ch− ơng IV: thiết kế và thi công mạch điều khiển tỉc đĩ và vị trí đĩng cơ điện mĩt chiều
4.2.3. CẠM BIEÂN Về TRÍ, TOÂC ẹOễ
ẹeơ ủo tõc ủoụ rođto ta coự theơ sửỷ dỳng caực phửụng phaựp sau ủađy: - Sửỷ dỳng maựy phaựt tõc - Sửỷ dỳng boụ cạm biẽn quang tõc ủoụ vụựi ủúa maừ hoựa - Sửỷ dỳng maựy ủo goực tuyeụt ủõi - Xaực
ủũnh tõc ủoụ giaựn tiẽp qua pheựp ủo doứng ủieụn vaứ ủieụn aựp stato maứ khođng caăn duứng boụ cạm biẽn tõc ủoụ.
Trong thửùc tẽ, chuựng ta thửụứng duứng boụ cạm biẽn quang vụựi ủúa maừ hoựa ủửụùc tớch hụùp trong Encoder.
Hỡnh 4.3 laứ sụ ủoă sửỷ dỳng boụ cạm biẽn quang tõc ủoụ. ẹúa maừ hoựa gaĩn tređn trỳc ủoụng cụ goăm caực loờ, tređn hỡnh
Hỡnh 4.3. Boụ cạm biẽn quang tõc ủoụ vụựi ủúa maừ hoựa
a, Sụ ủoă cạm biẽn quang tõc ủoụ b Sụ ủoă nguyeđn lyự transistor quang
4.3a coự 8 loờ. ẹaịt ủúa maừ giửừa nguoăn tia hoăng ngoỏi do ủiođt phaựt quang LED cung cãp vaứ ủaău thu laứ transistor quang. Khi ủúa quay transistor quang seừ chư chuyeơn mỏch nẽu vũ trớ LED, loờ, transistor quang thaỳng haứng. Khi ủoự transistor quang ủửa ủieụn aựp tređn R2 veă mửực thãp. Khi ủúa ngaớn aựnh saựng thỡ transistor quang bũ khoựa, kẽt quạ laứ ủieụn aựp tređn R2 veă mửực cao.
Kẽt quạ laứ khi ủúa maừ hoựa quay, ửựng vụựi hỡnh 4-2a tređn ủaău ra R2 ta ủửụùc 8 xung
hỡnh chửừ nhaụt. Taăn sõ xung phỳ thuoục vaứo tõc ủoụ ủúa.
Nẽu ta muõn duy trỡ tõc ủoụ quay cụa rođ to ụỷ tõc ủoụ khođng ủoơi naứo ủoự ửựng vụựi chu kỡ tớn hieụu do boụ cạm biẽn tõc ủoụ tỏo neđn, chu kyứ naứy xaực ủũnh ủieơm ủaịt tõc ủoụ. ẹeơ xaực ủũnh chieău quay (thuaụn hay ngửụùc) caăn sửỷ dỳng boụ cạm biẽn keựp goăm coự 2 LED vaứ 2 transistor quang, 2 ủúa maừ hoựa (hỡnh 4.4). Khi ủúa quay ta nhaụn ủửụùc 2 xung
chửừ nhaụt leụch nhau 900). Chieău quay ủửụùc xaực ủũnh baỉng vũ trớ tửụng ủõi cụa hai tớn hieụu ra. Tõc ủoụ baỉng 0 coự nghúa laứ xung tiẽp theo khođng bao giụứ tụựi. Trong thửùc tẽ aựp dỳng ta sửỷ dỳng boụ thụứi gian traứn khi caực xung ủeẫn lụựn hụn 65536
Hỡnh 4.4. a, Boụ cạm biẽn quang tõc ủoụ hai chieău quay. b, Xaực ủũnh chieău quay baỉng so saựnh
baỉng boụ ủeẫm thụứi gian thanh ghi.
Thođng thửụứng caực boụ cạm biẽn quang tõc ủoụ coứn keứm theo khạ naớng xửỷ lyự sửụứn xung tớn hieụu vaứ tređn cụ sụỷ ủoự cho pheựp taớng sõ lửụùng vỏch ủẽm trong moụt voứng ủúa leđn 4 laăn. Chuoời xung A hoaịc B ủửụùc ủửa tụựi cửỷa vaứo cụa khađu ủẽm tiẽn, biẽt sõ xung trong moụt chu kyứ, ta tớnh ủửụùc tõc ủoụ quay cụa ủoụng cụ:
n T n 0 4N 60N t] voứng/phuự= [ (4-1)
Trong ủoự: Tn laứ chu kyứ ủieău chưnh tõc ủoụ, ụỷ ủađy laứ chu kyứ ủẽm xung tớnh baỉng giađy.
