intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn: Điều khiển tôc độ động cơ một chiều

Chia sẻ: Nguyễn Văn Tần | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:36

Thêm vào BST
Báo xấu
203
lượt xem 61
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là ngành điện tử đã ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lĩnh vực điều khiển, từ khi công nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đến các kỹ thuật điều khiển hiện đại có nhiều ưu điểm hơn so với việc sử dụng các mạch điều khiển lắp ráp bằng các linh kiện rời như kích thước nhỏ, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Điều khiển tôc độ động cơ một chiều

  1. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ LỜI NÓI ĐẦU Với sự phát triển không ngừng của khoa h ọc kỹ thuật, đ ặc bi ệt là ngành điện tử đã ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Trong lĩnh vực đi ều khiển, từ khi công nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đã đem đ ến các kỹ thuật điều khiển hiện đại có nhiều ưu điểm hơn so với vi ệc s ử d ụng các mạch điều khiển lắp ráp bằng các linh kiện rời như kích thước nhỏ, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy, công suất tiêu thụ nhỏ. Ngày nay, trong lĩnh vực điều khiển đã đ ược ứng d ụng r ộng rãi trong các thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày c ủa con người như máy giặt, đồng hồ báo giờ, cân điện tử... đã giúp cho đời sống cuả chúng ta ngày càng hiện đại và tiện nghi hơn. Truyền động điện một chiều sử dụng cho các máy có yêu cầu cao về điều ch ỉnh tốc độ và mômen. V ề phương diện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều ưu việt hơn so với các loại động cơ khác, không những nó có kh ả năng đi ều ch ỉnh tốc độ dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất lưọng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ rộng. Vì vậy với đề tài đồ án môn học về “ Điều khiển tôc độ động cơ một chiêu” dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Đặng Văn Khanh rất đa dạng và phong phú, có nhiều loại hình khác nhau dựa vào công dụng và độ ph ức tạp. Do tài liệu tham khảo bằng Tiếng Việt còn hạn ch ế, trình độ có h ạn và kinh nghiệm trong thực tế còn non kém, nên đề tài chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chân thành của các thầy cô cũng như của các bạn sinh viên trong khoa. Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Nhận Xét Của Giáo Viên Hướng Dẫn ....................................................................................................................... ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ GVHD:Đặng Văn Khanh Page 1
  2. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ...................................................................................................... Hưng Yên, Ngày Tháng Năm 2012. Giáo Viên Hướng Dẫn GVHD:Đặng Văn Khanh Page 2
  3. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Đặng Văn Khanh Nhận Xét Của Giáo Viên Phản Biện ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ..................................................................................................... Hưng Yên, Ngày Tháng Năm 2012 Giáo Viên Hướng Dẫn Đặng Văn Khanh GVHD:Đặng Văn Khanh Page 3
  4. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Phần I:Giới Thiệu Chung I.Tổng quan Trong quá trình làm việc, tốc độ của đ ộng c ơ th ường b ị thay đ ổi do s ự bi ến thiên của tải, của nguồn và do đó gây ra sai lệch tốc độ thực với tốc độ đặt, làm giảm năng suất của máy sản xuất. Chính vì vậy việc điều khiển tốc đ ộ đ ộng cơ là một yêu cầu cần thiết và tất yếu đối với các máy sản xu ất. Nh ư ta bi ết rằng hầu hết các máy sản xuất đều đòi hỏi có nhiều tốc độ, nhưng tuỳ theo từng công việc, điều kiện làm việc mà ta lựa chọn các tốc đ ộ khác nhau. Muốn có được các tốc độ khác nhau trên máy, ta có thể thay đổi cấu trúc cơ học của máy như tỉ số truyền hoặc thay đổi tốc độ của động cơ truyền động chính… Nhưng ở đây chúng ta chỉ kh ảo sát theo phương pháp thay đ ổi t ốc đ ộ c ủa đ ộng cơ truyền động.