Thiết kế mô hình cửa tự động

7. Cảm biến quang : Cảm biến quang là loại cảm biến đo vị trí và dịch chuyển theo phương pháp quang hình học gồm nguồn phát sáng kết hợp với một đầu thu quang (thường là tế bào quang điện). Cảm biến quang gồm có: Biến quang phát xạ. Biến quang soi thấu. Ứng dụng: + Nhận biết vị trí của chi tiết trong máy CNC +Cảm biến màu sản phẩm hóa thực phẩm +Cảm biến lùi định vị khoảng cách các vật đối với ô tô, để đảm bảo an toàn +Cảm biến định vị trí trục khuỷu, bướm ga, chân ga để nâng cao hiệu suất, tính toán lượng nhiên liệu được đốt trong động cơ đốt trong. + Đếm sản phẩm trong dây chuyền …

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI NÓI ĐẦU Hiện đất nước ta thời kỳ đổi mới, thời kỳ công nghiệp hóa đại hóa, thời kỳ hội nhập quốc tế với phát triển mạnh mẽ ngành kỹ thuật điện tử, ngành công nghệ thông tin, kỹ thuật điều khiển, ngành tự động hóa đạt nhiều tiến Tự động hóa giúp giảm nhẹ sức lao động, thay người mà góp phần nâng cao suất, chất lượng sản phẩm., đồng thời tạo nên xã hội ngày văn minh, đại Chính mà tự động hóa ngày khẳng định vị trí vai trò quan trọng ngành công nghiệp Sự phát triển tự động hóa đem lại nhiều tiện ích thiết thực phục vụ cho đời sống ngày người Một minh chứng rõ nét đời cửa tự động với nhiều tính tiện dụng Cửa tự động đời thay cửa cũ thông thường thông minh tự động đóng mở, nâng cao khả bảo vệ tính thẩm mỹ cho nhà, công trình kiến trúc Sự ưu việt của cửa tự động với phát triển mạnh mẽ công nghệ, đòi hỏi phải nghiên cứu, cải tiến đời cửa tự động đại, đa phục vụ tốt cho sống người Do đó, chúng em nhận đề tài: “Thiết kế mô hình cửa tự động” Chúng em vô biết ơn bảo tận tình thầy giáo Ngô Văn Tâm thầy cô giáo khoa Cơ Điện Tử thuộc trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài Do kiến thức, tài liệu hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa tốt nên đề tài chúng em không tránh khỏi sai sót định Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý thầy, cô giáo để em rút kinh nghiệm hoàn thiện tốt cho thân cho đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày… tháng… năm… Sinh viên thực : Nguyễn Tuấn Hưng Tạ Xuân Hùng Nguyễn Văn Hiệu Nguyễn Văn Đoàn Lớp : Cơ Điện Tử – k12 CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu đề tài : Ai nhận lợi cánh cửa trượt thiết kế không gian sinh hoạt đô thị ngày Đầu tiên việc tiết kiệm diện tích Sau vẻ lịch mà thiết kế mang đến cho không gian Kết hợp với hỗ trợ kỹ thuật tiên tiến bánh xe, hệ thống ray trượt cao cấp, chí điều khiển tự động vận hành hệ thống điều khiển từ xa hay mắt điện tử thông minh, cánh cửa trượt trở nên phổ biến sử dụng rộng rãi Những cánh cửa trượt đại không làm chất liệu gỗ truyền thống mà thiết kế với khung kim loại cao cấp hay nhựa tổng hợp tạo sản phẩm nhẹ bền Do đó, cửa trượt sử dụng nhiều nơi không gian nội thất, từ phòng khách đến phòng ngủ, buồng tắm, nhà bếp .và nơi quan, công sở Việc thiết kế loại cửa tiện ích hơn, đa hơn, phục vụ tốt cho đời sống người tất yếu vô cần thiết Do vậy, cần thiết kế loại cửa tự động khắc phục tốt nhược điểm cửa thường Vì sử dụng cửa tự động người dùng hoàn toàn tác động trực tiếp lên cánh cửa mà cửa vẫn tự động mở theo ý muốn Với tính này, cửa tự động mang lại thuận lợi lớn cho người sử dụng : Nếu người dùng bê vác vật cửa tự động mang lại cảm giác thoải mái mà thực giúp người dùng, tạo thuận lợi cho người hoàn thành công việc mà không bị cản trở Sử dụng cửa tự động giúp người dùng đỡ tốn thời gian đóng mở cửa Cửa tự động rõ ràng đem lại cảm giác thoải mái cho người dùng, loại bỏ hoàn toàn cảm giác ngại, khó chịu dùng cửa thường Đặc biệt, nơi công cộng, công sở cửa tự động ngày phát huy ưu điểm Đó cửa tự động giúp cho lưu thông qua cửa nhanh chóng dễ dàng, giảm va chạm nhiều người sử dụng chung cánh cửa Thêm vào đó, hệ thống máy lạnh sử dụng rộng rãi nơi công sở, công cộng Nếu ta dùng loại cửa bình thường phải đảm bảo cho cửa đóng người qua lại để tránh thất thoát lạnh gây lãng phí Thế điều thực tế lại khó thực ý thức người nơi công cộng khác Do đó, cửa tự động với tính chất đóng người qua lại đáp ứng tốt yêu cầu Chính ưu điểm bật cửa tự động mà phải phát triển ứng dụng rộng rãi hơn, đồng thời nghiêm cứu cải tiến nâng cao chất lượng hoạt động cửa tự động để ngày đại hơn, tiện ích Để nghiêm cứu cách xác cụ thể cửa tự động, cần thiết phải chế tạo mô hình cửa đóng mở tự động, mô tả hoạt động, hình dáng, cấu tạo cửa tự động Từ mô hình quan sát tìm hiểu hoạt động cửa tự động, lường trước khó khăn gặp phải chế tạo cửa tự động thực tế Cũng từ mô hình thấy ưu nhược điểm thiết kế từ khắc phục hạn chế, phát huy mạnh thiết kế cánh cửa ưu việt hoàn thiện cho người 1.2 Các vấn đề đặt : Cửa tự động bán thị trường đạt độ hoàn thiện kết cấu tính Nhưng cửa phát triển công ty có kinh nghiệm việc chế tạo sản phẩm dạng Với đề tài việc thiết kế chế tạo mô hình cửa, nhóm gặp nhiều vấn đề cần giải quyết: Trước tiên công nghệ dùng để nhận biết có người tới Cơ cấu chấp hành sử dụng máy động DC động bước, cần điều khiển xác - Cửa phải tuyệt đối an toàn, có độ tin cậy cao Phương pháp điều khiển gặp nhiều vấn đề khó khăn, vừa phải đảm bảo điều khiển cho máy hoạt động xác, dự phòng lỗi xảy máy hoạt động - Trong việc thiết kế chế tạo hệ thống khí phải xác, đảm bảo cho cửa chạy tốt, không bị kẹt trình hoạt động 1.3 Phương pháp nghiên cứu : - - Cửa tự động sản phẩm phát triển thị trường, sản phẩm điện tử, nên trình làm đồ án, nhóm áp dụng phương pháp nghiên cứu sau: Nghiên cứu mô hình cửa tự động có sẵn thị trường, kết cấu, giao diện, tính cửa Từ áp dụng để thiết kế giới hạn đề tài Áp dụng phương pháp luận thiết kế điện tử vào thiết kế cửa, cụ thể là: + Thiết kế theo tuần tự, đồng thời + Mô hình hóa phần cơ, mô hóa phần điện, tối ưu hóa trước hoàn thiện thiết kế trước chế tạo + Chế tạo mẫu chi tiết chưa đảm bảo hoạt động mong muốn, hoặc chưa thiết kế hệ thống thật trước đó, chế tạo mẫu mạch điện Sau cùng, chế tạo thật mô hình máy 1.4 Phạm vi giới hạn nghiên cứu: Với giới hạn thời gian, tài tầm hiểu biết nhóm chế tạo cửa tự động với tính sau : - Nhận Biết có người tới - Tự động mở cửa có người vào tự động đóng cửa người - Cửa không bị kẹt - Cửa dùng công tắc hành trình để điều khiển -Máy dùng vi điều khiển bit để điều khiển -Cửa chế tạo vật liệu đơn giản CHƯƠNG II : 2.