Điện áp máy phát được giữ ổn định bằng cách thay đổi dịng điện chạy qua cuộn dây kích từ của máy phát bằng kỹ thuật điều chế xung thơng qua bộ PWM trên vi điều khiển. Giao tiếp giữa bộ tiết chế và máy phát qua chân F là tín hiệu dạng xung vuơng với tần số khơng đổi. Muốn thay đổi dịng điện chạy qua cuộn dây kích từ ta chỉ việc thay đổi tỉ lệ ON/OFF của xung này.
Hình 3.17: Hai tín hiệu xung khác nhau với 80% PWM và 50% PWM
Hình 3.17 thể hiện 2 xung từ bộ PWM với tỉ lệ ON/OFF khác nhau. Trạng thái ON tương ứng với cĩ dịng điện chạy qua cuộn dây và trạng thái OFF tương ứng với khơng cĩ dịng điện chạy qua cuộn dây. Bằng sử dụng bộ PWM của vi điều khiển và phương pháp này ta điều khiển được bộ tiết chế set điện áp phát ra ở máy phát với những giá trị khác nhau cũng như giữ cho điện áp máy phát được ổn định cho dù tốc độ động cơ thay đổi khác nhau.
Hệ thống hoạt động theo nguyên lý liên hệ ngược (feedback control). Sơ đồ nguyên lý hệ thống được trình bày trên hình 3.18.
Hình 3.18: Sơ đồ nguyên lý ổn định điện áp bộ tiết chế Xử lý
tín hiệu PWM kích từ Cuộn
e(t)
97
Gọi là thơng số điều khiển xuất hiện ở đầu ra máy phát điện (điện thế hay dịng điện của máy phát điện) đo được thực tế từ mạch điện bộ tiết chế. Thơng số đầu vào là giá trị định sẵn (điện thế hay dịng điện của máy phát điện) được tính tốn trước đĩ. Khi đĩ sẽ xuất hiện sự chênh lệch giữa tín hiệu thực và tín hiệu so e(t):
e(t) = −
Khi bộ tiết chế hoạt động vi điều khiển sẽ kiểm tra tính tốn đưa ra giá trị điều khiển cho bộ PWM để sao cho chênh lệch e(t) gần như bằng 0 trong một thời gian nhất định lúc đo điện áp máy phát gần như ổn định khơng đổi tại giá trị
.
Giá trị được tính tốn theo phương trình:
= + . ( )
Trong đĩ: là giá trị của ở vịng lập trước đĩ
là hệ số thể hiện khả năng đáp ứng của bộ tiết chế