ôn tập phần tử tự động

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN PHẦN TỬ TỰ ĐỘNG .
Câu 1:Trình bày về định nghĩa, chức năng phần tử tự động .
Trả lời :
Trong bất kỳ một hệ thống tự động điều khiển nào cũng bao gồm nhiều phần tử riêng
biệt kết hợp lại với nhau, chúng tác động qua lại với nhau theo một qui luật nhất định
nhằm phục vụ cho một công việc nào đó phục vụ người thiết kế
Đại lượng mà tác động vào phần tử ta khảo sát, gọi là đại lượng đầu vào và kí hiệu là
X còn đại lượng từ phần tử ta khảo sát tác dộng vào phần tử tiếp theo thì ta gọi đại
lượng đó là đại lượng ra kí hiệu là Y
Chức năng của phần tử:Trước hết, mỗi phần tử là một phần trong hệ thống tự động
điều khiển đồng thời nó phải thực hiện một chức năng riêng biệt nào đó trong quá
trình điều khiển .Chức năng tổng quất nhất của phần tử tự động là nó biến đổi đại
lượng tác động phía trước nó làm thay đổi hoặc chất hoặc lượng hay là thay đổi cả về
chất và cả về lượng của tín hiệu đó và cho ta dạng tín hiệu khác phù hợp với phần tử
tiếp theo.
Câu 2: Viết các phương trình tổng quát của phần tử ở chế độ tĩnh và chế độ động .
Trả lời :
Trong mọi quá trình biển đổi xảy ra trong một phần tử riềng biệt hay là trong toàn bộ
hệ thống thì chúng đều được mô tả dưới dạng phương trình vi phân sau:

( , , , )( , , , ) , , ,
n m k
n m k
dx d x dy d y df d f
F x y f
dt dt dt dt dt dt
ϕ
   
=
 ÷  ÷

   
(2.1)
Trong đó
x
là tín hiệu vào

y
là tín hiệu ra

f
là nhiễu tác động
n,m,k là các số tự nhiên, thường thì n > m: n là bậc của hệ thống còn t là thời gian
tác động vào hệ thống
Khi các nhiễu bên ngoài tác động không đáng kể ta có thể coi như là không có nhiễu
lúc này phương trình tổng quát có thể viết đơn giản là
( , , , )( , , , ) 0
n m
n m
dx d x dy d y
F x y
dt dt dt dt
 
=
 ÷
 
(2.2)

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Từ phương trình động (2.1) và (2.2) ta có thể xây dựng được hàm truyền như sau: đó là tỷ
số của ảnh laplace của tín hiệu ra so với ảnh laplace của tín hiệu vào

( )
( )
( )
W
p
p
P
Y
X
=

Từ hàm truyền này bằng cách thay
P j
ω
=
thì ta được hàm truyền theo tần số

( )
( )
( )
W
j
j
j
Y
X
ω
ω
ω
=

Ở trạng thái xác lập thì tín hiệu vào và tín hiệu ra là không thay đổi vì vậy ta có dạng
phương trình tĩnh của phần tử tự động như sau :
( )
( ,0, ,0)( ,0, ,0) 0F x y =
(2.3)
Câu3: Trình bày các dạng đặc tính cơ bản của phần tử tự động .
Trả lời : Dạng đặc tính của phần tử tự động còn gọi là đặc tính tĩnh nó biểu diễn mối quan
hệ đầu ra với đầu vào
( )Y f X=
(3.1)
Để xác định được dạng đặc tính này người ta thay đổi giá trị của đầu vào X và đo tín hiệu ở
đầu ra thay đổi thế nào, từ đó người ta xây dựng đường dạng đồ thị của các phần tử đó và
cho ta được đặc tính của phần tử đó
Thực tế người ta thay đổi giá trị của tín hiệu x tới khi nào tín hiệu của đầu ra đạt xác lập thì
ta sẽ thu được dạng đặc tính của phần từ đó. Các dạng đặc tính của các phần tử gần như là
phi tuyến rất ít có dạng tuyến tính .

