đồ án điện tử công suất truyền động điện nghiên cứu thiết kế hệ truyền động điện xa đ có đảo chiều động cơ một chiều kích từ nam châm vĩnh cửu

Hoạt động của sinh viên Sau khi học xong học phần này, sinh viên có khả năng đáp ứng chuẩn đầu ra:- Vận dụng được các kiến thức về thiết kế mạch lực, mạch điều khiển bộ biến đổi công suấ

Trang 1

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ

BÁO CÁO

ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ TRUYỀNĐỘNG ĐIỆN XA-Đ CÓ ĐẢO CHIỀU ĐỘNG

CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NAM CHÂMVĨNH CỬU

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Đăng Khang

Nhóm số:……21………

Hà nội 2023

Trang 2

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀNỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN (BM5)I THÔNG TIN CHUNG

1 Họ và tên GV1:……… ………2 Họ và tên GV2:……….

SV1 Nguyễn Quốc Tú (Trưởng nhóm) 2020603687 2020DHDKTD02

Tên sản phẩm: Báo cáo đồ án môn học

II ĐÁNH GIÁ 1(Điểm từng tiêu chí và điểm cuối cùng làm tròn đến 0,5 điểm)

TTMụctiêu/Chuẩnđầu ra họcphần

Tiêu chí đánh giá sản phẩm Điểm tốiđa

2 L1.2 Thiết kế, tính chọn được thiết bị cho mạch lực và mạchđiều khiển 5

Trang 3

I Thông tin chung

II Nội dung học tập

1 Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ truyền động điện XA-Đ có đảo chiều động cơ 1 chiều kích từ namchâm vĩnh cửu có thông số: U = 24V; I =10A; P =0,2Kw; n =(955+687) = 1642 v/phđm đmđmđm

2 Hoạt động của sinh viên (xác định các hoạt động chính của sinh viên trong quá trình

thực hiện Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án để hình thành tri thức, kỹ năng đáp ứng mụctiêu chuẩn đầu ra nào của học phần)

biến đổi công suất, hệ truyền động điện ứng dụng trong các công nghệ sản suất

Trang 4

Hoạt động/Nội dung 3: Tính chọn thiết bị

điện, điện áp trên tải, trên van ở các chế độ làm việc và đáng giá kết quả.

truyền động điện ứng dụng trong các công nghệ sản suất

3 Sản phẩm nghiên cứu (xác định cụ thể sản phẩm của chủ đề nghiên cứu cần đạt được, ví

dụ: Bản thuyết minh, bài thu hoạch, mô hình, sơ đồ, bản vẽ k thuật, trang ebsite, bài báoỹ w

Trang 5

ÁN/DỰ ÁN ( BM2)

Tên nhóm : Nhóm 21

nam châm vĩnh cửu.

TuầnNgười thực hiệnNội dung công việcPhương phápthực hiện

Nguyễn Quốc TúVõ Đình TứTrần Hoàng Tuấn

Tìm hiểu về hệ truyền độngđiện XA-D có đảo chiềuđộng cơ 1 chiều + Họp phân

công công việc.

Nghiên cứu tàiliệu.

Nghiên cứu thiết kế hệ truyềnđộng điện XA-Đ có đảo chiềuđộng cơ 1 chiều kích từ nam

Chương 1: Tổng quan về hệ TĐ

Đ T-Đ Nghiên cứu tàiliệu.

4 Nguyễn Quốc TúVõ Đình TứTrần Hoàng Tuấn

Chương 1: Tổng quan về hệ TĐ

Đ T-Đ Nghiên cứu tàiliệu, vận dụngkiến thức thực

Trang 6

hiện thảo luận.

Chương 2: Thiết kế mạchđiều khiển, mạch lực.

Nghiên cứu tàiliệu, vận dụngkiến thức thựchiện thảo luận.

Tham khảogiáo trình và

tính toán

Tham khảointernet và tạiliệu , giáo trình

Chương 3: Tính chọn thiết bị

tính toán

12-Nguyễn Quốc Tú VõĐình TứTrần Hoàng Tuấn

internet

Trang 7

BÁO CÁO HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM

Tên nhóm : Nhóm 21

nam châm vĩnh cửu.

Kiến nghị vớiGVHD nếukhó khăn, hỗ

trợ từ GV(nếu cần)

Khái quát chung vềhệ truyền động

Thiết kế mạchđộng lực , mạch

điều khiển

5 Nguyễn Quốc TúVõ Đình TứTrần Hoàng Tuấn

Thiết kế mạchđộng lực , mạch

Trang 8

điều khiển

Tìm hiểu hoàn thiệnbáo cáo

Nguyễn Quốc Tú VõĐình TứTrần Hoàng Tuấn

Nguyễn Quốc Tú Võ

Đình Tứ Tìm hiểu hoàn thiện

Trang 9

PHẦN THUYẾT MINHLới nói đầu

Chương 1: Tổng quan về hệ TĐ Đ

Chương 2: Thiết kế mạch điều khiển, mạch lựcChương 3: Tính chọn thiết bị

Chương 4: Dùng phần mềm ( Psim, Simulink Power…) mô phỏng dạng song dòng điện, điện

áp trên tải, trên van ở các chế độ làm việc và đáng giá kết quả.

2 Hoạt động của sinh viên

Sau khi học xong học phần này, sinh viên có khả năng đáp ứng chuẩn đầu ra:

- Vận dụng được các kiến thức về thiết kế mạch lực, mạch điều khiển bộ biến đổi công suất,hệ truyền động điện ứng dụng trong các công nghệ sản suất

- Thiết kế, tính chọn được thiết bị cho mạch lực và mạch điều khiển.

3 Sản phẩm nghiên cứu

- Bản mềm báo cáo đồ án dạng file word và file pdf, gửi vào email:dangkhanghic@yahoo.com , tiêu đề thư ghi rõ: “ 2023_ DA DTCS_TDD N21_L

- Bản báo cáo đồ án đóng bìa mềm (xanh lá cây- không bóng kính), hai mặt (giấy

thường)-Đánh máy.

III Nhiệm vụ học tập

1 Hoàn thành Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án theo đúng thời gian quy định

2 Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước giảng viên và những sinh viênkhác.

IV Học liệu thực hiện Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án

[1] Trần Văn Thịnh, “Tính toán thiết kế thiết bị điện tử công suất”, Nhà xuất bản Giáo dục,

- Sách, tài liệu tham khảo: Ghi rõ những sách, tạp chí và tư liệu thông tin liên quan đến họcphần (Tài liệu kê theo thứ tự ưu tiên sử dụng, kê tối thiểu 3 tài liệu).

Trang 10

[1] Quách Đức Cường, Nguyễn Đăng Toàn, Tổng hợp hệ thống điện cơ, NXB Khoa học kỹthuật, 2019.

[2] Bùi Quốc Khánh, Phạm Quốc Hải, Nguyễn Văn Liễn, Dương Văn Nghi, “Điều chỉnh tựđộng truyền động điện”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2005.

[3] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, “Điện tử công suất”, Nhà xuất bản

Trang 11

Tên chủ đề Nghiên cứu thiết kế hệ truyền động điện XA-Đ có đảo chiều động cơ 1 chiều:

kích từ nam châm vĩnh cửu.

TuầnNgười thực

Phương pháp thựchiện

Nguyễn QuốcTúVõ Đình TứTrần Hoàng

Nghiên cứu tàiliệu,vận dụng kiếnthức thực hiện ; thảo

luận nhóm5-8

Chương 3: Tính chọn thiết bị

Chương 4: Dùng phần mềm ( Psim,

Simulink Power…) mô phỏng dạng songdòng điện, điện áp trên tải, trên van ở cácchế độ làm việc và đáng giá kết quả

XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN

Trang 12

BÁO CÁO HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM

Tên nhóm (nếu báo cáo học tập nhóm): Nhóm 21

Tên chủ đề: Nghiên cứu thiết kế hệ truyền động điện XA-Đ có đảo chiều động cơ 1 chiềukích từ nam châm vĩnh cửu.

TuầnNgười thực

Kết quảđạtđược

Kiến nghị với giảngviên hướng dẫn

(Nêu những khókhăn, hỗ trợ từ phía

giảng viên,… nếucần)

Chương 2: Thiết kế mạch điều khiển, mạch

Nguyễn QuốcTú

Trang 13

12-13 Võ Đình TứTrần Hoàng

Simulink Power…) mô phỏng dạng songdòng điện, điện áp trên tải, trên van ở cácchế độ làm việc và đáng giá kết quả.

XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN

Trang 14

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : Tổng quan về hệ TĐ Đ 15

1.1 Khái quát chung về hệ truyền động điện 15

1.1.1 Hệ truyền động điện là gì ? 15

1.2 Hệ truyền động của phụ tải 15

1.2.1 Truyền động của máy bơm nước 15

1.2.2 Truyền động của mâm cặp máy tiện 15

1.2.3 Truyền động của cần trục 16

1.3 Cấu trúc chung của hệ truyền động điện 17

1.4 Phân loại các hệ truyền động điện 19

1.4.1 Theo đặc điểm của động cơ điện 19

1.4.2 Theo mức độ tự động hóa 19

1.4.3 Theo tính năng điều chỉnh 20

1.4.4 Một số phân loại khác 20

1.5 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 20

1.5.1 Tổng quan về động cơ điện một chiều: 20

1.5.2 Cấu tạo chung 20

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN, MẠCH LỰC 26

2.1 Thiết kế mạch điều khiển 26

Trang 15

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá, các ngành công nghiệpđang được chú trọng và phát triển, trong các nhà máy các máy tự động, dây chuyền sảnxuất, cơ cấu nâng hạ, trở lên không thể thiếu, chúng làm cho hiệu suất của các nhà máytăng cao, chỉ phí sản xuất thấp, không tốn nhiều nhân lực Do vậy đối với các ngành côngnghiệp thì tự đông hoá là không thể thiếu, tự đông hoá càng cao càng làm cho quá trình sảnxuất trở lên đơn giản Vậy nước nào có trình độ tự đông hoá cao thì cũng đồng nghĩa vớinước đó có nên sản xuất tiên tiến và phát triển.

Ngoài ra trong cuộc sống tự động hoá đem lại nhiều lợi ích cho mọi người Cầu thangmáy, gara ôtô, robot, đã trở thành một phẩn của cuộc sống.

Như vậy tự đông hoá không chỉ mang lại hiệu quả trong công nghiệp mà con trở nênrất quen thuộc với mọi người.

Tự động hoá là một ngành khá mới ở nước ta nhưng chính vì những lợi ích của nómang lại nên việc xây đựng và phát triển nên tự động hoá của nước nhà là không thể thiếu,trong đó quá trình đào tạo ra những cán bộ, kỹ sư giỏi về chuyên nghành Tự động hoá làhạt nhân chính Là một trong những nơi đào tạo ra nhưng kỹ sư, thạc sỹ, cán bộ tự động hoágiỏi, bộ môn tự động hoá tại khoa điện trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội luôn đem đếncho đất nước kỹ sư tương lai.

Được may mắn học trong một ngôi trường có nhiều thầy cô giáo giỏi em các bạn luôn luôncô gắng học hỏi bồi dưỡng kiến thức cho ngành học của mình để mai sau phục vụ đất nước.Sau một quá trình học tập và tu dưỡng trong trường, em xin làm một đề tài tìm hiểu về“Thiết kế hệ truyền động điện điều chỉnh điện áp xoay chiều – động cơ KĐB 3 pha ” Dướisự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy các cô giáo và đặc biệt là thầy Nguyễn Đăng Khang đãgiúp em hoàn thành đề tài này Do thời gian tìm hiểu còn hạn chế nên trong quá trình tìmhiểu không thể tránh khỏi sai sót mong thầy cô và các bạn góp ý.

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1 : Tổng quan về hệ TĐ Đ.

15

Trang 16

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN

1.1Khái quát chung về hệ truyền động điện 1.1.1 Hệ truyền động điện là gì?

Hệ truyền động điện là tổ hợp của nhiều thiết bị và phần tử điện – cơ dùng đểbiến đổi điện năng thành cơ năng cung cấp cho cơ cấu công tác trên phụ tải ,đồng thời có thể điều khiển dòng năng lượng dó tùy theo công nghệ của phụtải

1.2 Hệ truyền động của phụ tải

1.2.1 Truyền động của máy bơm nước

Xét sơ đồ truyền động của máy bơm nước Ta thấy động cơ điện (D) biến đổiđiện năng thành cơ năng , tạo ra mômen M làm trục máy và các cánh bơm.Cánh bơm chính là cơ cấu công tác (CT) , nó chịu tác động tạo ra mômencông tác Mct ngược chiều tốc độ quay w của trục động cơ Chính mômen nàytác động lên trục động cơ, ta gọi nó là mômen cản Mc

Nếu mômen cản cân bằng với mômen động cơ (M = Mc) thì hệ sẽ có chuyểnđộng ổn định với tốc độ không đổi w = const

Trang 17

Hình 1.1 Truyền động của máy bơm nước

1.2.2 Truyền động của mâm cặp máy tiện

17

Trang 18

Hình 1.2 Truyền động mâm cặp máy tiện

Xét sơ đồ truyền động của mâm cặp máy tiện Ta thấy cơ cấu công tác(CT) bao gồm mâm cặp (MC), phôi (PH) được kẹo trên mâm cặp và dao cắt (DC).Khi làm việc động cơ (D) tạo ra mômen M làm quay trục, qua bộ truyền lực (TL)gồm đai truyền và các cặp bánh răng, chuyển động quay được truyền đén mâmcặp và phôi Lực cắt do dao cắt tạo ra trên phôi sẽ hình thành mômen tác độngtrên cơ cấu công tác Mct có chiều ngược với chiều chuyển động của động cơ Nếudời điểm đặt của Mct về trục động cơ ta sẽ có mômen cản Mc (thay thế chomômen Mct) Cũng tương tự như ở ví dụ trước, khi M = Mc thì hệ sẽ làm việc ổnđịnh với tốc độ quay w = const

Trang 19

Hình 1.3 Truyền động của cần trục

Ta thấy cơ cấu công tác (CT) bao gồm trống tời (TT), dây cáp (C) và tải trọng (G)tác động lên trống tời tạo ra mômen trên cơ cấu công tác Mct Nếu dời điểm đặtcủa Mct về trục động cơ ta sẽ có mômen cản Mc thay thế cho mômen Mct, cònđộng cơ tạo ra mômen quay M Khác với hai ví dụ trên ở cần trục thì mômen cảnMc có chiều tác động do chiều lực trọng trường quyết định nên không phụ thuộcchiều của tốc độ, nghĩa là có trường hợp nó ngược chiều chuyển động của độngcơ , lúc này cơ cấu công tác tiêu thị năng lượng do động cơ cung cấp và có trườnghợp Mct cùng chiều chuyển động của động cơ, lúc này cơ cấu công tác gây rachuyển động tạo ra năng lượng cấp cho động cơ.

