Chương 2: Các phương pháp và sơ đồ ghép nối vi xử lý - Máy tính để điều khiển động cơ điện 1 chiều

Tài liệu "Chương 2: Các phương pháp và sơ đồ ghép nối vi xử lý - Máy tính để điều khiển động cơ điện 1 chiều" giúp bạn nắm bắt phương pháp điều khiển xung Transistor, nguyên lý hoạt động của mạch, phương pháp điều khiển động cơ 1 chiều bằng máy tính và bộ biến đổi Transistor.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 2: Các phương pháp và sơ đồ ghép nối vi xử lý - Máy tính để điều khiển động cơ điện 1 chiều Nguyenvanbientbd47@gmail.com Ch−¬ng 2c¸c ph−¬ng ph¸p vµ s¬ ®å ghÐp nèi vi xö lý - m¸y tÝnh ®Ó ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu HiÖn nay do c«ng nghÖ m¹ch tæ hîp ph¸t triÓn m¹nh mÏ nªn gi¸ thµnh c¸c thiÕt bÞ IC rÊt h¹. Trong c«ng nghiÖp kü thuËt ®iÒu khiÓn sè ®−îc ¸p dông mét c¸ch rÊt réng r·i. ë møc ®é ®¬n gi¶n, cã thÓ thùc hiÖn bé ®iÒu khiÓn b»ng c¸c IC rêi r¹c cì nhá. ë møc ®é trung b×nh cã thÓ sö dông c¸c µP vµ c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi ®¬n gi¶n. ë nh÷ng m¸y mãc vµ hÖ thèng phøc t¹p yªu cÇu ®Æc tÝnh kü thuËt cao cã thÓ sö dông microcomputer. C¸c hÖ vi xö lý trong c«ng nghiÖp tr−íc n¨m 1976 th−êng sö dông lo¹i 4 bit nh− 4004, 4040. Kho¶ng tõ nh÷ng n¨m 1977 ®Õn 1985 trªn thÞ tr−êng kh¸ phæ biÕn lo¹i 8 bÝt nh− 8080, 8085, Z80... HiÖn nay c¸c hÖ thèng yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cao ng−êi ta th−êng sö dông c¸c hÖ vi xö lý 16 bits hoÆc 32 bits.Ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn xung Transistor H×nh2.1: S¬ ®å nguyªn lý ghÐp nèi m¸y tÝnh ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ Trong ®ã: Sinh viªn: Hµ Ngäc Th¾ng Líp: §KT§ 2 – K42 Nguyenvanbientbd47@gmail.comK§CS: bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt.§C: ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.FT : m¸y ph¸t tèc.CL : m¹ch chØnh l−u ®iÖn ¸p cho m¸y ph¸t tèc.M¸y tÝnh ngoµi chøc n¨ng lµm bé so s¸nh, t¹o ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn tèc®é vµ ®Þnh chiÒu quay cho ®éng c¬ cßn lµm chøc n¨ng cña bé biÕn ®æi tÝnhiÖu ®iÒu khiÓn. TÝn hiÖu ra cña bé DAC lµ c¸c xung vu«ng cã ®é réng thay®æi T = f(E). víi E lµ sai lÖch gi÷a gi¸ trÞ thùc vµ gi¸ trÞ ®Æt. Bé khuÕch ®¹ic«ng suÊt chØ ®¬n thuÇn lµm nhiÖm vô phèi hîp t¶i, cung cÊp dßng ®iÖn ®Ó®éng c¬ lµm viÖc. Sinh viªn: Hµ Ngäc Th¾ng Líp: §KT§ 2 – K42 Nguyenvanbientbd47@gmail.comSinh viªn: Hµ Ngäc Th¾ng Líp: §KT§ 2 – K42 Nguyenvanbientbd47@gmail.comSinh viªn: Hµ Ngäc Th¾ng Líp: §KT§ 2 – K42 Nguyenvanbientbd47@gmail.comNguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch.KhuÕch ®¹i thuËt to¸n lµm nhiÖm vô cña bé phËn kªnh. Khi ®Çu vµo (-) cãtÝn hiÖu U1> 0 cßn U2 = 0 th× ®Çu ra khuÕch ®¹i thuËt to¸n b·o hoµ ©m. ThÕ©m ®Æt vµo c¸c