Ở động cơ một chiều, việc điều chỉnh tốc độ động cơ có nhiều ưu việt hơn so với các loại động cơ khác. Động cơ m ột chiều không những có khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà cấu trúc mạch lạc, mạch điều khiển lại đơn giản hơn các loại động cơ khác và đạt chất lượng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh rộng. Do đông cơ một chiều rất quan trọng trong cuộc sống và rất phổ biến trong cuộc sống lên học kỳ này chúng em được làm đồ án ‘’ Đi ều khi ển đông cơ 1 chiều bằng vi điều khiển’’. Có thể nói động cơ 1 chiều có vai trò rất lớn trong ngành điều khiển tự động. Để điều khiển được động cơ một chiều,hay nói cách khác là điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều thì có nhiều cách khác nhau như: -Điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi giá trị đi ện tr ở m ạch ph ần ứng. -Điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi từ thông của cu ộn dây kích từ. -Điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi giá trị điện áp phần ứng. Tuy nhiên như những cách trên thì việc điều khiển tốc độ động cơ trở lên khó khăn và hiệu quả thấp. Do vậy ở đây chúng êm sử dụng phương pháp điều xung (tức thay đổi độ rộng xung), sử dụng vi điều khiển AT89C51, độ rộng xung càng lớn thì động cơ quay càng nhanh. Để điều khiển được động cơ theo phương pháp này thì cần nhi ều b ước khác nhau, từ việc đi thiết lập phần cứng điều khiển đến cấu trúc chương trình điều khiển phải hợp logic. Nếu việc thiết lập phần c ứng và ch ương trình điều khiển không phù hợp nhau thì sẽ không điều khiển được động cơ. GVHD:Đặng Văn Khanh Page 4
  5. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ II. Mục tiêu của đề tài Mục tiêu của đề tài là: tạo ra một mô hình điều khiển cho động cơ 1 chiều, mô hình điều khiển này có thể làm mô hình thí nghiệm cho các sinh viên nghiên cứu để tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như các phương pháp điều khiển hoạt động cho động cơ. Đặc biệt là việc điều khiển cho động cơ 1 chiều sử dụng vi điều khiển AT89C51. III.Phương pháp nghiên cứu - Đưa ra ý tưởng thiết kế (ứng dụng vi điều khiển). - Thiết kế mạch phần cứng điều khiển: kết nối vi điều khiển, đi ều khiển hoạt động của động cơ. - Viết chương trình điều khiển. - Vận hành mô hình và sửa lỗi: - Cả ba thành viên tham gia đồ làm đồ án cùng nhau tập chung nghiên cứu, thảo luận các vấn đề lý thuyết có liên quan và cùng tiến hành thực hành để hoàn thành đề tài. IV.Kết quả dự kiến - Thứ nhất là tìm hiểu và biết được cấu tạo và nguyên lý ho ạt đ ộng c ủa động cơ điện một chiều. Thứ hai là biết được cấu tạo và nguyên lý hoạt động cũng nh ư ứng - dụng của các linh kiện điện tử. - Thứ ba là điều khiển được tốc độ động cơ điện một chiều và có đảo chiều động cơ dùng vi điều khiển. Thứ tư là có thể hiểu và lập trình thành thạo với vi điều khiển AT89C51. - Hoàn thành mô hình đề tài đảm bảo đáp ứng đ ược đ ầy đ ủ các yêu c ầu đã được đề ra. GVHD:Đặng Văn Khanh Page 5
  6. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Phần II: Nội Dung Chính Chương I: Tìm Hiểu Về Linh Kiện Điện Tử Trong Đề Tài I.Mosfet 1.1 Giới thiệu về Mosfet Mosfet là Transistor hiệu ứng trường (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)là một Transistor đặc biệt có cấu tạo và hoạt động khác với Transistor thông thường mà ta đã biết, Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện, là linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợn cho khuyếch đại các nguồn tín hiệu yếu, Mosfet được sử dụng nhiều trong các mạch nguồn Monitor, nguồn máy tính . Hình 1.1 Transistor hiệu ứng trường Mosfet Những ứng dụng: - + Bộ biến đổi DC – DC hiệu quả cao + UPS và điều khiển động cơ - IRF 9540 là mosfet loại P + Hoạt động với điện áp VDSSMAX = -100V, RDS(ON) = 0,20Ω, ID = -19A. 1.2 Cấu tạo và ký hiệu của Mosfet. GVHD:Đặng Văn Khanh Page 6
  7. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Hình 1.2 Ký hiệu và sơ đồ chân tương đương giữa Mosfet và Transistor * Cấu tạo của Mosfet. Hình 1.3 Cấu tạo của Mosfet ngược Kênh N G : Gate gọi là cực cổng • S : Source gọi là cực nguồn • D : Drain gọi là cực máng • Mosfet kện N có hai miếng bán dẫn loại P đặt trên n ền bán d ẫn N, • giữa hai lớp P-N được cách điện bởi lớp SiO2 hai miếng bán dẫn P được nối ra thành cực D và cực S, nền bán dẫn N được nối v ới l ớp màng mỏng ở trên sau đó được dấu ra thành cực G. GVHD:Đặng Văn Khanh Page 7
  8. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Mosfet có điện trở giữa cực G với cực S và giữa cực G với cực D là • vô cùng lớn, còn điện trở giữa cực D và cực S ph ụ thu ộc vào điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S ( UGS ) Khi điện áp UGS = 0 thì điện trở RDS rất lớn, khi điện áp UGS > 0 • => do hiệu ứng từ trường làm cho điện trở RDS giảm, điện áp UGS càng lớn thì điện trở RDS càng nhỏ. II. Vi Điều Khiển AT89C51 2.1 Tìm hiểu về IC 89C51 Bắt đầu xuất hiện vào năm 1980, trải qua gần 30 năm, hi ện đã có t ới hàng trăm biến thể (derrivatives) được sản xuất bởi hơn 20 hãng khác nhau, trong đó phải kể đến các đại gia trong làng bán dẫn (Semiconductor) như ATMEL, Texas Instrument, Philips, Analog Devices… Tại Việt Nam, các bi ến thể của hãng ATMEL là AT89C51, AT89C52, AT89S51, AT89S52… đã có thời gian xuất hiện trên thị trường khá lâu và có