Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Ñoà Aùn Toát Nghieäp
ChöôngV:
TÌM HIEÅU MOÄT SOÁ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN
ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
I/ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄNG CÔ QUAY THUAÄN, QUAY NGHÒCH
Sô ñoà caáu truùc maïch ñieàu khieån vaø maïch ñoäng löïc nhö hình V-1.
Trong maïch naøy öùng duïng chuû yeáu laø transistor coâng suaát vaø caùc
diode coâng suaát.
Caùc transistor Q1, Q
2, Q3, Q4, Q5, Q10, Q11, Q12 : laø loaïi C828
Caùc transistor Q6, Q7, Q8, Q9 : laø loaïi R468
Diode D1, D2, D3, D4, D6 laø loaïi 4N4007
Maïch duøng maïch so saùnh vi sai Q1 vaø Q2
Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch nhö sau:
Ta coù möùc ñieän aùp chuaån (ñieän aùp mong muoán ñieàu
chænh bôûi bieán trôû VR1) ñöôïc taïo bôûi DZ1, R2 vaø R1
Khi ñieän aùp chænmh löu 2 baùn kyø cuûa diode D1, D2 thaáp
hôn so vôùi ôû möùc ñieän aùp chuaån thì doøng ñieän ñi qua R6 ñeán
cöïc B cuûa Q2 thaáp daãn ñeán Q2 phaân cöïc nghòch neân Q2 ôû
traïng thaùi ngaét. Khi Q2 ôû traïng thaùi ngaét thì doøng ñieän ñi töø
D1→ R1→ R4→ R30→ R9. Ñeán cöïc B cuûa transistor Q3 neân Q3 ñöôïc
phaân cöïc thuaän Q3 daãn khi Q3 daãn doøng ñieän ñi töø D1→ R1→
R10→ R3→ R9 → mass neân ñieän aùp ñaët treân R11 thaáp Transistor Q4
phaân cöïc nghòch, Q4 ngaét (khoùa) doøng ñöôïc ñi töø D1→ R1→ R12→
R14→ R15 → mass neân taïi cöïc B cuûa Q5 coù doøng ñieän phaân cöïc
thuaän cho Q5, Q5 daãn ñieän doøng ñieän ñi töø D5 → R16 → Q5 → R17 :
Q6 ngaét ñieän vì ñieän aùp treân cöïc B cuûa Q6= 0 neân doøng ñieän
taïi cöïc B cuûa Q7 phaân cöïc thuaän cho Q7, Q7 daãn ñieän. Ñoäng cô
DC nhaän moät ñieän aùp aâm doøng ñieän ñí töø ñoäng cô DC → R18→
Q7 → mass. Vaäy ñoäng cô DC ñöôïc noái mass
Cuõng taïi thôøi ñieåm ñieän aùp chænh löu cuûa diode D1 D2
thaáp hôn so vôùi ñieän aùp chuaån neân Q1 daãn neân ñieän aùp ñaët
leân cöïc B cuûa Q12 baèng khoâng neân Q12 phaân cöïc nghòch Q12
ngaét. Neân ñieän aùp cuûa maïch chænh löu ñaët leân cöïc B vaø
ñieän trôû R26. Phaân cöïc cho Q11, Q11 phaân cöïc thuaän. Q11 daãn
ñieän aùp ñaët leân ñieän trôû R23 thaáp laøm cho Q10 phaân cöïc
nghòch Q10 ngaét keùo theo Q9 ngaét, luùc naøy ñieän aùp chænh löu
ñaët leân D6 daãn laøm cho Q8 daãn laøm cho led 2 saùng ñoäng cô
ñöôïc caáp nguoàn döông töø D4 → Q8 → ñoäng cô. Neân ñoäng cô
ñöôïc quay thuaän
Trang 88
Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Ñoà Aùn Toát Nghieäp
Khi ta ñieàu chænh bieán trôû VR 1 coù ñieän aùp ñaët vaøo cöïc
B cuûa transistor Q1 nhoû hôn ñieän aùp ñaët vaøo cöïc C cuûa
transistor Q1 luùc naøy Q1 phaân cöïc nghòch Q1 ngö ng
daãn doøng ñieän chænh löu ñi töø D
1 → R1 → R3 → R29→ R28 → mass taïi
cöïc B cuûa transistor Q12 coù ñieän aùp laøm cho Q12 phaân cöïc
thuaän daãn doøng ñieän chænh löu ñi töø D1→ R1→ R27 → R12→ R25 →
mass. Khi Q12 daãn ñieän ñaët leân cöïc B cuûa Q11 giaûm laøm cho Q11
phaân cöïc nghòch Q11 ngöng daãn, khi Q11 ngöng daãn ñieän aùp
chænh löu ñaët leân cöïc B cuûa transistor Q10 vaø ñieän trôû R23 phaân
cöïc thuaän cho Q10, Q10 daãn ñieän laøm cho cöïc B cuûa Q8 coù ñieän
aùp giaûm Q8 phaân cöïc nghòch Q8 ngaét, khi Q10 daãn ñieän cöïc B
cuûa Q9 coù .ñieän aùp phaân cöïc cho Q9, Q9 daãn ñieän ñoäng cô
ñöôïc caáp nguoàn mass cho ñoäng cô qua Q9.
