Chuong 2 - Cac phan tu thuong dung trong TDH.pdf

Cac phan tu thuong dung trong tự động hoá

Các phần tử có tiếp điểm

– Bộ khống chế chỉ huy– Rơle tốc độ

– phanh điện từ– li hợp điện từ

bộ khống chế chỉ huy

1) Tang trống; 2) Trục quay; 3) Vô lăng; 4, 5) Tiếp điểm động; 6) Thanh nối điện

7, 8, 9, 10) Tiếp điểm tĩnh; 11) Giá đỡ tiếp điểm; 12) Mặt vạch dấu

rơle tốc độ

Cấu tạo rơle li tâm Cấu tạo rơle cảm ứng

1) Trục quay; 2) Quả văng 3) Lò xo kéo; 4) Giá tiếp điểm 5) Tiếp điểm NO

6) Tiếp điểm NC

1) Trục quay; 2) Nam châm vĩnh cửu 3) Lồng sóc; 4) Lõi thép stato; 5) Cần tác động 6) Hệ thống tiếp điểm

phanh điện từ

Cấu tạo vμ nguyên lí hoạt động

1) Cuộn hút điện từ 2) Lò xo nhả

3) Đối trọng 4) Má phanh guốc 5) Má phanh ép 6) Trục quay

li hợp điện từ

Li hợp kiểu ma sát

1) Trục động cơ; 2) Bạc lót 3) Phần gông (điện cực âm) 4) Cuộn dây; 5) Tấm lót cách điện 6) Vành trượt cấp điện

7) Chổi than (điện cực dương)

8, 9) Các đĩa ma sát 10) Phần ứng (giá ép) 11) Khung đỡ đĩa ma sát 12) Trục máy công tác

Li hợp kiểu bám

1) Phần ứng; 2) Trục động cơ; 3) Phần cảm; 4) Cuộn dây; 5) Chổi than;

6) Trục máy công tác; 7) Vành trượt

khuếch đại thuật toán

U8B

Các thông số cơ bản của KĐTT

– Điện áp nguồn cấp 5 ữ 18 V – Dòng điện ra IR ≈ 3 mA – Công suất tiêu thụ ΔP ≈ 60 mW – Vùng nhiệt độ làm việc -55OC ữ 125OC – Tần số làm việc cực đại khoảng hàng kHz – Hệ số khuếch đại K = 105 - 107

– Điện trở đầu vào ZV≈ 1MΩ – Điện trở đầu ra ZR ≈ 100 Ω

Khuếch đại đảo dấu

U8B R1

=

−

=

1 2

Khuếch đại không đảo

U8B

)(

;

1 2 1

0 0

1 2 0 3

E E R

R E

R R R R

−

=

=

=

Mạch cộng đảo nhiều tín hiệu

−

R

Y R

X R R Ura

4 3

2 1

11

R2

X Y

ứng dụng trong điều khiển

tự động

Ví dụ xây dựng cho bộ so sánh phản hồi

E = SP - PVE

SP

PV

+

-) ( 2 1

0

3 2 1 0

E E E

R R R R

E = SP - PV

Ví dụ xây dựng cho bộ cộng với nhiều đầu vμo

ư

R

Y R

X R R Ura

4 3

2 1

11

R2

X Y

Để có được biểu thức như mong muốn ta cần giải các phương trình sau:

4

;2

;1

4

1 3

1 2

R

R R

R R

R

Sau khi giải phương trình ta được sơ đồ sau:

2 3

1

A TL084ACN

10k R1

2.2k R4

4.7k R3

10k R2

X Y Z

Tuy nhiên kết quả lại cho ta số âm, do vậy để

đạt đ−ợc kết quả nh− mong muốn ta cần dùng thêm một bộ đảo nữa.

2 3

1

A TL084ACN

10k R1

2.2k R4

4.7k R3

10k R2

X Y

10k R1

10k R4

E

2 3

1

A TL084ACN

10k R1

10k R4 10k R3

10k R2

SP

2 3

1

A TL084ACN

91k R6

10k R5

PV E

VÝ dô tuyÕn tÝnh ho¸ ®o¹n ®−êng cong phi tuyÕn sau

tuyÕn tÝnh ho¸ ®−êng cong

R R

+

-UR

UV

T¹o hμm ë gãc phÇn t− thø t−

+

Tạo vùng không tác động

UR-

+UN-

Cảm biến lμ gì ?

