Nghiên Cứu, Thiết Kế Mạch Điều Khiển Động Cơ Ứng Dụng Cho Robot Rhex

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu thiết kế mạch điều khiển động cơ ứng dụng cho robot rhex luận văn ths kỹ thuật điện điện, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất

• Tác giả: Lâm Vũ
• Người hướng dẫn: Trung Tá. TS Trần Đức Tân
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử, Truyền Thông
• Đề tài: Nghiên Cứu và Thiết Kế Mạch Điều Khiển Động Cơ Cho Robot Rhex
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Robot Rhex Nghiên Cứu Mạch Điều Khiển Động Cơ

Robot Rhex là robot sáu chân có khả năng di chuyển linh hoạt trên nhiều địa hình khác nhau, từ đường bằng phẳng đến đường dốc, cầu thang và thậm chí là lội nước. Khả năng này giúp robot tiếp cận các khu vực địa hình phức tạp như hầm ngầm, gầm cầu, khu vực ô nhiễm hoặc có rủi ro cao như cháy nổ. Robot Rhex trang bị camera và đèn LED phía trước, điều khiển từ xa bằng sóng radio và thân kín chuẩn kháng nước. Nhiều quốc gia đã chế tạo robot Rhex cho các công việc chuyên biệt. Trong đề tài này, robot Rhex có kích thước 57x31x14.5 cm, đường kính chân 19 cm và nặng khoảng 13 kg. Quá trình nghiên cứu và phát triển Rhex tích hợp các tính năng kỹ thuật để thực hiện công việc độc lập và hiệu quả, mô phỏng cách di chuyển của côn trùng sử dụng chân dạng móc chữ C thay vì bánh xe. Ứng dụng mạch điều khiển động cơ Rhex giúp tối ưu hóa khả năng di chuyển của robot.

1.1. Lịch Sử Phát Triển Robot Rhex Từ Shelly Đến X jus

Robot Shelly Rhex ra mắt năm 2001 với khả năng lội nước, di chuyển trên bãi biển và nổi trên hồ. Dự án thay thế vỏ bằng vật liệu composite để bảo vệ thiết bị điện tử khỏi tác động bên ngoài. Rugged Rhex kế thừa tính năng của Shelly và phục vụ trong lĩnh vực thương mại, có khả năng mang thêm vật nặng 2 kg với khoảng cách 2 km và thời gian hoạt động 6 giờ. Aqua là dự án nghiên cứu tại Đại học McGill và Đại học York, phát triển robot hoạt động dưới nước. Edu được phát triển để nghiên cứu ảnh hưởng của độ cứng chân đến khả năng di chuyển. X jus là robot 6 chân đầu tiên được thiết kế với mô hình điều chỉnh độ cứng cột sống thụ động, lưu trữ năng lượng cơ thể và giảm hao tổn năng lượng. Mạch điều khiển robot đóng vai trò quan trọng trong việc cải tiến và nâng cấp các thế hệ robot Rhex.

1.2. Ưu Điểm và Ứng Dụng Thực Tế Của Robot Rhex

Robot Rhex có nhiều ưu điểm vượt trội so với các loại robot khác. Khả năng vượt địa hình phức tạp, khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt và khả năng tùy biến cao khiến robot Rhex trở thành một công cụ hữu ích trong nhiều lĩnh vực. Ứng dụng của robot Rhex bao gồm: tìm kiếm cứu nạn, khảo sát địa hình, giám sát an ninh, thám hiểm không gian, và các công việc nguy hiểm khác. Việc nghiên cứu và phát triển mạch điều khiển động cơ robot giúp mở rộng phạm vi ứng dụng của robot Rhex trong thực tế.