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
- Dạng đặc tính a. biểu diễn mối quan hệ tuyến tính liên tục của tín hiệu ra so với tính hiệu
vào dạng đặc tính này thường gặp ở các phần tử điện cơ
- Đặc tính b là dạng đặc tính điều khiển lý tưởng có vùng bão hòa khi mà
1
| |x x<
thì tín hiệu
ra tỉ lệ tuyến tính so với tín hiệu vào còn khi mà
1
| |x x>
thì phần tử này nằm trong vùng bão
hòa phần từ này có thể gặp ở các linh kiên điện tử như tranzitor
- Dạng đặc tính c là dạng đặc tính điều khiển lý tưởng có vùng không nhạy khi

1
| |x x<
thì tín
hiệu ra không có còn khi
1
| |x x>
thì tín hiệu ra tỉ lệ tuyến tính so với tín hiệu vào , các phần
tử này có thể gặp ở điốt, động cơ ….
- Dạng đặc tính ở hình d là dạng đặc tính có vùng không nhạy và vùng bão hòa khi mà
1
| |x x<
thì tín hiệu ra bằng 0 (nhỏ nhất) khi
1
| |x x>
thì tín hiệu ra là lớn nhất và không đổi
trong đó có khoảng
x∆
là vùng tuyến tính tín hiệu y tăng dần .
- Dạng đặc tính (e) là dạng đặc tính rơ le tín hiệu ra bị thay đổi đột biến khi tới một giới
hạn nào đó .
- Dạng đặc tính (f) là dạng đặc tính lật trạng thái lý tưởng dùng đẻ mô tả phần tử một cách
gần chính xác .
Các dạng đặc tính còn lại là các dạng đặc tính mà tín hiệu ra không những phụ thuộc vào
tín hiệu vào mà còn phụ thuộc vào hướng tác động của tín hiệu vào .
Câu 4: Trình bày các tham số cơ bản của phần tử tự động .

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Trả lời: Các tham số cơ bản của phần tự tự động dựa trên dạng đặc tính cơ bản của các
phần tử đó
Hệ số truyền: là một tham số thể hiện mối quan hệ tỉ lệ giữa tín hiệu ra so với tín

hiệu vào dưới dạng một hàm số thì ta có biểu thức như sau :
.
b
Y K X=
Trong đó
b
K
là hệ số biến thiên và được gọi là hệ số truyền đạt của phần tử tự động,
chúng ta có thể dùng hệ số dạng vi phân dưới dạng giới hạn của số gia giữa tín hiệu ra
và số gia của tín hiệu vào khi số gia của tín hiệu vào tiến tới 0
0
lim
x
y dy
K
x dx
∆ −>
∆
= =
∆
Khi đặc tính điều khiển là tuyến tính thì ta có
b
K K=
= const, trong các điều kiện ứng
dụng khác nhau thì hệ số truyền được gọi tên khác nhau như trong khuếch đại thuật
toán thì gọi là hệ số khuếch đại.
Các giới hạn của đại lượng đầu vào và đầu ra : khi đại lượng đầu vào biến thiên
từ giá trị
axMin M
X X

− >
và
axMin M
Y Y
− >
cho ta được giới hạn đầu ra và đầu vào từ đó
suy ra tín hiệu ra có công suất thay đổi từ giá trị nhỏ nhất đến lớn nhất .
Hệ số truyền công suất được tính bằng giới hạn của số gia công suất đầu ra chia cho số
gia của công suất đầu vào .
Trở kháng đầu vào và đầu ra : Ký hiệu là
,v R
Z Z
thông số này cho ta biết được điểm
làm việc của các phần tử khi mắc vào mạch cụ thể đối với phần tử khuếch đại trở
kháng vào càng lớn càng tốt còn trở kháng ra càng nhỏ càng tốt.
Độ rộng vùng không nhạy: là khoảng giá trị mà tại đó tín hiệu ra không bị thay đổi
khi tín hiệu vào thay đổi .
Độ rộng vùng đa trị: là khoảng giá trị mà tại đó phần tử ta nhận mọi giá trị ví dụ
trong rơ le đặc tính hút nhả của nó trong một dải rộng ngoài ra trong thực tế thì tín
hiệu ra không chỉ phụ thuộc vào tín hiệu vào mà còn phụ thuộc vào các yếu tố khác
VD: nhiệt độ áp suất độ ẩm, nhiễu …
Ta có hàm tín hiệu ra được biểu điễn một cách tổng quát như sau:
. . . .
y y y y
Y f x t
x t
β γ
β γ
 
