MỤC LỤC

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ DC VÀ ĐỘNG CƠ BƯỚC 1

Chương I: Giới thiệu động cơ DC và các phương pháp điều chỉnh động cơ DC 2

I. Giới thiệu về động cơ một chiều 2

II. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ DC 8

III. Chỉ tiêu chất lượng của hệ truyền động điện 10

IV. Các phương pháp đảo chiều quay dùng động cơ transistor 21

Chương II: Điều chỉnh vị trí động cơ DC 24

I. Khái niệm 24

II. Điều khiển vị trí dùng PID 24

III. Điều khiển vị trí dùng logic mờ 26

Chương III: Giới thiệu về động cơ bước và phương pháp điều khiển động cơ bước 28

I. Động cơ từ trở thay đổi 29

II. Động cơ đơn cực 30

III. Động cơ lưỡng cực 32

IV. Động cơ nhiều pha 33

V. Các mạch điều khiển động cơ bước cơ bản 34

PHẦN II: GIỚI THIỆU PLC S7_200 VÀ CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN 41

Chương I: Giới thiệu PLC Simatic S7_200 42

I. Giới thiệu về phần cứng và cấu hình của PLC 42

II. Giới thiệu về tập lệnh S7_200 51

Chương II: Các thiết bị liên quan 105

I. Thiết bị giải mã vị trí 105

II. Transistor 107

PHẦN III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 111

Chương I: Thiết kế mô hình hệ thống 112

Giới thiệu mô hình 112

Chương II: Hệ thống điều khiển và mạch gia công tín hiệu 117

I. Hệ thống điều khiển valve 117

II. Khâu hồi tiếp 117

III. Mạch gia công tín hiệu 117

Chương III: Thiết kế mạch phần cứng 119

I. Mạch tạo xung vuông 119

II. Mạch kích động cơ bước 121

III. Mạch điều khiển động cơ bước 123

IV. Mạch điều khiển động cơ DC 128

Chương IV: Thiết kế phần mềm 131

I. Giải thuật 131

II. Chương trình điều khiển 140

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ DC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC

I. Giới thiệu về động cơ một chiều

1. Khái niệm

Ngày nay, mặc dù điện xoay chiều được sử dụng rất rộng rãi. song máy điện một chiều vẫn tồn tại, đặc biệt là động cơ điện một chiều.

Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi cần momen mở máy lớn hoặc trong yêu cầu điều chỉnh tốc độ và phạm vi rộng.

Trong các thiết bị tự động, các máy điện khuếch đại, các động cơ chấp hành cũng là máy điện một chiều. Ngoài ra, các máy điện một chiều còn thấy trong các thiết bị ô tô, tàu thủy, máy bay, các máy phát điện một chiều điện áp thấp dùng trong thiết bị điện hóa, hàn điện với chất lượng cao.

Nhược điểm chủ yếu của máy điện một chiều là có cổ góp làm cho cấu tạo phức tạp, đắc tiền , kém tin cậy và nguy hiểm trong môi trường dễ nổ. Khi sử dụng động cơ một chiều cần phải có nguồn một chiều kèm theo.

2. Nguyên lý làm việc

Khi cho điện áp một chiều U vào 2 chổi điện A và B, trong dây quấn phần ứng có dòng điện Iư . các thanh dẫn ab, cd có dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực Fđt tác động làm cho rô to quay. Chiều lực xác định theo qui tắc bàn tay trái.

Phương trình điện áp:

U = Eư + Rư Iư .

Trong đó: Eư là sức phản điện.

Iư là dòng điện trong dây quấn phần ứng

Rư là điện trở của dây quấn phần ứng.

U là điện áp đưa vào.

Sức điện động của động cơ điện một chiều:

Trong đó : p là số đôi cực từ chính.

N là số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần cứng.

a là số đôi cực nhánh song song của cuộn dây.

n là tốc độ quay (vòng / phút).

 là từ thông kích từ dưới một cực từ (wb).

Mômen điện từ của động cơ:

Momen điện từ là momen quay, cùng chiều với tốc độ quay n.

3. Điều chỉnh tốc độ

Ta có phương trình: Eư = U – Rư Iư

Thay trị số Eư = kE . . n

Ta có phương trình tốc độ:

Ta có các phương pháp điều chỉnh tốc độ:

 Mắc điện trở điều chỉnh vào mạch phần ứng:

Khi thêm điện trở vào mạch phần ứng, tốc độ sẽ giảm. Tổn hao trên phần ứng lớn nên chỉ số sử dụng với động cơ công suất nhỏ.

 Thay đổi điện áp U:

Nguồn điện một chiều điều chỉnh được dùng để cung cấp điện áp cho động cơ. Phương pháp này được sử dụng nhiều.

 Thay đổi từ thông:

Thay đổi từ thông bằng cách thay đổi dòng điện kích từ.

Khi điều chỉnh tốc độ ta kết hợp các phương pháp trên với nhau.

Ví dụ: phương pháp thay đổi từ thông kết hợp với phương pháp thay đổi điện áp thì phạm vi điều chỉnh rất rộng. Đây là ưu điểm lớn của động cơ điện một chiều