Tự động hoá thiết bị điện - Chương 2 potx

T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 1 Các phần tử có tiếp điểm Bộ khống chế chỉ huy Rơle tốc độ phanh điện từ li hợp điện từ Các phần tử không tiếp điểm Khuyếch đại thuật toán (KĐTT) Cảm biến Các bộ biến đổi ADC Các bộ biến đổi DAC Chơng 2: các phần tử thờng dùng trong hệ thống TĐH bộ khống chế chỉ huy Cấu tạo Kí hiệu 1) Tang trống; 2) Trục quay; 3) Vô lăng; 4, 5) Tiếp điểm động; 6) Thanh nối điện 7, 8, 9, 10) Tiếp điểm tĩnh; 11) Giá đỡ tiếp điểm; 12) Mặt vạch dấu T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 2 rơle tốc độ Cấu tạo rơle li tâm Cấu tạo rơle cảm ứng 1) Trục quay; 2) Quả văng 3) Lò xo kéo; 4) Giá tiếp điểm 5) Tiếp điểm NO 6) Tiếp điểm NC 1) Trục quay; 2) Nam châm vĩnh cửu 3) Lồng sóc; 4) Lõi thép stato; 5) Cần tác động 6) Hệ thống tiếp điểm phanh điện từ Cấu tạo v nguyên lí hoạt động 1) Cuộn hút điện từ 2) Lò xo nhả 3) Đối trọng 4) Má phanh guốc 5) Má phanh ép 6) Trục quay T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 3 li hợp điện từ Li hợp kiểu ma sát 1) Trục động cơ; 2) Bạc lót 3) Phần gông (điện cực âm) 4) Cuộn dây; 5) Tấm lót cách điện 6) Vành trợt cấp điện 7) Chổi than (điện cực dơng) 8, 9) Các đĩa ma sát 10) Phần ứng (giá ép) 11) Khung đỡ đĩa ma sát 12) Trục máy công tác Li hợp kiểu bám 1) Phần ứng; 2) Trục động cơ; 3) Phần cảm; 4) Cuộn dây; 5) Chổi than; 6) Trục máy công tác; 7) Vành trợt T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 4 khuếch đại thuật toán Giới thiệu về KĐTT Khuếch đại thuật toán là phần tử cơ bản để xây dựng mạch điều khiển tơng tự. Khuếch đại thuật toán có nghĩa là nhờ mạch khuếch đại này mà ta có thể tạo đợc các hàm điều khiển và thuật toán điều khiển khác nhau 4 11 5 6 7 B U8B Các thông số cơ bản của KĐTT Điện áp nguồn cấp 5 ữ 18 V Dòng điện ra I R 3 mA Công suất tiêu thụ P 60 mW Vùng nhiệt độ làm việc -55 O C ữ 125 O C Tần số làm việc cực đại khoảng hàng kHz Hệ số khuếch đại K = 105 - 107 Điện trở đầu vào Z V 1M Điện trở đầu ra Z R 100 Tự động hoá thiết bị điện GV: Nguyễn Vũ Thanh 5 KhuÕch ®¹i ®¶o dÊu 4 11 5 6 7 B U8B R1 R2 Vµo Ra VR KUU R R K = −= 1 2 KhuÕch ®¹i kh«ng ®¶o 4 11 5 6 7 B U8B R1 R2 Vµo Ra VR KUU R R K = += 1 2 1 M¹ch trõ M¹ch lÆp VR KUU R R K = += 1 2 1 4 11 5 6 7 B U8B Uvao Ura )( ; 12 1 0 0 1203 EE R R E RRRR −= = = T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 6 Mạch cộng đảo nhiều tín hiệu ++= Z R Y R X R RUra 432 1 111 4 11 5 6 7 B U8B Z Ura R1 R4 R3 R2 X Y ứng dụng trong điều khiển