đồ án môn học điện tử công suất '''' tốc độ động cơ điện một chiều và thiết kế mạch ''''

Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
Luận văn
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 1

Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 4
LỜI NÓI ĐẦU 5
PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU: 6
PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠCH 14
CHƯƠNG I: MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU 14
I.1. Giới thiệu chung 14
I.2. Chức năng 14
I.3. Nguyên lý hoạt động của mạch thực tế: 18
I.3.1. Khâu tinh chỉnh 18
I.3.2. Khâu điều chỉnh thô: 18
CHƯƠNG II: MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 19
1.2. cấu tạo bên trong và nguyên tắc hoạt động của IC 555 20
1.3. cơ sở lý thuyết và phương pháp tính các giá trị trong mạch: 23
1.4. ứng dụng của IC 555: 25
1.5. Mạch ứng dụng: 26
2.Khâu logic: 28
3.Phần tử cách li: 29
4.Mạch động lực 29
5.SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN: 30
CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO VÀ KIỂM TRA MẠCH 31

3.1. Tư liệu ban đầu và các thiết bị cần thiết cho quả trình lắp mạch: 31
3.2. Quá trình lắp thử mạch: 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO 36
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 2
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN




GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 3
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất

Hưng Yên, tháng 6 năm 2009
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN





GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 4
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất

Hưng Yên, tháng 6 năm 2009
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ các ứng dụng của khoa học kĩ
thuật trong công nghiệp, đặc biệt là trong công nghịêp địên tử thì các thiết bị
điện tử có công suất lớn cũng được chế tạo ngày càng nhiều. Và đặc biệt các
ứng dụng của nó vào các nghành kinh tế quốc dân và đời sống hang ngày đã và
đang được phát triển hết sứa mạnh mẽ.
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 5
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
Tuy nhiên để đáp ứng nhu cầu ngày càng nhiều và phức tạp của công
nghiệp thì các nghành điện tử công suất luôn phải nghiên cứu và tìm ra giải
pháp tối ưu nhất. Đặc biệt với chủ chương công nghiệp hoá hiện đại hoá của
nhà nước, các nhà máy, xí nghiệp cần phải thay đổi, nâng cao để đưa công
nghệ tự động điều khiển vào trong sản xuất. Do đó đỏi hỏi phải có thiết bị và

phương pháp điều khiển an toàn chính xác. Đó là nhiệm vụ của nghành điện tử
công suất cần phải giải quyết.
Để giải quyết vấn đề này thì nước ta cần phải có đội ngũ thiết kế đông
đảo tài năng. Sinh viên nghành Tự động hoá tương lai không xa sẽ đứng trong
đội ngũ này, do đó mà phải tự trang bị cho mình những kiến thức, trình độ và sự
hiểu biết sâu rộng. Do đó bài tập lớn Điện tử công suất là một bài kiểm tra
khảo sát kiến thức tổng hợp của mỗi sinh viên, và cũng là điều kiện để cho sinh
viên nghành Tự động hoá tự tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về điện tử công
suất. Vì vậy là sinh viên năm thứ hai mới bắt đầu làm quen với những kiến thức
về chuyên nghành, chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế nên khi làm bài tập lớn
cần phải có sự hướng dẫn của các thầy cô giáo
Qua đồ án này đã giúp chúng em hiểu them được rất nhiều kiến thức về
bộ môn này cũng như hiểu them được kiến thức chuyên nghành tự động hoá của
mình.
Xin chân thành cảm ơn!
Ngày 01 tháng 6 năm 2009
Nhóm sinh viên
PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN
MỘT CHIỀU:
1.1. Chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ:
Điều chỉnh tốc độ là một trong những nội dung chính của truyền động điện tự động
nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ của các máy sản xuất. Để đánh giá chất lượng của
một hệ thống truyền động điện thường căn cứ vào một số chỉ tiêu sau:
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 6
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
- Sai số tốc độ: Là đại lượng đặc trưng cho độ chính xác duy trì tốc độ đặt và
thường được tính theo phần trăm (%)

.
ω.ω
=%S
®
®
ω
100%
Trong đó: �đ là tốc độ cắt; � là tốc độ là việc thực.
Độ trơn của điều chỉnh tốc độ:
γ
i
i
1+ω
=
ω
Trong đó: ω
i
là giá trị tốc độ ổn định đạt được ở cấp i
ω
i
+1: Giá trị tốc độ đạt được ở cấp kế tiếp (i++1)
Hệ điều chỉnh vô cấp nếu γ
i
i
1+ω
=
ω
→ 1 tức là hệ truyền đông.
Có thể làm việc ổn định với mọi giá trị trong suốt dải điều chỉnh.