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Giới thiệu đề tài phần : 2.1.1 Motor: Được thiết kế sản xuất Nhật, loại motor điện chiều không sử dụng chổi than cho phép cửa hoạt động với tần suất cao mà không bị nóng Với moment xoắn lớn cộng với hệ thống gá chế tạo đặc biệt giúp cho vận hành cửa nhẹ nhàng không bị rung Tải trọng tối đa cho cánh cửa lên tới 240 kg hoặc 150 kg cho cửa cánh Hình 2.1 Bộ điều khiển giá đỡ cửa trượt tự động Hình 2.2 Bộ điều khiển trung tâm ray 2.1.2 Bộ điều khiển : Lập trình hệ thống cho phép đảm bảo nhiều chức đóng – mở, kết kết hợp với thiết bị khác đầu đọc thẻ, khóa điện, sesonr an toàn đảm bảo độ an toàn an ninh cao Trong cửa mở hoặc đóng, gặp chướng ngại vật cửa dừng lại, đổi chiều sau từ từ đóng lại hoặc mở Nếu sau ba lần gặp vật cản, cửa giữ nguyên vị trí mở hoạt động trở lại có tín hiệu từ mắt thần cảm biến 2.1.3 Mắt cảm biến : Cho phép cửa có tầm quét xa , nhạy liên tục Giúp cho cửa giữ nguyên mở có người hoặc vật cản nằm vùng hoạt động cửa 2.1.4 Hộp kỹ thuật : Được chế tạo từ hợp kim nhôm với độ cứng cao giúp cho khung cửa khỏe đặc biệt không bị mài mòn trình sử dụng 2.1.5 Hệ thống bảo vệ cách nhiệt tiêu chuẩn Ngăn ngừa việc phá hỏng điều khiển motor Khi tải vượt mức, tín hiệu thông báo, điều khiển trung tâm điều chỉnh giảm tốc độ thời gian vận hành xuống cửa vẫn hoạt động cường độ thấp Nếu không tiếp tục có tải , cửa trở lại hoạt động bình thường, tốc độ hoạt động cửa lại phục hồi Tuy nhiên, tải lại tiếp tục xảy ra, cửa dừng hoạt động để bảo vệ động 2.1.6 Chế độ làm việc • Tự động : Cửa tự động đóng người, mở có người qua lại • Mở thường trực : Cửa lúc mở • Mở chiều : Dành cho cửa hàng , siêu thị Ở chế độ cho phép người di qua chiều định (đi hoặc vào) • Chế độ đóng cửa vào ban đêm mở cửa lại vào sáng hôm sau : Cho phép đặt chế độ đóng cửa vào ban đêm, mở cửa lại vào sáng hôm sau Giờ đóng, mở cửa người điều khiển tự cài đặt Ngoài có chế độ khóa cửa theo yêu cầu sử dụng , hệ truyền động bị khóa nên người khác mở cửa 2.2 GIỚI THIỆU LINH KIỆN SỬ DỤNG : THIẾT BỊ CẢM BIẾN : 2.2.1 Cảm biến thiết bị điện tử tiếp nhận thông tin thay đổi từ môi trường bên biến đổi thành đại lượng điện để điều khiển thiết bị khác Tín hiệu cảm biến dạng điện áp, dòng điện hoặc điện tích Cảm biến ba thành phần hệ thống điều khiển Cảm biến phần tử nhạy cảm dùng để biến đổi đại lượng đo lường, kiểm tra hay điều khiển từ dạng sang dạng khác Cảm biến thường dùng khâu đo lường kiểm tra Cảm biến sử dụng rộng rãi thiết bị điện tử, hệ thống điều khiển, tự động hóa hay robot Tìm hiểu số loại cảm biến thông dụng: Cảm biến tiếp cân : Cảm biến tiếp cận loại cảm biến sử dụng để phát có mặt hoặc mặt đối tượng kỹ thuật cảm biến tiếp xúc học Các cảm biến tiếp cận sử dụng nguyên lý thay đổi điện cảm hay thay đổi điện dung phần tử mạch điện đơn giản, không đòi hỏi tiếp xúc học Tuy nhiên cảm biến có hạn chế tầm hoạt động với khoảng cách tối đa 100m Các kỹ thuật tiếp cận dựa nguyên lý vi sóng quang học có tầm hoạt động lớn sử dụng rộng rãi thực tế Cảm biến tiếp cận điện cảm : Một cảm biến tiếp cận điện cảm gồm khối chính: cuộn dây lõi ferit, mạch dao động, mạch phát hiện, mạch đầu Mạch dao động phát dao động điện từ công suất radio Từ trường biến thiên tập trung từ lõi sắt móc vòng với đối tượng kim loại đặt đối diện với Khi đối tượng lại gần có dòng điện Foucault cảm ứng mặt đối tượng tạo nên tải làm giảm biên độ tín hiệu dao động Bộ phát thay đổi trạng thái biên độ mạch dao động Khi mục tiêu rời khỏi trường cảm