Tín hiệu điều khiển từ mạch xử lý trung tâm chưa đủ dòng và áp để điều khiển trực tiếp cho động cơ, mạch đông lực sẽ đóng vai trò nhận tín hiệu điều khiển rồi nâng tín hiệu đó tới mức điện áp và dòng điện phù hợp để cấp cho động cơ. Do vậy mạch động lực phải cung cấp đươc công suất lớn với tín hiệu điều khiển nhỏ. Chúng ta sẽ dùng mạch cầu H để điều khiển động cơ một chiều do nó có những ưu điểm sau:
Thiết kế đơn giản, nhỏ gọn với 4 transistor công suất.
Dễ dàng đạt được công suất yêu cầu bằng việc chọn các transistor công suất cao.
Khả năng đóng mở, đảo chiều động cơ với tần suất lớn, có thể kết hợp với băm xung để điều khiển tốc độ động cơ.
Bền và không gây nhiễu điện từ do sử dụng công tắc điện tử.
Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H
Hình 3.18: Mạch cầu H
Trong mạch chúng ta sử dung transistor lưỡng cực BJT đóng vai trò của 4 tiếp điểm S1->S4
BJT là viết tắt của từ Bipolar Junction Transistor là một linh kiện bán dẫn (semiconductor device) có 3 cực tương ứng với 3 lớp bán dẫn trong cấu tạo.
SV: Đoàn Thanh Sơn – Phạm Văn Trưởng – CĐT1 – K54 35 Ba lớp bán dẫn n, p và n kết hợp tạo thành 3 cực C (cực thu-Collector), cực B (nền – Base) và cực E (phát – Emitter).
Do hệ thống chuyển động chậm, động cơ sử dụng trong hệ thống có bộ giảm tốc tỉ số truyền cao, tạo momen rất lớn nên chúng ta chỉ cần sử dụng động cơ có công suất vừa, do đó các transistor sử sụng là các transistor công suất trung bình.
Sơ đồ mạch và linh kiện:
Hình 3.20: Sơ đồ mạch công suất
Mạch sử dụng 2 loại BJT công suất trung bình TIP41C và TIP42C để làm mạch cầu.Điện áp cao nhất mà 2 loai BJT này chịu được là 100V và dòng tối đa là 6A. TIP41C có thể kích trực tiếp, riêng TIP42C cần dùng thêm 1 BJT loại npn 2N3904 làm “mạch kích”.. Các đường L1, L2, R1 và R2 sẽ được vi điều khiển (8051) điều khiển. Do BJT có thể được kích ở tốc độ rất cao nên ngoài chức năng đảo chiều, mạch cầu H dùng BJT có thể dùng điều khiển tốc độ motor bằng cách áp tín hiệu PWM vào các đường kích.
SV: Đoàn Thanh Sơn – Phạm Văn Trưởng – CĐT1 – K54 36
3.7. Động cơ:
Động cơ loại động cơ điện một chiều dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng xoay tấm pin. Do đặc điểm của hệ thống là chuyển động chậm nên sẽ sử dụng động cơ điện một chiều có hộp giảm tốc, vừa tăng momen xoay tấm pin, vừa tiết kiệm năng lượng do chỉ cần dùng động cơ một chiều công suất không quá lớn.
Hình 3.21: Cấu tạo động cơ điện một chiều.
Khi đặt vào hai đầu dây của động cơ một điện áp một chiều U động cơ sẽ quay.Chiều quay của động cơ phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy trong dây dẫn roto của động cơ.Để đảo chiều quay của động cơ ta chỉ cần đảo chân cấp điện vào động cơ.Trong hệ thống, việc cấp điện, đảo chiều quay của động cơ do mạch công suất đảm nhiệm.
SV: Đoàn Thanh Sơn – Phạm Văn Trưởng – CĐT1 – K54 37