tự động Ví dụ xây dựng cho bộ so sánh phản hồi E = SP - PV E SP PV - + )( 120 3210 EEE RRRR = = = = Do vậy nếu xem E 0 = E; E 2 = SP; E 1 = PV Thì ta đợc phơng trình sau: E = SP - PV T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 7 Ví dụ xây dựng cho bộ cộng với nhiều đầu vo S = X + 2Y + 4Z 2 4 Y Z X + + + C áp dụng bộ cộng đảo sau ++= Z R Y R X R RUra 432 1 111 4 11 5 6 7 B U8B Z Ura R1 R4 R3 R2 X Y Để có đợc biểu thức nh mong muốn ta cần giải các phơng trình sau: 4;2;1 4 1 3 1 2 1 === R R R R R R Sau khi giải phơng trình ta đợc sơ đồ sau: 2 3 1 4 11 A TL 084 AC N 10k R1 2.2k R4 4.7k R3 10k R2 X Y Z T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 8 Tuy nhiên kết quả lại cho ta số âm, do vậy để đạt đợc kết quả nh mong muốn ta cần dùng thêm một bộ đảo nữa. 2 3 1 4 11 A TL084ACN 10kR1 2.2k R4 4.7k R3 10k R2 X Y Z 2 3 1 4 11 A TL084ACN 10k R1 10k R4 C Xét ví dụ sơ đồ điều khiển tự động sau SP + _ PV 10 E 2 3 1 4 11 A TL084ACN 10k R1 10k R4 10k R3 10k R2 SP 2 3 1 4 11 A TL084ACN 91k R6 10kR5 PV E T ng hoỏ thit b in GV: Nguyn V Thanh 9 Ví dụ tuyến tính hoá đoạn đờng cong phi tuyến sau tuyến tính hoá đờng cong phi tuyến Y X Tạo hm ở góc phần t thứ nhất U R U V U ng U R U V -U N U ng R 1 R 2 VR 1 VR 2 Tạo hm ở góc phần t thứ hai U ng R 0 - + U R D R 0 U V -U N R 1 R 2 VR 1 VR 2 U R U V Tự động hoá thiết bị điện GV: Nguyễn Vũ Thanh 10 T¹o hμm ë gãc phÇn t− thø ba D U V -U N Ung R 1 R 2 VR 1 VR 2 - + R U R R R R - + U R U V T¹o hμm ë gãc phÇn t− thø t− - + D R U V -U N Ung U R R 1 R 2 VR 1 VR 2 R U R U V Ung [...]... 1 0. 625 0 0 1 0 1 .25 0 0 1 1 1.875 0 1 0 0 2. 5 0 1 0 1 3. 125 0 1 1 0 3.75 0 1 1 1 4.375 1 0 0 0 5 1 0 0 1 5. 625 1 0 1 0 6 .25 1 0 1 1 6.875 1 1 0 0 7.5 1 1 0 1 8. 125 1 1 1 0 8.75 1 Giả sử điện áp ở mức cao của đầu ra số l 5V, mức thấp l 0V, Rf = 2R Thì với sơ đồ mạch trên ta đợc kết quả sau D2 OUT 1 1 1 9.375 Các bộ biến đổi ADC Bộ biến đổi tơng tự sang số, có nhiệm vụ biến đổi một tín hiệu tơng tự dới... thit b in Tạo vùng không tác động -UN VR1 R0 D1 UR R1 UV D2 VR2 UV UR + +UN Tạo đặc tính bão ho -UN D1 R0 UV R1 + D0 +UN DO VR1 R0 VR2 UV R1 + UR UR UR UV GV: Nguyn V Thanh 11 T ng hoỏ thit b in Cảm biến l gì ? Các bộ biến đổi DAC Bộ biến đổi số sang tơng tự, có nhiệm vụ biến đổi một tín hiệu số nhị phân sang dạng tín hiệu tơng tự điện áp hoặc dòng điện GV: Nguyn V Thanh 12 T ng hoỏ thit b in bộ biến... đợc bảng tín hiệu sau D2 D1 D0 Vin 0 0 0 0 0 0 1 0. 625 0 1 0 1 .25 0 1 1 1.875 1 0 0 2. 5 1 0 1 3. 