th ể nói là đ ược s ử d ụng r ộng rãi nhất trong các loại vi điều khiển 8 bit. 2.1.1 Cấu trúc bus Bus địa chỉ của họ vi điều khiển 8051 gồm 16 đường tín hiệu (thường gọi là bus địa chỉ 16 bit). Với số lượng bit địa chỉ như trên, không gian nh ớ của chip được mở rộng tối đa là 65536 địa chỉ, tương đương 64K. Bus dữ liệu của họ vi điều khiển 8051 gồm 8 đường tín hiệu (thường gọi là bus dữ liệu 8 bit), đó là lý do tại sao nói 8051 là họ vi điều khiển 8 bit. Với độ rộng của bus dữ liệu như vậy, các chip họ 8051 có thể xử lý các toán h ạng 8 bit trong m ột chu kỳ lệnh. 2.1.2 CPU (Central Processing Unit) CPU là đơn vị xử lý trung tâm, đó là bộ não của toàn bộ h ệ th ống vi đi ện tử được tích hợp trên chip vi điều khiển. CPU có cấu tạo chính g ồm m ột đ ơn vị xử lý số học và lôgic ALU (Arithmethic Logic Unit) - n ơi th ực hi ện t ất c ả các phép toán số học và phép lôgic cho quá trình xử lý. 2.1.3 Bộ nhớ chương trình (Program Memory) Không gian bộ nhớ chương trình của AT89 là 64K byte, tuy nhiên hầu hết các vi điều khiển AT89 trên thị trường chỉ tích hợp sẵn trên chip một lượng bộ nhớ chương trình nhất định và chiếm dải địa chỉ từ 0000h trở đi trong không gian bộ nhớ chương trình. AT89C51/AT89S51 có 4K byte bộ nh ớ chương trình loại Flash tích hợp sẵn bên trong chip. Đây là bộ nhớ cho phép ghi/xóa nhiều lần bằng điện, chính vì thế cho phép người sử dụng thay đổi chương trình nhiều lần. Số lần ghi/xóa được thường lên tới hàng vạn lần. Bộ nhớ chương trình dùng để chứa mã của chương trình nạp vào chip. Mỗi lệnh được mã hóa bởi 1 hay vài byte, dung lượng của bộ nh ớ ch ương trình phản ánh số lượng lệnh mà bộ nhớ có thể chứa được. Địa chỉ đầu tiên của GVHD:Đặng Văn Khanh Page 8
  9. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ bộ nhớ chương trình (0x0000) chính là địa chỉ Reset của 8051. Ngay sau khi reset (do tắt bật nguồn, do mức điện áp tại chân RESET bị kéo lên 5V...), CPU sẽ nhảy đến thực hiện lệnh đặt tại địa chỉ này trước tiên, luôn luôn là như vậy. Phần còn trống trong không gian chương trình không dùng để làm gì cả. Nếu muốn mở rộng bộ nhớ chương trình, ta phải dùng bộ nh ớ ch ương trình bên ngoài có dung lượng như ý muốn. Tuy nhiên khi dùng bộ nh ớ chương trình ngoài, bộ nhớ chương trình onchip không dùng được nữa, b ộ nhớ chương trình ngoài sẽ chiếm dải địa chỉ ngay từ địa chỉ 0x0000. 2.1.4 Bộ nhớ dữ liệu (Data Memory) Vi điều khiển họ 8051 có không gian bộ nhớ dữ liệu là 64K địa ch ỉ, đó cũng là dung lượng bộ nhớ dữ liệu lớn nhất mà mỗi chip thuộc họ này có thể có được (nếu phối ghép một cách chính tắc, sử dụng các đ ường tín hi ệu c ủa bus địa chỉ và dữ liệu). Bộ nhớ dữ liệu của các chip họ 8051 có th ể thuộc một hay hai loại: SRAM hoặc EEPROM. Bộ nhớ dữ liệu SRAM được tích hợp bên trong mọi chip thuộc họ vi điều khiển này, có dung l ượng khác nhau tùy loại chip, nhưng thường chỉ khoảng vài trăm byte. Đây chính là nơi chứa các biến trung gian trong quá trình hoạt động của chip. khi m ất đi ện, do b ản chất của SRAM mà giá trị của các biến này cũng bị mất theo. Khi có đi ện tr ở lại, nội dung của các ô nhớ chứa các biến này cũng là bất kỳ, không th ể xác định trước. Bên cạnh bộ nhớ loại SRAM, một số chip thuộc họ 8051 còn có thêm bộ nhớ dữ liệu loại EEPROM với dung lượng tối đa vài Kbyte, tùyt ừng loại chip cụ thể. Dưới đây là một vài ví dụ về bộ nh ớ chương trình c ủa m ột số loại chip thông dụng thuộc họ 8051. Bộ nhớ SRAM Bộ nhớ EEPROM STT Tên chip 1 AT89C51 128 byte O 2 AT89C52 256 byte 0 3 AT89C2051 128 byte 0 4 AT89S51 128 byte 0 5 AT89S8252 256 byte 0 6 AT89S8252 256 byte 2028 byte Đối với các chip có bộ nhớ SRAM 128 byte thì đ ịa ch ỉ c ủa các byte SRAM này được đánh số từ 00h đến 7Fh. Đối với các chip có bộ nh ớ SRAM 256 byte thì địa chỉ của các byte SRAM được đánh số từ 00h đến FFh. Ở cả hai loại chip, SRAM có địa chỉ từ 00h đến 7Fh được gọi là vùng RAM th ấp, phần có địa chỉ từ 80h đến FFh (nếu có) được gọi là vùng RAM cao. Bên cạnh các bộ nhớ, bên trong mỗi chip 8051 còn có một tập hợp các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR – Special Function Register). Các thanh ghi này lien quan đến hoạt động của các ngoại vi onchip (các cổng vào ra, timer, ng ắt ...). GVHD:Đặng Văn Khanh Page 9
