Học lập trình PLC trên máy móc thực tế

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng khám phá 5 mạch điều khiển tốc độ động cơ một chiều. Đây là những mạch đơn giản và dễ thực hiện, giúp bạn có kiến thức cơ bản về điều khiển tốc độ motor DC. Cùng tìm hiểu chi tiết về từng mạch dưới đây.

1. Mạch điều khiển tốc độ motor DC 12V dùng Mosfet đơn giản

Đây là mạch điện đơn giản để điều khiển động cơ DC bằng Mosfet. Bằng cách điều chỉnh điện áp ở cực G, chúng ta có thể điều khiển Mosfet. Khi tăng điện áp phân áp, điện áp rơi trên Mosfet giảm, từ đó tốc độ động cơ tăng lên.

Mạch điều khiển này chỉ sử dụng vài linh kiện đơn giản để thay đổi điện áp của động cơ DC 12V công suất nhỏ. Nhược điểm của mạch này là công suất hạn chế do điện áp rơi trên Mosfet lớn, nếu sử dụng cho động cơ lớn sẽ làm nóng và hỏng Mosfet. Thiết kế này cũng không đạt được tốc độ đối đa do Mosfet không thể dẫn bảo hòa cho động cơ.

2. Mạch điều khiển tốc độ motor dùng IC555

IC NE555 được sử dụng để tạo ra xung điện áp có dạng xung răng cưa thông qua mạch R, C. Sau đó, chúng ta có thể điều chỉnh độ rộng của xung. Tần số xung điện áp phụ thuộc vào giá trị của R, C.

IC555 tạo ra xung PWM để điều khiển Mosfet công suất. Tốc độ động cơ một chiều phụ thuộc vào độ rộng của xung PWM.

Mạch điều khiển tốc độ motor

Ưu điểm của mạch này là không cần phải lập trình, giá thành rẻ và có công suất lớn. Nó cũng có dãy điều khiển tốc độ rộng và hiệu suất cao, đồng thời có thể điều khiển động cơ có điện áp cao. Tuy nhiên, mạch này khá phức tạp và không thể điều khiển chiều động cơ.

3. Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ motor DC bằng Arduino

Tương tự như mạch điều khiển bằng IC555, mạch này sử dụng vi điều khiển Arduino để tạo xung PWM với tần số 490Hz và 980Hz.

Mạch điều khiển tốc độ motor

Ưu điểm của mạch này là đơn giản, có công suất và hiệu suất cao. Vì được lập trình, chúng ta có thể dễ dàng thay đổi các thông số bằng phần mềm và mở rộng thêm các ứng dụng khác. Tuy nhiên, Arduino UNO có giá cao hơn so với mạch dùng IC555 và cần lập trình để đọc giá trị biến trở và xuất xung PWM. Mạch này cũng không thể đảo chiều động cơ.

4. Mạch cầu H dùng 4 Mosfet kênh N

Mạch cầu H có chức năng điều khiển chiều và tốc độ động cơ một chiều.

Phần điều khiển có thể sử dụng vi điều khiển hoặc IC555 để phát xung PWM. Tốc độ động cơ tăng khi độ rộng xung thay đổi từ 50% về 0 hoặc 100%. Động cơ đảo chiều khi độ rộng xung thay đổi qua cột mốc 50%.

Phần mạch lái sử dụng IC IR2103 để đảm bảo Mosfet dẫn bảo hòa, từ đó tăng hiệu suất cho mạch. Mạch công suất sử dụng 4 Mosfet công suất lớn phù hợp cho cả tải động cơ lớn.

Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ motor dc bằng mạch cầu H

Ưu điểm của mạch này là điều khiển và động lực được cách ly tốt, điện áp không phụ thuộc vào phần mạch công suất. Vì vậy, mạch này có thể điều khiển động cơ công suất lớn với điện áp lên đến 220V và điều khiển đảo chiều động cơ bằng biến trở. Tuy nhiên, mạch điện này phức tạp, yêu cầu hiểu biết cơ bản về điện tử để thực hiện.

5. Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ motor dc dùng module L298

Module L298 là mạch dùng IC L298 tích hợp sẵn để người dùng sử dụng dễ dàng. Một module có thể điều khiển độc lập 2 động cơ cùng một lúc. IC chính L298 bao gồm hai mạch cầu H Transitor.

Mạch điều khiển động cơ motor

Mạch này có thể điều khiển chiều và tốc độ của 2 động cơ độc lập. Điện áp cấp tối đa của mạch là 35V và dòng điện không quá 2A cho mỗi động cơ.

Ưu điểm của mạch này là có thể điều khiển độc lập 2 động cơ một chiều hoặc một động cơ bước. Mạch có giá thành rẻ và nhỏ gọn, dễ dàng kết nối. Tuy nhiên, để điều khiển 2 động cơ độc lập, thông thường ta cần sử dụng thêm vi điều khiển. Công suất của mạch này nhỏ, chỉ phù hợp cho động cơ công suất nhỏ và điện áp thấp.

| Lời kết:

Trên đây, chúng ta đã cùng tìm hiểu về ưu điểm, nhược điểm và nguyên lý của 5 mạch điều khiển tốc độ motor DC. Để hiểu rõ hơn về điều khiển tốc độ Motor DC hay các nội dung khác về điều khiển động cơ Step, Servo, hãy tham gia ngay 2 khóa học từ cơ bản tới nâng cao của PLCTECH:

  1. Khóa Lập Trình PLC Mitsubishi
  2. Khóa Lập trình PLC Siemens

Với thời lượng thực hành tới 80% và trang thiết bị đầy đủ, các khóa học sẽ giúp bạn có nhiều kiến thức và trải nghiệm thực chiến như khi làm việc trong một nhà máy hay dây chuyền sản xuất thực tế.