Hệ điều chỉnh có cấp khi nó chỉ làm việc ổn định ở một số gí trị tốc độ trong dải điều
chỉnh.
- Độ rộng điều chỉnh (dải điều chỉnh):
Dải điều chỉnh hay phạm vi điều chỉnh là tỉ số giữa giá trị lớn nhất của tốc độ làm việc
ứng với mô men tải đã cho.

min
ω
max
ω
P
=
Giá trị cực đại
max
bị hạn chế bởi độ bền cơ học của động cơ và với động cơ một chiều
nó còn bị hạn chế bởi khả năng chuyển mạch của cổ góp. Tốc độ nhỏ nhất �
min
bị chặn
dưới bởi yêu cầu về mô men khởi động và khả năng quá tải và về sai số tốc độ làm
việc cho phép.
Nhìn vào phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều:

M
)k(
PP
k
U
2
f
−

+
−=
ΦΦ
ω
Có thể điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng những phương pháp sau:
+ Điều chỉnh từ thong kích từ của động cơ
+ Điều chỉnh điện trở trên mạch phần ứng
+ Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng của động cơ
1.2. Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp thay đổi từ thông :
Điều chỉnh từ thong kích thích của động cơ điện một chiều là điều chỉnh mô men điện
từ của động cơ M = kφI

và sức điện động quay của động cơ E = kφω.
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 7
ω
M
Μ
nm2
ω02
ω04
ω0
Μ
nm1
Μ
nm0
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
Mạch kích từ của động cơ là mạch phi tuyến. Vì vậy hệ điều chỉnh từ thong cũng là hệ
phi tuyến.

I
ω
d
d
ω+
r+r
e
=i
k
ktb
k
kt
Trong đó: r
k
là điện trở dây quấn kích từ
r
b
là điện trở nguồn kích từ
�
k
là số vòng dây của dây quấn kích từ
Trong chế độ xác lập ta có quan hệ:
kb
kt
kt
r+r
e
=i
φ = f [i

kt
]
+ Xét trường hợp φ
x
< φ
đm
khi φ giảm dẫn đến ω
o
tăng và độ cứng đặc tính cơ giảm
dần. Việc tăng tốc độ khi φ giảm chỉ dung trong một giới hạn nhất định, khi phụ tải lớn
hơn giới hạn phụ tải nào đó thì việc giảm dần đến việc giảm tốc độ.
Thường khi điều chỉnh từ thong thì điện áp được giữ nguyên ở giá trị định mức do đó
đặc tính cơ thấp.
Trong vùng điều chỉnh từ thong chính là đặc tính cơ có điện áp phần ứng định mức, từ
thong định mức được gọi là đặc tính cơ bản (đôi khi chính là đặc tính cơ tự nhiên ).
Tốc độ lớn nhất của dải điều chỉnh từ thông bị hạn chế bởi khả năng chuyển mạch của
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 8
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
cổ góp điện. Khi giảm từ thong để tăng tốc độ quay của động cơ đồng thời điều kiện
chuyển mạch của cổ góp cũng bị xấu đi.
+ ưu- nhược điểm:
- điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp này ta thu được tố độ động cơ
lơan hơn tốc độ định mức và điều chỉnh về phía giảm từ thông.
- Khi giảm từ thong ta thu được đặc tính cơ dốc hơn đặc tính cơ định mức. Do đó
độ cứng đặc tính cơ giảm khi giảm từ thong.
- Chỉ làm việc trong phạm vi tải nhỏ chứ không dung được cho tải lớn vì M =
kφI
ư

