tn truyen dong tu dong

Phòng thí nghiệm ĐTCS và TĐ Truyền động điện - Tự động

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

BÀI 1: GIỚI THIỆU VỀ BOARD MẠCH ĐIỀU KHIỂN MOTOR VÀ GENERATOR

1.1. MỤC ĐÍCH BÀI HỌC

Sau khi hoàn thành bài này, bạn có thể định vị, mô tả hoạt động các khối mạch và các thành

phần khác nhau trên board mạch. Bạn có thể giải thích các chức năng cơ bản trên board mạch.

1.2. THẢO LUẬN NGUYÊN LÝ

Mọi động cơ hoạt động trên nguyên lý từ như sau: các cực trái dấu hút nhau và các cực

cùng dấu đẩy nhau (Hình 1.1). Các nguyên lý này được dùng để tạo ra chuyển động quay

Hình 1.1

Có nhiều loại động cơ dc. Động cơ dc được định nghĩa dựa vào từ trường được sử dụng.

Động cơ DC trên board mạch này là loại nam châm vĩnh cửu vì từ trường là nam châm vĩnh

cửu. Phần ứng trong tất cả các động cơ DC là điện từ.

Các động cơ DC khác là trường điện từ. Có 3 cấu hình động cơ DC cơ bản với trường điện

từ: nối tiếp, shunt, phức hợp (Hình 1.2). Mỗi loại có đặc điểm tốc độ và moment xoắn khác nhau.

Hình 1.2

• Động cơ nối tiếp có cuộn dây quấn nối tiếp với phần ứng. Nó có moment xoắn ban đầu tốt

nhưng khoảng điều chỉnh tốc độ theo tải kém.

• Động cơ shunt có cuộn dây quấn nối shunt hoặc nối song song với phần ứng. Nó có

moment xoắn ban đầu nhỏ nhưng khoảng điều chỉnh tốc độ theo tải thay đổi tốt.

• Động cơ phức hợp có cuộn dây quấn mắc nối tiếp với phần ứng và cuộn dây quấn mắc

shunt với phần ứng. Nó mang đặc điểm của hai cấu hình: moment xoắn ban đầu động cơ

shunt và khoảng điều chỉnh tốc độ tốt hơn động cơ nối tiếp.

Động cơ đồng bộ AC tương tự với động cơ dc nam châm vĩnh cửu quay từ trong ra ngoài.

Rotor là một nam châm vĩnh cửu và trường là điện từ (Hình 1.3).

Động cơ đồng bộ AC là động cơ 2 pha, có hai cuộn dây quấn cần hai tín hiệu lệch pha 90°.

1/8


Hình 1.3

Tốc độ động cơ được xác định dựa trên số cực từ trên stator và tần số tín hiệu vào.

Động cơ bước rất giống với động cơ đồng bộ AC. Nó cũng có hai cuộn dây quấn và một

rotor nam châm vĩnh cửu. Tuy nhiên, nó được thiết kế để hoạt động bằng điện áp đảo cực liên tục

trên mỗi cuộn dây, mỗi cuộn dây một lần. Động cơ mất một bước mỗi khi đảo điện áp trên cuộn

dây quấn. Lượng dịch pha ở mỗi bước rất nhỏ. điều này khiến động cơ bước rất hữu ích cho các

ứng dụng xác định vị trí.

Trên giá động cơ có ba loại động cơ khác nhau. Board mạch MOTORS AND

GENERATORS có năm khối cơ bản (Hình 1.4).

Hình 1.4

1. Khối mạch DC MOTOR CIRCUITS:

- Chứa mạch định vị và điều khiển tốc độ cho động cơ DC.

2. Khối TACH cung cấp điện áp DC tỷ lệ tốc độ động cơ trong thực hành điều khiển tốc độ.

3. Khối AC MOTOR:

- Mạch điều khiển tốc độ AC MOTOR là bộ dao động sóng vuông có tần số thay đổi dùng

trong điều khiển tốc độ của động cơ đồng bộ AC. Tốc độ của động cơ đồng bộ AC được

xác định bởi tần số của tín hiệu lái nó.

- Ngõ ra mạch dao động được nối với jack cắm AC MOTOR bên cạnh jack cắm INPUT ở

khối PHASE SHIFTER. Bộ dịch pha này tạo hai tín hiệu lệch pha 90° cho động cơ AC.

- AC MOTOR được kết nối bằng cách đặt một đường jack cắm giữa PHASE 1 OUTPUT

2/8


và AC MOTOR và một đường nối thứ hai giữa jack cắm PHASE 2 OUTPUT và jack

cắm bên cạnh AC MOTOR.

4. Khối STEPPER MOTOR:

- Cả STEPPER MOTOR lẫn AC MOTOR đều là động cơ hai pha.

- STEPPER MOTOR được kết nối bằng cách đặt một kết nối giữa hai jack cắm PHASE 1

OUTPUT và STEPPER MOTOR đồng thời một kết nối thứ hai giữa jack cắm PHASE 2

OUTPUT và jack cắm STEPPER MOTOR kia.

- Khối STEPPER MOTOR chứa bộ đếm nhập số bước cho động cơ bước.

- Chứa mạch điều khiển cho động cơ bước. Khối SPEED CONTROL thiết lập tần số cho

bộ dao động để lái STEPPER MOTOR. Công tắc MANUAL, CMPTR (COMPUTER)

chọn chế độ tay hoặc chế độ máy tính. Chế độ máy tính được dùng trong một bài thực

hành không bắt buộc và cần 32-BIT MICROPROCESSOR TRAINER. Board mạch 32-

BIT MICROPROCESSOR được sử dụng để thiết lập hướng và số bước cho STEPPER

MOTOR và tạo ra lệnh khởi động. Chế độ tay dùng các công tắc dữ liệu và nút START

trên board mạch để điều khiển STEPPER MOTOR. Chỉ có bảy trong tám công tắc dữ

liệu được dùng vì mạch đếm chỉ có thể chấp nhận 7 bit dữ liệu.

- Số bước của STEPPER MOTOR được thiết lập với các công tắc dữ liệu nhị phân. Khi

nhấn nút START BUTTON, dữ liệu được tải vào bộ đếm và hiển thị trên LED. Khi thả

nút nhấn START, LED đếm xuống 0, STEPPER MOTOR mất 1 bước cho mỗi lần đếm.

- STEPPER MOTOR dịch chuyển 7.5° ở mỗi bước. Do đó động cơ mất 48 bước để quay

một vòng. Trả lời xem STEPPER MOTOR quay bao nhiêu độ để được 22 bước?

22 bước = ________ độ

5. Khối PHASE SHIFTER:

- Tạo hai tín hiệu sóng vuông lệch pha 900, khối này có các mạch lái cần cho động cơ bước

và động cơ đồng bộ AC.

- Công tắc phương hướng điều khiển hướng quay nhờ pha 1 sớm pha 900 hoặc trễ pha 900.

- Tín hiệu INPUT đưa vào PHASE SHIFTER có thể từ mạch điều khiển tốc độ của AC

MOTOR hoặc từ mạch STEPPER MOTOR.

1.3. TỪ NGỮ VÀ THUẬT NGỮ MỚI

Động cơ đồng bộ ac - động cơ có tốc độ tỷ lệ với tần số của điện áp ac.

Phần ứng – phần quay của động cơ gồm một cuộn dây hoặc nhiều cuộn dây trên một lõi sắt hình

lá. Trong động cơ dc, phần ứng và rotor giống nhau.

Rotor – phần quay của động cơ, gồm trục quay.

Động cơ bước – thiết bị chuyển xung điện thành bước pha.

3/8


1.4. TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN

1.4.1. Làm quen với các mạch động cơ DC

1. Trong phần này, dây đai phải được nối với bánh xe cảm nhận vị trí.

Phải bảo đảm không có kết nối nào giữa hai jack cắm DRIVER OUTPUT và DC MOTOR.

Vặn lỏng hai ốc vít trên động cơ DC vừa đủ để đưa vào khe của nó.

2. Đặt dây đai quanh vành lớn trên núm chỉnh vị trí và bánh xe kéo trên động cơ DC. Đẩy nhẹ

động cơ DC ra xa khỏi bánh xe lớn để căng dần dây đai. Sau đó siết vít lại, chú ý chỉ làm dây

đai căng vừa đủ để bánh xe lớn quay liên tục trong phạm vi của nó.

3. Kết nối hai jack cắm DRIVER OUTPUT và DC MOTOR. Đồng thời nối giữa ANALOG

SERVO và INPUT DC MOTOR DRIVER. Bật công tắc ANALOG/PWM lên vị trí ANALOG.

4. Bây giờ hệ thống định vị ANALOG có thể hoạt động. Điều chỉnh núm POSITION SET chậm

trong dải hoạt động của nó.

5. Bánh xe lớn có tuân theo sự điều khiển SET POSITION khi được thay đổi trong dải của nó?

a. có

b. không

6. Chuyển kết nối từ jack cắm ANALOG SERVO sang PWM SERVO.

7. Đặt lại công tắc ANALOG PWM đến vị trí PWM.

8. Nối dao động ký với điểm TRIANGLE LEVEL và sau đó thiết lập biên độ triangle là 1Vpk-pk.

9. Hệ thống định vị PWM hoạt động.

10. Thay đổi điều khiển SET POSITION. Bánh xe ruyền động lớn có tuân theo điều khiển SET

POSITION không?

a. có

b. không

11. Hiện tại dây đai đang nối với Bánh xe chỉnh vị trí. Tuy nhiên nó cần được nối với động cơ đồng

bộ ac để sử dụng mạch tạo tốc độ cho các mạch điều khiển tốc độ.

12. Gỡ kết nối hai trạm khỏi jack cắm DC MOTOR và DRIVER OUTPUT. Tháo lỏng hai ốc vít

trên động cơ DC và tháo dây đai khỏi truyền động lớn.

13. Phải bảo đảm rằng cả hai điều khiển tốc độ ANALOG và PWM được đặt ở mức cực đại

ngược chiều kim đồng hồ. Dùng dây đai nối động cơ DC với AC.

14. Kết nối giữa jack cắm ANALOG SPEED và INPUT DC MOTOR DRIVER. Nối giữa hai jack

cắm DRIVER OUTPUT và DC MOTOR lại.

15. Nối hai đầu hai jack cắm TACH OUT.

16. Dùng dây nối từ jack cắm TACH INPUT với jack cắm AC MOTOR.

17. Trả lời xem mạch này là loại

a. điều khiển tốc độ tương tự vòng hở

4/8


b. điều khiển tốc độ tương tự vòng kín

18. Vặn chậm điều khiển ANALOG SPEED theo chiều kim đồng hồ. Quan sát và cho biết động cơ

bắt đầu chạy?

a. đúng

b. sai

19. Thay đổi tốc độ động cơ trong dải của nó với điều khiển tốc độ tương tự. Vặn điều khiển hết

mức ngược chiều kim đồng hồ.

20. Chuyển điều khiển từ jack cắm ANALOG SPEED sang PWM SPEED. Thay đổi tốc độ động

cơ trong dải của nó với điều khiển tốc độ PWM. Vặn điều khiển ngược chiều kim đồng hồ.

21. TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI SAU

a. Hệ thống định vị bằng động cơ DC có cấu trúc như thế nào?...................................................

.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

b. Mạch TACH nối với mạch điều khiển để làm gì ?....................................................................

c. Kiểu động cơ dùng trong mạch định vị bằng analog?...............................................................

d. Bánh xe lớn được lắp trên thiết bị nào ?....................................................................................

1.4.2. Làm quen với các mạch động cơ bước và động cơ AC

1. Tháo dây đai giữa động cơ DC và bánh xe lớn vì nó không được dùng trong tiến trình này.

2. Đặt núm điều khiển tốc độ STEPPER MOTOR ở vị trí giữa và công tắc ở vị trí MANUAL.

3. Đặt 3 kết nối 2 trạm để nối STEPPER MOTOR (STEPPER MOTOR-INPUT, STEPPER

MOTOR-PHASE OUTPUT1, STEPPER MOTOR-PHASE OUTPUT2). Hướng của công tắc

theo chiều kim đồng hồ (CW). Việc này hoàn tất kết nối cho STEPPER MOTOR.

4. Nhấn và giữ nút START. Trong khi giữ nút nhấn, thay đổi thiết lập của công tắc dữ liệu và lưu

ý chỉ báo trên LED. Nhả nút nhấn START.

5. Trong khi giữ nút nhấn, các LED có khớp với thiết lập của công tắc không?

a. có

b. không

Khi nhấn nút START, bộ đếm cập nhật liên tục dữ liệu ở các công tắc dữ liệu. Khi thả nút

nhấn, bộ đếm đếm xuống zero và STEPPER MOTOR tạo một bước cho một lần đếm.

6. Đặt các công tắc dữ liệu ở 110 0000.

Giá trị thập phân của nó là bao nhiêu? giá trị thập phân = __________

7. Động cơ bước được đánh dấu bằng độ và bước. Lưu ý vị trí của kim chỉ trên núm động cơ

bước. Không cần vị trí chính xác. Nhấn và thả nút nhấn START. Quan sát khoảng cách động cơ

bước quay được theo mỗi hướng.

