Bài giảng Brush DC Servo - Trần Đức Lâm

Nội dung text: Bài giảng Brush DC Servo - Trần Đức Lâm

1. 2 Động cơ Servo DC có chổi than 2.2 Hình ảnh về Brush Servo DC thực tế
2. 2.2 Cấu tạo Servo DC có chổi than Các thành phần của động cơ
3. Các thành phần của động cơ Stator:được gắn liền với vỏ động cơ Rotor: là thành phần tạo chuyển động quay Chổi than và vành góp : giúp đưa điện vào Rotor Encoder: hay còn gọi là bộ mã hóa vòng quay, phản hồi xung, đơn vị tính (xung/vòng) Phanh điện từ: giúp hãm động cơ trong trường hợp cần thiết Tachometer: là thành phần phản hổi tương tự, thực chất là một máy phát điện nhỏ, với điện áp phản hồi được tính bằng (vol/vòng quay)
4. 3 Nguyên lý hoạt động Trong quá trình hoạt động, từ trường cố định được sinh ra từ nam châm vĩnh cửu gắn trên stator tương tác với dòng từ sinh ra từ cuộn dây trên roto khi có dòng điện chạy qua nó. Quá trình tương tác đó sinh ra moment tác động lên trục roto. Moment này biểu diễn theo phương trình Tm=ke.ϕ.Ie.sinƟ
5. Quan hệ giữa từ trường và dòng phần ứng . Moment trên trục động cơ tăng dần từ Ө = 0-90 . Để đảm bảo moment trên trục động cơ luôn đạt được giá trị lớn nhất cần thiết phải điều khiển chuyển mạch cấp điện cho cuộn dây roto sao cho vectơ dòng phần ứng luôn luôn vuông góc với từ trường cố định
6. Với cách điều khiển quá trình cấp điện như trên, mômen động cơ sẽ biến thiên tỉ lệ với dòng cấp cho cuộn dây phần ứng. Mô-men và tốc độ động cơ có thể mô tả bằng 2 phương trình sau: Tđc= Km.Iu Eb=Kb.ω
7. Mạch của động cơ Từ định luật Kirchhoff ta có phương trình mạch dI V K .  R .I L .(u )  u b u u u dt Thành phần Lư nhỏ hơn so với Rư nên có thể bỏ qua Lư thì: Vư – RưIư = Kb ω
8. Phương trình mômen tải Tm đặt trên trục động cơ : Tm = Tđ + Ts + Tc Với: Td =Jđc (dω/ dt) Ts = fdcω Tc =Jm (dω/dt)+fm Để động cơ quay thì mômen động cơ phải bằng với mômen tải: Tm= Tđc=Km.Iu
9. 4 Điều khiển Servo DC có chổi than Điều khiển vị trí, vận tốc của động cơ . Bằng phương pháp xác định góc quay của motor • Dùng encoder • Tachometer (thành phần phản hồi tương tự) • Biến trở xoay . Phương pháp phổ biến hiện nay dùng optical encoder
10. Cấu tạo của 1 optical encoder . Phối hợp kênh A, B ta sẽ tìm được góc quay và chiều quay của động cơ.
11. Nguyên lý điều khiển độ rộng xung sử dụng mạch cầu H 1. V->R1->B->A->L2->GND 2. V->L1->A->B->R2->GND
12. Mạch cầu H dùng Relay
13. Mạch cầu H dùng BJT
14. Mạch cầu H dùng Mosfet
15. Nguyên lý điều xung PWM . PWM (pulse width modulation) . Là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải dựa trên sự thay đổi độ rộng xung dẫn đến thay đổi điện áp ra . Tạo dựng trên nguyên tắc chuyển tải năng lượng từ A đến B dưới dạng các xung vuông toàn áp liên tiếp . Tần số xung trong PWM có thể cố định hay biến đổi (thường là cố định tầnsố xung chuyển mạch)
16. Nguyên lý điều xung PWM. . Với tần số cố định, chu kỳ T bằng tổng thời gian mở xung t(on) với thời gian tắt xung t(off). T = t(on) + t(off) = t1 + t2
17. Nguyên lý điều xung PWM . Đối với PWM = 25% thì Ut = Umax.25%(V) . Đối với PWM = 50% thì Ut = Umax.50% (V) . Đối với PWM = 75% thì Ut = Umax.75% (V)
18. Nguyên lý điều xung PWM. . Trong vi điều khiển PIC16F887 có sẵn module PWM ( 2 kênh) . Sử dụng 2 kênh PWM này, ta có thể điều khiển tốc độ động cơ theo ý muốn. . Kênh PWM1 dùng cho chiều thuận của động cơ, PWM2 dùng cho chiều còn lại của động cơ
19. 5 Một số ứng dụng của động cơ servo . Robot . Trục của thiết bị chuyển động . Dụng cụ y tế . Máy hàn tự động . Máy CNC . Điều khiển anten . Dán nhãn . Mô hình đồ chơi
20. LOGO Cảm ơn mọi các bạn đã chú ý theo dõi