Báo cáo khoa học: Xây dựng giao diện giám sát và điều khiển hệ điều khiển vị trí sử dụng động cơ servo không đồng bộ ba pha

Tóm tắt: Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu, phân tích, đánh giá hệ điều khiển vị trí servo - động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc, và kết quả xây dựng giao diện giám sát và điều khiển vị trí sử dụng Chip công nghệ PSoC và Visual Basic. Giao diện này giúp cho việc vận hành đơn giản, thuận tiện, có thể sử dụng trong công nghiệp hoặc làm mô hình thí nghiệm phục vụ cho công tác nghiên cứu và giảng dạy. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "Xây dựng giao diện giám sát và điều khiển hệ điều khiển vị trí sử dụng động cơ servo không đồng bộ ba pha" X©y dùng giao diÖn gi¸m s¸t vµ ®iÒu khiÓn hÖ ®iÒu khiÓn vÞ trÝ sö dông ®éng c¬ servo kh«ng ®ång bé ba pha ths. vò xu©n hïng Bé m«n Trang bÞ ®iÖn - §iÖn tö Tr−êng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i Tãm t¾t: Bμi b¸o nμy tr×nh bμy kÕt qu¶ nghiªn cøu, ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ hÖ ®iÒu khiÓn vÞ trÝ servo - ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to lång sãc, vμ kÕt qu¶ x©y dùng giao diÖn gi¸m s¸t vμ ®iÒu khiÓn vÞ trÝ sö dông Chip c«ng nghÖ PSoC vμ Visual Basic. Giao diÖn nμy gióp cho viÖc vËn hμnh ®¬n gi¶n, thuËn tiÖn, cã thÓ sö dông trong c«ng nghiÖp hoÆc lμm m« h×nh thÝ nghiÖm phôc vô cho c«ng t¸c nghiªn cøu vμ gi¶ng d¹y. Summary: This paper presents the result of researches, analyses of the position control system using servo three phases induction motor and building interface to supervise and control position using chip PSoC technology and Visual Basic. The interface helps to operate the position system more easily and effectively. It can be used on industry or as an experiment model for studying and training in the school. I. Giíi thiÖu chung HiÖn nay hÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®iÒu khiÓn vÞ trÝ ®−îc sö dông nhiÒu trong c«ng nghiÖp vµ giao th«ng vËn t¶i, c¸c øng dông ®iÓn h×nh cã thÓ kÓ ra nh−: truyÒn ®éng tay m¸y, ng−êi m¸y;CT 2 c¬ cÊu ¨n dao vµ c¾t gät kim lo¹i; quay ch¶o ¨ngten, kÝnh viÔn väng; bé ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p (OLTC) cña m¸y biÕn ¸p ph©n phèi; C¬ cÊu d¶i d©y trong m¸y CNC quÊn d©y; hÖ thèng ®iÒu chØnh phun nhiªn liÖu trªn «t«, tÇu háa v.v... C¸c hÖ ®iÒu truyÒn ®éng ®iÖn ®iÒu khiÓn vÞ trÝ cã thÓ lùa chän ph−¬ng ¸n dïng ®éng c¬ b−íc, ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu, ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha v.v... Tïy theo t¶i mµ c«ng suÊt ®éng c¬ tõ vµi watt cho ®Õn hµng tr¨m kW. ViÖc lùa chän ph−¬ng ¸n