biến, biên độ mạch dao động tăng lên giá trị ngưỡng phát trở vị trí bình thường Phạm vi cảm biến tiếp cận điện cảm liên quan đến khoảng cách bề mặt cảm biến đối tượng, liên quan đến hình dáng lõi dây quấn Cảm biến tiếp cận điện dung : Trong cảm biến tiếp cận điện dung, có mặt đối tượng làm thay đối điện dung C cực Cảm biến tiếp cận điện dung gồm bốn phận cuộn dây lõi ferit, mạch dao động, mạch phát hiện, mạch đầu Tuy nhiên cảm biến tiếp cận điện dung không đòi hỏi đối tượng kim loại Đối tượng phát chất lỏng, vật liệu phi kim loại; thuỷ tinh, nhựa Tốc độ chuyển mạch tương đối nhanh, phát đối tượng có kích thước nhỏ, phạm vi cảm nhận lớn Hạn chế chủ yếu cảm biến điện dung chịu ảnh hưởng độ ẩm bụi Cảm biến tiếp cận điện dung có vùng cảm nhận lớn vùng cảm nhận cảm biến tiếp cận điện cảm Để bù ảnh hưởng môi trường đối tượng, cảm biến tiếp cận điện dung thường có chiết áp điều chỉnh Cảm biến tiếp cận quang học : Là cảm biến tiếp cận sử dụng nguồn sáng cảm biến quang Đối tượng cần phát cắt chùm tia sáng làm cảm biến tác động Người ta thường bố trí cảm biến quang học a) Cảm biến đặt đối diện với nguồn phát : Đối tượng cần phát cắt chùm tia • Ưu điểm: + Cự ly cảm nhận xa +Có khả thu tín hiệu mạnh 10 + Các nút ấn thường đóng, thường mở + Công tắc hai tiếp điểm + Công tắc quang + Công tắc từ Rơle : Rơle loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu thay đổi nhảy cấp tín hiệu đầu vào đạt giá trị xác định Rơle thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ điều khiển làm việc mạch điện động lực * Phân loại rơle : Có nhiều loại rơle với nguyên lý chức làm việc khác Do có nhiều cách để phân loại rơle a) Phân loại theo nguyên lý làm việc gồm nhóm - Rơle điện (rơle điện từ,rơle cảm ứng…) - Rơle nhiệt - Rơle từ… b) Phân loại theo nguyên lý tác động cấu chấp hành - Rơle có tiếp điểm - Rơle không tiếp điểm (rơle tĩnh): Loại tác động cách thay đổi đột ngột tham số cấu chấp hành mắc mạch điều khiển như: điên cảm, điện dung, điện trở,… c) Phân loại theo đặc tính tham số vào - Rơle dòng điện - Rơle điện áp… d) Phân loại theo cách mắc cấu - Rơle sơ cấp: Được mắc trực tiếp vào mạch cần bảo vệ 21 - Rơle thứ cấp: Được lắp vào mạch thông qua biến áp đo lường hay biến dòng điện e) Phân theo gia trị chiều đại lượng vào rơ le - Rơle cực đại - Rơle cực tiểu… * Một số loại rơle thông dụng : a) Rơle trung gian : - Rơle trung gian sử dụng nhiều hệ thống bảo vệ điện hệ thống điều khiển tự động - Do có số lượng tiếp điểm lớn, từ đến tiếp điểm, vừa thường đóng vừa thường mở Rơle trung gian sử dụng khả đóng cắt rơle không đủ, hoặc chia tín hiệu từ rơle đến nhiều phận khác sơ đồ mạch điều khiển - Trong bảng mạch điều khiển dùng linh kiện điện tử, Rơle trung gian thường dùng làm phần tử đầu để truyền tín hiệu cho phận mạch phía sau, đồng thời cách ly điện áp phần điều khiển thường điện áp thấp, chiều (5V, 10V, 12V, 24V) với phần chấp hành thướng điện áp lớn xoay chiều (220V, 380V) Hình 2.16 : Rơ le trung gian 22 Những yêu cầu chọn rơle trung gian: +Công suất tiêu thụ nhỏ +Kết cấu sử dụng đơn giản +Công suất ngắt hệ thống đủ lớn +Độ bền cơ, độ bền điện cặp tiếp điểm +Số lượng cặp tiếp điểm phù hợp với nhu cầu sử dụng b) Rơle thời gian : Trong tự động điều khiển bảo vệ thường gặp phải trường hợp cần có