Giới thiệu về động cơ một chiều

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 cơmột chiều có thể chia làm một số loại cơ bản: -Động cơ một chiều, kích từ độc lập - Động cơmột chiều kích từ nối tiếp - Động cơmột chiều kích từ song song - Động cơmột chiều, không chổi than DC Motor - Permanent Magnetic ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU, KÍCH TỪ VĨNH CỬU • 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 RR K U ufng φφω +−= + Phương trình moment IKM .φ= ngU Điện áp nguồn nuôi fR uR 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 RR K U ufng φφω +−= M Rf Ung Rư,K, φ ω Mt M Rf1 Rf2 ω1 ω2 M Rf Ung Rư,K, φ ω Mt M Ung1 Ung2 ω1 ω2 DC Motor - Stability Speed ω Mt1 M ω1 Mt2 ω2IK RR K U ufng φφω +−= • 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 Mt1 ω1 Mt2 • 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 CRR f BA )( 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.