II. Vấn Đề Điều Khiển Động Cơ Robot Rhex Thách Thức Giải Pháp

Điều khiển động cơ robot Rhex đặt ra nhiều thách thức, đặc biệt trong việc đảm bảo ổn định tốc độ và hướng di chuyển trên các địa hình khác nhau. Các yếu tố như độ dốc, ma sát, và chướng ngại vật có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của robot. Sai số về tốc độ và vị trí có thể dẫn đến mất kiểm soát và làm giảm hiệu quả hoạt động. Các phương pháp điều khiển truyền thống có thể không đủ mạnh mẽ để giải quyết những vấn đề này. Vì vậy, cần có những giải pháp điều khiển động cơ tiên tiến hơn, như sử dụng thuật toán PID, điều khiển thích nghi, hoặc điều khiển mờ. Nghiên cứu mạch điều khiển động cơ là then chốt để giải quyết các vấn đề trên.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Điều Khiển Động Cơ Rhex

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất điều khiển động cơ robot. Độ dốc địa hình, ma sát giữa chân robot và bề mặt, và sự xuất hiện của chướng ngại vật là những yếu tố chính. Sự thay đổi tải trọng và quán tính cũng tác động đến độ ổn định và chính xác của hệ thống. Các yếu tố môi trường như nhiệt độ và độ ẩm có thể ảnh hưởng đến hoạt động của động cơ và cảm biến. Để đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt, cần phải xem xét và bù trừ các yếu tố này trong quá trình thiết kế và điều khiển.

2.2. Tại Sao Cần Giải Pháp Điều Khiển Động Cơ Rhex Tiên Tiến

Các phương pháp điều khiển truyền thống thường không đủ mạnh mẽ để đối phó với sự phức tạp của môi trường di chuyển của robot Rhex. Thuật toán PID có thể gặp khó khăn trong việc điều chỉnh các tham số khi địa hình thay đổi. Điều khiển thích nghi có thể chậm trễ trong việc phản ứng với các sự kiện bất ngờ. Điều khiển mờ có thể không đủ chính xác. Vì vậy, cần có các giải pháp điều khiển tiên tiến hơn, như sử dụng mạng nơ-ron, học tăng cường, hoặc kết hợp nhiều phương pháp điều khiển để đạt được hiệu suất tối ưu. Thiết kế mạch điều khiển robot cần tích hợp các giải pháp tiên tiến này.

III. Phương Pháp Điều Khiển PID Ứng Dụng Cho Động Cơ Robot Rhex

Điều khiển PID (Proportional-Integral-Derivative) là một phương pháp điều khiển phản hồi được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa. Trong ứng dụng điều khiển động cơ robot Rhex, thuật toán PID giúp điều chỉnh tốc độ và vị trí của động cơ một cách chính xác và ổn định. Bộ điều khiển PID liên tục tính toán sai số giữa giá trị mong muốn và giá trị thực tế, sau đó áp dụng các thành phần tỷ lệ, tích phân và vi phân để tạo ra tín hiệu điều khiển. Ưu điểm của PID là đơn giản, dễ hiểu và dễ triển khai. Tuy nhiên, việc điều chỉnh các tham số PID có thể khó khăn và tốn thời gian. Mạch điều khiển động cơ DC sử dụng PID cần được thiết kế cẩn thận.

3.1. Nguyên Lý Hoạt Động Của PID Trong Điều Khiển Động Cơ

Thuật toán PID hoạt động dựa trên ba thành phần chính: tỷ lệ (P), tích phân (I) và vi phân (D). Thành phần tỷ lệ tạo ra tín hiệu điều khiển tỷ lệ với sai số. Thành phần tích phân giúp loại bỏ sai số tĩnh bằng cách tích lũy sai số theo thời gian. Thành phần vi phân dự đoán xu hướng thay đổi của sai số và tạo ra tín hiệu điều khiển để giảm thiểu sự dao động. Ba thành phần này kết hợp với nhau để tạo ra tín hiệu điều khiển tối ưu, giúp động cơ đạt được tốc độ và vị trí mong muốn một cách nhanh chóng và chính xác. PID điều khiển động cơ đòi hỏi sự cân bằng giữa các thành phần.

