Giáo trình Máy điện đặc biệt - CHƯƠNG 4 Máy điện đồng bộ đặc biệt potx

GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |55
CH
ƯƠ
NG4
Máyđi
ệ
nđ
ồ
ngb
ộ
đ
ặ
cbi
ệ
t
1.Máyphát điệnđồngbộmộtpha
Dâyquấnphầnứnglàdâyquấnmộtphaquấnvới
3
2
t.ĐểsứcđiệnđộnglàSin
thìbềrộngphầnquấndâycủamộtcựcsovới
2
1
chuvirôtolà
3
2
t.Dođódâyquấncủa
mộtphaphảicóbướcdâylà
3
2

t.
Hình4.1.(a)Sđđcủamáyphátđiệnđồngbộ1pha.
(b)Sđđcủamáyphátđiệnđồngbộ3pha.
Sosánhcôngsuấtcủahailoạimáyphátmộtphavàbapha:
P(1~)=E.I
P(3~)=3.
3
E
.I
~) (1
~) (3
P
P
=1,73 (4.1)
Dòngđiệnxoaychiềuchạytrongdâyquấnphầnứngsẽsinhratừtrườngđập
mạchvớitầnsốcủadòngđiện.Từtrườngđậpmạchnàycóthểxemlàtổnghợpcủa
haitừtrườngquaythuậnvàngược.Từtrườngquaythuậncótốcđộđồngbộvớitừ
trườngcựctừvàquanhệđiệntừgiữahaitừtrườngđóhoàntoàngiốngnhưmáyđiện
đồngbộbapha.Từtrườngquaynghịchcótốcđộ2n
1
sovớirôtovàsẽcảmứngtrong
dâyquấnrôtocácdòngđiệncótầnsố2f
1
.Cácdòngđiệnnàysẽsinhratừtrườnglàm
yếutừtrườngquayngượcsinhrachúng.Nếutrênrôtođặtdâyquấncảnthìtừtrường
quaynghịchsẽgiảmnhiều,nếukhôngcódâyquấncảnchỉcódâyquấnkíchtừthìtừ
trườngquaynghịchchỉbịgiảmởhướngdọctrụccònvẫnmạnhởhướngngangtrục.
Ngoàiradòngđiệntầnsố2f
1
ởdâyquấnrôtolàmtăngtổnhaoởrôtovàsẽsinhratừ

trườngđậpmạch,vàđượcphânthànhhaithànhphầnthuậnvànghịchquayvớitốcđộ
2n
1
sovớirôto.Thànhphầnthuậnsẽsinhratrongdâyquấnstatomộtdòngđiệncótần
số3f
1
làmchotổnhaophụtrongdâyquấnstatotănglên.Vìvậytrongmáyđiệnđồng
bộmộtphaluônluôncóđặtdâyquấncảnđểgiảmnhỏtừtrườngngược.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |56
Hình4.2.Tácdụngcủatừtrườngstator.
Hình4.3.Tácdụngcủatừtrườngrotor.
Đồthịvectơcủamáyđiệnđồngbộmộtphatươngtựnhưmáyđiệnđồngbộba
pha.Tuynhiênđiệnáprơitrongmáymộtphalớnhơnmáybaphavì điệnkhángtảntừ
x
sư
củanólớnhơndoảnhhưởngcủatừtrườngngược.
2.Máybiếnđổimộtphầnứng.
LàloạimáyđiệnquaydùngđểbiếnđổidòngđiệnxoaychiềuACsangdòng
điệnmộtchiềuDChoặcngượclại.Sựbiếnđổiđóđượcthựchiệndựatrêncơsởcấu
tạocủamáyđiệnmộtchiều.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |57
Vìs.đ.đ cảmứngtrêndâyquấnphầnứng làdòng điệnxoaychiềuvà cóthể
biểuthịbằngđagiácsứcđiệnđộng,nênởmđiểmcáchđềudâyquấnđós.đ.đsẽlệch
phanhaumộtgóc
m
2p
.Nốimvànhtrượtvớimđiểmđóthìtừcácchổithantiếpxúc
vớicácvànhtrượtđótasẽđượcs.đ.đmpha.

Hình4.4.Cấutạocủamáybiếnđổimộtphầnứng.
 Nếu máy dùng biến đổi điện xoay chiều sang điện một chiều, thì đối với
nguồnxoaychiềumáylàmviệcnhưđộngcơđồngbộ,vàđốivớilướimộtchiềumáy
làmviệcnhưmáyphátđiệnmộtchiều.Trướckialoạimáynàydùngcungcấpđiện
mộtchiềuchoxeđiệnvàcáctuyếnđườngsắtdùngđầumáyđiện.
Nếudùngđểbiếnđổiđiệnmộtchiềusangđiệnxoaychiềuthìđốivớinguồn
mộtchiềumáylàmviệcnhưđôngcơđiệnmộtchiềuvàđốivớilướixoaychiềumáy
làmviệcnhưmáyphátđồngbộ.
Nếudùngđộngcơsơcấpkéomáyvàlấydòngđiệnmộtchiềudomáybiến
đổiphátrađểkíchthíchchonóvàtừvànhtrượtlấyrađiệnxoaychiềuthìtađược
máyphátđiệnđồngbộtựkíchthíchbiếnđổicơnăngsangđiệnnăngxoaychiều.
TỷlệgiữaU~vàU=:
DựavàođồthịHình4.4bvớim=3tacó:
U
m~
=2
3
Sin
p =
2
U
hay U~=
3
Sin
p =
2
U
=0,612U
=
(4.2)

DotỷlệgiữaU~vàU
=
nhưtrênnênnếuU~làtiêuchuẩnthìU
=
làkhôngtiêu
chuẩnvàngượclại.
Vìmáybiếnđổimộtphầnứngđồngthờilàmviệcởhaichếđộmáyphátvà
động cơnêndòngđiệntrongdâyquấnphầnứnglàhiệu sốI~và I
=
,dođótổnhao
trongdâyquấnphầnứngnhỏhơntổnhaotươngứngcủamáyđiệnmộtchiều.Nếusố
phamlớntổnhaođócàngnhỏ.
Cóthểmởmáytheophươngphápmởmáykhôngđồngbộcủađộngcơđồngbộ
nếucóđặtdâyquấnmởmáyởmặtcực.Hoặccóthểmởmáynhưđộngcơmộtchiều
sauđóhoàđồngbộvớilướiđiệnxoaychiềutứclàchomáylàmviệcởchếđộđộngcơ
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |58
mộtchiềuvàđiềuchỉnhU,fcủahệthốngbaphađểhoàvớilướisauđótắtnguồnmột
chiềucungcấpchonó.
3.Độngcơđiện phảnkháng:
Làloạimáyđiệnđồngbộkhôngcódâyquấnkíchtừ,nguyênlýlàmviệcdựa
vàosựkhácnhaugiữatừtrởdọctrụcx
d
vàngangtrụcx
q
.Vìnhưtađãbiết:
Côngsuất điệntừcủamáyđiệnđồngbộgồmhaiphần:
P
đt
=P

c
+P
p
KhikhôngcónguồnkíchtừthìP
c
=0,lúcđólợidụngcôngsuấtđiệntừphụP
p
đểtạoramômen.
P
p
=
q
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
- 2Sin
x
1
x
1
dq
2
mU
2
(4.3)

