Giáo trình hình thành chế độ ứng dụng điểu khiển tốc độ trong động cơ không đồng bộ p5

Tham khảo tài liệu giáo trình hình thành chế độ ứng dụng điểu khiển tốc độ trong động cơ không đồng bộ p5, kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình hình thành chế độ ứng dụng điểu khiển tốc độ trong động cơ không đồng bộ p5 - Một LM234 là IC khuyếch đại thuật toán trong nó bao gồm 4 mạch sosánh như Hình vẽ 3.3. Sử dụng để so sánh với giữa tín hiệu đặt ở đầu vào không đảo và tínhiệu đo được từ cảm biến đặt vào đầu đảo. Hình 3.3 IC khuyếch đại thuật toán LM234 41 Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến quang - Một IC74HC04 là IC gồm 4 cổng NOT mục đích của việc đưa thêmcổng NOT vào để tăng tính ổn định đồng thời thuận lợi cho việc đưa tín hiệuvào vi xử lí. Ngoài ra còn sử dụng một số các linh kiện khác như các biến trở dùngđể đặt các giá trị. Các điện trở dùng để hạn chế dòng và các đèn LED để báohiệu có tín hiệu hay không. 42 Trên sơ đồ Hình 3.4 có đưa ra ba đầu ra ứng với ba cảm biến. Do trongmô hình hệ thống thí nghiệm sấy có ba vị trí dùng quạt. Mỗi quạt có một cảmbiến để đo tốc độ của quạt, do đó cần ba đầu ra cảm biến. + Nguyên lý hoạt động Để sử dụng để đo được tốc độ quạt thì trên các quạt cần dán các tấmphản xạ có độ phản xạ tốt. Do tốc độ của quạt là tương đối cao vì thế mà tachỉ dán một tấm phản xạ. Đặt các đầu thu phát cách tấm phản xạ khoảng 5mmvà các cặp thu phát được đặt song song với nhau. Nguyên tắc thực hiện đo bằng việc so sánh hai điện áp vào hai đầu vàođảo (U-) và không đảo (U+) của mạch so sánh. Nếu U+>U- Thì đầu ra Ura sẽ cómức cao xấp xỉ bằng điện áp nguồn nuôi. Ngược lại đầu ra sẽ có mức thấp. Phần phát luôn luôn được cấp nguồn để phát ra tia hồng ngoại khi quạtquay sẽ kéo theo tấm phản xạ đó quay theo. Khi tấm phản xạ quay đến đốidiện phần phát thì tia hồng ngoại sẽ được phản xạ từ tấm phản xạ đến phầnthu. Lúc này do tính chất cấu tạo của phần thu khi có ánh sáng hồng ngoạichiếu vào điện trở của nó giảm xuống rất nhanh và sự giảm này phụ thuộc vàocường độ phản xạ của phần phát. Khi đó điểm nối đầu đảo của mạch so sánhsẽ gần như được nối đất U- ≈ 0V. Điện áp này sẽ được so sánh với điện áp đặtvào đầu không đảo của bộ so sánh đó. Giá trị điện áp đầu vào không đảo củamạch so sánh sẽ được đặt và điều chỉnh bởi các biến trở ở đây đặt U+ ≈ 2V.Lúc này U+ > U- nên ở đầu ra so sánh sẽ có một điện áp Ura ≈ 5V. Ngược lại, khi mà tấm phản xạ lệch khỏi vị trí đối diện với phần phátlúc này tia phản xạ lệch khỏi phần thu nên giá trị điện trở của phần thu gầnnhư bằng vô cùng. Vì vậy điện áp đặt vào đầu đảo của bộ so sánh sẽ xấp xỉbằng điện áp nguồn nuôi của nó U- ≈ 5V.Lúc này thì U+ < U- nên ở đầu ra sẽ có mức thấp Ura ≈ 0V. 43 Như vậy mỗi lần có tia phản xạ đi qua thì ở đầu ra mạch so sánh sẽ chora một xung điện áp có biên độ xấp xỉ 5V và tần số phụ thuộc vào tần số quạtđược tính theo công thức: f = p.N (3.5) Ở đây p = 1, N = 2800 vòng/phút → f = 2800 xung/phút. Vậy ứng với mỗi một xung là một vòng quay của động cơ. Nên việc đotốc độ động cơ bây giờ trở thành việc đếm số xung phát ra từ bộ cảm biếntheo quan hệ như công thức (3.5) Mặt khác số xung này sẽ được đếm bằng vi điều khiển mà hầu hết cácvi điều khiển khi hoạt động đều tích cực ở mức thấp. Nên ở đầu ra của cáccon so sánh đều được cho qua một cổng NOT.3.3 Cơ cấu điều chỉnh tốc độ Cơ cấu điều chỉnh tốc độ trong mạch ổn định tốc độ là bộ biến tầntrong đó gồm có mạch lực của bộ biến tần, mạch điều khiển và thiết bị cảmbiến. Mạch lực có tác dụng tạo ra được nguồn điện có các thông số như điệnáp và dòng điện thoả mãn với các thông số của động cơ và đặc biệt là có tầnsố thay đổi. Mạch điều khiển trong đó có bộ vi điều khiển và các thiết bị phụtrợ có tác dụng tạo ra tín hiệu điều khiển để đóng mở các Transitor theo một 44luật điều khiển đã được lập trình trong chương trình của vi điều khiển. Môhình toán học của bộ điều khiển này là cơ sở quan trọng để đi tới bài toán điềukhiển. Để xây dựng được mô hình toán học hệ thống ta có hai phương pháp:phương pháp lý thuyết và phương pháp thực nghiệm. Phương pháp lý thuyếtphải tính toán rất phức tạp, trên cơ sở đã có mô hình của hệ thống ta tiến hànhxây dựng của bộ điều khiển bằng phương pháp thực nghiệm.Thông tin hệ thống Hình 3.5 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm sấy Hoạt động của hệ thống: Không khí được đưa vào buồng sấy qua ốngdẫn 1 nhờ quạt I và được gia nhiệt và tạo ẩm đến một giá trị quy định sẵn. Sauđó không khí trong buồng trộn được thổi vào hai ống sấy II và III với một tốcđộ đặt trước nhờ điều khiển tốc độ của quạt gió.3.3.1 Hàm truyền của đối tượng điều khiểna) Phương pháp xây dựng hàm truyền cho đối tượng điều khiển 45 Để tổng hợp được bộ điều khiển, trước tiên chúng ta cần phải biết về đốitượng điều khiển, tức là cần phả ...