ĐỒ ÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN 8051

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Viết Lãm – Lớp TBĐ-ĐT2-K47 trình bày quá trình thiết kế và xây dựng hệ thống thiết bị chuyển nguồn tự động ATS, đảm bảo cấp điện liên tục cho các phụ tải quan trọng bằng cách chuyển đổi giữa nguồn lưới và máy phát điện. Hệ thống sử dụng vi điều khiển 8051 để điều khiển quá trình chuyển mạch.

1. Tổng quan về hệ thống ATS

• ATS (Automatic Transfer Switch): Thiết bị tự động chuyển tải sang nguồn dự phòng khi nguồn chính mất điện hoặc điện áp không ổn định.
• Phân loại theo nguồn dự phòng: ATS lưới–lưới và ATS lưới–máy phát.
• Ứng dụng cho phụ tải loại 1 và 2 như: bệnh viện, ngân hàng, nhà máy sản xuất, trung tâm dữ liệu,…

Hình ảnh minh họa:

2. Cấu trúc hệ thống và nguyên lý hoạt động

• Phát hiện sự cố nguồn chính: mất điện, mất pha, sụt áp, lệch pha,…
• Khởi động máy phát: thông qua khối khởi động diezel sau thời gian trễ T1.
• Chuyển mạch: thiết bị điều khiển thực hiện chuyển tải sang nguồn dự phòng (máy phát) nếu đủ điều kiện.
• Chuyển ngược: khi nguồn chính ổn định trở lại và sau thời gian T3, hệ thống chuyển tải trở về lưới.

3. Phần cứng hệ thống ATS

• Khối chuyển mạch: sử dụng công tắc tơ, aptomat, relay,…
• Khối điều khiển: vi điều khiển 8051 lập trình logic điều kiện chuyển đổi.
• Cảm biến điện áp: giám sát trạng thái nguồn lưới và máy phát.
• Nguồn ổn định: mạch ổn áp 7812 cấp cho khối điều khiển.

4. Thiết kế mạch điều khiển vi điều khiển 8051

• Khâu phát hiện điện áp: dùng OPAMP, transistor và logic mức áp xác định trạng thái nguồn.
• Mạch tạo xung & khâu trễ: IC 4017 tạo tín hiệu điều khiển tiến trình hoạt động hệ thống.
• Mạch khởi động diezel: cho phép khởi động tối đa 3 lần, nếu thất bại sẽ khóa và báo lỗi.
• Mạch bảo vệ: ngắt tải khi phát hiện áp thấp, nhiệt độ cao, áp lực dầu thấp, hoặc quá tải.

5. So sánh ba phương án điều khiển

6. Ứng dụng thực tế

• Trung tâm dữ liệu, bệnh viện, nhà máy sản xuất cần điện liên tục.
• Hệ thống ATS đóng vai trò quan trọng trong an toàn và tính sẵn sàng của lưới điện.
• Thiết kế linh hoạt có thể mở rộng dùng PLC, LOGO!, vi điều khiển AVR,…

? TẢI NGAY ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ATS DÙNG 8051