cobebupbe138
New Member
Download miễn phí Bài giảng Tự động hóa thiết bị điện
Các bộ biến đổi DAC
Bộ biến đổi số sang tương tự, có nhiệm vụ biến đổi một tín hiệu số nhị phân sang
dạng tín hiệu tương tự điện áp hay dòng điện.
bộ biến đổi DAC dựa trên cơ sở đầu vào trọng số nhị phân
Bộ biến đổi này dựa trên cơ sở làbộ cộng đảo nhiều tín hiệu dùng khuyếch đại thuật
toán
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Tự động hoỏ thiết bị điệnGV: Nguyễn Vũ Thanh 1
Các phần tử có tiếp điểm
– Bộ khống chế chỉ huy
– Rơle tốc độ
– phanh điện từ
– li hợp điện từ
Các phần tử không tiếp điểm
– Khuyếch đại thuật toán (KĐTT)
– Cảm biến
– Các bộ biến đổi ADC
– Các bộ biến đổi DAC
Ch−ơng 2: các phần tử th−ờng
dùng trong hệ thống TĐH
bộ khống chế chỉ huy
Cấu tạo Kí hiệu
1) Tang trống; 2) Trục quay; 3) Vô lăng; 4, 5) Tiếp điểm động; 6) Thanh nối điện
7, 8, 9, 10) Tiếp điểm tĩnh; 11) Giá đỡ tiếp điểm; 12) Mặt vạch dấu
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 2
rơle tốc độ
Cấu tạo rơle li tâm Cấu tạo rơle cảm ứng
1) Trục quay; 2) Quả văng
3) Lò xo kéo; 4) Giá tiếp điểm
5) Tiếp điểm NO
6) Tiếp điểm NC
1) Trục quay; 2) Nam châm vĩnh cửu
3) Lồng sóc; 4) Lõi thép stato; 5) Cần tác động
6) Hệ thống tiếp điểm
phanh điện từ
Cấu tạo vμ nguyên lí hoạt động
1) Cuộn hút điện từ
2) Lò xo nhả
3) Đối trọng
4) Má phanh guốc
5) Má phanh ép
6) Trục quay
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 3
li hợp điện từ
Li hợp kiểu ma sát
1) Trục động cơ; 2) Bạc lót
3) Phần gông (điện cực âm)
4) Cuộn dây; 5) Tấm lót cách điện
6) Vành tr−ợt cấp điện
7) Chổi than (điện cực d−ơng)
8, 9) Các đĩa ma sát
10) Phần ứng (giá ép)
11) Khung đỡ đĩa ma sát
12) Trục máy công tác
Li hợp kiểu bám
1) Phần ứng; 2) Trục động cơ; 3) Phần cảm; 4) Cuộn dây; 5) Chổi than;
6) Trục máy công tác; 7) Vành tr−ợt
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 4
khuếch đại thuật toán
Giới thiệu về KĐTT
Khuếch đại thuật toán là phần tử cơ bản để xây dựng mạch điều
khiển t−ơng tự. Khuếch đại thuật toán có nghĩa là nhờ mạch khuếch
đại này mà ta có thể tạo đ−ợc các hàm điều khiển và thuật toán điều
khiển khác nhau
4
11
5
6
7B
U8B
Các thông số cơ bản của KĐTT
– Điện áp nguồn cấp 5 ữ 18 V
– Dòng điện ra IR ≈ 3 mA
– Công suất tiêu thụ ΔP ≈ 60 mW
– Vùng nhiệt độ làm việc -55OC ữ 125OC
– Tần số làm việc cực đại khoảng hàng kHz
– Hệ số khuếch đại K = 105 - 107
– Điện trở đầu vào ZV ≈ 1MΩ
– Điện trở đầu ra ZR ≈ 100 Ω
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 5
Khuếch đại đảo dấu
4
11
5
6
7B
U8B
R1
R2
Vào
Ra
VR KUU
R
RK
=
−=
1
2
Khuếch đại
không đảo
4
11
5
6
7B
U8B
R1
R2
Vào
Ra
VR KUU
R
RK
=
+=
1
21
Mạch trừ
Mạch lặp
VR KUU
R
RK
=
+=
1
21
4
11
5
6
7B
U8B
Uvao Ura
)(
;
12
1
0
0
1203
EE
R
RE
RRRR
−=
==
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 6
Mạch cộng đảo nhiều tín hiệu
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ ++−= Z
R
Y
R
X
R
RUra
432
1
111
4
11
5
6
7B
U8BZ
Ura
R1
R4
R3
R2
X
Y
ứng dụng trong điều khiển
tự động
Ví dụ xây dựng cho bộ so sánh phản hồi
E = SP - PV
ESP
PV
-
+
)( 120
3210
EEE
RRRR
−=
===
Do vậy nếu xem
E0 = E; E2 = SP; E1 = PV
Thì ta đ−ợc ph−ơng
trình sau:
E = SP - PV
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 7
Ví dụ xây dựng cho bộ cộng với nhiều đầu vμo
S = X + 2Y + 4Z
2
4
Y
Z
X
+
+
+
C
áp dụng bộ cộng
đảo sau
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ ++−= Z
R
Y
R
X
R
RUra
432
1
111
4
11
5
6
7B
U8BZ
Ura
R1
R4
R3
R2
X
Y
Để có đ−ợc biểu thức nh− mong muốn ta cần
giải các ph−ơng trình sau:
4;2;1
4
1
3
1
2
1 ===
R
R
R
R
R
R
Sau khi giải ph−ơng trình ta đ−ợc sơ đồ sau:
2
3
1
4
11
A
TL084ACN
10kR1
2.2kR4
4.7kR3
10kR2
X
Y
Z
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 8
Tuy nhiên kết quả lại cho ta số âm, do vậy để
đạt đ−ợc kết quả nh− mong muốn ta cần dùng
thêm một bộ đảo nữa.