3.2. Ưu Nhược Điểm Của PID Khi Điều Khiển Robot Sáu Chân

Ưu điểm của PID là tính đơn giản, dễ hiểu và dễ triển khai. Tuy nhiên, PID có một số nhược điểm khi điều khiển robot sáu chân. Việc điều chỉnh các tham số PID có thể khó khăn, đặc biệt khi robot di chuyển trên địa hình phức tạp. PID cũng có thể không đủ mạnh mẽ để đối phó với các yếu tố nhiễu và trễ trong hệ thống. Do đó, cần phải kết hợp PID với các phương pháp điều khiển khác để đạt được hiệu suất tối ưu. Thuật toán điều khiển động cơ cần được lựa chọn và điều chỉnh phù hợp với từng ứng dụng.

IV. Thiết Kế Mạch Điều Khiển Linh Kiện Lựa Chọn Vi Điều Khiển

Thiết kế mạch điều khiển robot yêu cầu lựa chọn linh kiện phù hợp và vi điều khiển mạnh mẽ. Arduino Mega 2560 là một lựa chọn phổ biến nhờ khả năng xử lý tốt và nhiều chân I/O. Mạch Driver LM298 được sử dụng để điều khiển động cơ DC. Cảm biến la bàn số QMC5883L giúp robot định hướng. Việc lựa chọn nguồn điện phù hợp cũng rất quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định của robot. Phần mềm điều khiển robot cần được lập trình để thực hiện các chức năng di chuyển, định hướng và tránh chướng ngại vật. Việc kiểm tra hiệu năng mạch điều khiển là bước cuối cùng để đảm bảo hệ thống hoạt động đúng theo thiết kế. Vi điều khiển cho robot là trung tâm của hệ thống.

4.1. Lựa Chọn Linh Kiện Tối Ưu Cho Mạch Điều Khiển Động Cơ Rhex

Việc lựa chọn linh kiện cho mạch điều khiển động cơ cần dựa trên các yêu cầu về hiệu năng, độ tin cậy và giá thành. Điện trở, tụ điện, transistor và IC điều khiển là những linh kiện cơ bản. Cảm biến vị trí, cảm biến tốc độ và cảm biến dòng điện cung cấp thông tin phản hồi cho hệ thống điều khiển. Việc lựa chọn linh kiện phù hợp giúp đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và đạt được hiệu suất tối ưu. Các linh kiện cần phải đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và có khả năng chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt.

4.2. Arduino Mega 2560 Giải Pháp Vi Điều Khiển Cho Robot Rhex

Arduino Mega 2560 là một board vi điều khiển dựa trên chip ATMega2560. Nó có 54 chân I/O số (15 chân có thể sử dụng làm đầu ra PWM), 16 đầu vào analog, 4 cổng UART (cổng nối tiếp phần cứng), một bộ dao động tinh thể 16 MHz, một kết nối USB, một giắc cắm nguồn, một tiêu đề ICSP và một nút reset. Nó chứa mọi thứ cần thiết để hỗ trợ vi điều khiển; chỉ cần kết nối nó với máy tính bằng cáp USB hoặc cấp nguồn cho nó bằng bộ chuyển đổi AC-DC hoặc pin để bắt đầu. Hệ thống nhúng cho robot thường sử dụng Arduino do tính linh hoạt.

