Các phương pháp điều khiển động cơ điện một chiều
Khi Udk có cực tính d−ơng thì ở chân 6 của bộ khuếch đại thuật toán có điện áp âm đặt vμo bazơ của T1 vμ T2 do T1 lμ loại npn vμ T2 lμ loại pnp do đó T1 khoá còn T2 dẫn. Khi T2 dẫn thì âm nguồn (-12V) qua R5, qua T2 ( lúc nμy dẫn) đặt vμo bazơ của T3 vμ T4. Cũng do T3 lμ loại npn, T4 lμ loại pnp do đó T3 bị khoá còn T4 dẫn. Do T2 vμ T4 dẫn nên có dòng điện đi từ 0 qua động cơ qua T4 rồi về âm nguồn (-12V) động cơ quay theo một chiều nhất định. Đây lμ sơ đồ mạch phản hồi âm điện áp.
Nguyên tắc giữ ổn định tốc độ nh− sau: Giả sử tốc độ động cơ giảm dòng điện Id tăng lμm điện áp tại đầu ra lμ UR giảm. Thông qua điện trở phản hồi Rf điện thế ở đầu vμo chân 2 của khuếch đại thuật toán tăng lên vì U2 = Udk - UR mμ Udk = cosnt nên UR giảm thì U2 tăng. Khi điện áp ở đầu vμo 2 của khuếch đại thuật toán tăng thì điện áp ở đầu ra 6 cũng tăng theo lμm cho UR tăng. UR tăng lμm cho tốc độ động cơ tăng lên.
Ng−ợc lại khi Udk có cực tính âm thì đầu ra 6 có điện áp d−ơng đặt vμo bazơ của T1 vμ T2. Lúc nμy T1 vμ T3 dẫn còn T2 va T4 khoá, do đó sẽ có dòng đi từ d−ơng nguồn (+12V) qua T3 qua động cơ rồi về 0 lμm cho động cơ quay theo chiều ng−ợc lại. Quá trình tự động giữ ổn định tốc độ động cơ giống nh− trên.
13 trang |
Chia sẻ: tlsuongmuoi | Lượt xem: 1922 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Các phương pháp điều khiển động cơ điện một chiều, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
Ch−¬ng 1
C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®éng c¬ mét
chiÒu
1.1 Kh¸i niÖm chung
§iÒu khiÓn tèc ®é lµ mét yªu cÇu cÇn thiÕt tÊt yÕu cña c¸c m¸y s¶n xuÊt. Ta biÕt r»ng
hÇu hÕt c¸c m¸y s¶n xuÊt ®ßi hái cã nhiÒu tèc ®é, tïy theo tõng c«ng viÖc, ®iÒu kiÖn lµm
viÖc mµ ta lùa chän c¸c tèc ®é kh¸c nhau ®Ó tèi −u ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Muèn cã ®−îc
c¸c tèc ®é kh¸c nhau trªn m¸y ta cã thÓ thay ®æi cÊu tróc c¬ häc cña m¸y nh− tØ sè truyÒn
hoÆc thay ®æi tèc ®é cña chÝnh ®éng c¬ truyÒn ®éng. ë ®©y chóng t«i chØ kh¶o s¸t theo
ph−¬ng ph¸p thay ®æi tèc ®é ®éng c¬ truyÒn ®éng.
Tèc ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ do ng−êi ®iÒu khiÓn quy ®Þnh ®−îc gäi lµ tèc ®é ®Æt. Trong
qu¸ tr×nh lµm viÖc, tèc ®é ®éng c¬ cã thÓ bÞ thay ®æi v× tèc ®é cña ®éng c¬ phô thuéc rÊt
nhiÒu vµo c¸c th«ng sè nguån, m¹ch vµ t¶i nªn khi c¸c th«ng sè thay ®æi th× tèc ®é cña
®éng c¬ sÏ bÞ thay ®æi theo. T×nh tr¹ng ®ã g©y ra sai sè vÒ tèc ®é vµ cã thÓ kh«ng cho phÐp.