2
3
1
4
11
A
TL084ACN
10kR1
2.2kR4
4.7kR3
10kR2
X
Y
Z 2
3
1
4
11
A
TL084ACN
10kR1
10kR4
C
Xét ví dụ sơ đồ điều khiển tự động sau
SP +
_
PV
10
E
2
3
1
4
11
A
TL084ACN
10kR1
10kR4
10kR3
10k
R2
SP
2
3
1
4
11
A
TL084ACN
91kR6
10kR5
PV
E
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 9
Ví dụ tuyến tính hoá đoạn đ−ờng cong phi tuyến sau
tuyến tính hoá đ−ờng cong
phi tuyến
Y
X
Tạo hμm ở góc phần t− thứ nhất
UR
UV
Ung
UR
UV
-UN
Ung
R1
R2
VR1
VR2
Tạo hμm ở góc phần t− thứ hai
Ung
R0
-
+ UR
DR0
UV
-UN
R1
R2
VR1
VR2
UR
UV
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 10
Tạo hμm ở góc phần t− thứ ba
D
UV
-UN
Ung
R1
R2
VR1
VR2 -
+
R
UR
R
R
R
-
+
UR
UV
Tạo hμm ở góc phần t− thứ t−
-
+
D
R
UV
-UN
Ung
UR
R1
R2
VR1
VR2
R
UR
UV
Ung
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 11
Tạo vùng không tác động
UR-
+
D1
R0
-UN
VR1
VR2
R1
+UN
UV
D2
UR
UV
Tạo đặc tính bão hoμ
UR
VR1
VR2R0
-UN
+UN-
+
R1UV -
+
R1UV
R0
DO
UR
UR
UV
D0
D1
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 12
Cảm biến lμ gì ?
Các bộ biến đổi DAC
Bộ biến đổi số sang t−ơng tự, có nhiệm vụ
biến đổi một tín hiệu số nhị phân sang
dạng tín hiệu t−ơng tự điện áp hay dòng
điện.
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 13
bộ biến đổi DAC dựa trên cơ sở
đầu vμo trọng số nhị phân
Bộ biến đổi nμy dựa trên cơ sở lμ bộ cộng
đảo nhiều tín hiệu dùng khuyếch đại thuật
toán.
Khi thay thế các giá trị điện trở lần l−ợt R, 2R, 4R
ta sẽ đ−ợc kết quả sau. Các giá trị điện trở nμy
tạo ra t−ơng ứng các trọng số khác nhau của dãy
số nhị phân.
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 14
Giả sử điện áp ở mức cao của đầu ra số lμ
5V, mức thấp lμ 0V. Thì với sơ đồ mạch trên
ta đ−ợc kết quả sau.
bộ biến đổi DAC dùng điện trở
mắc hình thang
Trong đó D0 lμ LSB;
D3 lμ MSB
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 15
Giả sử điện áp ở
mức cao của đầu
ra số lμ 5V, mức
thấp lμ 0V,
Rf = 2R. Thì với
sơ đồ mạch trên
ta đ−ợc kết quả
sau.
9.3751111
8.750111
8.1251011
7.50011
6.8751101
6.250101
5.6251001
50001
4.3751110
3.750110
3.1251010
2.50010
1.8751100
1.250100
0.6251000
00000
OUTD0D1D2D3
Các bộ biến đổi ADC
Bộ biến đổi t−ơng tự sang số, có nhiệm vụ
biến đổi một tín hiệu t−ơng tự d−ới dạng
điện áp hay dòng điện sang dạng tín hiệu
số nhị phân.
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 16
Bộ biến đổi ADC song song
Mạch ADC song song
3 bít.
– So sánh liên tiếp với các
điện áp chuẩn.
– Đầu ra bộ so sánh đ−ợc
đ−a qua mạch tạo mã −u
tiên
Ma trận điốt
có nhiệm vụ
tạo mã nhị
phân.
Phần tử Ex-OR
lμm nhiệm vụ
lựa chọn cặp
tín hiệu
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 17
Lấy Vref = 5V, ta đ−ợc VR = 0.625
Điện áp vμo Vin = 0 – 5V
Ta đ−ợc bảng tín hiệu sau
4.375111
3.75011
3.125101
2.5001
1.875110
1.25010
0.625100
0000
VinD0D1D2
Mối quan hệ giữa tín hiệu t−ơng tự vμ tín hiệu số
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 18
Bộ biến đổi ADC bậc thang
Đầu ra bộ đếm
nhị phân đ−ợc
đ−a vμo bộ DAC.
Đầu ra bộ DAC
đ−ợc so sánh với
Vin
– Dừng đếm, xoá đếm
– Kích hoạt bộ chốt
SRG
Mối quan hệ giữa tín hiệu t−ơng tự vμ tín hiệu số
Tự động hoỏ thiết bị điện
GV: Nguyễn Vũ Thanh 19
Bộ biến đổi ADC xấp xỉ liên tiếp
Theo nguyên tắc:
– Luôn gán 1 cho bít có
trọng số cao nhất.
– So sánh kết quả DAC
với Vin.
Nếu VDAC > Vin thì xoá 1
gán 0 cho ...