13
1 Các mch điu khin động cơ bướccơ bn Phn3 Động cơ bước Gii thiu Động cơ biến thiên ttrĐộng cơ hnhp và nam châm vĩnh cu đơncc Dn động ttrđơncc trong thctế Động cơ lưỡng cc và cuH Mch dn động lưỡng cc trong thctế Gii thiu Phn này ca giáo trình trình bày vmch dn động khâu cuica động cơ bước. Mch này tp trung vào mtmch phát đơn, đóng ngt dòng đin trong cun dây ca động cơ, đồng thi điu khin chiu dòng đin. Mch đin được ni trc tiếpvi cun dây và cp ngunca động cơ,mch được điu khinbi mththng squyết định khi nào công tc đóng hay ngt. Phn này cũng nói đến các loi động cơ,tmch đincơ bn điu khin động cơ biến thiên ttrở đếnmch cuH để điu khin động cơ nam châm vĩnh cu lưỡng cc. Mi loimch dn động được minh habng ví dcth, tuy nhiên nhng ví dnày không phi là mt catalog đầy đủ các mch điu khin có sn trên thtrường, nhng thông tin này cũng không phi để thay thế bng dliu vchi tiếtca nhà sn xut. Phn này chỉ đưa ra mch điu khin đơn gin nhtcatng loi động cơ.Tt ccác mch đều được githiếtrng ngun cung cpmt đin áp không vượt quá đin áp ngưỡng ca động cơ, điu này giihn hiu sutca động cơ. Phn kế tiếp mch dn động có dòng giihn sẽ đề cp đến các mch dn động hiu sut cao trong thctế. Động cơ biếnttrBộđiu khin đin hình ca động cơ bước biếnttrda theo nguyên tc như trên Hình 3.1:

1014 585 Mach Dieu Khien Dong Co Buoc Co Ban

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Mach dieu khien dong co buoc

Citation preview

  • 1

    CcmchiukhinngcbccbnPhn3ngcbc

    Giithiu ngcbinthinttr ngchnhpvnamchmvnhcuncc Dnngttrvncctrongthct ngclngccvcuH Mchdnnglngcctrongthct

    Giithiu

    Phnnycagiotrnhtrnhbyvmchdnngkhucuicangcbc.Mchnytptrungvomtmchphtn,ngngtdngintrongcundycangc,ngthiiukhinchiudngin.Mchincnitrctipvicundyvcpnguncangc,mchciukhinbimththngsquytnhkhinocngtcnghayngt.

    Phnnycngninccloingc,tmchincbniukhinngcbin thin t trnmchcuHiukhinngcnamchmvnhculngcc.Miloimchdnngcminhhabngvdcth,tuynhinnhngvdnykhngphilmtcatalogyccmchiukhincsntrnthtrng,nhngthngtinnycngkhngphithaythbngdliuvchititcanhsnxut.Phnnycharamchiukhinnginnhtcatngloingc.Ttcccmchucgi thitrngnguncungcpmtinpkhngvtquinpngngcangc,iunygiihnhiusutcangc.Phnk tip mchdnngcdnggiihn scpnccmchdnnghiusutcaotrongthct.

    ngcbinttr

    BiukhininhnhcangcbcbinttrdatheonguyntcnhtrnHnh3.1:

  • 2

    Hnh3.1 TrnHnh3.1,cchpkhiuchocng tc,biukhin (controller khngthhintrnhnh)chutrchnhimcungcptnhiuiukhinngmcngtc ti tng thi im thch hp quay ng c. Trong nhiu trng hp,chngtaphithitkbiukhin,cthlmtmytnhhocmtmchiukhingiaotiplptrnhc,viphnmmtrctipphttnhiuiukhinngm,nhngtrongmtstrnghpkhcmchiukhincthitkkmtheongc,vikhicchominph. Cundy,lisolenoidcangchocccchitittngtulccticmng.Nhvy,dnginquacundykhngthngngttcthimkhnglmptngvttngt.Khicngtciukhincundyng,chodnginiqua,lmdngintngchm.Khicngtcm,stngmnhinpcthlmhcngtctrkhitabitcchgiiquytthchhp.Chaicchcbnxlstnginpny,lmcsongsongvicundymtdiodhocmttin.Hnh3.2minhhahaicchny:

    Hnh3.2

    Diod trnHnh 3.2 phi c kh nng dn ton b dng in qua cun dy,nhngnchdnmikhicngtcm,khidnginkhngcnquacundy.