giảm từ thông thì mômen giảm rất nhiều.
- Khi điều chỉnh bằng giảm từ thong rất dễ mất đến mất từ thong làm cho dòng
điện tăng lên rất nhanh làm hỏng động cơ.
-
1.3. Điều chỉnh bằng thay đổi điện áp phần ứng động cơ:
Đặc tính điều chỉnh khi thay đổi điện áp
Khi điều chỉnh tốc độ động cơ theo điện áp phần ứng động cơ thì điện áp kích từ là
không đổi. Để điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ một chiều kích từ độc lập, cần có
thiết bị nguồn như máy phát điện một chiều kích từ độc lập, bộ phận chỉnh lưu điều
khiển… Các thiết bị náy có chức năng biến năng lượng xoay chiều thành một chiều có
sức điện động E
b
điều chỉnh được nhờ tín hiệu điều khiển U
đb
.
Phương trình cân bằng điện áp ở chế độ xác lập:
E
b
– E = I (R
b
= R
d
)
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 9
Bé
biÕn
®æi
U
®k

E
I
u
+
-
~3 pha
ω
M
0
ω0
ω01
ω02
U
®m
U
u1
U
u2
I
KT
C
KT
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
Phương trình đặc tính cơ:
M.
)k(
RR
k
E

2
bb
ΦΦ
ω
+
−=
ω = ω
0
(U
đk
)
B
M
Vì từ thong của động cơ điện được giữ không đổi nên độ cứng đặc tính cơ cũng không
đổi. Còn tốc độ tải lí tưởng phụ thuộc vào điện áp điều khiển U
đk
.
Để thấy được dải điều chỉnh tốc độ ta thấy đựơc tốc độ lớn nhất của hệ thống bị chặn
bởi đặc tính cơ bản được giữ ở giá trị định mức.
Tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn bởi sai số tốc độ và về mô men khởi
động. Khi mômen tải là định ứng thì tốc độ lớn nhất và nhỏ nhất là:

β
M
=ω
m®
max
max 0
ω

β
ωω
0
m®
min
min
M
=
Để thoả mãn khả năng quá tải thì đặc tính thấp nhất của dải điều chỉnh phải có mômen
ngắn mạch là:
M
nmmin
= M
cmax
= k
M
.M
đm
.
Trong đó k
M
là hệ số quá tải về mômen
Vì họ đường đặc tính cơ là đường thẳng song song nên theo độ cứng đặc tính cơ ta có:
ω
min
= (M
nmmin
– M
đm
)

β
M
=
β
1
m®
(k
M
-1)
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 10
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
1
1
β
)1(
max
−
−
=
−
−
=
M
dm
o
dm
M
dm

o
k
M
M
k
M
D
βω
β
ω
Phạm vi điều chỉnh tốc độ D phụ thuộc vào giá trị độ cứng �.Khi điều chỉnh điện áp
phần ứng động cơ bằng các thiết bị nguồn điều chỉnh thì điện trở tổng mạch phần ứng
gấp khoảng 2 làn điện trở phần ứng động cơ. Có thể tính sơ bộ:

10
M
βω
dm
maxo
<
Vậy với tải có tính mômen không đổi thì phạm vi điều chỉnh không vượt quá 10. Do
đó, muốn nâng cao dải điều chỉnh phải cấu trúc theo hệ kín.
Khi điều chỉnh điện áp phần ứng thì độ cứng các đặc tính cơ trong toàn dải là như
nhau. Do đó, độ sụt tốc tương đối sẽ đạt giá trị lớn nhất tại đặc tính thấp nhất của dải
điều chỉnh.

min0min0
minmin0
ω
ω

ω
ω.
∆
==
ω
S

cp
dm
S
M
S
<=
min0
β
Trong suốt quá trình điều chỉnh điện áp phần ứng thì từ thong kích từ được giữ
nguyên, do đó mômen cho phép của hệ sẽ là không đổi.
M
cp
= kφ
đm
. I
đm
= M
đm
.
Ưu điểm: Độ điều chỉnh trơn, dải điều chỉnh rộng. Có thể giảm tốc độ xuống thấp mà
đặc tính cơ vẫn cứng dẫn đến độ ổn định tốc độ cao. Mômen mở máy giảm không
nhiều, Khi giảm tốc độ sẽ xảy ra hiện tượng hãm tái sinh.
GVHD: Bùi Trung Thành

Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 11
R
f
= 0
R
f1
R
f2
ω
0
ω
M
0
M
2
M
1
M
c
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
Không có tổn thất trong mạch phần ứng. Phương pháp này có thể áp dụng cho non tải,
tải định mức.
Nhược điểm: Chỉ điều chỉnh tốc độ nhỏ hơn tốc độ cơ bản. Muốn thay đổi phải có
nguồn điện áp phần ứng.
1.4. Phương pháp thay đổi điện trở phần ứng:
Đây là phương pháp kinh điển dung để điều chỉnh tốc độ động cơ trong nhiều năm.
Nguyên lí điều khiển:
Trong phương pháp này người ta giữ U = U
đm

; Φ = Φ
đm
và nối thêm điện trở phụ vào
mạch phần ứng để tăng điện trở phần ứng:
Độ cứng của đặc tính cơ:

Ta thấy khi điện trở càng lớn thì � càng nhỏ nghĩa là đặc tính cơ càng dốc và do đó
càng mềm hơn.

GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 12
( )
f
dm
RR
k
M
+
Φ
−=
∆
∆
=

2
.
ω
β
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất

Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện trở phụ
Ứng với điện trở phụ R
f
=0 ta có đặc tính cơ tự nhiên β
TN
có giá trị lớn nhất nên đặc
tính cơ tự nhiên có độ cứng cứng hơn tất các đặc tính có điện trở phụ.
Như vật khi thay đổi điện trở phụ ta có được một họ đặc tính cơ thấp hơn đặc
tính cơ tự nhiên.
• Đặc điểm của phương pháp:
- Điện trở mạch phần ứng càng tăng thì độ dốc đặc tính càng lớn, đặc tính cơ
càng mềm, độ ổn định tốc độ càng kém, sai số tốc độ càng lớn.
- Phương pháp này chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ trong vùng dưới tốc độ định
mức (chỉ cho phép thay đổi tốc độ về phía giảm).
- Chỉ áp dụng cho động cơ có công suất nhỏ, vì tổn hao trên điện trở phụ làm
giảm hiệu suất của động cơ và trên thực tế thường dùng ở động cơ điện trong cầu trục.
• Đánh giá các chỉ tiêu:
- Tính liên tục: Phương pháp này không thể điều khiển lien tục được mà phải
điều khiển nhảy cấp.
- Dải điều chỉnh phụ thuộc vào chỉ số mômen tải. Tải càng nhỏ thì dải điều chỉnh
D = ω
max
/ ω
min
càng nhỏ. Phương pháp này có thể điều chỉnh trong dải D=3:1.
- Giá thành đầu tư ban đầu rẻ nhưng không kinh tế do tổn hao trên điện trở lớn.
- Chất lượng không cao dù điều khiển rất dơn giản.
 Nhận xét: Qua các phương pháp điều chỉnh trên ta thấy phương pháp điều
chỉnh phần ứng động cơ là phù hợp vì khi thay đổi điện áp phần ứng động cơ, ta được
một họ đặc tính cơ song song với đặc tính cơ tự nhiên. Khi thay đổi điện áp thì M

nm
,
I
nm
của động cơ giảm, tốc độ của động cơ cũng giảm ứng với một phụ tải nhất định.
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 13
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠCH
CHƯƠNG I: MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU
I.1. Giới thiệu chung
LM 723 là một bộ điều chỉnh điện áp được thiết kế chủ yếu cho một loạt những ứng
dụng. Bởi chính bản thân nó, nó sẽ cho dòng ra lên tới 150mA; đồng thời bên ngoài
có thể bổ xung thêm dòng điện để được dòng cung cấp cho tải như mong muốn. Trên
đường đặc tính của mạch dòng dự trữ vô cùng chậm, và sự cung cấp này tạo nên sự
tuyến tính đồng thời hoặc giới hạn dòng phản hồi.
LM 723 được sử dụng rộng rãi,ngoài việc sử dụng làm bộ đièu chỉnh điện áp nó còn
được sử dụng với những chức năng như bộ điều chỉnh dòng điện hay bộ điều khiển
nhiệt độ.
I.2. Chức năng
+ Tạo ra dòng điện đầu ra 150mA không cần thêm transistor mắc mạch ngoài
+ Tạo ra dòng tới 10A bằng cách mắc thêm transistor mạch ngoài
+ Điện áp đầu vào tối đa 40V
+ Điện áp ra có thể điều chỉnh từ 2V đến 37V
Sơ đồ chân:
Chân số Kí hiệu Chức năng
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 14
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học

Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
1 NC Không dùng đến
2 Current limit Chân hạn dòng
3 Current sense Cảm biến dòng
4 Inverting input Đầu vào –IN của OP-AMP bên trong IC
5 Non-inverting input Đầu vào +IN của OP-AMP bên trong IC
6 V
REF
Điện áp chuẩn so sánh
7 V- Chân nối đất
8 NC Không dùng
9 V
Z
Điện áp Zener
10 V
OUT
Điện áp lấy ra
11 V
C
Chân cấp nguồn dương
12 V
+
Chân cấp nguồn dương
13 Frequency compesation Chân so sánh tần số
14 NC Không dùng đến
Sơ đồ khối:
 Nguyên lí hoạt động của LM723:
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 15
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học

Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
Bao gồm các khối:
- Tạo điện áp chuẩn V
REF
= 6-7 V thông qua Voltage reference Amplifier .
- Điều chỉnh điện áp ra: Sử dụng Ic khuếch đại thuật toán (Error Amplifier) cùng
với hai transistor . Lúc này tín hiệu đầu vào sẽ đựơc đưa đến đầu vào đảo và
đầu vào không đảo, đầu ra sẽ được dung để điều khiển cực bazơ của transistor
1 để lấy tín hiệu ra tại chân E của T1. Đồng thời việc kích mở của T1 còn phụ
thuộc vào việc dẫn mở của Transistor 2. Nếu T2 dẫn sâu thì điện áp đầu ra tại
chân E của T1 giảm. và ngược lại.
Sơ đồ nguyên lý:
Những giá trị được ước lượng :
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 16
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
Xung điện áp từ V+ tới V- (50ms) 50V
Điện áp liên tục từ V+ đến V- 40V
Sự chênh lệch điện áp vào- ra 40V
Sai lệch của điện áp đầu vào
5V±
Điện áp giữa đầu vào không đảo và V+ +8V
Dòng từ V
Z
25mA
Dòng từ V
REF
15mA
Tổn hao công suất bên trong (T

A
= 125
0
C)
Bình kim loại 300mW
Hốc DIP 400mW
Nhiệt độ cưc đại T
J
+175
0
C
Vùng nhiệt độ cho phép
0 0
65 150
A
C T C− ≤ ≤ +
Nhiệt độ mạch 300
0
C
(hàn trong thời gian không quá 4s)
Tính chịu nhiệt
�
JA
Không khí tĩnh 100
0
C/W
500LF/

Luồng không khí nhỏ nhất
61

0
C/W
Bình kim loại (không khí tĩnh) 156
0
C/W
Bình kim loại (500LF/luồng không khí nhỏ nhất) 89
0
C/W
�
JC
CERDIP
22
0
C/W
Bình kim loại
37
0
C/W
Giới hạn ESD 1200V
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 17
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
I.3. Nguyên lý hoạt động của mạch thực tế:
Sơ đồ nguyên lí:
I.3.1. Khâu tinh chỉnh
Tín hiệu lấy ra từ chân 6 ssẽ được phân áp qua bộ phân áp gồm Pot 6 và Pot 2 và R8 sẽ
được đưa vào chân 2 của LM723. Ta có: I
IC
= I

