sam8182000
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
LỜI NÓI ĐẦU
PHẦN I: TỔNG QUAN CNC
1.1. KHÁI NIỆN MÁY CNC
1.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN CNC
1.3. HỆ TOẠ SỬ DỤNG TRONG MÁY CNC
1.3.1 hệ toạ độ vuông góc
1.3.1.1 Dùng toạ độ Đề các.
1.3.1.2 Dùng toạ độ cực
1.3.2 Những điểm quan trọng trong một hệ toạ độ
1.4. QUAN HỆ GIỮA CÁC TRỤC TOẠ ĐỘ
1.5. CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN CỦA MÁY CÔNG CỤ CNC.
PHẦN II: GIỚI THIỆU CNC CYBER-MILL
PHẦN III: ĐỘNG CƠ BƯỚC
I. GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ BƯỚC
1. Khái quát về động cơ bước
2. Nguyên lý hoạt động.
3. Mômen đồng bộ và trạng thái ổn định của động cơ bước
4. Cấu tạo và phân loại động cơ bước
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC
1. Ba chế độ(Mode) điều khiển động cơ bước.
2. Các đặc trưng của tín hiệu điện điều khiển động cơ bước
3.2. Điều khiển dòng-áp băng hệ số L/R
3.3. Điều khiển dòng-áp bằng độ rộng xung:
3.4. Điều khiển dòng-áp bằng điện áp hai mức
PHẦN IV: GIỚI THIỆU VI MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC L297 VÀ L298
1. Vi mạch điểu khiển động cơ bước L297.
2. Vi mạch L298
3. Thiết lập thứ tự điều khiển pha
4. Các tín hiệu INH1 và INH2
5. Các tín hiệu khác
6. Điều khiển dòng tải
7. Điều khiển dòng tín hiệu pha và bằng tín hiệu INHIBIT.
VCC: điện áp nguồn cấp;
RS: Điện trở nguồn cấp;
D : điôt dumper (làm nhụt - xả năng lượng).
Ki : chuyển mạch điện tử cho cuộn dây pha thứ i.
Trạng thái giữ, khoá K đóng liên tục, người ta thường cấp dòng điện I hay điện áp U bằng khoảng 65%100% giá trị danh định.
Vì là dòng một chiều nên ở chế độ giữ, điện cảm L không làm sụt áp, ta có phương trình:
VCC = I.RS+I.R;
VCC = I.R¬¬¬¬¬¬S+U;
từ đây ta có ba cách cấp điện ở chế độ giữ như sau:
- Cấp bằng nguồn ổn áp: RS=0; VCC=U;
- Cấp bằng nguồn dòng có ICC=I.
- Cấp bằng nguồn ổn áp có nguồn cấp cao hơn U và mắc điện trở nối
tiếp RS.
Muốn cho động cơ quay một bước thì phải ngắt dòng điện cuộn thư i (mở KI) và đống khoá KJ cho dòng điện đi vào cuộn dây thứ j. Giả thiết rằng các khoá điện tử KI và KJ đóng ngắt tức thì(t=0).
Tại cuộn dây thứ i(cuộn dây bị ngắt) ở đầu điôt D xuất hiện suất điện động và năng lượng từ trường Li2/2 sẽ được giải phóng qua điốt D
Tại cuộn dây thứ j ta có phương trình : VCC= E+L.(di/dt)+i.r;
trong đó:
VCC: điện áp một chiều cấp vào;
r=RS+R: tổng trở toàn mạch;
i: dòng điện tức thời trong cuộn dây;
E: suất điện động quay, cảm ứng trong cuộn dây stato bởi từ trường của nam châm vĩnh cửu của rôto, chỉ tồn tại khi rôto đang quay từ vị trí thứ i sang vị trí thứ j, khi rôto đứng yên ở trạng thái giữ thì E=0;
i=(VCC-E)/r.(1-et/T)
Giải phương trình vi phân trên ta được biểu thức cho dòng điện:
Trong đó: T=L/r- hằng số thời gian.
Như vậy là dòng điện không xác lập ngay lập tức mà tăng lên từ từ:
- Khi bắt đầu khởi động (E=0), dòng điện tăng với hệ số góc VCC/L,
- Sau điểm khởi động, dòng điện tăng với hệ số góc (VCC-E)/L cho
đến khi rôto dừng ở vị trí mới, lúc đó dòng điện đạt tới giá trị I0.
- Sau khi rôto dừng ở vị trí mới,dòng điện tiếp tục tăng với hệ số góc
VCC¬¬/L đến giá trị xác lập VCC/r.
Đặc tuyến thời gian(và góc) của dòng điện stato được biểu diễn trên hình sau:
Từ các kết quả trên rút ra những nhận xét quan trọng sau:
a, phải thiết kế sao cho dòng điện xác lập không vượt quá dòng điện tối đa cho phép(V¬CC/rI¬¬max) nếu sau khi quay một bước rôto dừng và duy trì ở vị trí ở vị trí giữ.
b, Nếu sau khoảng thời gian t1, rôto quay xong góc bước , ta lại chuyển mạch để rôto quay bước tiếp theo thì dòng điện không bao giờ đạt tới giá trị xác lập. Điều đó giải thích tại sao khi quay với tốc độ lớn dòng điện cấp cho động cơ lại nhỏ.
c, Nếu tăng tỷ số VCC/r thì thời gian để động cơ quay một bước (t1) sẽ nhỏ đi do dòng điện đạt đến giá trị I¬0 nhanh hơn. Điều đó giải thích tại sao muốn cho động cơ quay nhanh thì phải cấp điện áp cao. (Điện áp này lớn gấp nhiều lần điện áp danh định U của động cơ, cho theo Catalog).
d, Nếu dòng điện chưa đạt đến giá trị I0 khi t
Đây là cách đơn giản nhất,chỉ áp dụng cho các động cơ có công suất rất nhỏ.
Bản chất của kiểu điều khiển này là khi ở trạng thái ở trạng thái giữ thì nguồn chịu tải chính là RS, khi dịch bước thì nguồn chịu tải chính là cảm kháng ZL.
Muốn cho động cơ quay với tốc độ cao thì phải chọn VCC lớn, trên thực tế là bằng 715 lần điện áp định mức U. Do đó khi ở chế độ giữ, công suất tiêu tán trên điện trở nối tiếp RS rất lớn:
P=I2.RS=(VCC-U)2/RS
Công suất tổn hao này một mặt lãng phí, mặt khác có thể làm nóng và cháy điện trở nối tiếp RS¬.
3.3. Điều khiển dòng-áp bằng độ rộng xung:
Xuất phát từ nhận xét d, bản chất của kiểu điều khiển này như sau:
- Ở chế độ dịch bước,cuộn dây pha được cấp một xung có độ rộng
sao cho rôto có thể dịch được bước, nghĩa là dòng i đạt đến mức I0
phương án hệ số L/R) mà cấp xung điện áp cao và tần số cao hơn. Lúc này điện cảm L của cuộn dây pha có tác dụng như một bộ lọc tich phân và dòng điện trung bình làm nhiệm vụ sinh ra mômen giữ.
Sơ đồ điện áp và dòng điện của cuộn dây pha trong trường hợp này như sau:
Sơ đồ xung điện áp và dòng điện của cuộn
dây stato khi điều khiển bằng độ rộng xung
Kinh nghiệm cho thấy, đối với phần lớn các loại động cơ bước, tần số xung trong lúc giữ là 20 kHz; còn độ rộng xung chủ yếu khảo sát thực tế đối với từng loại động cơ bước, hay tính được từ phương trình 27 khi biết chắc chắn các tham số I, U, L của loại động cơ bước đó, hay được khống chế tự động nhờ việc theo dõi dòng điện i trong cuộn dây pha.
Kiểu điều khiển này có một số nhược điểm sau:
- Mạch điều khiển phức tạp và đòi hỏi transisto làm nhiệm vụ khoá
điện tử phải có tốc độ đóng cắt nhanh, công suất lớn.
- Trong thời gian giữ, từ trường thay đổi liên tục làm nóng động cơ;
đồng thời transisto đóng cắt cũng liên tục phải chịu các xung điện áp thận nghịch khá cao nên ở mức độ nào đó cũng bị nóng.
