Luận Văn Thiết kế phần cứng cho hệ thống điều khiển truyền động động cơ xoay chiều ba pha

THIẾT KẾ PHẦN CỨNG CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA

CHƯƠNG 2.THIẾT KẾ PHẦN CỨNG CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA


*1. Sơ đồ ghép phối vào ra:

Sơ đồ nguyên lý :


Sơ đồ mạch card điều khiển máy tính(see the figure).

Nguyên lý làm việc card ghép nối máy tính điều khiển :
Bộ vi xử lý có nhiệm vụ tính toán các thông số theo các thuật toán của các kỹ sư thiết kế đã lập trình. Đầu tiên ta đặt chế độ định trước cho động cơ làm việc bằng cách đặt tốc độ quay của roto.Bộ vi xử lý sẽ tính toán với tốc độ ta đặt trứơc, vi xử lý thông qua bọ biến đổi D/A mà đưa ra một điện áp nào đó vào bộ biến tần.

Và bộ biến tần sẽ khởi động quay roto động cơ.Khi động cơ bắt đầu làm việc bộ đo tốc độ quay của động cơ cũng làm việc và nghi nhận tốc độ quay của động cơ và phản hồi về bộ vi xử lý trung tâm.Để đo tốc độ quay ta có thể sử dụng một trong ba khả năng : máy phát tốc, maý phat xung, máy đo góc tuyệt đối.Trong đó, máy phát tốc đã dần đi vào dĩ vãng, do dộ chính xác thấp, lại đòi hỏi phần biến đổi ADC có độ chính xác cao để số hoá tín hiệu đo.

Vì vậy ở trong phần thiết kế hệ thống này chúng ta sử dụng máy phát xung ENCORDER. Máy phát xung ENCORRDER hoạt động trên nguyên tắc từ huặc quang học đều cấp ra hai chuỗi tín hiệu digital lệch pha nhau một góc ,lặp lại (tương ứng với số vạch khắc của máy) sau mỗi vòng quay. Số vạch khắc của máy thường nằm trong khoảng 512 . 8192/1 vòng. Thông thường các máy phát còn kèm theo khả năng xử lý xườn của các tín hiệu và trên cơ sở đó cho phép tăng số lượng vạch /1vòng lên 4 lần.Các chuỗi xung được đưa tới các cửa vào của khâu đếm tiến, thông qua lượng đếm được trong một chu kỳ nhất định ( ví dụ chu kỳ điều chỉnh tốc độ quay ) ta sẽ tính được tốc độ quay của động cơ. Tất cả những điều mô tả ở trên đều thuộc về kiến thức cơ sở. Nếu tận dụng được khả năng nhân 4, ta có công thức sau :



Trong đó :

: chu kỳ điều chỉnh tốc độ quay, ở đây đồng thời là chu kỳ
đếm xung (đo bằng giây)
: lượng vạch / 1vòng của máy phát (ICE: ỉncemental encorder)
: lượng vạch đếm được trong thời gian

Khi đó thông qua công thức trên bộ vi xử lý sẽ tính được tốc độ quay của động cơ xoay chiều ba pha.Tiếp đó bộ xử lý trung tâm sẽ so sánh với tốc độ đặt trước, tính toán sai lệch. Sau đó đưa dữ liệu điều khiển biến tần thông qua bộ ADC gián tiếp điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều ba pha.

Cứ như vậy số liệu máy tính sẽ cập nhật theo từng chu kỳ của vòng lặp điều khiển chính xác tốc độ động cơ do yêu cầu hệ thống đòi hỏi.

Card ghép nối máy tính điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều ba pha gián tiếp qua biến tần ta cần dùng rãnh cắm 16 bit theo tiêu chuẩn rãnh cắm ISA (Industry Standard Architecture ).Thông thường rãnh cắm ISA có 62 đường tín hiệu dụng cho mục đích thông tin với một card cắm vào. Về cơ bản các đường tín hiệu nay được chia thành các đường dẫn tín hiệu, đường dẫn địa chỉ và đường dẫn điều khiển.Vùng vào ra của máy tính PC đã chiếm giữ 64Kbyte của bộ nhớ tổng cộng với dung lượng hàng Mbyte trở lên Vì vậy vùng vào ra của một card mở rộng không được phép bao trùm lên vùng địa chỉ voà / ra của máy tính.Địa chỉ quy định của một card mở rộng chỉ được phép có địa chỉ nằm trong khoảng . Các đường dẫn địa chỉ được sử dụng trong vùng này là .Thông thường thì các địa chỉ mà dưới địa chỉ này máy tính có thể trao đổi với card mở rộng có thể đặt chính trên card.Bây giờ nhiệm vụ của tấm bản mạch ( card ) được gài vào là so sánh các đường dẫn địa chỉ ở máy tính với địa chỉ đã được thiết lập xem có thống nhất không và thông báo sự đánh giá ở một bộ điều khiển logic.Chỉ khi sự thống nhất một cách chính xác mới có thể tiến hành sự trao đổi thông tin với máy tính.Thông thường một card mở rộng có nhiều khối chức năng, bộ biến đổi A/D, D/A, khối xuất nhập dữ liệu số, các khối này được trao đổi dưới những địa chỉ khác nhau điều khiển từ máy tính.

Mạch logic bộ giải mã chứa linh kiện hai vi mạch 74HC138.Vi mạch74HC138