MỤC LỤC
Trang
Danh mục hình ảnh 3
Lời cảm ơn 6
Lời nói đầu 7
Chương I: TỔNG QUAN MỘT SỐ DẠNG NĂNG LƯỢNG CHUYỂN
HÓA THÀNH ĐIỆN NĂNG
1.1 Nguồn năng lượng từ sức nước ( thủy điện ) 10
1.2 Nguồn năng lượng gió 11
1.3 Nguồn năng lượng mặt trời 13
1.4 Năng lượng sóng biển 15
1.5 Nguồn năng lượng sinh học 17
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU CHẾ KHÍ BIOGAS CHO
MÁY PHÁT ĐIỆN
2.1 Giới thiệu tổng quan khí Biogas và mô hình xây dựng hầm chứa 21
2.2 Điều chế sản xuất khí Biogas sạch cho máy phát điện 27
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN KHÍ BIOGAS VÀO MÁY
PHÁT ĐIỆN
3.1 Tìm hiểu nguyên lý và một số đặc điểm máy phát 35
3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống dẫn khí 44
3.3 Thiết kế van điều tiết lượng khí Biogas cho máy phát 46
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ LẬP TRÌNH CHO
HỆ THỐNG DẪN KHÍ BIOGAS VÀO MÁY PHÁT ĐIỆN
4.1 Thiết kế bộ đo tốc độ cho máy phát điện 50
4.2 Thiết kế board mạch điều khiển 52
4.3 Chương trình điều khiển 61
4.4 Tính toán lợi ích sử dụng 66
CHƯƠNG 5: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ THU ĐƯỢC
5.1 Xác định tần số chuẩn của mạch điện 69
5.2 Tiến hành thực nghiệm thay đổi tải 70
5.3 Hình ảnh thực nghiệm 70
Kết luận 74
Hướng phát triển của đề tài và mặt hạn chế 75
Danh mục từ viết tắt 77
Tài liệu tham khảo 78
LỜI NÓI ĐẦU
Nghiên cứu sử dụng các nguồn năng lượng tái sinh từ lâu đã được các nhà
khoa học quan tâm, đặc biệt là từ sau khi xảy ra cuộc khủng hoảng năng lượng
dầu mỏ năm 1973. Cuộc khủng hoảng sau đó được khắc phục, tuy nhiên nguy cơ
của nó vẫn luôn rập rình. Những năm gần đây, giá dầu thô liên tục gia tăng, có
lúc đã vượt ngưỡng 70USD/thùng trong năm 2006. Mặc dù các nước xuất khẩu
dầu mỏ đã sử dụng hết công suất hiện có để sản xuất nhưng cũng rất khó khăn
mới có thể làm hạ nhiệt cơn sốt giá dầu thô. Với mức khai thác như hiện nay, trữ
lượng dầu thô trong lòng đất sẽ cạn kiệt trong tương lai không xa. Việc chuyển
dần sang sử dụng các loại nhiên liệu không truyền thống đã trở thành chiến lược
trong chính sách năng lượng của nhiều quốc gia phát triển.
Sự gia tăng các nồng độ các chất ô nhiễm trong bầu khí quyển kể từ khi
nhân loại bước vào thời kỳ công nghiệp đã đặt ra những vấn đề hết bức xúc về
môi trường. Thủ phạm chính gây ra các chất ô nhiễm trong bầu không khí là sản
phẩm cháy của nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ, khí đốt .). Trong khí thải
có những chất trực tiếp gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người như CO, HC,
NOx, SO2, bồ hóng .và những chất gây tác động xấu đến môi trường, đặc biệt là
CO2, chất khí gây hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt độ trái đất. Nhiều hội nghị
cấp cao quốc tế và khu vực đã bàn giải pháp giảm thiểu CO2 trong sản xuất và
đời sống và người ta đã đạt được những thỏa thuận quan trọng trong các công
ước quốc tế Kyoto, LaHaye và Việt Nam cũng đã cam kết thực hiện. Theo các
Công ước này các quốc gia cần áp dụng các giải pháp rút giảm mức độ phát thải
CO2 bằng cách nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, sử dụng các nguồn năng
lượng sạch, sử dụng năng lượng tái sinh. Năng lượng tái sinh có nguồn gốc từ
năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng lý tưởng nhất.[1]
- 7 -
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường - Minh Hoàng
Nước ta là nước có nền nông nghiệp rất phát triển. Hầu như tất cả các vùng
trong nước đều có các hộ chăn nuôi gia súc và phong trào xây dựng các hầm khí
biogas qui mô gia đình đang rất phát triển. Do đó số lượng khí biogas dư thừa là
rất lớn. Có nhiều hộ đã sử dụng rất nhiều trong việc nấu ăn mà vẫn không hết
khí và còn thải bớt lên trời vì quá nhiều khí trong bình chứa.
Để tận dụng nguồn năng lượng sinh học dư thừa này, nhóm chúng em đã
chọn đề tài Nghiên cứu thiết kế máy phát điện chạy bằng khí biogas. Từ đó ta có
thể dùng điện để chạy các thiết bị điện trong nhà từ nguồn nguyên liệu vô tận tại
chỗ, không tốn tiền. Giảm được chi phí điện hàng tháng mà ta phải trả cho
ngành điện lực.
Những kiến thức năng lực đạt được trong quá trình học tập ở trường sẽ
được đánh giá qua đợt báo cáo nghiên cứu khoa học này. Vì vậy chúng em cố
gắng tận dụng những kiến thức đã học ở trường cùng với sự tìm tòi nghiên cứu
để có thể hoàn thành tốt bài báo cáo này. Những sản phẩm những kết quả đạt
được ngày hôm nay tuy không có gì lớn lao. Nhưng đó là những thành quả của
những năm học tập vừa qua, là thành công đầu tiên của chúng em trước khi ra
trường.
78 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 3608 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nghiên cứu thiết kế máy phát điện chạy bằng khí biogas, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
C là nhiệt độ tốt nhất để để than hấp phụ.
2.2.4./Quy trình hệ thống xử lý khí H2S và khí CO2
Trên cơ sở lý thuyết [8], ta có thể hình thành dạng mô hình tháp hấp phụ
như sau:
Về quy trình xử lý công nghệ bao gồm:
1. Đường khí từ hầm chứa đi vào tháp.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 32 -
2. Đồng hồ đo áp suất khí.
3. Lưu lượng kế.
4. Tháp hấp phụ khí H2S.
5. Tháp hấp phụ khí CO2 .
6. Lưới đỡ vật liệu.
7. Đường ống dẫn đến máy phát.
Quy trình xử lý có thể được giải thích
Khí Biogas từ hầm chứa được dẫn đến tháp hấp phụ bằng đường ống dẫn
kín, ở đầu vào tháp sẽ có đồng hồ đo áp suất khí nhằm hiễn thị lượng khí hiện tại
có thể cung cấp cho máy phát. Khí được đi qua tháp hấp phụ thứ nhất (4) có
chứa các phoi sắt, H2S bị phoi sắt tác dụng phân hủy và giữ lại bên trong ống.
Lượng khí sẽ tiếp tục đi qua tháp hấp phụ thứ hai (5) có chứa than hoạt tính,
dưới tác dụng của các đặc tính hóa học, khí CO2 bị giữ lại, và ở đầu ra (7) ta thu
được lượng khí Biogas với lượng tạp chất là bé nhất.
Mô hình tháp hấp phụ thực tế
Từ việc nghiên cứu và tìm hiểu cách thức xử lý khí Biogas trên lý thuyết
[5], [8], nhóm đã tính toán và quyết định thiết kế mô hình thực tế tháp như sau:
+ Về vật liệu nhóm chọn cũng là loại nhựa ống PVC có bán rộng rãi trên
thị trường.
+ 2 ống có đuờng kính là Φ = 90mm và chiều cao ống là 0.6.
+ Vật liệu than và phoi sắt được bỏ đầy theo chiều cao của 2 ống.
+ Sau khi bỏ đầy 2 vật liệu vào ống, nhận thấy khối lượng than cần là
3kg và khối lượng phoi sắt là 1.5kg.
Để lượng khí đã qua lọc được dồi dào hơn, nhóm đã thiết kế thêm 1 bình
dự trữ khí trước khi đưa vào máy phát.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 33 -
Lượng khí sau khi ra ta có thể kiểm tra bằng nhiều cách, để dễ dàng nhất
thì ta thực nghiệm bằng cách đốt cháy khí, ta sẽ dễ dàng nhận biết được thông
qua ngọn lửa đốt cháy. Ngọn lửa có màu xanh đặc trưng và khi nung nóng kim
loại không tạo thành vết đen thì ngọn lửa này được xem là lượng khí Biogas đạt
tiêu chuẩn sau khi lọc có khả năng đưa vào buồng cháy máy phát.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 34 -
THIẾT KẾ HỆ THỐNG
DẪN KHÍ BIOGAS VÀ
MẠCH ĐIỀU KHIỂN
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 35 -
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN KHÍ BIOGAS
VÀO MÁY PHÁT ĐIỆN
3.1./Tìm hiểu nguyên lý và một số đặc điểm máy phát
3.1.1./Giới thiệu một số chủng loại máy phát
Máy phát để sử dụng chạy được khí Biogas thì có rất nhiều loại như máy
phát chạy bằng xăng, dầu hay các nhiên liệu hóa lỏng…. thì đều được, tùy thuộc
vào người thiết kế mong muốn. Ở đây máy phát được chọn để làm trong đề tài là
loại máy phát chạy thuần túy bằng xăng được bán rộng rãi trên thị trường.