Các bộ biến đổi DAC

Bộ biến đổi số sang tương tự, có nhiệm vụ biến đổi một tín hiệu số nhị phân sang dạng tín hiệu tương tự điện áp hoặc dòng

điện.

bộ biến đổi DAC dựa trên cơ sở

đầu vμo trọng số nhị phân

Bộ biến đổi nμy dựa trên cơ sở lμ bộ cộng

đảo nhiều tín hiệu dùng khuyếch đại thuật toán.

Khi thay thế các giá trị điện trở lần lượt R, 2R, 4R

ta sẽ được kết quả sau Các giá trị điện trở nμy tạo ra tương ứng các trọng số khác nhau của dãy

số nhị phân.

Giả sử điện áp ở mức cao của đầu ra số lμ 5V, mức thấp lμ 0V Thì với sơ đồ mạch trên

Giả sử điện áp ở mức cao của đầu

ra số lμ 5V, mức thấp lμ 0V,

R f = 2R Thì với sơ đồ mạch trên

ta được kết quả

sau.

9.375 1

1 1 1

8.75 0

1 1 1

8.125 1

0 1 1

7.5 0

0 1 1

6.875 1

1 0 1

6.25 0

1 0 1

5.625 1

0 0 1

5 0

0 0 1

4.375 1

1 1 0

3.75 0

1 1 0

3.125 1

0 1 0

2.5 0

0 1 0

1.875 1

1 0 0

1.25 0

1 0 0

0.625 1

0 0 0

0 0

0 0 0

OUT D0

D1 D2 D3

Các bộ biến đổi ADC

Bộ biến đổi tương tự sang số, có nhiệm vụ biến đổi một tín hiệu tương tự dưới dạng

điện áp hoặc dòng điện sang dạng tín hiệu

số nhị phân.

Bộ biến đổi ADC song song

Mạch ADC song song

Phần tử Ex-OR lμm nhiệm vụ lựa chọn cặp tín hiệu

LÊy V ref = 5V, ta ®−îc V R = 0.625

§iÖn ¸p vμo V in = 0 – 5V

Ta ®−îc b¶ng tÝn hiÖu sau

4.375 1

1 1

3.75 0

1 1

3.125 1

0 1

2.5 0

0 1

1.875 1

1 0

1.25 0

1 0

0.625 1

0 0

0 0

0 0

D0 D1

D2

Mèi quan hÖ gi÷a tÝn hiÖu t−¬ng tù vμ tÝn hiÖu sè

Bộ biến đổi ADC bậc thang

Đầu ra bộ đếm nhị phân được

đưa vμo bộ DAC.

Đầu ra bộ DAC

được so sánh với

V in

– Dừng đếm, xoá đếm – Kích hoạt bộ chốt SRG

Mối quan hệ giữa tín hiệu tương tự vμ tín hiệu số

Bộ biến đổi ADC xấp xỉ liên tiếp

Theo nguyên tắc:

– Luôn gán 1 cho bít có trọng số cao nhất.

– So sánh kết quả DAC với Vin.

Nếu VDAC> Vin thì xoá 1 gán 0 cho bít có trọng

100 010 100 010 100

110 101

1 0 2 3 4 5 6 7 8

100

000

010 011

011 010 000 100

100

110 101 100 110 111

001

101 110 111

Bộ biến đổi ADC so sánh liên tục

Theo nguyên tắc:

– Tín hiệu VDACluôn bám theo tín hiệu Vin – Việc đổi hướng bám

được thực hiện nhờ bộ CTR Mỗi khi Vin–

VDACđổi dấu, thì

hướng bám được thay

đổi.

– Giá trị nhị phân đầu ra

bộ CTR luôn được cập nhật.

1 0 2 3 4 5 6 7 8

011 010 000

100

001

101 110 111

Bộ biến đổi ADC dùng điện áp

răng c−a

Về nguyên lí khá giống với ADC bậc thang ở đây thay bậc thang bằng răng c−a vμ trong mạch không có bộ DAC

Bộ biến đổi ADC ( ΔΣ) delta SiGma

Đây lμ công nghệ biến đổi ADC tiên tiến