Kĩ thuật điều khiển động cơ điện-Mạch cầu H

Xin chào các bạn,điều khiển động cơ luôn là một đề tài hấp dẫn và được ứng dụng vô cùng rộng rãi trong đời sống đến nhà máy,thiết bị hiện đại: Vũ khí quốc phòng,vệ tinh...vv

Tuy nhiên nhiều bạn chỉ hiểu cách điều khiển động cơ mà không hiểu tường tận nguyên tắc hoạt động cũng như nguyên tắc bảo vệ nó (Đây là cái quan trọng nhất mà mỗi một kĩ sư phải nắm rõ)
Hôm nay mình xin trình bày chi tiết nhất về động cơ:

• Thứ 1. Động cơ là gì? Cấu tạo ra sao? Các bạn tự tìm hiểu
• Thứ 2. Tìm hiểu về "Hiện tượng cảm ứng điện từ"
• Thứ 3. Nguyên tắc bảo vệ động cơ.

Hiện tượng cảm ứng điện từ:

Khái niệm: 

Dòng điện cảm ứng trong một mạch điện kín phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông qua mạch.Đó là quy tắc xác định chiều của dòng điện cảm ứng và được gọi là định luật Lenz.

Mạch trên là mạch cầu H dùng để điều khiển động cơ:

4 Transitor trên dùng để đóng ngắt theo cặp: Cho phép đảo chiều động cơ.

4 con diode trên có tác dụng gì:

- Ban đầu: Khi cho động cơ chạy,sẽ không có dòng đi qua 4 con diode kia.

- Khi tắt động cơ: Động cơ sẽ chuyển chức năng trở thành một máy phát. Áp ở máy phát lúc này lớn hơn nguồn cấp (12V) nên sẽ đi qua 2 con diode trên cùng trở về nguồn,tránh đi qua 2 con Transitor sẽ làm hỏng nó.Ta gọi là trả năng lượng về nguồn.

Các bạn có thể thay diode bằng Led sẽ thấy lúc tắt động cơ,2 bóng led sẽ lóe sáng.

Theo như sơ đồ trên, ta có A và B là 2 cực điều khiển được mắc nối tiếp với 2 điện trở hạn dòng, Tùy vào loại transistor bạn đang dùng mà trị số điện trở này khác nhau. Phải đảm bảo rằng dòng điện qua cực Base của các transistor không quá lớn để làm hỏng chúng. Trung bình thì dùng điện trở 1k Ohm.

A ở mức LOW và B ở mức HIGH:
Ở phía A, transistor Q1 mở, Q3 đóng. Ở phía B, transistor Q2 đóng, Q 4 mở. Dó đó, dòng điện trong mạch có thể chạy từ nguồn 12V đến Q1, qua động cơ đến Q4 để về GND. Lúc này, động cơ quay theo chiều thuận. Bạn để ý các cực (+) và (-) của động cơ là sẽ thấy.
A ở mức HIGH và B ở mức LOW:
Ở phía A, transistor Q1 đóng, Q3 mở. Ở phía B, transistor Q2 mở, Q 4 đóng. Dó đó, dòng điện trong mạch có thể chạy từ nguồn 12V đến Q2, qua động cơ đến Q3 để về GND. Lúc này, động cơ quay theo chiều ngược.

A và B cùng ở mức LOW:
Khi đó, transistor Q1 và Q2 mở nhưng Q3 và Q4 đóng. Dòng điện không có đường về được GND do đó không có dòng điện qua động cơ - động cơ không hoạt động.

A và B cùng ở mức HIGH:
Khi đó, transistor Q1 và Q2 đóng nhưng Q3 và Q4 mở. Dòng điện không thể chạy từ nguồn 12V ra do đó không có dòng điện qua động cơ - động cơ không hoạt động.

Như vậy, để dừng động cơ, điện áp ở 2 cực điều khiển phải bằng nhau.

Bảo vệ động cơ xoay chiều như thế nào:
Với động cơ DC thì hầu như không cần thiết,do điện áp thấp cũng như sự ảnh hưởng nhỏ đến hệ thống.Sau đây mình xin giới thiệu về động cơ AC:
Động cơ điện thường có các bảo vệ như quá tải-quá nhiệt, ngắn mạch, mất pha, bảo vệ "không".

Trong các sự cố ( về điện) nguy hiểm nhất là ngắn mạch nên các động cơ đều phải có bảo vệ ngắn mạch.thường sử dụng aptomat hoặc cầu chì (dùng trong mạch điều khiển) để bv ngắn mạch.

- BV quá tải-quá nhiệt bằng rơ le nhiệt
- BV mất pha có thể dùng rơ le bảo vệ mất pha hoặc dùng rơ le trung gian.
- BV " không" có thể dùng các nút ấn hoàn nguyên hoặc tiếp điểm của rơ le, contactor.
Ngoài bảo vệ ngắn mạch, các loại bảo vệ khác tùy trường hợp có thể có hoặc không.
ngoài ra, ở các động cơ điện dùng trong hệ thống làm hàng ( cẩu , tời,...) thường có phanh cơ khí để bảo vệ trong trường hợp mất điện đột ngột.