Giáo trình: Cảm biến và Cơ cấu chấp hành

Khi đọc qua tài liệu này, phát sai sót nội dung chất lượng xin thông báo để sửa chữa thay tài liệu chủ đề tác giả khác Bạn tham khảo nguồn tài liệu dịch từ tiếng Anh đây: http://mientayvn.com/Tai_lieu_da_dich.html Thông tin liên hệ: Yahoo mail: thanhlam1910_2006@yahoo.com Gmail: frbwrthes@gmail.com Giáo trình: Cảm biến Cơ cấu chấp hành Chương I: NHỮNG KHÁI NIỆM VỀ CÁC BỘ CẢM BIẾN 1.1 Định nghĩa Trong hệ thống đo lường – điều khiển trình đặc trưng biến trạng thái nhiệt độ, áp suất, tốc độ, momen… biến trạng thái thường trình ta cần thu thập thông tin , đo đạc, theo dõi biến thiên biến trạng thái trình Các cảm biến thực chức này, chúng thu nhận đáp ứng với tín hiệu kích thích, “tai mắt” hoạt động khoa học công nghệ người Các cảm biến thường định nghĩa theo nghĩa rộng thiết bị cảm nhận đáp ứng với tín hiệu kích thích Trong giới tự nhiên thể sống thường đáp ứng với tín hiệu bên có đặc tính điện hóa, dựa sở trao đổi ion, ví dụ hoạt động hệ thần kinh… trình đo lường – điều khiển thông tin truyền tải xử lý dạng điện nhờ truyền tải điện tử Phương trình mô tả quan hệ đáp ứng y kích thích x cảm biến có dạng : Y = f(x) (1.1) Quan hệ (1.1) thường phức tạp có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới quan hệ đáp ứng – kích thích Trong hệ thống đo lường – điều khiển đại trình thu thập xử lý tín hiệu thường máy tính đảm nhiệm Trong sơ đồ hình 1.2 trình (đối tượng) đặc trưng biến trạng thái đươc cảm biến thu nhận đầu biến trạng thái phối ghép với vi xử lý qua giao diện đầu vi xử lý phối ghép với cấu chấp hành nhằm tác động lên trình (đối tượng) sơ đồ điều khiển tự động trình (đối tượng), cảm biến đóng vai trò cảm nhận, đo đạc đánh giá thông số hệ thống vi xử lý làm nhiệm vụ xử lý thông tin đưa tín hiệu điều khiển trình 1.2 Phân loại cảm biến a Theo nguyên lý chuyển đổi đáp ứng kích thích b Theo dạng kích thích phân chia cảm biến sau c Theo tính cảm biến d Theo phạm vi sử dụng cảm biến e Theo thông số mô hình mạch thay o Cảm biến tích cực (có nguồn) đầu nguồn áp nguồn dòng o Cảm biến thụ động (thông nguồn) đặc trưng thông số R, L , C, M, … tuyến tính phi tuyến 1.3 Các đơn vị đo lường Các đơn vị đo lường sở hệ đơn vị quốc tế SI(IE Systems International d’ Unites) bảng: 1.4 Các đặc trưng cảm biến Theo quan điểm mô hình mạch tao coi cảm biến hộp đen, có quan hệ đáp ứng – kích thích điều diễn phương trình (1.1) quan hệ đặc trưng nhiều đại lượng cửa cảm biến ta định nghĩa đại lượng đặc trưng cảm biến sau : a Hàm truyền: Quan hệ đáp ứng kích thích cảm biến cho dạng bảng giá trị, graph biểu thức toán học gọi x kích thích, y tín hiệu đáp ứng, hàm truyền cho ta quan hệ đáp ứng kích thích Hàm truyền biểu diễn dạng tuyến tính, phi tuyến, theo hàm logarit, hàm lũy thừa hàm mũ Quan hệ tuyến tính đáp ứng kích thích có dạng : Y = a + bx (1.2) a số tín hiệu tín hiệu vào không, b độ nhạy, y đặc trưng tín hiệu biên độ, tần số pha tùy theo tính chất cảm biến Hàm truyền logarit có dạng: y = + blnx (1.3) Dạng mũ : y = aekx (1.4) Dạng lũy thừa : y = ao + a1xk (1.5) K: số Các cảm biến phi tuyến đặc trưng hàm truyền kể trên, trường hợp ta phải sử dụng hàm gần đa thức bậc cao Trong nhiều trường hợp ta làm gần hàm truyền phi tuyến phương pháp tuyến tính hóa đoạn b Độ lớn tín hiệu vào: Độ lớn tín hiệu vào giá trị lớn tín hiệu đặt vào cảm biến mà sai số mà sai số không vượt ngưỡng cho phép Đối với cảm biến có đáp ứng phi tuyến ngưỡng động kích thích thường biểu diển dexibel, logarit tỷ số