125 1 1 0 3.75 1 1 1 4.375 Mối quan hệ giữa tín hiệu tơng tự v tín hiệu số GV: Nguyn V Thanh 17 T ng hoỏ thit b in Bộ biến đổi ADC bậc thang Đầu ra bộ đếm nhị phân đợc đa vo bộ DAC Đầu ra bộ DAC đợc so sánh với Vin Dừng đếm, xoá đếm Kích hoạt bộ chốt SRG Mối quan hệ giữa tín hiệu tơng tự v tín hiệu số GV:... dạng điện áp hoặc dòng điện sang dạng tín hiệu số nhị phân GV: Nguyn V Thanh 15 T ng hoỏ thit b in Bộ biến đổi ADC song song Mạch ADC song song 3 bít So sánh liên tiếp với các điện áp chuẩn Đầu ra bộ so sánh đợc đa qua mạch tạo mã u tiên Ma trận điốt có nhiệm vụ tạo mã nhị phân Phần tử Ex-OR lm nhiệm vụ lựa chọn cặp tín hiệu GV: Nguyn V Thanh 16 T ng hoỏ thit b in Lấy Vref = 5V, ta đợc VR = 0. 625 Điện. .. dùng khuyếch đại thuật toán Khi thay thế các giá trị điện trở lần lợt R, 2R, 4R ta sẽ đợc kết quả sau Các giá trị điện trở ny tạo ra tơng ứng các trọng số khác nhau của dãy số nhị phân GV: Nguyn V Thanh 13 T ng hoỏ thit b in Giả sử điện áp ở mức cao của đầu ra số l 5V, mức thấp l 0V Thì với sơ đồ mạch trên ta đợc kết quả sau bộ biến đổi DAC dùng điện trở mắc hình thang Trong đó D0 l LSB; D3 l MSB GV:... 001 111 110 101 100 011 010 001 000 GV: Nguyn V Thanh 20 T ng hoỏ thit b in Bộ biến đổi ADC dùng điện áp răng ca Về nguyên lí khá giống với ADC bậc thang ở đây thay bậc thang bằng răng ca v trong mạch không có bộ DAC GV: Nguyn V Thanh 21 T ng hoỏ thit b in Bộ biến đổi ADC () delta SiGma Đây l công nghệ biến đổi ADC tiên tiến GV: Nguyn V Thanh 22 ... 101 100 100 100 100 011 3 2 010 010 010 1 0 000 111 110 101 100 011 010 001 000 GV: Nguyn V Thanh 19 T ng hoỏ thit b in Bộ biến đổi ADC so sánh liên tục Theo nguyên tắc: Tín hiệu VDAC luôn bám theo tín hiệu Vin Việc đổi hớng bám đợc thực hiện nhờ bộ CTR Mỗi khi Vin VDAC đổi dấu, thì hớng bám đợc thay đổi Giá trị nhị phân đầu ra bộ CTR luôn đợc cập nhật 8 111 7 6 5 4 3 2 1 0 101 101 011 011 001 . thứ nhất U R U V U ng U R U V -U N U ng R 1 R 2 VR 1 VR 2 Tạo hm ở góc phần t thứ hai U ng R 0 - + U R D R 0 U V -U N R 1 R 2 VR 1 VR 2 U R U V Tự động hoá thiết bị điện GV: Nguyễn Vũ Thanh 10 T¹o. đầu ra Z R 100 Tự động hoá thiết bị điện GV: Nguyễn Vũ Thanh 5 KhuÕch ®¹i ®¶o dÊu 4 11 5 6 7 B U8B R1 R2 Vµo Ra VR KUU R R K = −= 1 2 KhuÕch ®¹i kh«ng ®¶o 4 11 5 6 7 B U8B R1 R2 Vµo Ra VR KUU R R K = += 1 2 1 M¹ch. 10 T¹o hμm ë gãc phÇn t− thø ba D U V -U N Ung R 1 R 2 VR 1 VR 2 - + R U R R R R - + U R U V T¹o hμm ë gãc phÇn t− thø t− - + D R U V -U N Ung U R R 1 R 2 VR 1 VR 2 R U R U V Ung T ng hoỏ thit b in GV: