mạch thay đổi tốc độ và đảo chiều quay động cơ 12v dc

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG KĨ THUẬT CAO THẮNG ******************* ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỀ TÀI : MẠCH THAY ĐỔI TỐC ĐỘ VÀ ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ 12V DC GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TỐNG THANH NHÂN SINH VIÊN THỰC HIỆN: ĐẶNG MINH TÂM LƯU KIM PHÁT NGUYỄN HOÀNG VŨ MAI THÁI DUY NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU Với xu hướng giáo dục nay, học phải đơi với hành Do ,bên cạnh việc học lý thuyết trường lớp địi hỏi học sinh ,phải biết ứng dụng học vào thực tiễn ,có giúp nắm bắt kiến thức học Đồng thời giúp phát huy khả năng động sáng tạo Nhất sinh viên ,học sinh ngành kỹ thuật , có điện tử- tin học Trong mơn điện tử cơng suất nhóm chúng em có làm đề tài nhỏ là: ”MẠCH THAY ĐỐI TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 12V DC BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP” dùng Ic 556 Tuy nhiên , kiến thức chúng em cịn hạn chế khơng thể đề cập hết vấn đề đề tài ,do khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy bạn Xin cám ơn Nhóm: _ ĐẶNG MINH TÂM _LƯU KIM PHÁT _NGUYỄN HOÀNG VŨ _MAI THÁI DUY Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể giáo viên khoa ĐIỆN TỬ -TIN HỌC TRƯỜNG CAO ĐẲNG KĨ THUẬT CAO THẮNG ,đặc biệt hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình giáo viên TỐNG THANH NHÂN hết lòng giúp đỡ chúng em trình thực đề tài chúng em chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng tạo móng kiến thức cho chúng em Xin gửi lời chúc sức khỏe lòng tri ân chân thành q thầy đến MỤC LỤC CHƯƠNG DẪN NHẬP I.ĐẶT VẤN ĐỀ………………………………………………… II.GIỚI HẠN ĐỀ TÀI………………………………………… III.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU……………………………… IV.MỤC ĐÍCH –YÊU CẦU………………………… V.THỜI GIAN THỰC HIỆN……………………… CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT MẠCH CHỈNH LƯU CHƯƠNG III:VI MẠCH ĐỊNH THÌ 556 I.GIỚI THIỆU ic 556…………………………………………… II.MẠCH ĐA HÌA PHI ỔN DÙNG IC 555…………………… III.MẠCH ĐA HÀI ĐƠN ỔN DÙNG IC 555………………… IV.IC 555 GIAO TIẾP VỚI CÁC LOẠI TẢI ………………… CHƯƠNG IV:PHÂN TÍCH- THIẾT KẾ I.SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ……………………………………… II.PHÂN TÍCH – THIẾT KẾ………………………………… 1.MẠCH CHỈNH LƯU ……………………………… 2.MẠCH ĐA HÀI PHI ỔN SỬ DỤNG IC556……… 3.MẠCH ĐƠN ỔN SỬ DỤNG IC556……………… 4.CÁC THÔNG SỐ CỦA MẠCH…………………… III.THI CÔNG MẠCH CHƯƠNG IV:KẾT LUẬN CHƯƠNG DẪN NHẬP I Đặt vấn đề: Động điện chiều động điện hoạt động với dòng điện chiều Động điện chiều ứng dụng rộng rãi ứng dụng dân dụng công nghiệp Thông thường động điện chiều chạy tốc độ nối với nguồn điện, nhiên điều khiển tốc độ chiều quay động với hỗ trợ mạch điện tử Nhưng mạch điện tử thiết kế để diều chỉnh tốc độ động ? Để trả lời câu hỏi nhóm xin giịi thiệu mạch diều chỉnh tốc độ động hiệu sử dụng IC556 II Giới hạn đề tài: Do thời gian nghiên cứu trình độ cịn hạn chế nên nội dung trình bày phần đồ án điện tử cơng suất trình bày nội dung điều chỉnh tốc độ động Có phương pháp thay đổi tốc độ động : -Thay đổi tốc độ động phương pháp thay đổi dòng điện - Thay đổi tốc độ động phương pháp thay đổi điện áp Trong phần tập trung nghiên cứu phương pháp thay đổi tốc độ động phương pháp thay đổi điện áp đặt lên động Có nhiều mạch thay đổi tốc độ động , phần xin giới thiệu mạch thay đổi tốc độ động dùng IC556 III Mục đích nghiên cứu: Mục đích hàng đầu mạch thay đổi tốc độ động dùng ic 556 nghiên cứu mạch ứng dụng IC556 để thay đổi điện áp ngõ từ thay đổi tốc độ quay động Qua trình nghiên cứu mạch tạo điều kiện cho sinh viên hệ thống lại kiến thức học môn điện tử công suất qua thấy tầm quan trọng mơn học , đồng thời góp phần nâng cao khả ứng dụng học sinh viên vào thực tiễn IV Mục đích –yêu cầu : Thiết kế mạch điện dùng để thay đổi tốc độ động đảo chiều quay CHƯƠNG I I: LÝ THUYẾT MẠCH CHỈNH LƯU I .Khái niệm chỉnh lưu: Một mạch chỉnh lưu mạch điện bao gồm linh kiện điện - điện tử, dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều.Mạch chỉnh lưu sử dụng nguồn cung cấp dòng điện chiều, mạch tách sóng tín hiệu vơ tuyến điện thiết bị vơ tuyến Phần tử tích cực mạch chỉnh lưu điốt bán dẫn, đèn chỉnh lưu thủy ngân linh kiện khác Khi dùng điốt đơn lẻ để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều, cách khóa khơng cho phần dương phần âm dạng sóng qua mạch điện, mạch chỉnh lưu gọi chỉnh lưu nửa chu kỳ hay chỉnh lưu nửa sóng Trong nguồn chiều người ta hay sử dụng mạch chỉnh lưu nhiều điốt (2 điốt) với cách xếp khác để biến đổi từ xoay chiều thành chiều phẳng trường hợp sử dụng điốt riêng lẻ Trước điốt bán dẫn phát triển, người ta dùng mạch chỉnh lưu sử dụng đèn điện từ chân không, đèn chỉnh lưu thủy ngân, dãy bán dẫn đa tinh thể seleni Các máy thu vô tuyến đầu tiên, người ta gọi máy tinh thể, dùng sợi “râu mèo” kim nhọn tiếp xúc nhẹ vào điểm khối tinh thể galena (sunphát chì) để tạo điốt tiếp điểm, tách sóng tinh thể Trong hệ thống sấy đốt khí, phát lửa dùng Hai điện cực vỏ bọc kín sản sinh dịng điện chỉnh lưu dịng điện xoay chiều, chúng nhìn thấy lửa II Mạch chỉnh lưu nửa sóng Một mạch chỉnh lưu nửa sóng nửa chu kỳ dương âm dễ dàng ngang qua điốt, nửa bị khóa, tùy thuộc vào chiều lắp đặt điốt Vì có nửa chu kỳ chỉnh lưu, nên mạch chỉnh lưu nửa sóng có hiệu suất truyền cơng suất thấp Mạch hỉnh lưu nửa sóng lắp ốt bán dẫn mạch nguồn pha III Mạch chỉnh lưu tồn sóng: Mạch chỉnh lưu tồn sóng biến đổi hai thành phần cực tính dạng sóng đầu vào thành chiều Do có hiệu suất cao Tuy nhiên mạch điện khơng có điểm biến áp người ta cần đến điốt thay mạch chỉnh lưu nửa sóng Điều có nghĩa đầu cực điện áp cần đến điốt để chỉnh lưu, thí dụ cho trường hợp điểm X dương, cho trường hợp điểm X âm Đầu lại cần xác thế, kết phải cần đến điốt Các điốt dùng cho kiểu nối gọi cầu chỉnh lưu Bộ chỉnh lưu tồn sóng biến đổi nửa chu kỳ thành điện áp đầu có chiều nhất: dương (hoặc âm) chuyển hướng dịng điện nửa chu kỳ âm (hoặc dương)của