  10. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Địa chỉ của chúng trùng với dải địa chỉ của vùng SRAM cao, tức là cũng có địa chỉ từ 80h đến FFh. 2.2 Các thanh nghi đặc biệt SFR 2.2.1 Cổng vào ra song song (I/O Port) 8051 có 4 cổng vào ra song song, có tên lần lượt là P0, P1, P2 và P3. T ất cả các cổng này đều là cổng vào ra hai chiều 8bit. Các bit của m ỗi c ổng là một chân trên chip, như vậy mỗi cổng sẽ có 8 chân trên chip dùng cổng đó làm cổng ra hay cổng vào) là độc lập giữa các cổng và giữa các chân (các bit) trong cùng một cổng. Ví dụ, ta có thể định nghĩa cổng P0 là cổng ra, P1 là cổng vào hoặc ngược lại một cách tùy ý, với cả 2 cổng P2 và P3 còn lại cũng vậy. Trong cùng một cổng P0, ta cũng có th ể định nghĩa chân P0.0 là c ổng vào, P0.1 lại là cổng ra tùy ý. Cổng P0 không có điện trở treo cao (pullup resistor) bên trong, mạch lái tạomức cao chỉ có khi sử dụng cổng này với tính năng là bus dồn kênh đ ịa chỉ/dữ liệu. Như vậy với chức năng ra thông thường, P0 là cổng ra open drain, với chức năng vào, P0 là cổng vào cao trở (high impedance). N ếu mu ốn sử dụng cổng P0 làm cổng vào/ra thông thường, ta phải thêm đi ện tr ở pullup bên ngoài. Giá trị điện trở pullup bên ngoài thường từ 4K7 đến 10K. Các cổng P1, P2 và P3 đều có điện trở pullup bên trong, do đó có th ể dùng với chức năng cổng vào/ra thông thường mà không cần có thêm điện trở pullup bên ngoài. Thực chất, điện trở pullup bên trong là các FET, không ph ải điện trở tuyến tính thông thường, tuy vậy nhưng khả năng phun dòng ra của mạch lái khi đầu ra ở mức cao (hoặc khi là đầu vào) rất nh ỏ, ch ỉ kho ảng 100 micro Ampe. 2.2.2 Cổng vào ra nối tiếp (Serial Port) Cổng nối tiếp trong 8051 chủ yếu được dùng trong các ứng dụng có yêu cầu truyền thông với máy tính, hoặc với một vi điều khiển khác. Liên quan đến cổng nối tiếp chủ yếu có 2 thanh ghi: SCON và SBUF. Ngoài ra, m ột thanh ghi khác là thanh ghi PCON (không đánh địa chỉ bit) có bit 7 tên là SMOD quy định tốc độ truyền của cổng nối tiếp có gấp đôi lên (SMOD = 1) hay không (SMOD = 0). 2.2.3 Ngắt (Interrupt) 8051 chỉ có một số lượng khá ít các nguồn ngắt (interrupt source) ho ặc có thể gọi là các nguyên nhân ngắt. Mỗi ngắt có một vector ngắt riêng, đó là một địa chỉ cố định nằm trong bộ nhớ chương trình, khi ngắt xảy ra, CPU sẽ tự động nhảy đến thực hiện lệnh nằm tại địa chỉ này. Với 8052, ngoài các ngắt trên còn có thêm ngắt của timer2 (do vi đi ều khiển này có thêm timer2 trong số các ngoại vi onchip). Mỗi ng ắt đ ược dành cho một vector ngắt kéo dài 8byte. Về mặt lý thuyết, nếu ch ương trình đ ủ ngắn, mã tạo ra chứa đủ trong 8 byte, người lập trình hoàn toàn có th ể đ ặt phần chương trình xử lý ngắt ngay tại vector ngắt. Tuy nhiên trong hầu h ết các trường hợp, chương trình xử lý ngắt có dung lượng mã tạo ra l ớn h ơn GVHD:Đặng Văn Khanh Page 10
  11. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ 8byte nên tại vector ngắt, ta chỉ đặt lệnh nhảy tới chương trình xử lý ng ắt nằm ở vùng nhớ khác. Nếu không làm vậy, mã chương trình xử lý ngắt này sẽ lấn sang, đè vào vector ngắt kế cận. Để cho phép một ngắt, bit tương ứng với ngắt đó và bit EA ph ải đ ược đ ặt bằng 1. Thanh ghi IE là thanh ghi đánh địa ch ỉ bit, do đó có th ể dùng các l ệnh tác động bit để tác động riêng rẽ lên từng bit mà không làm ảnh h ưởng đến giá trị các bit khác. Cờ ngắt hoạt động độc lập với việc cho phép ng ắt, đi ều đó có nghĩa là cờ ngắt sẽ tự động đặt lên bằng 1 khi có s ự ki ện gây ng ắt x ảy ra, bất kể sự kiện đó có được cho phép ngắt hay không. Do vậy, trước khi cho phép một ngắt, ta nên xóa cờ của ngắt đó để đảm bảo sau khi cho phép, các sự kiện gây ngắt trong quá khứ không thể gây ngắt nữa. 8051 có 2 ngắt ngoài là INT0 và INT1. Ngắt ngoài đ ược hi ểu là ng ắt được gây ra bởi sự kiện mức lôgic 0 (mức điện áp th ấp, g ần 0V) ho ặc s ườn xuống (sự chuyển mức điện áp từ mức cao về mức th ấp) xảy ra ở chân ng ắt tương ứng (P3.2 với ngắt ngoài 0 và P3.3 với ngắt ngoài 1). Việc lựa ch ọn kiểu ngắt được thực hiện bằng các bit IT (Interrupt Type) nằm trong thanh ghi TCON. Đây là thanh ghi điều khiển timer nhưng 4 bit LSB (bit0..3) đ ược dùng cho các ngắt ngoài. Khi bit ITx = 1 thì ngắt ngoài tương ứng được chọn ki ểu là ng ắt theo sườn xuống, ngược lại nếu bit ITx = 0 thì ngắt ngoài t ương ứng đ ược s ẽ có kiểu ngắt là ngắt theo mức thấp. Các bit IE là các bit c ờ ng ắt ngoài, ch ỉ có tác dụng trong trường hợp kiểu ngắt được chọn là ngắt theo sườn xuống. Khi kiểu ngắt theo sườn xuống được chọn thì ngắt sẽ xảy ra duy nhất một lần khi có sườn xuống của tín hiệu, sau đó khi tín hiệu ở mức th ấp, hoặc có sườn lên, hoặc ở mức cao thì cũng không có ngắt xảy ra nữa cho đến khi có sườn xuống tiếp theo. Cờ ngắt IE sẽ dựng lên khi có s ườn xu ống và t ự đ ộng bị xóa khi CPU bắt đầu xử lý ngắt. Khi ki ểu ng ắt theo m ức th ấp đ ược ch ọn thì ngắt sẽ xảy ra bất cứ khi nào tín hiệu tại chân ng ắt ở m ức th ấp. N ếu sau khi xử lý xong ngắt mà tín hiệu vẫn ở mức thấp thì lại ngắt tiếp, cứ nh ư vậy cho đến khi xử lý xong ngắt lần thứ n , tín hiệu đã lên m ức cao rồi thì thôi không ngắt nữa. Cờ ngắt IE trong trường hợp này không có ý nghĩa gì cả.Thông thường kiểu ngắt hay được chọn là ngắt theo sườn xuống. 