GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều 3.. DC Motor - Motor for robotCÁC LOẠI ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Động cơ một chiều có thể chia làm một số loại cơ bản: - Động cơ một chiều, kích từ độc

DC Motor - Content

1 Các loại động cơ một chiều dùng cho robot

2 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều

3 Giữ cứng đường đặc tính tốc độ

4 Phương pháp PWM điều chế điện áp

5 Một số mạch ứng dụng

GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

DC Motor - Motor for robot

CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

Động cơ một chiều có thể chia làm một số loại cơ bản:

- Động cơ một chiều, kích từ độc lập

- Động cơ một chiều kích từ nối tiếp

- Động cơ một chiều kích từ song song

- Động cơ một chiều, không chổi than

DC Motor - Permanent Magnetic

• Là trường hợp đặc biệt của động cơ một chiều kích

thích độc lập Cuộn dây kích từ trên Stator được

loại bỏ và thay bằng một cặp nam châm vĩnh cửu.

• Điện áp nuôi được đưa vào qua cổ góp cơ khí Dòng điện chạy qua cuộn

dây tạo ra một từ trường và bị từ trường nam châm cố định hấp dẫn

khiến rotor quay cho tới khi cực được nam châm hoá thẳng với cực nam

châm Đúng lúc ấy, chổi than và vành góp chuyển điện áp cung cấp sang

cặp cực tiếp theo.

• Chiều quay của động cơ một chiều do chiều dòng điện cấp vào phần

ứng, để đảo chiều chỉ cần đảo chiều điện áp phần ứng.

DC Motor - Brushless DC

• Động cơ một chiều không chổi than không được

cấp liên tục một điện áp một chiều Rotor của động

cơ là một nam châm vĩnh cửu Stator gồm các cực

dây cuốn, khi được cấp điện, các cực này hoạt động

giống như một nam châm điện.

• Động cơ một chiều không chổi than không sử dụng chổi than và cổ góp

Việc cấp điện áp lần lượt cho các cực từ thực hiện bằng mạch điện tử của driver.

• Việc loại bỏ chổi than cổ góp tránh được đánh lửa cổ góp, tăng công suất,

tăng tốc độ maximum Tuy nhiên luôn đòi hỏi phải có một bộ điều khiển

điện tử.

ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU, KHÔNG CHỔI THAN

DC Motor - Equations

CÁC PHƯƠNG TRÌNH QUAN TRỌNG

+ Phương trình tốc độ

I K

R R

K

φ φ

ω = − +

+ Phương trình moment

I K

ng

U Điện áp nguồn nuôi

f

R

u

R

K Hệ số động cơ Điện trở phụ

Điện trở mạch phần ứng

φ Từ thông cực từ

DC Motor - Speed Control

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ

I K

R R

K

φ φ

ω = − +

M

Rf

Ung

Rư,K, φ

ω

M t M

R f1

R f2

ω1

ω2

M

Rf

Ung

Rư,K, φ

ω

M t M

U ng1

U ng2

ω1

ω2

DC Motor - Stability Speed

ω

M t1 M

ω1

M t2

ω2

I K

R R

K

φ φ

ω = − +

• Cùng một điện áp cấp cho phần ứng, khi

mômen tải thay đổi, tốc độ động cơ cũng bị

thay đổi theo.

• Mong muốn tạo ra một đặc tính “cứng”,

nghĩa là không hay ít bị ảnh hưởng bởi tải.

ω

M t1

ω1

M t2

• Để tạo ra đường đặc tính có độ dốc bằng

zero, thay đổi điện áp nuôi theo mômen tải.

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ

DC Motor - PWM

THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP BẰNG PHƯƠNG PHÁP PWM

PWM: Pulse Width Modulation

MicroController

V

Analog Filter

V*

+ Tần số điều chế là không

thay đổi

+ Bề rộng xung là thay đổi.

DC Motor - Practical1

VI MẠCH 555/556

Tạo ra các xung đều nhau, tần số

C R R

f

B

A ) (

49

1 +

=

Tạo ra xung có bề rộng ΔT

khi có xung vào chân trigger

ΔT=1.1RC

DC Motor - Practical2

PWM SỬ DỤNG IC 555

Mạch dùng điều khiển động cơ 6V, 0.5 A với đầu vào Vin=9V

U1: tạo nhịp, chính là tần số làm việc

U2: Chu kỳ làm việc

DC Motor - Practical3

PWM BẰNG VI ĐIỀU KHIỂN

VD1: Sử dụng hai timer T0,T2 của

AT89C52

T0: chu kỳ của xung PWM

T2: thời gian xung làm việc

VD2: Tạo pattern 16 bit (0 tắt, 1 đóng), dùng timer giữ nhịp đẩy các bit ra cổng VD3: Sử dụng thanh ghi CC 80C537, có thể đạt 5kHz