- Không áp dụng cho chế độ vi bước.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
LỜI NÓI ĐẦU
PHẦN I: TỔNG QUAN CNC
1.1. KHÁI NIỆN MÁY CNC
1.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN CNC
1.3. HỆ TOẠ SỬ DỤNG TRONG MÁY CNC
1.3.1 hệ toạ độ vuông góc
1.3.1.1 Dùng toạ độ Đề các.
1.3.1.2 Dùng toạ độ cực
1.3.2 Những điểm quan trọng trong một hệ toạ độ
1.4. QUAN HỆ GIỮA CÁC TRỤC TOẠ ĐỘ
1.5. CÁC DẠNG ĐIỀU KHIỂN CỦA MÁY CÔNG CỤ CNC.
PHẦN II: GIỚI THIỆU CNC CYBER-MILL
PHẦN III: ĐỘNG CƠ BƯỚC
I. GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ BƯỚC
1. Khái quát về động cơ bước
2. Nguyên lý hoạt động.
3. Mômen đồng bộ và trạng thái ổn định của động cơ bước
4. Cấu tạo và phân loại động cơ bước
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC
1. Ba chế độ(Mode) điều khiển động cơ bước.
2. Các đặc trưng của tín hiệu điện điều khiển động cơ bước
3.2. Điều khiển dòng-áp băng hệ số L/R
3.3. Điều khiển dòng-áp bằng độ rộng xung:
3.4. Điều khiển dòng-áp bằng điện áp hai mức
PHẦN IV: GIỚI THIỆU VI MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC L297 VÀ L298
1. Vi mạch điểu khiển động cơ bước L297.
2. Vi mạch L298
3. Thiết lập thứ tự điều khiển pha
4. Các tín hiệu INH1 và INH2
5. Các tín hiệu khác
6. Điều khiển dòng tải
7. Điều khiển dòng tín hiệu pha và bằng tín hiệu INHIBIT.
VCC: điện áp nguồn cấp;
RS: Điện trở nguồn cấp;
D : điôt dumper (làm nhụt - xả năng lượng).
Ki : chuyển mạch điện tử cho cuộn dây pha thứ i.
Trạng thái giữ, khoá K đóng liên tục, người ta thường cấp dòng điện I hay điện áp U bằng khoảng 65%100% giá trị danh định.
Vì là dòng một chiều nên ở chế độ giữ, điện cảm L không làm sụt áp, ta có phương trình:
VCC = I.RS+I.R;
VCC = I.R¬¬¬¬¬¬S+U;
từ đây ta có ba cách cấp điện ở chế độ giữ như sau:
- Cấp bằng nguồn ổn áp: RS=0; VCC=U;
- Cấp bằng nguồn dòng có ICC=I.
- Cấp bằng nguồn ổn áp có nguồn cấp cao hơn U và mắc điện trở nối
tiếp RS.
Muốn cho động cơ quay một bước thì phải ngắt dòng điện cuộn thư i (mở KI) và đống khoá KJ cho dòng điện đi vào cuộn dây thứ j. Giả thiết rằng các khoá điện tử KI và KJ đóng ngắt tức thì(t=0).
Tại cuộn dây thứ i(cuộn dây bị ngắt) ở đầu điôt D xuất hiện suất điện động và năng lượng từ trường Li2/2 sẽ được giải phóng qua điốt D
Tại cuộn dây thứ j ta có phương trình : VCC= E+L.(di/dt)+i.r;
trong đó:
VCC: điện áp một chiều cấp vào;
r=RS+R: tổng trở toàn mạch;
i: dòng điện tức thời trong cuộn dây;
E: suất điện động quay, cảm ứng trong cuộn dây stato bởi từ trường của nam châm vĩnh cửu của rôto, chỉ tồn tại khi rôto đang quay từ vị trí thứ i sang vị trí thứ j, khi rôto đứng yên ở trạng thái giữ thì E=0;
i=(VCC-E)/r.(1-et/T)
Giải phương trình vi phân trên ta được biểu thức cho dòng điện:
Trong đó: T=L/r- hằng số thời gian.
