BÀI TẬP LỚN
CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU
I. Nguyên lý điều khiển động cơ điện 1 chiều.
1. Đặc điểm của Động Cơ một chiều:
Động cơ điện một chiều có quán tính cơ tương đối nhỏ. Dễ thay đổi tốc độ trong một khoảng khá rộng.
Cấu tạo phức tạp do có chổi quét trên vành bán nguyệt dẫn tới tuổi thọ động cơ không cao, phải bảo dưỡng định kỳ, dễ phát sinh tia lửa điện nên không làm việc ở những nơi có khí gas hầm lò, chống cháy nổ.
Công suất của động cơ điện một chiều thường thấp vì có cấu tạo phức tạp. Nếu cống suất cao thì sẽ cồng kềnh, đắt tiền.
Hiệu suất không cao so với các loại động cơ điện khác.
Tuy vậy, do ưu điểm của động cơ điện một chiều là có nhiều phương pháp thay đổi tốc độ và dễ dàng thay đổi tốc độ, chiều quay nên các động cơ một chiều công suất nhỏ vẫn thường được sử dụng hiện nay.
Theo cấu trúc mạch điều khiển các hệ truyền động, điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều có loại điều khiển theo mạch kín (hệ truyền động điều khiển tự động) Và loại điều khiển mạch hở. Hệ truyền động điều khiển tự động có cấu trúc phức tạp, nhưng có chất lượng điều khiển cao và dải điều khiển rộng hơn so với hệ truyền động hở.
Ngoài ra các hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều còn phân loại theo truyền động có đảo chiều quay và không đảo chiều quay. Đồng thời tùy thuộc vào các phương pháp hãm, đảo chiều mà ta có truyền động làm việc ở một góc phần tư, hai góc phần tư và bốn góc phần tư.
2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều.
Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều ưu việt hơn so với loại động cơ khác, không những nó có khả năng thay đổi tốc độ một cách dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ rộng.
2.2. Điều khiển từ thông:
Điều chỉnh từ thông kích thích của động cơ điện một chiều là điều chỉnh moment điện từ của động cơ và sức điện động quay của động cơ. Khi từ thông giảm thì tốc độ quay của động cơ tăng lên trong phạm vi giới hạn của việc thay đổi từ thông. Nhưng theo công thức trên khi thay đổi thì mômen, dòng điện I cũng thay đổi nên khó tính được chính xác dòng điêù khiển và mômen tải => phương pháp này cũng ít dùng.
2.3. Điều khiển điện áp phần ứng:
Thực tế có hai phương pháp cơ bản để điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều bằng điện áp:
- Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng của động cơ
- Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ của động cơ. Trong đó thông thường người ta sử dụng cách điều chỉnh điện áp phần ứng.
Khi thay đổi điện áp phần ứng thì tốc độ động cơ điện thay đổi theo phương trình sau:
Vì từ thông của động cơ không đổi nên độ dốc đặc tính cơ cũng không đổi, còn tốc độ không tải lý tưởng thì tùy thuộc vào giá trị điện áp điều khiển Uu của hệ thống, do đó có thể nói phương pháp điều khiển này là triệt để.
Ta có:
Ud = U. T1/T
Để thay đổi Ud ta thay đổi độ rộng xung điều khiển ta thay đổi thời gian đóng mở khoá K => thay đổi thời gian có dòng t1 trong mỗi chu kỳ T => độ rộng xung thay đổi.
Set bit K=1 (đóng) => có i.
Set bit K=0 (mở) => không có i. Như vậy ta đã có thể điều chỉnh được tốc độ động cơ.
II. Thiết kế các mạch điều khiển tốc độ động cơ điện 1 chiều.
1. Mạch điều khiển dùng bộ đếm tiến lùi và DAC
Sơ đồ khối: Trong sơ đồ trên tín hiệu sau bộ đếm tiến lùi là số, trong khi tín hiệu điều khiển ĐC phải là analog. Do đó ta phải dùng bộ biến đổi DAC (Digital to Analog Converter) Để chuyển tín hiệu từ số sang xung. Điện áp sau DAC được qua khâu khuếch đại để có điện áp thích hợp điều khiển động cơ.
Thiết kế: DAC: Ta chọn vi mạch DAC là DAC 0808 - vi mạch chuyển đổi số - tương tự 8-bit. Thời gian chuyển đổi tối đa là 150 ns. Tiêu thụ công suất 33 mW với nguồn nuôi ±5V. Đầu ra là dòng điện có giá trị phụ thuộc vào mã nhị phân đưa vào. DAC0808 tương thích và giao tiếp được với các mức logic TTL, DTL hay CMOS. Nguồn nuôi của vi mạch cho phép trong khỏang từ -18V đến + 18V. Dòng vào so sánh là 2-5 mA. Nhiệt độ làm việc bình thường là 0-75°C. Trong các ứng dụng thông thường, chân 14 được nối lên điện áp so sánh Vref thông qua điện trở 5k. Sơ đồ chân và cách ghép nối của DAC0808 trong mạch được trình bày ở hình sau.
-----------------------------------
MỤC LỤC
I. Nguyên lý điều khiển động cơ điện 1 chiều
1. Đặc điểm của Động Cơ một chiều
2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều
2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng dùng thêm Rp
2.2. Điều khiển từ thông
2.3. Điều khiển điện áp phần ứng
II. Thiết kế các mạch điều khiển tốc độ động cơ điện 1 chiều
Mạch điều khiển dùng bộ đếm tiến lùi và DAC
Mạch điều khiển tốc độ động cơ một chiều đơn giản dùng
Một số mạch khác điều khiển tốc độ động cơ 1 chiều dùng phương pháp PWM
So sánh xung tam giác để điều chế độ rộng xung
Mạch điều khiển tốc độ dùng NE
4. Vi mạch LM3524
-----------------------------------------
Keyword: download,bai tap lon,cac phuong phap,dieu khien,toc do,dong co,dien 1 chieu
Nhận xét
Đăng nhận xét