Taïi thôøi ñieåm naøy ñieän aùp cuûa maïch chænh löu ñöôïc so
saùnh qua maïch khueách ñaïi vi sai Q1 Q2 ñieän aùp taïi cöïc B cuûa Q2
so saùnh vôùi ñieän aùp cöïc E cuûa Q2 ñieän aùp taïi cöïc B cao hôn
luùc naøy Q2 ñöôïc phaân cöïc thuaän Q2 daãn ñieän neân doøng ñieän
treân cöïc B Q3 giaûm Q3 phaân cöïc nghòch ngaét. Ñieän aùp chænh
löu ñaët leân cöïc B cuûa Q4 taïo cho Q4 ñöôïc phaân cöïc thuaän Q1
daãn ñieän doøng ñieän treân ñieän trôû R14 vaø 0 cöïc B cuûa Q5
giaûm neân Q5 phaân cöïc ngöôïc Q5 ngaét, khi Q5 ngaét thì Q7 cuõng
ngaét ñieän aùp chænh löu töø diode D5 ñaët vaøo diode D3 vaø
transistor Q6 phaân cöïc thuaän Q6 daãn ñieän caáp nguoàn döông cho
ñoäng cô töø D4 → R19→ Q6→ ñoäng cô. Vaäy ñoäng cô quay nghòch
ñeán LED 1 saùng
II/ ÑIEÀU KHIEÅN TOÁC ÑOÄ ÑOÄNG CÔ BAÈNG CAÙCH ÑIEÀU
KHIEÅN SCR
Sô ñoà maïch nhö hìnhV-2
Trong sô ñoà naøy vieäc ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô ñieän moät chieàu
baèng caùch ñieàu khieån SCR thöïc chaát laø ñieàu khieån goùc môû α kích cho SCR
töø ñoù laøm thay ñoåi ñieän aùp ñaët vaøo ñoäng cô.
Khi ta nhaán nuùt start cuoän daây Rôle M coù ñieän ñoùng tieáp ñieåm M ôû
döôùi SCR laïi vaø môû caùc tieáp ñieåm thöôøng ñoùng ra ñoäng cô baét ñaàu khôûi
ñoäng khi ñöôøng 1 döông SCR ñaõ ñöôïc kích, doøng ñieän seõ ñöôïc ñi qua caâu trò
fuse chænh löu diode 4SR qua tieáp ñieåm M ñaët vaøo phaàn öùng ñoäng cô.
Cuoän daây kích töø ñoäng cô ñöôïc naén ñieän aùp 2 baùn kyø caáp ñieän cho
cuoän kích töø field khi ñöôøng 1 döông diode 1SR naén ñieän döông caáp nguoàn cho
cuoän kích töø
+ Khi ñöôøng 2 döông diode 2SR naén ñieän döông caáp nguoàn cho cuoän kích
töø
Trang 89
Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Ñoà Aùn Toát Nghieäp
maïch ñöôïc baûo veä baèng 2 diode zenzer (thy) baûo veä söï taêng voït ñieän
aùp ñaët leân SCR vaäy (thy) laø moät oån aùp xoay chieàu töï noái taét khi ñieän aùp
cao nhöng khoâng chaäp maïch ,khi noái taét doøng ñieän taêng leân seõ laøm caàu chì
fuse chaûy nhanh.
