Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Khóa học:
Ngành học:Cung cấp điện.
Lớp:
TÊN ĐỀ TÀI:CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ VÀ ĐẢO CHIỀU
ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU
I: Dữ kiện cho trước:
+Các linh kiện điện tử có bán trên thị trường.
+Động cơ điện một chiều 24V/1,4A.
+Tài liệu tham khảo :điện tử công suất, điện tử căn bản, linh kiện điện tử
II: Nội dung cần hoàn thành:
Phần I: Cơ sở lý thuyết.
1.1: Giới thiệu về động cơ điện một chiều.
1.2: Lý thuyết về điều chỉnh tốc độ và đảo chiều.
Phần II :Phương án thiết kế
2.1: Sơ đồ khối .
2.2: Thiết kế sơ đồ nguyên lý ( mạch điều khiển và động lực )
Phần III: Hoàn thành sản phẩm.
3.1: Tiến hành chạy thử máy tính, cắm thử trên Test Board.
3.2: Làm mạch in ( hoặc câu dây ).
3.3: Hàn và lắp ráp
Yêu cầu:
+ Sản phẩm hoạt động tốt, đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật.
Page 1
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
+ Thuyết minh đề tài ( Phân tích yêu cầu, trình bày các giải phápthực

học
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN.
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….
Page 3
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
LỜI NÓI ĐẦU


Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.1:Tầm quan trọng của động cơ điện DC
Trong nền sản xuất hiện đại,động cơ một chiều vẫn được coi là một loại máy
quan trọng mặc dù ngày nay có rất nhiều loại máy móc hiện đại sử dụng nguồn
điện xoay chiều thông dụng.
Do động cơ điện một chiều có nhiều ưu điểm nhiều khả năng điều chỉnh tốc
độ rất tốt ,khả năng mở máy lớn và đặc biệt là khả năng quá tải .Chính vì vậy mà
động cơ một chiều được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp có yêu cầu cao
về điều chỉnh tốc độ những cán thép, hầm mỏ ,giao thông vận tải… mà điều quan
trọng là các ngành công nghiệp hay đòi hỏi dùng nguồn điện một chiều.
Bên cạnh đó ,động cơ điện một chiều cũng có những nhược điểm nhất định
của nó nhưng so với máy điện xoay chiều thì giá thành đắt hơn ( dễ phát sinh tia
lửa điện )…nhưng do những ưu điểm của nó nên động cơ điện một chiều vẫn còn
có một tầm quan trọng nhất định trong sản xuất.
Công suất lớn nhất của động cơ điện một chiều hiện nay vào khoảng 10000KW
,điện áp vào khoảng vài trăm cho đến 1000V.Hướng phát triển hiện nay là cải tiến
tính năng của vật liệu,nâng cao chỉ tiêu kinh tế của động cơ và chế tạo những động
cơ có công suất lớn…
1. 2:Cấu tạo và hoạt động của động cơ điện DC
1.2.1 : Cấu tạo
Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai phần chính: phần tĩnh và phần
động.
1.2.1.1: Phần tĩnh hay stato
Đây là phần đứng yên của động cơ ,bao gồm các bộ phận chính sau:
a. Cực từ chính:là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây
quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ.Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kĩ
thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt trong động cơ điện
nhỏ có thể dùng thép khối .Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bu lông. Dây
quấn kích từ được quấn bằng dây đồng ,bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được
bọc cách điện kĩ thành một khối tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực

Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành những đoạn
nhỏ, giữa đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở thông gió .Khi máy làm việc gió
thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt.
Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp vào
trục.Trong động cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá roto. Dùng giá roto có
thể tiết kiệm thép kĩ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng roto.
b. Dây quấn phần ứng
Dây quấn phần ứng là phần sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy
qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện.Trong máy
điện nhỏ có công suất tới vài kw thường dùng dây có tiết diện tròn.Trong máy điện
Page 6
S
N
F
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật, dây quấn được cách điện cẩn thận
với rãnh của lõi thép.
Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm,ở miệng rãnh có dùng nêm để đè
chặt hoặc đai chăt dây quấn.Nêm có làm bằng tre gỗ hay bakelit.
c. Cổ góp: Dùng để chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều .Cổ góp
gồm nhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau bằng lỗ mica dài từ 0,4 đến
1,2mm và hợp thành một hình trụ tròn . Hai đầu trụ tròn dùng hai hình ốp hình chữ
V ép chặt lại .Giữa vành ốp trụ tròn cũng cách điện bằng mica.Đuôi vành góp có
cao lên một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn và các phiến góp được
dễ dàng.
d. Các bộ phận khác:
+ Cánh quạt: dùng để quạt gió làm nguội máy.Máy điện một chiều thường
chế tạo theo kiểu bảo vệ, ở hai đầu nắp máy có lỗ thông gió. Cánh quạt nắp trên

.
Page 8
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
Hình 3 : Động cơ điện kích từ song song.
a)Đường đặc tính cơ n=f(M).
Đường đặc tính cơ là đường quan hệ giữa tốc độ và mômen quay M khi điện
áp U và điện trở mạch phần ứng và mạch kích từ không đổi.
Ta có: n=
Mặt khác theo biểu thức mômen điện từ M = rút ra
Thay vào biểu thức tốc độ ta có:
n =
Nếu thêm điện trở R
p
vào mạch phần ứng thì ta có phương trình:
n =
Trên hình 2b vẽ đặc tính cơ, đường 1 là đặc tính cơ tự nhiên (R
p
=0).Đường 2
với R
p
0
b)Đặc tính làm việc.
Page 9
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
Đặc tính làm việc được xét khi điện áp và dòng điện kích từ không đổi.Đó là
các đường quan hệ giữa tốc độ n,mômen M,dòng điện phần ứng I

=k
2

2
hoặc là trong đó k=
Ta có n=
Hình 4: Động cơ kích từ nối tiếp
Page 10
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
Phương trình đặc tính cơ có hình hypecbôn(3b). Đường đặc tính cơ
mềm,mômen tăng thì tốc độ động cơ giảm. Khi không tải hoặc khi tải nhỏ,dòng
điện và từ thông nhỏ, tốc độ động cơ tăng có thể gây hỏng động cơ về mặt cơ
khí,vì thế không cho phép động cơ kích từ nối tiếp mở máy không tải hoặc tải nhỏ.
b)Đặc tính làm việc
Trên hình 3c vẽ các đường đặc tính làm việc.Động cơ được phép làm việc
với tốc độ n nhỏ hơn tốc độ giới hạn n
gh
.Đường đặc tính trong vùng làm việc vẽ
bằng đường nét liền.
Vì rằng chưa bão hòa nên mômen quay động cơ tỷ lệ với bình phương dòng
điện, và tốc độ giảm theo tải, động cơ kích từ nối tiếp thích hợp trong chế độ tải
nặng nề, được sử dụng trong giao thông vận tải hay các thiết bị cầu trục.
1.3.3: Động cơ điện kích từ hỗn hợp.
Sơ đồ nối dây được vẽ như hình 4
Hình 4:Động cơ kích từ hỗn hợp
Đặc tính động cơ kích từ hỗn hợp khi nối thuận ( đường 1) sẽ là trung bình
giữa đặc tính cơ của động cơ kích từ song song ( đường 2 ) và nối tiếp ( đường 3 )
Page 11

r: Điện trở cuộn dây phần ứng
r
ct
: Điện trở cực từ phụ
r
b
: Điện trở cuộn bù
r
tx
: Điện trở tiếp xúc chổi điện
+ E =
ωθ
.
.2
.
a
NP
Π
=
θω
K
Page 12
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
+ K=
a
NP
.2
.

−=
+−
==
Mômen điện từ : M
đt
=K.
θ
.I
Suy ra : I =
θ
.K
M
đt
Nếu bỏ qua tổn thất coi mômen điện từ bằng mômen cơ đầu trục:M
đt
=M
cơ
=M.Mômen phụ thuộc vào từ thông và dòng phần ứng
Từ phương trình (1) suy ra : để thay đổi tốc độ động cơ ta có thể dùng
phương pháp thay đổi điện áp phần ứng U ,từ thông
θ
tức là thay đổi dòng kích từ
I
kt
và thay đổi điện trở phần ứng R,R
f
M = K.I.

ư
Thay trị số E
ư
= k
E
.n ta có phương trình tốc độ là: n =
Nhìn vào phương trình trên một cách tổng quát thấy rằng muốn điều chỉnh tốc độ
ta có các phương pháp sau:
a) Mắc điện trở điều chỉnh vào mạch phần
ứng.
Khi thêm điện trở vào mạch phần ứng tốc độ
giảm. Vì rằng dòng điện phần ứng lớn nên tổn
hao công suất trên điện trở điều chỉnh lớn.
Phương pháp này chỉ sử dụng ở động cơ công
suất nhỏ
Rm?
Rdc
A
Dùng biến trở mở máy.
b) Thay đổi từ thông.
Phương pháp thay đổi từ thông
θ
,thay đổi dòng kích từ I
tk
.Với một phụ tải M
c
nhất định .Khi
θ
giảm tốc độ động cơ tăng lên