Đểthựchiệnđượcx
d
≠x
q
rôtocủamáyđượcchếtạonhư Hình4.5vớicấutạo
nhưtrênHình4.5a,rôtođượcghépbằngnhữngláthéptròncónhữngchỗkhuyếtđể
tăngkhehởgiữacácựcvàdođótăngtừtrởcủamạchtừhướngngangtrục,trênrôto
cóđặtdâyquấnmởmáykiểulồngsócđểmởmáy.ỞHình4.5b–c,rôtođượcchếtạo
bằngcáchđổnhôm vàocác tậpláthép, ởđâynhômcótácdụngcủadâyquấnmở
máy.
Dokhôngcódâyquấnkíchtừnênđộngcơphảilấydòngđiệntừmạngđiệnvà
cóCosjthấp(docấutạorôtonêndòngđiệntừhoálớnđểtạonêntừthôngcầnthiết
quamạchtừcótừtrởlớn).Trọnglượngđộngcơphảnkhángthườnggấp2,3lần
trọnglượngđộngcơkhôngđồngbộcùngcôngsuất.Thườngcácđộngcơphảnkháng
đượcchếtạovớicôngsuất50÷100W.
Hình4.5.Cấutạorôtocủađộngcơđiệnphảnkháng.
4. Độngcơkiểunamchâmvĩnhcửu.
Ởloạiđộngcơnàycựctừtạobởinamchâmvĩnhcửubằnghợpkimđặcbiệtcó
độtừdưrấtlớn(0,5÷1,5T).Cựctừcódạngcựclồivàđặtởrôtokhoảngcáchgiữa
cáccựccóđổnhômkínvàtoànbộrôtolàmộtkhốitrụ(Hình4.6a).Nếudùnglàm
độngcơđiệnthìcầnđặtdâyquấnmởmáykiểulồngsóc.Vìkhógiacôngrãnhtrên
hợpkimnamchâmnênthườngchếtạolồngsócnhưđộngcơkhôngđồngbộvàđặthai
đĩanamchâmởhaiđầu.(Hình4.6b)vớikếtcấunhưvậysẽtốn vậtliệuhơnvà
thường chế tạo với công suất :30 ÷ 40 W. Trong trườnghợp dùng như máy phát
khôngcódâyquấnmởmáy,côngsuấtcóthểlêntới5÷10KWđôikhiđến100KW.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |59
Hình4.6.Cấutạođộngcơnamchâmvĩnhcửu.
5.Độngcơtừtrễ:
Làđộngcơmàmômenquaycủanósinhradohiệntượngtừtrễkhitừhoávật

liệucủarôto.Dâyquấnstato(3phahay1phacókèmtụđiện)cónhiệmvụtạonêntừ
trườngquay.Vậtliệuchếtạorôtolàhợpkimtừcứngcóchutrìnhtừtrễrộngnhưvi–
ca–lôi,Alnicònthépkỹthuậtđiệncóvòngtừtrễhẹp.Vìloạihợpkimtừnàyđắtnên
rôtothườngđượcchếtạolắpghép,chỉdùngvậtliệutừcứngởmặtngoài(Hình4.7),
khehởkhôngkhígiữastatovàrôtođượcchếtạobénhấtđểcóthểgiảmdòngđiệntừ
hoá.
Hình4.7.Rotorcủađộngcơtừtrễ.
Sơđồmạchđiệnthaythếcủađộngcơtừtrễ:
a 0
I
·
ra
I
·
x
I
·
z
I
·
-
s
I
·
u
I
d
·
ru
I

·
s
r
s
x
x
r
T
r
0
r
d
x
T
x
x
x
·
U
Hình4.8.Sơđồmạchđiệnthaythếcủađộngcơtừtrễ.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |60
Sơđồmạchđiệnthaythếcủađộngcơtừtrễbaogồmcácphần:sơcấp,từhoá
vàthứcấp(Hình4.8).
Phầnsơcấpbaogồmđiệntrởcủadâyquấnstatorr
s
,điệnkhángtảncủadây
quấnstatorx
s
.

Phầntừhoá(nhánhsongsongthứnhấttừtráisang)biểuthịảnhhưởngcủatừ
trởkhehởkhôngkhíxvàđiệntrởr
0
–đặctrưngchotổnhaotronglõithépstator.
Nhánhsongsongthứhaibiểuthịảnhhưởngcủaphầntửtrễtácdụngcủarotor.
Tổnhaotrongđiệntrởcủanór
T
bằngcôngsuấtcơdomômentừtrễtạonêncộngvới
tổnhaodotừtrễcủarotor(ởchếđộngkhôngđồngbộ).Điệntrởr
T
phụthuộcvàotải
củađộngcơ.Điệnkhángx
T
đặctrưngchođộdẫntừcủarotor.
Nhánhsongsongthứbaphảnánhảnhhưởngcủadòngđiệnxoáytrongrotor.
Điệntrởr
x
phụthuộcvàohệsốtrượts,đặctrưngchotổnhaododòngxoáyvàcông
suấtcơdomomencủadòngxoáytạonên.Điệnkhángx
x
làđiệnkhángtảncủadòng
xoáyquyđổivềcuộnstator. Ơchếđộđồngbộ:x
x
=0,r
x
=∞nênnhánhnàyhởmạch.
Nguyênlýlàmviệc:
Xétthờiđiểmkhitừtrườngquay Ơ
S
củastatoởvịtríA(hình4.9a)rôtobịtừ

hoávàcácnamchâmphântửsẽđượcsắpxếpđịnhhướngtheochiềucủatừtrường.
TácdụnghỗtươnggiữaƠ
S
củastatovàƠ
R
củacácnamchâmphântửsẽtạonênlực
hướngkínhFtheophươngtừtrườngstatovàdođókhôngtạonênđượcmômenquay.
ỞthờiđiểmtiếptheolàvịtríBcủatừtrườngquayƠ
S
,cácnamchâmphântử
sẽquaytheovềvịtrímớinày,nhưngdosựmasátcủacácphầntửởvậtliệucóvòng
từtrễrộngcácnamchâmphântửsẽkhôngxoaykịpcùngvớiƠ
S
vàphảichậmsau
một góclệch qnào đo. Lực hỗ tương F lúcnàyngoài thànhphầnhướng kính còn
thànhphầntiếptuyếnF
t
=FSinqcótácdụngkéocácnamchâmphântửvàdođótạo
nênmômentừtrễtỷlệvớitíchvectơcủahaivectơkhônggianƠ
S
vàƠ
R
.
M
t
=k[Ơ
S
Ơ
R
]=kƠ