Khi aán nuùt döøng cuoän daây rôle coil M maát ñieän môû tieáp ñieåm M
döôùi SCR ra vaø ñoùng tieáp ñieåm M laïi. Ñieän trôû 2R laø ñieän trôû haõm khi
ñoùng tieáp ñieåm M ñoäng cô seõ bò haõm ñoäng naêng vaø ngöøng ngay.
Khi ta ñieàu chænh bieán trôû VR ôû möùc cao doøng ñieän qua transistor Q1
nhoû (Q1 ñoùng vai troø nhö moät bieán trôû) tuï ñieän 4C ñöôïc naïp
chaäm qua hai ñieän trôû 15R vaø 13R, tuï ñieän C phoùng yeáu laøm
cho kích SCR treã nhö hình V-2a phaàn öùng ñoäng cô nhaän moät
ñieän aùp thaáp toác ñoä ñoäng cô quay chaäm
Khi ta ñieàu chænh bieán trôû ôû möùc thaáp doøng ñieän ñi qua
cöïc E cuûa transistor lôùn tuï ñieän 4C naïp nhanh hôn. Khi ñoù SCR
ñöôïc kích sôùm hôn doøng ñieän lôùn hôn chaïy trong phaàn öùng
ñoäng cô sinh ra moâment lôùn → toác ñoä ñoäng cô quay nhanh nhö
hình V-2b.
Ñieàu chænh ñieän aùp ôû bieán trôû laø ñieàu chænh toác ñoä
mong muoán coøn ñeå oån ñònh ñoäng cô ta coù phaûn hoài ñieän aùp
töø phaàn öùng ñoäng cô ñieän aùp phaûn hoài naøy qua ñieåm K qua
ñieän trôû 4R.
Khi ñoäng laøm vieäc vôùi taûi taêng toác ñoä ñoäng cô giaûm
(khi ñoù bieán trôû VR chænh coá ñònh) doøng ñieän taêng neân ñieän
aùp giaûm phaûn hoài qua 4R veà chaân B cuûa transistor 1Q laøm cho
1Q daãn maïch tuï 4C ñöôïc naïp nhanh vaø SCR ñöôïc kích sôùm ñeå
naâng toác ñoä ñoäng cô leân baèng vôùi toác ñoä yeâu caàu
Khi taïi ñieåm K coù ñieän aùp cao ñieän aùp phaûn hoài veà
chaân 1Q taêng laøm 1Q daãn yeáu 4C naïp chaäm kích môû treã cho
SCR ñeå caáp ñieän aùp cho phaàn öùng tôùi khi caân baèng toác ñoä
theo yeâu caàu, tuï 3C tuï san baèng ñieän aùp.
Trang 90
Doøng ñieän phaàn
öùng
Doøng ñieän phaàn
öùng
a)UJT kích treã b)UJT kích
sôùm
HÌNH V-2
Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Ñoà Aùn Toát Nghieäp
Tuï 2C tuï cho pheùp thôøi gian môû maùy. Toác ñoä seõ taêng
chaàm chaäm
III/ MAÏCH ÑIEÀU CHÆNH VAØ OÅN ÑÒNH TOÁC ÑOÄ ÑOÄNG CÔ
ÑIEÄN
MOÄT CHIEÀU
Sô ñoà maïch nhö hình IV-3
Khi caáp nguoàn V vaøo bieán aùp BA thöù caáp cuûa bieán aùp coù ñieän aùp
cung caáp cho maïch chænh löu, nhöng ñoäng cô chöa ñöôïc caáp ñieän vì 2 thyristor
chöa ñöôïc kích môû.
