Điều khiển tốc độ động cơ một chiều bằng PWM

Bài viết hôm nay xin giới thiệu đến các bạn phương pháp điều khiển tốc độ motor DC bằng PWM. Tìm hiểu về nguyên lý Đọc thêm

Bài viết hôm nay xin giới thiệu đến các bạn phương pháp điều khiển tốc độ motor DC bằng PWM. Tìm hiểu về nguyên lý sơ đồ mạch điện và các mạch tạo xung PWM.

>>> Xem thêm:

Động cơ 1 chiều là gì

Mạch cầu H sử dụng mosfet

Điều khiển tốc độ động cơ dc bằng arduino

Điều khiển tốc độ động cơ dc bằng mạch cầu H L298

[button color=”orange” size=”medium” link=”http://bblink.com/OMJ7Roo” icon=”” target=”false”]Download 5 mạch điều khiển Motor DC Pdf và mô phỏng[/button]

1.   Nguyên lý điều khiển tốc độ motor DC bằng PWM

Điều khiển tốc độ motor bằng PWM là phương pháp thay đổi điện áp đặt vào động cơ. Người ta dùng mạch điện tử để thay đổi độ rộng của xung ngỏ ra mà không làm thay đổi tần số. Sự thay đổi độ rộng xung dẫn đến sự thay đổi của điện áp.

Gọi TON là thời gian xung điện áp ở mức cao trong một chu kỳ T

   TOFF là thời gian xung điện áp ở mức thấp trong một chu kỳ T

Ta sẽ có được: UOUT  = (TON /T)*U

Nhận xét: ở phương pháp này điện áp ngõ ra đặt vào động cơ sẽ nhỏ hơn hoặc bằng điện áp nguồn.

Ưu điểm của phương pháp này là tổn hao công suất trên thiết bị đóng cắt rất thấp. Khi khóa chuyển mạch tắt thì không có dòng điện chạy qua, khi khóa mở thì dòng điện chạy qua tải nên không có sụt áp trên thiết bị đóng cắt.





điều khiển tốc độ motor bằng pwm

Phương pháp điều chế độ rộng xung PWM

2.   Tạo xung điều khiển PWM

Có rất nhiều cách để tạo xung điều khiển PWM như lập trình vi điều khiển, dùng IC555, IC TL494,…

2.1   Tạo xung PWM bằng IC555

Để hiểu nguyên lý mạch tạo xung bằng IC555 ta xét mạch cơ bản như hình bên dưới. Xung răng cưa được tạo ở chân 2,6 do mạch tạo dao động R,C. Ta nhận thấy khi tụ C1 nạp thì đầu ra xung ở mức cao. Và đầu ra ở mức thấp khi tụ C1 xả qua điện trở R2.

Nguyên lý hoạt động của mạch dùng IC555

Nguyên lý tạo xung PWM của IC555

Khi thay đổi biến trở RV1 thì tần số xung ngỏ ra bị thay đổi và độ rộng của xung không thể thay đổi từ 0-100% do thời gian nạp, xả của tụ C1 thay đổi. Diode D1 và D2 dùng để ổn định tần số xung ngỏ ra.

tạo xung pwm bằng IC555

Điều chế độ rộng xung bằng IC 555

Tần số xung của mạch phụ thuộc vào giá trị điện trở R2, biến trở RV1, tụ điện C1. Chọn tụ C1 là tụ không phân cực thu được tần số ngỏ ra cao, dùng tụ hóa giá trị lớn sẽ thu được tần số thấp hơn.

Video mô phỏng mạch tạo xung PWM bằng IC555 trên phần mềm proteus:

2.2   Tạo xung PWM bằng vi điều khiển Arduino

Ở board Arduino UNO có thể xuất xung PWM có tần số 490Hz ở các chân 3,8,9,11 và tần số 980Hz ở chân 5,6.

Để xem chi tiết cách lập trình Arduino vui lòng xem lại bài viết trước:

Điều khiển tốc độ động cơ bằng Arduino

Tạo xung pwm bằng arduino

Mô phỏng xuất xung PWM bằng Arduino

Video mô phỏng Arduino xuất xung PWM trên phần mềm proteus:

3.   Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ motor DC bằng PWM

Dòng điện cho phép ngỏ ra của vi điều khiển hay IC555 luôn nhỏ hơn 200mA. Để điều khiển động cơ cần sử dụng các khóa công suất bán dẫn như IGBT hay Mosfet.

đồ mạch điều khiển được vẽ như hình bên dưới:

sơ đồ điều khiển tốc độ motor bằng pwm

Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ motor DC bằng PWM

Nguyên lý hoạt động: Mạch IC555 xuất xung điều khiển PWM có điện áp ở mức cao là 5V. Xung điều khiển được cách ly thông qua opto quang PC817. Do Mosfet chỉ dẫn hoàn toàn khi điện áp kích ở cực G từ 12 – 18V, do đó cần mạch đệm sử dụng hai transitor Q1,Q2. Điện trở R3 giảm dòng điện nạp của tụ ký sinh ở Mosfet.

Chi tiết nguyên lý mạch điều khiển tốc độ động cơ xem lại bài viết trước:

Điều khiển tốc độ động cơ bằng Arduino

Video mô phỏng mạch điều khiển tốc độ motor DC bằng PWM:

Nhận xét: Xung PWM của IC555 và xung ngỏ ra động cơ ngược pha nhau. Nhưng do điện áp xung ngõ ra được đo ở phía dưới động cơ nên khi giá trị độ rộng xung 100% thì động cơ sẽ ngừng quay. Do đó khi giá trị biến trở lớn nhất thì tốc độ động cơ lớn nhất.

Nơi mua Arduino giá rẻ mà chất lượng?

Với giá bán cạnh tranh trên các sàn thương mại điện tử được nhiều người sử dụng đánh giá cao. Giao hàng tận nơi, với chính sách hoàn trả tiền nếu sản phẩm bị lỗi nên khách hàng có thể yên tâm đặt sử dụng các sản phẩm của Shop. giá bán trên shopee

+ Giao hàng nhanh

+ Đổi hàng hoặc hoàn tiền trong vong 3 ngày.

+ Sản phẩm được nhiều khác hàng yêu thích

+ Giá rẻ bất ngờ chỉ từ 55.000 với arduino chíp dán

arduino shopee giá rẻ

Tài liệu tham khảo

[1] Wikipedia điều chế độ rộng xung, 2/1/2021

[2] Howtomechatronics control motor using IC555, 2/1/2021

 

Hãy bình luận đầu tiên

Để lại một phản hồi

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiện thị công khai.


*