cũng không thay đổi còn tốc không tải lý tưởng tùy thuộc vào giá trị điện áp U
dk

của hệ thống do đó có thể nói phương pháp điều chỉnh này để triệt tiêu.
Để xác định dải điều chỉnh tốc độ ta thấy rằng tốc độ lớn nhất của hệ thống
bị chặn bởi đặc tính cơ bản là đặc tính ứng với điện áp định mức và từ thông cũng
giữ ở giá trị định mức .Tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu
về sai số tốc độ và mômen khởi động ,khi mômen tải là định mức thì giá trị lớn
nhất và nhỏ nhất của tốc độ .
Để thỏa mãn khả năng quá tải thì đặc tính thấp nhất của dải điều chỉnh có
mômen ngắn mạch là:
M
nmmin
= M
cmax
= K
M
.M
đm
Trong đó :K
M
hệ số quá tải mômen ,do họ đặc tính cơ là những đường thẳng
song song với nhau nên theo định nghĩa về độ cứng đặc tính cơ ta có thể viết
1.4.3: Đảo chiều động cơ
Page 15
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
Là biện pháp thay đổi chiều của dòng điện đi qua hai đầu dương và âm của
động cơ. Khi dòng điện đi từ dương đến âm ta có động cơ quay ngược và ngược lại

- IC 7805
- Tụ điện:50V 47 F, 35V F
- Cầu chỉnh lưu diốt :KBP307G
- Điện trở 820 ,đèn LED
+Khối ĐCTĐ: - IC NE555
- Biến trở 100K
- Tụ điện: 50V 10 F,tụ không phân cực 33pF.
- Điện trở 1K;3.3K ,đèn LED.
+Khối ĐCĐC: - Transistor H1061
- Điện trở 100 ,đèn LED
- Điốt 1N4007,công tắc đảo chiều
- Động cơ DC24V
Page 17
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
Chương 3: GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ CÁC LINH KIỆN ĐIỆN
TỬ SỬ DỤNG TRONG MẠCH
3.1 :Điện trở,tụ điện.
3.1.1: Điện trở.
a) Khái niệm.
- Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu có một vật dẫn điện
tốt thì điện trở nhỏ và ngược lại vật cách điện có điện trở cực lớn.
- Điện trở của dây dẫn là sự phụ thuộc vào chất liệu và tiết diện của dây dẫn
được tính theo công thức:
R = .
Trong đó: R là điện trở. Đơn vị là Ω
là điện trở suất.
L là chiều dài dây dẫn.
S là tiết diện của dây.

màu thì 3 vạch màu đầu tiên là chỉ giá trị của điện trở còn vạch thứ 4 là chỉ sai số
của điện trở.
* Cách đọc.

Page 19
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
+ Đối với điện trở 4 vạch màu: 3 vạch giá trị thì 2 vạch đầu là số, còn vạch
thứ 3 là vạch mũ… còn vạch cuối cùng là sai số của điện trở.

+ Đối với điện trở 5,6 vạch: 3 vạch đầu là đọc giá trị của điện trở, vạch 4 là
vạch mũ, vạch 5 là sai số.
+ Đối với điện trở dán giá trị của điện trở bằng hai số đầu, 10 mũ số thứ 3.
Ví dụ
Page 20
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
+ Đối với loại điện trở nhỏ hơn 10Ω: giá trị của điện trở bằng vạch 1+ vạch
2 chia cho 10 mũ vạch 3. Vạch 3: đen = 1, vàng = 1, bạc = 2.
Ví dụ:
Page 21
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học

Chú ý: điện trở là linh kiện không phân cực nên khi mắc vào mạch điện ta
không cần để ý đến đầu âm dương
2.1.2: Tụ điện

Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học

Hình dạng diode trong thực tế.
Kí hiệu diode trong các mạch nguyên lý.

Nguyên tắc hoạt động của diode: chỉ cho dòng một chiều từ A đến K chứ
không cho dòng chạy ngược lại.
3.2.2: LED.
Page 24
Trường ĐH Sư Phạn kỹ thuật Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện Tử Đồ án môn
học
LED là viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang) là
các diode có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại , tử ngoại. Cũng giống
như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn
loại N
• Tính chất.
Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng
phát ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng lượng (và màu
sắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất
bán dẫn.
LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong
khoảng 1,5 đến 3 V. Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao. Do đó,
LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra.

3.3:IC NE555,IC 7805 stransistor H1061.
3.3.1: IC NE555
Cấu tạo của NE555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để