Taïi maïch ñieàu khieån cuõng ñöôïc caáp nguoàn bôûi boä naén ñieän D3, D4
tuï ñieän C7 seõ ñöôïc naïp ñieän taïi cöïc B cuûa T2 ñieän aùp nhoû
daàn nhoû ñeán moät giaù trò naøo ñoù T2 daãn ñieän ñieän aùp taïi
ngoõ vaøo (-) cuûa Op amp OP1 giaûm daãn ñeán ñieän aùp ôû ngoõ ra
cuûa OP1 laø taêng (OP1 : khueách ñaïi ñaûo) diode D3 daãn ñieän naïp
ñieän cho tuï C8 khi tuï C8 naïp baèng giaù trò Vc (+) thì UJT seõ cho tuï
C8 xaû qua taïi cuoän daây sô caáp cuûa bieán aùp xung BAX1 coù
moät ñieän aùp xung cuoän daây thöù caáp cuûa bieán aùp xung BAX2
coù xung ñeå kích thyristor th1 vaø thyristor th2
Th1 vaø th2 daãn ñieän caáp ñieän moät chieàu cho phaàn öùng
ñoäng DC
Ñoäng cô baét ñaàu hoaït ñoäng
Ñoäng cô seõ quay vôùi toác ñoä ñöôïc ñaët bôûi bieán trôû VR4
seõ ñieàu chænh ñieän aùp phaân cöïc cho T2
T2 daãn yeáu ñieän aùp ngoõ vaøo ( - ) OP1 taêng ñieän aùp ngoõ
ra OP1 giaûm tuï ñieän C8 naïp chaäm th1 vaø th2 bò kích trôû toác ñoä
ñoäng cô chaïy chaäm T2 daãn maïnh ñieän aùp ngoõ vaøo (-) OP1
giaûm ñieän aùp ngoõ ra OP1 taêng tuï ñieän C8 naïp nhanh th1 vaø th2
seõ ñöôïc kích sôùm ñoäng cô seõ chaïy nhanh
Khi ñieàu chænh bieán trôû VR3 ta coù theå ñieàu chænh ñoä
phaân cöïc cuûa transistor T3 luùc ñoù ñieàu chænh ñöôïc thôøi gian
naïp cuûa tuï ñieän C7, ñieàu chænh ñöôïc thôøi gian naïp cuûa tuï C7
laø ñieàu chænh ñöôïc möùc ñoä taêng toác vaø giaûm toác cuûa
ñoäng cô coøn VR3 laø bieán trôû thay ñoåi ñoä oån ñònh cuûa heä
thoáng.
Khi ñoäng cô laøm vieäc maø taûi taêng toác ñoä ñoäng cô
giaûm doøng ñieän phaàn öùng tín hieäu naøy ñöôïc phaûn hoài qua
ñieän trôû R17 vaø R18 ñeán Op amp OP2 (neáu doøng ñieän lôùn khi
khôûi ñoäng thì tuï ñieän C4 seõ baûo veä chöa caét khi ñoäng cô ñang
khôûi ñoäng) taêng OP2 laø khueách ñaïi khoâng ñaûo neân doøng
ñieän ngoõ ra OP2 taêng doøng ñieän naøy seõ qua R21→VR2 → R4 →
ngoõ vaøo ( + ) OP1 taêng laøm cho ngoõ ra OP1 cuõng taêng tuï ñieän
Trang 91
Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Ñoà Aùn Toát Nghieäp
C8 naïp nhanh kích th1 vaø th2 môû sôùm taêng ñieän aùp cho phaàn
öùng ñoäng cô ñeå ñoäng cô oån ñònh toác ñoä khaâu naøy laø khaâu
phaûn hoài döông doøng
VR1 laø bieán trôû chænh tinh laáy toác ñoä chuaån
VR2 laø bieán trôû hieäu chænh toác ñoä ñaùp öùng ngoõ vaøo
OP1
Khi taûi nheï toác ñoä ñoäng cô taêng doøng ñieän phaàn öùng
taêng ñieän aùp ñaët treân R11 vaø R12 taêng tín hieäu naøy ñöôïc
phaûn hoài veà ngoõ vaøo ( - ) cuûa OP1 qua ñieän trôû R7, R2 seõ coù
ñieän aùp taêng ngoõ ra cuûa OP1 seõ coù ñieän aùp giaûm tuï ñieän
C8 naïp chaäm
Kích môû th1 vaø th2 treã – ñieän aùp cung caáp cho phaàn öùng
ñoäng cô giaûm xuoáng toác ñoä ñoäng cô giaûm xuoáng cho tôùi khi
oån ñònh.
Ñaây laø khaâu phaûn hoài aâm aùp cuûa ñoäng cô
Caùc tuï C1, C2 vaø C5, C6 laø caùc tuï baûo veä choáng nhieãu
cho Opamp OP1, OP2
Caùc diode D1 D2 vaø D8 D7 laø caùc diode baûo veä ngoõ vaøo
opamp OP1 OP2
Chöông VI :
KEÁT LUAÄN
I- TOÙM TAÉT COÂNG TRÌNH NGHIEÂN CÖÙU
II- TÖÏ ÑAÙNH GIAÙ KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU
III- HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN ÑEÀ TAØI
Trang 92