∆ ∆ ∆ ∆

= + + + +
 ÷
∆ ∆ ∆ ∆
 
và đặt
, , ,
t
y y y y
K K K K
x t
β γ
β γ
∆ ∆ ∆ ∆
= = = =
∆ ∆ ∆ ∆
Trong đó K là hệ số truyền cơ bản còn các hệ số khác là các nhiễu tác động từ bên ngoài

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
( )
. . . .
t
Y f K x K t K K
β γ
β γ
= + + + +
Sai số của tham số phần tử tự động
+ Sai số tuyệt đối
,
1s
Y Y Y∆ = −

Trong đó
s
Y∆
là sai số tuyệt đối
1
Y
là tín hiệu ra thực tế
,
Y
là tín hiệu ra yêu cầu
Sai số này cho phép ta chỉnh định lại các phần tử
+ Sai số tương đối
,
1
.100%
s
s
Y
Y
Y
 
∆
∆ =
 ÷
 

Sai số này cho phép ta đánh giá và so sánh độ sai số giữa các phần tử với nhau .
Câu 5: Trình bày các yêu cầu cơ bản của các phần từ tự động dùng trên tàu thủy .
Trả lời: Trên tàu thủy là một nơi làm việc khắc nhiệt trong môi trường đó các phần tử đều
phải làm việc với nhiệt độ cao, thấp từ -20

o
C tới 60
o
C đồng thời độ ẩm cao đạt 90 % nồng
độ muối cao, môi trường axit sóng, bão, độ rung lắc mạnh …v v vì vậy trên tàu thủy các
phần tử tự động phải đảm bảo
+ Nhỏ gọn thiết kế chắc chắn theo tiêu chuẩn của đăng kiểm, chịu được sự ăn mòn
tốt đối với các hóa chất các khối được chế tạo chuẩn khi hỏng chỉ cần thay thế cả modul
đó . Các thiết bị phải được đóng vỏ bảo vệ chống va đập cháy nổ, co dãn do nhiệt độ.
+ Do môi trường làm việc là rất khó khăn và khắc nhiệt nên đối với các phần tử đó
cần phải được thiết kế sao cho ổn định được điểm làm việc, công tác của chúng hoặc làm
việc trên một dải nhiệt độ nào đó đủ lớn.
Câu 6 : Phân loại các phần tử tự động .
* Theo chức năng thì PTTĐ được phân thành các loại như sau: phần tử nhạy cảm (càm
biến) là phần tử biến đổi đại lượng cần kiểm tra thành tín hiệu đơn trị đối với đại lượng vào
Phần tử biến đổi từ năng lượng này sang dạng năng lượng khác, biến đổi đại lượng có điện
sang không có điện hoặc từ không điện sang có điện, biến đổi theo trị số năng lượng, các
phần tử khuếch đại, biến đổi tín hiệu theo dạng liên tục, rời rạc loại tín hiệu một chiều
sang xoay chiều biến đổi theo hàm của tín hiệu vào như các bộ giải tích, các phần tử tạo ra
tín hiệu điều khiển từ việc so sánh tín hiệu

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Các phần tử logic
Các phần tử duy tri trạng thái
Các phần tử tạo ra tín hiệu chương trình
Phần tử tạo ra tác động tín hiệu điều chỉnh
Phân loại theo dạng tín hiệu
Tín hiệu rời rạc là dạng tín hiệu được lượng tử hóa theo thời gian hoặc theo mức
Biến đổi dạng tín hiệu liên tục
Phân loại theo quá trinh biến đổi năng lượng