khoảng thời gian thời điểm tác động hai hay nhiều thiết bị hoặc tự động hóa, nhiều phải tiến hành thao tác cách khoảng thời gian xác định Để tạo nên khoảng thời gian người ta dùng rơle thời gian Như rơle thời gian thiết bị có tín hiệu vào rơle sau thời gian xác định rơle phát tín hiệu đầu (còn gọi rơ le trễ thời gian hay trễ) Rơle thời gian có nhiều loại cấu tạo, nguyên lý hoạt động khác như: rơle thời gian điện từ, kiểu thủy lực, kiểu đồng hồ, kiểu kỹ thuật số Tùy theo yêu cầu công nghệ giá thành mà ta chọn cho phù hợp Hình 2.17 : Rơle thời gian Những yêu cầu chọn rơle thời gian: 23 +Khả trì thời gian ổn định xác, không phụ thuộc dao động điện áp nguồn cấp, tần số nhiệt độ môi trường… +Công suất ngắt hệ thống tiếp điểm đủ lớn +Công suất tiêu thụ nhỏ +Kết cấu sử dụng đơn giản +Số tiếp điểm rơle cung cấp +Hầu hết loại rơle yêu cầu trở trạng thái tín hiệu điện vào ban đầu không, yêu cầu hệ số nhả cao 2.2.4 THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG : Động điện chiều : Trong sản xuất đại, động chiều vẫn coi loại máy quan trọng mặc dù ngày có nhiều loại máy móc đại sử dụng nguồn điện chiều thông dụng Do động điện chiều có nhiều ưu điểm : • Ưu điểm: Khả điều chỉnh tốc độ tốt, khả mở máy lớn đặc biệt khả tải cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản, đạt chất lượng điều chỉnh cao dải điều chỉnh tốc độ Chính mà động chiều dùng nhiều ngành cồng nghiệp có yêu cầu cao điều chỉnh tốc độ cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải… • Nhược điểm: Bên cạnh động điện chiều có nhược điểm định như: giá thành động điện chiều lớn động điện xoay chiều, chế tạo bảo quản cổ góp điện phức tạp (dễ phát sinh tia lửa điện)… 24 Cấu tạo động điện chiều : Hình 2.18: Cấu tạo động điện chiều a) Phần tĩnh (stato) : phần cảm phần tạo từ trường Đây phần đứng yên máy bao gồm phận sau: Cực từ : Là phận sinh từ trường gồm có lõi sắt, cực từ dây quấn kích từ lồng lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm từ thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày từ 0,5 đến 1mm ép lại tán chặt Dây quấn kích từ quấn dây đồng cách điện kỹ thuật thành khối, sơn cách điện trước đặt cực từ Các cuộn dây kích từ đặt cực từ nối tiếp với Cực từ phụ : 25 Được đặt cực từ dùng để cải thiện đổi chiều Lõi thép cực từ phụ thường làm thép khối thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo lại giống dây quấn cực từ Cực từ phụ gắn vào vỏ máy nhờ bulong Gông từ: Gông từ dùng làm mạch từ nối liền cực từ, đồng thời làm vỏ máy Các phận khác: + Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi vật bên rơi vào gây hư hỏng an toàn cho người sử dụng không bị chạm vào điện Trong máy điện vừa nhỏ nắp máy có tác dụng làm gá đỡ ổ bi +Cơ cấu chổi than: Để đưa điện từ chổi than Cơ cấu chổi than bao gồm chổi than đặt hộp chổi than chò lò xo tỳ chặt cổ góp Hộp chổi than đặt cố định giá chổi than cách điện với giá Giá chổi than quay để điều chỉnh vị trí chổi than cho chỗ b) Phần quay (roto) Bao gồm phận sau: Lõi sắt phần ứng: Dùng để dẫn từ Trong thép kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng hai mặt ép chặt lại để giảm tổn hao dòng điện xoáy gây nên Trên thép dập hình dạng rãnh để sau ép lại dây quấn vào Trong máy điện công suất trung bình trở lên người ta thường