Máy phát điện sách tay loại công suất nhỏ
Máy phát điện công suất cỡ trung bình
Máy phát điện công suất lớn (công nghiệp)
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 36 -
Tất cả các chủng loại công suất máy phát như trên đều có thể hoạt động
chính bằng khí Biogas để sản sinh ra điện năng. Tuỳ thuộc vào hãng sản xuất
hoặc công suất của máy mà cơ cấu để đưa nguồn khí Biogas vào hoạt động
chính sẽ có sự khác biệt về kích thước, đường kính và lỗ chân không của họng
khí, nhưng tất cả đều nhằm mục đích hoà trộn tỷ lệ khí thiên nhiên và khí Biogas
có tỷ lệ thích hợp nhất trước khi đưa vào buồng đốt.
Đặc điểm chủng loại máy phát được chọn
Trong đề tài này nhóm chọn loại máy phát dành cho gia đình có công suất
cỡ nhỏ 550W và được thể hiện ở hình 3-1. Máy phát hiệu Honda của Nhật Bản,
máy ban đầu chạy bằng xăng sau đó mới cải tạo chuyển sang chạy bằng khí
Biogas. Điện áp ra là 220V và tần số là 50Hz, tốc độ làm việc ổn định của máy
phát là 1500V/phút.
Trước tiên ta sẽ tìm hiểu về cơ cấu chế hoà khí của máy phát chạy ban
đầu bằng xăng.
3.1.2./Tìm hiểu hoạt động bộ chế hoà khí máy phát điện
Bộ chế hòa khí máy phát có nhiệm vụ trộn không khí với nhiên liệu theo
một tỉ lệ thích hợp và cung cấp hỗn hợp này cho động cơ đốt trong, hoạt động
theo nguyên tắc hoàn toàn cơ học. Nếu tỉ lệ nhiên liệu và gió được điều chỉnh
không chuẩn sẽ dẫn đến hiện tượng khó khởi động cho máy hoạt động.
Sau đây là hình vẽ cơ cấu bộ chế hoà khí:
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 37 -
Bộ chế hoà khí máy phát, động cơ nổ, hay các xe máy hiện nay về nguyên
lý hoạt động và cơ cấu của nó đều có điểm tương đồng như nhau. Về Nguyên lý
cơ bản giải thích như sau [9]:
Đầu tiên, xăng được chuyển vào buồng phao (float chamber) thông qua
ống dẫn đầu vào (feed pipe)và đường dẫn nhiên liệu (fuel inlet). Khi khoang
chứa đã nạp đầy đến một mức độ nhất định, phao và kim chỉ van nâng lên và
việc nạp nhiên liệu được ngưng lại. Khi piston chuyển động xuống dưới xi lanh,
áp suất trong xi lanh giảm xuống. Áp suất của khí quyển sẽ đẩy không khí vào
trong bộ chế hòa khí. Đó là nơi mà không khí sẽ được trộn với một lượng xăng
thích hợp từ buồng phao để tạo ra hổn hợp xăng + không khí, tỷ lệ xăng/không
khí thông thường vào khoảng 1g xăng/14,7g không khí. Nếu lượng xăng>
1g/14,7g không khí hỗn hợp được gọi là hỗn hợp giàu, được dùng khi máy phát
hay động cơ khởi động hoặc đang tăng ga, tăng tải. Nếu động cơ hay máy phát
luôn hoạt động trong trạng thái hỗn hợp giàu sẽ sinh ra hiện tượng đống muội
đen trong buồng đốt, bugi và ống xả, hiệu suất sử dụng nhiên liệu giảm, "ăn
xăng". Nếu lượng xăng< 1g/14,7g không khí hỗn hợp được gọi là hỗn hợp
nghèo, sinh ra do điều chỉnh các thông số bị sai lệch, các đường nạp xăng bị bẩn
hoặc tắt. Nếu động cơ hay máy phát hoạt động trong trạng thái hỗn hợp nghèo
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 38 -
công suất giảm, lực moment giảm (động cơ bị yếu) sinh ra hiện tượng đóng
trắng trong buồng đốt và bugi.
Đó là nguyên lý hoạt động chính của bộ chế hoà khí hoạt động hoàn toàn
bằng cơ học. Ngoài ra với tốc độ phát triễn các vi mạch hiện nay, một bộ điều
chế hoà khí bằng điện tử đã ra đời [13](máy chạy bằng xăng).
Loại phun xăng bằng điện tử EFI đang có xu hướng phát triển mạnh
những năm gần đây. Ưu điểm lớn nhất của phun xăng điện tử là tạo nên hòa khí
có tỷ lệ lý tưởng ở tất cả các xi-lanh với mục tiêu của tất cả các chế hòa khí là
tạo nên một hòa khí có tỷ lệ khối lượng tối ưu giữa không khí và nhiên liệu là
14,7:1. Với những hòa khí đạt tỷ lệ trên, nó sẽ cháy hoàn toàn. Một hỗn hợp nào
đó có tỷ lệ thấp hơn được gọi là "giàu" do có quá nhiều nhiên liệu so với không
khí. Ngược lại, hỗn hợp đó được coi là "nghèo".
Hỗn hợp giàu sẽ không cháy hết do thừa nhiên liệu và gây hao xăng.
Trong khi đó, hỗn hợp nghèo không sinh ra công tối đa, khiến động cơ làm việc
yếu và thiếu ổn định. Để thực hiện điều này, bộ chế hòa khí phải kiểm soát được
lượng không khí đi vào động cơ và thông qua đó cung cấp một lượng nhiên liệu
phù hợp. Do vận hành tự động nên hệ thống EFI cần có các thông số để điều
khiển kim phun đóng mở trong khoảng thời gian sao cho lượng nhiên liệu vừa
đủ để tạo nên hỗn hợp lý tưởng. Các thông số cần thiết để EFI hoạt động ổn định
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 39 -
là góc quay và tốc độ trục khuỷu, lưu lượng khí nạp, nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ
nước làm mát, tỷ lệ hỗn hợp, nồng độ oxy ở khí thải... Những số liệu này được
thu thập từ các cảm biến đặt khắp nơi trong động cơ.[13]
Ưu nhược điểm phổ biến của phun xăng điện tử EFI đã chứng tỏ ưu điểm
lớn của nó. Khác với chế hòa khí, EFI mà đặc biệt là loại đa điểm MFI có thể
tạo nên những hòa khí có tỷ lệ gần ngưỡng lý tưởng ở tất cả các xilanh, tùy theo
điều kiện vận hành của chúng. Điều này có nghĩa hòa khí ở các buồng đốt đều
cháy hết, qua đó sinh công tối đa trong khi lượng nhiên liệu tiêu thụ ở mức vừa
đủ.
Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm khi hỏng hóc, người vận hành phải
đem đến nơi chuyên môn để xác định nguyên nhân và nếu hoạt động với xăng
kém chất lượng sẽ làm ảnh hưởng đến đầu kim phun xăng.
Trên cơ sở nguyên lý hoạt động của bộ chế hoà khí chạy bằng xăng, ta
cũng có thể hiểu được rằng trước khi nhiên liệu vào buồng cháy của động cơ thì
tỷ lệ khí thiên nhiên và nhiên liệu đốt phải được hoà trộn với tỷ lệ thích hợp.
3.1.3/Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy phát
Để đưa được khí Biogas vào buồng cháy của máy phát ta có thể thực hiện
bằng nhiều cách khác nhau, có thể thay bộ chế hoà khí cũ bằng một bộ chế hoà
khí khác dành riêng cho nguyên liệu Biogas hoặc ta có thể giữ nguyên bộ chế
hoà khí cũ, thiết kế thêm 1 số chi tiết để đưa lượng khí vào phù hợp hoặc ta có
thể sử dụng bộ phụ kiện chuyển đổi nhiên liệu LPG/xăng có trên thị trường [3].
Để đơn giản hoá nhóm đã chọn phương án giữ nguyên bộ chế hoà khí của máy
phát cũ, thiết kế thêm 1 chi tiết để đưa lượng khí Biogas vào họng máy, đường
cung cấp xăng và các lỗ thông hơi cũ không cần thiết được bit kín nhằm giảm
bớt lượng không khí thiên nhiên không cần thiết khi hoạt động đưa vào máy
phát đồng thời tạo ra được áp suất mạnh hơn trong xylanh, và cho bướm ga điều
khiển bằng cơ ban đầu mở cố định là tối đa. Với phương pháp này ta cũng có thể
dễ dàng chuyển máy về chạy bằng xăng khi lượng khí Biogas ngặt nghèo.
