Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mạch điều khiển tốc độ động cơ DC có đảo chiều

Để giảm dòng điện mở máy, dùng các biện pháp: - Giảm điện áp đặt vào phần ứng Phương pháp này được sử dụng khi có nguồn điện một chiều có thể điều chỉnh được điện áp... Hình 2.4 .Sơ đồ m

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Ngày tháng năm Chữ ký giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 3

1.1 Lời nói đầu 3

1.2 Kế hoạch thực hiện đồ án 4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 5

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6

2.1 Động cơ điện 1 chiều 6

2.1.1 Khái niệm 6

2.1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện 1 chiều 6

2.1.3 Mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ 10

2.2 Bộ biến đổi xung áp 1 chiều 17

2.2.1 Đặt vấn đề 17

2.2.2 Nguyên lí chung của bộ biến đổi xung áp 1 chiều 18

2.2.3 Các dạng băm xung cơ bản 20

2.3 Phương pháp PWM 25

2.3.1.Giới thiệu về phương pháp PWM 25

2.3.2 Nguyên lý của phương pháp PWM 27

2.3.3.Các cách để tạo ra được PWM để điều khiển 29

2.3.4.Một vài ứng dụng nổi bật của PWM 31

Chương 3: THIẾT KẾ MẠCH 33

3.1 Sơ đồ khối 33

3.2 Mạch lực 34

3.2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch lực 34

3.2.2 Tính chọn linh kiện 35

3.2.2.1.Chọn thông số 35

3.2.2.2 Tính chọn cầu chì 36

3.3 Mạch điều khiển 36

3.3.1 Mạch đảo chiều động cơ 36

3.3.2 Mạch điều khiển tốc độ động cơ .38

3.3.3: Khối nguồn 43

3.3.4 : Nguyên lý hoạt động của toàn mạch 44

CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO MẠCH 45

4.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ bord mạch 45

4.2 Lắp mạch, chạy thử và hiệu chỉnh… ……… 46

4.3 Phương hướng phát triển của đề tài 47

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô Trường ĐH sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

đã dạy dỗ chúng em trong suốt thời gian học tập vừa qua

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Đỗ Thành Hiếu đã tận tình hướng dẫn

chúng em trong thời gian làm đồ án

Do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thực hiện Đồ Án của chúng em khôngthể tránh khỏi sai sót, mong quý thầy cô trong hội đồng khảo thi bỏ qua và có hướng giúp

đỡ để chúng em có thể hoàn chỉnh đồ án của mình được hoàn chỉnh hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

LỜI NÓI ĐẦU 1.1 Lời nói đầu

Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta phát triển rất mạnh mẽ vànhanh chóng, để đạt được kết quả này có sự đóng góp rất lớn của ngành điện tử,ngành tự động hóa Và đang lấn dần vào tất cả các ngành khoa học – kỹ thuật khác và

đã đáp ứng được hầu hết nhu cầu của người dân Sự ra đời của các thiết bị điều khiểnvới giá thành giảm, khả năng tối ưu hóa ngày càng cao đã mang lại những thay đổisâu sắc trong ngành điện tử

Chúng em- những chủ nhân tương lai, muốn được tiếp cận và hiểu sâu hơn nữa về

bộ môn điện tử công suất cũng như truyền động điện.Vì vậy, đồ án môn học chế tạo sảnphẩm là điều kiện tốt giúp chúng em kiểm chứng được lý thuyết đã được học.Trong đồ án

lần này, chúng em đã được thực hiện đề tài “Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển tốc độ

động cơ 1 chiều có đảo chiều” Thông qua đề tài này chúng em sẽ có những điều kiện

tốt nhất để học hỏi, tích lũy kinh nghiệm quý báu, bổ xung thêm vào hành trang củamình trên con đường đã chọn trong tương lai

Trong thời gian thực hiện đề tài, dựa vào kiến thức đã được học ở trường, quamột số sách, tài liệu có liên quan nhưng chúng em vẫn gặp một số vướng mắc về lýthuyết và khó khăn trong việc thi công sản phẩm.Tuy nhiên, chúng em đã nhận được sự

giải đáp và hướng dẫn tận tình của thầy "Đỗ Thành Hiếu", chúng em đã hoàn thành khá

tốt đồ án lần này

Mặc dù đã cố gắng hoàn thành nhưng với kinh nghiệm và khả năng còn hạn chếnên chúng em không thể tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn, vì vậy chúng em rấtmong các thầy, cô giáo cùng các bạn đóng góp những ý kiến quý báu để đồ án củachúng em được hoàn thiện hơn

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1 Đ ng c đi n 1 chi u ộng cơ điện 1 chiều ơ điện 1 chiều ện 1 chiều ều

2.1.1 Khái niệm

Động cơ điện nói chung và động cơ điện 1 chiều nói riêng là thiết bị điện từ quay,làm việc theo nguyên lý điện từ Khi đặt vào trong từ trường 1 dây dẫn cho dòng điện chạyqua dây dẫn thì từ trường sẽ tác dụng lực từ vào dòng điện (vào dây dẫn ) và làm dây dânchuyển động Động cơ điện biến đổi điện năng thành cơ năng

2.1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện 1 chiều

Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên nguyên lý của hiện tượng cảm ứng điện từ

Hình 2.1 Cấu tạo động cơ điện một chiềuNhư ta đã biết thanh dẫn có dòng điện đặt trong từ trường sẽ chịu tác dụng lực từ Vìvậy khi cho dòng điện một chiều đi vào chổi than A và đi ra ở chổi than B thì các thanh dẫn

sẽ chịu tác dụng của lực từ Bên cạnh đó do dòng điện chỉ đi vào thanh dẫn nằm dưới cực N

và đi ra ở các thanh dẫn chỉ nằm trên cực S nên dưới tác dụng của từ trường lên các thanh dẫn

sẽ sinh ra mô men có chiều không đổi và làm cho roto của máy quay

Khi nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thì mạch điện phần ứng vàmạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập với nhau, lúc này động cơ được gọi làđộng cơ kích từ độc lập

Để tiến hành mở máy, đặt mạch kích từ vào nguồn U kt, dây cuốn kích từ sinh ra từ

thông Φ Trong tất cả các trường hợp, khi mở máy bao giờ cũng phải đảm bảo có Φ max tức

là phải giảm điện trở của mạch kích từ R kt đến nhỏ nhất có thể Cũng cần đảm bảo không

xảy ra đứt mạch kích thích vì khi đó Φ = 0, M = 0, động cơ sẽ không quay được, do đó E ư

= 0 và theo biểu thức U = E ư + R ưIư thì dòng điện I ư sẽ rất lớn làm cháy động cơ Nếu

I

mômen do động cơ điện sinh ra lớn hơn mômen cản (M > M c) rôto bắt đầu quay và suất

điện động E ư sẽ tăng lên tỉ lệ với tốc độ quay n Do sự xuất hiện và tăng lên của E ư, dòng

điện I ư sẽ giảm theo, M giảm khiến n tăng chậm hơn

*Cấu tạo chung:

Phần động cơ điện một chiều bao gồm hai phần chính là:

Phần tĩnh: Stato

Phần quay: Roto

* Stato: Stato gọi là phần cảm gồm lõi thép bằng thép đúc, vừa là mạch từ vừa là vỏ

máy Gắn với stato là các cực từ chính có dây quấn kích từ Phần tĩnh bao gồm các bộ phận sau: cực từ chính, cực từ phụ, gông từ và các bộ phận khác

Hình 2.2 Cấu tạo stato

b.Cực từ phụ

Cực từ phụ được đặt giữa các cực tù chính và dùng để cải thiện đổi chiều Lõi thép của cực

tù phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn, mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ chính Cực từ phụ được gắn vào vỏ nhờ các bulông c.Gông từ

Gông từ được dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy

d Các bộ phận khác

Ngoài ba bộ phận chính trên còn có các bộ phận khác như: Nắp máy, cơ cấu chổi than.-Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi bị những vật ngoài rơi vào làm hỏng dây quấn hay an toàncho người khỏi chạm phải điện

-Cơ cấu chổi than: Để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài Cơ cấu chổi than gồm có chổithan đặt trong hộp chổi than và nhờ một lò xo tì chặt lên cổ góp Hộp chổi than được cốđịnh lên giá chổi than và cách điện với giá đó Giá chổi có thể quay được để đưa vị trí chổithan đúng chỗ

