Tài liệu BAO CAO MON HOC MAY DIEN pdf

LỜI MỞ ĐẦUTrong thời đại ngày nay việc sử dụng máy móc nhằm hạn chế sức lao động của con người đang ngày càng được phát triển một cách nhanh chóng, bên cạnh đó việc chế tạo các các động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ

BÀI BÁO CÁO MÔN HỌC

MÁY ĐIỆN

CẤU TẠO – NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ NHỮNG

ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

LƯƠNG HOÀNG PHONG

SINH VIÊN THỰC HIỆN

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời đại ngày nay việc sử dụng máy móc nhằm hạn chế sức lao động của con người đang ngày càng được phát triển một cách nhanh chóng, bên cạnh đó việc chế tạo các các động cơ như máy xoay gió, robot,hoặc những đông cơ hoạt động với độ chính xác cao thì chúng ta không thể không nhắc đến động cơ servo và tấc

cả những thiết bị này điều cần sử dụng động cơ bước(servo) để chế tạo các bộ phận bên trong chúng.Trong đề tài lần này chúng em

được nhận đề tài Động Cơ Servo,đề tài chúng em nghiên cứu về cấu tạo, nguyên lý làm việc và những ứng dụng của Động Cơ

Servo.

NỘI DUNG

CHƯƠNG I :CẤU TẠO & NGUYÊN LÝ HOẠT ĐÔNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO

I GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ SERVO

II PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ SERVO VÀ CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG

III PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN

IV MỘT SỐ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

V ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ BƯỚC

VI LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ

VII MỘT SỐ SẢN PHẨM THAM KHẢO

CHƯƠNG II.ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO

I ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ TURBINE GIÓ BẰNG CÁCH SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ BƯỚC

ĐỂ XOAY CÁNH

II ỨNG DỤNG TRONG ROBOT

CHƯƠNG I CẤU TẠO & NGUYÊN LÝ HOẠT ĐÔNG CỦA

ĐỘNG CƠ SERVO

I.GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ SERVO

Động cơ bước là một loại động cơ điện có

nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số

các động cơ điện thông thường Chúng thực

chất là một động cơ đồng bộ dùng để biến

đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các

xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các

chuyển động góc quay hoặc các chuyển

động của rôto có khả năng cố định rôto vào

các vị trí cần thiết.

CẤU TẠO & NGUYÊN LÝ HOẠT ĐÔNG

CỦA ĐỘNG CƠ SERVO

1.CẤU TẠO CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO

Về cấu tạo, động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai loại động cơ: Động cơ một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ

Link

.

CẤU TẠO & NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

CỦA ĐỘNG CƠ SERVO

2.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bước nên có độ

chính xác rất cao về mặt điều khiển học Chúng

làm việc nhờ các bộ chuyển mạch điện tử đưa các

tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần

số nhất định Tổng số góc quay của rôto tương ứng

với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và

tốc độ quay của rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển

đổi và tần số chuyển đổi.

II.PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ SERVO VÀ

CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG

ĐỘNG CƠ SERVO CÓ 3 LOẠI CƠ BẢN:

 Loại từ trở biến đổi (Variable Reluctance)

 Loại nam châm vĩnh cửu (permanent magnet)

 Loại lai (hybrid)

II.PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ SERVO VÀ

CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG

1.ĐỘNG CƠ BIẾN TỪ TRỞ ( Variable Reluctance)

CẤU TẠO:

Thông thường có ba hoặc bốn cuộn dây đấu chung một đầu Đầu chung được nối với nguồn dương, các đầu còn lại lần lượt cho thông với đất

để quay rotor.

II.PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ SERVO VÀ

CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG

1.ĐỘNG CƠ BIẾN TỪ TRỞ ( Variable Reluctance)

HOẠT ĐỘNG:

Trên hình vẽ, rotor có 4 răng và stator có 6 cực Mỗi cuộn dây sẽ được quấn trên hai cực đối nhau Vì vậy, giả sử, khi cấp

điện cho cực 1 (stator), rotor sẽ quay cực gần nhất (X) để răng

thẳng với cực 1 Cắt điện cuộn số 1, tiếp tục cấp điện cho cuộn 2,

rotor sẽ quay răng tiếp sau (Y) cho thẳng với cực 2 Cứ như vậy

II.PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ SERVO VÀ

CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG

1.ĐỘNG CƠ LOẠI NAM CHÂM VĨNH CỬU

Động cơ servo loại Nam châm vĩnh cửu gồm những loại sau:

Động cơ bước đơn cực

Động cơ bước lưỡng cực

Động cơ bước nhiều pha

A ĐỘNG CƠ BƯỚC ĐƠN CỰC

 CẤU TẠO

STEP loại đơn cực bao gồm 2 cuộn dây, mỗi cuộn được nối ra

ngoài ở giữa cuộn, vì vậy thông thường trên thực tế đây là loại

động cơ 5 hoặc 6 dây

ĐỘNG CƠ BƯỚC ĐƠN CỰC

 HOẠT ĐỘNG

STEP loại này được điều khiển bẳng cách cho đầu dây chung nối lên nguồn và từng đầu dây còn lại lần lượt được nối mass

B ĐỘNG CƠ BƯỚC LƯỠNG CỰC

Động cơ nam châm vĩnh cửu hoặc hỗn hợp hai cực có cấu trúc cơ khí giống y như động cơ đơn cực, nhưng hai mấu của động cơ được nối đơn giản hơn, không có đầu trung tâm Vì vậy, bản thân động cơ thì đơn giản hơn, nhưng mạch điều khiển để đảo cực mỗi cặp cực trong động cơ thì phức tạp hơn.Hình minh hoạ chỉ ra cách nối động cơ, trong khi đó phần rotor ở đây giống roto động cơ đơn cực

C ĐỘNG CƠ BƯỚC NHIỀU PHA

Một loại động cơ bước nam châm vĩnh cửu ít thông dụng hơn đó là động cơ bước có tất cả các cuộn

dây được nối tiếp với nhau thành vòng kín và giữa mỗi cặp dây có một điểm giữa gọi là động cơ bước nhiều

3.ĐỘNG CƠ BƯỚC LAI

STEP lai là loại kết hộp giữa STEP từ thông thay đổi và loại nam châm vĩnh cửu rotor cho động cơ STEP lai có nhiều

răng , giống như loại từ thông thay đổi, chứa lõi từ hóa tròn đồng

tâm xoay quanh trục của nó Răng của rotor tạo đường dẫn giúp

định hướng cho từ thông ưu tiên vào trong lỗ không khí STEP

II.PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ SERVO VÀ

CẤU TẠO – HOẠT ĐỘNG

III.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN

1.Điều khiển chế độ cả bước (Full-step)

2.Điều khiển chế độ nửa bước (Half-step)

1 Điều khiển chế độ cả bước (Full-step

III.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN

1 Điều khiển chế độ cả bước (Full-step)

III.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN

2.Điều khiển chế độ nửa bước

III.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN

2.Điều khiển chế độ nửa bước

III.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN

IV.MỘT SỐ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

1.Mạch điều khiển động cơ đơn cực

2.Sơ đồ điều khiển cơ bản - động cơ từ trở

Điện áp được cấp qua các khoá chuyển để nuôi các cuộn dây, tạo ra từ

trường làm quay rotor Các khoá ở đây không cụ thể, có thể là bất cứ thiết

bị đóng cắt nào điều khiển được như rơle, transitor công suất Tín hiệu

điều khiển có thể được đưa ra từ bộ điều khiển như vi mạch chuyên dụng,

IV.MỘT SỐ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

V.ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ BƯỚC

VI.LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ

So sánh động cơ đơn cực và lưỡng cực:

Động cơ loại lưỡng cực sẽ có moment sinh ra nhiều hơn 30% so với loại đơn cực có cùng kích thước Tuy nhiên động cơ loại lưỡng cực lại có mạch điều khiển phức tạp hơn so với loại đơn cực

So sánh động cơ lai và động cơ nam châm vĩnh cửu:

Moment là một trong những vấn đề quan trọng khi lựu chọn động cơ bước.

Moment giữ: là moment cần thiết để xoay trục động cơ khi cuộn dây được cấp điện.