Đặc điểm cung cấp nhiên liệu cho máy phát
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 40 -
Hoạt động của máy phát sau khi được cãi tạo có đặc điểm cung cấp nhiên
liệu như sau:
- Khí Biogas sẽ là nguồn nguyên liệu chính quyết định đến hoạt động
của máy phát.
- Nếu lượng khí cung cấp giảm, tốc độ máy phát sẽ giảm dẫn đến giảm
điện áp và giảm công suất của máy. Và ngược lại nếu lượng khí là dồi dào.
- Ngoài ra để cho quá trình mồi máy được dễ dàng hơn, ta có thể cho 1
lượng nhỏ xăng vào bộ chế hoà khí của máy (bình xăng con của bộ chế hoà khí
cũ).
Với đặc điểm cung cấp nhiên liệu như vậy, khi thiết kế đường dẫn khí đưa
vào máy phát phải được tính toán nhằm cung cấp đủ lượng khí, đồng thời tỷ lệ
khí thiên nhiên và khí Biogas được thích hợp nhất.
Hình ảnh thiết kế chi tiết
Bộ chế hoà khí ban đầu của máy được giữ nguyên và họng của bộ chế hòa
khí có đường kính bên trong đo được là Φ = 16mm.
Giữa bộ chế hoà khí với máy phát được liên kết với nhau thông qua 2
thanh ốc. Hai thanh ốc này được bắt cố định vào máy phát. Thanh ốc có chiều
dài là 60mm, đường kính Φ = 6mm.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 41 -
Với những đặc điểm đo được từ bộ chế hòa khí máy phát, nhóm đã thấy
rằng bộ chế hòa khí liên kết với máy phát trên thanh ốc vẫn còn một khoảng
cách. Tận dụng khoảng trống trên thanh ốc nhóm đã quyết định thiết kế thêm 1
chi tiết có dạng hình vuông được gia công từ nhựa cứng, có khả năng chịu nhiệt
cao. Với họng vào buồng cháy bằng họng của máy là Φ = 16mm, bề dày chi tiết
là Φ = 10mm, kèm thêm 2 lỗ Φ = 6mm để cố định chi tiết với thân máy. Các lỗ
và họng này phải được đồng tâm theo bộ chế hoà khí và thân của máy phát. Với
chi tiết này thì bộ chế hòa khí của máy phát sẽ không có gì thay đổi và hoàn toàn
được giữ nguyên như lúc ban đầu. Và chi tiết lúc này có thể hiểu là một khớp
nối giữa bộ chế hòa khí và máy phát.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 42 -
Họng ống cung cấp khí Biogas được tính toán theo các số liệu sau [2]:
GB = μh . fh . WB . pB
Trong đó:
GB là mối quan hệ giữa tiết diện họng và lưu lượng khí.
μh là hệ số lưu lượng của họng, ta có thể chọn μh = 0,85.
fh tiết diện của họng và fh = π.dh2/4.
pB là khối lượng riêng của khí biogas và pB = 0,8808kg/m2.
WB tốc độ dòng khí Biogas và được tính theo biểu thức:
)(
2
Bh
B
B ppp
W +Δ=
Với ∆ph là độ chân không tại họng.
PB là áp suất của biogas và pB = 35mmH2O.
Trên cơ sở các số liệu trên [2] ta có thể tính toán họng cung cấp khí cho
máy phát.
Trên thực tế lưu lựơng khí Biogas trước khi vào bộ chế hoà khí máy phát
phải đi qua 1 van khí, lưu lượng khí sẽ phụ thuộc vào mức độ đóng mở của
van này do đó nếu đường kính họng cung cấp khí Biogas lớn hơn theo tính
toán cũng sẽ không làm ảnh hưởng đến quá trình cung cấp khí cho máy, ta có
thể được chọn theo một số tài liệu đưa ra kinh nghiệm thiết kế như sau: đường
kính cấp khí Φ = 6mm ứng với máy có họng khí Φ = 16mm (máy cỡ 1HP trở
xuống), Φ = 10mm với máy dưới 10HP, Φ = 12mm trở lên ứng với các máy
trên 10PH.
Nhóm đã chọn thiết kế đường kính cung cấp khí biogas cho máy phát là Φ
= 6mm.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 43 -
Khi tính toán và thiết kế xong, chi tiết sẽ được kẹp giữa máy phát và bộ
chế hoà khí, trình bày như hình bên dưới.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 44 -
Phần thiết kế chi tiết đưa khí Biogas vào máy phát 2 mặt tiếp xúc 2 bên
phải được mài bằng và nhẵn đồng thời phải được ép cứng cố định giữa bộ chế
hoà khí và thân máy phát nhằm tránh lỗ hở gây nên giảm lực hút áp suất trong
xylanh của máy phát, dẫn đến khó đạt được hiệu suất mong muốn.
3.2./Nguyên lý hoạt động hệ thống dẫn khí
Sơ đồ bố trí các van, đường ống dẫn khí được bố trí như hình bên dưới.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống
Nhiên liệu từ hầm chứa khí Biogas, sau khi qua 2 tháp hấp phụ CO2 và
H2S được đưa đến hệ thống trên, đến đây khí Biogas sẽ được chia thành 2 nhánh
để đi vào máy phát. Với nhánh dẫn khí thứ 1 là nhánh đi qua van giảm áp, nhánh
này nhằm phục vụ cho quá trình khởi động máy và chạy ổn định ở chế độ không
tải 220V-50Hz thông qua 1 van giảm áp được điều chỉnh trước với lượng khí
phun một mức ổn định không đổi (tức mức cho máy chạy xấp xỉ bằng 220V).
Nhánh 2 gồm 1 van điều khiển bằng điện (ban đầu trạng thái đóng) và làm việc
theo đặc tính sự thay đổi của tải.
Khi có sự chuyển biến về tải, số lượng tải tăng lên, điện áp ra của máy lúc
này sẽ không còn giữ ổn định với điện áp 220V như mong muốn. Dựa vào đặc
tính: khi tải tăng, điện áp giảm kéo theo tốc độ động cơ giảm theo, nhóm đã thiết
kế thêm bộ đo tần số quay để đọc số vòng quay trong lúc hoạt động của máy (bộ
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 45 -
đo sẽ được trình bày phần bộ điều tốc). Tín hiệu tần số quay của máy phát sẽ
được đưa đến 1 board điều khiển, board mạch này làm nhiệm vụ đọc tín hiệu
vào, so sánh với tín hiệu điện áp chuẩn, điều khiển ngõ ra và hiển thị số vòng
quay.
Khi tín hiệu đưa đến mạch điều khiển tín hiệu ngõ ra sẽ điều khiển độ
đóng mở 1 van điện và hoạt động theo nguyên tắc sau:
- Nếu tần số quay của máy phát nhỏ hơn tần số quay chuẩn của mạch
điện thì tín hiệu ngõ ra sẽ điều khiển van sao cho tăng thêm lượng khí Biogas đi
vào máy phát. (Xác định tần số chuẩn của mạch điện được trình bày trong
chương 5 thực nghiệm).
- Nếu tần số quay của máy phát lớn hơn tần số chuẩn của mạch (lúc giảm
dần tải) thì tín hiệu ngõ ra sẽ điều khiển đóng van, giảm bớt lượng khí Biogas
vào máy.
- Khi tần số nằm trong phạm vi cho phép thì van giữ nguyên vị trí.
Như vậy nhánh thứ 1 cung cấp khí Biogas cho chế độ chạy không tải,
đồng thời là nguồn cung cấp ban đầu cho board điều khiển. Nhánh thứ 2 sẽ làm
việc khi có sự thay đổi của tải. Do đó người vận hành chỉ cần mở van khí bằng
tay, đề máy và nhấn nút trên board điều khiển để tự động điều áp.
Cơ cấu hoạt động xylanh trong máy phát
Ta có thể tìm hiểu thêm khi đưa khí vào và hoạt động bên trong xylanh 4
thì như sau [11]:
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 46 -
Máy phát đề tài sử dụng hoạt động theo nguyên lý động cơ đốt trong.
Nguyên liệu cháy (khí Biogas) đưa được đến bộ chế hoà khí máy phát, khi
đề ba (kéo dây đề hoặc mạch điện kích) làm pittong chuyển động tạo ra áp suất
bên trong và pittong có xu hướng đi xuống hút khí vào. Hỗn hợp cháy sẽ được
đưa vào buồng cháy, khi pistông chuyển động đến điểm chết trên (chạm vào
bugi) lúc này sẽ tạo ra tia lửa điện, tia lửa này gặp hỗn hợp cháy và đốt cháy
nguyên liệu trong buồng cháy. Khi đốt cháy, nhiệt độ tăng lên làm cho khí đốt bị
giãn nở, tạo ra áp suất đủ lớn để đẩy pistong hoạt động liên tục, từ chuyển động
lên xuống của pistong được chuyển thành chuyển động quay tròn để quay trục
rotor máy phát sinh ra điện năng.
Như vậy nếu hỗn hợp cháy (ở đây dùng khí Biogas) vào buồng cháy càng
nhiều thì nhiệt độ sinh ra càng lớn, áp suất đẩy pistong càng nhanh, tốc độ máy
phát sẽ cao và sinh ra điện áp lớn.