S
Ơ
R
Sinq (4.4)
Trongđóklàhệsốphụthuộcvàothôngsốcủamáy.
CóthểtăngM
t
bằngcáchsửdụngvậtliệucóvòngtừtrễlớnhơn,lýtưởnglà
loạicóvòngtừtrễhìnhchữnhật.(Hình4.9c)
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |61
Hình4.9.c.ĐặctuyếnthépkỹthuậtVicalô
d.ĐặctuyếnmomencủaĐCđồngbộtừtrễ.
TrịsốƠ
S
vàƠ
R
khôngphụthuộcvàotốcđộquaycủarôto,góckhônggian q
cũngkhôngphụthuộcvàotốcđộquayvà qđượcxácđịnhbởilựckhángtừcủavật
liệuởrôto.Dođóởphụtảixácđịnh, q=constchỉrõsựquayđồngbộcủarôtođốivới
từtrườngquaystatoƠ
S
,vàđộngcơtừtrễlàloạiđộngcơđồngbộ.
DoƠ
S
,Ơ
R
và qkhôngphụthuộcvàotốcđộquaycủarôtonênđặctínhM=f(s)
củađộngcơtừtrễlàđườngthẳngsongsongtrụchoành( Hình4.9d).
ỞtrườnghợpđộngcơƠ

S
vượttrướcƠ
R
và qlàâm.( q<0):ĐC
Ởtrườnghợpmáyphát Ơ
S
chậmsauƠ
R
vàlàdương( q>0):MF
Sovớiđộngcơphảnkháng,độngcơtừtrễcóưuđiểmhơnvìkhôngcầndây
quấnmởmáyđặtởrôto,kíchthướcmáynhỏ,Cos j caohơn(vìR’
2
vàIobé).Công
suấtcủađộngcơcóthểđến300÷400watt.
6.Máyphát cảmứngtầnsốcao
Trong sản xuất, một số thiết bị dùng trong luyện kim, vô tuyến điện,hàn…
dùngdòngđiệnxoaychiềumộtphahoặcbaphatầnsốcao(400÷3000Hz).Biện
pháptăngphayntrongmayphátđồngbộbịhạnchếdocấutạomáyhoặcsứcbềnvật
liệukhôngchophép.Trongtrườnghợpnàyphảidùngmáyphátcảmứngtầnsốcao
gâyrabởisóngđiềuhoàrăngcủatừtrườngđậpmạch.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |62
Hình4.10.Cấutạomáyphátcảmứngtầnsốcao.
Statoghépbằngláthépkỹthuậtđiện,phíatrongcórăngrãnhđểđặtdâyquấn
phầnứng,giữahaingănstatođặtdâuquấnkíchtừmangdòng điệnmộtchiều.
Rôtothườnglàthépkhốihoặcthéplághéptrênrăngtừcórăngrãnhkhôngcó
dâyquấn.Khichodòngđiệnmộtchiềuvàodâyquấnkíchtừtừtrườngsẽđinhưhình
vẽ,đườngsứctừsẽđitừlõirôtovàostatothứnhấtkhépkínquavỏmáyvềstatothứ
haiđểtrởvềlõirôto,trênmỗibềmặtcủastatohayrôtochỉcómộtcựctínhnêntagọi
làloạicựctínhđồngnhất.Khirôtoquaytừtrườngđóđậpmạchvàđượcxemnhưtổng

củahaithànhphần:thànhphầnB
0
cótrịsốkhôngđổivàkhôngchuyểnđộngsovới
statodođókhôngsinhrasứcđiệnđộngcảmứngtrêndâyquấnstato,thànhphầnthứ
haiphânbốhìnhSincóbiênđộ
2
BB
minmax
-
vàchuyểnđộngcùngvớirôtosẽcảmứng
trongdâyquấnphầnứngsứcđiệnđộngcótầnsố:
F
2
=Z
2
n
TrongđóZ
2
:sốrăngcủarôto.
n
2
:tốcđộquay(v/sec).
Hình4.11.Từtrườngởkhe hởcủaMFcảmứngtầnsốcao.
7.Độngcơbước
Độngcơbướclàloạiđộngcơđượcdùngđểbiếnđổicáclệnhchodướidạng
xungđiệnthànhsựdịchchuyểndứtkhoátvềgóchayđườngthẳng–nhưlàbướctừng
bướcmàkhôngcầncảmbiếnphảnhồi.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |63
Độngcơlàmviệcphảicókèmtheobộđổichiềuđiệntửdùngđểchuyểnđổi

cáccuộndâyđiềukhiểncủađộngcơbướcvớithứtựvàtầnsốtuỳtheolệnhđãcho.
Gócquaytổnghợpcủarotorđộngcơbướctươngứngchínhxácvớisốlầnchuyểnđổi
cáccuộndâyđiềukhiển,chiềuquayphụthuộctheothứtựchuyểnđổi,tốcđộquay
phụthuộctầnsốchuyểnđổi.Nhưvậytrongtrườnghợptổngquátcóthểxemđộngcơ
bướcvớibộđiềukhiểnđổichiềuđiệntửnhưlàmộthệthốngđiềuchỉnhtầnsốcủa
độngcơđồngbộvớikhảnăngđịnhvịtrígócxoayrotor,tứclàbằngcáchthayđổitần
sốchođếnkhông.
Độngcơbướcđượcsửdụngnhiềutrongcáchệthốngđiềukhiểntựđộng,thídụ
trongcácmáycôngcụđiềukhiểntheochươngtrình,trongcácthiếtbịcủakỹthuật
máytính…Trongcáchệthốngtrên,độngcơbướcđượcsửdụnghoặcđểthựchiệnsự
truyềnđộngtheochươngtrìnhđiềukhiểncáccơcấuthừahànhnhưnhiệmvụđộngcơ
chấphành,hoặcnhưlàmộtphầntửphụbiếnđổicácmãxungthànhtínhiệuđiềuchế
chomộthệthốngnàođó.
Vớinhiệmvụvàchứcnăngnóitrên,độngcơbướcđòihỏinhữngyêucầuriêng
vềkỹthuật,ngoàinhữngyêucầuchung:
 Cóbướcchuyểndịchbé.
 Momentđồngbộhoáđủlớnđảmbảođượcsaisốgócnhỏnhấtkhi
thựchiệnbướcdichuyển.
 Khôngtíchluỹsaisốkhităngsốbước.
 Tácđộngnhanh.
 Làmviệcbảođảmkhicócuộndâyđiềukhiểnítnhất.
 Độngcơvàcảbộđiềukhiểnđổichiềucócấutạođơngiản.
Tuỳtheocấutạo,độngcơbướccónhữngloạinhư:
 Chỉthịhayđộnglực.
 Thuậnnghịchhaykhôngthuậnnghịch.
 Cómộtstatorhaynhiềustator.
 Có một haynhiều cuộn dây điều khiển (quấn tập trung hoặc quấn
rải).
 Rotor phản kháng (không có dây quấn) và rotor tác dụng (có dây
quấnkíchthíchhoặcnamchâmvĩnhcửu).