2.2.4 Bộ định thời/Bộ đếm (Timer/Counter) 8051 có 2 timer tên là timer0 và timer1. Các timer này đ ều là timer 16bit, giátrị đếm max do đó bằng 65536 (đếm từ 0 đến 65535). Hai timer có nguyên lý hoạt động hoàn toàn giống nhau và độc lập. Sau khi cho phép ch ạy, m ỗi khi có thêm một xung tại đầu vào đếm, giá trị của timer sẽ tự động được tăng lên 1 đơn vị, cứ như vậy cho đến khi giá trị tăng lên v ượt quá giá tr ị max mà thanh ghi đếm có thể biểu diễn thì giá trị đếm lại được đưa trở v ề giá tr ị min (thông thường min = 0). Sự kiện này được hiểu là sự kiện tràn timer (overflow) và có thể gây ra ngắt nếu ngắt tràn timer được cho phép (bit ETx GVHD:Đặng Văn Khanh Page 11
  12. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ trong thanh ghi IE = 1). Việc cho timer ch ạy/dừng được th ực hi ện bởi các bit TR trong thanh ghi TCON (đánh địa chỉ đến từng bit). Khi bit TRx = 1, timerx sẽ đếm, ngược l ại khi TRx = 0, timerx s ẽ không đếm mặc dù vẫn có xung đưa vào. Khi dừng không đếm, giá tr ị c ủa timer được giữ nguyên. Các bit TFx là các cờ báo tràn timer, khi sự kiện tràn timer xảy ra, cờ sẽ được tự động đặt lên bằng 1 và nếu ngắt tràn timer được cho phép, ngắt sẽ xảy ra. Khi CPU xử lý ngắt tràn timerx, cờ ngắt TFx tương ứng sẽ tự động được xóa về 0. Giá trị đếm 16bit của timerx được lưu trong hai thanh ghi THx (byte cao) và TLx (byte thấp). Hai thanh ghi này có th ể ghi/đ ọc được bất kỳ lúc nào. Tuy nhiên nhà sản xuất khuyến cáo rằng nên d ừng timer (cho bit TRx = 0) trước khi ghi/đọc các thanh ghi ch ứa giá tr ị đ ếm. Các timer có thể hoạt động theo nhiều chế độ, được quy định bởi các bit trong thanh ghi TMOD (không đánh địa chỉ đến từng bit). Để xác định thời gian, người ta chọn nguồn xung nhịp (clock) đưa vào đếm trong timer là xung nhịp bên trong (dành cho CPU). Nguồn xung nhịp này thường rất đều đặn (có tần số ổn định), do đó từ số đ ếm c ủa timer ng ười ta có thể nhân với chu kỳ xung nhịp để tính ra thời gian trôi qua. Timer lúc này được gọi chính xác với cái tên “timer”, tức bộ định th ời. Đ ể đ ếm các s ự ki ện bên ngoài, người ta chọn nguồn xung nhịp đưa vào đếm trong timer là tín hiệu từ bên ngoài (đã được chuẩn hóa về dạng xung vuông 0V/5V). Các tín hiệu này sẽ được nối với các bit cổng có dồn kênh thêm các tính năng T0/T1/T2. Khi có sự kiện bên ngoài gây ra thay đổi mức xung ở đầu vào đếm, timer s ẽ tự động tăng lên 1 đơn vị giống như trường hợp đếm xung nh ịp bên trong. Lúc này, timer được gọi chính xác với cái tên khác: “counter”, tức bộ đếm (s ự kiện). Nhìn vào bảng mô tả thanh ghi TMOD bên trên, ta có th ể nh ận th ấy có 2 bộ 4 bit giống nhau (gồm GATEx, C/Tx, Mx0 và Mx1) dành cho 2 timer0 và 1. Ý nghĩa các bit là như nhau đối với mỗi timer. Bit GATEx quy định việc cho phép timer đ ếm (run timer). N ếu GATEx = 0,timerx sẽ đếm khi bit TRx bằng 1, dừng khi bit TRx b ằng 0. N ếu GATEx = 1, timerx sẽ chỉ đếm khi bit TRx = 1 và tín hiệu tại chân INTx = 1, d ừng khi một trong hai điều kiện trên không còn thỏa mãn. Thông thường người ta dùng timer với GATE = 0, chỉ dùng timer với GATE = 1 trong trường h ợp muốn đo độ rộng xung vì lúc đó timer sẽ chỉ đếm th ời gian khi xung đ ưa vào chân INTx ở mức cao. Bit C/Tx quy định nguồn clock đưa vào đếm trong timer. Nếu C/Tx = 0, timer sẽ được cấu hình là bộ định th ời, nếu C/Tx = 1, timer sẽ được cấu hình là bộ đếm sự kiện. Hai bit còn l ại (Mx0 và Mx1) t ạo ra 4 tổ hợp các giá trị (00,01,10 và 11) ứng với 4 ch ế đ ộ hoạt động khác nhau của timerx. Trong 4 chế độ đó thường chỉ dùng chế độ timer/counter 16bit (Mx1 = 0, Mx0 = 1) và chế độ Auto Reload 8bit timer/counter (Mx1 = 1, Mx0 = 0).Trong chế độ timer/counter 16bit, giá trị đếm (chứa trong hai thanh ghi THx và TLx) tự động được tăng lên 1 đơn vị mỗi lần nhận được thêm m ột xung nhịp. Khi giá trị đếm tăng vượt quá giá trị max = 65535 thì s ẽ tràn v ề 0, GVHD:Đặng Văn Khanh Page 12