dạng sóng xoay chiều Nửa lại kết hợp với nửa thành điện áp chỉnh lưu hoàn chỉnh Đối với nguồn xoay chiều pha, dùng biến áp có điểm giữa, cần điốt nối đâu lưng với (nghĩa anode-với-anode cathode-vớicathode)có thể thành mạch chỉnh lưu tồn sóng IV Chỉnh lưu cầu pha có tụ lọc Các ốt mạch chỉnh lưu cầu tự nhiên chúng bị hỏng, chúng hỏng điện áp 300V DC bị chập, dịng qua ốt tăng cao làm cho ốt bị chập đứt - Điện áp AC 220V đầu vào có hai cực, cực tiếp đất có giá trị 0V, cực có hai pha âm dương đảo chiều liên tục - Khi cực có pha dương, dòng điện từ +220V qua ốt D2 => qua R tải => qua D4 trở 0V - Khi cực có pha âm, dịng điện từ 0V qua ốt D3 => qua R tải => qua D1 trở điện áp -220V => Trong pha điện có hai ốt mắc đối xứng hoạt động, hai ốt tạm thời tắt - Nếu ốt bị đứt có hai ốt đối diện bị đứt điện áp đầu có dạng nhấp nhơ thưa cách quãng V Datasheet diode 10 Điện áp mức thấp Điện áp mức cao Nếu tải led phải dùng diện trở ghép nối tiếp với led để giới hạn dòng qua led Tùy theo cách mắc tải mà dòng điện qua led có cơng thức tính khác 4.Tải Rơle: Ic555 giao tiếp với loại role điều khiển loại role có dịng thường nhỏ 100mA điện áp thường mức thấp 6V-12V-24V 42 Điện áp mức thấp Điện áp mức cao Trong mạch tải rơle có diot D ghép song song để nối tắt điện áp ngược cuộn dây rơle tạo điện đột ngột 43 CHƯƠNG IV PHÂN TÍCH - THIẾT KẾ I Sơ đồ ngyên lý : GND U1 VIN D1 D2 OUT LM7812/TO2 R4 C4 S1 C D3 D4 1k Q3 Q1 Q2SC1815 Q2SC1815 R5 R3 - R1 A MG1 + 1k DSCHG R7 13 OUT THR CV TRG 1k Q4 Q2 Q2SC1815 Q2SC1815 C5 NE5558 11 THR NE555 1k C CV TRG S2 R6 12 10 U3 DSCHGGND OUT R2 1k RST VCC U2 RST 14 MOTOR SERVO 1k C3 C C1 C2 1n 1n 0 II.Nguyên lí hoạt động: Khi cấp nguồn cho mạch điện áp xoay chiều qua mạch chỉnh lưu chuyển thành dịng chiều ổn định có trị số 12 V Điện áp 12V phân cực cho điện trở 15k 1k làm cho mạch đa hài phi ổn hoạt động Đồng thời điện áp phân cực cho mạch đa hài đơn ổn sẳn sàng hoạt động có xung âm kích vào từ mạch đa hài phi ổn Khi có xung âm kích vào mạch đa hài đơn ổn từ mạch đa hài phi ổn ngõ mạch đa hài đơn ổn có xung dương , độ rộng xung dương ngõ không phụ thuộc vào độ rộng xung âm mà phụ thuộc vào linh kiện mạch (tức phụ thuộc vào biến trở 10K tụ 1uf ) Khi có xung dương ngõ mạch đa hài đơn ổn điều khiển làm cho BJT dẫn cho dòng điện qua motor làm motor hoạt động 44 III.Phân tích – thiết kế : Mạch chỉnh lưu Trong sơ dố ta sử dụng IC556 với mục đích : - Mạch mạch đa hài phi ổn tạo xung vng để kích khởi cho mạch - Mạch mạch đa hài đơn ổn với mục đích điều chỉnh độ rộng xung dương ngõ thông qua biến trờ Do mạch sử sụng điện áp DC 12v nên phải có mạch chỉnh lưu từ điện áp xoay chiều pha sang điện áp DC12v D6 D3 1N4007 1N4007 D1 7812 C6 D2 D4 1N4007 1000uF 1N4007 0 Mạch chỉnh lưu 45 Trong mạch chỉnh lưu gồm diot ghép lại với thành cầu diot với mục đích chình lưu dịng điện xoay chiều thành dịng điện chiều dòng diện chiều ngõ cầu diot cịn nhấp nhơ chưa đươc phẳng (hình 1) Để dịng điện dược phẳng ta mắc thêm tụ có trị số 1000uF TL7812 để tạo diện áp 12Vdc ngõ Như từ diện áp xoay chiều pha ngõ vào ta xử lí thơng qua mạch chỉnh lưu dể thu diện áp chiều 12v ngõ 2.Mạch đa hài phi ổn sử dụng ic 556(mạch 1): VCC VCC RST U2A 14 R1 15K DSCHG THRES OUT TRG NE556 1K CV R3 C1 C2 0,01uF 1uF 0 Với nguyên lí hoạt động đươc giới thiệu chương II ta có dạng sóng số chân sau : 46 Dạng sóng chân 5: V8 t Mục đích mạch kích khởi cho mạch da hài phi ổn phía sau có điện áp thấp ngõ 3.Mạch đơn ổn sử dụng ic 556(mạch 2): 47 VCC RV1 10K DSCHG THRES C4 NE5568 TRG 12 OUT CV 13 RST GND 10 U1A 1uF C3 0,01uF 0 Với nguyên lí dược giải thích chương II , ta có số dạng sóng chân có diện áp thấp kích vào chân từ mạch đa hài phi ổn V8 t 48 V9 t 4.Các thông số mạch: Khi cấp điện tụ nạp theo hàm mũ đồng thời với thời gian tụ nạp ngõ chân có xung dương thời gian xung dương tồn ngõ tính theo cơng thức: T nạp =0,69.16.10^-3 =0,01104(s) Khi tụ xả điện áp ngõ có mức thấp thời gian tồn mức thấp ngõ là: T xã =0.69.1.10^-3 = 6,9.10^-4(s) Như chu kỳ xung vuông chân là: T=0,01104+6,9.10^-4 =0,01173 (s) Khi có xung âm kích vào chân ngõ chân có mức điện áp cao ,thời gian xung dương tồn ngõ phụ thuộc vào biến trở theo công thức: T x =1.1.RT.1.10^-6 49 V8 t V9 t Như có xung âm kích khởi vào chân ngõ chân có mức điện áp cao qua cầu phân phân cực cho TRANSISTOR dẫn Transistor có cơng dụng công tắc để điều khiển cho động Như thơng qua biến trở RT ta điều chỉnh điện áp đặt vào động tốc độ hồn tồn phụ thuộc vào cách điều chỉnh biến trở Nếu chọn biến rở có giá trị 10 K dạng sóng sau: T x=1,1.10.10^-3=0,011(s) 50 V8 t V9 t Nếu chỉnh biến trở đến mức tối đa điện áp trung bình cực đại đặt lên tải là: 0,011 0,01173 12.dt =11,3(v) Tần số hoạt động mạch : f= 0,01173 =85,3(Hz) Datasheet TIP31 51 52 53 54 II Thi cơng mạch: 55 KẾT LUẬN: Như q trình phân tích thi cơng mạch nhóm nghiên cứu phần lớn vấn đề cốt lõi đề tài,nhưng thời gian nghiên cứu kiến thức hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót mong q thầy bạn nhiệt tình đóng góp ý kiến để đồ án hoàn chỉnh Chúng ta mở rộng phát triển đề tài thông qua việc điều chỉnh tốc độ động xoay chiều, động pha…… TÀI LIỆU KHAM KHẢO -VI MẠCH VÀ MẠCH TẠO SĨNG-TỐNG VĂN ON -GIÁO TRÌNH KĨ THUẬT XUNG CĂN BẢN VÀ NÂNG CAO -GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT -Các trang web: Google.com.vn Alldatasheet.com.vn Ebook.com 56 ... - Thay đổi tốc độ động phương pháp thay đổi điện áp Trong phần tập trung nghiên cứu phương pháp thay đổi tốc độ động phương pháp thay đổi điện áp đặt lên động Có nhiều mạch thay đổi tốc độ động. .. thiệu mạch thay đổi tốc độ động dùng IC556 III Mục đích nghiên cứu: Mục đích hàng đầu mạch thay đổi tốc độ động dùng ic 556 nghiên cứu mạch ứng dụng IC556 để thay đổi điện áp ngõ từ thay đổi tốc độ. .. trình độ cịn hạn chế nên nội dung trình bày phần đồ án điện tử cơng suất trình bày nội dung điều chỉnh tốc độ động Có phương pháp thay đổi tốc độ động : -Thay đổi tốc độ động phương pháp thay đổi