8. Động cơ bước đã quay được bao nhiêu vòng?

5/8


số vòng = _________

9. Đặt công tắc định hướng của bộ dịch pha theo ngược chiều kim đồng hồ (CCW). Nhấn và nhả

nút START một lần nữa.

10. Động cơ bước quay ngược chiều kim đồng hồ.

11. Cần bao nhiêu bước để động cơ bước quay 1.5 vòng?

1.5 vòng = __________ bước

12. Tìm số nhị phân ứng với số thập phân ở mục trên và nhập giá trị này bằng các công tắc dữ liệu.

Lưu ý vị trí của núm động cơ bước và sau đó nhấn và nhả nút START.

13. Động cơ quay 1.5 vòng?

a. đúng

b. sai

14. Đặt điều khiển tốc độ của AC MOTOR ngược chiều kim đồng hồ về vị trí thấp nhất.

15. Đặt công tắc định hướng theo chiều kim đồng hồ. Chuyển các kết nối tại jack cắm ngõ ra

PHASE 1 và PHASE 2 từ các jack cắm động cơ bước sang các jack cắm AC MOTOR.

16. Chuyển dây nối hai đầu tại jack cắm INPUT từ động cơ bước sang jack cắm AC MOTOR.

17. Kiểm tra xem AC MOTOR chạy theo hướng nào?

a. theo chiều kim đồng hồ

b. ngược kim đồng hồ

18. Đặt công tắc định hướng ngược kim đồng hồ (CCW). Động cơ có đổi hướng không?

a. có

b. không

19. Đặt SPEED CONTROL ở vị trí chính giữa. Tốc độ động cơ tăng hay giảm?

a. tăng

b. giảm

1.5. KẾT LUẬN

MẠCH ĐỘNG CƠ DC.........................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

MẠCH ĐỘNG CƠ BƯỚC VÀ ĐỘNG CƠ AC...................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

6/8


BÀI KIỂM TRA

BÀI 1: GIỚI THIỆU VỀ BOARD MẠCH ĐIỀU KHIỂN MOTOR VÀ GENERATOR

Họ tên SV:....................................................... MSSV:..................Lớp:................Nhóm:.......Tổ:........

1. Có thể đưa bao nhiêu bit dữ liệu vào bộ điều khiển động cơ bước?

a. 6 bit

b. 8 bit

c. 7 bit

d. 9 bit

2. Lệch pha giữa các tín hiệu ở ngõ ra bộ dịch pha là bao nhiêu?

a.45°

b.90°

c. 180°

d.60°3. Nếu hai công tắc thứ 4 và 5 (từ phải đếm qua) ON, động cơ bước quay bao nhiêu độ?

a. 45°

b. 360°

c. 60°

d. 180°4. Động cơ bước và động cơ đồng bộ đồng bộ AC là loại động cơ nào?

a. hai pha

b. một pha

c. nam châm vĩnh cửu dc

d. lồng sóc

5. Loại động cơ AC nào được dùng trên board mạch này?

a. động cơ chạy tụ điện

b. động cơ nam châm vĩnh cửu

c. động cơ đồng bộ

d. động cơ cực tối

6. Loại động cơ DC nào được sử dụng trong board mạch này?

a. động cơ đồng bộ

b. động cơ nối tiếp

c. động cơ shunt

d. nam châm vĩnh cửu

7. STEPPER MOTOR mất bao nhiêu bước khi quay một vòng nếu nó quay 7.5° một bước?

a. 48

b. 96

7/8


c. 36

d. 45

8. Phần nào là cơ sở để xác định loại động cơ DC?

a. chuyển mạch

b. chổi quét

c. trường

d. phần ứng

9. Tốc độ của động cơ đồng bộ AC được xác định dựa trên thông số nào của tín hiệu lái?

a. biên độ điện áp

b. tần số

c. trở kháng nguồn tín hiệu

d. biên độ dòng điện

10. Khi động cơ có một cuộn dây mắc nối tiếp với phần ứng và một cuộn dây mắc shunt với phần

ứng thì động cơ này thuộc loại gì?

a. phức hợp

b. shunt

c. nối tiếp

d. nam châm vĩnh cửu

11. Để điều khiển tốc độ động cơ bước, mạch điều khiển thay đổi giá trị nào?

a. điện áp

b. dòng điện

c. tần số

d. số bước

12. Truyền động lớn gắn liền với thiết bị nào trên board mạch?

a. núm SET POSITION

b. động cơ dc

c. điều khiển tốc độ động cơ ac

d. núm POSITION SENSE

13. Hệ thống định vị servo là hệ thống kiểu nào?

a. hệ thống vòng hở

b. hệ thống vòng kín

c. hệ thống không có hồi tiếp

d. hệ thống không có ngõ vào

14. Mọi động cơ dựa vào nguyên lý nào để hoạt động?

a. nguyên lý điện áp

b. nguyên lý từ trường

c. ngưyên lý dòng nước

d. nguyên lý khí nén

8/8



BÀI 2: ĐỊNH VỊ ĐỘNG CƠ DC


Sau khi hoàn thành bài học này, bạn có thể mô tả các hệ thống định vị được điều chế tương

tự và độ rộng xung. Bạn sẽ sử dụng khối DC MOTOR CIRCUIT trên board mạch MOTORS,

GENERATORS AND CONTROLS. Bạn sẽ sử dụng DC MOTOR để lái truyền động lớn trên núm

chỉnh vị trí.


Dưới đây là sơ đồ khối của một cơ cấu servo, hệ thống điều khiển hồi tiếp được dùng để

điều khiển một vị trí cơ khí. Loại hệ thống định vị này là hệ thống vòng kín do so sánh một tín hiệu

hồi tiếp với một tín hiệu chuẩn (Hình 2.1).

Hình 2.1

DC MOTOR được dùng làm động cơ servo và được kết nối cơ khí với điều khiển

POSITION SENSE bởi dây đai và truyền động. Vị trí góc của truyền động được điều khiển để

khớp với vị trí góc của điều khiển POSITION SET.

Tín hiệu sai số tạo ra bằng tổng hai tín hiệu POSITION SET và POSITION SENSE. Khi

chúng trái dấu, cộng chúng sẽ tạo ra hiệu. Sau đó tín hiệu sai số được khuếch đại và dùng để chạy

động cơ theo hướng giảm sai số.

Trên board mạch dùng hai kỹ thuật để khuếch đại tín hiệu sai số và lái động cơ.

2.2.1. Định vị động cơ DC tương tự

Dùng khuếch đại tuyến tính để khuếch đại tín hiệu sai số tới mức đủ để DC MOTOR hoạt

động (Hình 2.2).

Hình 2.2

U2 cộng điện áp đặt VR với điện áp hồi tiếp VF. VR được điều khiển bởi núm điều khiển

POSITION SET, và VF được điều khiển bởi núm điều khiển POSITION SENSE (Hình 2.3). Tín

1/10


hiệu sai số là hiệu giữa VR và VF. Khi hai tín hiệu ngược dấu, cộng chúng sẽ tạo ra hiệu độ lớn của

chúng. U2 khuếch đại tín hiệu sai số này và có độ lợi điện áp là 3.9. Bộ khuếch đại U18 khuếch đai

thêm với độ lợi áp là 3.9, do đó độ lợi điện áp của hệ thống ở đầu ra (điểm ANALOG SERVO) xấp

xỉ 3.9 nhân với 3.9, hay là 15.2.

Hình 2.3

Tín hiệu ra sẽ được kết nối với DRIVER CIRCUIT (Hình 2.4). DRIVER CIRCUIT là bộ

đệm đảo độ lợi đơn vị. Nó có khả năng cung cấp 300mA cần thiết để chạy động cơ DC.

Hình 2.4

2.2.2. Định vị động cơ DC PWM

Dùng bộ khuếch đại điều chế độ rộng xung (PWM Hình 2.5). Ưu điểm của hệ thống

khuyếch đại PWM so với hệ thống khuếch đại tuyến tính là giảm được công suất mà mạch lái động

cơ DC cần có.

Hình 2.5

Bộ định vị PWM cộng 2 tín hiệu position set và position sense, sau đó tín hiệu sai số này

được khuếch đại theo sóng tam giác. Kết quả sẽ được sóng tam giác với một độ lệch DC của tín

hiệu sai số đã khuếch đại (Hình 2.6).

2/10


Hình 2.6

Tín hiệu sai số được sử dụng để điều chế độ rộng của tín hiệu xung, qua đó giá trị trung

bình của xung sẽ thay đổi. Ngõ ra bộ so sánh chuyển đổi giữa hai mức +15 và -15V. Khi điện áp

sai số bằng 0, ngõ ra của bộ so sánh là cộng 50% và âm 50%, điện áp trung bình là 0 và DC

MOTOR ở trạng thái nghỉ. Khi tín hiệu sai số được khuếch đại tới -2.2V, tỷ số là 25% (Hình 2.7).

DC MOTOR đáp ứng theo sự thay đổi này và đổi hướng để giảm tín hiệu sai số.

Hình 2.7

Máy phát sóng tam giác gồm U3- bộ dao động sóng vuông 5V 18kHz và U2A- lấy tích

phân sóng vuông để tạo ra sóng tam giác (Hình 2.8).

Hình 2.8

Sóng tam giác được nối với ngõ vào không đảo của U2B. U2B cộng VR và VF. Khi hai tín

hiệu ngược dấu, việc này tạo ra hiệu độ lớn. Hiệu này là tín hiệu sai số và được khuếch đại 3.9 lần

tại ngõ ra chân 7 của U2B. Độ lợi với ngõ vào này là 1+RF/RI, trong đó RF là R33 và RI là điện trở

tương đương của R10 song song với R11 (Hình 2.9).

Hình 2.9

Tín hiệu ra ở điểm PMW SERVO sẽ được kết nối với DRIVER CIRCUIT.


Các điểm kiểm tra tín hiệu (Hình 2.10):

1- Tín hiệu chuẩn POSITION SET VR tại R10

2- Sóng tam giác TRIANGLE WAVE

3/10


3- Giá trị POSITION SENSE VF tại R11

4- Ngõ ra 7 của U2B tại R33

Hình 2.10

2.3.1. Định vị động cơ DC tương tự

1. Bảo đảm các công tắc CIRCUIT MODIFICATION CM1-20 đều ở vị trí 0. Bật công tắc nguồn.

2. Bảo đảm rằng đã tháo kết nối giữa hai jack cắm DRIVER OUTPUT và DC MOTOR.

3. Tháo lỏng ốc vít động cơ DC ra và nối dây đai giữa bánh xe lớn và trục nhỏ trên động cơ DC.

4. Điều chỉnh nhẹ động cơ dc xa dần bánh xe lớn để dây đai hết chùng. Sau đó xiết chặt ốc động

cơ dc lại. Đảm bảo dây đai chỉ căng nhẹ, và bánh xe lớn phải quay tự do trong dải của nó.

5. Đưa công tắc ANALOG - PWM về vị trí ANALOG. Nối dây vào giữa hai jack cắm ANALOG

SERVO và INPUT DC MOTOR DRIVER. Đồng thời kết nối hai jack cắm DRIVER

OUTPUT và DC MOTOR lại với nhau.

6. Thay đổi nút điều chỉnh POSITION SET để xem tác động của nó.

Nếu tín hiệu POSITION SET là 1.5V và tín hiệu POSITION SENSE là -1V, điện áp sai số ở

ngõ vào là bao nhiêu?

điện áp sai số ngõ vào = ______ V

7. Tháo kết nối giữa DRIVER OUTPUT và DC MOTOR ra để cách ly động cơ dc.

Vòng hồi tiếp hở ra khi cách ly động cơ dc. Điều này cho phép đo độ lợi điện áp của hệ thống.

8. Chỉnh núm điều khiển POSITION SENSE (bánh xe lớn) để VF=-1.0V± 0.5V tại R11 (điểm 3,

Hình 2.10).

9. Nối kênh 1 của dao động ký với jack cắm ANALOG SERVO và chỉnh POSITION SET để có

điện áp +10V ± 1V trên dao động ký. Sử dụng vôn kế để đo điện áp thật.

Analog servo= ______ V

10. Đo và ghi tín hiệu chuẩn VR tại R10 (điểm 1, Hình 2.10).

VR = ______ V

11. Chỉnh điều khiển POSITION SET để có điện áp -10V ± 1V ở jack cắm ANALOG

SERVO. Dùng vôn kế và ghi lại điện áp thật.

Analog servo = ______ V

12. Đo và ghi lại tín hiệu chuẩn VR tại R10 (điểm 1, Hình 2.10).

VR = ______ V

4/10

11

31

21

41


(Độ lợi của bộ khuếch đại điện áp bằng thay đổi điện áp ở ngõ ra chia cho thay đổi điện áp ở

ngõ vào, thay đổi ở ngõ ra làm thay đổi ở ngõ vào).

13. Tính độ lợi điện áp.

AV = ________

Độ lợi điện áp của hệ thống xác định độ nhạy của hệ thống.