Phần tử thụ động: là phần tử chỉ đảm bảo về trị só tín hiệu ra theo trị số của tín hiệu
vào do đó công suất nhỏ hơn công suất của tín hiệu vào
Phần tử chủ động: là phần tử có nguồn nuôi độc lập, tín hiệu vào chỉ có tác dụng điều
khiển tín hiệu ra của phần tử
Dựa theo công suất
Công suất loại nhỏ là < 10W
Công suất loại trung binh từ 10W  100W
Công suất lớn > 100W
Phân loại các phần tử tham số và máy phát
Phần tử tham số là phần tử có khả năng làm thay đổi các thông số của mạch như điện
trở, điện cảm, điện dung
Các phần tử máy phát điễn ra quá trình biến đổi trực tiếp từ năng lượng này thành
năng lượng khác
Phân loại theo hướng tác động
Phần tử hở: là phần tử mà tín hiệu vào không chịu tác động của tín hiệu ra chỉ truyền
theo một hướng từ cửa vào tới cửa ra
Phần tử kín: là phần tử có phản hồi tín hiệu đầu vào chịu tác động của tín hiệu ở cửa ra
Câu 7: Trình bày sơ đồ khối của một hệ thống tự động điều khiển, định nghĩa phần tử
đo lường, phần tử cảm biến
Trả lời: Trong một hệ thống tự động điều khiển bất kì nào đó bao giờ cũng được mô tả
theo một mô hình tổng quát như sau :

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Sơ đồ trên là một hệ thống tự động điều khiển dưới dạng tổng quát trong đó
Khối 1, 2 là các khối cảm biến
Khối 3 là phần tử cho trước
Khối 4 khối này dùng để so sánh tạo tín hiệu điều khiển
Khối 5 là phần tử biến đổi của cảm biến
Khối 6 là khối nối tiếp của bộ điều khiển
Khối 7 là phần tử khuếch đại

Khối 8 là phần tử so sánh
Khối 9 là phần tử phản hồi
Khối 10 là phần tử thực hiện
Phần tử đo cảm biến: là cơ cấu biến đổi đại lượng cần kiểm tra thành một tín hiệu ra
thuận tiện cho việc gia công tiếp theo và truyền tín hiệu đi xa.

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Câu 8: Trình bày về cảm biến chiết áp một kì
Ta có dạng cấu tạo của cảm biến chiết áp một kì như sau:
Hình 8.1
Khi chế tạo ra cảm biến kiểu chiết áp thường gặp nhiều sai số như sai số về bước nhảy,
bậc khi con chạy tiếp xúc lần lượt với các vòng dây quấn đồng thời có thể do sự tiếp xúc
không tốt và khoảng cách giữa các vòng dây là không đều Vì vậy khi nghiên cứu ta bỏ
qua các sai số đó và ta có dạng công thức như sau:

. .
v
R r r
v
U
U I R R
R
= =
Suy ra
.
V
R
U X
U
L

=
Trong đó
v
U
là điện áp đầu vào

R
U
là điện áp ra

r
R
là điện trở ra

v
R
là điện trở vào
L là chiều dài biến trở
X là khoảng dịch chuyển của con chạy
Hệ số
V
U
K
L
=
được gọi là độ nhạy của cảm biến
Chiết áp này được dùng thay cho điện trở

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Câu 9: Trình bày về cảm biến chiết áp hai kì

Còn thiếu
Câu 10:Trình bày về cảm biến nhiệt điện trở kim loại
Cấu tạo của cảm biến điện trở kim loại bao gồm:
1 là ống bao
2 là khung quấn dây

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
3 là dây điện trở
4 là vít bắt dây
Dây điện trở tùy thuộc vào loại cảm biến thì sẽ được chế tạo khác nhau
Ví dụ: cảm biến nhiệt độ nước làm mát trong dải nhiệt độ từ 50
o
C tới 200
o
C thường
được chế tạo bằng hợp kim của măng gan (Mn)
Trong cảm biến nhiệt độ khí xả 0 600
-o
C thường dây được chế tạo bằng hợp kim Pt
(platin)
Điện trở của cảm biến phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình sau:
( )
2 3
0
1 . . . R R
θ
αθ βθ γ θ
= + + + +
Trong đó
θ

là nhiệt độ môi trường
, ,
α β γ
là các hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm dây điện trở
Ta có dạng đặc tính của cảm biến điện trở kim loại như sau:

Ta thấy là điện trở tăng khi nhiệt độ tăng và có dạng đường cong chứ không phải là
đường thẳng
Điện trở suất của cảm biến điện trở là :
1
. .n e
ρ
µ
=
Trong đó n là điện tích tự do trong 1 đơn vi thể tích