CT2
+ I
BT1
. Do đó việc điều chỉnh điện áp
của chân 2 sẽ làm thay đổi dòng trên I
CT2
và làm thay đổi dòng và áp tại đầu ra của IC.
Do đó khâu này có thể điều chỉnh điện áp ra ở một phạm vi nhỏ.
I.3.2. Khâu điều chỉnh thô:
Bao gồm các biến trở Pot1, pot3, Pot5, Pot4. Thông qua điều chỉnh khối này sẽ giúp
thay đổi điện áp đặt vào chân 4. Khi Tăng điện trở thì điện áp vào chân 4 sẽ nhỏ dẫn
đến điện áp tăng. Và ngược lại khi giảm điện trở thì điện áp đầu ra sẽ giảm.
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 18
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
CHƯƠNG II: MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
1. Mạch phát xung
Để tạo xung điều khiển cho tốc độ động cơ ta sử dụng IC HA555 để tạo ra xung vuông
vì:
- IC HA555 rất dễ tìm va phổ biến.
- Mạch tạo xung dùng IC này rất dễ làm, dễ giải thích, dễ hiểu nguyên lý làm việc của
nó.
Sau đây chúng tôi xin được giới thiệu sơ qua về IC HA555
1.1 Giới thiệu IC HA555N
IC HA555 N gồm có 8 chân.
- chân số 1(GND): cho nối mase để lấy dòng cấp cho IC
- chân số 2(TRIGGER): ngõ vào của 1 tần so áp.mạch so áp dùng các transistor PNP.
Mức áp chuẩn là 2*Vcc/3.
- Chân số 3(OUTPUT): Ngõ ra .trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo mức volt cao(gần

bằng mức áp chân 8) và thấp (gần bằng mức áp chân 1)
- Chân số 4(RESET): dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nối masse thì ngõ
ra ở mức thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức
áp trên chân 2 và 6.
- Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555
theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối mase. Tuy nhiên trong
hầu hết các mạch ứng dụng chân số 5 nối masse qua 1 tụ từ 0.01uF  0.1uF, các tụ có
tác dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp chuẩn ổn định.
- Chân số 6(THRESHOLD) : là ngõ vào của 1 tầng so áp khác .Mạch so sánh dùng các
transistor NPN .mức chuẩn là Vcc/3
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 19
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
- Chân số 7(DISCHAGER) : Có thể xem như 1 khóa điện và chịu điều khiển bỡi tầng
logic. Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược lại thì nó mở ra. Chân 7
tự nạp xả điện cho 1 mạch. R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động .
- Chân số 8 (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC. Nguồn nuôi cấp cho IC
555 trong khoảng từ +5v  +15v và mức tối đa là +18v
1.2. cấu tạo bên trong và nguyên tắc hoạt động của IC 555
a. cấu tạo:
Về bản chất thì IC 555 là 1 bộ mạch kết hợp giữa 2 con Opamp , 3 điện trở , 1
con transistor, và 1 bộ Fipflop(ở đây dùng FFRS )
- 2 OP-amp có tác dụng so sánh điện áp
- Transistor để xả điện.
- Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành
3 phần. Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương của
Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm của Op-amp 2. Khi điện áp ở chân 2
nhỏ hơn 1/3 VCC, chân S = [1] và FF được kích. Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3
VCC, chân R của FF = [1] và FF được reset

b. Ngyên tắc hoạt động:
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 20
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất

Ký hiệu 0 là mức thấp(L) bằng 0V, 1 là mức cao(H) gần bằng VCC. Mạch FF là loại
RS Flip-flop.
Khi S = [1] thì Q = [1] và = [ 0].
Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và = [0].
Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0].
Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì = [1], transisitor mở
dẫn, cực C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không vượt
quá V2. Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset.
Khi mới đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời hằng (Ra+Rb)C.
* Tụ C nạp từ điện Áp 0V -> Vcc/3:
- Lúc này V+1(V+ của Opamp1) > V-1. Do đó O1 (ngõ ra của Opamp1) có mức logic
1(H).
- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó O2 = 0(L).
- R = 0, S = 1 > Q = 1, /Q (Q đảo) = 0
- Q = 1 > Ngõ ra = 1.
- /Q = 0 > Transistor hồi tiếp không dẫn.
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 21
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
* Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3:
- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.
- V+2 < V-2. Do đó O2 = 0.
- R = 0, S = 0 > Q, /Q sẽ giứ trạng thái trước đó (Q=1, /Q=0).