Điện áp chuẩn và điện áp hồi tiếp thay đổi 0.056 (V) trên một độ quay. Với độ lợi điện áp là

Av, điện áp ngõ ra ANALOG SERVO thay đổi 0.056 x Av (V) trên một độ chia.

Tùy thuộc vào độ căng của dây đai, động cơ cần khoảng 1V đến 3V để quay. Giả sử động cơ

cần 3V để quay. Tính xem điều khiển POSITION SET cần xoay bao nhiêu độ để động cơ

chuyển động.

POSITION SET= ________ độ

14. Đo và ghi lại điện áp tại jack cắm DRIVER OUTPUT.

DRIVER OUTPUT = _______ V

Một điện áp âm tại DRIVER OUTPUT làm động cơ quay theo chiều kim đồng hồ, trong khi

một điện áp dương làm động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ. Như vậy, núm chỉnh vị trí dịch

chuyển theo hướng giảm điện áp sai số.

15. Tháo kết nối giữa DRIVER OUTPUT và DC MOTOR , sau đó tháo dây đai giữa bánh xe lớn

và động cơ DC ra. Thay đổi núm điều khiển POSITION SET và lưu ý chiều quay của động cơ

DC phụ thuộc vào điện áp tại DRIVER OUTPUT như thế nào.

NHẬN XÉT ....................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

16. Hệ thống có độ lợi quá lớn sẽ gây mất ổn định. Nguyên nhân là do điện áp hồi tiếp trễ hơn

so với điện áp thực, điều này làm cho hệ thống dao động với độ lợi điện áp quá mức trong bộ

khuếch đại.

Tháo kết nối ra khỏi DRIVER OUTPUT. Thay đổi núm điều khiển POSITION SET và lưu ý

khoảng cách mà núm điều khiển quay để ngõ ra DRIVER OUTPUT đi từ -15 đến +15V.

Cho CM17 tích cực để tăng độ lợi. Thay đổi núm điều khiển POSITION SET để ngõ ra đi từ

-15 đến +15V. Nhận xét về khoảng cách mà núm điều khiển quay để ngõ ra DRIVER

OUTPUT đi từ –15V đến 15V khi CM 17 không tích cực và tích cực.

NHẬN

XÉT .................................................................................................................................. .............

............................................................................................................................................

17. Chỉnh POSITION SET xuống hết thang ngược chiều kim đồng hồ. Để CH 1 ở thang 0.5V

và 10mS và nối với jack cắm ANALOG SERVO. Kết nối tại jack cắm DRIVER OUTPUT. Bật

CM17 lên, tăng dần POSITION SET đến khi bánh xe lớn rung. Tín hiệu ANALOG SERVO

5/10


dao động tại tần số xấp xỉ 30Hz.

Tắt CM17. Hệ thống làm việc bình thường khi POSITION SET thay đổi trong dải của nó?

a. có

b. không

GIẢI THÍCH...................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................

2.3.2. Định vị động cơ DC PWM

1. Nới lỏng ốc chỉnh thô DC MOTOR và nối dây đai giữa truyền động lớn và truyền động nhỏ

trên DC MOTOR.

2. Đẩy nhẹ DC MOTOR ra xa truyền động lớn để dây đai không chùng và sau đó xiết chặt ốc

chỉnh thô DC MOTOR. Dây đai căng nhẹ và truyền động lớn quay tự do trong dải của nó.

3. Đặt công tắc ANALOG - PWM ở vị trí PWM. Chèn một kết nối giữa hai jack cắm PWM

SERVO và INPUT DC MOTOR DRIVER. Chèn kết nối thứ hai vào giữa hai jack cắm

DRIVER OUTPUT và DC MOTOR.

4. Nối kênh CH1 của dao động ký với điểm thử sóng tam giác (điểm 2, Hình 2.10) và điều chỉnh

TRIANGLE LEVEL ở 1VP-P.

5. Nối kênh CH1 của dao động ký với jack cắm PWM SERVO. Thay đổi chậm núm điều khiển

POSITION SET trong dải của nó.

Tỷ số xấp xỉ của dạng sóng là bao nhiêu?

a. 10%

b. 50%

c. 90%

6. Nối kênh CH1 của dao động ký với điểm thử sóng vuông. Đo tần số sóng vuông, ghi kết quả.

f = _______ kHz

7. Kích hoạt CM6. Lưu ý sự thay đổi độ nhạy khi núm điều khiển POSITION SET thay đổi.

Nối CH1 với điểm thử TRIANGLE (điểm 2, Hình 2.10). Sóng tam giác thay đổi như thế nào?

a. Không thay đổi.

b. Thành sóng vuông.

8. Nối CH 1 với điểm thử SQUARE WAVE. Đặc điểm nào của sóng vuông thay đổi?

a. tần số

b. biên độ

9. Đo và ghi lại tần số sóng vuông.

f = _______ Hz

Tính biên độ của sóng tam giác tại ngõ ra U2B (V0) với ngõ vào (VI) được thiết lập ở 1VPk-Pk.

6/10


V0 = VI x AV và AV = 1+RF/RI

V0 = ________ VPk-Pk

10. Tháo kết nối ra khỏi DRIVER OUTPUT.

Nối CH1 với ngõ ra của U2B tại R33 (điểm 4, Hình 2.10). Đo biên độ đỉnh-đỉnh của sóng tam giác.

________ VPk-Pk

11.Nối CH1 với ngõ ra của U2B tại R33.

Điều chỉnh núm điều khiển POSITION SET để được điện áp 7.0Vdc ±0.1V tại R 10. Điều chỉnh

truyền động lớn (POSITION SENSE) để sóng tam giác không có điện áp lệch DC. Điện áp

đỉnh dương bằng điện áp đỉnh âm.

12. Chuyển đầu dò CH1 tới jack PWM SERVO. Tỷ số dương/âm xấp xỉ tín hiệu này là bao nhiêu?

Tỷ số = ______ %

13. Nối vôn kế dc với jack cắm PWM SERVO và điều chỉnh bánh xe lớn để được điện áp -8.0Vdc

± 0.4V. Nhập vào giá trị thiết lập của bạn.

V0 = _______ Vdc

14.Dùng vôn kế để đo điện áp hồi tiếp tại R11 và ghi lại.

VF = _______ Vdc

15. Chuyển vôn kế dc tới jack cắm PWM SERVO và điều chỉnh bánh xe lớn để được điện áp

+8.0Vdc ± 0.4V. Nhập giá trị thiết lập của bạn vào.

V0 = _______ Vdc

16.Đo điện áp hồi tiếp tại R11 và ghi lại.

VF = _______ Vdc

Độ lợi của bộ điều chế độ rộng xung bằng chênh lệch ở điện áp ngõ ra chia cho chênh lệch điện

áp ngõ vào, chênh lệch này gây ra chênh lệch điện áp ở ngõ ra. Chênh lệch điện áp ngõ ra bằng 8.0

trừ -8.0.

17. Tính chênh lệch điện áp ngõ ra.

V0 = ______ V

18.Tính chênh lệch điện áp ở ngõ vào. Đây là chênh lệch ở điện áp hồi tiếp VF.

VF = _______ V

19. Tính độ lợi điện áp của bộ khuếch đại điều chế độ rộng xung.

AV = _______

Các bước sau sẽ cho thấy tác động của việc tăng biên độ sóng tam giác trên độ lợi của hệ thống

20.Sử dụng dao động ký và điều chỉnh TRIANGLE LEVEL ở 4 VPk-Pk.

21. Đặt một kết nối vào DC MOTOR. Thay đổi chậm núm điều khiển SET POSITION và lưu ý là

có sự giảm độ nhạy giữa truyền động lớn và núm điều khiển.

Tháo kết nối hai trạm khỏi DC MOTOR. Trả lời xem tại sao độ nhạy giảm?

7/10


a. độ lợi của hệ thống tăng

b. độ lợi của hệ thống giảm

22. Nối vôn kế dc với jack cắm PWM SERVO và điều chỉnh bánh xe lớn để có điện áp -8Vdc ±

0.4V. Nhập giá trị thiết lập của bạn vào.

V0 = ______ Vdc

23. Dùng vôn kế để đo và ghi lại điện áp hồi tiếp tại R11 (điểm 3, Hình 2.10).

VF = ______ Vdc

24. Chuyển vôn kế dc tới jack cắm PWM SERVO và điều chỉnh truyền động lớn để được điện áp

8Vdc ± 0.4V. Nhập giá trị thiết lập của bạn vào.

V0 = ______ Vdc

25.Đo và ghi lại điện áp hồi tiếp tại R11.

VF = ______ Vdc

26. Tìm chênh lệch điện áp ở ngõ ra bằng 8.0 trừ -8.0.

V0 = ______ V

27.Tìm chênh lệch điện áp ở ngõ vào VF gây ra chênh lệch điện áp ở ngõ ra.

VF = ______ V

28. Tính độ lợi điện áp của mạch khuếch đại điều chế độ rộng xung.

AV = _______

Độ dốc của sóng tam giác là tốc độ thay đổi theo vôn trên một đơn vị thời gian.

Khi biên độ sóng tam giác tăng, độ dốc tăng. Đây là kết quả khi giảm độ lợi của hệ thống.

2.4. KẾT LUẬN

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

8/10


BÀI KIỂM TRA

BÀI 2: ĐỊNH VỊ ĐỘNG CƠ DC


1. Hai tín hiệu vào kết nối cộng trong hệ thống định vị vòng kín là hai tín hiệu nào?

a. tín hiệu sai số và tín hiệu sai số được khuếch đại

b. tín hiệu chuẩn và tín hiệu hồi tiếp

c. tín hiệu tương tự và tín hiệu PWM

d. tín hiệu dòng của động cơ và tín hiệu áp của dco

2. Tín hiệu vi sai giữa điện áp chuẩn và điện áp hồi tiếp gọi là gì?

a. tín hiệu PWM

b. dòng điện lái động cơ

c. tín hiệu sai số

d. tín hiệu sai số được khuếch đại

3. Khi đưa một tín hiệu xung vào động cơ dc, nó đáp ứng với giá trị nào của dạng sóng?

a. giá trị trung bình

b. giá trị đỉnh

c. giá trị đỉnh-đỉnh

d. giá trị rms thật

4. Loại mạch nào được dùng để tạo ra sóng tam giác từ sóng vuông?

a. mạch vi phân

b. mạch một trạng thái bền

c. mạch lọc thông cao

d. mạch tích phân

5. Trong hệ thống định vị tương tự, thông số nào của mạch tác động đến độ chính xác của hệ

thống?

a. độ lợi áp của bộ khuếch đại

b. dòng ngắn mạch ngõ ra

c. mức điện áp chuẩn

d. mức điện áp hồi tiếp

6. Trong hệ thống PWM, tín hiệu sai số điều khiển?

a. mức đỉnh của ngõ ra

b. điện áp chuẩn ngõ vào

9/10


c. mức trung bình của ngõ ra

d. mức tín hiệu hồi tiếp

7. Với hệ thống định vị tương tự, thông số nào của bộ khuếch đại ảnh hưởng đến độ chính xác?

a. điện áp cung cấp cho bộ khuếch đại

b. độ lợi dòng của bộ khuếch đại

c. độ lợi áp của bộ khuếch đại

d. trở kháng ra của bộ khuếch đại

8. Khi tăng độ dốc của sóng tam giác trong hệ thống PWM, độ lợi của hệ thống sẽ như thế nào?

a. Độ lợi của hệ thống tăng.

b. Độ lợi của hệ thống giảm.

c. Độ lợi của hệ thống không ổn định.

d. Độ dốc của sóng tam giác không điều khiển độ lợi của hệ thống.

9. Trong hệ thống định vị PWM, tín hiệu sai số ảnh hưởng đến sóng tam giác tại ngõ ra của bộ

cộng như thế nào?

a. đưa một độ lệch dc vào sóng tam giác

b. điều khiển biên độ của sóng tam giác

c. điều khiển tần số của sóng tam giác

d. điều khiển độ dốc của sóng tam giác

10. Tại sao cần có mạch lái trong hệ thống định vị tương tự?

a. để cung cấp độ lợi áp

b. để tạo ra tín hiệu sai số

c. để tạo ra tín hiệu hồi tiếp

d. để cung cấp dòng điện cần thiết cho DC MOTOR

11. Tín hiệu sai số từ bộ cộng cần

a. một bộ khuếch đại điện áp

b. một bộ khuếch đại từ

c. một bộ khuếch đại đệm

d. một bộ khuếch đại dòng điện

12. Hệ thống định vị có độ lợi quá lớn sẽ gây ra ảnh hưởng gì?

a. Sai số lớn giữa điện áp chuẩn và điện áp hồi tiếp

b. Động cơ không chuyển động

c. Độ nhạy giảm

d. Hệ thống dao động

10/10



BÀI 3: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC


Sau khi hoàn tất bài học này, bạn có thể mô tả và chứng minh các hệ số cơ và điện tác động

đến việc điều khiển tốc độ của động cơ dc. Bạn sẽ giải thích việc điều khiển tốc độ vòng hở và

vòng kín dùng các mạch tuyến tính và các mạch xung.


