Đồ án: Tìm hiểu vi điều khiển AT89C51 và ứng dụng điều khiển động cơ điện một chiều ( quay thuận, quay ngược ) pptx

Ngày nay, trong lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của con người như máy giặt, đồng hồ báo giờ, cân điện t

Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện tử đã được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp Trong lĩnh vực điều khiển,

từ khi công nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kỹ thuật điều khiển hiện đại có nhiều ưu điểm hơn so với việc sử dụng các mạch điều khiển lắp ráp bằng các linh kiện rời như kích thước nhỏ, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ

Ngày nay, trong lĩnh vực điều khiển đã được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của con người như máy giặt, đồng hồ báo giờ, cân điện tử đã giúp cho đời sống cuả chúng ta ngày càng hiện đại và tiện nghi hơn.Truyền động điện một chiều sử dụng cho các máy

có yêu cầu về điều chỉnh chiều quay

Vì vậy với đề tài thực tập môn học về “Tìm hiểu vi điều khiển AT89C51

và ứng dụng điều khiển động cơ điện một chiều ( quay thuận, quay ngược )” dưới sự hướng dẫn tận tình của cô Đỗ Thị Mai Do tài liệu tham khảo bằng Tiếng

Việt còn hạn chế, trình độ có hạn và kinh nghiệm trong thực tế còn non kém, nên

đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót Vì vậy rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân thành của các thầy cô cũng như của các bạn sinh viên trong khoa

Em xin chân thành cảm ơn !

MỤC LỤC

PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG 2

1 Tổng quan 2

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Phương pháp nghiên cứu 2

4 Kết quả dự kiến 2

PHẦN II NỘI DUNG CHÍNH 3

CHƯƠNG 1 THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 3

1 Tìm hiểu về vi điều khiển AT89C51 3

1.1 Sơ đồ khối chip 8051: 3

1.2 Sơ đồ và chức năng các chân của chip 8051: 5

1.3 Tổ chức bộ nhớ: 7

1.4 Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR): 10

1.5 Các cải tiến của 8052: 12

1.6 Hoạt động Reset: 12

2 Tìm hiểu về động cơ điện một chiều 13

2.1 Khái niệm động cơ điện một chiều 13

2.2 Cấu tạo của động cơ điện một chiều 14

2.3 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều 16

2.4 Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều 17

2.5 Phân loại 18

3 Tìm hiểu về mosfet 19

3.1 Giới thiệu về Mosfet 19

3.2 Kí hiệu và cấu tạo của Mosfet 20

3.3 Nguyên lý hoạt động 21

3.4 Ứng dụng của mofet 21

CHƯƠNG II THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH 22

1 Thiết kế 22

1.1 Thiết kế mạch cầu H 22

2 Chế tạo mạch 26

2.1 Sơ đồ mạch nguyên lý 26

2.2 Sơ đồ mạch in 27

2.3 Sơ đồ mô phỏng 3D 28

CHƯƠNG III CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 29

3.1 Giới thiệu về phần mềm và ngôn ngữ lập trình 29

3.2 Chương trình điều khiển động cơ quay thuận nghịch 29

PHẦN III KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 32

1 Kết luận 32

2 Hướng phát triển của đề tài 32

Tài liệu tham khảo: 33

PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG

1 Tổng quan

Trong quá trình làm việc, động cơ điện một chiều thường phải làm việc ở

nhiều chế độ khác nhau Có thể là tốc độ của các chế độ khác nhau hay chiều quay

của động khác nhau Chính vì vậy việc điều khiển động cơ một chiều là một yêu

cầu cần thiết và tất yếu đối với các máy sản xuất

Do đông cơ một chiều rất quan trọng trong cuộc sống và rất phổ biến trong

cuộc sống nên học kỳ này em được làm báo cáo ” Điều khiển đông cơ 1 chiều

bằng vi điều khiển’’ Có thể nói động cơ 1 chiều có vai trò rất lớn trong ngành

điều khiển tự động Nó có thể được sử dụng trong các băng tải trong các nhà máy

hay đơn giản là dùng trong cửa tự động trong các siêu thị

Để điều khiển được động cơ một chiều hay nói cách khác là điều chỉnh động cơ

quay thuận ,quay ngược em sử dụng mạch cầu H để điều khiển

2 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là tạo ra một mô hình điều khiển cho động cơ 1 chiều, mô

hình điều khiển này có thể làm mô hình thí nghiệm cho các sinh viên nghiên cứu

để tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như các phương pháp điều khiển

hoạt động cho động cơ Đặc biệt là việc điều khiển cho động cơ 1 chiều sử dụng vi

điều khiển AT89C51

3 Phương pháp nghiên cứu

 Đưa ra ý tưởng thiết kế (ứng dụng vi điều khiển)