V. Kết Quả Thử Nghiệm Kiểm Tra Hiệu Năng Mạch Điều Khiển

Các thử nghiệm được thực hiện để đánh giá hiệu năng của mạch điều khiển động cơ trong các tình huống khác nhau. Thử nghiệm vòng trái, vòng phải với các góc độ khác nhau kiểm tra khả năng điều khiển hướng. Thử nghiệm di chuyển trên địa hình bằng phẳng đánh giá khả năng duy trì tốc độ và ổn định. Thử nghiệm lên xuống bậc cao kiểm tra khả năng vượt chướng ngại vật. Kết quả cho thấy mạch điều khiển hoạt động ổn định và đáp ứng yêu cầu đặt ra. Tuy nhiên, vẫn cần có những cải tiến để nâng cao hiệu năng và độ tin cậy của hệ thống. Kiểm tra hiệu năng mạch điều khiển là bước quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

5.1. Thử Nghiệm Di Chuyển Robot Rhex Trong Các Môi Trường

Các thử nghiệm di chuyển được thực hiện trên nhiều loại địa hình khác nhau, bao gồm đường bằng phẳng, đường dốc, đường gồ ghề và đường có chướng ngại vật. Robot được yêu cầu di chuyển theo một lộ trình định trước và hệ thống điều khiển được đánh giá dựa trên khả năng duy trì tốc độ, độ chính xác về vị trí và khả năng tránh chướng ngại vật. Kết quả cho thấy robot hoạt động tốt trên các địa hình bằng phẳng và đường dốc, nhưng gặp khó khăn trên đường gồ ghề và đường có chướng ngại vật. Điều khiển robot leo trèo là một thách thức lớn.

5.2. Phân Tích Dữ Liệu Thử Nghiệm Đề Xuất Cải Tiến

Dữ liệu thử nghiệm được phân tích để xác định các điểm yếu của hệ thống điều khiển và đề xuất các cải tiến. Các yếu tố như độ trễ, độ dao động và sai số tĩnh được đánh giá. Các đề xuất cải tiến bao gồm điều chỉnh các tham số PID, sử dụng thuật toán điều khiển tiên tiến hơn và cải thiện chất lượng của cảm biến. Việc phân tích dữ liệu và đề xuất cải tiến giúp nâng cao hiệu năng và độ tin cậy của hệ thống điều khiển. Tối ưu hóa mạch điều khiển động cơ là một quá trình liên tục.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Mạch Điều Khiển Robot Rhex Tương Lai

Nghiên cứu và thiết kế mạch điều khiển động cơ cho robot Rhex đã đạt được những kết quả khả quan. Mạch điều khiển hoạt động ổn định và đáp ứng yêu cầu đặt ra. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hướng phát triển để nâng cao hiệu năng và mở rộng phạm vi ứng dụng của robot. Các hướng phát triển bao gồm: sử dụng thuật toán điều khiển tiên tiến hơn, tích hợp thêm cảm biến, cải thiện khả năng tự học và thích nghi, và phát triển các ứng dụng chuyên biệt. Robot sáu chân tiếp tục là một lĩnh vực nghiên cứu đầy tiềm năng.

6.1. Ứng Dụng Trí Tuệ Nhân Tạo Trong Điều Khiển Robot Rhex

Việc tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) vào hệ thống điều khiển robot Rhex có thể mang lại nhiều lợi ích. AI có thể được sử dụng để tự động điều chỉnh các tham số PID, học cách di chuyển trên các địa hình khác nhau, và nhận biết và tránh chướng ngại vật. AI cũng có thể được sử dụng để phát triển các ứng dụng chuyên biệt, chẳng hạn như robot tìm kiếm cứu nạn hoặc robot khảo sát địa hình. Phần mềm điều khiển robot ngày càng trở nên thông minh hơn.

6.2. Nghiên Cứu Phát Triển Nguồn Điện Hiệu Quả Cho Robot Rhex

Nguồn điện là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thời gian hoạt động và hiệu năng của robot Rhex. Việc nghiên cứu phát triển các loại pin có dung lượng cao, trọng lượng nhẹ và tuổi thọ dài là rất cần thiết. Các công nghệ mới như pin nhiên liệu và sạc không dây cũng có thể được áp dụng để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng của robot. Nguồn điện cho robot Rhex cần đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho các hoạt động.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ROBOT RHEX 1. Giới thiệu chung về robot Rhex Rhex là một Robot có 6 chân với khả năng di chuyển linh hoạt và dễ dàng vượt qua được nhiều chướng ngại vật đa dạng như đường bằng, đường dốc, leo cầu thang, lội nước. Robot có khả năng tiếp cận vào các khu vực có địa hình phức tạp như hầm ngầm, gầm cầu, gầm cống; khu vực bị ô nhiễm, khu vực có tính rủi ro cao như: nơi có cháy nổ, nguy cơ sập, sạt nở…Đặc biệt là các địa hình có nhiều loại vật cản mà chúng ta không biết trước được. Robot Rhex Robot Rhex có camera đèn led phía trước cho phép điều khiển từ xa bằng sóng radio, thân của nó được đóng kín chuẩn kháng nước.

Robot Rhex đã được một số quốc gia chế tạo nhằm phục vụ những công việc chuyên biệt.85103 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.85103 4 Robot Rhex trong đề tài này có kích thước (dài x rộng x cao): 57 x 31 x 14,5 cm, đường kính chân robot: 19 cm, bản rộng, dày của chân 3cm, trọng lượng robot xấp xỉ 13 kg. Trong suốt quá trình nghiên cứu, phát triển, Rhex đã tích hợp các tính năng kỹ thuật để thực hiện công việc của mình. Trên thực tế nó có khả năng thực hiện rất nhiều các công việc một cách độc lập, hiệu quả. Lấy mô phỏng từ cách di chuyển các loại côn trùng Rhex sử dụng chân dạng móc chữ C thay vì bánh xe.

Sự phát triển của Robot Rhex Năm 2001, robot Shelly Rhex đã được chạy và trình diễn lần đầu tiên với khả năng lội nước. Robot này có thể đi trên bãi biển và nổi trên mặt hồ. Nó bơi bằng 6 chân trên mặt nước và bước trên đất qua những tảng đá. Để bảo vệ các thiết bị điện tử tác động bên ngoài, bụi bẩn và độ ẩm, một dự án đã được thực hiện để thay thế vỏ bằng vật liệu composite.

Shelley - Rhex là một robot lưỡng cư được phát triển dựa trên nền tảng robot Platform nhằm cải thiện khả năng vượt địa hình và có thể bơi được trên mặt nước. Tuy nhiên, Shelly Rhex gặp phải một số nhược điểm như vật liệu làm thân khá giòn và thiết kế khó, đòi hỏi độ chính xác cao, chi phí tốn kém. Robot Rugged Rhex được thiết kế dựa trên sự kế thừa các tính năng của robot Shelly và được sản xuất để phục vụ trong lĩnh vực thương mại. Điều này tạo sự quan tâm từ các nhà tài trợ sau khi họ quan sát về các khả năng hoạt động của phiên bản trước là robot Shelly Rhex.

Rugged Rhex được thiết kế với khả năng mang thêm vật nặng có tải trọng là 2 kg với khoảng cách đi lại là 2 km, thời gian hoạt động lên đến 6h và có khả năng chống nước mưa. Rugged Rhex là một robot lưỡng cư có khả năng vượt địa hình rất tốt, được cải thiện kết cấu từ robot shelly rhex. Robot này được module hóa từng bộ phận nên dễ tháo lắp, thay thế. Tuy nhiên, Rugged Rhex đã được thương mại hóa nên giá thành cao.85103 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.85103 5 Tiếp đến là robot Aqua được phát triển dựa trên nền tảng Rugged Rhex.

Đây là dự án được nghiên cứu tại đại học McGill và trường Đại học York với sự tài trợ của IRIS/ PRECARN và NSERC. Mục tiêu của dự án là phát triển một robot có khả năng hoạt động dưới nước. Robot Aqua có thể lặn sâu được 10m, hệ thống quan sát có khả năng tạo ra các bản đồ ba chiều của các rạn san hô dưới biển. Aqua là một thiết kế đặc thù để lặn dưới nước.