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
e là điện tích của điện tử
µ
là tính linh hoạt của điện trở
Câu11: Trình bày về cảm biến điện dung .
Khái niệm: Phần tử có khả năng làm thay đổi được gía trị điện dung của tụ điện được
gọi là cảm biến điện dung
Ta có
0
. .S
C
ε ε
σ
=

Trong đó
0
ε
là hằng số điện môi của không khí
ε
là hằng số của chất điện môi của chất cách điện
S
là diện tích đối diện của hai bản tụ
σ
khoảng cách giữa hai bản tụ
Khi ta thay đổi các thông số trên thì điện dung sẽ thay đổi
Ta có các loại cảm biến điện dung như sau :
Cảm biến điện dung theo sự dịch chuyển thẳng có dạng:
ta thay đổi chiều dài của bản tụ để giảm diện tích đối điện của bản tụ cách này thường
gặp ở cảm biến góc quay
Loại tiếp theo là thay đổi chiều dài khoảng cách giữa hai mặt của bản tụ thì với loại cảm
biến này thì ta có dạng công thức như sau:
Thay đổi diện tích

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
0 0
. . . .S b
C x
ε ε ε ε
σ σ
= =
trong đó x là khoảng cách khí thay đổi chiều dài của tụ và được biểu
diễn trên hình vẽ:
Còn đối với dạng thay đổi khoảng cách giữa hai bản tụ thì ta được công thức sau:
0

. .S
C
x
ε ε
σ
=
+
với công thức như thế này thì dạng điện dung thu được là một đường
hypelpol
Cảm biến với sự dịch chuyển góc xoay
Giả sử ta có hình sau
đối với loại cảm biến kiểu hình cánh quạt khi ta thay đổi góc quay của hình đố sẽ làm thay
đổi giá trị của điện dung qua biểu thức sau :
( )
2 2
1 2
0
0
.
( )
2
R R
C
ε ε
ϕ ϕ
σ
−
= −

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi

lúc này ta có dạng đặc tính của điện dung phụ thuộc vào góc quay như sau
trong thực tế người ta còn sử dụng cảm biến điện dung để đo mức sử dụng vào hệ sô
ε
để
tính toán ví dụ để đo lượng dầu trong một hệ thống nào đó
Câu 12: Trình bày về cảm biến điện cảm
Phần tử có khả năng làm thay đổi giá trị điện cảm của cuộn dây thì ta gọi phần tử đó là
cảm biến điện cảm.
Trong đó:
1 là cuộn dây còn

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
2 là khung từ phần tĩnh
3 khung từ phần động
Khi xảy ra sự thay đổi ở phần động sẽ làm cho từ thông thay đổi do ảnh hưởng của khe khí
chính vì thế điện áp đầu ra sẽ thay đổi
Ngoài ra ta còn có kiểu khác như sau:
với mạch từ này thì điện áp được cấp điều chinh sao cho điện áp đầu ra không đổi hoặc
bằng 0 khi có hiện tượng làm thay đổi độ rộng khe khí thì sẽ cho tín hiệu ở điện áp đầu ra ở
khoảng giá trị nào đó
2
1
w
m
L
Z
=
đối với dạng ở hình 12.1
Còn với dạng ở hình 12.2 thì ta có
1 2

w .w
m
M
Z
=
điều này nói lên là hệ số tự cảm phụ thuộc vào
số vòng dây và tổng từ trở của toàn mạch
Với
( )
2 2 2
m
Z R R X
µ µ
∂
= + +
Trong đó
R
µ
từ trở của mạch từ

R
∂
là từ trở của khe khí
X
µ
là từ kháng của mạch từ
Ta có dạng cảm biến điện cảm góc quay như hình vẽ bên dưới:

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
ta thiết kế một bộ như trên khi không có sự thay đổi góc quay thì từ thông qua là cuộn dây

là triệt tiêu vì vậy không có dòng điệu chạy qua cuộn dây ở giữa vì vậy nên điện áp ra bằng
0 khi xảy ra hiện tượng góc quay bị xoay đi thì từ thông bị chệnh lệch xuất hiện điện áp ra
ngoài khác 0 .
Câu 13: Trình bày về xen xin và các chế độ hoạt động của xen xin
Trả lời: Xen xin là máy điện đặc biệt công suất nhỏ làm việc trong hệ thống đồng bộ trên
tàu (trên tàu thủy là chủ yếu)
Cấu tạo:
Phần tĩnh là stato
Bao gồm lõi thép được ghép từ lá thép kĩ thuật điện ghép cách điện với nhau tạo thành hình
trụ rỗng bề mặt bên trong có xẻ rãnh để đặt các cuộn dây
Cuộn dây stato có 3 cuộn dây đặt lệch nhau một góc 120
o
trong không gian
Phần động rôto gồm 2 phần: lõi thép là hình trụ ghép từ các lá thép kĩ thuật điện cuộn dây
được quấn trên đó và được nối với vành trượt và chổi than
Xen xin hoạt động trong chế độ chỉ báo và hoạt động trong chế độ biến áp
Trong chế độ chỉ báo ta có sơ đồ sau

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
2 cuộn dây pha của 2 xen xin được mắc song song với nhau và được mắc vào nguồn xoay
chiều, các cuộn dây pha được mắc hình sao, các cuộn dây của 3 pha tương ứng được mắc
với nhau bằng các dây dẫn
Nguyên lý hoạt động:
Xen xin hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ khi ta cấp nguồn điện xoay chiều vào
cuộn dây pha thì trên cuộn 3 pha sẽ xuất hiện các sức điện động

4, 44. . . . os( )
p
E K f c
φ α

=
Tại vị trí ban đầu hai roto của xen xin được đặt trùng nhau trong không gian điện áp các
pha của cuộn dây 3 pha là bằng nhau do vậy trên dây dẫn không có dòng điện nên rôto
không quay khi quay rôto của xen xin phát đi một góc
F
α
và cố định xen xin phát tại vị trí
đó thì tại dây phần ứng của xen xin phát sẽ có các sức điện động

AF
BF
CF
4,44. . . . os( )
4,44. . . . os( +120 )
4,44. . . . os( -120 )
F
o
F
o
F
E K f c
E K f c
E K f c
φ α
φ α
φ α
=
=
=
Sức điện động của xen xin thu sẽ là :

AT
BT
CT
4, 44. . . . os( )
4, 44. . . . os( +120 )
4, 44. . . . os( -120 )
T
o
T
o
T
E K f c
E K f c
E K f c
φ α
φ α
φ α
=
=
=

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Vậy khi có rô to của xen xin phát quay đi một góc thì trên xen xin thu sẽ xảy ra hiện tượng
chênh áp hiện tượng này sẽ làm sinh ra các dòng điện cân bằng làm quay rô to của xen xin
1 góc tương ứng

A A A A A
B B B B B
C C C C C

E E F E T
E E F E T
E E F E T
∆ = −
∆ = −
∆ = −
Các dòng điện cân bằng này được tính bằng
A
A
FA Ta d
E
I
Z Z Z
∆
=
+ +
B
B
FB TB d
E
I
Z Z Z
∆
=
+ +
C
C
FC TC d
E
I

Z Z Z
∆
=
+ +
Trong chế độ biến áp thì ta có sơ đồ sau:
Trong chế độ này thì cuộn dây kích từ của xen xin phát và xen xen thu đặt lệch nhau 1 góc
90
o
trong không gian

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Nguyên lý hoạt động: khi ta cấp điện cho cuộn dây pha của xen xin phát thì trên rô to của
xen xin phát sẽ xuất hiện các sức điện động tương ứng
.sin ( t + )
A m
E E
ω α
=
.sin ( t + 120 )
o
B m
E E
ω α
= +
.sin ( t + 120 )
o
C m
E E
ω α
= −