 Thiết kế mạch phần cứng điều khiển: kết nối vi điều khiển, điều khiển hoạt

động của động cơ

 Viết chương trình điều khiển

 Vận hành mô hình và sửa lỗi

4 Kết quả dự kiến

 Thứ nhất : tìm hiểu và biết được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động

cơ điện một chiều

 Thứ hai :biết được cấu tạo và nguyên lý hoạt động cũng như ứng dụng của

các linh kiện điện tử

 Thứ ba : dùng vi điều khiển để đảo chiều động cơ điện một chiều

 Thứ tư :có thể hiểu và lập trình thành thạo với vi điều khiển AT89C51

 Hoàn thành mô hình đề tài đảm bảo đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu đã

được đề ra

PHẦN II NỘI DUNG CHÍNH CHƯƠNG 1 THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ

TÀI

1 Tìm hiểu về vi điều khiển AT89C51

1.1 Sơ đồ khối chip 8051:

 Mạch giao tiếp nối tiếp

 Không gian nhớ chương trình ngoài 64K

 Không gian nhớ dữ liệu ngoài 64K

 Bộ xử lý bit

 210 vị trí nhớ được định địa chỉ, mỗi vị trí 1 bit

 Nhân/chia trong 4µs

Cấu trúc bên trong của 8051:

Hình 2 Cấu trúc bên trong 8051

1.2 Sơ đồ và chức năng các chân của chip 8051:

Thuật ngữ “8051” được dùng để chỉ rộng rãi các chip của họ MSC-51 Vi mạch tổng quát của họ MSC-51 là chip 8051, linh kiện đầu tiên của họ này được hãng Intel đưa ra thị trường Hiện hay nhiều nhà sản xuất IC như Seimens, Advance Micro Devices (AMD), Fujitsu, Philips, Atmel … được cấp phép làm nhà cung cấp thứ hai cho các chip của họ MSC-51 Ở Việt Nam các chip và các biến thể họ MSC-51 của hãng Atmel và Philips được sử dụng rộng rãi như: 89C2051, AT89C51, AT8C52, AT8C55, AT89S52, AT89S8252, AT89S8253, P89C51RDxx, P89V51RDxx …

Hình 3 Sơ đồ chân 8051

Chip 8051 có 32 chân xuất/nhập, tuy nhiên có 24 chân đa mục đích trong tổng số 32 chân này Mỗi một chân này có thể hoạt động ở chế độ xuất/nhập, hoạt động điều khiển hoặc hoạt động như một đường địa chỉ/dữ liệu của bus địa chỉ/dữ liệu đa hợp

 PORT 0:

Port 0 (các chân từ 32-39) được ký hiệu là P0.0 - P0.7 có hai công dụng Trong các thiết kế có tối thiểu thành phần, Port 0 được sử dụng làm nhiệm vụ xuất nhập Tuy nhiên, khi dùng chức năng này thì Port 0 phải dùng thêm các điện trở kéo lên (pull-up), giá trị của điện trở phụ thuộc vào thành phần kết nối với Port Khi dùng làm ngõ ra, Port 0 có thể kéo được 8 ngõ TTL Khi dùng làm ngõ vào, Port 0 phải được set mức logic 1 trước đó

Với các thiết kế lớn hơn có bộ nhớ ngoài, Port 0 trở thành bus địa chỉ và bus dữ liệu đa hợp ( byte địa chỉ thấp )

 PORT 1:

Port 1 (các chân từ 1-8) chỉ có công dụng là xuất/nhập được ký hiệu từ P1.0 đến P1.7 và dùng để giao tiếp với thiết bị bên ngoài Với chip 8052 ta có thể sử dụng P1.0 và P1.1 hoặc làm các đường xuất/nhập hoặc làm các ngõ vào cho mạch định thời thứ ba

