uu c k t r k t i k t e i r f + -
Dòng điện trong cuộn cảm của máy phát kích từ song song (xấp xỉ) độc lập với dịng tải, bởi vì các dịng điện trong các nhánh song song là độc lập với nhau. Do dòng điện cảm, dẫn đến cường độ từ trường, ít chịu ảnh hưởng bởi dịng điện tải, điện áp ra vẫn gần như không đổi so với điện áp đầu ra của máy phát điện.
Sẽ có một sụt áp phần ứng nhỏ trên tải, sẽ được phản ánh trong điện áp áp dụng cho cuộn cảm mắc. Điện áp đầu ra trong máy phát điện DC giảm nhẹ khi dòng tải tăng lên do điện áp giảm qua điện trở của phần ứng.
b. Đo lường dịng điện một chiều
Hình 3.9 Sơ đồ mạch điện đo dòng điện một chiều
Trên (Hình 3.9) là mạch đo dịng một chiều có phân biệt cực tính dùng hai khuyếch đại từ, điện áp đầu ra sẽ bằng tổng điện áp đầu ra của từng khuyếch đại từ. Bộ lọc đầu ra sẽ được tính sao cho đạt được giá trị sai lệch cực tiểu.
c. Mạch điều chỉnh mô men động cơ
Mô men là đại lượng cần phải điều chỉnh và ta có thể điều chỉnh theo một yêu cầu đặt trước như giữ mô men không đổi và mơ men thay đổi theo một q trình định sẵn. Các đại lượng khác như dòng điện, tốc độ từ thông… trong mạch điều chỉnh mô men được coi là đại lượng điều chỉnh liên quan.
u ut k i + -
Từ tín hiệu điện được lấy từ cảm biến điện thế thông qua bộ khuyếch đại mô men được điều chỉnh theo dịng điện, dịng điện càng cao (lúc đó cản lớn - yêu cầu trợ lực lớn) thì mơ men động cơ cũng phải tăng. Ta có chương trình mơ men của hệ chuyển động: Md = M - Mtt
Mtt: mô men tổn thất
Md: mơ men động cơ điện cần có M: mơ men mà nó sinh ra
Ngồi ra cịn phải xét đến tốc độ của xe tốc độ động cơ khi tốc độ xe cao thì momen của động cơ trợ lực phải nhỏ, khi tốc độ xe thấp thì mơ men động cỏ trợ lực phải lớn. Trong quá trình làm việc trạng thái quan trọng là trạng thái dừng của động cơ điện V= 0, E = 0 và giữ lực lại trên vành tay lái tạo ra cho người lái một cảm giác về việc đánh lái.
Hình 3.10 Sơ đồ điều chỉnh mô men động cơ điện một chiều
Trong quá trình quá độ và ngay cả trong chế độ xác lập, khi động cơ quá tải có thể dẫn đến tăng trị số dòng điện quá trị số cho phép. Nếu như hạn chế nó thì dẫn đến hạn chế mơ men động cơ, vì vậy tốt nhất là dùng mạch điều chỉnh. Chúng ta biết rằng, gần như các mạch điều chỉnh tốc độ, yêu cầu lượng đặt tốc độ phải độc lập với mô men của phụ tải. Như vậy, khi quá tải cần phải hạn chế lượng tăng mô men của động cơ trợ lực lớn quá mức cho phép.
Nếu như ta đặt hạn chế ở bộ điều chỉnh tốc độ, giả sử ta thay đổi quá lớn và quá nhanh chóng lượng đặt tốc độ thì bộ hạn chế tốc độ sẽ tự động cắt mạch điều chỉnh
r1
u1
w
ngồi, lúc đó mạch điều chỉnh dịng điện sẽ đảm bảo giới hạn dòng điện trên cho phép của dòng điện, khi tốc độ của động cơ tăng gần đạt được trị số đặt thì bộ điều chỉnh tốc độ lại được đưa vào làm việc với chức năng của nó.