Moment kéo: là moment sinh ra khi động cơ xoay ở vận tốc ổn định, moment này chống lại

khả năng tăng tốc của động cơ mà không bị trượt bước

Moment kéo ra: moment này có thể làm cho động cơ di chuyển khi đang động cơ đang hoạt

động

VII.MỘT SỐ SẢN PHẨM THAM KHẢO

INDUSTRIAL MOTOR

VII.MỘT SỐ SẢN PHẨM THAM KHẢO

VII.MỘT SỐ SẢN PHẨM THAM KHẢO

CHƯƠNG II

ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ SERVO

Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động cơ bước là một cơ

cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành

các lệnh đưa ra dưới dạng số Động cơ bước được ứng dụng nhiều

trong ngành Tự động hoá, chúng được ứng dụng trong các thiết bị cần

điều khiển chính xác Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong

các hệ quang học, điều khiển định vị trong các hệ quan trắc, điểu khiển

bắt, bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, điều khiển lập trình trong

các thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển các cơ cấu lái phương và chiều

trong máy bay

Trong công nghệ máy tính, động cơ bước được sử dụng cho các

loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, máy in

I ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ TURBINE GIÓ BẰNG CÁCH

SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ BƯỚC ĐỂ XOAY CÁNH

Điều khiển Chuẩn

MỤC ĐÍCH VIỆC DÙNG ĐỘNG CƠ SERVO ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ GIÓ

Thông thường người thiết kế quy định một giới hạn tốc độ cho phép.Khi tốc độ gió lớn hơn quy định, trục turbine sẽ quay nhanh hơn,

bộ phận cảm biến nhận được tín hiệu, chuyển đến bộ điều khiển, bộ điều khiển so sánh với tốc độ quay quy định, phát tín hiệu đến động cơ bước, động cơ xoay cánh turbine một góc để giảm bề mặt hứng gió; khi tốc độ gió giảm, động cơ sẽ xoay cánh quay trở lại Bằng cách này, tốc độ quay của trục turbine được điều chỉnh kịp thời, khoảng dao động của tốc độ quay tương đối nhỏ

Động cơ bước làm việc được là nhờ có bộ chuyển mạch điện tử, đưa các tín hiệu điều khiển vào các cuộn dây stato, theo thứ tự và tần số nhất định Tổng số góc quay của rôto tương ứng với số lần chuyển mạch, chiều quay và tốc độ quay của rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi

Video dùng servo trong quạt gio

Để tạo nên gió có tốc độ làm quay turbine, cần dùng một quạt công nghiệp có công suất 2,2 kW, có thể thay đổi vô cấp tốc độ quay

từ 50 ÷ 2000 v/ph Tốc độ quay của quạt được thay đổi bằng máy biến tần, có công suất 2,2 kW, phạm vi thay đổi tần số từ 0 đến 75 Hz

Động cơ bước được lắp ở mặt sau của mâm gá cánh turbine, quay cùng với turbine.Lắp mâm gá cánh turbine vào trục quay chính - trục turbine.Trên trục quay chính có lắp 5 vành trượt để truyền động điện cho các động cơ bước Cuối trục quay chính có lắp bánh răng lớn để truyền động cho máy phát điện.Máy phát điện nhận cơ năng từ trục turbine, qua cặp bánh răng tăng tốc Máy phát điện có tốc độ quay

1000  2000 vòng/phút.Bộ hiển thị tốc độ cho biết tốc độ quay của trục turbine

I ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ TURBINE GIÓ BẰNG CÁCH

SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ BƯỚC ĐỂ XOAY CÁNH

II.ỨNG DỤNG TRONG ROBOT

Robot đường dẫn liên tục

Robot loại này sử dụng

bộ điều khiển servo thực hiện

điều khiển vòng kín Hệ

thống điều khiển liên tục là hệ

thống trong đó robot được lập

trình theo một đường chính

xác Trong hệ thống điều

khiển này, đường dẫn được

biểu điễn bằng một loạt các

điểm rời rạc gần nhau và

được lưu vào bộ nhớ robot,

sau đó robot sẽ thực hiện lại

chính xác đường dẫn đó.

ỨNG DỤNG TRONG ROBOT

III.ỨNG DỤNG KHÁC

Ứng dụng trong ổ CD-ROM Drive

Điều khiển xe con

DÁN NHÃN CHO SẢN PHẨM VỚI DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG

SERVO

TRONG KỸ THUẬT TIỆN

IV KẾT LUẬN- ĐỀ NGHỊ

1 KẾT LUẬN:

Trong thời đại ngày nay dần dần ta thấy được tầm quan trọng của việc sử dụng Động Cơ Bước và việc sử dụng

Động Cơ Bước kết hợp với các động cơ khác để taọ nên

một sản phẩm nó hiệu quả như thế nào

TÀI LIỆU THAM KHẢO