1.3 Cấu trúc chung của hệ truyền động điện

Trong các ví dụ trên, động cơ (Đ) có thể nối trực tiếp vào lưới điện công nghiệphoặc cũng có thể được nối vào bộ nguồn riêng, gọi là thiết bị biến đổi (BĐ) để tạo radạng điện năng cần thiết với những thông số phù hợp với yêu cầu của động cơ

Có thể miêu tả khái quát cấu trúc của hệ truyền động điện bằng sơ đồ khối Ngoàicác khâu đã giới thiệu ở các ví dụ trên còn có bộ điều khiển (ĐK) để đóng cắt, bảo vệvà điều khiển toàn bộ hệ thống

Để thuận tiện cho việc khảo sát ta chia các khâu của hệ truyền động điện thành haiphần : phần điện và phần cơ

19

Trang 20

Cấu trúc chung của hệ truyền động điện: có thể mô tả khái quát cấu trúc của hệtruyền động điện bằng sơ đồ khối hình 1-4:

Trong đó:

BĐ: bộ biến đổi dùng để biến đổi loại dòng điện (xoay chiều thành một chiều hoặcngược lại), biến đổi loại nguồn (nguồn áp thành nguồn dòng hoặc ngược lại), biến đổi sốpha, tần số…

Các bộ biến đổi thường dùng là bộ biến đổi máy điện (máy phát một chiều, xoaychiều), bộ biến đổi điện từ (khuếch đại từ, cuộn kháng bão hòa), bộ biến đổi điện tử (chỉnhlưu tiristo, biến tần tranzito, tiristo).

Đ: Động cơ điện, dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng hay cơ năng thành điệnnăng (khi hãm điện)

Các động cơ điện thường dùng là: động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha rotodây quấn hay lồng sóc, động cơ điện một chiều kích từ song song, nối tiếp hay kích từ bằngnam châm vĩnh cửu, động cơ xoay chiều đồng bộ…

TL: Khâu truyền lực, dùng để truyền lực từ động cơ điện đến cơ cấu sản xuất hoặcdùng để biến đổi dạng chuyển động (quay thành tịnh tiến hoặc lắc) hoặc làm phù hợp về tốcđộ, momen, lực Để truyền lực có thể dùng các bánh răng, thanh răng, trục vít, xích, đaitruyền, các bộ ly hợp cơ hoặc điện từ…

CT: Cơ cấu công tác (cơ cấu sản xuất, cơ cấu làm việc) thực hiện các thao tác sảnxuất và công nghệ (gia công chi tiết, nâng hạ tải trọng, dịch chuyển…).

ĐK: Khối điều khiển, là các thiết bị dùng để điều khiển bộ biến đổi BĐ, động cơđiện Đ, cơ cấu truyền lực

Trang 21

Để thuận tiện cho việc khảo sát ta chia các khâu của hệ truyền động điện thành haiphần: phần điện (bao gồm lưới điện, bộ biến đổi BĐ, mạch điện từ của động cơ Đ và cácthiết bị điều khiển ĐK) và phần cơ (roto và trục động cơ, khâu truyền lực TL và cơ cấucông tác CT) Việc nghiên cứu hệ thống sẽ được bắt đầu từ phần cơ.

1.4 Phân loại các hệ truyền động điện

Người ta phân loại các hệ truyền động điện theo nhiều cách tùy theo đặc điểm củađộng cơ điện , theo tính năng điều chỉnh , theo mức độ tự động hóa, đặc điểm chủng loạithiết bị biến đổi, công suất của hệ thống … Từ cách phân loại sẽ hìnhthành ra tên gọi củahệ,

1.4.1 Theo đặc điểm của động cơ điện

Ta có truyền động điện một chiều (dùng động cơ một chiều), truyền động không đồngbộ (dùng động cơ không đồng bộ ), truyền động điện đồng bộ (dùng động cơ động bộ),truyền động điện bước (dùng động cơ bước) …

Truyền động điện một chiều được sử dụng cho các phụ tải có yêu cầu cần điều chỉnhtốc độ và mômen, nó có chất lượng điều chỉnh tốt, tuy nhiên động cơ điện một chiều có cấutạo phức tạp và giá thành cao, hơn nữa nó đòi hỏi phải có bộ nguồn một chiều, do đó trongnhững trường hợp không có yêu cầu cao về điều chỉnh, người ta thường sử dụng truyềnđộng điện không đồng bộ Trong những năm gần đây, truyền động điện không đồng bộ pháttriền mạnh mẽ, đặc biệt là các hệ các điều khiển tần số, những hệ này đã đạt được chấtlượng điều chỉnh cao, tương đương với hệ truyền động điện một chiều, tuy nhiên chúng đòihỏi về bộ biến đổi (biến tần) phức tạp.

1.4.2 Theo mức độ tự động hóa

Ta có hệ truyền động điện không tự động và truyền động điện tự động Các hệ khôngtự động thường đơn giản và được sử dụng cho bất kì ở đâu nếu có thể được, lúc đó phầnđiện của hệ có thể chỉ có động cơ điện và một vài khí cụ đóng cắt, bảo vệ như áptomát,khởi động từ Các hệ truyền động điện tự động là các hệ truyền động điện điều chỉnh vòngkín có vài mạch phản hồi, chất lượng điều chỉnh của các hệ này là rất cao, có thể đáp ứngbất kỳ yêu cầu nào của quá trình công nghệ của phụ tải

1.4.3 Theo tính năng điều chỉnh

Ta có truyền động điện không điều chỉnh (khi động cơ làm việc ở một cấp tốc độ) vàtruyền động điện điều chỉnh Các hệ truyền động điện không điều chỉnh thường phải kết

21

Trang 22

hợp với một hộp tốc độ để thực hiện điều chỉnh bằng cơ khí, do đó kết cấu của phần cơphức tạp, chất lượng điều chỉnh thấp, giá thành của máy sản xuất cao Các hệ truyền độngđiện điều chỉnh cho phép điều chỉnh tốc độ và mômen của phụ tải bằng cách điều chỉnh từđộng cơ điện (phương pháp điều khiển điện), do đó kết cấu máy đơn giản , chất lượng điềuchỉnh cao và thuận tiện trong thao tác

1.4.4 Một số phân loại khác

Ngoài cách phân loại như trên người ta còn phân loại theo một số cách khác nhưtruyền động điện đơn (nếu dùng một động cơ) và truyền động điện nhiều động cơ (nếudùng nhiều động cơ để phối hợp truyền động cho một cơ cấu công tác), truyền động điệnvan (nếu dùng thiết bị biến đổi van bán dẫn) …

1.5 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

1.5.1 Tổng quan về động cơ điện một chiều:

- Khái niệm

Động cơ điện một chiều là thiết bị điện từ quay, làm việc theo nguyên lý điện từ, khi đặtvào trong từ trường một dây dẫn và cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì từ trường sẽ tácdụng một lực từ vào dòng điện (vào dây dẫn) và làm dây dẫn chuyển động do đó điện năngđược biến đổi thành cơ năng

1.5.2 Cấu tạo chung

Động cơ điện một chiều bao gồm hai phần chính là: • Phần tĩnh: Stato

• Phần quay: Roto 1 STATO

Đây là phần đứng yên của máy Phần tĩnh bao gồm các bộ phận sau: cực từ chính,cực từ phụ, gông từ và các bộ phận khác

Trang 23

Hình 2 1 Cấu tạo phần stator của động cơ kích từ bằng Permanent Magnet

a Cực từ chính

Là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồngngoài lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ được làm bằng các lá thép KTĐ hay thépcácbon dày 0.5 đến 1 mm ép lại và tán chặt Dây quấn kích từ được quấn bằngdây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện thành một khốivà tẩm sơn cách điện trước khi đặt lên trên các cực từ Các cuộn dây này đượcnối nối tiếp với nhau

b Cực từ phụ

Cực từ phụ được đặt giữa các cực tù chính và dùng để cải thiện đổi chiều Lõithép của cực tù phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dâyquấn mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ chính Cực từ phụ được gắn vào vỏnhờ các bulông