§Ó kh¾c phôc ng−êi ta dïng nh÷ng ph−¬ng ph¸p æn ®Þnh tèc ®é.
§é æn ®Þnh tèc ®é cßn ¶nh h−ëng quan träng ®Õn gi¶i ®iÒu chØnh (ph¹m vi ®iÒu chØnh
tèc ®é) vµ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i cña ®éng c¬. §é æn ®Þnh cµng cao th× gi¶i ®iÒu chØnh cµng cã
kh¶ n¨ng më réng vµ m«men qu¸ t¶i cµng lín.
Cã rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ nh−:
• §iÒu chØnh tham sè.
• §iÒu chØnh ®iÖn ¸p nguån.
• §iÒu chØnh cÊu tróc s¬ ®å.
ë ®©y chóng t«i chØ ®Ò cËp ®Õn c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu.
1.2 CÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc, ph©n lo¹i vµ ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n cña
®éng c¬ mét chiÒu
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
1.2.1 CÊu t¹o
CÊu t¹o cña ®éng c¬ ®iÖn gåm stator, rotor vµ hÖ thèng chæi than - vµnh gãp. Stator bao
gåm vá m¸y, cùc tõ chÝnh, cùc tõ phô, d©y quÊn phÇn c¶m (d©y quÊn kÝch thÝch) gåm c¸c
bèi d©y ®Æt trong r·nh cña lâi s¾t. Sè l−îng cùc tõ chÝnh phô thuéc tèc ®é quay. §èi víi
®éng c¬ c«ng suÊt nhá ng−êi ta cã thÓ kÝch tõ b»ng nam ch©m vÜnh cöu.
R«tor (cßn gäi lµ phÇn øng) gåm c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ghÐp l¹i cã r·nh ®Ó ®Æt c¸c
phÇn tö cña d©y quÊn phÇn øng. §iÖn ¸p mét chiÒu ®−îc ®−a vµo phÇn øng qua hÖ thèng
chæi than - vµnh gãp. KÕt cÊu cña gi¸ ®ì chæi than cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh ¸p lùc tiÕp xóc
vµ tù ®éng duy tr× ¸p lùc tuú theo ®é mßn cña chæi than.
Chøc n¨ng cña chæi than - vµnh gãp lµ ®Ó ®−a ®iÖn ¸p mét chiÒu vµo cuén d©y phÇn øng
vµ ®æi chiÒu dßng ®iÖn trong cuén d©y phÇn øng. Sè l−îng chæi than b»ng sè l−îng cùc tõ (
mét nöa cã cùc tÝnh d−¬ng vµ mét nöa cã cùc tÝnh ©m).
1.2.2 Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu
Khi ®Æt lªn d©y quÊn kÝch tõ mét ®iÖn ¸p kÝch tõ Uk nµo ®ã th× trong d©y quÊn kÝch tõ sÏ
xuÊt hiÖn dßng kÝch tõ ik vµ do ®ã m¹ch tõ cña m¸y sÏ cã tõ th«ng Φ . TiÕp ®ã ®Æt mét gi¸
trÞ ®iÖn ¸p U lªn m¹ch phÇn øng th× trong d©y quÊn phÇn øng sÏ cã mét dßng ®iÖn i ch¹y
qua. T−¬ng t¸c gi÷a dßng ®iÖn phÇn øng vµ tõ th«ng kÝch thÝch t¹o thµnh m«men ®iÖn tõ.
Gi¸ trÞ cña m«men ®iÖn tõ ®−îc tÝnh nh− sau:
IkI
a2
n.p
m Φ=ΦΠ=
Trong ®ã c¸c p: sè ®«i cùc cña ®éng
n: sè thanh dÉn phÇn øng d−íi mét cùc tõ.
a: sè m¹ch nh¸nh song song cña d©y quÊn phÇn øng.
k: hÖ sè kÕt cÊu cña m¸y.
Vµ m«men ®iÖn tõ nµy kÐo cho phÇn øng quay quanh trôc.
