LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC

CácmạchđiềukhiểnđộngcơbướccơbảnPhần3ĐộngcơbướcdịchbởiĐoànHiệp• • • • • • Giớithiệu Độngcơbiếnthiêntừtrở Độngcơhỗnhợpvànamchâmvĩnhcửuđơncực Dẫnđộngtừtrởvàđơncựctrongthựctế ĐộngcơlưỡngcựcvàcầuH Mạchdẫnđộnglưỡngcựctrongthựctế GiớithiệuPhầnnàycủagiáotrìnhtrìnhbàyvềmạchdẫnđộngkhâucuốicủađộngcơ bước.Mạchnàytậptrungvàomộtmạchphátđơn,đóngngắtdòngđiệntrong cuộndâycủađộngcơ,đồngthờiđiềukhiểnchiềudòngđiện.Mạchđiệnđược nốitrựctiếpvớicuộndâyvàcấpnguồncủađộngcơ,mạchđượcđiềukhiểnbởi...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚCCácmạchđiềukhiểnđộngcơbướccơbảnPhần3ĐộngcơbướcdịchbởiĐoànHiệp • Giớithiệu • Độngcơbiếnthiêntừtrở • Độngcơhỗnhợpvànamchâmvĩnhcửuđơncực • Dẫnđộngtừtrởvàđơncựctrongthựctế • ĐộngcơlưỡngcựcvàcầuH • Mạchdẫnđộnglưỡngcựctrongthựctế GiớithiệuPhầnnàycủagiáotrìnhtrìnhbàyvềmạchdẫnđộngkhâucuốicủađộngcơbước.Mạchnàytậptrungvàomộtmạchphátđơn,đóngngắtdòngđiệntrongcuộndâycủađộngcơ,đồngthờiđiềukhiểnchiềudòngđiện.Mạchđiệnđượcnốitrựctiếpvớicuộndâyvàcấpnguồncủađộngcơ,mạchđượcđiềukhiểnbởimộthệthốngsốquyếtđịnhkhinàocôngtắcđónghayngắt.Phầnnàycũngnóiđếncácloạiđộngcơ,từmạchđiệncơbảnđiềukhiểnđộngcơbiến thiên từ trở đến mạch cầu H để điều khiển động cơ nam châm vĩnh cửulưỡngcực.Mỗiloạimạchdẫnđộngđượcminhhọabằngvídụcụthể,tuynhiênnhững ví dụ này không phải là một catalogđầyđủ các mạchđiều khiển có sẵntrên thị trường, những thông tin này cũng không phảiđể thay thế bảng dữ liệuvềchitiếtcủanhàsảnxuất.Phần này chỉđưa ra mạchđiều khiểnđơn giản nhất của từng loạiđộng cơ. Tấtcả các mạch đều được giả thiết rằng nguồn cung cấp một điện áp không vượtquáđiệnápngưỡngcủađộngcơ,điềunàygiớihạnhiệusuấtcủađộngcơ.Phầnkế tiếp ‐ mạch dẫn động có dòng giới hạn ‐ sẽ đề cập đến các mạch dẫn độnghiệusuấtcaotrongthựctế.ĐộngcơbiếntừtrởBộđiềukhiểnđiểnhìnhcủađộngcơbướcbiếntừtrởdựatheonguyêntắcnhưtrênHình3.1: 1Hình3.1 Trên Hình 3.1, các hộp ký hiệu cho công tắc, bộ điều khiển (controller ‐ khôngthểhiệntrênhình)chịutráchnhiệmcungcấptínhiệuđiềukhiểnđóngmởcôngtắc tại từng thời điểm thích hợp để quay động cơ. Trong nhiều trường hợp,chúngtaphảithiếtkếbộđiềukhiển,cóthểlàmộtmáytínhhoặcmộtmạchđiềukhiển giao tiếp lập trìnhđược, với phần mềm trực tiếp phát tín hiệuđiều khiểnđóng mở, nhưng trong một số trường hợp khác mạchđiều khiểnđược thiết kếkèmtheođộngcơ,vàđôikhiđượcchomiễnphí. Cuộn dây, lõi solenoid củađộng cơ hoặc các chi tiết tương tựđều là các tải cảmứng. Như vậy, dòngđiện qua cuộn dây không thểđóng ngắt tức thời mà khônglàmáptăngvọtđộtngột.Khicôngtắcđiềukhiểncuộndâyđóng,chodòngđiệnđiqua,làmdòngđiệntăngchậm.Khicôngtắcmở,sựtăngmạnhđiệnápcóthểlàmhưcôngtắctrừkhitabiếtcáchgiảiquyếtthíchhợp.Có hai cách cơ bảnđể xử lý sự tăngđiện áp này,đó là mắc song song với cuộndâymộtdiodhoặcmộttụđiện.Hình3.2minhhọahaicáchnày:Hình3.2 Diod trên Hình 3.2 phải có khả năng dẫn toàn bộ dòng điện qua cuộn dây,nhưng nó chỉ dẫn mỗi khi công tắc mở, khi dòngđiện không còn qua cuộn dây. 2Nếu ta sử dụng diod tác dụng tương đối chậm như họ 1N400X chung với cácmạchchuyểntácdụngnhanhthìcầnphảimắcsongsongvớidiodmộttụđiện.Tụđiện trên Hình 3.2 dẫnđến vấnđề thiết kế phức tạp hơn. Khi công tắcđóng,tụđiện sẽ xảđiện qua công tắc xuốngđất, dođó công tắc phải chịuđược dòngđiện xả này. Mộtđiện trở mắc nối tiếp với tụđiện hoặc với nguồn sẽ giới hạndòngđiện này. Khi công tắc mở, năng lượng tích trữ trong cuộn dây sẽ nạp vàotụđiện chođến khiđiện áp vượt quá áp cung cấp, và công tắc cũng phải chịuđượcđiện áp này.Để tínhđiện dung tụ, tađồng nhất hai công thức tính nănglượngtíchtrữtrongmạchcộnghưởng: P=CV2/2 P=LI2/2trongđó: P‐‐nănglượngtíchtrữ[Ws]hay[CV] C‐‐điệndung[F] V‐‐điệnáphaiđầutụ L‐‐độtựcảmcủacuộndây[H] I‐‐dòngđiệnquacuộndâyTa tính kích thước nhỏ nhất của tụđiệnđể tránh quá áp trên công tắc theo côngthức: C>LI2/(Vb‐Vs)2trongđó: Vb‐‐điệnápđánhthủngmạchchuyển Vs‐‐điệnápcungcấpĐộng cơ từ trở biến thiên cóđộ tự cảm thayđổi tùy thuộc vào góc c ...