Tại Port 1 đã có điện trở kéo lên nên không cần thêm điện trở ngoài Port

1 có khả năng kéo được 4 ngõ TTL Khi dùng làm ngõ vào, Port 1 phải được set mức logic 1 trước đó

 PORT 2:

Port 2 (các chân từ 21-28) được ký hiệu là P2.0-P2.7 có hai công dụng, hoặc làm nhiệm vụ xuất/nhập có khả năng kéo được 4 ngõ TTL hoặc là byte địa chỉ cao của bus địa chỉ 16 bit cho các thiết kế có bộ nhớ chương trình ngoài hoặc các thiết kế có nhiều hơn 256 byte bộ nhớ dữ liệu

Khi dùng làm ngõ vào, Port 2 phải được set mức logic 1 trước đó

 PORT 3:

Port 3 (các chân từ 10-17) được ký hiệu là P3.0-P3.7 có hai công dụng Port

3 có khả năng kéo được 4 ngõ TTL Khi dùng làm ngõ vào, Port 1 phải được set mức logic 1 trước đó Khi không hoạt động xuất/nhập, các chân của port 3 có nhiều chức năng riêng

Bảng 1 Chức năng các chân của Port 3 và Port 1

 /PSEN:

Chân cho phép bộ nhớ chương trình /PSEN (Program store enable) là tín hiệu xuất trên chân 29 Đây là tín hiệu điều khiển cho phép ta truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài Chân này thường nối với chân cho phép xuất /OE ( Output enable ) của EPROM hoặc ROM để cho phép đọc các byte lệnh Tín hiệu /PSEN

ở mức logic 0 trong suốt thời gian tìm nạp lệnh Các mã nhị phân của chương trình hay Opcode được đọc từ EPROM qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh IR của 8051 để được giải mã Khi thực thi một chương trình chứa ở ROM nội, chân /PSEN được duy trì ở mức logic không tích cực ( logic 1)

 ALE:

Ngõ xuất tín hiệu cho phép chốt địa chỉ ALE ( address latch enable ) dùng

để giải đa hợp ( demultiplexing ) bus dữ liệu và bus địa chỉ Khi port 0 được sử dụng làm bus địa chỉ/dữ liệu đa hợp, chân ALE xuất tín hiệu để chốt địa chỉ (byte thấp của địa chỉ 16 bit) vào một thanh ghi ngoài trong suốt ½ đầu của chu kỳ bộ nhớ ( memory cycle ) Sau khi điều này đã được thực hiện, các chân của port 0 sẽ xuất/nhập dữ liệu hợp hệ trong suốt ½ thứ hai của chu kỳ bộ nhớ Tín hiệu ALE

có tần số bằng 1/6 tần số của mạch dao động bên trong chip vi điều khiển

 /EA:

Ngõ vào /EA có thể được nối với 5V (logic 1) hoặc với GND (logic 0).Nếu chân này nối lên 5V chip 8051 thực thi chương trình trong ROM nội Nếu chân này được nối với GND (và chân /PSEN cũng ở logic 0) thì chương trình cần được

thực thi chứa ở bộ nhớ ngoài

 RESET (RST):

Ngõ vào RST là ngõ vào xóa chính (master reset) của 8051 dùng để thiết lập lại trạng thái ban đầu cho hệ thống hay gọi tắt là reset hệ thống Khi ngõ vào này được treo ở mức logic 1 tối thiểu 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong của 8051

được nạp lại các giá trị thích hợp cho việc khởi động lại hệ thống

và dữ liệu đều đặt trong chip, tuy nhiên ta có thể mở rộng bộ nhớ chương trình và

bộ nhớ dữ liệu bằng cách sử dụng các chip nhớ bên ngoài với dung lượng tối đa là 64K

Bộ nhớ nội trong chip bao gồm ROM và RAM RAM trên chip bao gồm vùng RAM đa chức năng (general purpose RAM: 30H-7FH), vùng RAM với từng bit được định địa chỉ (bit address locations) gọi tắt là vùng RAM định địa chỉ bit (20H-2FH ), các dãy thanh ghi (bank: 00H-1FH) và các thanh ghi chức năng đặc biệt SFR (special function register: 80H-FFH)