1.2.3 Ph©n lo¹i ®éng c¬ mét chiÒu.
C¨n cø vµo ph−¬ng ph¸p kÝch tõ ng−êi ta chia ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ra c¸c lo¹i nh−
sau:
- §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ b»ng nam ch©m vÜnh cöu.
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
- §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp nghÜa lµ phÇn øng vµ phÇn kÝch tõ ®−îc
cung cÊp bëi hai nguån riªng rÏ.
H×nh 1.1
- §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp: cuén d©y kÝch thÝch ®−îc m¾c nèi tiÕp
víi phÇn øng.
- §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ song song: cuén d©y kÝch thÝch ®−îc m¾c song
song víi phÇn øng.
- §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ hçn hîp: gåm cã hai cuén d©y kÝch thÝch,
mét cuén m¾c nèi tiÕp víi phÇn øng, cuén cßn l¹i m¾c song song víi phÇn øng.
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
1.2.4 C¸c ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n cña m¸y ®iÖn mét chiÒu
§iÖn ¸p phÇn øng:
Søc ®iÖn ®éng phÇn øng: KE =
M«men phÇn øng:
C«ng suÊt ®iÖn tõ.
Tõ th«ng kÝch tõ:
Trong ®ã c¸c ®¹i l−îng:
t− I,I : lµ dßng ®iÖn phÇn øng vµ dßng ®iÖn kÝch tõ.
U: ®iÖn ¸p cña l−íi ®iÖn mét chiÒu.
E: Søc ®iÖn ®éng c¶m øng trong cuén d©y r«tor khi nã quay trong tõ tr−êng do cuén d©y
kÝch tõ t¹o ra.
−R : ®iÖn trë phÇn øng cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.
]Wb[Φ : tõ th«ng kÝch thÝch cña ®éng c¬.
]Nm[M : m«men phÇn øng cña ®éng c¬.
n(vßng/phót): tèc ®é quay cña ®éng c¬.
321 K,K,K : lµ c¸c h»ng sè tû lÖ.
1.3 C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu
Tõ ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n ta thÊy cã rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn
mét chiÒu.
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
ë ®©y chóng t«i chØ ®Ó cËp ®Õn c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét
chiÒu b»ng c¸ch ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng cña ®éng c¬ ®iÖn.
VÒ nguyªn t¾c, ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p
nguån cung cÊp cã thÓ sö dông cho c¸c ®éng c¬ mét chiÒu vµ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. Tuy
nhiªn trong thùc tÕ nã ®−îc sö dông chñ yÕu cho ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp.
§iÒu ®ã ®−îc rót ra tõ ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc
lËp.
( ) M.k
RR
k
U
2
−p−
Φ
+−Φ=ω
Trong ®ã:
R−vµ Rp− : lµ ®iÖn trë phÇn øng vµ ®iÖn trë phô m¾c nèi tiÕp trong phÇn øng.
k : lµ h»n
M : lµ m«
Φ : lµ tõ t
U : ®iÖn ¸
Tõ ph−¬ng tr×nh trªn ta thÊy khi R−, Rp−, M, k, Φ kh«ng ®æi, nÕu ta thay ®æi U th× tèc ®é
gãc ω cña ®éng c¬ sÏ thay ®æi.
1.3.1 §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ sö dông c¸c bé chØnh l−u b¸n dÉn
§Ó thùc hiÖn ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh nµy, cÇn ph¶i cã mét nguån cung cÊp mµ ®iÖn ¸p
cña nã cã thÓ thay ®æi ®−îc ®Ó cung cÊp cho phÇn øng cña ®éng c¬. C¸c nguån ®iÖn ¸p nµy
th−êng ®−îc t¹o ra bëi mét bé chØnh l−u b¸n dÉn cã ®iÒu khiÓn (Thysistor) hoÆc kh«ng cã
®iÒu khiÓn (®i«t).
§iÓu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng b»ng bé ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p vµ bé chØnh l−u ®i«t.