*Roto: Roto của động cơ điện một chiều bao gồm các bộ phận sau: lõi sắt phần ứng, dây

quấn phần ứng, cổ góp và các bộ phận khác

Hình 2.3- Cấu tạo roto

a Lõi sắt phần ứng

Dùng để dẫn từ Thường làm bằng những tấm thép KTĐ (thép hợp kim silix) dày 0.5 mm bôi cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên b.Dây quấn phần ứng

Là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làmbằng dây đồng có bọc cách điện Trong máy điện nhỏ (công suất dưới vài kilowatt) thườngdùng dây có tiết diện tròn Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật.Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép

Để tránh khi bị văng ra do sức li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc phải đai chặt dây quấn Nêm có thể làm bằng tre, gỗ hay ba-ke-lit

c Cổ góp

Cổ góp (còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều Cổ góp có nhiều phiến đồng có đuôi nhạn cách điện với nhau bằng lớp micadày 0,4 đến 1,2 mm và hợp thành một trụ tròn Hai đầu trụ tròn dùng hai vành ốp hình chữ V

ép chặt lại Giữa vành góp có cao hơn một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng

d Các bộ phận khác

Cánh quạt: dùng dể quạt gió làm nguội động cơ Động cơ điện một chiều thường được chếtạo theo kiểu bảo vệ Ở hai đầu nắp động cơ có lỗ thông gió Cánh quạt lắp trên trục động cơ.Khi động cơ quay, cánh quạt hút gió từ ngoài vào động cơ Gió đi qua vành góp, cực từ, lõisắt và dây quấn rồi qua quạt gió ra ngoài làm nguội động cơ

Trục máy: trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi Trục động cơ thường được làm bằng thép cácbon tốt

2.1.3 M máy và đi u ch nh t c đ đ ng c ở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ ều ỉnh tốc độ động cơ ốc độ động cơ ộng cơ điện 1 chiều ộng cơ điện 1 chiều ơ điện 1 chiều

a) M máy đ ng c đi n m t chi u ở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ ộng cơ điện 1 chiều ơ điện 1 chiều ện 1 chiều ộng cơ điện 1 chiều ều

Phương trình cân bằng điện áp: U=Eư + RưIư suy ra Iư= (U- Eư)/ Rư

Khi mở máy, tốc độ n=0 suy ra Eư = kE nfi =0 suy ra Iư= U/ Rư

Vì Rư rất nhỏ, dòng điện phần ứng Iư lúc mở máy rất lớn Iư=(20¸25) Iđm, làm hỏng cổ góp, chổithan và ảnh hưởng đến lưới điện

Để giảm dòng điện mở máy, dùng các biện pháp:

- Giảm điện áp đặt vào phần ứng

Phương pháp này được sử dụng khi có nguồn điện một chiều có thể điều chỉnh được điện áp

Hình 2.4 Sơ đồ mở máy động cơ bằng giảm điện áp đặt vào phần ứng

*Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều

Theo lý thuyết máy điện ta có phương trình tính tốc độ động cơ sau:

- Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông θ

- Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi bằng cách thay đổi điện trở phụ Rf trên mạch phần ứng

- Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp

-Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông θ

Hình 2.5 Sơ đồ thay thế

Hình 2.6 Đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện một chiều khi thay đổi từ thông θ

Đồ thị hình trên cho thấy đường đặc tính cơ của động cơ điện một chiều ứng với các giá trịkhác nhau của từ thông Khi từ thông giảm thì n0 tăng nhưng ∆n còn tăng nhanh hơn do đó tamới thấy độ dốc của các đường đặc tính cơ này khác nhau Chúng sẽ cùng hôi tụ về điểm trêntrục hoành ứng với dòng điện rất lớn: Iư = (U/Rư) Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độlớn hơn tốc độ định mức Giới hạn trong việc điều chỉnh tốc độ quay bằng phương pháp này

là 1:2; 1:5; 1:8

Tuy nhiên có nhược điểm khi sử dụng phương pháp là phải dùng các biện pháp khống chếđặc biệt do đó cấu tạo và công nghệ chế tạo phức tạp, khiến giá thành máy tăng

-Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ Rf trên mạch phần ứng

cơ nào mềm hơn tốc độ sẽ thay đổi nhiều hơn)

Hình.2.7 Đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện một chiều khi thay đổi điện trở phụ Rf

-Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng

Hình 2.8.Sơ đồ khối

Phương pháp này cho phép điều chỉnh tốc độ cả trên và dưới định mức Tuy nhiên do cáchđiện của thiết bị thường chỉ tính toán cho điện áp định mức nên thường giảm điện áp U Khi

U giảm thì n0 giảm nhưng ∆n là const nên tốc độ n giảm Vì vậy thường chỉ điều chỉnh tốc độnhỏ hơn tốc độ định mức Còn nếu lớn hơn thì chỉ điều chỉnh trong phạm vi rất nhỏ

Đặc điểm quan trọng của phương pháp là khi điều chỉnh tốc độ thì mô men không đổi vì từthông và dòng điện phần ứng đều không thay đổi (M = CM θ Iư)

Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ trong giới hạn 1:10, thậm chí cao hơn nữa có thểđến 1:25

Phương pháp này có từ thông không đổi nên đặc tính cơ có độ cứng không đổi

Tốc độ không tải lý tưởng phụ thuộc vào giá trị điện áp Uđk của hệ thống, do đó có thể nóiphương pháp này điều khiển là triệt để

Dải điều chỉnh tốc độ của hệ thống bị chặn bởi đặc tính cơ bản, là đặc tính ứng với điện ápđịnh mức và từ thông định mức Tốc độ nhỏ nhất của dải điều khiển bị giới hạn bởi yêu cầu

về sai số tốc độ và mômen khởi động Khi mômen tải là định mức thì các giá trị lớn nhất vànhỏ nhất của tốc độ là:

Điều chỉnh động cơ DC bằng PWM chính là sử dụng phương pháp này

Hình 2.9 Đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện một chiều khi thay đổi điện áp

Kết luận: Cả 3 phương pháp trên đều điều chỉnh được tốc độ động cơ điện một chiều nhưng

chỉ có phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều bằng cách thay đổi điện áp Uu đặt

vào phần ứng của động cơ là tốt nhất và hay được sử dụng nhất vì nó thu được đặc tính cơ có

độ cứng không đổi, điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và không bị hao tổn

b) Động cơ điện một chiều kích từ song song

Để mở máy dùng biến trở mở máy RMở , để điều chỉnh tốc độ thường điều chỉnh Rđc

Đường đặc tính cơ n = fi(M)

gian t1 rồi lại cắt đi trong một khoảng thời gian t0 theo một chu kỳ lặp lại T Bằng cách thayđổi độ rộng của t1 hay t0 trong khoảng T ta thay đổi được giá trị điện áp trung bình ra trên tải.Nguyên lý này có ưu điểm là điều chỉnh điện áp ra trong một phạm vi rộng và vô cấp, hiệusuất cao vì tổn thất trên các phân tử điện tử công suất rất nhỏ.

Phân loại: Có nhiều cách phân loại các bộ biến đổi xung áp môt chiều, tuỳ thuộc vào cáchmắc khoá điện từ song song hay nối tiếp mà người ta chia các bộ biến đổi xung áp thành nốitiếp hay song song Cũng có thể phân biệt bộ biến đổi tuỳ thuộc vào điện áp ra, ví dụ như bộbiến đổi xung áp có bộ biến đổi xung áp có điện áp ra nhỏ hơn điện áp vào, còn bộ biến đổixung áp có bộ biến đổi xung áp có điện áp ra lớn hơn điện áp vào.Tuỳ thuộc vào dấu điện áp

mà người ta chia ra: bộ biến đổi xung áp không đảo chiềuhoặc bộ biến đổi xung áp có đảochiều

2.2.2 Nguyên lí chung của bộ biến đổi xung áp 1 chiều

Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý của bộ băm xung

BX DC có chức năng biến đổi điện áp một chiều, nó có ưu điểm là có thể thay đổi điện áptrong một phạm vi rộng mà hiệu suất của bộ biến đổi cao vỡ tổn thất của bộ biến đổi chủ yếutrên các phần tử đóng cắt rất nhỏ