đạp rãnh để ép lại tạo thành lỗ thông gió làm mát cuộn dây mạch từ Dây quấn phần ứng: Dây quấn phần ứng sinh suất điện động có dòng điện chạy qua Trong máy điện nhỏ dây quấn phần ứng có tiết diện tròn, với động có công suất vừa lớn tiết diện dây hình chữ nhật 26 Cổ góp: Cổ góp dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành chiều Cổ góp gồm nhiều phiến ghép đồng ghép lại thành hình trụ tròn sau ép chặt vào trục Các phiến góp cách điện với meca đặt Đuôi phiến góp nhô cao để hàn đầu dây cuộn dây phần ứng, phiến góp có đuôi hàn đầu dây tạo thành cuộn dây phần ứng nối tiếp Nguyên lý làm việc: Khi cho điện áp chiều U vào hai chổi điện dây quấn phần ứng có dòng điện Iư Các dẫn ab, cd có dòng điện nam châm từ trường, chịu lực Fđt tác dụng làm cho roto quay Chiều lực xác định theo quy tắc bàn tay trái Khi phần ứng quay nửa vòng, vị trí dẫn ab, cd đổi chỗ nhau, có phiến góp đổi chiều dòng điện, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, đảm bảo động có chiều quay không đổi Khi động quay, dẫn cắt từ trường, cảm ứng sđđ E chiều xác định theo quy tắc bàn tay phải Ở động điện sđđ E ngược chiều với dòng điện Iư nên Eư gọi sức phản điện Phương trình điện áp là: U = Eư + RưIư (2.3) c d 27 Iư Fđt b a c Fđt d B Hình 2.19 : Nguyên lí hoạt động động điện chiều có chổi than Điều chỉnh tốc độ đảo chiều động : a) Điều chỉnh tốc độ động điện chiều : Truyền động điện chiều sử dụng cho máy có yêu cầu cao điều chỉnh tốc độ momen Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động điện chiều có nhiều ưu việt so với loại động khác, có khả điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao dải điều chỉnh tốc độ rộng Theo lý thuyết máy điện ta có phương trình sau: n= U − Iu ( Ru + R f ) E = = n0 − ∆n Ce θ Ce θ n0 = hay n0 = với I (R + R f ) U ; ∆n = u u Ce.θ Ce.θ (2.4) ( R + R f )M U − u Ce.θ CM Ce θ Từ hai phương trình ta thấy n (tốc độ động cơ), phụ thuộc vào Ф (từ thông ), R (điện trở),U (điện áp phần ứng) Vì để điều chỉnh tốc độ động điện chiều ta có phương pháp sau: - Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp phần ứng - Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phụ mạch roto - Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thông kích từ 28 b) Đảo chiều động : Để đảo chiều quay động chiều ta đảo chiều quay mômen động cách M= KФI 10 (2.5) Đổi chiều từ thông Ф (đảo chiều Ikt) I giữ chiều cũ nghĩa cực tính điện áp đặt vào giữ nguyên cũ Nếu dùng phương pháp đảo chiều dòng kích từ Khi máy quay hệ số điện cảm cuôn dây kích từ lớn ( có nhiều vòng dây) nên thay đổi dòng kích thích I kt xuất suất điện động cảm ứng cao gây điện áp đánh thủng cách điện dây quấn kích từ 11 Do để đảo chiều quay động ta chọn phương pháp đảo chiều dòng phần ứng Hình 2.20 : Dòng điện qua roto đảo chiều Hình 2.21 : Sơ đồ dòng điện qua stator roto Động điện xoay chiều : 29 Hình 2.22 : Động điện xoay chiều Cấu tạo nguyên lý hoạt động : Động điện xoay chiều gồm có hai phần stato roto 12 Stato gồm cuộn dây ba pha điện quấn lõi sắt bố trí vành tròn để tạo từ trường quay 13 Roto hình trụ có tác dụng cuộn dây lõi thép Khi mắc động vào mạng điện xoay chiều, từ trường quay stato gây làm cho roto quay trục Chuyển động quay roto trục máy truyền sử dụng để vận hành máy công cụ hoặc cấu truyền động khác Phân loại : Động điện xoay chiều sản xuất với nhiều kiểu dáng công suất khác Theo sơ đồ nối điện phân làm loại: - động pha - động pha Theo tốc độ phân thành loại: - động đồng - động không đồng a) Động điện xoay chiều ba pha : Từ trường quay tạo cách cho dòng điện ba pha chạy vào ba nam châm điện đặt lệch vòng tròn Cách bố trí cuộn dây tương tự 30 máy phát điện ba pha, động điện người ta đưa dòng điện từ vào cuộn dây Khi mắc động vào mạng điện ba pha, từ trường quay stato gây làm cho rôto quay trục Chuyển động quay rôto trục máy truyền sử dụng để vận hành máy công cụ hoặc cấu chuyển động khác b) Động điện xoay chiều pha : Dựa theo nguyên tắc động không đồng ba pha, người ta chế tạo động không đồng pha Stato loại động gồm hai cuộn dây đặt lệch góc, dây nối thẳng với mạng điện, dây nối với mạng điện qua tụ điện Cách mắc làm cho hai dòng điện hai cuộn dây lệch pha tạo từ trường quay Động không đồng pha đạt công suất nhỏ, chủ yếu dùng dụng cụ gia đình quạt điện, máy hút bụi, máy bơm nước… Điều khiển động xoay chiều : Điều khiển động điện xoay chiều ba pha có sử dụng biến tần - Động điện xoay chiều có chổi than giống với động điện chiều - Điều chỉnh loại động điện xoay chiều pha ta dùng control panel hãng OMROM, Mitshubishi… * Ưu điểm : - Sử dụng điện trực tiếp từ lưới, công suất động lớn * Nhược điểm: - Chi phí cao - Luôn chịu điện áp lớn đặt vào động nên độ bền động không cao Động bước: 31 Hình 2.23: Động bước 10 Cấu tạo động bước : Động bước coi tổng hợp hai loại động cơ: động chiều không tiếp xúc động đồng giảm tốc công suất nhỏ Hình 2.24 : Cấu tạo động bước • hần tĩnh (stato) : gồm cuộn dây quấn trụ từ cực, cuộn dây nhận dòng xung trở thành cực nam châm điện tương tác với phần quay • Phần quay (roto) : nam châm vĩnh cửu tạo chuyển động quay Đặc tính phần quay quay nhịp nhích bước, góc bước tham số động bước Động bước loại động điện có nguyên lý ứng dụng khác biệt với đa số động điện thông thường Chúng thực chất động đồng dùng để biến đổi tín hiệu điều khiển dạng xung điện rời rạc thành chuyển động góc quay hoặc chuyển động roto có khả cố định roto vào vị trí cần thiết 11 Phân loại, nguyên lý hoạt động : 32 a) Phân loại : Động bước chia làm hai loại : - Nam châm vĩnh cửu : có nấc để dùng tay xoay nhe roto chúng - Biến từ trở : roto quay tự b) Nguyên lý hoạt động : Động bước thông thường Roto nam châm vĩnh cửu có cặp nam châm N- S định sẵn Stato cuộn dây Khi cuộn dây cấp điện, theo định luật cảm ứng điện từ, roto quay tới điểm trung tính vật lý từ trường giữ cân điểm Do phối hợp cấp điện cho cuộn dây cách hợp lý, roto chuyển động theo chiều dịch chuyển từ trường tạo nên chuyển động quay động Tốc độ quay động phụ thuộc vào tốc độ quay từ trường 12 Các chế độ hoạt động điều khiển động bước : Thông thường động bước hoạt động hai chế độ bản: • Chế độ bước (Fullstep) • Chế độ nửa bước (Halstep) Hai chế độ hay gặp thực tế chúng có ưu nhược điểm định a) Chế độ bước : Các bước quay động thực cách đóng mở đồng thời lúc cuộn dây cách hợp lý tạo nên từ trường quay động b) Chế độ nửa bước : Bước quay động thực cách xen kẽ cấp điện cho cuộn dây với việc cấp điện đồng thời cho cuộn dây tương ứng Vì mà bước quay động giảm nửa Hay nói cách khác chế độ hoạt động nửa bước mở rộng chế