BRUSH DC SERVO ppt

 Servo theo tiếng Hy Lạp là Servus Servant-nô lệ  Đáp ứng một cách trung thành và chính xác theo các lệnh điều khiển vị trí  Là hệ thống điều khiển dựa trên quan sát sai lệch giữa giá

1.Tổng quan về động cơ servo

1.1 Servo motor là gì?

 Servo theo tiếng Hy Lạp là Servus (Servant-nô

lệ)

 Đáp ứng một cách trung thành và chính xác theo các lệnh điều khiển vị trí

 Là hệ thống điều khiển dựa trên quan sát sai lệch giữa giá trị đặt và giá tri hồi tiếp

1.1 Servo motor là gì?

 Servo theo tiếng Hy Lạp là Servus (Servant-nô

lệ)

 Đáp ứng một cách trung thành và chính xác theo các lệnh điều khiển vị trí

 Là hệ thống điều khiển dựa trên quan sát sai lệch giữa giá trị đặt và giá tri hồi tiếp

Giá trị đáp ứng được phản hồi về sau khithực hiện lệnh

Sai lệch giữa giá trị đáp ứng và giá trị điềukhiển sẻ được hệ thống điều chỉnh về

1.3 Các đặc điểm của động cở servo

1.4 Phân loại động cơ servo

 Servo AC

 Servo DC: Servo DC không chổi than

Servo DC có chổi than

1.4 Phân loại động cơ servo

 Servo AC

 Servo DC: Servo DC không chổi than

Servo DC có chổi than

Một số hình ảnh về động cơ servo

2.1Đặc điểm của Servo DC có chổi than

 Chịu được tín hiệu điều khiển có tần số cao

 Mô-men xoắn khởi động cao

 Chịu được tín hiệu điều khiển có tần số cao

 Mô-men xoắn khởi động cao

Nhược điểm:

 Chuyển mạch cơ khí gây ra tiếng ồn

 Tăng nhiệt độ trên vành góp

 Quán tính của rotor cao khi giảm tốc độ

 Khó sửa chữa

 Độ tin cậy thấp

 Đòi hỏi sự bảo trì

Nhược điểm:

 Chuyển mạch cơ khí gây ra tiếng ồn

 Tăng nhiệt độ trên vành góp

 Quán tính của rotor cao khi giảm tốc độ

 Khó sửa chữa

 Độ tin cậy thấp

 Đòi hỏi sự bảo trì

2 Động cơ Servo DC có chổi than

2.2 Hình ảnh về Brush Servo DC thực tế

2.2 Cấu tạo Servo DC có chổi than

Các thành phần của động cơ

Các thành phần của động cơ

Stator:được gắn liền với vỏ động cơ

Rotor: là thành phần tạo chuyển động quay

Chổi than và vành góp : giúp đưa điện vào Rotor

Encoder: hay còn gọi là bộ mã hóa vòng quay,

phản hồi xung, đơn vị tính (xung/vòng)

Phanh điện từ: giúp hãm động cơ trong trường

hợp cần thiết

Tachometer: là thành phần phản hổi tương tự,

thực chất là một máy phát điện nhỏ, với điện áp

phản hồi được tính bằng (vol/vòng quay)

Stator:được gắn liền với vỏ động cơ

Rotor: là thành phần tạo chuyển động quay

Chổi than và vành góp : giúp đưa điện vào Rotor

Encoder: hay còn gọi là bộ mã hóa vòng quay,

phản hồi xung, đơn vị tính (xung/vòng)

Phanh điện từ: giúp hãm động cơ trong trường

hợp cần thiết

Tachometer: là thành phần phản hổi tương tự,

thực chất là một máy phát điện nhỏ, với điện áp

phản hồi được tính bằng (vol/vòng quay)

3 Nguyên lý hoạt động

Trong quá trình hoạt động, từ trường cốđịnh được sinh ra từ nam châm vĩnh cửugắn trên stator tương tác với dòng từ sinh

ra từ cuộn dây trên roto khi có dòng điệnchạy qua nó Quá trình tương tác đó sinh

ra moment tác động lên trục roto

Moment này biểu diễn theo phương trình

Tm=ke.ϕ.Ie.sinƟ

Trong quá trình hoạt động, từ trường cốđịnh được sinh ra từ nam châm vĩnh cửugắn trên stator tương tác với dòng từ sinh

ra từ cuộn dây trên roto khi có dòng điệnchạy qua nó Quá trình tương tác đó sinh

ra moment tác động lên trục roto

Moment này biểu diễn theo phương trình

Tm=ke.ϕ.Ie.sinƟ

Quan hệ giữa từ trường và dòng phần ứng

 Moment trên trục động cơ tăng dần từ Ө = 0-90

 Để đảm bảo moment trên trục động cơ luôn

đạt được giá trị lớn nhất cần thiết phải điều

khiển chuyển mạch cấp điện cho cuộn dây roto sao cho vectơ dòng phần ứng luôn luôn vuông góc với từ trường cố định