So với các phương pháp thay đổi điện áp một chiều để điều chỉnh tốc độ động cơ một chiềunhư phương pháp điều chỉnh bằng biến trở, bằng máy phát một chiều, bằng bộ biến đổi cókhâu trung gian xoay chiều, bằng chỉnh lưu có điều khiển thì phương pháp dùng mạch bămxung có nhiều ưu điểm đáng kể: điều chỉnh tốc độ và đảo chiều dễ dàng, tiết kiệm nănglượng, kinh tế và hiệu quả cao, đồng thời đảm bảo được trạng thái hãm tái sinh của động cơ

Cùng với sự phát triển và ứng dụng ngày càng rộng rãi các linh kiện bán dẫn công suất lớn đãtạo nên các mạch băm xung có hiệu suất cao, tổn thất nhỏ, độ nhạy cao, điều khiển trơn tru,chi phí bảo trì thấp, kích thước nhỏ Mạch băm xung đặc biệt thích hợp với các động cơ mộtchiều công suất nhỏ.

Điện thế trung bình đầu ra sẽ được điều khiển theo mức mong muốn mặc dù điện thế đầu vào

có thể là hằng số (ắc qui, pin) hoặc biến thiên (đầu ra của chỉnh lưu), tải có thể thay đổi.Vớimột giá trị điện thế vào cho trước, điện thế trung bình đầu ra có thể điều khiển theo hai cách:

-Thay đổi độ rộng xung.

-Thay đổi tần số băm xung.

*Nguyên lý: Nguyên lý chung là biến đổi giá trị của điện áp một chiều ở các mức khác nhau.

Hình 2.12.Sơ đồ Hình 2.13 Dạng sóng

a Phương pháp thay đổi độ rộng xung

Nội dung của phương pháp này là thay đổi t1, giữ nguyên T Giá trị trung bình của điện áp ra khi thay đổi độ rộng là:

 

Là hệ số lấp đầy, còn gọi là tỉ số chu kỳNhư vậy theo phương pháp này thì dải điều chỉnh của Ura là rộng (0 < 1)

b Phương pháp thay đổi tần số xung

Nội dung của phương pháp này là thay đổi T, còn t1 = const Khi đó:

Ở đây ta chọn cách thay đổi độ rộng xung, phươg pháp này gọi là PWM (Pulse Width

Modulation), theo phương pháp này tân số băm xung sẽ là hằng số Việc điều khiển trạng tháiđóng mỏ của van dựa vào viêc so sánh một điện áp điều khiển với một sóng tuần hoàn

(thường là dạng tam giác (Sawtooth)) có biên độ đỉnh không đổi Nó sẽ thiết lập tần số đóng cắt cho van, tần số đóng cắt này là không đổi với dải tẩn từ 2kHz đến 200kHz Khi Ucontrol >

Ust thì cho tín hiệu điều khiển mở van, ngược lại khóa van

Hình 2.14.Dạng sóng sau khi sử dụng phương pháp PWM

2.2.3 Các dạng băm xung cơ bản

Dựa vào cách mắc khoá xung, các bộ lọc và nguồn cung cấp mà có các dạng sơ đồ:

a) Xung áp đảo dòng lớp B

Sơ đồ nguyên lý:

L1 R Eid

Trong khoảng 0 ≤ t ≤ γTT, động cơ được nối nguồn qua S1, điện áp đặt lên động cơ là U

Trong khoảng γTT ≤ t ≤T , S1ngắt, động cơ được nối ngắn mạch qua D2, điện áp đặt lênđộng cơ là 0

Công suất lúc này được tích luỹ trong cuộn cảm L Khi S2 ngắt, trên điện cảm L sinh ra sứcđiện động tự cảm (UL) cùng chiều với E.Tổng hai sức điện động này lớn hơn điện áp nguồn

US làm D2 dẫn ngược dòng về nguồn và trả lại phần năng lượng đã tích luỹ trong cuộn cảm L

Để đảm bảo S2 dẫn dòng điện ngược ngay khi dòng thuận qua D1 tắt ta phát xung vào mở S2