Động cơ nam châm vĩnh cửu dc gồm (Hình 3.1):

từ trường

cuộn dây phần ứng

chuyển mạch

chổi quét chuyển mạch

Hình 3.1

Mỗi chổi quét chuyển mạch nối với một mảng chuyển mạch.

Cuộn dây phần ứng hoàn tất mạch giữa các mảng chuyển mạch, cho phép dòng điện chạy

qua. Dòng điện phần ứng tạo ra từ trường xung quanh cuộn dây của phần ứng. Từ trường này

tương tác với từ trường tạo ra bởi nam châm tạo trường, tạo ra momen xoắn (T).

Momen xoắn của phần ứng tỷ lệ với từ trường phần ứng, và do đó tỷ lệ với dòng điện phần

ứng (Ia). Tỷ số momen xoắn với dòng điện phần ứng là hằng số momen xoắn của động cơ Kt= T/ Ia.

Với các động cơ nhỏ, hằng số momen xoắn có đơn vị là milinewton mét trên ampe

(mNm/A). Khi momen xoắn đủ lớn để thắng tải cơ khí của động cơ, phần ứng sẽ quay. Chổi quét

chuyển mạch đổi chiều dòng điện để giữ từ trường giúp phần ứng quay. Khi phần ứng quay, cuộn

dây của nó vượt qua từ trường được tạo ra bởi nam châm tạo trường. Một lực điện động ngược

(cemf) được tạo ra. Như vậy Cemf ngược chiều với điện áp đưa vào (Va).

Vận tốc góc ngược chiều kim đồng hồ (đơn vị là rpm) chia cho cemf được tạo ra (Vcemf) là

hằng số tốc độ của động cơ (KS = rpm/ Vcemf). Động cơ chạy với vận tốc tại đó cemf (rpmngược kim đồng

hồ/KS) cộng với hao mất do điện trở (Ia x Rt) bằng Va, Rt - tổng trở trong của động cơ (cuộn dây

1/16


phần ứng và chổi chuyển mạch có điện trở ảnh hưởng đến dòng của động cơ):

Va = Vcemf + (Ia x Rt)= (rpm/KS) + (Ia x Rt)

Nhiều ứng dụng động cơ cần hằng số RPM trong khi lái tải thay đổi. Mạch điều khiển tốc

độ động cơ chỉnh điện áp đưa vào để điều khiển rpm của động cơ. Điều khiển vòng hở dùng một

điện áp cố định để thiết lập tốc độ động cơ cho một tải momen xoắn riêng biệt.

Thay T/Kt cho dòng điện phần ứng (Ia) được:

Va = (rpm/KS) + ((T/Kt) x Rt)

Điều khiển động cơ khuếch đại tuyến tính

Mạch điều khiển vòng kín đo rpm của động cơ và điều chỉnh điện áp của động cơ để duy trì

một tốc độ ổn định (Hình 3.2, Hình 3.3). Máy đo vận tốc góc (TACH) tạo ra một điện áp tỷ lệ với

rpm của động cơ. Điện áp chuẩn (VREF -) đại diện cho rpm mong muốn. Hiệu giữa rpm trên TACH

và rpm mong muốn được khuếch đại và dùng để lái động cơ. Nếu động cơ chậm, ngõ ra TACH

giảm. Hiệu giữa ngõ ra TACH và VREF – tăng làm tăng điện áp của động cơ và chỉnh đúng rpm.

Hình 3.2

Bộ khuếch đại công suất trong hệ thống điều khiển động cơ tuyến tính có thể tiêu thụ phần

lớn công suất của hệ thống. Hao mất công suất ở bộ khuếch đại không được cung cấp cho động cơ,

tại đó nó có thể cho động cơ hoạt động không tải.

Hình 3.3

Công suất cấp cho động cơ (Pa) bằng dòng điện của động cơ (Ia) nhân với điện áp cung cấp

(Va). Tổn hao công suất ở transistor ở ngõ ra bộ khuếch đại (P t) bằng điện áp rơi trên transistor ngõ

ra (VS - Va) nhân với dòng điện cung cấp (Ia) (Hình 3.4).

Bộ khuếch đại công suất tuyến tính này dùng nguồn -15V (VS) để đưa điện áp -6.5V (Va) và

dòng điện -100 mA (Ia) vào động cơ.

2/16


Hình 3.4

Điều khiển động cơ khuếch đại xung

Bộ điều khiển chế độ xung này dùng cùng công suất với bộ khuếch đại tuyến tính và nguồn

-15V. Khi transistor chuyển mạch on, điện áp -13V được đưa vào động cơ. Khi transistor off,

không có dòng chảy qua (Hình 3.5).

Hình 3.5

Bộ điều chế độ rộng xung điều chỉnh hệ số nhiệm vụ (PW/T) của ngõ ra để điều khiển điện

áp dc trung bình hoặc hiệu dụng. Điện áp hiệu dụng bằng biên độ xung (V(xung)) nhân với hệ số

nhiệm vụ (PW/T).

Động cơ được lái bởi các xung giống như được cung cấp điện áp dc hiệu dụng (Va).

Động cơ này chạy tại 800 rpm khi được cấp nguồn xung -13V (V (xung)) với hệ số nhiệm vụ

là 0.7 (PW/T).

3.3. TỪ VÀ THUẬT NGỮ MỚI

phần ứng – phần chuyển động trong một thiết bị cơ điện (phần quay của máy phát hoặc động cơ).

cuộn dây phần ứng – các vòng dây của cuộn dây cách điện ở phần ứng.

điều khiển vòng kín – hệ thống điều khiển dùng hồi tiếp ở ngõ ra của nó.

chuyển mạch – phần dẫn điện sắp xếp trên phần ứng để đổi chiều dòng điện.

chổi quét chuyển mạch – phần dẫn điện đặt trên chuyển mạch, tạo kết nối điện với phần ứng.

mảng chuyển mạch – mảng dẫn điện của chuyển mạch cách điện với các mảng kế cận.

lực điện động ngược (cemf) - điện áp tăng trong những vòng dây của động cơ khi chúng gặp từ

trường. Cực của điện áp này luôn trái dấu với điện áp đưa vào tại mọi thời điểm.

hệ số nhiệm vụ (PW/T) – tỷ số giữa độ rộng xung (PW) và chu kỳ (T).

chu kỳ nhiệm vụ – khoảng thời gian mà thiết bị hoạt động, trái với thời gian không có xung: tỷ số

trên on và thời gian off.

điện áp dc tác động - điện áp dc thực thi công việc giống như dạng sóng khác.

điều khiển vòng hở – hệ thống điều khiển không dùng hồi tiếp để chỉnh ngõ ra.

3/16


nam châm vĩnh cửu – vật liệu từ duy trì từ tính của nó mãi mãi.

biên độ xung – mức hoặc độ lớn của dòng điện hay điện áp của xung.

bộ điều khiển chế độ xung – mạch điều khiển điều khiển giá trị thật ở ngõ ra bằng cách điều chỉnh

chu kỳ nhiệm vụ của các xung có biên độ không đổi.

bộ điều chế độ rộng xung – mạch điều khiển chế độ xung làm thay đổi độ rộng xung của nó để

điều chỉnh điện áp hoặc dòng điện thật ở ngõ ra.

điểm thiết lập – ngõ ra của một hệ thống điều khiển khi nó đang hoạt động với sai số zero.

hằng số tốc độ – tỉ số giữa tốc độ của động cơ (RPM) và điện áp cảm ứng (cemf). Hằng số tốc độ

được chỉ định bởi nhà sản xuất.

máy đo tốc độ góc – thiết bị được ghép nối với máy móc để ngõ ra là một điện áp hoặc tần số tỷ lệ

với tốc độ quay (RPM).

nội trở – sự chống lại dòng điện có giữa hai đầu kết nối của một thiết bị.

momen xoắn (T) – hoạt động xoắn hoặc uốn được tạo ra bởi một lực đưa vào cánh tay momen.

Đơn vị cho momen xoắn trong hệ SI là newton met (Nm).

hằng số momen xoắn (Kt) – quan hệ giữa dòng điện và momen xoắn do động cơ tạo ra. Hằng số

momen xoắn được chỉ định bởi nhà sản xuất động cơ.


3.4.1. Điều khiển tương tự tốc độ của động cơ DC

Sau khi hoàn thành bài thực hành này bạn có thể:

Giải thích tương tác giữa momen xoắn và dòng điện phần ứng của động cơ dc.

Giải thích tương tác giữa rpm và điện áp phần ứng của động cơ dc.

Giải thích và so sánh 2 mạch điều khiển tốc độ động cơ dc tuyến tính vòng kín và vòng hở.

1. Tháo mọi dây nối và kết nối hai trạm ra khỏi board mạch.

2. Đặt núm điều khiển tốc độ động cơ ở vị trí cực đại ngược chiều kim đồng hồ.

3. Đặt dây đai lái giữa DC và AC MOTORS với mặt phẳng (cao su) hướng ra xa truyền động.

4. Chỉnh núm điều khiển ma sát dây đai cho đến khi pin ma sát không chạm vào dây đai.

Dùng dây nối để nối AC MOTOR với TACH INPUT.

5. Nối dao động ký với khối TACH:

Kênh 1 nối với TACH OUT

Kênh 2 nối với TACH INPUT

Ghép DC ở cả hai kênh

Đặt cả hai kênh ở 2 V/div

Đặt timebase là 10 ms/div

Để đo rpm, phải sử dụng khối TACH và AC MOTOR. AC MOTOR đưa ra điện áp ac tăng

4/16


theo tốc độ của nó. Khối TACH chuyển ngõ ra của động cơ từ ac sang dc.

6. Dùng tay quay truyền động của AC MOTOR trong khi quan sát ngõ ra TACH.

7. Khi tốc độ quay tăng, ngõ ra mạch TACH có âm hơn không? …..có / không

8. Dùng các kết nối hai trạm để nối:

ANALOG SPEED với INPUT DC MOTOR DRIVER

DRIVER OUTPUT với DC MOTOR

TACH OUT với mạch điều khiển (để tạo vòng kín)

AC MOTOR có 12 cặp cực, tạo ra 12 chu kỳ trên một vòng quay.

9. Tần số ở ngõ ra AC MOTOR là bao nhiêu khi trục của nó có tốc độ 500 rpm (rpm=120f/P,

P=24 là số cực)?

f500 = ______ Hz

10. Chỉnh núm ANALOG SPEED CONTROL của DC MOTOR cho đến khi TACH INPUT (CH

2) có chu kỳ 10 ms.

11. Trong khi AC MOTOR được lái với tốc độ 500 rpm, đo TACH OUT dùng vôn kế số (DVM).

V500 = ______ Vdc

Quay theo chiều kim đồng hồ, động cơ có tốc độ góc âm.

12. Tính hằng số tốc độ cho toàn mạch TACH (TS).

TS = ______ rpm/V

13. Tháo kết nối hai trạm ở ngõ ra TACH và nối ngõ vào mạch điều khiển DC MOTOR với

đất. Mạch điều khiển tốc độ động cơ dc tương tự bây giờ đang chạy không hồi tiếp từ mạch

TACH (vòng hở). Chỉnh ANALOG SPEED CONTROL để có điện áp -7.0Vdc tại TACH

OUT.

5/16


14. Dùng DVM đo điện áp ở ngõ ra mạch TACH.

VTO = ______ Vdc

AC MOTOR quay tại -407 rpm (TS x -7.00 Vdc).

15. Dùng DVM để xác định dòng điện của động cơ (Ia).

Ia = ______ A

16. Sử dụng dòng điện của động cơ để tính tổng momen xoắn của động cơ (T).

T = ______ mNm

Tỷ số truyền động làm TACH báo 1/3 rpm của DC MOTOR.

DC MOTOR rpm = 3 x -407 = -1221

17. Tính điện áp DRIVER OUTPUT (Va) cần để chạy DC MOTOR ở -1221 rpm với tải -1.1

mNm.

Va = ((T/Kt) x Rt) + (rpm/KS)

Va = ______ Vdc

18. Dùng DVM đo điện áp tại DRIVER OUTPUT (Va).

Va = ______ Vdc

19. Nối DVM trực tiếp qua điện trở chỉnh dòng và điều chỉnh pin ma sát của board mạch để tải

momen xoắn là -3.3 mNm.

20. Dùng DVM đo điện áp TACH OUT.

VTO = ______ Vdc

DC MOTOR rpm = 3 x TACH OUT x TS

Bây giờ DC MOTOR chạy với tốc độ -1057 rpm.

21. Tại sao rpm của DC MOTOR giảm khi momen xoắn (T) tăng?

a. Va giảm

b. Ia giảm

c. (Ia x Rt) tăng

d. cemf tăng

Điều khiển vòng kín sử dụng hồi tiếp từ mạch TACH để điều chỉnh rpm của hệ thống.

22. Tháo nối đất và dùng kết nối hai trạm đặt giữa ngõ ra TACH và mạch điều khiển tốc độ

động cơ dc (vòng kín).