  • 3

    Nu tasdngdiod tcdng tngichmnhh1N400Xchungviccmchchuyntcdngnhanhthcnphimcsongsongvidiodmttin.TintrnHnh3.2dnnvnthitkphctphn.Khicngtcng,tinsxinquacngtcxungt,docngtcphichucdnginxny.Mtin trmcni tipvi tinhocvingunsgiihndnginny.Khicngtcm,nnglngtchtrtrongcundysnpvotinchonkhiinpvtqupcungcp,vcngtccngphichucinpny.tnhindungt,tangnhthaicngthctnhnnglngtchtrtrongmchcnghng:

    P=CV2/2P=LI2/2

    trong: Pnnglngtchtr[Ws]hay[CV] Cindung[F] Vinphaiut Ltcmcacundy[H] IdnginquacundyTatnhkchthcnhnhtcatintrnhquptrncngtctheocngthc: C>LI2/(VbVs)2trong: Vbinpnhthngmchchuyn Vsinpcungcpngcttrbinthinctcmthayitythucvogccatrc.Do, trnghpxunhtcdng lachn tin.Hnna, tcmcangcthngtcghir,nnchngtaphilmvy.Tinvcundykthpvinhautothnhmtmchcnghng.Nuhiukhinchongcquaytnsgnvitnscnghngny,dnginqua cundy,ko theomoment xondo ng c sinh ra, s rtkhc sovimomentxoniukinnnhviinpvnhnhdanhngha.Tnscnghngl:

    f=1/(2 (LC)0.5)

    Mtlnnatnscnghngincangcttrbinthinliphthucvogc ca trc.Khi ng cnyhot ngvixungkchgn cnghng

  • 4

    dngindaongtrongcundystoramtttrngbngkhngtihailntnscnghng,iunycthlmgimmomentxonirtnhiu.

    ngchnhpvnamchmvnhcuncc

    BiukhininhnhngcbcnccthayitheostrnHnh3.3:

    Hnh3.3

    TrnHnh3.3,cngnhHnh3.1,hpbiudincccngtcvmtbiukhin(khngthhintrnhnh)chutrchnhimcungcptnhiuiukhinngmcngtcvothiimthchhpquayngc.Biukhinthnglmytnhhaymtmchiukhinlptrnhc,viphnmmtrctipphtratnhiucnthitiukhincngtc.Cngnhivimchdnngcangcbin t tr,chng taphigiiquyt s thay i t cmbtngkhi cng tch.Mt lnna, ta c thchuyn s thay inybng cchdngdiod,nhngbygi taphidng4diodnhtrnHnh3.4:

    Hnh3.4

    Tacnthmvoccdiodvcundycangckhngphilhaicundyclpmlmtcuncentertappednginvitapgiacinpcnh.Chnghotngnhmtbtchuyni.Khimtucacundybkoxung u kia s b y ln v ngc li.Khimt cng tc h, t cm

  • 5

    kickbackslmubncangcnivingundngvbkpbiccdiod.ubnkiabylnvnunkhngtcinpcungcpcnglcthsxungdimc0,ochiuinpquacngtcu.Mtvicngtccthchucsochiunhvynhngnhngcngtckhcsbh.Mttincthcdnggiihninpkickbacknhtrnhnh3.5:

    Hnh3.5

    CcquytctnhkchthctintrnHnh3.5gingnhccquytctnhkchthctintrnHnh3.2nhnghiungcnghngrtkhc.Vimtngcnamchmvnhcunutinhotnggnhaybngtnscnghng,momentxons tnggphai lnmomentxonvn tc thp.ngcongmomentxontheovntcsrtphctpnhtrnHnh3.6:

    Hnh3.6

    Hnh3.6chothytitnscnghngin,momentxonsvtlnvtitnscnghngc,momentlistnhanh.Nutnscnghnginlnhnvntctihncangcsdngmchdnngdngdiodmtmcnothhiungnyslmvntctihngiatngngk.Tnscnghngchcphthucvomomentxon,vvynutnsnygnvitnscnghngin,tnscnghnginslmnthayi.Hnna,rngcascnghngchcphthucvodcccbcang

  • 6

    congmoment xon theovn tc.Numoment xon gim theovn tc, cnghngsrtdc,cnnumomentxontngtheovntc,cnghngsrngrathmchcthtchrathnhnhiutngscnghngkhcnhau.

    Driverngcnccvbinttr

    Trongccmchinphntrn,chngtakhngquantmncccngtcvcctnhiuiukhin.BtkkthutngngtnotcudaonMOSFETScngudngcht!Hnh3.7lmtvicchmcchomiloicngtc,baogmccundycangcvdiodbovphcvchomcchngngtktrn:

    Hnh3.7

    MicngtctrnHnh3.7utngthchviuvoTTL.Ngun5Vsdngchomchlogic,baogmopencollectordriver7407nhtrnhnh.Nguninchongc,thngt5V24V,khngcnchnhxccao.Tacnchrngccmchngngtccngunnyphithchhpchovicdnngcccundy,ngcDC,ccticmngkhcvcccngcbc.TransistorSK3180trnHnh3.7lmtmchdarlingtoncngsutclidnghn1000,dodng10mAquaintrhiuchnh470OhmslnquatransistoriuchnhdngviAmpequacundycangc.Bm7407dng iukhindarlington c thay thbibtk con chip opencollectorinthcaonomncthiukhinmctithiu10mA.Ngayctrongtrnghp transistorh,open collectorny sgipbovphn cn li camchlogickhinguncangc.IRCIRL540trnHnh3.7lmtpowerfieldeffecttransistor.Ncthchucdnginlnti20Avnbnhthng100V,doconchipnycthhpthunhnhncatcmmkhngcndiodbovnuncgnvimtbtnnhitln.Transistornycthigianngngtrtnhanh

  • 7

    nnccdiodbovcngphinhanhtngnghoccchianhbicctin.iunycbitcnthitchoccdiodbovtransistorchngliphnccngc.Trongtrnghptransistorbh,diodzenervintr100OhmsbovmchTTL.intr100Ohmcnngvaitrlmchmthigianngmcatransistor. i vi nhng ngdngmmi cundy ca ng cdndng nh hn500mA, mch darlington h ULN200x ca Allegro Microsystems hoc hDS200xcaNationalSemiconductorhayMC1413caMotorolasdnngchocundyhocccticmngkhctrctipttnhiuvo logic.Hnh3.8 lccngvovngracachipULN2003,dy7transistordarlington:

    Hnh3.8

    in trnn trnmi transistordarlingtonphi thchhpvi tnhiuraTTLlngccchun.CcphtcamidarlingtonNPNcnivichn8,lchnnit.Mitransistorcbovbnghaidiod,mtnigiaccphtvccthu bov transistorkhiinpngc,mtnicc thuvichn9,nuchn9nivinguncangc thdiodnysbov transistorkhinhnhncatcm.ChipULN2803cnggingnhchipULN2003mttrnnhngnc18chnv8darlingtonchophpmtchipcthdnngchomtcpngcttrbinthinhocnamchmvnhcuncc.ivingcmmicundydndngnhhn600mA,mchdnngquadUDN2547B caAllegroMicrosystems s iu khin c 4 cun dy cangcbcnccchung.Nudndngnhhn300mA,tannchnmchdnngkpSN7451,7452v7453caTexasInstruments,c3loinyubaogmmtvimchlogiccngvimchdnng.

