(TIỂU LUẬN) THIẾT kế MẠCH điều KHIỂN tốc độ của ĐỘNG cơ một CHIỀU BẰNG MOSFET

BÁO CÁO ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ NHÓM 12: ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU BẰNG MOSFET Thành viên nhóm: Ngơ huy hoàng Lương Minh Hiếu Lương Huỳnh Đức Trần Quang Huy Mục Lục Phần I Giới thiệu chung………………………………………………………………………………… III I Đặt vấn đề…………………………………………………………………………………… II Mục tiêu đề tài……………………………………………………………………… Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………………… Phần II Nội dung chính…………………………………………………………………………………… Chương I Tìm hiểu linh kiện điện tử sử dụng đề tài………………… I, Động điện chiều …………………………………………………………………… 1, khái niệm, phân loại………………………………………………………………… 2, Cấu tạo động chiều………………………………………………… 3, Nguyên lý hoạt động động chiều…………………………… 4, Ứng dụng động chiều……………………………………………… II, MOSFET……………………………………………………………………………………………… 1, Giới thiệu Mosfet………………………………………………………………… 2, Cấu tạo……………………………………………………………………………………… 3, Phân loại…………………………………………………………………………………… 4, Nguyên lý hoạt động………………………………………………………………… III, Các loại linh kiện khác ………………………………………………………………………… Chương II Thiết kế mạch………………………………………………………………………… I, Sơ đồ mach………………………………………………………………………………… II, Loại linh kiện sử dụng……………………………………………………………… III, Nguyên lý điều khiển mạch………………………………………………… 11 Chương III Tổng kết… …………………………………………………………………………… 12 I, Kết luận……………………………………………………………………………………… 12 II, Hướng phát triển đề tài……………………………………………………… 12 Phần I Giới thiệu chung I.Đặt vấn đề Trong trình làm việc, tốc độ động thường bị thay đổi biến thiên tải, nguồn gây sai lệch tốc độ thực với tốc độ đặt, làm giảm suất máy sản xuất Chính việc điều khiển tốc độ động yêu cầu cần thiết tất yếu nhà máy sản xuất ta biết hầu hết máy sản xuất địi hỏi có nhiều tốc độ, tùy theo công việc, điều kiện làm việc mà ta lựa chọn tốc độ khác Muốn có tốc độ khác máy, ta thay đổi cấu trúc học máy tỉ số truyền thay đổi tốc độ động truyền động chính… Nhưng khảo sát theo phương pháp thay đổi tốc độ động truyền động Ở động chiều , việc điều khiển tốc độ động có nhiều ưu việt so với loại động khác Động chiều có nhiều ưu việt so với loại động khác đạt chất lượng điều chỉnh cao dải điều chỉnh rộng Do động chiều quan trọng sống phổ biến sống, nên chúng em làm đồ án “ Điều khiển tốc độ động chiều mosfet” Thiết kế mạch đơn giản để hiểu chế hoạt động mosfet ứng dụng nó, phù hợp với việc bắt đầu tìm hiểu mơn điện tử tương tự, giúp cho trình học tập thi cử vào cuối kì II.Mục tiêu đề tài Tạo mạch điều khiển tốc độ cho động chiều đơn giản, giúp cho sinh viên tự làm mơ hình thực để thí nghiệm tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động phương pháp điều khiển tốc độ cho động chiều Đặc biệt điểu khiển tốc độ động chiều mosfet Hiểu biết cấu tạo nguyên lý hoạt động ứng dụng linh kiện điện tử III.Phương pháp nghiên cứu Đưa ý tưởng thiết kế Thiết kế mạch theo ý tưởng tự ghép mạch Các thành viện làm đồ án nghiên cứu, thảo luận vấn đề lý thuyết có liên quan thực hành đề học tập nghiên cứu Phần II Nội dung Chương I Tìm hiểu linh kiện điện tử sử dụng đề tài I Động điện chiều 1.Khái niệm, phân loại Động chiều mơ tơ hoạt động với dịng điện chiều Động điện chiều phân làm loại: + Động chiều kích song song (cuộn kích từ nối song song với phần ứng) + Động chiều kích từ độc lập (phần ứng phần kích từ đem đến nguồn riêng lẻ) + Động