- Transistor vẫn ko dẫn !
* Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3:
- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.
- V+2 > V-2. Do đó O2 = 1.
- R = 1, S = 0 > Q=0, /Q = 1.
- Q = 0 > Ngõ ra đảo trạng thái = 0.
- /Q = 1 > Transistor dẫn, điện áp trên chân 7 xuống 0V !
- Tụ C xả qua Rb. Với thời hằng Rb.C
- Điện áp trên tụ C giảm xuống do tụ C xả, làm cho điện áp tụ C nhảy xuống dưới
2Vcc/3.
* Tụ C tiếp tục "XẢ" từ điện áp 2Vcc/3 > Vcc/3:
- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.
- V+2 < V-2. Do đó O2 = 0.
- R = 0, S = 0 > Q, /Q sẽ giứ trạng thái trước đó (Q=0, /Q=1).
- Transistor vẫn dẫn !
* Tụ C xả qua ngưỡng Vcc/3:
- Lúc này V+1 > V-1. Do đó O1 = 1.
- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó O2 = 0.
- R = 0, S = 1 > Q = 1, /Q (Q đảo) = 0
- Q = 1 > Ngõ ra = 1.
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 22
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
- /Q = 0 > Transistor không dẫn -> chân 7 không = 0V nữa và tụ C lại được nạp điện
với điện áp ban đầu là Vcc/3.
* Quá trình lại lặp lại.
=> Kết quả: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu kỳ ổn định.
Nhận xét:
- Vậy, trong quá trình hoạt động bình thường của 555, điện áp trên tụ C chỉ dao động

quanh điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3.
- Khi nạp điện, tụ C nạp điện với điện áp ban đầu là Vcc/3, và kết thúc nạp ở thời điểm
điện áp trên C bằng 2Vcc/3.Nạp điện với thời hằng là (Ra+Rb)C.
- Khi xả điện, tụ C xả điện với điện áp ban đầu là 2Vcc/3, và kết thúc xả ở thời điểm
điện áp trên C bằng Vcc/3. Xả điện với thời hằng là Rb.C.
- Thời gian mức 1 ở ngõ ra chính là thời gian nạp điện, mức 0 là xả điện.
1.3. cơ sở lý thuyết và phương pháp tính các giá trị trong mạch:
Để tính chu kỳ dao động T của 1 mạch dao động tạo xung ta cần phải tính được thời
gian ngưng dẫn của tụ khi nạp và xả.
Ta có sơ đồ mạch đơn giản để tính thời gian ngưng dẫn khi tụ nạp xả

Từ mạch tương đương suy ra:
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 23
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
Xác định t để =0.7V: 0.7=



Thường nên
• Tính thời gian ngưng dẫn của T
2
chính là thời gian T
1
bắt đầu dẫn đến khi T
1
ngưng dẫn. Tương tự, thời gian ngưng dẫn của T
2
là:

Vậy chu kì dao động của mạch được tính:
T
Giả sử R
B1
=R
B2
=R; C
1
=C
2
=C thì chu kì dao động của mạch trở thành:
T
Và tần số dao động:
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 24
Trường: ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án môn học
Khoa: Điện- Điện Tử Điện tử công suất
Thông thường trong mạch dao động ta có công thức tính thời gian ngưng dẫn của
transistor là: T = RCln2 =0.693 RC
 Thời gian ngưng dẫn ở mức áp cao cũng là lúc tụ C2 nạp dòng qua R1+R2
Tn = 0.693*(R1+R2)*C2
Thời gian ngưng dẫn ở mức áp thấp cũng là lúc tụ C2 xả dòng qua R2
Tx = 0.693*R2*C2
Như vậy chu kỳ của tín hiệu sẽ là : T = Tn+Tx
T = 0.693*(R1+2*R2)*C2
* Ta có dạng song ra :
Dạng xung tại ngõ out(3):

1.4. ứng dụng của IC 555:
Ứng dụng của 555 là rất lớn, ngoài ứng dụng hay dùng là mạch phát xung nó

còn dùng để đo điện dung. Điện dung hoặc cảm biến dạng điện dung được nối vào
mạch, khi thay đổi sẽ làm tần số đầu ra thay đổi. Việc đo tần số với vi điều khiển thì
đơn giản rồi. Khi sử dụng cách này, cần phải có điện trở thật chính xác để tránh sai
số.ngoài ra IC 555 còn có nhiều ứng dụng trong thực tế như: dùng làm mạch cho khởi
động trễ,mạch phát ra âm thanh,điều chế xung, dùng để đo tốc độ quay của máy hát
đĩa, dùng trong thiết bị chống trộm và tia hồng ngoại…….
GVHD: Bùi Trung Thành
Nhóm sinh viên_ĐK4 Page 25