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
H×nh 1.5
§iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng b»ng bé chØnh l−u cã ®iÒu khiÓn.
H×nh 1.6
S¬ ®å 1.5 muèn thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt lªn phÇn øng ®éng c¬ ta ph¶i sö dông bé ®iÒu chØnh
®iÖn ¸p.
S¬ ®å 1.6 ®iÖn ¸p ®Æt lªn phÇn øng ®éng c¬ phô thuéc gãc më cña Thysistor cña bé
chØnh l−u cã ®iÒu khiÓn.
1.3.2 §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ khi sö dông thiÕt bÞ ®iÒu chØnh xung ¸p
Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh nµy lµ ®ãng ng¾t ®éng c¬ vµo nguån cung cÊp mét c¸ch cã chu
kú. Khi ®ãng ®éng c¬ vµo nguån cung cÊp, n¨ng l−îng ®−îc ®−a tõ nguån vµo ®éng c¬.
N¨ng l−îng nµy phÇn chñ yÕu ®−îc truyÒn qua trôc cña ®éng c¬, phÇn cßn l¹i ®−îc tÝch ë
d¹ng ®éng n¨ng vµ n¨ng l−îng ®iÖn tõ. Khi ng¾t ®éng c¬ ra khái nguån th× hÖ truyÒn ®éng
vÉn tiÕp tôc lµm viÖc nhê n¨ng l−îng tÝch luü ®ã.
S¬ ®å ®iÒu chØnh xung ¸p cña §CMC kÝch tõ ®éc lËp.
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
H×nh 1.7: S¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng cña bé ®iÒu chØnh xung ¸p.
H×nh 1.8: BiÓu ®å thêi gian ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn.
Trong hÖ thèng nµy nhê mét kho¸ chuyÓn ®æi K (cã thÓ lµ chuyÓn m¹ch c¬ khÝ hay
chuyÓn m¹ch ®iÖn tõ). Mµ phÇn øng ®éng c¬ ®−îc ®ãng, ng¾t mét c¸ch cã chu kú vµo
nguån ®iÖn mét chiÒu cã ®iÖn ¸p kh«ng ®æi. Trong kho¶ng thêi gian t1 kho¸ K ®ãng, ®éng
c¬ ®−îc cÊp nguån, nÕu bá qua sôt ¸p trªn kho¸ K th× Ut = U.
Trong kho¶ng thêi gian t2 kho¸ K ng¾t. Do ¶nh h−ëng cña c¸c ®iÖn c¶m phÝa mét
chiÒu (®iÖn c¶m phÇn øng ®éng c¬ vµ ®iÖn c¶m phÇn läc nÕu cã) dßng ®iÖn iu tiÕp tôc ch¶y
qua ®i«t D. §iÖn ¸p Ut ë giai ®o¹n nµy b»ng sôt ¸p thuËn trªn ®i«t nh−ng ng−îc dÊu Ut =
UD.
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
Tõ ®å thÞ h×nh 1.8 ta thÊy r»ng trÞ sè trung b×nh cña dßng ®iÖn trong phÇn øng itb quyÕt
®Þnh tèc ®é ®éng c¬. Do ®ã, ®Ó thay ®æi tèc ®é ®éng c¬ chØ cÇn thay ®æi trÞ sè cña dßng
®iÖn trung b×nh trong phÇn øng itb. §Ó thay ®æi dßng ®iÖn trung b×nh itb cã thÓ thay ®æi t1
hoÆc thay ®æi t2 hoÆc thay ®æi c¶ t1 vµ t2. NÕu gi÷ nguyªn chu k× ®ãng ng¾t cña kho¸ (Tck =
const) thay ®æi t1 th× ta cã ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh xung theo ®é réng. NÕu gi÷ nguyªn thêi
gian ®ãng kho¸ (t1= const) vµ thay ®æi t2 th× ta cã ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè xung.
