Luận Văn Các phương pháp điều khiển động cơ bước

MỤC LỤC
Trang
PHẦN MỞ ĐẦU 1
1. Lí do chọn đề tài 1
2. Nội dung đề tài 1
3. Đối tượng nghiên cứu 1
4. Phương pháp nghiên cứu 1
5. Cấu trúc đề tài 2
PHẦN A: PHẦN LÝ THUYẾT 3
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ BƯỚC 3
1.1 Giới thiệu động cơ bước 3
1.2 Các loại động cơ bước và nguyờn lớ hoạt động 4
1.2.1 Động cơ biến từ trở 5
1. 2.2 Động cơ bước đơn cực 7
1.2.3 Động cơ bước hai cực 9
1.2.4 Động cơ bước nhiều pha 11
1.3 Vật lý học động cơ bước 13
1.3.1 Tĩnh học 13
1.3.2 Điều khiển nửa bước và vi bước 15
1. 3.3 Lực ma sát và vùng chết 17
1.3.4 Động lực học 19
1.3.5 Cộng hưởng 21
1.3.6 Cộng hưởng và động cơ lý tưởng 22
1.4 Các mạch điều khiển động cơ bước cơ bản 25
1.4.1 Động cơ biến từ trở 25
1.4.2 Động cơ hỗn hợp và nam châm vĩnh cửu đơn cực 28
1.4.3 Dẫn động từ trở và đơn cực trong thực tế 31
1.4.4 Động cơ hai cực và mạch cầu H 33
1.4.5 Mạch điều khiển động cơ hai cực thực tế 36

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIấN ĐỘNG CƠ BƯỚC 41
2.2 Các phương pháp điều khiển 42
2.3 Các đặc trưng của tín hiệu điều khiển động cơ bước 42
2.4 Điều khiển dòng điện I và điện áp U cấp cho cuộn dây stato .43
2.4.1. Điều khiển dũng –ỏp bằng hệ số L/R 43
2.4.2. Điều khiển dũng ỏp bằng độ rộng xung 43
2.4.3. Điều khiển dũng-ỏp bằng điện áp hai mức 46
2.5 Điều khiển tốc độ quay của động cơ bước. 47
2.6 Đảo chiều động cơ bước 48
2.7 Điều khiển động cơ bước bằng phương pháp băm xung tần số 50
2.7.1 Phương pháp băm xung tần số không đổi 52
2.7.2. Phương pháp băm xung duy trì thời gian toff không đổi 58
2.7.3 Phương pháp băm xung với tần số tự do 59
2.7.4. Kết luận 60
2.8. Tìm hiểu khối đệm giữ liệu 62
2.8.1.Khối điều khiển 62
2.8.2 Một số mạch nối động cơ bước với khối đệm. 63
2.9 Mạch điều khiển động cơ bước dùng ic 89C51 67
2.9.1 Giới thiệu sơ lược về IC 89C51 67
2.9.2 Phương pháp điều khiển động cơ bước 71
2.9.3 Mạch tạo xung điều khiển tự động động cơ bước 72
2.10 Mạch điều khiển động cơ bước dùng IC555 74
2.10.1 Mạch tạo xung. 74
2.10.2 Vi mạch giải mã IC 4017. 75
2.10.3 Bộ chuyển mạch điện tử. 75
PHẦN B: PHẦN THỰC NGHIỆM 75
KẾT LUẬN 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong những năm gần đây động cơ bước đã và đang được sử dụng rộng rãi trong các hệ điều khiển chính xác. Động cơ bước được ứng dụng nhiều trong ngành Tự động hoá, chúng được ứng dụng trong các thiết bị cần điều khiển chính xác.
Động cơ bước là một loại động cơ điện nhưng có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường.
Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bước nờn cú độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học. Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần số nhất định. Tổng số góc quay của rụto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của rụto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi.
Chính vì vậy luôn tồn tại những vấn đề phát sinh trong việc điều khiển một cách có hiệu quả động cơ này. Do đó, em lựa chọn đề tài này để đưa ra một số phương pháp điều khiển động cơ bước để động cơ có những dịch chuyển chính xác theo yêu cầu đặt ra.
2. Nội dung đề tài
Nôi dung đề tài là ”Các phương pháp điều khiển động cơ bước”.
3. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu về Động cơ bước và nguyên lý hoạt động của động cơ bước, đồng thời tìm hiểu về ứng dụng của vi xử lý trong điều khiển động cơ bước.
4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu tài liệu, vi xử lý.
Xây dựng mạch thực nghiệm.

5. Cấu trúc đề tài
Ngoài phần mở đầu và tài liệu tham khảo. Nội dung của khóa luận được chia làm hai phần:
Phần a: Phần lý thuyết
Chương I: Giới thiệu chung về động cơ bước
Chương II: Các phương pháp điều khiển động cơ bước
Phần b: Phần thực nghiệm
Thiết kế mạch tạo xung điều khiển động cơ bước.