6/16


23. Chuyển pin ma sát của board mạch đến vị trí cực đại bên trái (không có tải ma sát).

24. Nối DVM với TACH OUT và điều chỉnh núm ANALOG SPEED CONTROL để trục quay của

máy phát TACH tại -407 rpm.

rpm/TS = VTO

(-407 rpm) / (58.1 rpm/V) = -7.0 Vdc

25. Dùng DVM đo điện áp TACH OUT và tính rpm thật của DC MOTOR.

rpm = ______

26. Dùng DVM xác định dòng điện (Ia) của DC MOTOR và tính momen xoắn ở ngõ ra động

cơ.

T = ______ mNm

27. Dùng DVM đo điện áp DRIVER OUTPUT.

Va = ______ Vdc

Mạch điều khiển vòng kín so sánh điện áp chuẩn (ANALOG SPEED CONTROL) với điện áp

hồi tiếp (TACH OUT) và xác định điện áp DRIVER OUTPUT (Va).

Board mạch dùng một bộ khuếch đại vi sai để so sánh tín hiệu chuẩn với tín hiệu hồi tiếp và

khuếch đại sai số. Bộ khuếch đại thứ hai cung cấp dòng điện cần thiết cho động cơ.

7/16


VTO = điện áp TACH OUT VREF = điện áp ANALOG SPEED CONTROL

Phương trình của điện áp DRIVER OUTPUT (Va) là:

- (VTO x 11) + (VREF x10) + 0.6 = Va

- (-6.99 x 11) + VREF x 10 + 0.6 = -8 Vdc

28. Tính điện áp ANALOG SPEED CONTROL (VREF).

VREF = ______ Vdc

29. Đo điện áp tại R24. Điện áp R24 có giống với giá trị -8.55 Vdc mà bạn đã tính được không?

Điện áp chuẩn (VREF) -8.6 Vdc ANALOG SPEED CONTROL ứng với điểm thử rpm hệ thống.

Để tính điểm thử của hệ thống, dùng phương trình của bộ khuếch đại và giả thiết ngõ ra sai số

được khuếch đại là 0.

- (VTO x 11) + (VREF x 10) + 0.6 = 0

Thay hàm TACH (rpm/3KS) cho VTO và thay VREF bằng điện áp chuẩn ANALOG SPEED

CONTROL.

[rpm/(3 x 58.1)] x 11 = (-8.6 x 10) + 0.6

30. Giải ra rpm và nhập vào điểm thử của hệ thống (SP),

SP = ______ rpm

SP = -1346 rpm

31. DC MOTOR có chạy với rpm của điểm thử trong hệ thống không?

32. Nối DVM với điện trở chỉnh dòng và chỉnh pin ma sát để tải momen xoắn là -3.3 mNm.

33. Dùng DVM đo VTO và xác định rpm của DC MOTOR.

DC MOTOR = ______ rpm

Phần trăm ổn định (%R) là đơn vị đo khả năng ổn định ngõ ra của hệ thống.

Sử dụng hệ thống rpm không tải (rpmNL) và đầy tải (rpmFL) để tính %R trong một tầm tải

8/16

R24


moment xoắn xác định.

%R = (rpmNL - rpmFL)100/ rpmFL

Giá trị %R nhỏ hơn cho biết ổn định tốc độ tốt hơn. %R cho bộ điều khiển vòng hở và kín là

bao nhiêu.

34. Mạch vòng kín có hoạt động tốt hơn mạch vòng hở không? ….có / không ………….

35. Đo điện áp DRIVER OUTPUT bằng DVM.

Va (FL) = ______ Vdc

Độ lợi của bộ khuếch đại vi sai được tính như sau:

AV = Lệch ngõ ra ÷ Lệch ngõ vào

AV = (-8.00 - (-9.30)) ÷ (-6.99 - (-6.87))

Điện áp DRIVER OUTPUT là -8.0 Vdc trước khi tải tăng lên.

36. Tính độ lợi của bộ khuếch đại vi sai?

AV = _____

37. Thay đổi nào sẽ cải thiện độ ổn định tốc độ vòng kín?

a. Tăng hằng số tốc độ (rpm/V) của DC MOTOR.

b. Tăng độ lợi áp (Vout/Vin) của bộ khuếch đại vi sai

c. Giảm hằng số tốc độ (rpm/V) của mạch TACH

d. Cả ba câu đúng.

Cho phép CM 11.

Vặn CM off và on.

38. CM tác động như thế nào để DC MOTOR dừng lại?

a. Ngắn mạch điện áp hồi tiếp TACH OUT xuống đất

b. Ngắn mạch ngõ ra của bộ khuếch đại vi sai xuống đất

c. hở mạch ngõ ra của AC MOTOR

d. hở mạch phần ứng của DC MOTOR

3.4.2. Điều khiển PWM tốc độ của động cơ DC

Sau khi hoàn thành bài thực hành này bạn có thể:

9/16


Mô tả điều khiển chế độ xung tiết kiệm công suất như thế nào.

So sánh hoạt động cơ bản giữa mạch vòng kín điều khiển chế độ xung và tương tự.

Giải thích hoạt động của mạch điều khiển tốc độ chế độ xung.

1. Tháo mọi dây nối và kết nối hai trạm khỏi board mạch.

2. Đặt điều khiển tốc độ động cơ ngược kim đồng hồ đến hết tầm.

3. Đặt dây đai lái giữa DC và AC MOTORS. Mặt phẳng (cao su) hướng ra xa khỏi truyền động.

4. Chỉnh núm điều khiển ma sát của dây đai cho đến khi pin ma sát không chạm vào dây đai.

5. Dùng dây nối nối AC MOTOR với INPUT của mạch TACH.

6. Đặt các kết nối hai trạm tại:

TACH OUT

ANALOG SPEED- INPUT DC MOTOR DRIVER

DRIVER OUTPUT- DC MOTOR

7. Nối VOM để đo điện áp DRIVER OUTPUT so với GND.

8. Chỉnh ANALOG SPEED CONTROL để điện áp là -9Vdc ± 0.2Vdc tại DRIVER OUTPUT

(Va).

9. Dùng VOM xác định dòng điện trung bình (Ia) của DC MOTOR.

Ia = _____ mA

Bộ khuếch đại công suất có nguồn -15 Vdc (VS).

Động cơ được cung cấp -9 Vdc và -20 mA.

10. Tính tổn hao công suất của transistor ở ngõ ra bộ khuếch đại.

Pt = _____ mW

10/16


11. Dùng VOM đo điện áp TACH OUT so với GND.

TACH OUT = ______ Vdc

Điện áp Tach -8.0 Vdc đại diện cho rpm của DC MOTOR.

Chuyển kết nối hai trạm tại ANALOG SPEED tới PWM SPEED và chỉnh TRIANGLE

CONTROL POT đến vị trí chính giữa.

12. Dùng VOM chỉnh PWM SPEED CONTROL để được điện áp trung bình -9 Vdc ± 0.2 Vdc

tại DRIVER OUTPUT.

13. Dùng VOM xác định dòng điện trung bình của DC MOTOR.

Ia = _____ mA

14. Sử dụng dao động ký để đo biên độ xung DRIVER OUTPUT (V(xung)).

V(xung) = _____ Vdc

Nguồn -15 Vdc của bộ khuếch đại công suất (VS) không thay đổi.

Động cơ được cấp xung -13 Vdc có dòng điện trung bình là -20 mA.

15. Tính tổn hao công suất (Pt) của transistor ở ngõ ra.

Pt xung = _____ mW

Khi bộ khuếch đại công suất được cấp xung, nó có thể tạo ra cùng điện áp và dòng điện hiệu

dụng nhưng với tổn hao công suất ít hơn.

Va = V(xung) x (PW/T)

16. Dùng dao động ký xác định hệ số nhiệm vụ tại DRIVER OUTPUT và tính điện áp dc hiệu

dụng (Va) để lái động cơ.

Va xung = _____ Vdc

17. Dùng DVM đo điện áp TACH OUT so với GND.

TACH OUT = _____ Vdc

11/16


Mạch điều khiển tốc độ điều chế độ rộng xung bao gồm:

Bộ khuếch đại công suất

Bộ đệm đảo

Bộ so sánh điện áp

Điện trở tổng R43

Núm điều khiển tốc độ PWM

Tín hiệu sai số được tạo ra bằng cách kết hợp hồi tiếp âm từ mạch TACH với một điện áp

chuẩn điều chỉnh được.

18. Dùng PWM SPEED CONTROL chỉnh điện áp tại tổng trở R43=1kΩ tới 0 Vdc ± 0.05

Vdc.

19. Nối CH1 của dao động ký với sóng tam giác và CH2 với DRIVER OUTPUT. Cả hai kênh nối

DC và kích khởi bằng sóng tam giác. Chỉnh dao động ký để hiển thị khoảng 4 chu kỳ của cả hai

dạng sóng.

Ngõ ra bộ so sánh điện áp chuyển xuống mức âm khi tín hiệu tam giác dưới mức điện áp tín

hiệu sai số. Xung âm để lái DC MOTOR.

Diode ngăn DRIVER OUTPUT không bị lái với xung dương khi tín hiệu tam giác cao hơn tín

hiệu sai số.

20. Quan sát tín hiệu sai số trên DVM và vặn chậm pin ma sát đến khi DC MOTOR ngừng chạy.

12/16

R43


21. Tín hiệu sai số dịch chuyển theo chiều nào khi DC MOTOR tăng tải? ……âm / dương………..

22. Tín hiệu sai số dịch chuyển theo chiều dương tác động đến hệ số nhiệm vụ DRIVER OUTPUT

như thế nào?

a. Hệ số nhiệm vụ giữ nguyên.

b. Hệ số nhiệm vụ giảm.

c. Hệ số nhiệm vụ tăng.

23. Chỉnh pin ma sát không tải cho board mạch.

24. Quan sát hệ số nhiệm vụ DRIVER OUTPUT, chỉnh chậm pin ma sát đến khi DC MOTOR

ngừng.

25. Điện áp trung bình của DC MOTOR sẽ như thế nào khi tăng tải? ………………………

26. Chỉnh pin ma sát để loại bỏ tải.

27. Đây là loại hệ thống điều khiển tốc độ gì?

a. Vòng hở

b. Vòng kín

Hệ thống điều khiển vòng kín cũng được biết đến như là hệ thống điều khiển servo.

3.5. KẾT LUẬN

ĐIỀU KHIỂN TƯƠNG TỰ TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ DC...............................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

ĐIỀU KHIỂN PWM TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ DC...........................................................................

13/16


...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................

14/16


BÀI KIỂM TRA

BÀI 3: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC


1. Điện áp nào sẽ lái động cơ này tại 1000 rpm với tải moment xoắn tổng cộng là 5.51 mNm?

a. 4.3VDC

b. 5.8VDC

c. 10.1VDC

d. 13.8VDC

2. Một bộ điều khiển tốc độ vòng hở lái DC MOTOR nam châm vĩnh cửu tại 600 rpm với tải

moment xoắn là 100 mNm. Rpm của DC MOTOR như thế nào nếu tải moment xoắn thay đổi

thành 50 mNm?

a. tăng

b. giảm

c. giữ nguyên

d. thay đổi thành 300 rpm

3. Trong hệ thống điều khiển tốc độ DC MOTOR này, tín hiệu TACH OUT là gì?

a. Điểm đặt rpm.

b. Điện áp DRIVER OUTPUT.

c. Rpm của DC MOTOR.

d. Thiết lập ANALOG SPEED CONTROL.

4. Trong hình vẽ ở câu 3 là loại hệ thống điều khiển tốc độ nào?

15/16


a. vòng kín PWM

b. vòng hở PWM

c. vòng kín tương tự

d. vòng hở tương tự

5. Tại sao điều khiển chế độ xung tiêu thụ công suất ít hơn chế độ tuyến tính (tương tự) khi lái

cùng một tải?

a. Bộ điều khiển tuyến tính có điện áp rơi thấp hơn.

b. Bộ điều khiển tuyến tính cho dòng lớn hơn.

c. Bộ điều khiển chế độ xung cho dòng điện đỉnh thấp.

d. Bộ điều khiển chế độ xung chuyển mạch giữa hai trạng thái công suất mức thấp.

6. Hệ thống điều khiển PWM tăng điện áp trung bình ở ngõ ra của nó như thế nào?

a. tăng điện áp rơi trên transistor ngõ ra

b. tăng hệ số nhiệm vụ của xung ngõ ra

c. tăng biên độ xung ngõ ra

d. tăng tần số xung ngõ ra

7. Thay đổi nào sẽ cải thiện độ ổn định tốc độ của bộ điều khiển tốc độ động cơ vòng kín?

a. tăng hằng số tốc độ của động cơ

b. tăng trở kháng của động cơ

c. giảm độ lợi của bộ khuếch đại vi sai

d. giảm hằng số moment xoắn của động cơ

8. Thông số điện nào tỷ lệ với moment xoắn của DC MOTOR nam châm vĩnh cửu?

a. điện áp đưa vào

b. dòng điện trung bình

c. tần số xung

d. độ rộng xung

9. Loại điều khiển tốc độ nào đưa điện áp dc không đổi vào động cơ khi tải của nó thay đổi?

a. vòng kín

b. vòng hở

c. PWM servo

d. servo tương tự

10. Trong DC MOTOR nam châm vĩnh cửu, cemf

a. tỷ lệ với moment xoắn của động cơ

b. bằng dòng điện của động cơ nhân với nội trở của nó

c. là điện áp đưa vào

d. là điện áp được tạo ra do phần ứng quay

16/16



BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ AC


Sau khi hoàn thành bài học này bạn có thể mô tả và giải thích các hệ số điện và cơ tác động

đến động cơ ac và máy phát. Bạn sẽ giải thích việc điều khiển tốc độ cho động cơ đồng bộ hai pha

và dùng động cơ ac làm máy phát.