3.1.5.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống EPS trên Kia Morning 2013 a. Sơ đồ mạch điện a. Sơ đồ mạch điện
b. Nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch điện
Hộp module EPS được cung cấp điện bởi một nguồn (+) thường trực thông qua chân số 1 (Memory Power) và nguồn (-) thông qua chân số 2 (Ground). Đồng thời chân số 2 cũng là mass chung của mô tơ trợ lực và cảm biến mô men lái.
Ngồi ra hộp module điều khiển EPS cịn được cung cấp nguồn bởi nguồn (+) sau khóa (HOT ALL TIMES) thông qua chân (ON/START).
Khi bật cơng tắc của xe dịng điện (+) từ ắc quy → (ON/START) → Module EPS thông báo cho hộp mô đun sẵn sàng hoạt động
Ở giữa hai chân T1 và T2 của cảm biến mô men lái là một giá trị điện áp dao động trong khoảng (-5V) đến (+5V). Tùy vào tốc độ của xe do cảm biến tốc độ gửi về mà dịng điện qua mơ tơ sẽ lớn khi xe ở vận tốc thấp và nhỏ hơn khi xe ở vận tốc cao. Khi điện áp từ 0V đến +5V, đây là dấu hiệu cho thấy chúng ta đánh vành tay lái sang phải. Tín hiệu được truyền về Molude EPS tính tốn xử lý và gửi tín hiệu cấp dòng điện (+) thường trực (HOT ALL TIMES) → chân (1) motor → mass, làm cho mô tơ xoay phải.
Khi điện áp từ 0V đến -5V, đây là dấu hiệu cho thấy chúng ta đánh vành tay lái sang trái. Tín hiệu được truyền về Molude EPS tính tốn xử lý và gửi tín hiệu cấp dòng điện (+) thường trực (HOT ALL TIMES) → Module EPS → chân (2) motor → mass, làm cho mô tơ xoay trái.
Đồng thời đèn báo EPS trên đồng hồ táp lô sẽ không bật sáng cho đến khi hệ thống EPS gặp sự cố.
Dây CAN Hight và CAN Low có nhiệm vụ truyền và nhận tín hiệu từ các cảm biến khác như cảm biến tốc độ xe, cảm biến tốc độ đánh lái … đến dữ liệu chung của cả hệ thống (DATA LINK) và các hệ thống khác của xe.
3.1.5.3 Sơ đồ mạch điện dùng IC555 để thay đổi vận tốc thông qua thay tần số đối. đối.
Hình 3.12 Sơ đồ mạch điện dùng IC555 để thay đổi vận tốc thông qua thay đổi tần
số
CHƯƠNG 4
QUY TRÌNH THIẾT KẾ
4.1 Thiết kế mô phỏng sơ đồ mạch điện thay đổi tốc độ thông qua thay đổi tần số bằng IC555 số bằng IC555
4.1.1 Nguyên lí hoạt động của mạch
- Đầu tiên là cấu tạo và nguyên lý hoạt động của IC 555 + Cấu tạo
Hình 4.1 Hình ảnh IC 555
1- Chân cấp số mat; 2- Chân xung kích; 3- Chân kích xung ra; 4- Là chân reset 5 Chân điều khiển áp; 6- Chân so sánh ngưỡng điện áp; 7- Là chân xả tụ;
8- Điện nguồn vào.
- Nguyên lý hoạt động các chân IC555
Chân 1: Dùng để lấy dòng
Chân 2: Chân kích hay cịn gọi là chân Trigger, chân này có nhiệm vụ kích vào IC
555 giúp IC hoạt động ổn định hơn
Chân 3 : Hay cịn gọi là cái tên Output có chức năng phát tính hiệu đặc biệt ngõ ra ở
bộ định thời sẽ ln ln có sẵn ở chân này.