Như vậy là dòng điện không xác lập ngay lập tức mà tăng lên từ từ:
- Khi bắt đầu khởi động (E=0), dòng điện tăng với hệ số góc VCC/L,
- Sau điểm khởi động, dòng điện tăng với hệ số góc (VCC-E)/L cho
đến khi rôto dừng ở vị trí mới, lúc đó dòng điện đạt tới giá trị I0.
- Sau khi rôto dừng ở vị trí mới,dòng điện tiếp tục tăng với hệ số góc
VCC¬¬/L đến giá trị xác lập VCC/r.
Đặc tuyến thời gian(và góc) của dòng điện stato được biểu diễn trên hình sau:
Từ các kết quả trên rút ra những nhận xét quan trọng sau:
a, phải thiết kế sao cho dòng điện xác lập không vượt quá dòng điện tối đa cho phép(V¬CC/rI¬¬max) nếu sau khi quay một bước rôto dừng và duy trì ở vị trí ở vị trí giữ.
b, Nếu sau khoảng thời gian t1, rôto quay xong góc bước , ta lại chuyển mạch để rôto quay bước tiếp theo thì dòng điện không bao giờ đạt tới giá trị xác lập. Điều đó giải thích tại sao khi quay với tốc độ lớn dòng điện cấp cho động cơ lại nhỏ.
c, Nếu tăng tỷ số VCC/r thì thời gian để động cơ quay một bước (t1) sẽ nhỏ đi do dòng điện đạt đến giá trị I¬0 nhanh hơn. Điều đó giải thích tại sao muốn cho động cơ quay nhanh thì phải cấp điện áp cao. (Điện áp này lớn gấp nhiều lần điện áp danh định U của động cơ, cho theo Catalog).
d, Nếu dòng điện chưa đạt đến giá trị I0 khi t
Đây là cách đơn giản nhất,chỉ áp dụng cho các động cơ có công suất rất nhỏ.
Bản chất của kiểu điều khiển này là khi ở trạng thái ở trạng thái giữ thì nguồn chịu tải chính là RS, khi dịch bước thì nguồn chịu tải chính là cảm kháng ZL.
Muốn cho động cơ quay với tốc độ cao thì phải chọn VCC lớn, trên thực tế là bằng 715 lần điện áp định mức U. Do đó khi ở chế độ giữ, công suất tiêu tán trên điện trở nối tiếp RS rất lớn:
P=I2.RS=(VCC-U)2/RS
Công suất tổn hao này một mặt lãng phí, mặt khác có thể làm nóng và cháy điện trở nối tiếp RS¬.
3.3. Điều khiển dòng-áp bằng độ rộng xung:
Xuất phát từ nhận xét d, bản chất của kiểu điều khiển này như sau:
- Ở chế độ dịch bước,cuộn dây pha được cấp một xung có độ rộng
sao cho rôto có thể dịch được bước, nghĩa là dòng i đạt đến mức I0
phương án hệ số L/R) mà cấp xung điện áp cao và tần số cao hơn. Lúc này điện cảm L của cuộn dây pha có tác dụng như một bộ lọc tich phân và dòng điện trung bình làm nhiệm vụ sinh ra mômen giữ.
Sơ đồ điện áp và dòng điện của cuộn dây pha trong trường hợp này như sau:
Sơ đồ xung điện áp và dòng điện của cuộn
dây stato khi điều khiển bằng độ rộng xung
Kinh nghiệm cho thấy, đối với phần lớn các loại động cơ bước, tần số xung trong lúc giữ là 20 kHz; còn độ rộng xung chủ yếu khảo sát thực tế đối với từng loại động cơ bước, hay tính được từ phương trình 27 khi biết chắc chắn các tham số I, U, L của loại động cơ bước đó, hay được khống chế tự động nhờ việc theo dõi dòng điện i trong cuộn dây pha.
Kiểu điều khiển này có một số nhược điểm sau:
- Mạch điều khiển phức tạp và đòi hỏi transisto làm nhiệm vụ khoá
điện tử phải có tốc độ đóng cắt nhanh, công suất lớn.
- Trong thời gian giữ, từ trường thay đổi liên tục làm nóng động cơ;
đồng thời transisto đóng cắt cũng liên tục phải chịu các xung điện áp thận nghịch khá cao nên ở mức độ nào đó cũng bị nóng.
- Không áp dụng cho chế độ vi bước.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links