lúc này trên dây dẫn của các cuộn dây tương ứng sẽ xuất hiện các
dòng cân bằng các dòng cân bằng này móc vòng qua cuộn dây sinh ra từ thông
, ,
XTA XTB XTC
φ φ φ
các từ thông này trùng với trục của cuộn dây nên sinh ra từ thông tổng hợp có phương
vuông góc với cuộn kích từ kết quả là điện áp ra là bằng 0 khi rô to quay thì từ thông tổng
hợp lệch đi một góc lúc này do từ thông không vuông góc nên xuất hiện điện áp ra ở xen
xin thu tỉ lệ với góc quay theo công thức
.sin .
ra
U U k
θ
=
Câu 14: Trình bày về máy phát tốc một chiều .
Máy phát tốc một chiều có cấu tạo giống với máy điện một chiều chỉ khác là phần kích từ là
nam châm vĩnh cửu .
Hoạt động: Khi ta quay máy phát tốc 1 chiều thì
0
. .
Ra
U C n
φ
=
trong đó thì
0
C
là hằng số phụ
thuộc máy phát.
φ

là từ thông của nam châm vĩnh cửu
Như vậy theo biểu thức trên thì điện áp ra tỉ lệ với số vòng quay
Ưu điểm là đơn giản rẻ tiền tỉ lệ tuyến tính với tốc độ
Nhược điểm là có vùng không nhạy lớn ảnh hưởng của từ trường bên ngoài cao
Câu 15: Trình bày về máy phát tốc đồng bộ
Cấu tạo giống máy phát đồng bộ công suất nhỏ
Hoạt động khi ta quay rô to thì trên cuộn dậy của máy phát đông bộ sẽ xuất hiện các sức
điện động cảm ứng
4, 44. . .w.
q
E K n
φ
=
công thức này cho ta thấy là sức điện đông sinh ra trên
các cuộn dây sẽ tỉ lệ với số vòng quay của của máy
Ưu điểm ít ảnh hưởng của từ trường ngoài, tỉ lệ tuyến tính với tốc độ
Nhược điểm sụt áp lớn trong các cuộn dây máy phát tốc khi tải bên ngoài máy phát tốc
tăng lên, trong trường hợp nào đó xảy ra hiện tưởng cộng hưởng làm điện áp ra của máy
phát tốc thay đổi theo
Câu 16: Trình bày về bộ khuếch đại từ đơn giản
Trả lời:

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Cấu tạo của khuếch đại từ đơn giản gồm 1 cuộn dây công tác và một cuộn dây điều khiển
được cấp nguồn một chiều
Giả sử điện áp cấp cho nguồn không đổi thì ta có dòng điện qua tải là
R
T
U
I

Z
=
trong đó
( ) ( )
2 2
CT T CT T
Z R R X X= + + +
mặt khác
, ,
CT T T
R R X
là các đại lượng không đổi chỉ có
CT
X
là thay
đổi và phụ thuộc vào biểu thức sau:
4 .w .
. 2. . .
CT
CT
S
X L f
l
π
ω π µ
= = =
Trong đó
w
CT
là số vòng dây cuộn công tác

S
là tiết diện ngang của vòng dây
l
chiều dài trung bình của từ thông đi qua cuôn công tác
µ
là độ từ thẩm
Độ từ thông
µ
phụ thuộc vào độ lớn của dòng chạy qua cuộn điều khiển
( )
T
I f
µ
=
Câu 17: Trình bày về bộ khuếch đại từ một cấp
Trả lời:
Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Ta có 2 cuộn công tác W1 và W2 được mắc nối tiếp với nhau và được mắc với tải
( )
T DK
I f I=

khi
DK
I
≠
0 thì
T

I
≠
0 và dạng đặc tính của khuếch đại từ một cấp là:
nếu ta mắc thêm trên cùng một trục của cuộn điều khiển một cuộn dịch nữa thì ta có dạng
đặc tính thay đổi như sau
Sơ đồ và dạng đặc tính

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Ta thấy dạng đặc tính thay đổi và bị dịch sang phía tay trái hiện tượng này là do ta cấp
dòng điện vào cuộn dịch sinh từ thông khử từ thông của cuộn ra làm cho dạng đăc tính có
sự sai khác
Câu 18: Khuếch đại từ hai cấp.
Trả lời:
Cáu tạo của khuếch đại từ 2 cấp được ghép từ hai khuếch đại từ 1 cấp qua một cầu cân
bằng
hai cuộn công tác của khuếch đại từ 1 cấp được mắc nối tiếp vào 2 cuộn thứ cấp của biến
áp vi sai và người ta điều chỉnh cầu cân bằng sao cho
1 2cd cd
I I=
Nếu
dk
U
= 0 thì ta có trở kháng của hai cuộn công tác bằng nhau và dòng điện cũng bằng
nhau và ngược chiều nhau nên dòng điện ở tải bằng 0
1 2
1 2
ct ct
ct ct
X X
I I