Chân 4: Chân reset ở vi mạch là tên gọi của chân số 4, chân số 4 sẽ nhận được xung
Chân 5: Control voltage tên của chân số 5 chúng có chức năng là điện áp điều khiển,
chân dùng để điều khiển chân này chính là chân ngưỡng và chân kích. Nếu trường hợp bạn không sử dụng được chân này tốt nhất bạn nên nối đất thông qua tụ 0.01 microfarad để cải thiện tình trạng nhiễu.
Chân 6: Chân 6 chính là chân ngưỡng đây là ngõ vào khơng đảo của bộ so sánh số 1 Chân 7: Đây là chân xả điện chúng nối vào cực C transistor và thông thường sẽ nối
thêm 1 tụ điện giữa 2 chân xả điện và nối đất
Chân 8: Chân VCC (chân cấp nguồn) nguồn mà chân này thường dùng trong khoảng
5V đến 18V
Nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch điện:
Hình 4.2 Giao diện đồ họa người dùng
- Điện từ ắc quy được cấp nguồn cho chân 8 của IC 555 để IC này hoạt động và chân 4 có nhiệm vụ reset mạch được nối với chân 8.
- Điện ắc quy được nối trực tiếp RV1 có nhiệm vụ chỉnh tần điện ắc quy xuống điện trở R1 và R2 nối với công tắc SW1 được nối hai dãy tần 1 cái là dãy tần số cao C2 (10µF) và 1 cái dãy tần số thấp C1 (0.01µF).
- Chân 7 nối với giữa chân R1 và R2 và nối xuống đất có nhiệm vụ xả điện.
- Chân số 6 sẽ nối với 1 điện áp so sánh chân số 2 rồi nối về về công tắc switch rồi nối về đất.
- Chân 3 của IC 555 có nhiệm vụ đưa ra xung để điều khiển ánh sáng đèn ( D1 và D2) và được nối giữa R3 (1k) và R4 (1k) để điều khiển đèn và để đo xung mạch của các chân ta nối chân 3 với chân A của máy hiện sóng và chân R2 nối với chân B của máy hiện sóng.
- Chân 5 của IC 555 sẽ nỗi nối với tụ C4 (104) về mat. Tùy vào công tắc ở SW1 được nối ở dãy tần số cao C2 (10µF) hoặc được nối ở dãy tần số thấp C1 (0.01µF) và tùy vào chúng ta chỉnh tần số RV1 ở các tần số khác nhau thì máy đo xung sẽ có những tần số khác nhau.
- Dựa vào nguyên lý hoạt động của bảng trên ta biết được công dụng của IC555 đối với trợ lực lái điện là dùng để giả lập lập tín hiệu đo tốc xe, tín hiệu này sẽ được xuất ra ở chân 3 của IC555 chân này được kết nối trực tiếp vào hộp điều khiển trợ lực lái từ đó hệ thống sẽ tính tốn đánh lái cho đúng với tốc độ xe.
* Dưới đây là hình ảnh đo được xung khi chúng ta thay đổi vị trị công tắc và RV1. + Khi cơng tắc switch ở dãy tần số cao C2 (10µF) và thay đổi tần số RV1 của mạch.
Hình 4.3 Xung đo cơng tắc ở tần số cao với RV1 bằng 96%
+ Khi công tắc switch ở dãy tần số thấp C2 (0,01µF) và thay đổi tần số RV1 của mạch.
Hình 4.5 Xung đo cơng tắc ở tần số thấp với RV1 bằng 49%
4.2 Vẽ mơ hình trợ lực lái điện bằng Solidwords
- Bảng các chi tiết của hệ thống trợ lực lái điện vẽ bằng Solidwords
Rotuyn – ngoài
Khớp nối
Thanh răng
Trục lái
Rotuyn trong
Nối ren
Khớp các đăng
Nắp đậy motor 2
Thanh nối lái
Gía đỡ
Chụp cao su
Vơ lăng
Ecu
CHƯƠNG 5
THI CƠNG LẮP GHÉP VÀ CHẠY THỬ MƠ HÌNH 5.1 Sơ đồ mạch điện hồn chỉnh và chạy thử
Hình 5.1 Sơ đồ mạch điện
Hình 5.2 Xung đo cơng tắc ở tần số cao với RV1 bằng 96%
+ Giải thích: khi cho hệ thống chạy lúc này công tắc (SW1) đang ở dãy tần số cao
được xung trong hình xung vàng là đo từ chân 3 IC555, xung xanh từ chân chung R2 với chân cơng tắc SW1.