Động cơ đồng bộ ac có cấu trúc như động cơ dc nam châm vĩnh cửu đảo ngược.

Động cơ dc có nam châm điện quay (phần ứng) được bọc bởi nam châm vĩnh cửu cố định.

Động cơ ac có nam châm vĩnh cửu quay được bọc bởi nam châm điện cố định (Hình 4.1).

Hình 4.1

Nam châm vĩnh cửu quay được gọi là rotor. Nam châm điện cố định được gọi là stator.

Dòng điện từ nguồn từ hóa stator, thiết lập chiều phân cực từ trường cho các cực của nó.

Tương tác từ giữa các cực của stator và rotor tạo một moment xoắn trên rotor. Cường độ

dòng điện của stator xác định cường độ từ trường và do đó xác định moment xoắn của rotor.

Rotor quay khi moment xoắn được tạo ra đủ lớn để thắng tải cơ khí của nó.

Khi nguồn ac là zero, stator thoát khỏi từ trường của nó. Động lượng (momentum) của rotor

mang các cực của rotor qua các cực của stator.

Dòng điện nguồn qua mức cắt zero sẽ đổi chiều, dòng điện ngược sẽ đảo chiều từ trường

của các cực stator. Các cực rotor vừa dịch chuyển qua các cực stator sẽ được đẩy tiếp theo chiều

quay (Hình 4.2).

Hình 4.2

Động cơ đồng bộ ac chỉ có thể tạo ra moment xoắn khi tốc độ động cơ khớp với thay đổi từ

trường của stator.

1/12


Thời gian cần để rotor quay nhanh hơn được xác định bởi quán tính của nó và moment xoắn

của động cơ. Thời gian có sẵn để rotor quay nhanh hơn được xác định bởi chu kỳ ac. Tải quán tính

có thể ngăn rotor quay nhanh hơn qua các cực stator trước khi từ trường stator tăng lên.

Nếu rotor không thể theo kịp trường stator, nó sẽ ngừng quay. Động cơ đồng bộ khi rotor

quay theo từ trường của stator. Tần số ac (f) và số cực của stator (P) dùng để tính tốc độ đồng bộ

(rpm) của động cơ:

rpm = 120f/P;

Trong động cơ cảm ứng ac, nam châm vĩnh cửu được thay thế bằng nam châm điện. Lõi

của rotor được bao quanh bởi các thanh dẫn điện. Tại mỗi đầu cuối của rotor, các thanh dẫn được

nối với nhau bởi vòng đai cuối.

Dòng điện cảm trong các thanh dẫn của rotor xuất hiện do hiện tượng cảm ứng giữa rotor

và stator. Dòng điện này làm rotor tạo ra từ trường.

Từ trường của rotor thay đổi theo trường của stator, tạo ra moment xoắn khi rpm thấp hơn

tốc độ đồng bộ. Động cơ cảm ứng luôn chạy ở tốc độ thấp hơn tốc độ đồng bộ trong khi động cơ

đồng bộ luôn chạy tại tốc độ đồng bộ.

Dòng điện stator bằng 0 hai lần mỗi chu kỳ. Khi không có trường stator, rotor không tạo ra

moment xoắn. Động cơ ac một pha dùng động lượng của chúng để tiếp tục quay cho đến khi dòng

điện stator được vượt qua giá trị 0. Khi khởi động, động cơ một pha cần lực đẩy để tạo động lượng

cho rotor.

Động cơ ac hai pha được lái bằng hai dòng điện lệch pha 90°. Pha A cấp cho một cực stator.

Pha B cấp cho các cực khác. Khi pha A bằng zero, pha B tạo moment xoắn cho tải. Các pha xen kẽ

nhau như thể hai động cơ đồng bộ một pha đang chia sẻ cùng một rotor. Hai pha cần thiết để khởi

động cho rotor quay. Chiều mà trường stator quay xác định chiều quay của rotor. Thứ tự mà mỗi

pha chuyển dòng xác định hướng quay của trường stator.

Nguồn công suất hai pha có thể được tạo ra từ một pha bằng cách mắc nối tiếp một tụ với

một trong các cuộn dây của stator. Giá trị tụ điện được chọn để các dòng điện trong cuộn dây stator

lệch pha 90°.

Động cơ khởi động bằng tụ dùng một bộ các cực khởi động để tạo tốc độ khởi động cho

động cơ. Công tắc ly tâm ngắt tụ tại rpm cho trước để các cực khởi động không bị nóng quá.

4.3. TỪ VÀ THUẬT NGỮ MỚI

động cơ đồng bộ ac - động cơ được cấp nguồn ac và có tốc độ trung bình tỷ lệ với tần số hoạt

động: rpm = 120f/P

động cơ khởi động bằng tụ - động cơ ac một pha, khởi động bằng một cuộn dây phụ quấn nối tiếp

với một tụ điện. Cuộn dây phụ này được ngắt khỏi mạch sau khi động cơ đạt tốc độ quay cần thiết.

công tắc ly tâm - công tắc gắn với trục quay sẽ mở hoặc đóng tại tốc độ cho trước của trục (rpm).

2/12


quán tính - tính chất của vật chất, ngăn cản sự thay đổi của chuyển động.

động lượng - vận tốc góc (rpm) nhân với moment quán tính.

rotor - phần quay của một động cơ hoăc một máy.

một pha - một sóng ac đơn.

cực khởi động - cực stator với một cuộn dây phụ, chỉ được sử dụng khi stator đang khởi động.

máy trạng thái - mạch logic mà trạng thái dòng ngõ ra của nó được dùng để xác định trạng thái

tiếp theo của ngõ ra.

stator - mạch từ không chuyển động của động cơ.

hai pha - hai dạng sóng riêng biệt có cùng biên độ, tần số và khác nhau góc pha.


4.4.1 Điều khiển tần số thay đổi

Động cơ ac đồng bộ 24 cực được lái bởi bộ điều khiển động cơ ac hai pha tần số thay đổi.

Bộ điều khiển có bốn khối chức năng.

• Khối AC MOTOR SPEED CONTROL gồm một bộ dao động tần số thay đổi (Time Base)

để thiết lập tần số cho hệ thống và do đó thiết lập tần số cho rpm của động cơ ac (24 cực).

• PHASE SHIFTER tạo hai sóng vuông lệch pha 90° điều khiển chiều của động cơ ac.

• Bộ khuếch đại công suất riêng biệt lái cuộn dây stator của động cơ ac.

• Một dây đai được kết nối cơ với hai động cơ. Mỗi vòng quay truyền động của động cơ ac

lái truyền động của động cơ dc quay ba vòng.

Phần ứng của động cơ dc quay trong từ trường của nó tạo ra emf. Điện áp ngõ ra của động

cơ dc (Vdcm) và hằng số tốc độ của nó (KS) được dùng để tính rpm của động cơ dc (rpmdc).

rpmdc = 173 x |Vdcm|

Rpm của động cơ ac (rpmac) bằng 1/3 rpm của động cơ dc.

rpmac = (173 x |Vdcm|)/3

1. Tháo ra tất cả các dây nối và các kết nối hai trạm trên board mạch.

2. Đặt dây đai giữa động cơ dc và động cơ ac với mặt phẳng hướng ra ngoài.

3. Chỉnh pin ma sát cho đến khi nó không chạm vào dây đai.

4. Dùng ốc thiết lập động cơ dc để dịch chuyển động cơ dc và điều chỉnh độ căng của dây đai. Độ

căng dây đai phải lỏng hết mức có thể mà vẫn cho phép động cơ ac quay động cơ dc.

Nếu dây đai quá chặt, moment xoắn của động cơ ac không đủ để thắng ma sát, và động cơ dc sẽ

không quay.

5. Thiết lập công tắc định hướng PHASE SHIFTER ở CW và điều chỉnh AC MOTOR SPEED

CONTROL ở vị trí ngược kim đồng hồ cực đại tới hết tầm.

6. Dùng các kết nối hai trạm để kết nối:

3/12


• AC MOTOR với INPUT

• AC MOTOR với PHASE 1 OUTPUT

• AC MOTOR với PHASE 2 OUTPUT

7. Cả hai động cơ có quay không?

a. có b. không

8. Nối đầu dương của DVM với DC MOTOR và đầu DVM âm nối với GND.

9. Điều chỉnh chậm AC MOTOR SPEED CONTROL cho đến khi động cơ dc phát điện áp -1.73

Vdc ± 0.05 Vdc.

10. Dùng kết quả đọc được trên DVM, tính rpm của động cơ dc?

rpmdc = _____

Động cơ ac đang chạy với tốc độ bằng 1/3 động cơ dc (được 299 rpm).

11. Dùng rpm của động cơ dc để tính rpm của động cơ ac.

rpmac = _____ rpm

12. Nối CH 1 với PHASE 1 và CH 2 với PHASE 2. Nối đất cả hai kênh và chỉnh dao động ký.

13. Đo chu kỳ của PHASE 1 (CH 1) và xác định tần số của nó (fp1).

fp1 = _____ Hz

14. PHASE 2 có cùng tần số với không?

a. có b. không

Động cơ ac đồng bộ này có 24 cực và đang chạy tại 20 Hz.

15. Tính tốc độ đồng bộ của động cơ ac.

rpmac = _____ rpm

16. Vặn chậm AC MOTOR SPEED CONTROL ngược chiều kim đồng hồ đến hết tầm.

17. Tốc độ của động cơ ac tăng hay giảm?

a. tăng

b. giảm

4/12


18. Tần số lái động cơ ac tăng hay giảm?

a. tăng

b. giảm

19. Điều chỉnh chậm AC MOTOR SPEED CONTROL ngược chiều kim đồng hồ đến hết tầm

và chuyển mạch công tắc điều khiển hướng PHASE SHIFTER ngược chiều kim đồng hồ.

Động cơ dc ngừng quay vì moment xoắn sinh ra không đủ để vượt qua tải quán tính của nó

theo tốc độ đồng bộ.

20. Vặn AC MOTOR SPEED CONTROL ngược chiều kim đồng hồ đến hết tầm.

21. Tại sao động cơ ac khởi động?

a. Tốc độ đồng bộ giảm.

b. Tải quán tính giảm.

c. Tải ma sát giảm.

d. Moment xoắn của động cơ ac tăng.

Mỗi pha trong hai pha của động cơ ac được lái bởi một bộ khuếch đại công suất.

Bộ khuếch đại thay đổi mức logic của PHASE SHIFTER tới điện áp phù hợp để lái động cơ ac.

22. Mức điện áp xấp xỉ nào được dùng để lái stator của động cơ ac?

a. +5 Vdc và 0 Vdc

b. +5 Vdc và -5 Vdc

c. +13 Vdc và -13 Vdc

d. +15 Vdc và -15 Vdc

23. Quan hệ pha giữa PHASE 1 và PHASE 2 khi công tắc định hướng đặt ở vị trí CCW (ngược

kim đồng hồ)?

a. PHASE 2 sớm pha hơn PHASE 1 180°.

b. PHASE 2 trễ pha hơn PHASE 1 180°.

c. PHASE 2 sớm pha hơn PHASE 1 90°.

5/12


d. PHASE 2 trễ pha hơn PHASE 1 90°.

PHASE SHIFTER tạo ra PHASE 1 và 2 từ xung nhịp INPUT của nó.

PHASE SHIFTER gồm hai JK flip-flop và bốn cổng XOR.

Các JK flip-flop tạo thành máy trạng thái hai bit bước qua bốn trạng thái ngõ ra của nó nhờ

xung nhịp INPUT.

Bốn trạng thái được sắp xếp để mẫu ngõ ra tạo được PHASE 1 và PHASE 2 lệch pha nhau 90°.

24. Mức logic của tín hiệu DIRECTION (chân 1 của 74HC86) khi công tắc định hướng của

PHASE SHIFTER đặt ở vị trí CCW?

a. cao b. thấp

Trạng thái mức cao của tín hiệu DIRECTION làm cổng XOR hoạt động như cổng đảo.

PHASE SHIFTER đang tạo ra bốn trạng thái ngõ ra trong một chuỗi lặp: 00, 01, 11, 10

Thứ tự của bốn trạng thái này tạo ra hai sóng vuông lệch pha nhau 90°.

25. Bật công tắc định hướng của PHASE SHIFTER sang CW (theo chiều kim đồng hồ).

Bây giờ tín hiệu DIRECTION ở mức thấp, và cổng XOR không đảo.

Thứ tự các trạng thái ngõ ra của PHASE SHIFTER thay đổi, đảo chiều dịch pha.

26. Quan hệ pha giữa PHASE 1 và PHASE 2 khi công tắc định hướng đặt ở CW?

a. PHASE 2 trễ pha hơn PHASE 1 90°.

b. PHASE 2 sớm pha hơn PHASE 1 90°.