nµo cßn tïy thuéc vµo tõng øng dông cô thÓ. §èi víi hÖ ®iÒu khiÓn vÞ trÝ dïng ®éng c¬ b−íc cã gi¸ thµnh rÎ, phÇn ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n, cã thÓ kh«ng cÇn ph¶n håi, nh−ng tèc ®é chËm, sai sè vÞ trÞ lín vµ phô thuéc vµo cÊu t¹o ®éng c¬ b−íc. Víi hÖ servo sö dông ®éng c¬ mét chiÒu cã ®é chÝnh x¸c cao nh−ng cã mét nh−îc ®iÓm lín ®ã lµ sinh ra tia löa ®iÖn do tiÕp xóc gi÷a chæi than vµ vµnh gãp, g©y nhiÔu ®iÖn tõ vµ lµm gi¶m tuæi thä, ®é tin cËy cña hÖ truyÒn ®éng ®iÖn. Ngoµi ra cßn cã hÖ ®iÒu khiÓn vÞ trÝ sö dông ®éng c¬ mét chiÒu kh«ng chæi than (Brushless DC motor) tuy nhiªn gi¸ thµnh cao, chñ yÕu dïng cho vïng c«ng suÊt bÐ vµ trung b×nh. HiÖn nay víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña vi ®iÒu khiÓn, vi xö lý tÝn hiÖu cho phÐp ®iÒu khiÓn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé víi chÊt l−îng ®iÒu khiÓn tèt, ®é chÝnh x¸c cao, d¶i ®iÒu chØnh réng, c«ng suÊt lín v.v... DÉn tíi xu thÕ hiÖn nay lµ dÇn thay hÖ ®iÒu khiÓn vÞ trÝ sö dông ®éng c¬ mét chiÒu b»ng hÖ sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to lång sãc (§C K§B). HÖ ®iÒu khiÓnvÞ trÝ servo - §C K§B ba pha thùc chÊt lµ hÖ biÕn tÇn - §C K§B cã thªm bé ®iÒu chØnh vÞ trÝ vµmét c¬ cÊu khãa trôc ®éng c¬ khi ®øng yªn, ®¶m b¶o trôc ®éng c¬ kh«ng bÞ tr−ît. ThuËt to¸n®iÒu khiÓn cña hÖ nµy phøc t¹p, ®ßi hái vi ®iÒu khiÓn ph¶i tÝnh to¸n nhanh, chÝnh x¸c nªn gi¸thµnh cao. Bï l¹i, §C K§B lµm viÖc tin cËy, ch¾c ch¾n Ýt ph¶i b¶o d−ìng vµ kh«ng cã tia löa®iÖn (so víi hÖ sö dông ®éng c¬ mét chiÒu). Trong bµi b¸o nµy chóng t«i sÏ giíi thiÖu, ph©n tÝch nguyªn lý hÖ ®iÒu khiÓn vÞ trÝ servo -®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to lång sãc; vµ kÕt qu¶ x©y dùng giao diÖn gi¸m s¸t vµ ®iÒukhiÓn vÞ trÝ sö dông Chip c«ng nghÖ PSoC (Programmable System on Chip) vµ Visual Basic.Giao diÖn nµy gióp cho viÖc vËn hµnh ®¬n gi¶n, thuËn tiÖn, vµ cã thÓ sö dông trong c«ng nghiÖphoÆc lµm m« h×nh thÝ nghiÖm phôc vô cho c«ng t¸c nghiªn cøu vµ gi¶ng d¹y.II. C¸c bé phËn c¬ b¶n cñahÖ Servo - §C K§B HÖ Servo - §C K§B gåm cãhai phÇn chÝnh: §éng c¬ chÊphµnh Servo vµ phÇn ®iÒu khiÓn. §éng c¬ chÊp hµnh Servogåm cã: §éng c¬ kh«ng ®ång béba pha r«to lång sãc, phanh h·m®iÖn tõ, vµ m¸y ®o tèc ®éEncoder. §éng c¬ servo lµ §CK§B r«to lång sãc ®Çu trôc cã g¾n CT 2mét bé ®o tèc ®é Encoder. Ngoµibé ®iÒu khiÓn, th× sè xung ph¸t racña Encoder trong mét vßng ne(xung/vßng) quay quyÕt ®Þnh ®é H×nh 1. Minh häa mét hÖ ®iÒu khiÓn vÞ trÝ sö dông ®éng c¬ servochÝnh x¸c cña hÖ ®iÒu khiÓn vÞ trÝ.§Ó ®¶m b¶o trôc ®éng c¬ vµ c¬ cÊu truyÒn ®éng kh«ng ®−îc tù quay ng−êi ta g¾n thªm mét c¬cÊu vµo trôc ®Ó khãa t ...