Và ngược lại nếu hỗn hợp cháy vào buồng cháy càng ít, thì nhiệt lượng
sinh ra áp suất để đẩy pisttong sẽ giảm, lúc này máy phát quay chậm và điện áp
giảm theo.
Trường hợp giả sử không có hỗn hợp cháy được đưa vào buồng cháy, khi
kích bằng mạch điện hoặc dùng tay kéo, pistong vẫn tạo ra lực hút khí ban đầu
nhưng không có chất tạo ra nhiệt trong buồng cháy, pistong sẽ không tiếp tục
hoạt động được.
Như vậy khí Biogas là nguồn nhiên liệu quyết định đến tốc độ, điện áp
ngõ ra của máy phát.
3.3./Thiết kế van điều tiết lượng khí Biogas cho máy phát
Nhằm mục đích điều tiết được lượng khí vào buồng cháy máy phát, ổn định
được tốc độ động cơ, giữ nguyên mức áp đặt đầu ra. Trên cơ sở lý thuyết nhóm
đã hình thành được 2 phương án sau:
3.3.1./Bố trí các van điều tiết khí song song với nhau
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 47 -
Sơ đồ được bố trí các van song song với nhau, khi khí đã qua hệ thống lọc
sẽ được đưa đến hệ thống van khí, lượng khí vào máy phát nhiều hay ít là tùy
thuộc vào việc đóng mở các van. Tương ứng nếu tải đang cần là lớn thì số lượng
van mở sẽ nhiều, ngược lại nếu tải tiêu thụ là bé thì số lượng van mở là ít. Mỗi
khi kích mở 1 van, tiết diện đầu van mở lưu lượng khí đi qua phải được tính toán
(giả sử mỗi lần mở áp ra máy phát tăng 5%) lúc này sẽ tuỳ thuộc vào công suất
từng loại máy mà tính toán tiết diện cho phù hợp.
Đặc điểm của van
- Van được chọn là loại van không tuyến tính.
- Nguồn sử dụng là nguồn 24V DC.
- Lượng khí đi qua mỗi van cần là bé.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 48 -
3.3.2./Sử dụng van điều khiển khí là loại van tuyến tính
Van tuyến tính là loại van hoạt động được bằng cách ta thay đổi tín hiệu
điện áp hoặc dòng điện đặt vào nguồn van. Van tuyến mỗi loại có ưu nhược
điểm khác nhau.
Nếu sử dụng loại van này ta có thể điều tiết được lượng khí bằng cách thay
đổi tín hiệu, áp hoặc dòng đặt vào nguồn của nó.
Như hình 3-14 là sơ đồ mặt cắt của 1 van tuyến tính [2], nó hoạt động được
là nhờ vào sự chuyển động của động cơ DC có nguồn là 12V, động cơ này được
điều khiển theo tín hiệu là tín hiệu xung PWM. Khi có tín hiệu xung vào động
cơ, làm động cơ quay, do bánh răng của
động cơ DC đặt khớp với bánh răng cơ cấu
chuyển động (dạng vítme), nên khi động cơ
quay kéo theo làm di chuyển thanh lên
xuống. Xung đưa vào động cơ càng nhiều,
điện áp đặt vào van tuyến tính càng thay đổi,
dẫn đến độ mở họng van tuyến tính càng to
ra.
Để có giới hạn về mức max, min
của van người ta đã bố trí thêm 2 công
tắc giới hạn.
Trên cơ sở thực tế nhóm sử dụng van
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 49 -
tuyến tính để điều khiển lưu lượng khí, phương pháp này đòi hỏi phần cứng và
lập trình cao hơn nhưng lại có được độ chính xác cao.
Qua quá trình thực nghiệm, khảo sát thực tế trên thị trường Việt Nam, van
tuyến tính để đáp ứng được yêu cầu đề tài rất khó tìm và có giá thành đắt. Để
giải quyết cho vấn đề đó nếu trong quá trình tính toán họng cung cấp khí của
van được tính toán kỹ thì ta có thể sử dụng van tuyến tính tự chế hoặc sử dụng
các van từ mắc song song đóng ngắt bình thường đều được.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 50 -
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ LẬP
TRÌNH CHO HỆ THỐNG DẪN KHÍ BIOGAS VÀO
MÁY PHÁT ĐIỆN
4.1./Thiết kế bộ đo tốc độ cho máy phát điện
Nhằm mục đích tự động điều chỉnh tốc độ động cơ ổn định ở một giá trị
cho trước, nhóm đã sử dụng phương án bộ điều tốc bằng điện tử với bộ so sánh
tần số quay của đầu trục động cơ với tần số chuẩn trong mạch điện.
Xác định tần số quay động cơ
Với công nghệ phát triển mạnh như hiện nay thì việc đo được tốc độ động
cơ có rất nhiều cách, thông dụng nhất là dùng encorder [12].
Do tốc độ quay máy phát có thể là rất lớn khi tải cần dòng cao, do đó
encoder phải có độ chính xác và tính năng cao về tốc độ [14]. Encoder sẽ thu tín
hiệu quay đầu trục máy phát, đưa đến bộ điều khiển trung tâm để xuất tín hiệu
điều khiển van khí đầu vào.
Do đặc điểm của máy, phương án nhóm đưa ra dùng 1 đĩa tròn được gắn
cố định với trục quay của máy phát, khi máy phát quay thì đĩa tròn này cũng
quay theo. Trên đĩa có đục 1 lỗ, lỗ tròn này tạo cho led phát hồng ngoại có thể
chiếu đến được đầu của led thu. Ứng với một vòng ta sẽ nhận được một tín hiệu.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 51 -
Khi vòng quay đến điểm led phát và led thu thấy được nhau, tín hiệu sẽ
qua OpAmp so sánh và được đưa đến chân P3.2 của mạch điều khiển.
4.2./Thiết kế board mạch điều khiển
Để có thể tự động ổn định được điện áp ra máy phát, đòi hỏi phải mạch so
sánh, xử lý tín hiệu làm việc và tín hiệu chuẩn đã định sẵn. Một board mạch
dùng Vi Xử Lý đã được thiết kế nhằm đảm nhận nhiệm vụ đọc tín hiệu vào của
đầu trục động cơ (vòng quay), so sánh và xuất tín hiệu ra điều khiển cho van tiết
lưu. Tham khảo từ [15] nhóm đã chọn phương án sử dụng IC89V51 của hãng
Phillip được lập trình để điều khiển hệ thống.
Trên cơ sở thiết kế để có thể biết được tốc độ quay của động cơ rõ ràng
hơn, nên nhóm đã thiết kế thêm 4 led 7 đoạn để hiển thị thông số tốc độ động
cơ.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 52 -
12
VD
C
C
9 3
3p
F
0
P2
.0
5V
D
C
P2
.6
PW
M
_2
C
15
22
00
uF
P0
.1
C
12
1u
F
R
25
33
0
R
9
1K
/1
W
0
P3
.6
P1
.5
LS
1
R
EL
AY
8
C
H
AN
7
5 6
2
4 3
1 8
R
23
1K
SW
3N
U
T
2
IS
O
1
PC
62
1
1 2
4 3
IS
O
2
O
PT
O
P
C
62
1
1 2
4 3
D
6 LE
D
D
4
Le
d
Ph
at
5V
D
C
P3
.3
5V
D
C
P3
.5
R
18
33
0
C
5
22
00
uF
P2
.3
R
21
1K
P1
.3
D
20 LE
D
Q
8
D
46
8
-+
U
3A
LM
32
4
3 2
1
4 11
R
24
1K
D
12
D
IO
D
E
J5
D IEN TRO THANH
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Q
3 A1
01
5
0
HI
P0
.5
P3
.2
P2
.3
0
P2
.0
J4
D IEN TRO THANH
1 2 3 4 5 6 7 8 9
5V
D
C
U
8
Le
d
7
D
oa
n 124
5
7 109
3
6
8
edc
.
a gf
Vcc
b
Vc
PW
M
_1
P2
.7
P0.0
IS
O
3
PC
62
1
1 2
4 3
5V
D
C
P2
.5
R
8
1K
12
VD
C
12
VD
C
P3
.1
P3
.0
C
11 1
uF
R
28
33
0
HI
P2
.5
P0
.4
P0
.3
P1
.7
P2
.1
0
D
2 LE
D
C
8
33
pF
5V
D
C
D
8 Y
EL
LO
W
R
ST
R
13 1
K
5V
D
C
0
P0
.7
P0
.5
Q
5 A1
01
5
C
10 1
uF
D
5
Le
d
Th
u
P3
.7
-
+
D
19
5A
2
1
3
4
R
12
1K
0
P2
.6
P3
.6
P2
.6
P2
.2
P1
.2
5V
D
C
P0.1
U
6
Le
d
7
D
oa
n
124
5
7 109
3
6
8
edc
.
a gf
Vcc
b
Vc
J3
DIEN TRO THANH
123456789
P2
.3
P2
.2
EA
P1
.6
PW
M
_2
U
7
Le
d
7
D
oa
n
124
5
7 109
3
6
8
edc
.