Ph−¬ng ph¸p biÕn ®æi ®é réng xung ®−îc sö dông phæ biÕn h¬n v× nã cho ph¹m vi ®iÒu
chØnh réng h¬n. Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè xung cã s¬ ®å ®¬n gi¶n h¬n nh−ng ph¹m vi
®iÒu chØnh hÑp v× nÕu t¨ng t2 qu¸ lín th× Tck → ∞ nghÜa lµ vÒ thùc chÊt ý nghÜa ®iÒu chØnh
xung kh«ng cßn n÷a.
1.3.3 Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p mét chiÒu cã ®æi chiÒu quay
Khi ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu, ng−êi ta thùc hiÖn ®æi chiÒu quay cña nã
theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau. NÕu chiÒu cña dßng ®iÖn kÝch tõ cè ®Þnh ®Ó ®æi chiÒu quay cña
®éng c¬ ph¶i ®æi cùc tÝnh cña ®iÖn ¸p nguån ®Æt vµo phÇn øng. Còng cã thÓ gi÷ nguyªn
®iÖn ¸p cùc tÝnh phÇn øng nh−ng ®æi chiÒu dßng kÝch tõ.
S¬ ®å nguyªn lý thùc hiÖn ®¶o chiÒu ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp theo ph−¬ng
ph¸p thay ®æi cùc tÝnh ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng ®éng c¬.
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
H×nh 1.9
Trong ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn nµy c¸c cÆp van K1 vµ K3, K2 vµ K4 thay nhau ®ãng
ng¾t. Thùc hiÖn ®¶o chiÒu b»ng c¸ch : trong thêi gian t1 cho K1 vµ K3 ®ãng(K2 vµ K4 ng¾t)
®Çu A cña phÇn øng ®−îc nèi víi d−¬ng nguån, ®Çu B ®−îc nèi víi ©m nguån. Trong
kho¶ng thêi gian t2 cho K2 vµ K4 ®ãng (K1 vµ K3 ng¾t) th× ®Çu B cña phÇn øng ®−îc nèi
víi d−¬ng nguån cßn ®Çu A cña phÇn øng ®−îc nèi víi ©m nguån. Khi ®ã ®iÖn ¸p trung
b×nh trªn phÇn øng ®éng c¬ lµ:
ck
21
tb T
)tt(U
U
−=
§Æt: =
ck
1t
T
U t⇒
Nh− vËy ta thÊy b»ng c¸ch biÕn ®æi γ ( thùc chÊt lµ biÕn ®æi t1 vµ t2) ta thÊy kh«ng nh÷ng
biÕn ®æi ®−îc trÞ sè cña Utb mµ cßn thay ®æi ®−îc dÊu cña nã vµ nh− vËy ta ch¼ng nh÷ng
®iÒu chØnh ®−îc tèc ®é ®éng c¬ mµ cßn thùc hiÖn ®¶o chiÒu quay.
1.4 Mét sè ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tèc ®é dïng Transistor vµ Thyristor
1.4.1 Ph−¬ng ¸n ®iÒu khiÓn dïng Transistor
Khi ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ c«ng suÊt nhá vµ ®iÖn ¸p phÇn øng nhá ng−êi ta th−êng
dïng s¬ ®å ®iÒu khiÓn b»ng Transistor v× viÖc ®iÒu khiÓn Transistor rÊt dÔ dµng tiÖn lîi,
m¹ch ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n, ®é tin cËy cao, ®Æc biÖt khi sö dông ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn
xung.
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
1.4.1.1 Ph−¬ng ¸n ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu kh«ng ®¶o chiÒu
quay dïng Transistor.
H×nh 1.10: S¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu kh«ng ®¶o chiÒu
quay dïng Transistor
T1 ®ãng vai trß tÇng khuÕch ®¹i s¬ bé m¾c theo kiÓu Colletor chung (m¹ch lÆp Emitor)
T2 vµ T3 lµ tÇng khuÕch ®¹i c«ng suÊt m¾c theo kiÓu Darlington ®Ó cã c«ng suÊt ra lín.
Chøc n¨ng cña m¹ch do T2 quyÕt ®Þnh cßn T3 cã t¸c dông khuÕch ®¹i dßng ®iÖn ra.
