

TIM7:

MOV A,#00H

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

LCALL DELAY

LCALL DELAY

MOV R1,#9

MOV A,R7

MOVC A,@A+DPTR

MOV P3,A

JB P0.0,TIM32

MOV A,R6

JZ TIM31

TIM32:

LJMP LOOP1

TIM31:

MOV C,P2.1

MOV P2.2,C

MOV C,P2.4

MOV P2.5,C

CLR P2.1

CLR P2.4

LJMP LOOP1

TIM:

JNB P2.6,TIM1

MOV A,R1

JNZ TIM37

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

MOV P3,A

INC R1

TIM37:

JNB P2.7,TIM10

AJMP TIM

TIM1:

MOV A,R1

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

INC R1

MOV A,R1

MOV R0,A

MOV A,R6

DEC A

MOV R6,A

JZ TIM5

MOV A,#0

LCALL DELAY

LJMP TIM

TIM2:

JNB P2.6,TIM3

MOV A,R1

JNZ TIM38

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

MOV P3,A

INC R1

TIM38:

JNB P2.7,TIM9

AJMP TIM2

TIM3:

MOV A,R1

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

INC R1

MOV A,R1

MOV R2,A

MOV A,R6

DEC A

MOV R6,A

JZ TIM6

MOV A,#0

LCALL DELAY

LJMP TIM2

DELAY:

MOV R5,#02

LAP1:

MOV R4,#0FFH

LAP2:

MOV R3,#0FFH

LAP3:

NOP

DJNZ R3,LAP3

DJNZ R4,LAP2

DJNZ R5,LAP1

RET

TIM5:

MOV R1,#0

MOV A,R1

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

MOV A,34H

MOVC A,@A+DPTR

MOV P3,A

MOV A,34H

INC A

MOV R7,A

MOV 34H,A

MOV A,#0

MOV R6,#11

LJMP TIM

TIM6:

MOV R1,#0

MOV A,R1

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

MOV R6,#11

LJMP TIM2

TIM9:

LJMP TIM4

TIM10:

LJMP NHAN1

TIM26:

MOV A,R0

CLR C

SUBB A,#10

JNZ TIM28

MOV A,34H

DEC A

MOV 34H,A

MOV R0,#9

TIM28:

LJMP TIM27

MALED: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H

END

T?i xu?ng tài li?u h?c t?p PDF mi?n phí
[sociallocker id=”19555″] T?i Xu?ng T?i Ðây [/sociallocker]
April 3, 2019

			æ t – 0.5T_sym		ö
p (t ) =	2E		æ t – 0.5T_sym		ö
	s	rect ç			÷ cho tín hiệu M-PSK
		rect ç			÷ cho tín hiệu M-PSK
	^Tsym		ç	^Tsym	÷
	^Tsym		è	^Tsym	ø

		é	æ	2pt ö		ù
	2E
p(t) =	s	ê1	– cos ç		÷ú cho tín hiệu M-ASK
	T
		ë	ç _T		÷
	sym		è	sym	øû
		ê				ú

Category: Điện – Điện Tử – Viễn Thông

Bài tập lớn Kỹ thuật hệ thống trong Công nghệ hóa học: Phân tích và tổng hợp hệ thống công nghệ hóa học trên cơ sở nhiệt động học (Exergy)

1. Giới thiệu

2. Mô tả hệ thống

3. Phân tích Exergy trong sản xuất xi măng

3.1. Phương trình được sử dụng trong phân tích exergy trên hệ thống sản xuất xi măng và bê tông

3.2. Exergy hóa học của quá trình nung

3.3. Exergy hóa học của nhiên liệu.

4. Exergy và tổn thất năng lượng

5. Các phương pháp giảm mất mát exergy

6. Kết luận

7. Tài liệu tham khảo

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

PHẦN I : CÁC MÃ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ DÙNG TRONG VI BA SỐ.

1.1. CÁC MÃ DÙNG TRONG VI BA SỐ.

1.1.1. Mã NRZ.

1.1.2. Mã AMI (Mã đảo dấu luân phiên).

1.1.3. Mã CMI.

1.1.4. Mã HDB-3.

1.2. ĐIỀU CHẾ Ở VI BA SỐ.

1.2.1. Điều chế biên độ (ASK).

1.2.2. Điều chế tần số (FSK).

1.1.3. Điều chế pha (PSK).

PHẦN II. MÃ VÀ ĐIỀU CHẾ TRONG MÁY PHÁT VI BA SỐ RMD- 1504.

2.1. Biến đổi mã trong máy phát RMD- 1504.

2.2. Điều chế trong máy phát RMD-1504.

KẾT LUẬN

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

Bài tập lớn Cơ điện tử: Hệ thống tự động cung cấp, gia công, kiểm tra và phân loại phôi dùng PLC

I.KHÁI QUÁT CHUNG

II: THÔNG TIN CẢM BIẾN CHIỀU CAO (DISTANCE SENSOR)

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

CHƯƠNG 1: CẤU TẠO, CHỨC NĂNG CỦA THIẾT BỊ, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH

1.1. Tổng quan nhà máy nhiệt điện

1.2. Cấu tạo, chức năng các bộ phận máy phát

1.3. Nguyên lý hoạt động máy phát điện

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

2.1. Tính toán phụ tải

2.2. Tính toán chọn máy biến áp

2.2.1. Đề xuất các phương án

2.2.2. Tính toán chọn máy biến áp cho các phương án

2.3. Chọn các thiết bị đóng cắt, đo lường và bảo vệ

2.3.3. Chọn thanh dẫn cho mạch máy phát ( thanh dẫn cứng )

2.3.4. Chọn sứ đỡ .

2.3.5. Chọn thanh ghóp mềm phía cao áp ( 220 KV)

2.3.6. Chọn thanh ghóp mềm phía trung áp (110KV)

2.3.7. Chọn dao cách ly.

TÓM LƯỢC & KẾT LUẬN

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

Tổng quan

Hệ thống khởi động Toyota

Sự hoạt động hệ thống khởi động

Cấu tạo motor khởi động

Tổng quan

Motor khởi động thông thường

Motor khởi động có bánh răng giảm tốc

Bánh răng chủ động và vành răng bánh đà được ăn khớp

Công tắc đánh lửa ở vị trí mở “ON”

Khớp ly hợp một chiều

Chuẩn đoán và kiểm tra

Kiểm tra bằng mắt

Kiểm tra cường độ dòng điện

Mạch động cơ điện (phía cách điện)

Mạch đông cơ điện(khu vực nối mát)

Mạch điều khiển

Công tắc đánh lửa và khoá

Rơle khởi động

Công tắc đề số 0

Khớp ly hợp khởi động

Công tắc cắt an toàn

Thử động cơ trên giá

Tổng quan

Hệ thống khởi động Toyota

Sự hoạt động hệ thống khởi động

Cấu tạo motor khởi động

Tổng quan

Motor khởi động thông thường

Motor khởi động có bánh răng giảm tốc

Bánh răng chủ động và vành răng bánh đà được ăn khớp

Công tắc đánh lửa ở vị trí mở “ON”