Hình 4 Tổ chức bộ nhớ

Vùng RAM đa mục đích:

Vùng RAM đa mục đích có 80 byte đặt ở địa chỉ từ 30H-7FH Bất kỳ vị trí nhớ nào trong vùng RAM đa mục đích đều có thể được truy xuất tự do bằng cách

sử dụng các kiểu định địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp

Ex: MOV A,5FH

MOV R0,5FH MOV A,@R0

hình 5 Sơ đồ phân bố RAM và các thanh ghi chức năng đặc biệt

Vùng RAM định địa chỉ bit:

8051 có 210 vị trí bit được định địa chỉ trong đó 128 bit chứa trong các byte

ở địa chỉ từ 20H-2FH và phần còn lại chứa trong các thanh ghi chức năng đặc

biệt

Các dãy thanh ghi:

32 vị trí thấp nhất của bộ nhớ nội chứa các dãy thanh ghi Các lệnh của

8051 hỗ trợ 8 thanh ghi từ R0-R7 thuộc dãy 0 (bank 0) Đây là dãy mặc định sau khi reset hệ thống Các thanh ghi này ở các địa chỉ từ 00H-07H

Ex: MOV A,R5

<=> MOV A,05H

Các lệnh sử dụng các thanh ghi từ R0-R7 là các lệnh ngắn và thực hiện nhanh hơn so với các lệnh tương đương sử dụng kiểu định địa chỉ trực tiếp Các giá trị thường được sử dụng nên chứa ở một trong các thanh ghi này Dãy thanh ghi đang được sử dụng được gọi là dãy thanh ghi tích cực Dãy thanh ghi tích cực

có thể được thay đổi bằng cách thay đổi các bit chọn dãy trong thanh ghi PSW

1.4 Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR):

Các thanh ghi nội của 8051 được cấu hình thành một phần của RAM trên chip, do vậy mỗi thanh ghi cũng có một địa chỉ Cũng như các thanh ghi từ R0-R7 ta có 21 thanh ghi chức năng đặc biệt SFR chiếm phần trên của RAM nội từ địa chỉ 80H-FFH Lưu ý không phải tất cả 128 địa chỉ từ 80H-FFH đều được định nghĩa mà chỉ có 21 địa chỉ được định nghĩa

1.4.1 Từ trạng thái chương trình PSW (program status word):

Thanh ghi PSW có địa chỉ là D0H chứa các bit trạng thái có chức năng được tóm tắt trong bảng sau:

Bảng 2 Mô tả thanh ghi từ trạng thái chương trình PSW

1.4.2 Thanh ghi B:

Thanh ghi B ở địa chỉ F0H được dùng chung với thanh chứa A trong các phép toán nhân (MUL), chia (DIV) Các bit của thanh ghi B được định địa chỉ từ F0H-F7H

1.4.3 Con trỏ Stack:

Con trỏ Stack SP (stack pointer) là một thanh ghi 8 bit ở địa chỉ 81H SP chứa địa chỉ của dữ liệu hiện đang ở đỉnh của Stack Các lệnh liên quan đến Stack bao gồm lệnh cất dữ liệu vào Stack (PUSH) và lệnh lấy dữ liệu ra khỏi Stack (POP) Việc cất dữ liệu vào Satck làm tăng thanh ghi SP trước khi ghi dữ liệu và việc lấy dữ liệu ra Stack sẽ làm giảm thanh ghi SP Nếu ta không khởi động SP, nội dung mặc định của thanh ghi này là 07H Các lệnh PUSH và POP sẽ cất dữ liệu vào stack và lấy dữ liệu từ stack, các lệnh gọi chương trình con (ACALL, LCALL) và lệnh trở về (RET, RETI) cũng cất và phục hồi nội dung của bộ đếm chương trình PC (program counter)

1.4.4 Con trỏ dữ liệu DPTR:

Con trỏ dữ liệu DPTR (data pointer) được dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài hoặc bộ nhớ dữ liệu ngoài DPTR là thanh ghi 16 bit có địa chỉ là 82H (DPL, byte thấp) và 83H (DPH, byte cao)