a gf
Vcc
b
Vc
P1
.0
R
ST
P3
.1
P1
.2
12
VD
C
P1
.7
D
9 G
R
EE
N
P2
.2
J6
12
VA
C
12
R
20
33
0
C
4
22
00
uF
Q
6
IR
F5
40
LO
P2
.2
R
1
33
0
R
7
1K
P2
.0
R
17
33
0
P0
.7
P2
.6
D
7 R
ED
0
R
291
K
Q
9
D
46
8
R
15 1
K
R
10
1K
P0
.6 P2
.0
C
16
10
4
P2
.6
SW
1 R
ES
ET
P0
.2
P3
.7
R
16
1K
P2
.0
P2
.1
C
17
10
4
R
11
1K
5V
D
C
SW
2
N
U
T
1
D
13
LE
D
C
7
10
uF
P2
.7
5V
D
C
P0
.0
P1
.0
U
9
Le
d
7
D
oa
n 124
5
7 109
3
6
8
edc
.
a gf
Vcc
b
Vc
P1
.4
P2
.6
5V
D
C
5V
D
C
P0
.2
P1
.3
12
VD
C
5V
D
C
0
P0
.4
Q
2
A1
01
5
LO
P2
.4
P3
.5
D
14
LE
D
P2
.5
J7
N
O
ÁI C
O
M
9123
D
3
LE
D
D
18
D
IO
D
E
P1
.1
P1
.2
P2
.1
P3
.3
P0
.1
5V
D
C
Q
1
B6
88
LO
P3
.1
R
6
1K
HI
P3
.0
R
4
1K
R
19
33
0
C
2
10
4
C
1
10
4
P0
.0
P0
.5
P2
.4
P2
.2
0
5V
D
C
EA
P2
.3
P2
.2
P2
.4
Q
7
IR
F5
40
Q
4 A1
01
5
PW
M
_1
P0
.4
P2
.4
P2
.1
P2
.5
P2
.1
P1
.6
J9 M
ot
or
D
C
2
1
2
C
3
22
00
uF
R
271
K
P3
.2
5V
D
C
R
2 1
K
D
16
LE
D
J8
M
ot
or
D
C
1
1
2
12
VD
C
U
4
89
V5
1
29 30
40 20
31 1918
9
39 38 37 36 35 34 33 32
1 2 3 4 5 6 7 8
2122232425262728
10 11 12 13 14 15 16 17
PS
EN
AL
E
VCC GND
EA X
1X2
R
ST
P0
.0
/A
D
0
P0
.1
/A
D
1
P0
.2
/A
D
2
P0
.3
/A
D
3
P0
.4
/A
D
4
P0
.5
/A
D
5
P0
.6
/A
D
6
P0
.7
/A
D
7
P1
.0
P1
.1
P1
.2
P1
.3
P1
.4
P1
.5
P1
.6
P1
.7
P2
.0
/A
8
P2
.1
/A
9
P2
.2
/A
10
P2
.3
/A
11
P2
.4
/A
12
P2
.5
/A
13
P2
.6
/A
14
P2
.7
/A
15
P3
.0
/R
XD
P3
.1
/T
XD
P3
.2
/IN
T0
P3
.3
/IN
T1
P3
.4
/T
0
P3
.5
/T
1
P3
.6
/W
R
P3
.7
/R
D
LS
2
R
EL
AY
8
C
H
AN
7
5 6
2
4 3
1 8
P1
.4
P3
.4
D
11
LE
D
P3
.7
J1 12
VA
C12
Y
1
12
M
P2
.3
P2
.3
P0
.3
R
26
1K
C
14
10
4
HI
P3
.2
P0
.7
5V
D
C
U
5
M
AX
23
2
1 3 45
16 15
2
6
129 1110 13
8
14
7
C
1+
C
1-
C
2+
C
2-
VCC GND
V+ V-
R
1O
U
T
R
2O
U
T
T1
IN
T2
IN
R
1I
N
R
2I
N
T1
O
U
T
T2
O
U
T
U
1
78
05
1
2
3
VI
N
GND
VO
U
T
R
14 1
K
P0
.6
R
22
33
0
-
+
D
1
D
IO
D
E
C
AU
5
A
2
1
3
4
IS
O
4
PC
62
11 2
4 3
P2
.4
R
3
1K
HI
D
17
D
IO
D
E
0
P2
.4
P3
.5
P2
.5
R
30 1
K
D
15
D
IO
D
E
M
AX
0
P3
.0
C
13
1u
F
P0
.6
5V
D
C
P2
.5
C
6
10
4
0
P1
.4
P3
.4
P2
.1
P1
.0
P1
.1
-
+
D
10
D
IO
D
E
5A2
1
3
4
J2
DIEN TRO THANH
123456789
P2
.0
P0.2
P1
.6
J1
0
24
VA
C
12
R
5
10
K
P1
.5
U
2
78
12
1
2
3
VI
N
GND
VO
U
T
Hình 4-3: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 53 -
Khối nguồn nuôi mạch điều khiển:
Mạch nguồn được qua bộ nắn cầu Diode chỉnh lưu xoay chiều thành 1
chiều, qua LM 7805 đảm bảo điện áp 5V cấp cho Vi Xử Lý hoạt động ổn định,
và LM 7812 cấp điện áp 12V nuôi IC OpAm LM324. Tụ một chiều sẽ giúp nắn
điện áp DC được bằng phẳng hơn và tụ xoay chiều tránh nhiễu từ trường bên
trong.
Ngoài ra mạch gắn thêm B688 có bộ tản nhiệt giúp đảm bảo được dòng
điện cấp cho mạch điều khiển khi cần lớn.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 54 -
IC MAX 232 nạp IC89V51:
Max 232 là loại IC được nạp thông qua cổng nối tiếp COM 9 chân, với
phương pháp nạp này thì lỗi của đường truyền sẽ xảy ra ít hơn.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 55 -
Khối hiển thị thông số:
Để hiển thị thông số tốc độ của động cơ nhóm quyết định sử dụng led 7
đoạn, và là loại led Anod chung với điện áp 5V. Tốc độ hiển thị là vòng/giây
nếu tính ra phút ta lấy số hiển thị nhân với 60. Ngoài ra còn có thêm 3 led
đơn xanh, vàng, đỏ để thể hiện tốc độ máy phát đang trong trình trạng nào.
Khối nhận tín hiệu số vòng quay:
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 56 -
Đặc điểm led phát phát ra tia hồng ngoại mà mắt người không thấy được,
led thu sử dụng là loại led 2 chân có hình dạng màu đen. Bình thường điện trở
nội bên trong led thu là rất lớn, khi led nhận được tín hiệu từ led phát điện trở
nội sẽ giảm, lúc này áp đặt vào chân số 3 (+) sẽ bé hơn áp đặt vào chân số 2 (-)
của Opamp so sánh LM324. Tín hiệu ngõ ra sẽ là mức 0 đưa đến vi điều khiển.
Khối điều khiển van khí:
Hình 4-12 : Khối điều khiển van khí
Phương pháp dùng để điều khiển van là phương pháp điều khiển độ rộng
xung (PWM). Lúc này ta phải sử dụng đến chức năng điều xung đặc biệt của IC
89V để kích vào chân G của FET trường.
D13
LED
R22
330
R24
1K
R23
1K
PWM_1
P1.4
5VDC
ISO3
PC621
1
2
4
3
H
I
R20
330
J8
Motor DC 1
1 2
PWM_1
C16
104
H
I
P1.2
ISO1
PC621
1
2
4
3
R21
1K
D15
DIODE MAX
5VDC
LS1
RELAY 8 CHAN
7
5
6
2
4
3
1
8 Q6
IRF540
H
I
Q8
D468
D12
DIODE
D11
LED
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 57 -
4.2.1./Tìm hiểu thông số đặc điểm kết nối chân IC89 [15]
IC làm nhiệm vụ đọc tín hiệu, xử lý thông tin, xuất điều khiển van. Và có
đặc điểm thông số cơ bản sau:
• 8 KB ROM.
• 256 byte RAM.
• 4 cổng xuất nhập (I/O) 8-bit.
• 3 bộ định thời 16-bit.
• 64 KB không gian bộ nhớ chương trình mở rộng.
• 64 KB không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng.
• Một bộ xử lý bit thao tác trên các bit đơn.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 58 -
Các chân IC được ghi chú kết nối như sau:
Chân VCC: Chân số 40 là VCC cấp điện áp nguồn cho Vi điều khiển.
Nguồn điện cấp là +5V±0.5.
Chân GND: Chân số 20 nối GND(hay nối Mass).
Khi thiết kế cần sử dụng một mạch ổn áp để bảo vệ cho Vi điều khiển,
cách đơn giản là sử dụng IC ổn áp 7805.
Port 0 (P0): Port 0 gồm 8 chân (từ chân 32 đến 39) có hai chức năng:
Chức năng xuất/nhập: các chân này được dùng để nhận tín hiệu từ bên
ngoài vào để xử lí, hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngoài, chẳng hạn xuất tín
hiệu để điều khiển led đơn sáng tắt.
Chức năng là bus dữ liệu và bus địa chỉ (AD7-AD0): 8 chân này (hoặc
Port 0) còn làm nhiệm vụ lấy dữ liệu từ ROM hoặc RAM ngoại (nếu có kết nối
với bộ nhớ ngoài), đồng thời Port 0 còn được dùng để định địa chỉ của bộ nhớ
ngoài.
Port 1 (P1): Port P1 gồm 8 chân (từ chân 1 đến chân 8), chỉ có chức năng
làm các đường xuất/nhập, không có chức năng khác.
Port 2 (P2): Port 2 gồm 8 chân (từ chân 21 đến chân 28) có hai chức
năng:
Chức năng xuất/nhập.
Chức năng là bus địa chỉ cao (A8-A15): khi kết nối với bộ nhớ ngoài có
dung lượng lớn, cần 2 byte để định địa chỉ của bộ nhớ, byte thấp do P0 đảm
nhận, byte cao do P2 này đảm nhận.
Port 3 (P3): Port 3 gồm 8 chân (từ chân 10 đến 17):
Chức năng xuất/nhập.
Với mỗi chân có một chức năng riêng thứ hai như trong bảng sau:
Bit Tên Chức năng
P3.0 RxD Ngõ vào nhận dữ liệu nối tiếp
P3.1 TxD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp
P3.2 INT0 Ngõ vào ngắt cứng thứ 0
P3.3 INT1 Ngõ vào ngắt cứng thứ 1
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 59 -
P3.4 T0 Ngõ vào của Timer/Counter thứ 0
P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/Counter thứ 1
P3.6 WR Ngõ điều khiển ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài
P3.7 RD Ngõ điều khiển đọc dữ liệu từ bộ nhớ bên ngoài
P1.0 T2 Ngõ vào của Timer/Counter thứ 2
P1.1 T2X Ngõ Nạp lại/thu nhận của Timer/Counter thứ 2
Chân RESET (RST): Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset dùng để
thiết lập trạng thái ban đầu cho vi điều khiển. Hệ thống sẽ được thiết lập lại các
giá trị ban đầu nếu ngõ này ở mức 1 tối thiểu 2 chu kì máy.
Chân XTAL1 và XTAL2: Hai chân này có vị trí chân là 18 và 19 được sử
dụng để nhận nguồn xung clock từ bên ngoài để hoạt động, thường được ghép
nối với thạch anh và các tụ để tạo nguồn xung clock ổn định.
Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN: PSEN (program store
enable) tín hiệu được xuất ra ở chân 29 dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình
ngoài. Chân này thường được nối với chân OE (output enable) của ROM ngoài.
Khi thực thi một chương trình ở ROM nội, chân này được duy trì ở mức
logic không tích cực (logic 1).
(Không cần kết nối chân này khi không sử dụng đến)
Chân ALE (chân cho phép chốt địa chỉ-chân 30): Khi Vi điều khiển truy
xuất bộ nhớ từ bên ngoài, port 0 vừa có chức năng là bus địa chỉ, vừa có chức
năng là bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ở chân
ALE dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và các
đường dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt.
Ghi chú: khi không sử dụng có thể bỏ trống chân này.
Chân EA: Chân EA dùng để xác định chương trình thực hiện được lấy từ
ROM nội hay ROM ngoại.
Khi EA nối với logic 1(+5V) thì Vi điều khiển thực hiện chương trình lấy
từ bộ nhớ nội.
Khi EA nối với logic 0(0V) thì Vi điều khiển thực hiện chương trình lấy
từ bộ nhớ ngoại.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 60 -
Thông tin tốc độ quay chuẩn của động cơ có thể được hiển thị trên led 7
đoạn hoặc màn hình LCD.
4.2.2./Giải thuật chương trình
Hình 4-15 : Sơ đồ giải thuật
Thuật toán của chương trình điều khiển:
Chương trình khởi tạo các biến chứa các giá trị mặc định ban đầu bao
gồm: điều xung tăng tốc, điều xung vượt tốc, tắt xung…..và khai báo các nút
nhấn.
Khởi động các bộ định thời, ngắt thời gian 0 và ngắt ngoài 0. Mỗi thao tác
ngắt, mạch xử lý các phần:
+ Ngắt định thời timer 0:
- Lưu giá trị đếm.
- Reset giá trị đếm về 0.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 61 -
- Điều khiển van tiết lưu bằng phương pháp thay đổi độ rộng xung.
- Xác định tốc máy cơ theo số đếm tốc độ.
- Quét led 7 đoạn để hiển thị thông số.
- So sánh tốc độ máy phát với tốc độ yêu cầu để xác định máy cần tăng
tốc hay giảm tốc:
* Nếu tốc độ máy phát cao hơn tốc độ yêu cầu:
. Ra lệnh đóng bớt van tiết lưu.
* Nếu tốc độ máy phát thấp hơn tốc độ yêu cầu thì:
. Ra lệnh mở rộng van tiết lưu.
* Nếu tốc độ máy phát nằm trong cho phép giữ nguyên vị trí van lúc đó.
+ Ngắt ngoài 0: Tăng giá trị số đếm tốc độ lên 1 đầu trục động cơ.
4.3./Chương trình điều khiển
$MOD51FX
XUAT_MA EQU P2
START BIT P3.7
GIAY_PHUT BIT P3.5
LED_XANH BIT P0.2
LED_DO BIT P0.0
VAN_TL_1 EQU CCAP1H
DAO_VAN_TL_1 BIT P1.2
VAN_TL_2 EQU CCAP3H
DAO_VAN_TL_2 BIT P1.0
;============= GIA TRI DIEU KHIEN VAN ================
DONG_VAN EQU 00
MO_1 EQU 20
MO_2 EQU 40
MO_3 EQU 60
MO_4 EQU 80
MO_5 EQU 100
MO_6 EQU 120
MO_7 EQU 140
MO_VAN_MAX EQU 200
ORG 0000H
LJMP BAT_DAU
ORG 0003H ; Ngat ngoai 0
LJMP INT_0
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 62 -
ORG 000BH ; Ngat Timer 0
LJMP NGAT_TIMER
BAT_DAU:
SETB CR
MOV CMOD,#0
MOV CCAPM1,#01000010B
MOV CCAPM2,#01000010B
MOV CCAPM3,#01000010B
MOV CCAPM4,#01000010B
BAT_DAU_1:
CALL HEX_BCD
CALL BCD_7DOAN
CALL HIEN_THI
MOV R0,#00
MOV R1,#00
MOV R5,#00
MOV R6,#00
JB START,BAT_DAU_1 ; Cho nhan khoi dong
;=============== CHUONG TRINH CHINH ==========
MAIN:
MOV TMOD,#01
MOV IE,#10000111B
SETB TR0
SETB IT0
SETB IT1
CALL HEX_BCD
CALL BCD_7DOAN
CALL HIEN_THI
SJMP MAIN
HEX_BCD:
MOV A,R0
MOV B,#10
DIV AB
MOV 10H,B
MOV B,#10
DIV AB
MOV 11H,B
MOV A,R1
MOV B,#10
DIV AB
MOV 12H,B
MOV B,#10
DIV AB
MOV 14H,B
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 63 -
RET
BCD_7DOAN:
MOV DPTR,#MA_7_DOAN
MOV A,10H
MOVC A,@A+DPTR
MOV 20H,A
MOV A,11H
MOVC A,@A+DPTR
MOV 21H,A
MOV A,12H
MOVC A,@A+DPTR
MOV 22H,A
MOV A,14H
MOVC A,@A+DPTR
MOV 24H,A
RET
HIEN_THI:
MOV R2,#02
L1:
MOV XUAT_MA,20H
CLR P0.7
CALL DELAY
CALL XUAT_TIN_HIEU
SETB P0.7
MOV XUAT_MA,21H
CLR P0.6
CALL XUAT_TIN_HIEU
CALL DELAY
SETB P0.6
MOV XUAT_MA,22H
CLR P0.5
CALL XUAT_TIN_HIEU
CALL DELAY
SETB P0.5
MOV XUAT_MA,24H
CLR P0.4
CALL XUAT_TIN_HIEU
CALL DELAY
SETB P0.4
DJNZ R2,L1
RET
DELAY:
MOV TMOD,#10H
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 64 -
MOV TH1,#HIGH(-2000)
MOV TL1,#LOW(-2000)
CLR TF1
SETB TR1
JNB TF1,$
CLR TR1
CLR TF1
RET
NGAT_TIMER: ; Thuc hien ngat timer 0
CLR TR0
CLR TF0
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#HIGH(-12000)
MOV TL0,#LOW(-12000)
SETB TR0
INC R7
CJNE R7,#02,THOAT_TIMER_0
MOV 30H,R5
MOV R0,30H
MOV 33H,R6
MOV R1,33H
MOV R5,#00
MOV R6,#00
THOAT_TIMER_0:
RETI
INT_0: ; Thuc hien ngat ngoai 0
INC R5
CJNE R5,#100,THOAT_NGAT_0
INC R6
CJNE R6,#100,THOAT_NGAT_0
THOAT_NGAT_0:
RETI
;KHAI BAO MA 7 DOAN TU 0 DEN 9
MA_7_DOAN: DB
0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H
XUAT_TIN_HIEU:
CJNE R0,#26,TD1
MOV VAN_TL_1,#DONG_VAN
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 65 -
SETB LED_XANH
CLR LED_DO
TD1:
CJNE R0,#25,GIU_TRANG_THAI_1
GIU_TRANG_THAI_1:
CJNE R0,#24,GIU_TRANG_THAI_2
GIU_TRANG_THAI_2:
CJNE R0,#23,TD2
MOV VAN_TL_1,#MO_4
SETB LED_XANH
CLR LED_DO
TD2:
CJNE R0,#22,TD3
MOV VAN_TL_1,#MO_2
SETB LED_XANH
CLR LED_DO
TD3:
CJNE R0,#21,TD4
MOV VAN_TL_1,#MO_3
SETB LED_DO
CLR LED_XANH
TD4:
CJNE R0,#20,TD5
MOV VAN_TL_1,#MO_4
SETB LED_DO
CLR LED_XANH
TD5:
CJNE R0,#19,THOAT_TD
MOV VAN_TL_1,#MO_5
CLR LED_DO
SETB LED_XANH
THOAT_TD:
RET
END
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 66 -
4.4./Tính toán lợi ích sử dụng
Hiện nay các trang trại chăn nuôi ở Việt Nam phát triển phong trào xây
dựng hầm chứa Biogas rất mạnh mẽ, ngoài việc dùng để đốt sinh hoạt nếu khí
Biogas được dùng làm nhiên liệu chạy máy nổ thì giá thành đầu tư cho sản xuất
nông nghiệp sẽ giảm đáng kể.