  13. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ cờ ngắt TFx được tự động đặt = 1. Chế độ này được dùng trong các ứng dụng đếm thời gian và đếm sự kiện. Trong chế độ Auto Reload 8bit, giá trị đếm sẽ chỉ được chứa trong thanh ghi TLx, còn giá trị của thanh ghi THx bằng một số n (từ 0 đến 255) do người lập trình đưa vào. Khi có thêm 1 xung nhịp, giá trị đếm trong TLx đương nhiên cũng tăng lên 1 đơn vị như bình thường. Tuy nhiên trong trường hợp này, giá trị đếm lớn nhất là 255 ch ứ không phải 65535 như trường hợp trên vì timer/counter chỉ còn 8bit. Do vậy sự kiện tràn lúc này xảy ra nhanh hơn, chỉ cần vượt quá 255 là giá tr ị đ ếm s ẽ tràn. Cờ ngắt TFx vẫn được tự động đặt = 1 như trong trường hợp tràn 16bit. Điểm khác biệt là thay vì tràn về 0, giá trị THx s ẽ đ ược t ự đ ộng n ạp l ại (Auto Reload) vào thanh ghi TLx, do đó timer/counter sau khi tràn s ẽ có giá tr ị bằng n (giá trị chứa trong THx) và sẽ đếm từ giá trị n trở đi. Chế độ này được dùng trong việc tạo Baud rate cho truyền thông qua cổng nối tiếp. Để sử dụng timer của 8051, hãy thực hiện các bước sau: - Quy định chế độ hoạt động cho timer bằng cách tính toán và ghi giá tr ị cho các bit trong thanh ghi TMOD. - Ghi giá trị đếm khởi đầu mong muốn vào 2 thanh ghi đ ếm THx và TLx. Đôi khi ta không muốn timer/counter bắt đầu đếm t ừ 0 mà t ừ một giá tr ị nào đó để thời điểm tràn gần hơn, hoặc chẵn hơn trong tính toán sau này. Ví dụ nếu cho timer đếm từ 15535 thì sau 50000 xung nh ịp (tức 50000 micro giây với thạch anh 12MHz) timer sẽ tràn, và thời gian một giây có thể dễ dàng tính ra khá chính xác = 20 lần tràn của timer (đương nhiên mỗi lần tràn lại phải nạp lại giá trị 15535). - Đặt mức ưu tiên ngắt và cho phép ngắt tràn timer (nếu muốn). - Dùng bit TRx trong thanh ghi TCON để cho timer ch ạy hay d ừng theo ý muốn. III. Động cơ điện một chiều. 3.1 Khái niệm động cơ điện một chiều. Động cơ điện một chiều là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều. Động cơ điện một chiều ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng cũng như công nghiệp. Thông thường động cơ điện một chiều chỉ chạy ở một tốc độ duy nhất khi nối với nguồn điện, tuy nhiên vẫn có thể điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ với sự hỗ trợ của các mạch điện tử cùng phương pháp PWM. Động cơ điện một chiều trong dân dụng thường là các dạng động cơ hoạt động với điện áp thấp, dùng với những tải nhỏ. Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu moment mở máy lớn hoặc yêu cầu thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng. Một phần quan trọng của động cơ điện một chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong cuộn rotor trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục. Thông thường bộ phận này là bộ phận gồm có một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp. Đây cũng chính là GVHD:Đặng Văn Khanh Page 13
  14. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ nhược điểm chính của động cơ điện một chiều: cổ góp làm cho cấu tạo phức tạp, đắt tiền, kém tin cậy và nguy hiểm trong môi trường dễ nổ, khi sử dụng phải có nguồn điện một chiều kèm theo hoặc bộ chỉnh lưu. Cấu tạo: Gồm hai phần: - phần đứng yên (gọi là phần tĩnh ) . - phần chuyển động (gọi là phần quay ). 3.2- Cấu tạo của động cơ điện một chiều. Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai phần chính: ph ần tĩnh(stato) và phần động(roto) 3.2.1- Phần tĩnh ( stato ). Stator hay còn gọi là phần kích từ động cơ, là bộ phận sinh ra t ừ trường .Gồm có mạch từ và dây cuốn kích thích lồng ngoài mạch từ(nếu động cơ được kích từ bằng nam châm điện). - Mạch từ được làm bằng sắt từ (thép đúc, thép đặc ) - Dây quấn kích thích hay còn gọi là dây quấn kích từ được làm bằng dây điện từ (êmay).Các cuộn dây điện từ này được nối tiếp với nhau. a- Cực từ chính Là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích t ừ lồng ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng nh ững lá thép kỹ thu ật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt. Trong động cơ điện nhỏ có thể dùng thép khối. Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông. Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi GVHD:Đặng Văn Khanh Page 14
  15. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ. Các cuộn dây kích từ được đặt trên các c ực từ này được nối tiếp với nhau. b- Cực từ phụ Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính và dùng để cải thi ện đ ổi chiều. Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu rạo giống như dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông. c- Gông từ Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy. Trong động cơ điện nhỏ và vừa thường dùng thép dày uốn và hàn lại. Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc. Có khi trong động c ơ đi ện nh ỏ dùng gang làm vỏ máy. d- Các bộ phận khác Bao gồm: - Nắp máy : Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm h ư h ỏng dây quấn và an toàn cho người khỏi chạm vào điện. Trong máy điện nhỏ và vừa nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trường hợp này nắp máy thường làm bằng gang. - Cơ cấu chổi than: để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. C ơ cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo tì ch ặy lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá. Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí ch ổi than cho đúng chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại. 3.2.2- Phần quay( roto ). Là phần sinh ra suất điện động .Gồm có mạch từ được làm bằng vật liệu sắt từ ( lá thép kĩ thuật ) xếp lại với nhau .Trên mạch từ có xẻ rãnh đẻ lồng dây quấn phần ứng (làm bằng dây điện từ ). Cuộn dây phần ứng gồm nhiều bôi dây nối vơi nhau theo một qui luật nhất định .Mỗi bối dây gồm nhiều vòng dây các đầu dây của bối dây được nối với các phiến đồng gọi là phiến góp . Các phiến góp đó được ghép cách điện với nhau và cách điện với trục gọi là cổ góp hay vành góp. Tỳ trên cổ góp là cặp trổi than làm bằng than graphit và được ghép sát vào thành cổ góp nhờ lò xo. GVHD:Đặng Văn Khanh Page 15
  16. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ a- Lõi sắt phần ứng Dùng để dẫn từ. Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh đ ể sau khi ép l ại thì dặt dây quấn vào. Trong những động cơ trung bình trở lên người ta còn dập những lỗ thông gió để khi ép lại thành lõi sắt có th ể t ạo đ ược nh ững l ỗ thông gió d ọc trục. Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành những đoạn nhỏ, giữa những đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe h ở thông gió. Khi máy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt. Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép trực ti ếp vào trục. Trong động cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto. Dùng giá rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng rôto. b- Dây quấn phần ứng Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và có dòng đi ện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện nhỏ có công suất dưới vài kw thường dùng dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện ch ữ nh ật. Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép. Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc đai chặt dây quấn. Nêm có làm bằng tre, gỗ hay bakelit. c- Cổ góp Dùng để đổi chiều dòng điẹn xoay chiều thành một chiều. Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau bằng lớp mica dày từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trục tròn. Hai đầu trục tròn dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và trụ tròn cũng cách đi ện b ằng mica. Đuôi vành góp có cao lên một ít để hàn các đầu dây của các ph ần t ử dây quấn và các phiến góp được dễ dàng. 3.3- Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều Động cơ điện phải có hai nguồn năng lượng : Nguồn kích từ cấp vào cuộn kích từ đẻ sinh ra từ thông kích - từ Nguồn phần ứng được đưa vào hai chổi than để đưa vào hai - cổ góp của phần ứng . GVHD:Đặng Văn Khanh Page 16
  17. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Khi cho điện áp một chiều vào hai chổi đi ện trong dây qu ấn ph ần ứng có điện. Các thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường s ẽ ch ịu l ực tác dụng làm rôto quay. Chiều của lực được xác định bằng qui tắc bàn tay trái. Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn đ ổi ch ỗ cho nhau. Do có phiếu góp nhiều dòng điện dữ nguyên làm cho chiều lực từ tác dụng không thay đổi. Khi quay các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng với suất điện động E ư chiều của suất điện động được xác định theo qui tắc bàn tay ph ải, ở động c ơ một chiếu sđđ Eư ngược chiều dòng điện Iư nên Eư được gọi là sức phản điện động . Phương trình cân bằng điện áp : U = Eư + Rư.Iư +Iư. 3.4- Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều đặc tính cơ của động cơ điện một chi ều là quan h ệ gi ữa t ốc đ ộ quay và mômen quay của động cơ: ϖ = f(M) hoặc n = f(M) ϖ - tốc độ góc(rad/s) trong đó : n - tốc độ quay (v/ph) Có hai loại đặc tính cơ : đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính M – momen(Nm) 3.5- Phân loại GVHD:Đặng Văn Khanh Page 17
  18. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Khi xem xét động cơ điện một chiều cũng như máy phát điện một chiều người ta phân loại theo cách kích thích từ các động c ơ. Theo đó ứng v ới m ỗi cách ta có các loại động cơ điện loại: Có 4 loại động cơ điện một chiều thường sử dụng : Động cơ điện một chiều kích từ độc lập . - Động cơ điện một chiều kích từ song song. - Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp . - - Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp . 3.5.1- Kích thích độc lập khi nguồn một chiều có công suất ko đủ lớn, mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập nhau nên : I = Iư. 3.5.2- Kích thích song song khi nguồn một chiều có công suất vô cùng lớn và đi ện áp ko đ ổi, m ạch kích từ được mắc song song với mạch phần ứng nên : I = Iu +It 3.5.3- Kích thích nối tiếp cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng cuộn kích từ có tiết diện lớn, điện trở nhỏ, số vòng ít, chế tạo dễ dàng nên ta có : I = Iư =It. 3.5.4- Kích thích hỗn hợp Ta có: I = Iu +It Với mỗi loại động cơ trênlà tương ứng với các đặc tính, đặc điểm kỹ thuật điều khiển và ứng dụng là tương đối khác nhau phụ thuộc vào nhiều nhân tố, ở đề tài này ta chỉ xét đên động cơ điện một chiều kích từ độc lập và biện pháp hữu hiệu nhất để điều khiển loại động cơ này. 3.6- Đặc tính cơ và điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều Đặc tính cơ n = f(M) của động cơ điện một chiều n= = (1-1) và vì M = CMIư , biểu thức (37-1) có thể viết dưới dạng n= - (1-2) Trong truyền động điện lực một vấn đề tương đối quan trọng đặt ra là phair phối hợp tốt đặc tính cơ của động cơ điện và đặc tính c ơ c ủa t ải ho ặc của máy công tác. Tùy theo tính chất của truyền động có th ể có nh ững yêu cầu khác nhau đối với động cơ điện, thí dụ tốc đ ộ không thay đ ổi ho ặc thay đổi nhiều khi mômen cản thay đổi và để th ỏa mãn nh ững yêu c ầu đó c ần phải dùng các loại động cơ điện khác nhau có đặc tính cơ thích hợp. GVHD:Đặng Văn Khanh Page 18
  19. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Sự phối hợp các đặc tính cơ của động cơ điện và tải còn phải sao cho luôn đảm bảo được tính ổn định công tác trong ch ế độ làm vi ệc xác lập cũng như quá trình quá độ, thí dụ như khi điều chỉnh tốc độ. Để nghiên cứu điều kiện làm việc ổn định của hệ truyền động, ta xét đặc tính M = f(n) c ủa đ ộng cơ điện và Mc = f(n) của tải . ở trường hợp của hình 35-3 , ta thấy sự tăng tốc độ ngẫu nhiên nào đó (n = nlv + ∆ n) thì Mc>M và động cơ điện bị hãm lại để trở về tốc độ ban đầu nlv, ứng với điểm P. Cũng như vậy, khi xảy ra sự giảm tốc độ đột nhiên M c< M động cơ điện được gia tốc và đạt tốc độ n lv. Đây là trường hợp động cơ làm việc ổn định và từ hình vẽ đó ta thấy điều kiện làm việc ổn định của động cơ nh ư sau : < (1- 3) Ngược lại, nếu M = f(n) và Mc = f(n) có dạng như ở hình 3-3b thì việc tăng tốc độ đột nhiên sẽ khiến cho động cơ điện có mômen gia tốc dương làm cho tốc độ tiếp tục tăng mãi, hoặc sự giảm tốc độ sẽ đưa lại hậu quả làm cho tốc độ tiếp tục giảm. Như vậy là truyền động làm việc không ổn định ứng với điều kiện : < (1-4) Từ biểu thức 1-2 ta thấy rằng việc điều chỉnh tốc độ của động c ơ đi ện một chiều có thể thực hiện được bằng cách tha đổi các đại lượng φ, Rư, và U. Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi φ được áp dụng tương đối phổ biến, có thể thay đổi tốc độ được liên tục và kinh tế. Trong quá trình điều chỉnh hiệu suất η ≈ Cte vì sự điều chỉnh dựa trên việc tác dụng lên mạch kích thích có công suất rất nhỏ so với công suất đ ộng c ơ. C ần chú ý rằng, bình thường động cơ làm việc ở chế độ định mức với kích thích tói đa (φ=φmax) nên chỉ có thể điều chỉnh theo chiều hướng giảm φ, tức là điều chỉnh tốc độ trong vùng trên tốc độ định mức và giới hạn điều chỉnh tốc độ bị hạn chế bởi các điều kiện cơ khí và đổi chiêu của máy. Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở ph ụ vào mạch cơ điện có công suất nhỏ và trên thực tế thường dùng ở động cơ điện trong cần trục. Phương pháp điều chỉnh tốc độ quay bằng cách thay đổi điện áp cũng chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ quay dưới tốc độ định mức vì không th ể nâng cao điện áp hơn điện áp định mức của động cơ điện. Phương pháp này không gây thêm tổn hao trong động cơ điện, nhưng đòi hỏi phải có nguồn riêng có điện áp điều chỉnh được. GVHD:Đặng Văn Khanh Page 19
  20. TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN Đồ Án Chuyên Ngành 1 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ IV. Diode 4.1- Khái niệm về diode Điốt bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chất của các chất bán dẫn. 4.2- Cấu tạo của diode Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P - N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn. Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode . Hình 1.4 cấu tạo của diode Hình 1.5 hình dạng của diode 4.3- Nguyên lý hoạt động của diode Khối bán dẫn loại P chứa nhiều lỗ trống tự do mang đi ện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn N (chứa các điện tử tự do) thì các l ỗ tr ống này có xu hướng chuyễn động khuếch tán sang khối N. Cùng lúc kh ối P l ại nh ận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối N chuyển sang. Kết quả là khối P tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi khối N tích điện dương ( thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống). Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi GVHD:Đặng Văn Khanh Page 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2