  • 8

    ngchaiccvmchcuHMithtrnnphctphnvingcbcnamchmvnhculngccvkhngcunichungtrncccundy.Vthochiucattrngsinhrabicundytaphiochiudnginquacundy.Tacthdngmtcngtckphaicclmcngvicny,mchintngngcamtcngtcnhvycgilcuHvcmttrnHnh3.9:

    Hnh3.9

    Cngnhvimchdnngncccptrn,cccngtcsdngtrongcuHphicbovkhisvtinpkhingtdngintrongcundy.Talunsdngdiodchovicny,nhHnh3.9.Cnch rngcuHc thpdngkhngchiukhinngcbclngccmcniukhinngcDC,htnh lisolenoid (trongpittngnamchmvnhcu)vnhiungdngkhc.Vi4cngtccuHchotathp16modehotng,trongc7modelmngnmchngun.Ccmodesauythngcsdng:modethun:cccngtcAvDngmodengc:cccngtcBvCngCcmodenychophpdnginitngunquacundyngcvt.Hnh3.10minhhamodethun:

  • 9

    Hnh3.10

    modesuygimnhanhhaymodetrt:ttccccngtcumBtkdnginnoquacundyschngliinpngun,gystptrndiodnndnginsbsuygimnhanh.Modenykhngtorahoctorartthiunghmnglnrotorcangc,dorotorsquaytdo(trt)nuttccundyccpnguntheomodeny.Hnh3.11minhhadnginngaysaukhichuyntmodethunsangmodesuygimnhanh

    Hnh3.11

    modesuygimchmhaymodehmnglc:Trongmodenydngincthchyvngliquacundycangcviintrnhnht.Nhdnginchytrongcundymttronghaimodenyssuygimchm,vnurotorangquay,nssinhramtdngincmngcvaitrnhmtcihmrotor.Hnh3.12minhhamttrongnhiumodesuygimchmcch,vicngtcDng,nucundymivamodethunthcngtcBcthnghocm:

    Hnh3.12

  • 10

    HuhtcccuHcthitksaochobaogmcmchlogicdngphngngangnmchnhngmcrt thp trong thitk.Hnh3.13minhhamtthitkccholttnht:

    Hnh3.13

    Vithitknytacccmodeiukhinsau:

    XY ABCD Mode

    00 0000 fastdecay

    01 1001 forward

    10 0110 reverse

    11 0101 slowdecayLi ch ca thitkny l tt c ccmode iukhin c ch cgi livchng cmhavimt sbit ti thiu iuny rtquan trngkhi sdngvixlhaymytnhiukhincuHvcchthngnhvychcsnmtsbithuhncngsongsong.TuynhinchviconchiptchhpcuHcsntrnthtrnglcsiukhinngin.MchiukhinngchaiccthctCmtsdrivertchhpcuHtrnthtrngnhngvncnxemsthcthitng thnh phn ri rc hiumt cuH lm vic nh th no.AntonioRaposo([email protected])nghmchcuHnhtrnHnh3.14:

  • 11

    Hnh3.14

    NgvoX,YcamchnycthciukhinbingracabgpinmTTLnhtrongmchiukhinnccdatrndarlingtontrnHnh3.7.CundycangcsccungcpnnglngnutronghaitnhiuvoX,Ycmttnhiuonvmttnhiuoff.Nuchaiuoff,chaitransistorkoxung(pulldown)stt.Nuchaiucao,chaitransistorkoln(pullup)s tt.Nhvy,mchinnginnytngcvo tnh trnghmnglcctrngthi11v00,khngthhinmodetrt.MchintrnHnh3.14baogmhainaxcnh,minacmtchnhxcnhmtmchkoy.ThutngnacuHthnhthongcpdngchonhngmchny!Cn lu rngmtna cuH cmch rtgingvimchiunghinngradngtrongmch logicTTL.Trongthct,ccmchiukhinbatrngthiTTLnh74LS125Av74LS244cthcdngnhmtnacuHivicctinh,nhminhhatrnHnh3.15:

    Hnh3.15

    Mchinnychiuquivingccintrtia50Ohmtrnmicunvinp tia4.5Vkhidngngun5V.Mimchmba trng thitrongLS244cthdngnuintrnicabmln,vdngscchiau trnccngiukhin (mcsongsong).iunychophp thitk

  • 12

    mchiukhingingnhHnh3.15,vkhichamhoiukhin,thchngtacbngchntrnhdiy:

    XYE Mode

    1 fastdecay

    000 slowerdecay

    010 forward

    100 reverse

    110 slowdecayModehm thhai,XYE=110,hmhiyuhnmodeu tinXYE=000vLS244htdngnhiuhn.ChipTC4467 4cu cahngMicrochip lmt thdkhccaccdriver4nacuH.Khnggingnhccdrivercsnxuttrc,datasheetcancungcpycnhngngdngiukhin,vnguncplnti18V,vdngtrnmimucthtn250mA.Mttrongnhngvncaccchipiukhinngcbcbnsnlaschngctuithtrnthtrngkhngn.Vd,hSeagateIpxMxx,mchcui(tIP1M10nIP3M12)cthitkrtttnhngchdngchoccngc bc nh v im u ca a cng Seagate.Mch dn ng cuHToshibaTA7279ttchongcdi1Anhngcngchcdngtrongnihngmthi.CuHiL293caSGSThompson(vcchiukhc)angcnhtranhviccchip trnnhngnkhng tchhpccdiodbov.ChipL293D,sgii thiusau,cchntngthchvccccdiodbovny.NudngccL293gny,micundycangcphitquamtcuchnhlu(1N4001chnghn).Vic sdngccdiodbnngoichophp ta tmtdy in tr trnngvcadngynhanhssuygimdng trongcundykhinbngt,c th trongmtsngdngngi takhngmongmuniuny.HL293cthdngiukhinccngcbclngccnh,tia1A/cunvinpcplnti36V.Hnh3.16chotaschncachipL293BvL293D:

  • 13

    Hnh3.16

    Chipnycthxemnh4nacuHclp,ckchhottngcp,hochaicuHy.yldngnggiDIP,vichn4,5,12,v13cthitktruynnhitchobomchinhoctnnhitrangoi.CuHiL298caSGSThompson(vcchiukhc)cnggingviloitrnnhngcthchuctia2A/knh.NhviLS244,tacthnihaicuHtrongL298tothnhmtcuchuc4A(xemdatasheetbitcchniny).MtiucnlulchipL298chuynmchrtnhanh,nhanhnniccdiodbov(1N400X)khnglmvicc.VychngtaphidngdiodBYV27thay th.CunLMD18200caNationalSemiconductorcng rt tt,c thchucdng3Avcsnccdiodbovtchhp.TrongkhicuHtchhpkhngsdngcchodnghaypqucaothtrnthtrnglicnhnglinhkincthitkttnginhavictocuHtcccngtcrirc.Vd,InternationalRectifierbnmtlotnacuH,haitrongscthm4transistorngngtMOSFET lmmtcuHhonchnh.Con IR2101, IR2102, IR2103 lccmchdnngcbncanacuH. ConIR2104vIR2111cmch logicbnngoitngtiukhincccngtccacuH,chngcngcmch logicbntrongmtrongmtvingdngcthlmgimthiuphctpphithitkmchlogicbnngoi.Cth,con2104baogmmtngvoenablenh4conchip2104cngvi8transistor ngngt c th thay thmt conL293mkhng cn thmmchlogicno.MtsnhsnxutchorainhngconchipcuHphctpbaogmcmchhndng.Tacngcnchrngtrnthtrngcmtsmchcu3pha,dnngttchongcbcnamchmvnhcu3phacuhnhYhaydelta.Tuynhin,ToshibaTA7288P,GL7438,TA8405lnhngthitktt,haitrongsny,nubquamttrong6nacuHthchngtacthiukhincmtngc5pha,10bc/vng.