N0: sõ xung trong 1 voứng, coứn gúi laứ ủoụ phađn giại cụa boụ cạm biẽn tõc ủoụ
N: sõ xung trong thụứi gian Tn
ẹeơ nađng cao ủoụ phađn giại cụa pheựp ủo tõc ủoụ ta coự hai giại phaựp:
- Moụt laứ: taớng sõ loờ trong moụt raừnh, ta coự ủúa maừ hoựa goăm nhieău raừnh, moời raừnh coự sõ loờ taớng daăn
theo quan heụ 2n, n laứ sõ raừnh
Vớ dỳ: ủúa maừ hoựa tređn hỡnh 4.5a goăm coự 3 raừnh. Raừnh Hỡnh 4.5. ẹúa maừ hoựa tuyeụt ủõi
a, Trửụứng hụùp 3 raừnh; b, Trửụứng hụùp 12 raừnh
trong cuứng goăm moụt nửỷa voứng troứn maứu trong suõt, moụt nửỷa mụứ. Khi ủúc raừnh naứy ta xaực ủũnh ủửụùc vũ trớ rođ to ủang ụỷ nửỷa voứng troứn naứo. Trong trửụứng hụùp naứy ửựng vụựi bit trong lụựn nhãt (MSB). Raừnh giửừa ủửụùc chia thaứnh 4 phaăn maứu trong suõt vaứ mụứ lieđn tiẽp nhau. ẹúc raừnh naứy ta xaực ủũnh ủửụùc vũ trớ rođ to ủang ụỷ ẳ voứng naứo. Caực raừnh tiẽp theo cho ta xaực ủũnh ủửụùc vũ trớ 1/8. 1/16 … cụa voứng troứn. Raừnh ngoaứi cuứng cho ta ủoụ chớnh xaực cuõi cuứng tửụng ửựng vụựi bớt trúng sõ nhoỷ nhãt (LSB). Hỡnh 4.5b laứ ủúa maừ hoựa tuyẽt ủõi goăm 12 raừnh.
- Hai laứ: phađn phõi ủẽm xung vaứ ủo thụứi gian. Beđn cỏnh vieục ủẽm xung ụỷ tređn ta ủo khoạng thụứi gian, vớ dỳ tẹ0 tređn hỡnh 4.6. Giửừa hai sửụứn xung lađn caụn thụứi ủieơm baĩt ủaău vaứ kẽt thuực chu kyứ T baỉng caựch ủoăng thụứi ủẽm moụt chuoời phỳ coự taăn sõ cõ ủũnh. Trửụứng hụùp naứy cođng thửực 4-1 trụỷ thaứnh: ) , ( 4 60 0 0 t N f t N N n = ∆ ∆ = (4-2)
ẹỏo haứm rieđng cụa n, vụựi ∆t = tẹ0 ≈ Tn ủửụùc:
Hỡnh 4.6. Hai keđnh tớn hieụu ra leụch nhau 900 A vaứ B cụa maựy phaựt xung
( )td d t n t d t n dN t N dn ∆ ∆ − ≈ ∆ ∆ − ∆ = ( ) 4 60 0 0 (4-3) Nẽu xung ủẽm phỳ coự ủoụ phađn giại thụứi gian d (∆t) =
50ns, khi n=3000v/p theo (4-3) ta xaực ủũnh ủửụùc ủoụ phađn giại dn=0,15 voứng/phuựt, tỏo ủieău kieụn oơn ủũnh tõc ủoụ n vụựi ủoụ chớnh xaực rãt cao. Phửụng phaựp ủo thụứi gian phõi hụùp ủẽm xung coự ủoụ phađn giại khođng coứn phỳ thuoục vaứo ủoụ phađn giại cụa ủúa maừ hoựa maứ chư phỳ thuoục vaứo taăn sõ cụa chuoời xung phỳ ủo thụứi gian (hỡnh 4.5). Nhieău boụ cạm biẽn quang tõc ủoụ khođng cãp tớn hieụu A,B chửừ nhaụt maứ coự dỏng sin nhử hỡnh 4.7a.
Hai tớn hieụu A vaứ B ủửụùc ủửa qua mỏch trigụ (hỡnh 4.7b) ủeơ taựi tỏo lỏi dỏng chửừ nhaụt sau ủoự sửỷ dỳng nhử tớn hieụu ủo tõc ủoụ thođng thửụứng coự keứm theo khạ naớng nhađn 4.
Trong moời chuoời xung coự khạ naớng ủúc
caực giaự trũ sin, cos. Baỉng caựch xaực ủũnh ( )
AB B arctg
=
α ta thửùc hieụn noụi suy vũ trớ bạn thađn moụt xung chửừ nhaụt, nhụứ ủoự nađng ủoụ phađn giại cụa pheựp ủo leđn 18 - 20 bit/1 voứng. Boụ cạm biẽn quang tõc ủoụ baỉng ủúa maừ hoựa thođng dỳng ngoaứi hai keđnh A vaứ B coứn cãp xung “0” tớn hieụu veă moụt goực cõ ủũnh cụa trỳc quay tỏo ủieău kieụn sửỷ dỳng trong heụ truyeăn Hỡnh 4.7: a, Maựy phaựt xung vụựi hai keđnh A,
B
coự tớn hieụu dỏng xung b, Sụ ủoă nguyeđn lyự cụa mỏch ủo
ủoụng ủoụng cụ ủoăng boụ.