Tần số của PHASE 1 và PHASE 2 được điều khiển bởi ngõ ra khối AC MOTOR SPEED

CONTROL.

27. Quan sát PHASE 1 và INPUT của PHASE SHIFTER trong khi điều chỉnh núm AC MOTOR

SPEED CONTROL chậm theo chiều kim đồng hồ.

6/12


28. Khi tần số INPUT của PHASE SHIFTER tăng, tần số của PHASE 1 như thế nào?

a. tăng b. giảm

Bật và tắt CM 2.

29. Tại sao động cơ ac ngừng khi CM tích cực?

a. Xung nhịp của PHASE SHIFTER bị xóa bỏ.

b. Bộ khuếch đại công suất PHASE 1 hở.

c. Trạng thái ngõ ra của PHASE SHIFTER thay đổi.

d. PHASE 2 ngắn mạch với đất.

GHI NHỚ:

• Tốc độ đồng bộ được xác định nhờ số cực của stator và tần số của nguồn ac: rpm=120f/P.

• Động cơ ac đồng bộ chạy với tốc độ đồng bộ.

• Pha cấp cho động cơ ac hai pha lệch pha 90°.

• Chiều lệch pha 90° xác định chiều quay của động cơ ac.

• Động cơ ac đồng bộ có tải quán tính khó khởi động.

4.4.2. Máy phát tốc độ góc

1. Tháo mọi dây nối và kết nối hai trạm ra khỏi board mạch.

2. Đặt dây đai giữa động cơ ac và động cơ dc với mặt phẳng (cao su) hướng ra phía ngoài.

3. Chỉnh pin ma sát cho đến khi nó không chạm vào dây đai.

4. Chỉnh độ căng dây đai ở mức độ nhẹ nhất để giữ động cơ được kết nối cơ học.

5. Đặt các kết nối hai trạm tại DRIVER OUTPUT- DC MOTOR và ANALOG SPEED- INPUT

DC MOTOR DRIVER.

6. Đặt tất cả các núm điều khiển tốc độ ở vị trí cực đại ngược chiều kim đồng hồ.

7. Dùng DMM để xác định trở kháng của cuộn dây stator Rt2 của PHASE 2.

Rt2 = ______ Ω

8. Dùng DMM xác định trở kháng của cuộn dây stator Rt1 của PHASE 1.

Rt1 = ______ Ω

Máy phát (AC MOTOR) có hai cuộn dây stator đồng nhất.

Cả hai cuộn dây stator được định vị xung quanh một rotor nam châm vĩnh cửu đơn.

Quay rotor của máy phát làm các đường sức từ dịch chuyển qua cả hai cuộn dây stator, tạo ra

7/12


một điện áp tại mỗi ngõ ra.

9. Chỉnh ANALOG SPEED CONTROL ở vị trí cực đại theo chiều kim đồng hồ.

10. Nối CH 1 với AC MOTOR (PHASE 1) và CH 2 với AC MOTOR (PHASE 2). Điều chỉnh dao

động ký để hiển thị vài chu kỳ của hai dạng sóng.

11. Phát biểu nào mô tả các sóng trên dao động ký của bạn đúng nhất?

a. Hai sóng vuông lệch pha nhau 270°.

b. Hai sóng sin lêch pha nhau 180°.

c. Hai sóng sin lệch pha nhau 90°.

d. Không câu nào đúng.

PHASE 1 tạo ra một điện áp đỉnh khi một cực rotor chuyển qua một cực stator của PHASE 1.

Độ lệch vật lý giữa các cực stator của PHASE1 và PHASE2 tạo góc lệch pha 90° giữa các pha.

Dùng dao động ký xác định tần số ngõ ra của máy phát (f).

f = _____ Hz

12. Tốc độ của máy phát 24 cực đồng bộ này là bao nhiêu (rpm = 120xf / P)?

Tốc độ = ______ rpm

13. Đo điện áp đỉnh tại ngõ ra cuộn dây stator PHASE 1 (CH 1) của máy phát khi máy phát chạy

với tốc độ 650 rpm.

Vg1 = ______ Vpk

14. Tính hằng số tốc độ của máy phát.

KS = _____ rpm/ Vpk

15.Điều chỉnh ANALOG SPEED CONTROL cho đến khi ngõ ra của máy phát ac đo được

khoảng 5.4 Vpk tại ngõ ra của AC MOTOR (CH 1).

8/12


16.Dùng hằng số tốc độ (KS = 60 rpm/ Vpk) để xác định rpm của máy phát.

Rpm = _____

17. Dùng tần số ở ngõ ra của máy phát để xác định rpm của nó.

Rpm = _____

18. Nối TACH INPUT với jack cắm PHASE SHIFTER AC MOTOR.

19. Nối CH 2 với TACH OUT, đặt cả hai kênh ở chế độ nối dc, 5V/div, và vị trí đất cho cả hai

kênh là điểm chính giữa màn hình của dao động ký.

20. Phát biểu nào mô tả đúng nhất điện áp dc tại ngõ ra khối TACH (CH 2)?

a. bằng điện áp trung bình ở ngõ ra máy phát

b. bằng điện áp rms của máy phát

c. bằng điện áp đỉnh-đỉnh của máy phát

d. bằng đỉnh âm ở ngõ ra máy phát

Bộ tách sóng đỉnh dùng bộ khuếch đại và một diode làm bộ tách nửa sóng.

Chiều của diode xác định khi nào đỉnh dương hoặc đỉnh âm được tách ra.

Tụ điện được dùng để tích một mức điện áp đỉnh giữa các chu kỳ.

Tụ xả chậm qua điện trở cho phép ngõ ra mạch TACH giảm khi đỉnh của máy phát giảm.

21. Dùng ANALOG SPEED CONTROL để thay đổi tốc độ của máy phát trong khi quan sát ngõ ra

khối TACH (CH 2).

22. Ngõ ra khối TACH có tỷ lệ với rpm không?

a. có b. không

23. Đặt ANALOG SPEED CONTROL khoảng -8V giữa DRIVER OUTPUT và đất của DC

MOTOR.

24.Dùng DVM xác định dòng điện của DC MOTOR (Ia).

Ia = _____ mA

9/12


25. Dùng dây nối để nối cả hai ngõ ra của máy phát (AC MOTOR) với đất.

Trở kháng 190Ω của mỗi cuộn dây đang hoạt động như tải của máy phát.

Dòng điện ở mỗi pha tăng khoảng 20 mA.

26.Dùng DVM xác định dòng điện của DC MOTOR (Ia).

Ia = _____ mA

27. Tại sao dòng điện của DC MOTOR tăng khi ngõ ra AC MOTOR nối với đất?

a. Moment xoắn của DC MOTOR tăng

b. Dòng điện của máy phát tăng

c. Moment xoắn của máy phát tăng

d. Cả ba câu trên đúng.

GHI NHỚ: Trong phần thí nghiệm này bạn đã quan sát được:

• Tần số ở ngõ ra máy phát đồng bộ tỷ lệ với rpm của nó (f = (rpm x P)/120).

• Điện áp ở ngõ ra máy phát tỷ lệ với tốc độ của nó.

• Tăng tải dòng điện của máy phát tăng moment xoắn cần thiết của nó.

• Ngõ ra của máy phát ac có thể được chỉnh lưu để cung cấp dc.

• Ngõ ra của máy phát có thể được dùng để đo tốc độ.

4.5. KẾT LUẬN

ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ THAY ĐỔI....................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

MÁY PHÁT TỐC ĐỘ GÓC.................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

10/12


BÀI KIỂM TRA

BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ AC


1. Thay đổi nào làm tăng tốc độ của động cơ đồng bộ ac hai pha?

a. tăng độ dịch pha

b. tăng dòng điện

c. tăng điện áp

d. tăng tần số

2. Thay đổi nào đảo chiều của động cơ ac hai pha?

a. đảo pha

b. giảm độ dịch pha

c. tăng tần số

d. đảo các cực từ của rotor

3. Tăng tải trọng của động cơ đồng bộ làm

a. giảm rpm của nó

b. tăng rpm của nó

c. nó có thể không khởi động được

d. giảm dòng điện chạy của nó

4. Tốc độ đồng bộ của động cơ ac một pha hai cực chạy với nguồn 50 Hz là bao nhiêu?

a. (60 x 50)/2 = 1500 rpm

b. (120 x 50)/2 = 3000 rpm

c. (120 x 60)/2 = 3600 rpm

d. (120 x 50)/1 = 6000 rpm

5. Điều gì sẽ xảy ra khi động cơ đồng bộ hai pha bị ngăn không cho đạt tốc độ đồng bộ?

a. nó chạy tại rpm thấp hơn

b. nó ngừng quay

c. nó đảo chiều

d. nó tăng số cực

6. Tăng tải dòng điện trên máy phát làm

a. tăng tải moment xoắn tại trục ngõ vào của nó.

b. giảm tải moment xoắn tại trục ngõ vào của nó.

11/12


c. tăng điện áp ngõ ra.

d. tăng rpm của nó.

7. Để giảm tần số ngõ ra của máy phát đồng bộ đi một nửa

a. dùng máy phát có số cực gấp đôi

b. dùng máy phát hai pha

c. gấp đôi tốc độ trục quay

d. giảm nửa tốc độ trục quay

8. Để tăng điện áp ngõ ra máy phát đồng bộ

a. giảm tốc độ trục quay của nó

b. tăng tải dòng điện của nó

c. tăng tốc độ rotor của nó

d. Tất cả các câu trên.

9. Để đo tốc độ trục quay bạn có thể dùng

a. điện áp ngõ ra máy phát dc

b. tần số ngõ ra máy phát đồng bộ ac

c. điện áp ngõ ra máy phát đồng bộ ac

d. Tất cả các câu trên.

10. Để có điện áp cảm ứng trên một vật dẫn

a. quay nó với tốc độ đồng bộ

b. chuyển động nó qua một từ trường

c. giữ nó sát với một nam châm

d. dùng nhiều vòng dây

12/12



BÀI 5: BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐỘNG CƠ BƯỚC


Sau khi hoàn thành bài học này bạn có thể giải thích hoạt động của động cơ bước và bộ

điều khiển vòng hở của nó.


Bộ điều khiển động cơ bước là một bộ điều khiển vòng hở. Nó cung cấp điều khiển vị trí

chính xác mà không cần hồi tiếp từ ngõ ra để chỉnh vị trí của trục quay.

5.2.1. Động cơ bước

Trong khi động cơ bình thường quay liên tục, động cơ bước chuyển động từng bước. Nó

chuyển động một bước cho mỗi xung điện ngõ vào (Hình 5.1). Đặc điểm này làm nó dễ giao tiếp

với điện tử số. Vị trí của trục cơ khí của động cơ bước có thể thay đổi dễ dàng bằng cách điều

khiển số xung gởi tới động cơ

Hình 5.1

Có nhiều loại cấu trúc động cơ bước, thường gặp nhất là loại nam châm vĩnh cửu. Với loại

cấu trúc này, rotor là một nam châm vĩnh cửu bên trong một stator hai pha (Hình 5.2). Động cơ

quay một bước khi cực tính của một trong hai cuộn dây stator đảo chiều. Do có hai cuộn dây stator

riêng biệt, động cơ bước được gọi là động cơ hai pha.

Hình 5.2

Rotor Hình 5.2 nằm trong vị trí khóa từ. Trong vị trí này có sức hút giữa hai cực nam của

stator và cực bắc của rotor. Ngoài ra cũng có sức hút giữa hai cực bắc của stator và cực nam rotor.

Để động cơ hoạt động tốt, hai tín hiệu lái động cơ phải lệch pha. Cả hai cuộn dây stator

không thể thay đổi cực tính tại cùng một thời điểm.

Khi điện áp đặt trên pha 2 đảo cực tính, stator đảo cực từ tính của nó. Điều này làm rotor

chuyển động một bước (Hình 5.3, STEP 2).

1/10


Hình 5.3

1. Rotor chuyển động bao nhiêu khi đảo cực tính?

a- 90° b- 180°

Khi cực tính của cuộn dây pha 1 đảo chiều, rotor chuyển động một bước khác (Hình 5.3,

STEP 3). Đảo cực tính của pha 2 và rotor chuyển động thêm một bước nữa (Hình 5.3, STEP 4).

Như vậy, động cơ bước với rotor có 1 cặp cực sẽ quay 1 vòng 4 bước 90° bằng nhau. Chiều

của động cơ được điều khiển bởi chuỗi bước của hai pha. Với chuỗi bước vừa được mô tả, động cơ

bước quay ngược chiều kim đồng hồ.