độ hoạt động bước Ưu nhược điểm hai chế độ : 33 Cùng với tần số clock động hoạt động chế độ bước chạy nhanh so với chế độ nửa bước, nên chế độ nửa bước có momen khỏe chế độ hoạt động bước Trong vùng tốc độ cao điều ngược lại Điều giải thích quán tính động Ở tốc độ ( vùng tốc độ thấp ) dòng điện qua động không đổi tức cuộn dây chế độ nửa bước chịu dòng lớn bước động nửa so với chế độ (cả bước) nên momen động khỏe Khi hoạt động vùng tốc độ cao thực chất tốc độ trục động chế độ nửa bước cuộn dây phải đóng mở nhanh gấp hai lần so với chế độ bước cuộn dây phải đóng mở nhanh gấp hai lần với chê độ bước tính chất điện cảm cuộn dây tốc độ qua nhanh làm cho dòng điện không kịp biến thiên ( không tăng kịp) điều làm giảm mạnh momen trục động c) Động bước nguồn đơn cực : Hình 2.25 : Động bước nguồn đơn cực Đây loại động phổ biến thường gặp thực tế tính chất đơn giản động nguồn cấp phương pháp điều khiển đo đạc thông số động cơ, đọng thường sử dụng sản xuất điều khiển xác d) Động bước nguồn lưỡng cực : 34 Hình 2.26 : Động bước nguồn lưỡng cực Động gồm hai cuộn dây độc lập để điều khiển hoạt động động nguồn đơn cực ta phải đảo chiều từ trường cách đảo chiều dòng điện dòng điện cấp vào động Có hai cách để thực việc Sử dụng nguồn có V+ V- sau đóng cắt cách hợp lý để tạo từ trường quay Chính lý mà ta gọi động động nguồn lưỡng cực Sử dụng mạch cầu H- B sử dụng nguồn đơn cực Phương pháp hay gặp thực tế nguồn đơn cực phổ biến 35 [...]... tớn hiu ny cú th xỏc nh c v trớ trc hoc bn mỏy Tớn hiu ra ca Encoder c s dng lm phn t chuyn i tớn hiu phn hi trong cỏc mỏy CNC v robot dựng lm phn t chuyn i tớn hiu phn hi Hỡnh 2.10: Encoder kiu quay Tựy thuc vo chuyn ng ca Encoder m ta cú hai kiu Encoder thng v Encoder quay Nguyờn lý hot ng hon ton ging nhau nhng Encoder thng cú im khỏc c bn vi Encoder kiu quay l chiu di ca Encoder thng phi bng tng... chia thnh cỏc gúc u nhau v cỏc ng trũn ng tõm Cỏc ng trũn ng tõm v bỏn kớnh gii hn cỏc gúc hỡnh thnh cỏc mt din tớch Tp hp cỏc mt din tớch c gii hn bi hai vũng trũn ng tõm gi l di bng S di bng trờn a tựy thuc kh nng 16 cụng ngh Trờn cỏc a bng, cỏc mt din tớch, cú mt trong sut ( ỏnh sỏng cú th xuyờn qua c ) v cng cú mt c ph mt lp m ỏnh sỏng khụng th xuyờn qua Nguyờn lý hot ng ca encoder tuyt i : a... mt thi gian xỏc nh rle s phỏt tớn hiu u ra (cũn gi l r le trờ thi gian hay b trờ) Rle thi gian cú nhiu loi cu to, nguyờn lý hot ng khỏc nhau nh: rle thi gian in t, kiu thy lc, kiu ng h, kiu k thut s Tựy theo yờu cu cụng ngh giỏ thnh m ta chn cho phự hp Hỡnh 2.17 : Rle thi gian Nhng yờu cu khi chn rle thi gian: 23 +Kh nng duy trỡ thi gian n nh chớnh xỏc, khụng ph thuc dao ng ca in ỏp ngun cp, tn s ... TI Gii thiu ti tng phn : 2.1.1 Motor: c thit k v sn xut ti Nht, õy l loi motor in mt chiu khụng s dng chi than cho phộp ca hot ng vi tn sut cao m khụng b núng Vi moment xon ln cng vi h thng gỏ... cú ngha l a ó quay c mt vũng Phõn loi : Encoder c chia lm loi + Encoder tuyt i + Encoder gia s Encoder tuyt i : Encoder tuyt i kt cu gm cỏc phn sau : ngun sỏng, a mó húa v cỏc photosensor a mó... ca, c th l: + Thit k theo tun t, v ng thi + Mụ hỡnh húa phn c, mụ phng húa phn in, ti u húa trc hon thin thit k trc ch to + Ch to mõu cỏc chi tit cha m bo hot ng nh mong mun, hoc cha c thit k