Việc thay thế các chân thành các mái chèo giúp Aqua di chuyển tốt dưới nước. Tuy nhiên, việc chế tạo robot Aqua là khó khăn vì các chi tiết yêu cầu độ chính xác cao và thấm nước. Ngoài ra, việc hoạt động trong môi trường nước yêu cầu vật liệu phải bền vững và không bị ăn mòn bởi muối. Do vậy, việc chọn lựa vật liệu cũng gặp nhiều khó khăn.

Robot Edu được phát triển dựa trên robot Rhex Platform được nghiên cứu bởi IEEE năm 2013. Robot edu được phát triển theo hướng nghiên cứu sự ảnh hưởng của độ cứng chân so với khả năng di chuyển của robot trên các dạng địa hình khác nhau. Sự khác biệt này tạo ra một tiền đề cho sự phát triển một dòng robot Rhex có thể thay đổi độ cứng vững của chân thích ứng với từng dạng địa hình khác nhau. Tuy nhiên, Edu vẫn tồn tại một số nhược điểm như chưa giải quyết được mâu thuẫn nội lực nội bộ dẫn đến sự tổn hao về năng lượng.

Ngoài ra, việc chế tạo robot edu cũng khá phức tạp. Robot Xjus được nghiên cứu bởi nhóm sinh viên Đại học Princeton năm 2013. Nó là robot 6 chân dạng Rhex đầu tiên được thiết kế với mô hình có thể điều chỉnh độ cứng cột sống thụ động của thân nhằm lưu trữ năng lượng cơ thể và giảm hao tổn năng lượng. [6] Như vậy, trong suốt chiều dài của quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã phát triển robot Rhex theo nhiều hướng khác nhau.

Tuy nhiên việc nghiên cứu chủ yếu dựa vào thế hệ công nghệ cũ, chưa áp dụng những công nghệ mới. Vì vậy, đề tài quyết định đi sâu vào việc giải quyết bài toán về điều khiển động (LUAN.85103 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.85103 6 cơ robot nhằm tối ưu hóa và phát huy sức mạnh khi di chuyển ở những địa hình khác nhau. Một số phương pháp điều khiển động cơ robot Rhex 1. Khái niệm chung - Điều khiển động cơ robot một chiều ở đây thực hiện quá trình điều khiển tốc độ và chiều quay.

Hầu hết các loại động cơ đòi hỏi nhiều tốc độ, tùy theo từng công việc, điều kiện làm việc mà ta lựa chọn các tốc độ khác nhau để tối ưu hóa quá trình. Muốn có được các tốc độ khác nhau trên động cơ có thể thay đổi cấu trúc cơ học của máy như tỉ số truyền hoặc thay đổi tốc độ của chính động cơ truyền động. - Tốc độ làm việc của động cơ do người điều khiển quy định gọi là tốc độ đặt. Trong quá trình làm việc, tốc độ động cơ có thể bị thay đổi vì tốc độ của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào các thông số nguồn, mạch và tải, khi các thông số thay đổi thì tốc độ của động cơ sẽ bị thay đổi theo.

Tình trạng đó gây ra sai số về tốc độ và có thể không cho phép. Để khắc phục người ta dùng những phương pháp ổn định tốc độ. - Độ ổn định tốc độ còn ảnh hưởng quan trọng đến dải điều chỉnh (phạm vi điều chỉnh tốc độ) và khả năng quá tải của động cơ. Độ ổn định càng cao thì dải điều chỉnh càng có khả năng mở rộng và mô men quá tải càng lớn.