chiều kích từ hỗn hợp (cấu tạo từ cuộn kích từ, cuộn nối tiếp cuộn nối song song với phần ứng) + Động chiều kích từ nối tiếp (cuộn kích từ gắn nối tiếp với phần ứng) Cấu tạo động chiều Động điện chiều bao gồm phần chính: - Phần tĩnh (stato): gồm lõi thép dây quấn Lõi thép dùng để dẫn từ cho máy, làm thép kỹ thuật điện ghép lại thành khối Dây quấn làm dây điện từ quấn lõi thép - Phần động (roto): gồm lõi thép, dây quấn trục máy Tùy theo dòng máy hay hãng mà làm vỏ nhơm, vỏ gang, - Thêm vào phận chỉnh lưu: cổ góp chổi than, tiếp xúc với cổ góp giúp đổi chiều dịng điện roto chuyển động quay liên tục Nguyên lý hoạt động động điện chiều Để cho động điện làm việc cần phải cấp dòng điện xoay chiều, dòng điện chạy qua dây quấn, stato tạo từ trường quay Trong trình quay, từ trường qua dẫn roto từ làm xuất sức điện động cảm ứng Vì làm dây quấn roto kín mạch sau tạo dịng điện dẫn roto Vì dẫn nằm từ trường nên tương tác với Khi lực tạo moment quay với trục roto cuối làm cho roto quay theo trục từ trường Ứng dụng thực tế động điện chiều Động điện chiều dùng khắp nơi từ gia đình nhà máy, xí nghiệp Đây thiết bị thiếu tất nhà máy sản xuất nhằm hỗ trợ máy móc, dây chuyền hoạt động: - Được dùng nhiều máy bơm nước, hóa chất, chất thải - Các máy móc thiết bị, dây chuyền sản xuất nhà máy may, dệt - Có thiết bị điện máy - Trong hầu hết loại máy móc dùng công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng…hay nơi yêu cầu moment mở máy lớn II MOSFET Giới thiệu mosfet Mosfet, viết tắt "Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor" tiếng Anh, Transistor hiệu ứng trường (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) tức Transistor đặc biệt có cấu tạo hoạt động khác với Transistor thơng thường Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa hiệu ứng từ trường để tạo dòng điện, linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợp cho khuyếch đại nguồn tín hiệu yếu Mosfet có khả đóng nhanh với dịng điện điện áp lớn nên sử dụng nhiều dao động tạo từ trường Vì đóng cắt nhanh làm cho dịng điện biến thiên Nó thường thấy nguồn xung cách mạch điều khiển điện áp cao 2 Cấu tạo Mosfet có cấu trúc bán dẫn cho phép điều khiển điện áp với dòng điện điều khiển cực nhỏ Cấu tạo Mosfet ngược Kênh N G (Gate): cực cổng G cực điều khiển cách lý hoàn toàn với cấu trúc bán dẫn cịn lại lớp điện mơi cực mỏng có độ cách điện cực lớn dioxit-silic S (Source): cực nguồn D (Drain): cực máng đón hạt mang điện Mosfet có điện trở cực G với cực S cực G với cực D vô lớn, điện trở cực D cực S phụ thuộc vào điện áp chênh lệch cực G cực S (UGS) Khi điện áp UGS = điện trở RDS lớn, điện áp UGS > hiệu ứng từ trường làm cho điện trở RDS giảm, điện áp UGS lớn điện trở RDS nhỏ Phân loại Hiện loại mosfet thông dụng bao gồm loại: N-MOSFET: hoạt động nguồn điện Gate zero, electron bên tiến hành hoạt động bị ảnh hưởng nguồn điện Input • P-MOSFET: electron bị cut-off gia tăng nguồn điện vào ngỏ Gate • Ngun lí hoạt động Mosfet hoạt động chế độ đóng mở Do phần tử với hạt mang điện nên Mosfet đóng cắt với tần số cao Nhưng mà để đảm bảo thời gian đóng cắt ngắn vấn đề điều khiển lại vấn đề quan trọng Mạch điện tương đương Mosfet Nhìn vào ta thấy chế đóng cắt phụ thuộc vào tụ điện ký sinh Đối với kênh P : Điện áp điều khiển mở Mosfet Ugs0 Dòng điện từ S đến D • Đối với kênh N : Điện áp điều khiển mở Mosfet Ugs >0 Điện áp điều khiển đóng Ugs