 Rotorhìnhđĩahayrotormạchin.
 Bướcdịchchuyểnxoayhay dịchchuyểnthẳngtrựctiếp…
7.1. Động cơ bước nam châm vĩnh cửu (Permanent magnet
steppermotor)
Cấutrúctiêubiểucủađộngcơbướcnamchâmvĩnhcửuđượctrìnhbày ởHình
4.12.Đâylàđộngcơ4pha,mỗiphaquấntrên2cựcstator.Statortrongthiếtkếnày
phảicó8cực.Rotorbằngnamchâmvĩnhcửucótrụcthẳnghàngvớicựcstator11’.
Nóđượcgiữởvịtrínày,khiđặtdòngđiệnI
1
vàopha1thìcựcstator1đượctừhoá
nhưcựcnam,còncựcstator1’đượctừhoánhưcựcbắc.Chúýchiềudâyquấnđểtạo
radạngtừhoánày.ĐặtdòngđiệnI
4
vàopha4,cựctừhoá44’hìnhthành(I
1
đượccắt
ra).Khiđólựctừhoátácđộngtươnghỗvớitừtrườngrotorsinhramomentđồngbộ
xoayrotor1góc45
0
,theochiềukimđồnghồ,đểcựcbắcrotorđếncựcstator4.Lần
lượtđưadòngđiện I
3
,I
2
(mỗipha 1lần) vàopha3,pha2.Khiđó rotorxoaytheo
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |64
chiềukimđồnghồmỗibước45
0
.ĐểrotorxoaytiếplầnlượtđưaI

1
,I
4
,I
3
,I
2
vàopha1,
4,3,2nhưngchiềudòngđiệnđổilại.Nhưvậynguồnđiềukhiểnlàloạiđổicực.Sau
mỗilầnxoay180
0
,dòng điệnđiềukhiểnđổichiều.
Nhưvậytrìnhtựđiềukhiểnchođộngcơtiếntheochiềukimđồnghồlà1432.
Đểchođộngcơtiếnngượcchiềukimđồnghồtrìnhtựđiềukhiểnphảiđượcđảongượclại
1234.
Hình4.12:Cấutrúcđộng cơbướcnamchâmvĩnhcửu.
Cácthôngsốtínhtoán:
Z
R
:SốrăngRotor.
Z
S
:SốrăngStator.
m:Sốpha.
t
R
=
R
0
Z

360
:BướcrăngRotor(độ).
t
S
=
S
0
Z
360
:BướcrăngStator(độ).
q
S
=
m
t
r
=
R
0
Zm
360
.
=
sr
tt - (độ/bước).
R
S
=
S
0

360
q
=Z
R
.m:Sốbước/vòng(bước/vòng).
X=
m
Z
S
:Sốrăngstatortrênpha.
Nếutầnsốxungđiềukhiểnlàfvàđộngcơdịchchuyển1bướctươngứngvới 1
xungthìtốcđộđộngcơđượctính:
n=
S
R
f60
=
mZ
f60
R
.
=
6
f
S
q
(vòng/phút).
Thídụ:Tínhcácthôngsốt
R
,t

S
, q
S
,R
S
đốivớiđộngcơởhình1:
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |65
Bướcrăngrotorcủađộngcơlà:
t
r
=
R
0
Z
360
=
2
360
0
=180
0
Bướcrăngstatorcủađộngcơlà:
t
s
=
S
0
Z
360

=
8
360
0
=45
0
Mỗibướcđộngcơquay
q
S
=
R
0
Zm
360
.
=
24
360
0
.
=45
0
Sốbướcđộngcơquaytrongmộtvòng
R
S
=Z
R
.m=2.4=8bước/vòng
7.2.Độngcơbướctừtrởbiếnđổi1tầng(singlestackvariable –reluctance
steppermotor)

CấutạocủađộngcơnàyđượctrìnhbàyởHình4.13.Rotorvàstatorđượcchế
tạobằngvậtliệutừ.Độngcơcó3pha,mỗiphađượcquấntrên4cựchayrăngcủa
stator.Vídụpha1đượcquấntrêncực1,4,7,10củastator.Statorcó12răngvàrotor
có16răng.Cựcngượccựctínhđượcquấntheochiềungượclạiđểtạosựcânbằng
giữatừthôngvàovàrakhỏirotor.GiảsửdòngđiệnI
1
đặtvàopha1và4răngrotor
đốiđỉnhvớirăng1,4,7,10củastator.Từthôngđivàorotortừrăngstator4,10,vàra
khỏi rotorquarăng1,7, từthôngkhépkínquakhungstator,cóthểthấyrằng đỉnh
răngstator4làcựcbắcvàđỉnhrăngđốiđỉnhvớirăngstator4làcựcnam(cảmứng).
Sựphâncựcnàyphảitồntạiđểchophéptừthônglớnnhấtquakhehởgiữahairăng
đốiđỉnh.Tươngtựcho2phacònlại.
Để rotor tiến 1 bước theochiều kimđồng hồ thì 3 phađược quấntrên răng
stator2,5,8,11được đặtdòng điệnI
3
vàovàdòng điệnI
1
đượccắt.Bâygiờdođường
sứcchọnđườngđicótừdẫnlớnnhấthaytừtrởbénhấtnênxuấthiệnmomentphản
khángkéorăngrotorgầnrăngstator2,5,8,11nhấtvàovịtríđốđỉnh.Đólàcácrăng
rotora,d,b,c,đốiđỉnhvớicácrăngtươngứng2,5,8,11củastator.Kếtquảrotorở
mộtvịtrícânbằngmới.NếudòngđiệnI
2
tiếptheođưavàopha2,I
3
bịcắtthìrotorsẽ
bướcthêm1bướcnữatheochiềukimđồnghồ.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |66
Nhưvậytrìnhtự1321chorotorđộngcơtiếntheochiềukimđồnghồ.Muốn

rotorquayngượclạitrìnhtựkíchthíchlà1231.Nguồnkíchthíchlàloạiđơncực.
Hình4.13:Cấutạođộngcơbướctừtrởbiếnđổi,1tầng(3pha).
Gócbướccủarotor qsđượcxácđịnhnhưsau:
Z
R
:SốrăngRotor.
Z
S
:SốrăngStator.
m:Sốpha.
t
r
=
R
0
Z
360
:BướcrăngRotor(độ).
t
s
=
S
0
Z
360
:BướcrăngStator(độ).
q
S
=
m

t
r
=
R
0
Zm
360
.
=
sr
tt -
(độ/bước).
R
S
=
S
0
360
q
=Z
R
.m:Sốbước/vòng:(bước/vòng).
X=
) ( 1mm
R
s
±
=
1m
Z

