Báo cáo nghiên cứu khoa học: ỨNG DỤNG XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ (DSP) ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Với sự phát triển ngày càng cao của kỹ thuật vi xử lý và máy tính, hệ truyền động điều khiển số ngày càng được ứng dụng rộng rãi và dần thay thế cho hệ truyền động điều khiển tương tự. Hệ điều khiển số có ưu điểm gọn nhẹ, làm việc an toàn, tin cậy, độ chính xác cao, xử lý nhiều dữ liệu của hệ thống một cách đồng thời, nhanh chóng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " ỨNG DỤNG XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ (DSP) ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(35).2009 ỨNG DỤNG XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ (DSP) ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU THE APPLICATION OF THE DIGITAL SIGNAL PROCESSOR TO THE CONTROL OF THE DC ELECTRIC MOTOR SPEED Võ Như Tiến Phan Điền Trường Cao đẳng Nghề Qui Nhơn Trường Cao đẳng Công nghệ, Đại học Đà Nẵng TÓM T ẮT Với sự phát triển ngày càng cao của kỹ thuật vi xử lý và máy tính, hệ truyền động điều khiển số ngày càng được ứng dụng rộng rãi và dần thay thế cho hệ truyền động điều khiển tương tự. Hệ điều khiển số có ưu điểm gọn nhẹ, làm việc an toà n, tin cậy, độ chính xác cao, xử lý nhiều dữ liệu của hệ thống một cách đồng thời, nhanh chóng. Bài báo trình bày phương pháp điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều bằng cách sử dụng bộ xử tín hiệu số DSP (Digital Signal Processor). Việc dùng bộ điều khiển số có thể cho phép thay đổi và khống chế các thông số một cách linh hoạt, dễ dàng và thuận tiện cho việc giám sát các tín hiệu bởi các thiết bị hiển thị số hoặc máy tính. ABSTRACT W ith higher and higher development of micro-processing techniques and the computer, the driver system that applies the digital control system is widely used and gradually replaces the old system using the analog control system. The digital control system has the advantage of being simple, safe, reliable and accurate and it can deal with various data of the system rapidly and simultaneously. This article presents the method that controls the DC motor speed by using the Digital Signal Processor. It can adjust and restrain parameters properly; therefore, the supervision of the signals on digital display equipment or the computer becomes easier and more convenient. 1. Giới thiệu Ngày nay, với sự hội nhập quốc tế, sự cạnh tranh của nền kinh tế toàn cầu ngày càng cao, đòi hỏi doanh nghiệp phải không ngừng cải tiến công nghệ để nâng cao hiệu quả sản xuất. Trước những thách thức đó, các hệ truyền động luôn đóng một vai trò rất quan trọng, chúng là động lực chính quyết định năng suất và chất lượng sản phẩm. Vì vậy, việc nghiên cứu tìm giải pháp để cải thiện chất lượng các hệ truyền động là hết sức cần thiết. Động cơ điện, một trong những bộ phận quan trọng của các hệ truyền động cũng luôn được quan tâm và cải tiến. Hiện nay, có rất nhiều loại động cơ được sử dụng trong công nghi p, mỗi loại có những ưu nhược điểm riêng và được ứng dụng trong ệ những lĩnh vực nhất định. Với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật vi tính, đặc biệt là kỹ thuật xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processor) đã cho phép giải quyết các thuật toán phức tạp điều 61 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(35).2009 khiển động cơ điện, trong điều kiện thời gian thực với chất l ượng điều khiển có độ chính xác, độ tin cậy cao, xử lý nhiều dữ liệu của hệ thống một cách đồng thời, nhanh chóng. Ngoài ra hệ thống số còn có thể ghép nối với máy tính, thuận tiện cho việc điều khiển và có thể điều khiển nhiều kênh đồng thời, truyền và giữ tin được lâu. Do vậy, hệ truyền động điện điều khiển số ngày càng được ứng dụng rộng rãi. 2. Phương trình động học của động cơ điện một chiều kích từ độc lập Giá trị của mômen điện từ được xác định: pN Mm = ΦI A = k M ΦI A (1) 2πa p.N kM = trong đó: - hằng số mômen, 2πa p - số đôi cực từ của động cơ; N - tổng số thanh dẫn của dây quấn phần ứng; a - số đôi mạch nhánh song song của dây quấn phần ứng; Hình 1. Sơ đồ nguyên lý động cơ một chiều kích từ độc lập Khi phần ứng quay, dây quấn phần ứng quét qua từ thông trong máy, làm cảm ứng trên dây quấn phần ứng một sức điện động E A có giá trị được xác định: pN Φω ; ω - tốc độ góc của rôto EA = (2) 2πa Phương trình cân bằng điện áp phần ứng: U A = E A + RA I A ; R A – điện trở mạch phần ứng động cơ (3) U A − RA I A ω= Trong chế độ xác lập, tốc độ góc của rô to : (4) kM Φ di A Điện áp phần ứng: u A = e A + R A i A + L A dt e A = k M Φω Sức điện động cảm ứng: (5) 62 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(35).2009 dω 1 = (mM − mT ) Tốc độ quay: (6) dt J mM = k M Φi A Mômen quay: (7) Từ các phương trình động học cơ bản của động cơ ở trên, ta xây dựng được cấu trúc điều khiển của động cơ điện một chiều như hình 2. mT ...