ch©n baz¬ cña Transistor T1 vµ T3 do ®ã T3 ph©n cùc thuËnnªn dÉn cßn T1 ph©n cùc ng−îc nªn kho¸. T3 dÉn nªn T4 dÉn vµ ®éng c¬quay theo chiÒu thuËn. Khi U1 = 0 vµ U2 > 0 th× ®Çu ra khuÕch ®¹i thuËtto¸n b·o hoµ d−¬ng lµm cho Transistor T1 vµ T2 dÉn lµm cho ®éng c¬ sÏquay theo chiÒu ng−îc.Cuén d©y L vµ tô C dïng ®Ó san b»ng ®iÖn ¸p ra cña ®éng c¬ khi ®¶o chiÒuquay. HiÖn t−îng nµy ®−îc gi¶i thÝch nh− sau: ta biÕt r»ng m¸y ®iÖn métchiÒu cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬ hoÆc chÕ ®é m¸y ph¸t. Khi ta ®Æt®iÖn ¸p kÝch tõ hay ®iÖn ¸p phÇn øng cho m¸y ®iÖn th× sÏ sinh ra trong m¸y®iÖn mét m«men lµm quay rotor vµ m¸y ®iÖn mét chiÒu lµm viÖc ë chÕ ®é®éng c¬. Ng−îc l¹i khi quay rotor cña m¸y ®iÖn mét chiÒu vµ ®Æt ®iÖn ¸pkÝch tõ cho nã lóc nµy m¸y ®iÖn mét chiÒu lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t. Khita ®¶o chiÒu quay cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu, lóc ®ã ta kh«ng ®Æt ®iÖn ¸pvµo phÇn øng ®éng c¬ n÷a (Uu = 0) nh−ng ®éng c¬ vÉn quay theo qu¸n tÝnhvÉn cã kÝch tõ do vËy ë phÇn øng ®éng c¬ ta cã mét søc ®iÖn ®éng vµ ®éngc¬ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t. §é lín cña søc ®iÖn ®éng nµy phô thuéc vµotèc ®é ®éng c¬ lóc ®¶o chiÒu. E(t ) = C c .n(t )Søc ®iÖn ®éng nµy gi¶m dÇn theo thêi gian v× tèc ®é n(t) sÏ gi¶m dÇn. Do®ã ®Ó b¶o vÖ c¸c Transistor T2 vµ T4 ta m¾c thªm D7 vµ D8 nèi gi÷a colectorvµ emitor cña c¸c Transistor nµy. Khi ®éng c¬ quay thuËn mµ ta ®¶o chiÒuquay th× thÕ ϕA >Vcc vµ D7 th«ng, tiÕp gi¸p C - E cña Transistor T4 kh«ngph¶i chÞu ®iÖn ¸p ng−îc : Sinh viªn: Hµ Ngäc Th¾ng Líp: §KT§ 2 – K42 Nguyenvanbientbd47@gmail.com U ng = Vcc + E ( t ) U ng = Vcc + 0,7V mµ chØ lµ : M¸y ph¸t tèc vµ ®éng c¬ cã trôc g¾n trùc tiÕp víi nhau. §iÖn ¸p phÇn øng cña m¸y ph¸t tèc ph¶n ¸nh tèc ®é thùc tÕ cña ®éng c¬. §iÖn ¸p nµy ®−îc chØnh l−u b»ng cÇu ®i«t D1 ÷ D4 ®Ó ®−a vµ ADC. Ph¶i dïng cÇu chØnh l−u bëi v× ®éng c¬ quay thuËn nghÞch nªn ®iÖn ¸p ë m¸y ph¸t tèc sÏ lóc d−¬ng lóc ©m tuú theo chiÒu quay cña ®éng c¬ mµ ADC chØ chÞu ®iÖn ¸p analog ®−a vµo lµ lín h¬n 0 do vËy ph¶i dïng cÇu chØnh l−u ®Ó ®¶m b¶o ®iÖn ¸p vµo ADC lµ lu«n d−¬ng. M¸y ph¸t tèc chÝnh lµ ®−êng ph¶n håi tèc ®é cña hÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ . Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn ®éng c¬ trong m¸y tÝnh sÏ tÝnh ra sai lÖch E vµ l−îng ®iÒu khiÓn U = f (E), sau ®ã l−îng ®iÒu khiÓn sÏ ®Õn mét ch−¬ng tr×nh biÕn l−îng ®iÒu khiÓn U thµnh xung vu«ng cã ®é réng thay ®æi cßn biªn ®é vµ tÇn sè lµ h»ng sè. §©y chÝnh lµ ph−¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®é réng xung vu«ng. NÕu sai lÖch lín th× l−îng ®iÒu chØnh U còng lín vµ do ®ã ®é réng cña xung vu«ng còng lín. Gi¶ sö ta ®ang cho ®éng c¬ quay ng−îc ë cña ...