R
±
=
m
Z
s
:Sốrăngstatortrên1pha.
n=
S
R
f60
=
mZ
f60
R
.
=
6
f
S
q
:Tốcđộ(vòng/phút).
Thídụ:Tínhcácthôngsốt
r
,t
s
, q
S
,R
S

đốivớiđộngcơởHình4.13:
Bướcrăngrotorcủađộngcơlà:
t
r
=
R
0
Z
360
=
16
360
0
=22.5
0
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |67
Bướcrăngstatorcủađộngcơlà:
t
s
=
S
0
Z
360
=
12
360
0
=30

0
Mỗibướcđộngcơquay
q
S
=
R
0
Zm
360
.
=
163
360
0
.
=7.5
0
Sốbướcđộngcơquaytrongmộtvòng
R
S
=Z
R
.m=16.3=48bước/vòng
7.3.Độngcơbướctừtrởbiếnđổinhiềutầng:(Multistackvariable –
reluctancesteppermotor)
Độngcơbướctừtrởbiếnđổicóthểcónhiềutầng.Thôngthườnglà2,3,4hay
nhiềutầnghơnnữa.Mộttầngđượcxemnhư1pha.Hình4.14trìnhbàycấutạocủa
độngcơbướctừtrởbiếnđổi3pha(3tầng).Statorcủamỗitầngcó4cực,mỗicựccó3
răng.Trongmỗitầngsốrăngrotorvàstatorgiốngnhau.Răngcủa3rotorcóvịtríđặt
giốngnhaunhưngrăngcủastatorđặtlệchnhau1/3bướcrăng.Theohình3răngrotor

vàstatortầng1đốiđỉnh,răngrotorvàstatortầng3lệchnhau10
0
(cấutạostatortầng2
xoay1góc10
0
sovớistatortầng1),tươngtựrăngrotorvàstatortầng3lệchnhau20
0
(statorxoay1góc20
0
đốivớistatortầng1hay1góc10
0
đốivớistatortầng2).Răng
của3rotornằmtrêncùngtrụcvàthẳnghàng.
Hình4.14:Cấutạođộngcơ bướctừtrởbiếnđổi,3tầng(3pha).
Z
R
=Z
S
=12, q
i
= q
S
=10
0
.
Góclệchcủa2tầngkềnhau q
i
,xácđịnhnhưsau:
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |68

q
i
=
m
t
r
=
mZ
360
R
0
.
= q
S
(độ)
Trongđó:
t
r
:bướcrăngcủarotor,t
r
=
R
0
Z
360
Z
R
:Sốrăngcủarotorcũngnhưstator.
m:sốphahaysốtầng.
TrongtrườnghợptrênZ

R
=12,m=3,dođó q
i
=10
0
.
Nguyênlýlàmviệccủađộngcơnh ưsau:
Giảsửbanđầuđặtdòngđiệnđiềukhiểnvàotầng1thìrăngrotorvàstatorcủa
tầng1đốiđỉnh(dotừthôngchọnđườngđicótừtrởbénhất).Lúcnàyrăngrotorvà
statortầng2lệchnhau10
0
,răngrotorvàstatortầng3lệchnhau20
0
.Đặtdòngđiện
điềukhiểnvàotầng2,dòngđiệnđiềukhiểntầng1đượccắt.Rotorbước1góc10
0
để
răngrotorvàstatortầng2đốiđỉnh.Lúcnàyrăngrotorvàstatortầng3lệchnhau10
0
.
Tiếptụcđặtdòngđiệnđiềukhiểnvàotầng3,dòngđiệnđiềukhiểntầng2đượccắt.
Rotorbướcthêm1góc10
0
đểrăngrotorvàstatortầng3đốiđỉnh.Lúcnàyrăngrotor
vàstatortầng1lệchnhau10
0
.Tiếptụcđặtdòngđiệnđiềukhiểnvàotầng1,quátrình
lậplại.Kếtquảrotortiếntheochiềukimđồnghồvớitrìnhtựđiềukhiển1231.
Tổngquát,trụcđộngcơsẽtiến1bướcrăngt
r

trongmbước.Muốntrụcđộngcơ
bướctheochiềungượclạitrìnhtựđiềukhiểnđượcđảolại1321.Nguồnđiềukhiển
làđơncực.Muốncógócbướcnhỏhơncóthểsửdụng,phươngthứcđiềukhiểnnhưở
độngcơxung.
Vídụphươngphápđiềukhiển6nhịphay6kỳ.
 Nhịp1:kíchthíchtầng1.
 Nhịp2:kíchthíchtầng1và2.
 Nhịp3:kíchthíchtầng2.
 Nhịp4:kíchthíchtầng2và3.
 Nhịp5:kíchthíchtầng3.
 Nhịp6:kíchthíchtầng3và1.
Lậplạiquátrìnhtrên,rotorbướctheochiềukimđồnghồ.Mỗinhịprotorbước
1góc5
0
.Phươngthứcđiềukhiểnnàygọilàphươngthứcđiềukhiểnnửabước,ởđây
cósựkíchthích1phavà2pha.Phươngthứcnàygócbướcbằng1nửagócbướcthông
thường.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |69
Quátrìnhtómtắtnhưsau:
Nhịpđiềukhiển Dòng điệnđặtvàocuộn
điềukhiển
Gócxoayrotor
1 S1 0
0
2 S1vàS2 5
0
3 S2 10
0
4 S2vàS3 15