- Có rất nhiều phương pháp để điều chỉnh tốc độ động cơ như: + Điều chỉnh tham số + Điều chỉnh điện áp nguồn + Điều chỉnh cấu trúc sơ đồ (LUAN.85103 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Cấu tạo động cơ điện một chiều Cấu tạo của động cơ điện một chiều gồm stator, rotor và hệ thống chổi than, vành khuyên, cổ góp. Stator bao gồm vỏ máy, cực từ chính, cực từ phụ, dây quấn phần cảm (dây quấn kích thích) gồm các bối dây đặt trong rãnh của lõi sắt. Số lượng cực từ chính phụ thuộc tốc độ quay.

Đối với động cơ công suất nhỏ có thể kích từ bằng nam châm vĩnh cửu. Rôtor (còn gọi là phần ứng) gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại có rãnh để đặt các phần tử của dây quấn phần ứng. Điện áp một chiều được đặt vào phần ứng qua hệ thống chổi than – cổ góp. Kết cấu của giá đỡ chổi than có khả năng điều chỉnh áp lực tiếp xúc và tự động duy trì áp lực tuỳ theo độ mòn của chổi than.

Chức năng của chổi than - vành góp là để đặt điện áp một chiều vào cuộn dây phần ứng và đổi chiều dòng điện trong cuộn dây phần ứng. Số lượng chổi than bằng số lượng cực từ (một nửa có cực tính dương và một nửa có cực tính âm). Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều Khi đặt lên dây quấn kích từ một điện áp kích từ Uk nào đó thì trong dây quấn kích từ sẽ xuất hiện dòng kích từ ik và do đó mạch từ của máy sẽ có từ thông ø. Tiếp đó đặt một giá trị điện áp U lên mạch phần ứng thì trong dây quấn phần ứng sẽ có một dòng điện i chạy qua.

Tương tác giữa dòng điện phần ứng và từ thông kích thích tạo thành mômen điện từ. Giá trị của mômen điện từ được tính như sau: 𝑝.𝑎 Trong đó: p: số đôi cặp cực của động cơ. n: số thanh dẫn phần ứng duới một cực từ. a: số mạch nhánh song song của dây quấn phần ứng.85103 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.85103 8 k: hệ số kết cấu của máy.

Và mômen điện từ này kéo cho phần ứng quay quanh trục. Phân loại động cơ một chiều Căn cứ vào phương pháp kích từ người ta chia động cơ điện một chiều ra các loại như sau: - Động cơ điện một chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu. - Động cơ điện một chiều kích từ độc lập nghĩa là phần ứng và phần kích từ được cung cấp bởi hai nguồn riêng rẽ. - Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp: cuộn dây kích thích được mắc nối tiếp với phần ứng.

- Động cơ điện một chiều kích từ song song: cuộn dây kích thích được mắc song song với phần ứng. - Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp: gồm có hai cuộn dây kích thích, một cuộn mắc nối tiếp với phần ứng, cuộn còn lại mắc song song với phần ứng. Điều chỉnh tốc độ động cơ sử dụng các bộ chỉnh lưu bán dẫn Để thực hiện phương pháp điều chỉnh này, cần phải có một nguồn cung cấp mà điện áp của nó có thể thay đổi được để cung cấp cho phần ứng của động cơ. Các nguồn điện áp này thường được tạo ra bởi một bộ chỉnh lưu bán dẫn có điều khiển (Thysistor) hoặc không có điều khiển (điôt).

Điểu chỉnh điện áp phần ứng bằng bộ điều chỉnh điện áp và bộ chỉnh lưu điôt. Bộ điều Chỉnh lưu Chỉnh lưu chỉnh đi ốt đi ốt điện áp Hình 1. Điều chỉnh điện áp phần ứng bằng bộ chỉnh lưu có điều khiển.85103 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Điều chỉnh tốc độ động cơ khi sử dụng thiết bị điều chỉnh xung áp Phương pháp điều chỉnh này là đóng ngắt động cơ vào nguồn cung cấp một cách có chu kỳ.

Khi đóng động cơ vào nguồn cung cấp, năng lượng được đưa từ nguồn vào động cơ.