2. Động cơ bước trên board mạch có 12 cặp cực. Nó quay bao nhiêu độ cho mỗi bước?

a- 45° b- 7.5° c- 9° d- 15°

Số bước trên một vòng quay được xác định bởi số cặp cực rotor: S = P x 4

3. Điều gì xảy ra khi chuỗi bước là 4, 3, 2, 1?

a. động cơ chạy ngược chiều kim đồng hồ

b. động cơ chạy theo chiều kim đồng hồ

Tầng ra của mỗi pha cấp dòng điện để lái động cơ bước. Bộ khuếch đại ngõ ra U5 là bộ so

sánh (Hình 5.4). R18, R19 định dạng bộ chia điện áp, đặt chân 1 ở 2.5 Vdc. Tín hiệu ngõ vào là tín

hiệu logic 5V. Khi ngõ vào là 5V, ngõ ra U5 khoảng -13V. Khi ngõ vào là 0V, ngõ ra U5 khoảng

+13V. Bộ khuếch đại chuyển tín hiệu logic 5V thành mức cần thiết cho động cơ bước.

Hình 5.4

Mạch pha 2 là một bộ khuếch đại tương tự như pha 1.

5.2.2. Bộ điều khiển động cơ bước

2/10


Đây là sơ đồ khối của hệ thống động cơ bước (Hình 5.5).

Hình 5.5

Công tắc MANUAL/CMPTR điều khiển bộ đệm DATA MULTIPLEXER. Việc này sẽ

chọn MANUAL INTERFACE hay MICROPROCESSOR INTERFACE cung cấp thông tin ngõ

vào cho bộ điều khiển.

Bộ điều khiển bằng tay trên board mạch gồm 7 công tắc ngõ vào dữ liệu, công tắc định

hướng và nút nhấn START. Trong chế độ CMPTR 32 BIT MICROPROCESSOR tạo ra các tín

hiệu này (Hình 5.6).

Hình 5.6

7 công tắc ngõ vào dữ liệu nhị phân cho giá trị thập phân ngõ vào cực đại là 127. Đây là số

bit cực đại có thể được lập trình.

Nhấn nút START khởi đầu tín hiệu cho bộ đếm lên mức cao. Việc này thiết lập dữ liệu cho

DOWN COUNTER từ các công tắc dữ liệu, dữ liệu này cũng được hiển thị lên LED.

Khi thả nút nhấn START, DOWN COUNTER đếm xuống zero và dừng lại. Mỗi lần đếm,

ngõ ra đưa tới PHASE SHIFTER một xung. Khi đạt tới zero, DOWN COUNTER ngừng và không

có xung nào được đưa tới PHASE SHIFTER.

Động cơ bước chuyển động một bước cho mỗi xung ngõ vào PHASE SHIFTER.

Công tắc điều khiển chiều quay ở khối PHASE SHIFTER xác định chuỗi trạng thái, qua đó

xác định chiều của động cơ (Hình 5.7).

Hình 5.7


5.3.1. Động cơ bước

3/10


1. Nối động cơ bước bằng cách đặt ba kết nối hai trạm ở khối PHASE SHIFTER (INPUT-

STEPPER MOTOR, PHASE 1 OUTPUT-STEPPER MOTOR, PHASE 2 OUTPUT-STEPPER

MOTOR). Đặt công tắc định hướng ở CW.

2. Nối CH 1 của dao động ký với jack cắm INPUT.

3. Đặt núm điều khiển tốc độ của động cơ bước ở vị trí chính giữa và công tắc CMPTR ở

MANUAL. Đặt công tắc dữ liệu ở 000 0001.

Động cơ sẽ chuyển động một bước theo chiều kim đồng hồ khi nhấn và nhả nút nhấn START.

4. Nhấn và nhả nút nhấn START vài lần; quan sát chuyển động một bước mỗi lần của động cơ

bước. Nhấn nút nhấn thêm vài lần nữa trong khi quan sát dao động ký.

5. Tín hiệu INPUT sẽ như thế nào khi nhấn và nhả nút nhấn START?

a. Một xung kích cạnh âm được tạo ra.

b. Một xung kích cạnh dương được tạo ra.

Số xung tại ngõ vào được xác định bởi thiết lập ở công tắc dữ liệu. Có 7 bit nhị phân, cho một dải

hex từ 0 đến 7F, hoặc một dải thập phân từ 0 tới 127.

6. Nhấn nút START nhiều lần để định vị động cơ bước ở bước zero.

7. Vặn núm trên động cơ bước bằng tay theo chiều kim đồng hồ tới vị trí khóa kế tiếp của nó.

Núm chuyển động qua bao nhiêu bước?

a. 2

b. 4

c. 6

Khi quay động cơ bước bằng tay, nó chuyển động 4 bước một lần. Do cực tính của pha lặp lại mỗi

bốn bước, vị trí khóa nam châm cách nhau mỗi 4 bước.

8. Nối CH 1 của dao động ký với ngõ ra PHASE 1 và nối CH 2 với ngõ ra PHASE 2. Đặt chế độ

VERT ở CHOP và trigger ở CH 1. Đặt cả hai kênh hiển thị 10 V/div.

9. Nhấn nút START cho đến khi ngõ ra PHASE 1 và PHASE 2 đều dương. Động cơ bước ở trạng

thái 1 trong bảng. Công tắc định hướng phải ở vị trí CW (theo chiều kim đồng hồ).

10. Nhấn nút START một lần để tới trạng thái 2. Cực tính của mỗi pha tại trạng thái 2?

a. - +

b. - -

c. + -

11. Nhấn nút START một lần nữa. Cực tính của mỗi pha?

4/10

STATE PHASE 1 PHASE 21 + +2 - +3 - -4 + -


a. - +

b. - -

c. + -

12. Nhấn nút START một lần. Cực tính của mỗi pha?

a. - +

b. - -

c. + -

Các mục trên là bốn trạng thái có thể xảy ra của hai pha trong chuỗi bước theo chiều kim đồng hồ.

13. Động cơ bước sẽ chuyển động theo hướng nào nếu cả hai pha dương và sau đó pha 2 chuyển

xuống âm?

a. Động cơ chuyển động một bước ngược chiều kim đồng hồ.

b. Động cơ không chuyển động.

14. Nhấn nút START cho đến khi cả hai pha dương thêm một lần nữa. Đặt công tắc định hướng ở

CCW (ngược kim đồng hồ).

15. Nhấn nút START một lần. Hai pha ở trạng thái nào?

a- 1 b- 2 c- 3 d- 4

16. Nhấn nút START một lần nữa. Hai pha ở trạng thái nào?

a- 1 b- 2 c- 3 d- 4

17. Nhấn nút START một lần nữa. Hai pha ở trạng thái nào?

a- 1 b- 2 c- 3 d- 4

Chiều của động cơ bước được xác định bởi chuỗi bước cấp cho động cơ. Khi dịch chuyển giữa hai

bước chỉ có một pha thay đổi cực tính.

GHI NHỚ:

• Động cơ bước là động cơ hai pha.

• Mỗi lần chỉ có một pha thay đổi cực tính.

• Động cơ bước chuyển động theo các bước chính xác.

• Số bước trên một vòng quay được xác định bởi số cặp cực rotor: S = P x 4

5.3.2. Bộ điều khiển động cơ bước

1. Nối động cơ bước bằng cách đặt ba kết nối hai trạm trong khối PHASE SHIFTER (INPUT-

STEPPER MOTOR, PHASE 1 OUTPUT-STEPPER MOTOR, PHASE 2 OUTPUT-STEPPER

MOTOR). Đặt công tắc định hướng ở CW.

2. Đặt công tắc MANUAL/CMPTR ở MANUAL và SPEED CONTROL ở vị trí chính giữa. Đặt

giá trị dữ liệu ở bước 1.

5/10


Công tắc S6 như hình vẽ đặt ở vị trí MANUAL.

3. Mức logic của tín hiệu CMP/ MAN ?

a. cao

b. thấp

4. Ngõ vào của DOWN COUNTER từ nguồn dữ

liệu nào khi tín hiệu CMP/ MAN ở mức thấp?

a. DATA SWITCHES

b. MICROPROCESSOR INTERFACE

5. Nối CH 1 của dao động ký với chân 1 của U11. Bật tắt công tắc MANUAL/CMPTR trong khi

quan sát dao động ký. Mức logic ở vị trí nào?

a- cao b- thấp

Nguồn của dữ liệu ngõ vào bộ đếm xuống được

chọn bởi vị trí của công tắc MANUAL/

CMPTR.

Công tắc này cũng chọn nguồn ngõ vào cho tín

hiệu khởi động và chiều.

Nút START được nối với U13 là một RS (RESET/STEP) flip flop. Flip flop này khử nhiễu và nảy

tiếp điểm ở công tắc.

6. Đặt công tắc CMPTR/ MANUAL ở vị trí MANUAL.

7. Nối CH 1 của dao động ký với chân 18 của U12. Nhấn và nhả nút nhấn START trong khi quan

sát dao động ký. Tín hiệu G0 là cạnh nào của xung?

a- cạnh xuống b- cạnh lên

Khi tín hiệu G0 ở mức cao DOWN COUNTER nhập dữ liệu ngõ vào.

Dữ liệu này được hiển thị trên LED.

8. Giữ nút nhấn START nhấn xuống, đặt các công tắc dữ liệu ở mức cao sau đó ở mức thấp mỗi

thứ một lần trong khi quan sát hiển thị trên LED. Thiết lập giá trị dữ liệu ở 1 và thả nút nhấn.

9. Hiển thị trên LED có khớp với thiết lập công tắc khi chúng thay đổi với nút START được giữ

nhấn xuống?

a- có b- không

10.Đặt động cơ bước ở vị trí 0. Thiết lập công tắc dữ liệu ở số thập phân 48 mà số nhị phân là

0110000.

11.Nhấn và nhả nút nhấn START. Bộ đếm xuống cho ra bao nhiêu xung?

a- 30 b- 48

6/10


Động cơ bước quay một bước cho mỗi xung

ngõ ra bộ đếm xuống. Động cơ quay 48 bước

trong một vòng.

Mạch đếm này được gọi là bộ đếm xuống vì nó

đếm xuống zero từ giá trị thiết lập của nó được

xác định bởi giá trị tại ngõ vào dữ liệu.

Tốc độ quay của động cơ bước được xác định tốc độ xung ra của bộ đếm xuống.

12.U7 là bộ dao động không trạng thái bền. Tần số được điều

chỉnh bởi SPEED CONTROL. Tần số này của bộ dao động

xác định tốc độ xung ra từ bộ đếm xuống và do đó điều khiển

tốc độ của động cơ bước.Nối CH 1 của dao động ký với chân

3 của U7.

Chỉnh SPEED CONTROL cho một chu kỳ 120 mili giây.

13.Các công tắc dữ liệu giữ ở thiết lập 011 0000. Quan sát động

cơ và nhấn nút START. tính thời gian động cơ cần để quay hết một vòng.

t = _____ giây

14.Điều chỉnh SPEED CONTROL cho một chu kỳ 25 mili giây. Nhấn nút START vài lần.

15.Tốc độ của động cơ tăng hay giảm?

a- tăng b- giảm

16.Tính thời gian động cơ cần để quay hết một vòng.

t = _____ giây

GHI NHỚ:

• Có thể dùng một bộ đếm có thể preset để điều khiển số bước cho động cơ bước.

• Bộ dao động thay đổi tần số có thể được dùng để thay đổi tốc độ bước của động cơ bước.

• Có thể dùng một multiplexer để chọn các nguồn tín hiệu ngõ vào khác nhau.

5.4. KẾT LUẬN

ĐỘNG CƠ BƯỚC...............................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC..................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

7/10


..............................................................................................................................................................

8/10


BÀI KIỂM TRA

BÀI 5: BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐỘNG CƠ BƯỚC


1. Loại lực nào khóa rotor của động cơ bước?

a. điện áp

b. từ

c. trọng lực

d. thủy

2. Động cơ bước nam châm vĩnh cửu có một rotor và

a. hai cuộn dây stator

b. bốn cuộn dây stator

c. sáu cuộn dây stator

d. tám cuộn dây stator

3. Góc bước của động cơ bước là 15°; để quay một vòng cần bao nhiêu bước?

a. 96

b. 48

c. 24

d. 12

4. Bộ đếm xuống đếm tới

a. giá trị preset

b. zero từ giá trị preset

c. 1000

d. không xác định

5. Có thể có bao nhiêu trạng thái ngõ vào với động cơ bước hai pha?

a. 10

b. 6

c. 8

d. 4

6. Bộ điều khiển động cơ bước xác định gì?

a. số cực

b. số bước cần thực hiện

c. góc bước của động cơ

9/10


d. số bước trên một vòng

7. Mạch nào xác định tốc độ bước của động cơ bước?

a. bộ dao động

b. bộ đếm xuống

c. công tắc MANUAL/ CMPTR

d. bộ phân kênh dữ liệu

8. Động cơ bước có thể cung cấp định vị chính xác không cần hồi tiếp. Loại hệ thống định vị nào

không dùng hồi tiếp?

a. hệ thống vòng kín

b. hệ thống điều chỉnh vị trí

c. hệ thống vòng hở

d. hệ thống servo

9. Chiều quay của động cơ bước được xác định dựa trên

a. tần số của bộ dao động

b. chuỗi trạng thái

c. số bước

d. điện áp nguồn cung cấp

10. Động cơ bước chuyển xung điện ngõ vào thành

a. sóng sin

b. sóng tam giác

c. chuyển động trục chính xác

d. dạng cầu thang

10/10

tn truyen dong tu dong

Documents