Hình 5.3 Xung đo công tắc ở tần số cao với RV1 bằng 49%
+ Giải thích: khi cho hệ thống chạy lúc này công tắc (SW1) đang ở dãy tần số cao
tại tụ C2 (10µF) lúc này bộ chỉnh tần RV1 được chỉnh ở 49% thì máy đo xung đo được xung như trong hình.
+ Giải thích: khi cho hệ thống chạy lúc này công tắc (SW1) đang ở dãy tần số thấp
tại tụ C1 (0.01µF) lúc này bộ chỉnh tần RV1 được chỉnh ở 49% thì máy đo xung đo được xung như trong hình.
Hình 5.5 Xung đo công tắc ở tần số thấp với RV1 bằng 96%
+ Giải thích: khi cho hệ thống chạy lúc này công tắc (SW1) đang ở dãy tần số thấp
tại tụ C1 (0.01µF) lúc này bộ chỉnh tần RV1 được chỉnh ở 96% thì máy đo xung đo được xung trong hình
5.2 Mơ hình vẽ trợ lực điện bằng Solidwords hoàn thiện( bản vẽ lắp)
CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN KẾT LUẬN 6.1 Những kết quả đạt được
- Vẽ được và nghiên cứu được sơ đồ mạch điện giúp thay đổi vận tốc thông qua thay đổi tần số.
- Vẽ được các chi tiết và bản vẽ lắp hoàn chỉnh của hệ thống trợ lực lái điện.
6.2 Những hạn chế của đề tài
- Chưa làm được mơ hình thực tế.
- Độ chính xác của các chi tiết chưa đạt độ tuyệt đối.
6.3 Hướng phát triển đề tài
Qua thời gian thực hiện đồ án về hệ thống lái trợ lực điện, nhóm chúng em có một số đề nghị cho hướng phát triển của đề tài:
- Nghiên cứu hoạt động của hệ thống trong từng trường hợp cụ thể, ở từng khoảng tốc độ…
- Chế tạo thêm thiết bị giả lập tốc độ cho hệ thống.
- Xây dựng mơ hình và bản vẽ thiết kế trên các phần mềm mô phỏng như AutoCAD, LabVIEW, SOLIDWORDS,…
- Xây dựng và giải các bài tốn quay vịng ổn định với sự trợ giúp của máy tính. - Nghiên cứu nhiều hơn nữa về thuật toán cũng như viết chương trình điều khiển
mạch điện từ đơn giản tới phức tạp.
6.4 Dự tính thi cơng mơ hình
- Thiết kế khung đỡ thực tế cho mơ hình. - Lắp thước lái và bánh xe vào khung đỡ. - Lắp các bộ phận giả lập lực cản cho bánh xe.
- Lắp trục các đăng vào thước lái và liền kề trục lái với các đăng và lắp vô lăng. - Lắp hệ thống trợ lực (hộp EPS và mô tơ trợ lực) vào trục lái.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. TS. Nguyễn Văn Nhanh, Ths. Phạm Hữu Nghĩa, “Hệ thống điều khiển tự động trên ô tô”, HUTECH
2. TS. Nguyễn Văn Nhanh, Ths. Nguyễn Văn Bản, “Hệ thống điện - điện ô tô”, HUTECH
3. TS. Nguyễn Phụ Thượng Lưu, “Hệ thống an toàn và ổn định trên ơ tơ”,
HUTECH
4. Nguyễn Kim Bính, “Kỹ thuật điện”, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp. HCM 5. Tăng Văn Mùi, Trần Duy Nam, “Hướng dẫn sửa chữa – bảo trì xe ơ tơ đời