0
5 S3 20
0
6 S3vàS1 25
0
7 S1 30
0
7.4.Độngcơbướchỗnhợ p (Hybrid Step perMotor).
Độngcơbướchỗnhợpcóđặctínhcủađộngcơbướcnamchâmvĩnhcửuvà
độngcơbướctừtrởbiếnđổi.Cấutạotiêubiểucủacủađộngcơnày(Hình4.15)gồm
cóhaiphần.Mỗiphầngồmcórăngrotorvàcáccựcstator(cũngnhư răng)códây
quấntrênnó.CấutạochitiếtcủastatorvàrotorcủamỗiphầnđượctrìnhbàyởHình
4.16.
Hình4.15.Cấutạođộngcơbướchỗnhợp.
Hình4.16.Cấutạochitiếtcủastatorvàrotor.
Z
r
=30,Z
s
=24, q
i
=½t
r
=6
0
, q
s
=½q
i
=3

0
.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |70
Sốrăngtrênstatorvàrotorcủamỗiphầnlàkhácnhau.PhấnAvàBcócấutạo
giốngnhau.Tuynhiên,răngstatorcủamỗiphầnđượcđặtthẳnghàngnhauvàrăng
rotorcủa2phần đượcđặtlệchnhau½bướcrăngrotor.Trongthiếtkếnàybướcrăng
rotort
r
=360/30=12
0
. Vìthếrotorcủa2phầnđặtlệchnhau1góc6
0
(q
i
=
2
t
r
).
Cácdâyquấnphatrênstatorđượcbốtríxenkẽnhautrêncáccựccủa2phần.
Pha1đượcquấntrêncáccựcstator1,3,5,7củaphầnAvàtrêncáccực2,4,6,8trên
cáccựccủaphầnB.Pha2đượcbốtrítrêncáccực2,4,6,8trênmỗiphần.
Namchâmvĩnhcửugiữa2phần(cótrụctrùngvớitrụcrotor)sẽtừhoárotor
phầnAnhưcựcbắcvàrotorcủaphầnBnhưcựcnam,còncáccựccủastatorđượctừ
hoábởidòngđiệntrêncác dâyquấnpha.Chiềucủatừthôngquacáccựctừstator
đượcxácđịnhdựavàochiềutừhoátrêncáccựcđótứcphụthuộcvàochiềudòngđiện
trêncácdâyquấnpha.
KhiđặtdòngđiệnI
1

cóchiềunhưhình5vàopha1.CácrăngrotorcủaphầnA
sẽđốiđỉnhvớicácrăngstatorcủacực1,5vàcácrăngrotorcủaphầnBsẽđốiđỉnh
vớicácrăngstatorcủacực3và7.Chiềuđicủatừthôngtrongmạchcóchiềunhưhình
6:từthôngtừcựcbắccủanamchâmvĩnhcửuđivàorotorcủaphầnAvàrờikhỏi
rotorquacáccựcstator1,5,sauđóđiquagôngstatorrồiđivàorotorcủaphầnBqua
cáccựcstator3,7,cuốicùngtừthôngkhépkínquacựctừnamcủanamchâmvĩnh
cửu.Vớichiềuđicủatừthôngnhưtrênthìtừtrườngtrênnamchâmvĩnhcửusẽđược
tăngcường(momenttăng).
Hình4.17.Chiềutừthôngtrênmạchtừkhipha1đượccấpnguồn.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |71
Nhị
p
Þ
1
I
1
Þ
2
I
2
Từthôngđi
raphầnAở
cực:
Từthôngđi
vàophầnB
ởcực:
PhầnA PhầnB
1 + 1,5 3,7
2  4,8 2,6

3  3,7 1,5
4 + 2,6 4,8
+ 1,5 3,7
Hình4.18.Trìnhtựđiềukhiển4nhipcủađộngcơbướchỗnhợp.
Đểđộngcơtiến1bướctheochiềukimđồnghồthìdòngđiệnI
2
đượcđặtvào
pha2(I
1
đượcngắtra).Khiấycácrăngrotormàuđensẽđốiđỉnhvớicácrăngstator
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |72
ởcực4,8củaphầnAvàcực2,6củaphầnB.VớidòngđiệnI
2
nhưtrênthìcáccực4,
8và2,6đượctừhoácóchiềukhácvớichiềutừhoáđượctạobởidòngđiệnI
1
.Để
khắcphụcđiềunàytaphảiđảochiềuI
1
đểchiềutừhoáđượctạoracùngchiềunhau.
Trìnhtựđiềukhiển4nhịpđượctrìnhbàynhưHình4.18.Đểđộngcơquaytheochiều
kimđồnghồthìtrìnhtựđiềukhiểnlà1
+
,2

,1

,2
+

,1
+
.Đểđộngcơquaytheochiều
ngượclạitrìnhtựphảiđảolại.Khitrụcđộngcơquayđượcmộtbướcrăngrotortrong
4nhịpthìgócbướcbằng ¼t
r
hoặccóthểđượctínhtheobiểuthứcsau:
q
S
=
4
t
r
=
r
Z4
360
=
r
Z
90
=
rs
tt -
Như đã trình bàyở phần trên để đảm bảo chiều từ thông theo yêu cầu điều
khiểnthìdòngđiệnđiềukhiểntrêncácphaphảilàloạilưỡngcực.Vìvậycầnphảicó
2 nguồnđiều khiển riêng biệt (điều khiển lưỡng cực). Trong thực tếdo điều khiển
bằng2nguồnriêngbiệtkhôngkinhtếnênthườngsửdụngđiềukhiểnbằng1nguồn
(điềukhiểnđơncực).
Sựkhácnhaugiữađiềukhiểnđơncựcvàlưỡngcựclàởcácbộdâyquấntrên

cáccựctừstator.Nếudâyquấntrêncáccựctừstatorlàloạiđơncực(chỉcómộtcuộn
dâyđượcquấntrênmộtcựctừ)thìnguồnđiềukhiểnphảilàloạilưỡngcực.Ngượclại
nếudâyquấntrêncáccựctừstatorlàloạilưỡngcực(có2cuộndâyđượcquấntrên
mộtcựctừvàcóchiềungượcnhau)thìnguồnđiềukhiểnlàloạiđơncực.Hình4.19a
btrìnhbàydâyquấnloạiđơncựcvàlưỡngcực.
Hình4.19.Cấutạocuộndâydạngđơncựcvàlưỡngcực.
TrởlạivớiđộngcơởHình4.16nhưngnguồnđiềukhiểnlàloạiđơncựcvàvì
thếcácdâyquấn trêncáccựctừstatorđượcthaybằng loạidâyquấncó2cựctính
(nhưởHình4.19b).KhiấytừthôngÞ
1
sẽđượcthaybằng2từthông Þ
1
+
vàÞ
1

,với
Þ
1
+
cóchiềunhưÞ
1
(chiềunhưhìnhvẽ)vàÞ
1

cóchiềungượclại.Vớicáchthayđổi
nhưtrêntađãtạođược4pha,cácphanàyđượckíchthíchbằng1nguồnduynhất.
Hình4.20trìnhbàysơđồchuyểnmạchnguồnđơncựcvàlưỡngcực(4.20ab)
cùngvớitrìnhtựđiềukhiểnđộngcơtheochiềukimđồnghồ.Đểđộngcơquaytheo
chiềungượclạithìtrìnhtựđiềukhiểnphảiđảolại.

GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |73
(c) (d)
(e)
Hình4.20
a. Nguồnđiềukhiểnđơncực.
b. Nguồnđiềukhiểnlưỡngcực.
c. Trìnhtựđiềukhiểnbướcđủvới1phađượckíchthích.
d. Trìnhtựđiềukhiểnbướcđủvới2phađượckíchthíchđồngthời.
e. Trìnhtựđiềukhiểnnửabướclàsựkếthợptrìnhtựđiềukhiểncvàd.
Nhịp S
1
+
S
1

S
2
+
S
2

1 X X
2 X X
3 X X
4 X X
1 X X
Nhịp S
1
+

S
1

S
2
+
S
2

1 X
2 X
3 X
4 X
1 X
Nhip S
1
+
S
1

S
2
+
S
2

1 X X
2 X
3 X X
4 X

5 X X
6 X
7 X X
8 X
1 X X
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |74
7.5.Điềukhiểnđộngcơbước
a.Điềukhiểntốcđộquaycủađộngcơbước
Độngcơbướccóthểquayvớibấtkỳtốcđộnàotronggiảitừ0vòng/phútđến
giátrịcựcđạichophép.
Dotínhchấtđặcbiệt,độngcơbướccóthểdừngđộtngộtởbấtkỳvịtrínào
trongđộphângiảicủagócbướckhiđangquayvớibấtkỳtốcđộnàotrongdảicho
phép.Vì vậy động cơ ítkhi đượcdùng cho cácthiết bịcầnquayvới tốc độđều(
trườnghợpnàytasửdụngcácloạiđộngcơkhácđơngiảnhơn)mànóđượcsửdụng
chủyếuđểđiềukhiểnthíchnghi,nghĩalàtốcđộquaybiếnđổiliêntục,thậmchíđộng
cơphảidừngvàđứngyên ởvịtríbámsát.
Vớilẽđó,vậntốcquaycủađộngcơbướcthườngluônđượchiểulàvậntốctrung
bình.
Giảisửtrongthờigiant(giây)tathựchiệnnlầndịchbước(mỗilầndịchmột
bước)thìtầnsốdịchbướclàf=n/t.
Giảsửgócbướccủađộngcơlà q
0
thìđểđạtđượcmộtvòngquaytaphảicho
độngcơquay360
0
/ q
0
bướcquay.
VậntốctrungbìnhVcủađộngcơbướctrongthờigiantgiâylà:

360
. f
360
.
t
n
V
q
=
q
=
(vòng/giây)
Hay
60
. f V
q
=
(vòng/giây)
Việcđiềukhiểnvậntốcđộngcơbướcđượcthựchiệnbằngcáchthayđổitầnsố
dịchbướcf. Lưu ýrằngtầnsốdịchbướcftrong trườnghợptổngquátkhôngđồng
nhấtvớitầnsốcácxungđiềukhiển,màlàtổhợpcủasựbiếnđổicủasựbiếnđổicác
trạngtháicủacácxungđiệnđiềukhiểnđó.Vìvậyviệcđiềukhiểnnàythườngđược
thựchiệnbởicácbộ vixửlý.Nhìnvàođồthịmômen– vậntốc củađộng cơbước
thườngtacóthểthấyrằngvậntốcdưới5vòng/giây(300vòng/phút),độngcơcòngiữ
đượcmômencựcđại;trênvậntốcnàymômencủađộngcơsẽbịgiảmdầntheochiều
tăngvậntốc.Dođóviệclựachọntảitrọngvàvậntốcquaycựcđạiphảiđượctínhtoán
trướckhithiếtkếhệtruyềnđộngsửdụngđộngcơbước.
Mộtyếutốrấtquantrọngđốivớiđộngcơbướclàvậntốctứcthời,vậntốcnày
phảinhỏhơnvậntốcquaycựcđạiđã đượctínhtoánvớimộttảitrọngchotrước.
GọiT

cb
làthờigiangiữahailầnchuyểnbướcliêntiếp,từcôngthức(28)tatính
đượcvậntốctứcthờiV
t
:
cb
t
T . 360
V
q
=
(vòng/giây)
ThờigianT
cb
khôngnhấtthiếtphảicốđịnhnhưngphảiđảmbảođiềukiện:
cb
T >
max
V . 360
q
Vídụvới q =1,8
0
,V
max
=15vòng/giây(9000vòng/phút)
ThìT
cb
>0,33ms,cũngcónghĩalàtầnsốchuyểnbướcf<3kHz.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |75

b.Điềukhiểnchiềuquaycủađộngcơbước
Chiềuquaycủađộngcơmộtchiềucóthểthayđổibằngcáchđảochiềudòng
điệncấpvào.
Đốivớiđộngcơbước,chiềuquaynhìnchungkhôngđồngnhấtvớichiềudòng
điệncấpchocáccuộndâymànóphụthuộcthứtựchuyểndịchcácbước.Chẳnghạn,
rotordangvịtríbướcthứn;nếutacấpđiệnsaochonóchuyểnsangvịtríbướcthứ
(n+1)thìđộngcơquayphải;nếutacấpđiệnsaochorotorchuyểnsangvịtríbướcthứ
(n1)thì độngcơquaytrái.Bộtạoxungđiềukhiểnsẽthựchiệnviệcnày.
Chiềuquaycủađộngcơbướcđượcxácđịnhbằngthứtựchuyểndịchcáctrạng
tháicấpđiệncủacáccuộndâystator.Đốivớiđộngcơhaipha,nếuđiềukhiểncảbước
có4trạngtháicấpđiện;nếuđiềukhiểnnửabước,sẽcó8trạngtháicấpđiện.
Đốivớiđộngcơ4pha,nếucấpxung1cựcthìcũngcó4và8trạngtháicấp
điệnvàocáccuộndâychohaitrườnghợpđiềukhiểncảbướcvànửabước.Bảng1nêu
cáctrạngtháicấpđiệntheocáchđơngiảnnhấtcho4cuộndâypha.
Bảng1.Trạngtháicấpđiệncácphacủađộngcơ4pha.
Trạng
thái
Cuộndây
1 2 3 4 5 6 7 8
Cuộn1 1 1 0 0 0 0 0 1
Cuộn2 0 1 1 1 0 0 0 0
Cuộn3 0 0 0 1 1 1 0 0
Cuộn4 0 0 0 0 0 1 1 1
Trongbảng:tươngứngvớicáccộttrạngthái,ônàođánhsố1làcuộndâyđó
đượccấpxungđiện1cực,ônàođánhsố0làcuộndâyđókhôngđượccấpđiện.
Nếuđiềukhiểncảbướcthìchỉcó4trạngthái:1,3,5và7hoặc2,4,6và8.
Nếuđiềukhiểnnửabướccócả8trạngtháitrên.
Khiđãxácđịnhcáchcấpđiệnnhưtrên,tronglúchoạtđộng,độngcơbướcchỉ
cóthểở8trạngtháiổnđịnhđó,ngoàirakhôngcòntrạngtháiổnđịnhnàokhác.Mỗi
lầndịchchuyểntrạngtháicấpđiệnsangtrạngtháiliềnkềthìđộngcơdịchchuyểnmột

bước(bướcđủhaybướcnửa).
Nếuchiềudịchchuyểntừtráisangphảithìđộngcơquayphải,ngượclạinếu
chiềudịchchuyểntừphảisangtráithì độngcơquaytrái.
Từbảng1cóthểđưaramộtchúýhếtsứcquantrọng:trongquátrìnhhoạtđộng
(quayhaygiữ)thìítnhấtmộtcuộndâyphaphảiđượccấpđiện.Nếutấtcảcáccuộn
dâykhôngđượccấpđiện(ởtrạngtháiturnof)thìrotorsẽquaytrơn,cónghĩalànếu
tảigâyramômenquaythìrotorđộngcơsẽbịquaybởilựcbênngoài.Ngượclạimuốn
dùnglựcngoàiđểthayđổivịtrítảithìphảiđưađộngcơvềtrạngtháiturnof.Tầm
quantrọngcủachúýnàycònnằmởchỗ:hệtruyềnđộngđộngcơbướcsẽkhônghoạt
độngđúngđượcnếutađiềukhiểnnóluônởhaitrạngtháiturnofvàdịchbước,mà
phảiđiềukhiểnởhaichếđộgiữvàdịchbước,cónghĩalàbắtbuộcphảicấpđiệncho
cuộndâyphakểcảkhihệdừngvàlúchệchuyểnđộng.Vấnđềcốtlõicủaviệcđiều
khiểnđộngcơbướclàcấpđiệnlúcđộngcơdừnggiữ.Dođósẽlàsailầmlớnnếuta
chỉcấpxungđiềukhiểnlúcđộngcơquaycòndừngthìkhôngcấpxungđiềukhiển.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |76
7.6.Mạchđiềukhiểnđộngcơbước
●Mạchtạoxung
SửdụngmạchdaođộngđơnổndùngvimạchIC555.
SơđồmạchđiệnnhưHình4.21
Hình4.21.SơđồnguyênlýcủaIC555
Điệnápcấptừ3÷18V,dòngngõralênđến200mA(loạiBJT),100mA(loại
CMOS).
Cácchâncủavimạchđượctrìnhbàynhưhìnhvẽtrêngồm8chân.
TacódạngsóngngõvàovàngõracủaIC555như Hình4.22
Hình4.22.GiảnđồsóngcủangõraIC555.
KhitụCnạpvớihằngsốthờigianlàơ
nạp
ơ
nạp

=(R
1
+R
2
).C
Thờigiannạpt
nạp
=0,69.ơ
nạp
KhitụCxảvớihằngsốthờigianlàơ
xả
ơ
xả
=R
2
.C
Thờigianxảt
xả
=0,69.ơ
xả
Vậychukỳxungvàtầnsốlà:
T=t
nạp
+t
xả
=0,69.(ơ
nạp
+ơ
xả
)

Suyratầnsố:
T
1
f =
●Vimạchgiả imãIC4017
SơđồcácchâncủaIC4017đượctrìnhbàynhưHình4.33
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |77
Hình4.33.SơđồchứcnăngvàchâncủaIC4017
TrongđócácngõratừO
0
đếnO
9
(tươngứngchân324710156911).
Chân13cấpxungclock(tíchcựcởmứcthấp)
Chân14cấpxungclock(tíchcựcởmứccao)
Chân15làchânmasterreset,tíchcựcởmứccao.
Chân12làcờcarryngõratíchcựcmứcthấp.
ĐặcđiểmcủaIC4017làkhitacấpnguồnV
cc
choIChoạtđộngnhưngchưacó
xungclockngõvàothìcácngõra đềuởmức“0”(cácngõtừO
0
đếnO
9
).Nhưngkhicó
xungclockcấpvàothìngõracủaICtạimỗithờiđiểmchoramộtngõởmứccao“1”,
cònlạithì ởmức“0”.CứcóxungcấpvàothìlầnlượtcácngõratừO
0
đếnO

9
sẽcholên
mức“1”.
Cờcarrysẽchuyểntrạngtháitừmức“0”xuốngmức“1”khicácngõradịchtừ
O
o
đếnO
9
vàbắtđầuđếmlại.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |78
Bảngtrạngtháinhưsau:
MR CP
0
/CP
1
Hoạtđộngngõra
H X X O
0
=/O
59
=H;O
1
đếnO
9
=L
L H Xungcạnhxuống Đếm
L Xungcạnhlên L Đếm
L L X Khôngthayđổi
L X H Khôngthayđổi

L H Xungcạnhlên Khôngthayđổi
L Xungcạnh
xuống
L Khôngthayđổi
Trongđó: Hlàmứccao
Llàmứcthấp
Xlàtuỳđịnh.
●Bộchuyểnmạchđiệntử
(a)
(b)
Hình4.34.Bộchuyểnmạchđiệntử.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |79
CáckhốiA,B,C,Dlàcáckhoáđóngmở,dùngđểđảochiềudòngđiện.Các
khoáđiệnnàyhoạtđộngtheotừngcặpAD,BCvàđượcđiềukhiểnthôngquabộvi
mạchđiềukhiển.
Cáckhốihìnhvuôngđượckýhiệulàcácbộđiềukhiểncónhiệmvụđóngmở
thíchhợpcáccôngtắcđểcungcấpdòngđiệnchođộngcơquaytheochiềuthíchhợp.
Bộđiềukhiểnnàythôngthườnglàcácmáytínhhaythiếtbịđiềukhiểncóthểlậptrình
vớicácphầnmềm.
a.Điềukhiểnbướcđủ
Giớithiệumạchđiềukhiểnđộngcơbướcbốnpha(L
1
,L
2
,L
3
,L
4
)nhưsau.

 Giảnđồxungđiềukhiểnđộngcơbước:
 Bảngtrạngtháiđiềukhiểnđộngcơbước:
Xungclock L
1
L
2
L
3
L
4
1 1 0 0 0
2 0 1 0 0
3 0 0 1 0
4 0 0 0 1
5 1 0 0 0