Trang 24

Hộp chổi than được cố định lên giá chổi than và cách điện với giá đó Giá chổithan có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than đúng chỗ

b Dây quấn phần ứng

Là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy qua Dây quấn phần ứngthường làm bằng dây đồng có bọc cách điện Trong máy điện nhỏ (công suấtdưới vài kilowatt) thường dùng dây có tiết diện tròn Trong máy điện vừa và lớnthường dùng dây tiết diện chữ nhật Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnhcủa lõi thép Để tránh khi bị văng ra do sức li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm đểđè chặt hoặc phải đai chặt dây quấn Nêm có thể làm bằng tre, gỗ hay ba-ke-lit c Cổ góp

Cổ góp (còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòng điệnxoay chiều thành một chiều Cổ góp có nhiều phiến đồng có đuôi nhạn cách điệnvới nhau bằng lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm và hợp thành một trụ tròn Hai đầutrụ tròn dùng hai vành ốp hình chữ V ép chặt lại Giữa vành góp có cao hơn mộtít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng d Các bộ phận khác

• Cánh quạt: dùng dể quạt gió làm nguội động cơ Động cơ điện một chiềuthường được chế tạo theo kiểu bảo vệ Ở hai đầu nắp động cơ có lỗ thông gió.6/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Cánh quạt lắp trên trục động cơ Khi

Trang 25

Phần quay (rotor): Rôto gồm lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp và trục máy.

Hình 2 2 Lá thép rôto Hình 2 3 Dây quấn phần ứng máy điện 1 chiề

- Nguyên lý hoạt động

Đặt nguồn DC vào dây quấn kích từ phần cảm – phần tạo nên từ trường , và dòng điệntrong dây quấn phần ứng tác dụng tương hỗ lên nhau tạo thành moment tác dụng lên rotor.Moment này có chiều không đổi làm máy quay ( dòng điện chỉ đi vào thanh dẫn nằm dướicực N và đi ra thanh dẫn nằm dưới cực S), chiều lực xác định bằng quy tắc bàn tay trái( hay dòng điện có chiều không đổi trong các thanh dẫn nằm dưới các cực từ, do đó tạo nênmột moment có chiều không đổi làm rotor chỉ quay theo một chiều nhất định )

Hình 2 4

1.5.3 Động cơ điện một chiều kích từ nam châm vĩnh cửu (PMDC Motor)a) Cấu tạo

25

Trang 26

Hình 2 5 Cấu tạo

Các nam châm vĩnh cửu của độngcơ DC (PMDC) được gắn với trụsắt stator có nhiệm vụ phản hồichiều từ thông Rotor (phầncứng ) có những rãnh dây quấn,phiến góp và chổi than giống nhưnhững máy điện DC thôngthường

Có 3 loại nam châm vĩnh cửuđược sử dụng cho động cơ:

 Nam châm sắt: được sử dụng trong động cơ có công suất khoảng 1kW đến 150kW

các động cơ công suất nhỏ hơn 1Hp

tiết kiệm nhất trong các loại động cơ côngsuất nhỏ hơn 1Hp.

Trang 27

Hình 2 6b) Nguyên lý

Hầu hết các động cơ thường chạy trên 6V, 12V hoặc 24V DC cung cấp từ pin hoặc bộchỉnh lưu Như vậy trong động cơ, mô-men được tạo ra bởi sự tương tác giữa các dây dẫnmang dòng điện quấn quanh trục roto và từ thông được tạo ra bởi các nam châm vĩnh cửu.

• Hình 2 7 39.11 đườngđặc tính tiêu biểu chomột động cơ Đường đặctính tốc độ và mô-mencủa nó là một đườngthẳng lý tưởng cho mộtđộng cơ servo Hơn nữa,dòng điện ngõ vào tăngtuyến tính với mô-mentải Vì nó không bị tổnhao đồng nên hiệu suấtcủa động cơ này cao hơnso với các động cơ DCkhác.

27

Trang 28

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN, MẠCHLỰC

2.1 Thiết kế mạch điều khiển

Từ sơ đồ khối mạch điều khiển ta thiết kế mạch điều khiển như sau :