Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Giáo viên hướng dẫn : TS.Trần Văn Thịnh
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Hùng
Lớp : Thiết bị điện – điện tử 1 -
K52
MSSV : 20071415
1
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
• Động cơ Nema size 14 – 3518X-08, điện áp 24V DC dòng điện 0,35A,
mômen 0,05Nm, Rf = 8,5Ω , Lf = 5,8mH, góc bước 1,80
• Điều khiển bước và điều khiển quay không đảo chiều
2
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Chương I : GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ
BƯỚC
Chương II : ỨNG DỤNG ĐỘNG CƠ
BƯỚC TRONG CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG
RỜI RẠC
Động cơ
bước Chương III : CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU
KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC
Chương IV : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU
KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC
3
- Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
1 . Giới thiệu chung
2. Nguyên lý hoạt động
Chương I : GIỚI
3. Cấu tạo và phân loại
THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ
BƯỚC
4. Ưu điểm và nhược điểm của
động cơ bước
5. Giới thiệu về động cơ bước
5.
NEMA size 14-3518X-08
4
- Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Giới thiệu
chung
1 xung bằng 1 Số xung bằng số
bước bước
5
- Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Nguyên lý hoạt động
Xung 1 Xung 2
cực cự c
Sơ đồ nguyên lý hoạt động Xung điện áp
6
- Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Cấu tạo và phân loại
• Cấu tạo : gồm 2 bộ phận chính là : roto và stato
Động cơ bước nam châm vĩnh
c ửu
• Phân loại Động cơ bước có từ trở thay đổi
Động cơ bước kiểu hỗn hợp
7
- Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Ưu điểm và nhược điểm của động cơ bước
• Ưu điểm :
+ ) Mô men ở chế độ giữ lớn
+ ) Điều khiển dễ dàng, chính xác, động cơ bước có độ chính xác 3-5 %
của mỗi bước và không tích lũy sai số sang bước tiếp theo
+ ) Dễ dàng khởi động, dừng và đảo chiều quay của động cơ
+ ) Chế tạo động cơ đơn giản, ít tốn kém, dễ điều khiển
+ ) Tốc độ quay tỉ lệ tần số xung đầu vào.
• Nhược điểm
:
+ ) Rất khó để hoạt động ở tốc độ cao.
+ ) Cần phải chế tạo bộ điều khiển,nên tốn chi phí.
8
- Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Giới thiệu về động cơ bước NEMA size 14-3518X-08
Các đầu dây của động
cơ
9
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Chương II :
ỨNG DỤNG ĐỘNG CƠ BƯỚC TRONG CÁC HỆ
TRUYỀN ĐỘNG RỜI RẠC
10
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Ba chế độ điều khiển động cơ bước
Các đặc trưng của tín hiệu điều khiển
động cơ bước
Chương III :
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ BƯỚC
Điều khiển tốc độ quay của động cơ
bước
Điều khiển chiều quay của động cơ
bước
11
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Ba chế độ điều khiển động cơ
bước
Giản đồ nguyên lý các lực điện từ
khi điều khiển ở chế độ vi bước.
Từ tam giác OAB, OAC và OAD ta có :
A
F1 +F2 .cosα
F1
F
cosβ=
C
F12 +F2 2 +2.F1.F2 .cosα
β
D
α
O
F2
B
Điều khiển vi bước
Điều khiển nửa
Điều khiển cả bước
bước
12
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Các đặc trưng của tín hiệu điều khiển động cơ
bước
Đối với động cơ bước, tín hiệu điều khiển là các xung rời rạc kế tiếp nhau. Việc điều
khiển động cơ bước phụ thuộc vào các tham số sau của xung điều khiển:
• Dòng điện I, kể cả cực tính (và liên hệ mật thiết với nó là mức điện áp U)
• Độ rộng xung (liên quan đến khả năng dịch
bước)
• Tần số xung (liên quan đến tốc độ quay).
• Cách thức cấp xung, bao gồm thứ tự và số lượng cuộn dây pha được cấp (liên
quan đến chiều quay và mô men tải).
Tùy thuộc vào việc cấp xung điện, động cơ bước có bốn trạng thái sau
đây:
• Trạng thái không hoạt động
• Trạng thái giữ
• Trạng thái dịch chuyển bước
• Trạng thái quay quá giới hạn
13
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Điều khiển tốc độ quay của động cơ Điều khiển chiều quay của động cơ
Đi
bước bước
Thay đổi tần
số dịch bước f
Động cơ bước
Động cơ 1
Động cơ bước có thể quay với bất kỳ tốc độ
nào trong giải từ 0 vòng/phút đến giá trị cực chiều
đại cho phép.
14
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Thiết kế mạch tạo xung điều khiển
động cơ bước
Chương IV : THIẾT KẾ
Thiết kế mạch công suất điều khiển
MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG
động cơ bước
CƠ BƯỚC
Mạch điều khiển động cơ bước hoàn
chỉnh
15
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Thiết kế mạch tạo xung điều khiển động cơ
bước
Giới thiệu về dạng xung điều khiển động cơ bước
Gi
Dạng xung điều khiển động cơ 4
Dạng xung điều khiển động cơ 2
pha pha
Giản đồ xung điều Giản đồ xung điều Giản đồ xung điều Giản đồ xung điều
khiển nửa bước khiển cả bước động khiển cả bước động khiển nửa bước
động cơ 2 pha cơ 2 pha cơ 4 pha động cơ 4 pha
16
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Mạch tạo xung dùng vi xử lý IC
89C51
Mạch tạo xung dùng vi mạch
Các
Các mạch tạo xung cơ bản
giải mã IC 4017
Mạch tạo xung dùng IC chuyên
dụng IC L297
17
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Mạch tạo xung dùng vi xử lý IC 89C51 Mạch tạo xung dùng vi mạch giải mã
IC 4017
Mạch mô Mạch mô
phỏng phỏng
Ưu điểm và nhược điểm Ưu điểm và nhược điểm
18
- 19
10u
C1
1
C2
104uF
6 2
TH TR
10k
GND
RV1
GND GND
38%
+5V +5V
5
CV
7
DC
3 4
Q R
VCC
10k
2k2
3n3
R4
555
8
C3
R3
U4
22k
100
R2
R1
2
1 16
GND
SYNC OSC
15
VREF
13 11
B
A
D
C
SENS2 CONTROL
14
SENS1 +5V
3
HOME
8
INH2
5 18
INH1 CLOCK
9 17
D CW /CCW
7 19
C HA LF/FULL
6 20
B RESET
4 10
A ENABLE
VCC
U1
L297
12
1k
1k
1k
R5
R6
R7
B
A
D
C
+5V
khiển phỏng
Dạng xung điều Mạch mô
Mạch tạo xung dùng IC chuyên dụng IC L297
Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
- Đề tài : Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước
Mạch tạo xung dùng IC chuyên dụng IC L297
Ưu điểm và nhược điểm
Lựa chọn mạch tạo xung điều khiển động cơ
bước
Mạch tạo xung điều khiển động cơ bước dùng IC chuyên dụng IC L297
20
nguon tai.lieu . vn