=
=
và
0
t
I =
Khi
0
dk
U ≠
thì dòng điều khiển vào sẽ gây ra hiên tượng suy giảm dòng diện ở cuộn công tác
xuất hiện dòng chênh lệch làm cho
0
t
I ≠
điều này cho thấy dòng
t
I
phụ thuộc vào
dk
I
và ta
có dạng đặc tính của khuếch đại từ hai cấp là tổng hợp của hai khuếch đại từ 1 cấp

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Câu 19: Trình bày về động cơ dị bộ hai pha.
Trả lời:
Cấu tạo :
máy điện di bộ 2 pha có cấu tạo gồm: phần động và phần tĩnh: phần tĩnh là stato bao gồm
lõi thép được ghép từ các lá thép kĩ thuật điện được cách điện với nhau trên đó được xẻ

rãnh để đặt các mô bin dây thường là 2 cuộn dây được đặt vuông góc với nhau trong không
gian như hình vẽ
Phần động là một rô to lồng sóc
Nguyên lý hoạt động: Nguồn 2 pha là nguồn điện áp tạo ra trên 2 pha sao cho độ lệch pha
của chúng là 90
o
khi ta cấp dong điện xoay chiều vào thì trong cuộn dây sẽ sinh ra các từ
thông biến thiên và tổng hợp của chúng tạo ra một từ trường quay trong máy điện di bộ
Để thực hiện đảo chiều động cơ người ta thay đổi thứ tự cấp điện cho cuôn dây pha

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Để điều chỉnh tốc độ động cơ ta điều chỉnh điện áp đặt vào stato của động cơ
Câu 20: Trình bày về động cơ bước
Khái niệm: Động cơ bước là một thiết bị đo đặc biệt dùng để biến đổi các xung điện áp
thành dịch chuyển góc quay
Cấu tạo:
Bao gồm 2 phần, phần tĩnh và phần động: Stato là các lá thép kĩ thuật điện được ghép với
nhau cuộn dây thường có ít nhất là ba cuộn rôto của động cơ bước thường là nam châm
vĩnh cửu ngoài ra có thể làm bằng nam châm điện
Hoạt động: Khi ta cấp một xung điện áp một chiều vào 1 cuôn dây stato thì cuộn dây đó trở
thành nam châm điện , nam châm điện này sẽ tương tác với nam châm vĩnh cửu làm cho
nam châm vĩnh cửu quay đi một vị trí trong không gian vị trí này chính là một bước của
động cơ cứ như vậy ta tác động vào cuộn khác thì nó lại trở thành nam châm điện lại làm
cho động cơ quay tiếp một bước
Câu 20: Trình bày về cảm biến đo chênh lệch điện áp
Bằng cách sử dụng một đi ốt ổn áp (zenner)

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
Điện áp chuẩn được tạo ra bởi điốt ổn áp khi điện áp thay đổi thì sẽ làm điện áp trên R thay
đổi, giá tri này được so sánh với điện áp trên điốt ôn áp

Ta có dạng đặc tính của điện áp ra như sau:
Sơ đồ điện áp dạng cầu:
Ta có
EA FD
U U U∆ = −
từ biểu thức này ta xây dựng dạng đặc tính như sau:

SINH VIÊN : ĐẠI HỌC HÀNG HẢi
và dạng đặc tính thu được như trên
Câu 22: Trình bày về cảm biến chênh lệch tần số
Ta sử dụng cổng hưởng như sau:
Mạch cổng hưởng có các thông số tần số sao cho
1ch dm
F F<
và mạch cổng hưởng 2
2ch dm
F F>
để cho giá trị trung bình của hai mạch cộng hưởng
bằng giá trị định mức
2 1
2
ch ch
dm
F F
F
+
=
Và dạng đặc tính thu được là