Nguyªn lý ho¹t ®éng: khi cã xung cã ®iÒu khiÓn Uv ®−a vµo baz¬ cña T1 sÏ t¹o thiªn ¸p
cho T1 do ®ã T1 më. TÝn hiÖu ra trªn emitor cña T1 ®−a vµo baz¬ cña T2 lµm cho T2 vµ T3
lµm viÖc dÉn ®Õn ®iÖn ¸p phÇn øng cña ®éng c¬ ®−îc khuÕch ®¹i lªn. Xung ®iÒu khiÓn cã
thÓ thay ®æi b»ng c¸ch ®iÒu chØnh tÇn sè xung (®é réng xung) dÉn ®Õn Ube cña T1 thay ®æi
lµm cho Uce cña T1 thay ®æi theo, qua khuÕch ®¹i c«ng suÊt T2 vµ T3 lµm cho ®iÖn ¸p ®Æt
vµo phÇn øng cña ®éng c¬ mét chiÒu thay ®æi, do ®ã tèc ®é ®éng c¬ thay ®æi.
1.4.1.2 Ph−¬ng ¸n ®iÒu khiÓn cã ®¶o chiÒu quay
Nguyªn lý lµm viÖc:
ë chÕ ®é quay thuËn: Ng−êi ta ®−a xung ®iÒu khiÓn Udk1 vµo cùc baz¬ cña T1 vµ T4 lóc
nµy c¶ 2 Transistor T1 vµ T4 ®Òu më do ®ã cã dßng ®iÖn ®i tõ d−¬ng nguån qua T1 ®Õn
phÇn øng ®éng c¬ råi qua T4 vÒ ©m nguån, ®éng c¬ quay theo chiÒu thuËn.
Hµ Ngäc Th¾ng
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
H×nh 1.11: S¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu cã ®¶o chiÒu quay
ë chÕ ®é quay ng−îc: khi c¶ 4 Transistor ®Òu kho¸, ®Ó ®éng c¬ quay ng−îc l¹i ng−êi ta
®−a xung ®iÒu khiÓn Udk2 vµo cùc baz¬ cña T2 vµ T3 dÉn ®Õn c¶ hai Transistor T2 vµ T3
®Òu më, dßng ®iÖn ®i tõ d−¬ng nguån qua T2 ®Õn phÇn øng ®éng c¬ råi qua T3 vÒ ©m
nguån. §éng c¬ quay theo chiÒu ng−îc l¹i.
H×nh 1.12: S¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®¶o chiÒu ®éng c¬ dïng Transistor vµ khuÕch ®¹i thuËt
to¸n
H×nh 1.12 m« t¶ m¹ch ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu cã ®¶o chiÒu quay dïng
khuÕch ®¹i thuËt to¸n vµ ®Ìn b¸n dÉn c«ng suÊt.
M¹ch gåm 2 tÇng khuÕch ®¹i.
• TÇng 1 lµ tÇng khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p ®Çu vµo sö dông bé khuÕch ®¹i thuËt
to¸n 741.
• TÇng 2 lµ tÇng khuÕch ®¹i c«ng suÊt dïng T1, T2, T3, T4 ghÐp kiÓu
Darlington. §iÖn ¸p cung cÊp cho tÇng khuÕch ®¹i c«ng suÊt lµ 12± V. M¹ch ph¶n håi ©m
®−îc b¸o tõ ®Çu ra cuèi cïng cña khuÕch ®¹i thuËt to¸n. D1, D2 lµ 2 ®i«t æn ®Þnh ®iÖn ¸p
cho khuÕch ®¹i thuËt to¸n. Tô C1vµ C2 cïng víi R10 cã t¸c dông läc thµnh phÇn xoay
chiÒu do ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t ph¸t ra khi ta ®æi chiÒu quay. Rf lµ ®iÖn trë
m¹ch ph¶n håi.