đồng thời với việc phát xung khoá S1

b) Xung áp đảo áp lớp B

Hình 2.16.Sơ đồ nguyên lý xung áp đảo áp lớp B

S1,S2,S3,S4 là cá van điều khiển hoàn toàn Trong sơ đồ này cho phép điều chỉnh và đảo chiềuquay của động cơ một cách linh hoạt, đặc tính làm việc cả ở 4 góc phần tư Tuy nhiên, điềukhiển các van sẽ rất phức tạp, ở đây ta chỉ nêu ra sơ đồ chứ không nghiên cứu sâu

c) Xung áp song song

S đ nguyên lý: ơ đồ nguyên lý: ồ nguyên lý:

Hình 2.17.Sơ đồ nguyên lý xung áp song songĐặc điểm của sơ đồ này là L mắc nối tiếp với tải, khoá K mắc song song với tải Cuộn cảm Lkhông tham gia vào quá trình lọc gợn sóng mà chỉ có tụ C đóng vai trò này

+ k đóng: dòng điện từ +Uqua L→S→-U Khi đó D tắt vì trên tụ có Uc (đã được tích điện từtrước đó)

+ k ngắt: dòng điện từ +Uqua L →D→Tải→-U Vì từ thông trong cuộn cảm L không giảmtức thời về không do đó trong L xuất hiện suất điện động tự cảm

Hình 2.18.Sơ đồ biểu diễn dạng sóng của điện áp ngõ ra, dòng Ic và It

+ K đóng: Us được đặt vào đầu của bộ lọc Lý tưởng thì Utải=Us (nếu bỏ qua sụt áp trên cácvan).

+ K mở: Hở mạch giữa nguồn và tải, nhưng vẫn có dòng điện itải do năng lượng tích luỹ trongcuộn cảm L và Ltải , dòng chạy qua D do đó Ura= Utải

Như vậy, Utải tb ≤ Us Tương ứng ta có bộ biến đổi hạ áp

Đặc tính truyền đạt: WI = U t ả i

Us = α

,Hình 2.20 Đồ thị điện áp, dòng điện ở chế độ liên tục

Kết luận: trong đồ án này chúng em sử dụng xung áp nối tiếp do mạch điều khiển tốc độ

động cơ một chiều nam châm vĩnh cửu bằng cách tăng giảm điện áp đặt vào động cơ thay đổi

từ 0v-24v.Do đó chúng em dùng xung áp nối tiếp để có thể hạ áp dòng từ 24v xuống 0v và đểdòng điện chạy vào động cơ không vượt quá 24v có thể gây ra quá tải, hỏng động cơ

Ut

Us

2.3 Phương pháp PWM

2.3.1.Giới thiệu về phương pháp PWM

Phương pháp điều chế PWM có tên tiếng anh là Pulse Width Modulation là phương phápđiều chỉnh điện áp ra tải hay nói cách khác là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độrộng của chuỗi xung vuông dẫn đến sự thay đổi điện áp ra

Sử dụng PWM điều khiển nhanh chậm của động cơ hay cao hơn nữa nó còn được dùng đểđiều khiển ổn định tốc độ động cơ Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn định tải thì PWM nócòn tham gia và điều chế các mạch nguồn như là : boot, buck, nghịch lưu 1 pha và 3pha PWM chúng ta còn gặp nhiều trong thực tế và các mạch điện điều khiển Điều đặc biệt

là PWM chuyên dùng để điều khiển các phần tử điện tử công suất có đường đặc tính là tuyếntính khi có sẵn 1 nguồn 1 chiều cố định

Các PWM khi biến đổi thì có cùng 1 tần số và khác nhau về độ rộng của sườn dương hoặc làsườn âm

Hình 2.21 Dạng xung PWM

Sơ đồ trên là dạng xung điều chế trong 1 chu kì thì thời gian xung lên (Sườn dương) nó thayđổi dãn ra hoặc co vào Và độ rộng của nó được tính bằng phần trăm tức là độ rộng của nó được tính như sau : Độ rộng = (t1/T).100 (%)

Như vậy thời gian xung lên càng lớn trong 1 chu kì thì điện áp đầu ra sẽ càng lớn Nhìn trên hình vẽ trên thì ta tính được điện áp ra tải sẽ là :