5.1. Nguyên lý Khởi động
Đóng áptơmát cung cấp điện cho hệ thống truyền động điện (mạch kích từ, máy biến áp động lực, nguồn ni mạch điều khiển. Khi đó mạch tạo xung nhận tín hiệu điện áp chủ đạo trên điện trở điều khiển tạo ra các xung điều khiển từ Arduino. Để điều khiển mở các thyristor thông qua IC truyền xung. Để tạo ra các xung điều khiển, ta phải tạo ra tín hiệu điều khiển Uđk nhờ vi xử lý Arduino và tín hiệu này được so sánh với điện áp ngưỡng tại điểm 0v. Do có tín hiệu Uđk nên nó điều khiển được góc mở của bộ chỉnh lưu . Khi khởi động dòng khởi động rất lớn động cơ được khởi động rơi trên đoạn đặc tính động khi đó phản hồi âm dịng có ngắt hoạt động lấy xung tính tốn và đẩy nhanh q trình q độ tiến tới làm việc xác lập tại điểm ứng với tải với sai lệnh nhỏ hơn 4%.
5.2. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ
Muốn điều chỉnh tốc độ của động cơ, thì điều chỉnh trị số điện áp chủ đạo (tín hiệu điện áp đặt tốc độ) đưa tới chân đọc tín hiệu analog của arduino. Khi điện áp chủ đạo thay đổi sẽ làm cho điện áp điều khiển thay đổi, dẫn đến thay đổi thời điểm phát xung điều khiển đến các cực điều khiển của Thyristor, nghĩa là làm thay đổi góc mở của Thyristor. Kết quả là điện áp đặt vào mạch phần ứng động cơ thay đổi và như vậy tốc độ động cơ thay đổi. Giả sử muốn tăng tốc độ động cơ thì ta tăng biên độ của điện áp chủ đạo (tín hiệu điện áp đặt tốc độ ucđ), làm cho điện áp điều khiển uđk= (uđ- n) tăng góc điều khiển giảm, điện áp chỉnh lưu tăng dẫn đến điện áp đặt vào phần ứng động cơ tăng, kết quả là tăng tốc độ của động cơ. Muốn giảm tốc độ thì làm ngược lại.
5.3. Nguyên lý ổn định tốc độ
Khi tốc độ của động cơ tăng đến mức ngưỡng của khối điều khiển tốc độ thì khối này bắt đầu tác động vào hệ thống điều khiển tự động.
Giả sử động cơ đang làm việc ở một tốc độ đặt nào đó ứng với tín hiệu điện áp chủ đạo (ucđ). Nếu vì một lý do nào đó làm cho tốc độ của động cơ thay đổi (chẳng hạn sự thay đổi của mômen tải) lúc này mạch phản hồi âm tốc độ tác động làm cho lượng
n thay đổi theo bù lại sự thay đổi của tốc độ, kéo tốc độ về vị trí ổn định.
Nếu vì lý do nào đó tốc độ động cơ tăng dẫn đến n tăng, trong khi đó ucđ khơng
động), uđk giảm góc điểu khiển tăng điện áp chỉnh lưu ud giảm tốc độ động cơ n giảm. Nếu vì một lý do nào đó n giảm n giảm (ucđ-n) tăng giảm ud tăng, kết quả là tốc độ n tăng đến giá trị ban đầu.
Như vậy tốc độ động cơ luôn được giữ ổn định trong vùng giới hạn cho phép xung quanh giá trị đặt
5.4. Nguyên lý tự động hạn chế phụ tải
Mạch vòng hạn chế dòng điện chỉ tác động khi dòng điện chạy trong mạch phần ứng của động cơ tăng lớn hơn trị số dòng điện cho phép (Ing). Còn khi hệ thống đang làm việc ổn định thì mạch hạn chế dịng điện khơng tác động.
Giả sử động cơ đang làm việc với trị số điện áp chủ đạo nào đó. Nếu vì 1 lý do nào đó (chẳng hạn sự tăng q mức của phụ tải) làm cho dòng điện mạch phần ứng của động cơ tăng (Iư). Khi dòng phần ứng Iư > Ing thì I > 0 tác động đến khâu âm dịng có ngắt như đã thiết kế, tức là giảm bớt điện áp điều khiển: uđk= (ucđ - n )Kn - (Iư - Ing)
dẫn đến điện áp chỉnh lưu (ud) giảm kéo theo dòng điện Id giảm. Khi dòng điện phần ứng tăng lớn thì mạch hạn chế dịng điện sẽ tác động ngắt dòng làm cho tốc độ động cơ giảm nhanh về 0. Khi tốc độ động cơ n đủ nhỏ làm cho điện áp mạch tổng hợp ổn định tốc độ đạt đến bão hoà: ucđ - n = uđk1max thì chỉ có khâu ngắt dịng tác động, dịng điện phần ứng được ghìm ở trị số dòng điện dừng (Idđm2,5.I ).
5.5. Nguyên lý dừng hệ thống
Khi muốn dừng hệ thống ta ấn nút dừng, cắt toàn bộ hệ thống ra khỏi nguồn cung cấp đồng thời cắt relay đưa điện trở hãm vào động cơ thực hiện hãm động năng , tồn
bộ năng lượng được tích luỹ trên động cơ sẽ giải phóng quaRh, tốc độ giảm dần , khi tốc độ gần giảm về 0 ta cắt Rh ra để động cơ hãm tự do.
Tài Liệu Tham Khảo
1. Giáo trình Tổng hợp hệ điện cơ – Trường ĐH Kỹ thuật Cơng nghiệp 2. Giáo trình Điện tử cơng suất – Trần Xuân Minh – Đỗ Trung Hải
3. Giáo trình Cơ sở truyền động điện – Trường ĐH Kỹ thuật Cơng nghiệp 4. Giáo trình truyền động điện – Bùi Quang Khánh - Nguyễn Văn Liên 5. Điện tử cơng suất – Nguyễn Bính
6. Tự động điều chỉnh truyền động điện Bùi Quốc Khánh - Dương Văn Nghi Phạm Quốc Hải - Nguyễn Văn Liên 7. Lý thuyết điều kiển tự động
Đặng Văn Đào - Lê Văn Doanh
8. Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động – Nguyễn Phùng Quang, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội 2006.
9. http://www.arduino.cc
10.http://www.arduino.vn