 Moment trên trục động cơ tăng dần từ Ө = 0-90

 Để đảm bảo moment trên trục động cơ luôn

đạt được giá trị lớn nhất cần thiết phải điều

khiển chuyển mạch cấp điện cho cuộn dây roto sao cho vectơ dòng phần ứng luôn luôn vuông góc với từ trường cố định

Với cách điều khiển quá trình cấp điện như

trên, mômen động cơ sẽ biến thiên tỉ lệ với

dòng cấp cho cuộn dây phần ứng

Mô-men và tốc độ động cơ có thể mô tả bằng 2phương trình sau:

Tđc= Km.Iu

Eb=Kb.ω

Với cách điều khiển quá trình cấp điện như

trên, mômen động cơ sẽ biến thiên tỉ lệ với

dòng cấp cho cuộn dây phần ứng

Mô-men và tốc độ động cơ có thể mô tả bằng 2phương trình sau:

Tđc= Km.Iu

Eb=Kb.ω

Phương trình mômen tải Tm đặt trên trụcđộng cơ : Tm = Tđ + Ts + Tc

4 Điều khiển Servo DC có chổi than

Điều khiển vị trí, vận tốc của động cơ

 Bằng phương pháp xác định góc quay của motor

Điều khiển vị trí, vận tốc của động cơ

 Bằng phương pháp xác định góc quay của motor

Cấu tạo của 1 optical encoder

 Phối hợp kênh A, B ta sẽ tìm được góc quay

và chiều quay của động cơ.

Cấu tạo của 1 optical encoder

 Phối hợp kênh A, B ta sẽ tìm được góc quay

và chiều quay của động cơ.

Nguyên lý điều khiển độ rộng xung sửdụng mạch cầu H

Mạch cầu H dùng Relay

Mạch cầu H dùng BJT

Mạch cầu H dùng BJT

Mạch cầu H dùng Mosfet

Nguyên lý điều xung PWM

 PWM (pulse width modulation)

 Là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải dựa trên sự thay đổi độ rộng xung dẫn đến thay đổi điện áp ra

 Tạo dựng trên nguyên tắc chuyển tải năng

lượng từ A đến B dưới dạng các xung vuông toàn áp liên tiếp

 Tần số xung trong PWM có thể cố định hay

biến đổi (thường là cố định tầnsố xung chuyển mạch)

 PWM (pulse width modulation)

 Là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải dựa trên sự thay đổi độ rộng xung dẫn đến thay đổi điện áp ra

 Tạo dựng trên nguyên tắc chuyển tải năng

lượng từ A đến B dưới dạng các xung vuông toàn áp liên tiếp

 Tần số xung trong PWM có thể cố định hay

biến đổi (thường là cố định tầnsố xung chuyển mạch)

Nguyên lý điều xung PWM.

 Với tần số cố định, chu kỳ T bằng tổng thời gian mở xung t(on) với thời gian tắt xung

t(off) T = t(on) + t(off) = t1 + t2

Nguyên lý điều xung PWM.

 Với tần số cố định, chu kỳ T bằng tổng thời gian mở xung t(on) với thời gian tắt xung

t(off) T = t(on) + t(off) = t1 + t2

Nguyên lý điều xung PWM

 Đối với PWM = 25% thì Ut = Umax.25%(V)

 Đối với PWM = 50% thì Ut = Umax.50% (V)

 Đối với PWM = 75% thì Ut = Umax.75% (V)

 Đối với PWM = 25% thì Ut = Umax.25%(V)

 Đối với PWM = 50% thì Ut = Umax.50% (V)

 Đối với PWM = 75% thì Ut = Umax.75% (V)

Nguyên lý điều xung PWM.

 Trong vi điều khiển PIC16F887 có sẵn module PWM ( 2 kênh)

 Sử dụng 2 kênh PWM này, ta có thể điều khiển tốc độ động cơ theo ý muốn.

 Kênh PWM1 dùng cho chiều thuận của động cơ, PWM2 dùng cho chiều còn lại của động cơ

Nguyên lý điều xung PWM.

 Trong vi điều khiển PIC16F887 có sẵn module PWM ( 2 kênh)

 Sử dụng 2 kênh PWM này, ta có thể điều khiển tốc độ động cơ theo ý muốn.

 Kênh PWM1 dùng cho chiều thuận của động cơ, PWM2 dùng cho chiều còn lại của động cơ

5 Một số ứng dụng của động cơ servo

Cảm ơn mọi các bạn đã chú ý theo dõi