MOV DPTR,#1000H MOV @DPTR,A

1.4.5 Các thanh ghi Port:

Các port xuất nhập của 8051 bao gồm port 0 tại địa chỉ 80H, port 1 tại địa chỉ 90H, port 2 tại địa chỉ A0H và port 3 tại địa chỉ 0BH Các port 0, 2 và 3 không được dùng để xuất/nhập nếu ta sử dụng thêm bộ nhớ ngoài hoặc nếu có một số đặc tính của 8051 được sử dụng (như là ngắt, port nối tiếp) Tất cả các port đều được định địa chỉ từng bit nhằm cung cấp các khả năng giao tiếp mạnh

1.4.6 Các thanh ghi định thời:

8051 có hai bộ đếm/định thời (timer/counter) 16 bit để định các khoảng thời gian hoặc để đếm các sự kiện Bộ định thời 0 có địa chỉ 8AH (TL0, byte thấp) và 8CH (TH0, byte cao), bộ định thời 1 có địa chỉ 8BH (TL1, byte thấp) và 8DH (TH1, byte cao) Họat động của bộ định thời được thiết lập bởi thanh ghi chế độ định thời TMOD (timer mode register) ở địa chỉ 89H và thanh ghi điều khiển định thời TCON (timer control regsiter) ở địa chỉ 88H

1.4.7 Các thanh ghi port nối tiếp:

Bên trong 8051 có một port nối tiếp để truyền thông với các thiết bị nối tiếp như các thiết bị đầu cuối hoặc moderm , hoặc để giao tiếp với các IC khác Một thanh ghi đựơc gọi là bộ đệm dữ liệu nối tiếp SBUF (serial data buffer) ở địa chỉ 99H lưu trữ dữ liệu truyền đi và dữ liệu nhận về Việc ghi lên SBUF sẽ nạp dữ

liệu để truyền và việc đọc SBUF sẽ lấy dữ liệu đã nhận được Các chế độ hoạt động khác nhau được lập trình thông qua thanh ghi điều khiển port nối tiếp SCON (serial port control register) ở địa chỉ 98H

1.4.8 Các thanh ghi ngắt:

8051 có một cấu trúc ngắt với hai mức ưu tiên và năm nguyên nhân ngắt Các ngắt bị vô hiệu hóa sau khi reset hệ thống và sau đó được cho phép ngắt bằng cách ghi vào thanh ghi cho phép ngắt IE (interrupt enable register) ở địa chỉ A8H Mức ưu tiên ngắt được thiết lập qua thanh ghi ưu tiên ngắt IP (interrupt priority register) ở địa chỉ B8H Cả hai thanh ghi này đều được định địa chỉ từng bit

1.5 Các cải tiến của 8052:

Các vi mạch 8052 ( và các phiên bản CMOS ) có hai cải tiến so với 8051 Một là có thêm 128 byte RAM trên chip từ địa chỉ 80H-FFH Điều này không xung đột với các thanh ghi chức năng đặc biệt (có cùng địa chỉ) vì 128 byte Ram thêm vào chỉ có thể truy xuất bằng cách dùng kiểu định địa chỉ gián tiếp

MOV R0,#0F0H ( Trùng với địa chỉ của thanh ghi B ) MOV A,@R0

Cải tiến thứ hai là có thêm bộ định thời 16 bit Timer 2

1.6 Hoạt động Reset:

8051 được reset bằng cách giữ chân RST ở mức cao tối thiểu 2 chu kỳ máy

và sau đó chuyển về mức thấp RST có thể được tác động tay hoặc đựơc tác động khi cấp nguồn bằng cách dùng một mạch RC

Bảng 3 Trạng thái của các thanh ghi sau khi reset

2 Tìm hiểu về động cơ điện một chiều

2.1 Khái niệm động cơ điện một chiều

Động cơ điện một chiều là động cơ điện hoạt động với dòng điện một

chiều Động cơ điện một chiều ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng cũng như công nghiệp Thông thường động cơ điện một chiều chỉ chạy ở một tốc

độ duy nhất khi nối với nguồn điện, tuy nhiên vẫn có thể điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ với sự hỗ trợ của các mạch điện tử cùng phương pháp PWM

Động cơ điện một chiều trong dân dụng thường là các dạng động cơ hoạt động với điện áp thấp, dùng với những tải nhỏ Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu moment mở máy lớn hoặc yêu cầu thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng

Một phần quan trọng của động cơ điện một chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó

có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong cuộn rotor trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục Thông thường bộ phận này là bộ phận gồm có một bộ cổ góp

và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp Đây cũng chính là nhược điểm chính của động cơ điện một chiều : cổ góp làm cho cấu tạo phức tạp, đắt tiền, kém tin cậy và nguy hiểm trong môi trường dễ nổ, khi sử dụng phải có nguồn điện một chiều kèm theo hoặc bộ chỉnh lưu

Cấu tạo:

Gồm hai phần: - phần đứng yên (gọi là phần tĩnh )

- phần chuyển động (gọi là phần quay )

2.2 Cấu tạo của động cơ điện một chiều

Hình 6- Động cơ một chiều

Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai phần chính: phần tĩnh (stato)

và phần động (roto)

2.2.1 Phần tĩnh ( stato )

Stato hay còn gọi là phần kích từ động cơ, là bộ phận sinh ra từ trường Gồm

có mạch từ và dây cuốn kích thích lồng ngoài mạch từ ( nếu động cơ được kích từ bằng nam châm điện )

 Mạch từ được làm bằng sắt từ ( thép đúc, thép đặc )

 Dây quấn kích thích hay còn gọi là dây quấn kích từ được làm bằng dây điện từ (emay) Các cuộn dây điện từ này được nối tiếp với nhau

a Cực từ chính

Là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1 mm ép lại và tán chặt Trong động cơ điện nhỏ có thể dùng thép khối Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện

kỹ thành một khối tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ Các cuộn dây kích từ được đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau

b Cực từ phụ

Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu rạo giống như dây quấn cực từ chính Cực từ phụ được gắn vào

vỏ máy nhờ những bulông

c Gông từ

Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy Trong động cơ điện nhỏ và vừa thường dùng thép dày uốn và hàn lại Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc Có khi trong động cơ điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy

d Các bộ phận khác

Bao gồm:

- Nắp máy : Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn và an toàn cho người khỏi chạm vào điện Trong máy điện nhỏ và vừa nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi Trong trường hợp này nắp máy thường làm bằng gang

- Cơ cấu chổi than : để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài Cơ cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo tì chặt lên cổ góp Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại

2.2.2 Phần quay ( roto )

Là phần sinh ra suất điện động Gồm có mạch từ được làm bằng vật liệu sắt

từ ( lá thép kĩ thuật ) xếp lại với nhau Trên mạch từ có xẻ rãnh đẻ lồng dây quấn phần ứng (làm bằng dây điện từ )

Cuộn dây phần ứng gồm nhiều bối dây nối vơi nhau theo một qui luật nhất định Mỗi bối dây gồm nhiều vòng dây các đầu dây của bối dây được nối với các phiến đồng gọi là phiến góp

Các phiến góp đó được ghép cách điện với nhau và cách điện với trục gọi là

cổ góp hay vành góp

Tùy trên cổ góp là cặp chổi than làm bằng than graphit và được ghép sát vào thành cổ góp nhờ lò xo

a Lõi sắt phần ứng

Dùng để dẫn từ Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì dặt dây quấn vào Trong những động cơ trung bình trở lên người ta còn dập những lỗ thông gió

để khi ép lại thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc trục

Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành những đoạn nhỏ, giữa những đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở thông gió Khi máy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt

Trong động cơ điện một chiều nhỏ , lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp vào trục Trong động cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto Dùng giá rôto

có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng rôto

b Dây quấn phần ứng

Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện Trong máy điện nhỏ có công suất dưới vài kw thường dùng dây có tiết diện tròn Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép

Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc đai chặt dây quấn Nêm có làm bằng tre, gỗ hay bakelit

c Cổ góp

Dùng để đổi chiều dòng điẹn xoay chiều thành một chiều Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau bằng lớp mica dày từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trục tròn Hai đầu trục tròn dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại Giữa vành ốp và trụ tròn cũng cách điện bằng mica Đuôi vành góp có cao lên một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn và các phiến góp được dễ dàng

2.3 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều

Động cơ điện phải có hai nguồn năng lượng :

 Nguồn kích từ cấp vào cuộn kích từ để sinh ra từ thông kích từ