- Về vấn đề môi trường
Vấn đề về môi trường là vấn đề quan trọng mà hầu hết tất cả các nước
phát triển trên thế giới đều quan tâm. Các chất thải của hộ chăn nuôi, rác thải
hữu cơ nếu không được xử lý tốt sẽ gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh,
hầm khí biogas đã làm được điều đó và nó còn có thể làm nguồn nguyên liệu
cho nấu nướng và chạy máy móc. Trong khi đó để có điện năng tiêu thụ như
ngày nay thì đòi hỏi phải xây dựng rất nhiều các công trình như thuỷ điện, lò hạt
nhân… Nó làm ảnh hưởng đến môi trường và cần phải có vốn đầu tư khá cao.
Ngoài ra vấn đề về khí thải ra môi trường khi sử dụng các nguồn nguyên liệu
cho hoạt động động cơ, máy nổ… đang là yếu tố then chốt. Hàm lượng 1m3 khí
Biogas đốt cháy ta có thể giảm được 1kg CO2 so với sử dụng năng lượng khác
thải ra bầu khí quyển [11].
Như vậy, nếu sử dụng công nghệ chuyển đổi động cơ sử dụng nhiên liệu
lỏng sang chạy bằng Biogas, mỗi năm chúng ta có thể sản xuất được 10% năng
lượng điện bằng nhiên liệu thay thế, tiết kiệm được 15000 tỷ đồng tiền nhiện
liệu (do các động cơ chạy bằng dầu), giảm phát thải 4 triệu tấn CO2 (tương
đương 1,5 triệu tấn C) vào bầu khí quyển [7]. Nếu so với mức phát thải C tương
đương của nước ta hiện nay là 24 triệu tấn/năm thì mức giảm này đạt được 6,5%
[11].
- Về vấn đề kinh tế:
Ứng với 1m3 biogas khi cháy tỏa ra nhiệt lượng tương đương với 1,3 kg
than đá, 1,7 lít cồn, 1KWH điện và 0,4 lít dầu diesel để chạy máy phát [1]. Như
ta đã biết trong những năm gần đây tình trang biến đổi giá cả xăng dầu xảy ra
liên tục, điển hình vào năm 2006 giá dầu có lúc vượt ngưỡng 70USD/thùng và
làm tác động rất lớn đến người tiêu dùng. 1m3 Biogas có thể chạy được máy
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 67 -
phát 1HP liên tục trong 2h [1]. Từ đó sử dụng khí biogas chạy máy phát điện
giúp giảm giá thành trong sản xuất chăn nuôi, tăng gia sản xuất và cải thiện đời
sống người dân.
Một bài toán tính toán về thời gian thu hồi vốn cho chủ đầu tư trang trại
máy phát chạy bằng khí biogas được đặt ra như sau:
Như ta đã biết 1m3 biogas tương đương 0,4 lit dầu diesel để chạy máy
phát. Vậy ta có tam xuất tính ra dầu như sau :
1m3 biogas 0,4 lít dầu.
Nếu có 20m3 ?
20 x 0,4 = 8 lít dầu. Vậy 1 ngày ta có thể tiết kiệm được 8 lít dầu để chạy
máy. Giá xăng dầu luôn biến đổi, ta lấy mức cố định là 15ngàn/1lít thì quy thành
tiền tiết kiệm được trong 1 ngày:
Nếu 1 ngày 1 lít diesel giảm được 15 ngàn
1 ngày được 8 lít diesel giảm được ?
8 x 15 = 120 ngàn. Vậy 1 ngày tiết kiệm được 120 ngàn.
Chủ trang trại đầu tư máy phát 7KW với giá 12 triệu + xây hầm chứa thì
tổng sẽ khoảng hơn 20 chục triệu. Thì ngày thu vốn :
Thu 120 ngàn trong 1 ngày
20 triệu (20.000) bao nhiêu ngày ?
20.000 / 120 = 166,66 ngày ≈ nửa năm. Vậy ta có thể thu hồi lại vốn trong
vòng nửa năm.
Nếu trang trại nhỏ hơn là 10m3 biogas mỗi ngày thì với đầu tư như trên
khoảng 1 năm sẽ thu lại vốn.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 68 -
THỰC NGHIỆM
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 69 -
CHƯƠNG 5: TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM VÀ KẾT
QUẢ THU ĐƯỢC
5.1./Xác định tần số chuẩn của mạch điện
Để xác định được tần số chuẩn của mạch điện, nhóm chọn phương án thực
hiện bằng cách sử dụng 1 đồng hồ đo điện áp, ta cắm 2 que đo ở đầu ra của máy
phát. Cho lượng khí Biogas đi vào máy phát bằng cách cân chỉnh van khí bằng
tay, chỉnh cho đến khi mức điện áp hiện thị trên đồng hồ VOM là 220V, ta ghi
nhận giá trị áp ra này là giá trị chuẩn, ứng với nguồn áp ra ta sẽ nhận biết được
tốc độ quay đầu trục động cơ lúc đó là bao nhiêu thông qua hiển thị trên led 7
đoạn. Led 7 đoạn hiển thị được thông qua thanh ghi R. Lấy tín hiệu đó làm tín
hiệu chuẩn ban đầu để so sánh với tín hiệu khác.
Ứng với điện áp 220V nhóm ghi nhận được tốc độ hiện thị trên led 7 đoạn
dao động 24-25 vòng/giây, và ổn định nhất là 25 vòng/giây tương đương 1500
vòng/phút.
Nhóm cân chỉnh bằng tay thấy thay đổi như sau:
Theo bảng ta thấy khi điện áp giảm 10V (5%) so với điện áp định mức thì
tốc độ hiển thị (vòng/giây) giảm đi 1, vậy trong cách viết chương trình ứng với
khi có sự thay đổi 1 vòng/giây tín hiệu so sánh sẽ nhận biết xuất điều khiển 1
lần.
Với cách so sánh tín hiệu tần số đầu trục máy pháy đang chạy và tín hiệu
chuẩn ta có thể nhận xét hoạt động như sau:
Tốc độ Điện áp Vòng/giây Vòng/phút
230V 26 1560
220V 25 1500
215V 24-25 1440-1500
210V 23 1380
200V 22 1320
190V Ko hiễn thị
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 70 -
• Khi tần số đầu trục động cơ thấp hơn giá trị chuẩn thì mạch sẽ điều khiển
tăng độ mở van tiết lưu. Tốc độ mở van khác nhau với các giá trị tần số lệch
khác nhau.
• Khi tần số quay động cơ lớn hơn giá trị chuẩn thì mạch sẽ điều khiển
giảm độ mở van tiết lưu.
• Khi tần số bánh đà nằm trong phạm vi cho phép thì giữ nguyên vị trí
van tiết lưu.
5.2./Tiến hành thực nghiệm thay đổi tải
Nhóm tiến hành thực nghiệm với tải là loại bóng đèn dây tóc 40W:
Vậy khi tăng lên 2 bóng tức 80W, điện áp giảm 10V, và tốc độ giảm
1vòng/giây. Ta phải xuất tín hiệu điều khiển tăng độ mở họng van để kéo lại áp
220V. Điều đặc biệt ta cần lưu ý khi tăng tải hoặc giảm tải xuống, tín hiệu so
sánh để điều khiển van sao cho điện áp chỉ dao động từ 210-230V (điện áp dao
động an toàn với các thiết bị).
5.3./Hình ảnh thực nghiệm
Một số hình ảnh trong quá trình tiến hành thực nghiệm đề tài ở một hộ chăn
nuôi heo gia đình tại xã Phước Tân- Huyện Long Thành- tỉnh Đồng Nai với số
lượng heo khoảng 15 con:
Tải Điện áp Tốc độ (vòng/giây)
2 bóng 40W 215V 23-24
4 bóng 40W 210V 23
6 bóng 40W 205V 22-23
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 71 -
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 72 -
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 73 -
KẾT LUẬN VÀ KIẾN
NGHỊ
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 74 -
KẾT LUẬN
Qua quá trình thực hiện đề tài trên mô hình thực tế, một phần kiến thức mới
được tiếp thu, những kiến thức cơ bản sau 4 năm học tại trường đã được củng cố
và từng bước được nâng cao ứng dụng vào thực tế để giải quyết vấn đề. Các vấn
đề được giải quyết và trình bày từ tổng quát đến cụ thể. Những vấn đề trọng tâm
được tập trung vào các chương 3, 4. Sau khi trực tiếp thực hiện xong đề tài
chúng em rút ra được các kết luận sau:
- Đề tài được ứng rộng rãi nhất ở các vùng nông thôn.
- Nếu tận dụng được nguồn năng lượng này tốt thì ta sẽ giúp cho những
người nông dân tiết kiệm được kinh phí hàng tháng phải trả cho điện lực, góp
phần tích cực vào việc cải thiện đời sống cho người dân ở những vùng không có
điện.
- Sử dụng nguồn năng lượng này sản xuất ra điện sẽ góp phần giảm thiểu
chất thải, bảo vệ tài nguyên và môi trường.
- Sử dụng phương pháp hấp phụ bằng phoi sắt và than hoạt tính đơn giản
nhưng có tính hấp phụ cao.
- Mức độ ô nhiễm môi trường khi đốt cháy giảm hơn hẳn so với sử dụng
các khí hoá lỏng thông thường.
- Phương pháp giữ nguyên đặc tính của máy phát chạy bằng xăng có ưu
điểm khi trong tình trạng nghèo khí Biogas ta có thể chuyển sang chạy lại bằng
xăng bằng những thao tác đơn giản.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 75 -
HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ NHỮNG MẶT HẠN
CHẾ CỦA ĐỀ TÀI
Hướng phát triển đề tài:
Hiện nay sinh hoạt và sản xuất ở các trang trại chăn nuôi, việc sử dụng các
máy công suất cỡ nhỏ để kéo, xay, giã….thức ăn cho gia súc trở nên rất phổ
biến, thông thường để các máy này hoạt động ta phải có nguồn điện cung cấp từ
máy phát phát ra, nhưng trong một số trường hợp các máy này không hoạt động
đồng thời cùng một lúc mà ta chỉ cần một máy thực hiện một công đoạn (vd :
xay), ta cũng phải cho máy phát hoạt động để cung cấp điện. Như vậy máy phát
sẽ rơi vào tình trạng chạy non tải làm hao nhiên liệu và phải hoạt động liên tục.
Trên cơ sở đó nhóm định hướng sử dụng khí Biogas sẽ là nguồn năng lượng
chạy trực tiếp các máy này, lúc đó nó sẽ hoạt động được đơn lẻ một cách dễ
dàng và trở nên thông dụng với người chăn nuôi hơn. Ngoài vấn đề đó hướng
phát triển mạnh hơn của đề tài là có thể cho khí Biogas vào các bình chứa nén
thích hợp, làm nhiên liệu thay cho nhiên liệu xăng dầu để cho hoạt động các
phương tiện giao thông đi lại như hiện nay.
Những mặt hạn chế :
Qua quá trình nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm trên mô hình thực tế
nhóm đã nhận thấy đề tài đang còn những mặt hạn chế sau:
- Quá trình tự động điều áp của máy khi tăng, giảm tải thông qua một board
mạch điện tử. Các IC lập trình hoạt động ổn định ở nguồn áp là 5V, nguồn nuôi
của mạch lấy từ điện áp ra từ máy phát, điện áp ra máy phát phải thường xuyên
thay đổi theo đặc tính của tải nên các IC sẽ bị ảnh hưởng rất lớn khi có sự thay
đổi các tải có công suất lớn (tải bằng 40-50% công suất của máy), lúc này tín
hiệu tần số quay vẫn nhận được đưa về board điều khiển nhưng thời gian đáp
ứng tăng, giảm lưu lượng khí của van không kịp nên sẽ làm treo IC từ đó làm hệ
thống mất ổn định, nặng hơn gây chết linh kiện nếu không có sự can thiệp kịp
thời của con người.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 76 -
Để giải quyết được khuyết điểm trên nhóm đã định ra hai phương án sau:
+ Ta sẽ không lấy áp ra trực tiếp từ máy phát để nuôi mạch, lúc này mạch
sẽ được nuôi bởi 1 nguồn ngoài, thông dụng là bình acquy.
+ Board mạch sẽ được thay thế bằng một mạch điện tử tạo bởi các IC số so
sánh áp đơn giản kết hợp với các linh kiện điện tử công suất (SCR, IGBT…) có
khả năng chịu áp cao nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu hệ thống.
- Hạn chế thứ hai của đề tài bị tác động bởi nhiệt độ của môi trường xung
quanh, nhiệt độ môi trường càng giảm khả năng sinh khí biogas càng kém. Như
vậy trong những mùa có thời tiết lạnh, khả năng sinh ra sự cháy của khí biogas
trở nên kém đi từ đó sẽ không đáp ứng được công suất hoạt động cho máy. Như
đã trình bày ở phần “Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy phát” về bộ
chế hòa khí, bình xăng con nguyên thủy của máy vẫn được giữ nguyên do đó với
những trường hợp ngặt nghèo về khí biogas, bằng những thao tác đơn giản ta có
thể cho máy chạy lại bằng xăng hoặc máy chạy pha trộn giữa xăng và khí biogas
với tỷ lệ phù hợp để máy đạt được công suất mong muốn.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 77 -
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AC : Alternating Current : dòng điện xoay chiều.
DC : Direct Current : Dòng điện 1 chiều.
PWM : Pulse Width Modulation : điều khiển độ rộng xung.
TWh : Terawatthours.
KW : Killowatt.
HP : Horse Power.
FET : Field Effect Transistor.
IEA : International Energy Agency : Cơ quan năng lượng quốc tế.
EVA : Environmental Protection Agency : Cục bảo vệ môi trường Mỹ.
EFI : Electronic Fuel Injection : phun xăng điện tử.
LPG : Liquefied Petroleum Gas : Khí đốt hóa lỏng.
GVHD : Th.S Nguyễn Vũ Quỳnh SVTH: Kim Cường – Minh Hoàng
- 78 -
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bùi Văn Ga, Ngô Văn Lành, Ngô Kim Phụng, Venet Cederic: Thử
nghiệm khí biogas trên động cơ xe gắn máy. Tạp chí Khoa học và Công
nghệ, Đại học Đà Nẵng, số 1(18), pp. 1-5, 2007.
[2] Bùi Văn Ga, Lê Minh Tiến, Nguyễn Văn Đông, Nguyễn Văn Anh: Hệ
thống cung cấp biogas cho động cơ Dual-Fuel biogas/diesel. Tạp chí
Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng- 2(25), 2008.
[3] Bùi Văn Ga, Trần Diện: So sánh đặc tính của động cơ 100cc khi chạy
bằng xăng và bằng LPG với bộ phụ kiện DATECHCO-GA5. Tạp chí Giao
thông Vận tải, số 7, pp. 15-17, 2006.
[4] Bùi Văn Ga, Trần Văn Quang, Trương Lê Bích Trâm, Nguyễn Phi Quang:
Tối ưu hóa quá trình cung cấp biogas cho động cơ tĩnh tại sử dụng hai
nhiên liệu biogas-dầu mỏ. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà
Nẵng- số 5(28), 2008.
[5] Bùi Văn Ga, Trương Lê Bích Trâm, Trương Hoàng Thiện, Lê Minh Tiến:
Hệ thống cung cấp khí biogas cho động cơ cỡ nhỏ. Tuyển tập Hội Nghị
Cơ Học Thủy Khí toàn quốc, Huế, 26-28/7/2007.
[6] Bùi Văn Ga, Trương Lê Bích Trâm, Lê Minh Tiến, Nguyễn Văn Đông:
Khả năng giảm phát thải CO2 ở Việt Nam nhờ sản xuất điện năng bằng
Biogas. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng-số 1(30).2009.
[7] Bùi Văn Ga: Xe gắn máy sạch. Tạp chí Giao thông Vận tải số 1+2-2005,
pp. 75-77.
[8] Đề tài nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu tinh chế Biogas bằng phương
pháp hấp phụ của nhóm sinh viên khoa Công Nghệ Sinh Học – Môi
Trường, Đại học Lạc Hồng.
[9] Nguyễn Tất Tiến: Nguyên lý động cơ đốt trong. Nhà xuất bản giáo dục.
[10]
[11] www.Google.com.vn
Keyworlds : biogas, máy phát điện, năng lượng (sóng biển, thuỷ điện, mặt
trời ….)
[12] www.hiendaihoa.com
[13] www.vietbao.vn
[14] www.diendandientu.com
[15] TỐNG VĂN ON – Vi điều khiển 8051
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Bao_cao_NCKH.pdf
- Bai_bao_NCKH.pdf