Nguyªn lý ho¹t ®éng:
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
Khi Udk cã cùc tÝnh d−¬ng th× ë ch©n 6 cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n cã ®iÖn ¸p ©m ®Æt
vµo baz¬ cña T1 vµ T2 do T1 lµ lo¹i npn vµ T2 lµ lo¹i pnp do ®ã T1 kho¸ cßn T2 dÉn. Khi
T2 dÉn th× ©m nguån (-12V) qua R5, qua T2 ( lóc nµy dÉn) ®Æt vµo baz¬ cña T3 vµ T4.
Còng do T3 lµ lo¹i npn, T4 lµ lo¹i pnp do ®ã T3 bÞ kho¸ cßn T4 dÉn. Do T2 vµ T4 dÉn nªn
cã dßng ®iÖn ®i tõ 0 qua ®éng c¬ qua T4 råi vÒ ©m nguån (-12V) ®éng c¬ quay theo mét
chiÒu nhÊt ®Þnh. §©y lµ s¬ ®å m¹ch ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p.
Nguyªn t¾c gi÷ æn ®Þnh tèc ®é nh− sau: Gi¶ sö tèc ®é ®éng c¬ gi¶m dßng ®iÖn Id t¨ng
lµm ®iÖn ¸p t¹i ®Çu ra lµ UR gi¶m. Th«ng qua ®iÖn trë ph¶n håi Rf ®iÖn thÕ ë ®Çu vµo ch©n 2
cña khuÕch ®¹i thuËt to¸n t¨ng lªn v× U2 = Udk - UR mµ Udk = cosnt nªn UR gi¶m th× U2 t¨ng.
Khi ®iÖn ¸p ë ®Çu vµo 2 cña khuÕch ®¹i thuËt to¸n t¨ng th× ®iÖn ¸p ë ®Çu ra 6 còng t¨ng
theo lµm cho UR t¨ng. UR t¨ng lµm cho tèc ®é ®éng c¬ t¨ng lªn.
Ng−îc l¹i khi Udk cã cùc tÝnh ©m th× ®Çu ra 6 cã ®iÖn ¸p d−¬ng ®Æt vµo baz¬ cña T1 vµ
T2. Lóc nµy T1 vµ T3 dÉn cßn T2 va T4 kho¸, do ®ã sÏ cã dßng ®i tõ d−¬ng nguån (+12V)
qua T3 qua ®éng c¬ råi vÒ 0 lµm cho ®éng c¬ quay theo chiÒu ng−îc l¹i. Qu¸ tr×nh tù ®éng
gi÷ æn ®Þnh tèc ®é ®éng c¬ gièng nh− trªn.
1.4.2 Ph−¬ng ¸n ®iÒu chØnh dïng Thyristor
Khi ®iÒu khiÓn ®éng c¬ cã c«ng suÊt lín vµ ®iÖn ¸p phÇn øng cao ng−êi ta còng cã thÓ
dïng Transistor nh−ng ph¶i sö dông c¸c Transistor ®Æc biÖt cã thÓ dïng víi ®iÖn ¸p cao vµ
dßng ®iÖn lín. Tuy nhiªn ph−¬ng ¸n dïng Thyristor bÞ h¹n chÕ v× gi¸ thµnh linh kiÖn rÊt
®¾t. Khi ®iÒu khiÓn ®éng c¬ cã ®iÖn ¸p phÇn øng lín lóc ®ã dïng Transistor lµ kh«ng hîp lý
ta ph¶i sö dông ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn dïng Thyristor.
S¬ ®å ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp quay theo mét chiÒu cè ®Þnh
dïng ®i«t vµ Thyristor.
Nguyenvanbientbd47@gmail.com
Hµ Ngäc Th¾ng
H×nh1.13 - S¬ ®å ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu dïng ®i«t vµ Thyristor
Trong ®ã:
D1, D2, D3, D4 lµm thµnh m¹ch chØnh l−u hai nöa chu k×.
L vµ D5 cã t¸c dông san b»ng dßng ®iÖn.
Thyristor T cã t¸c dông ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ra cña bé chØnh l−u.