công suất điện áp tín hiệu vào tín hiệu vào : dB = 10 lg P2/ P1 Quan hệ tỷ số công suất, tỷ số điện áp ( dòng điện) tính theo dexibel cho bảng: c Sai số độ xác: Các cảm biến dụng cụ đo lường khác, đại lượng cần đo (cảm nhận) chịu tác động nhiều đại lượng vật lý khác gây nên sai số giá trị đo giá trị thực đại lượng cần đo Gọi ∆x độ lệch tuyệt đối giá trị đo giá trị thực x, sai số tương đối cảm biến tính : δ% = ∆ 100 ∆x : sai số tuyệt đối Ví dụ : cảm biến di chuyển thằng có độ nhạy 1mV 1mm di chuyển di chuyển 10mm tạo nên điện áp 10,5mV tạo nên sai số tuyệt đối 10,5 – 10 = 0,5mV Sai số tuyệt đối cảm biến : δ% = , 100 = 5% Khi đánh giá sai số cảm biến ta thường phân chúng thành hai loại : sai số hệ thống sai số ngẫu nhiên Sai số hệ thống sai số không phụ thuộc vào số lần đo, có giá trị không đổi thay đội chậm theo thời gian đo thêm vào độ lệch không đổi trị thực giá trị đo sai số hệ thống thường thiếu hiểu biết hệ đo, điều kiện sử dụng không tốt Các nguyên nhân gây sai số hệ thống :  Do nguyên lý cảm biến  Giá trị đại lượng chuẩn không  Do đặc tính cảm biến  Do điều kiện chế độ sử dụng  Do xử lý kết đo Sai số ngẫu nhiên sai số xuất có độ lớn chiều không xác định Có thể dự đoán số nguyên nhân sai số ngẫu nhiên dự đoán độ lớn dấu Những nguyên nhân gây sai số ngẫu nhiên là:  Do thay đổi đặc tính thiết bị,  Do tín hiệu nhiễu ngẫu nhiên,  Do đại lượng ảnh hưởng thông số môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, điện từ trường, độ rung…) không tính đến chuẩn cảm biến giảm thiểu sai số ngẫu nhiên số biện pháp thực nghiệm thích hợp bảo vệ mạch đo tránh ảnh hưởng nhiễu, tự động điều chỉnh điện áp nguồn nôi, bù ảnh hưởng nhiệt độ, tần số, vận hành sử dụng chế độ thực phép đo lường thống kê 1.5 Chuẩn cảm biến Chuẩn cảm biến nhằm xác định dạng đồ thị, giải tích mối liên hệ đáp ứng kích thích cảm biến có tính đến tất yếu tố ảnh hưởng thông số ảnh hưởng đại lượng vật lý liên quan đến đáp ứng độ lớn, chiều tốc độ biến thiên kích thích Ngoài chúng đại lượng vật lý không liên quan đến kích thích tác động đến cảm biến sử dụng làm thay đổi hồi đáp Thông thường đại lượng vật lý thông số môi trường nhiệt độ, áp suất, độ ẩm… thông số nguồn biên độ, tần số, điện áp làm việc cảm biến a Chuẩn đơn giản: Chuẩn đơn giản ghép đo có đại lượng tác động lên kích thích xác định sử dụng cảm biến không nhạy với đại lượng không chịu tác động kích thích Đây trường hợp đặc biệt kích thích tĩnh, nghĩa đại lượng có giá trị không đổi điều kiện việc chuẩn cảm biến kết hợp giá trị hoàn toàn xác định kích thích với giá trị tương ứng đáp ứng đầu Có thể chuẩn cảm biến phương pháp sau đây: o Chuẩn trực tiếp : giá trị khác kích thích lấy từ mẫu chuẩn phần tử so sánh có giá trị biết với độ xác cao o Chuẩn gián tiếp : sử dụng cảm biến chuẩn biết đường cong chuẩn so sánh với cảm biến cần định chuẩn hai đặt điều kiện làm việc tác động lên hai cảm biến kích thích nhận kết tương ứng cảm biến mẫu cảm biến định chuẩn Lập lại với giá trị khác kích thích ta xác định đường cong chuẩn cho cảm biến b Chuẩn nhiều lần: Khi cảm biến có chứa phần tử có độ trễ, giá trị đáp ứng không phụ thuộc vào giá trị tức thời kích thích mà phụ thuộc vào giá trị trước kích thích Khi cần phải tiến hành chuẩn nhiều lần theo trình tự sau đây: o Đặt lại điểm O cảm biến , điểm gốc kích thích không đáp ứng cảm biến phải không o Dựng lại đáp ứng cách lúc đầu cho kích thích có giá trị cực đại sau giảm dần, nhờ xác định đường cong chuẩn theo hướng kích thích tăng dần giảm dần 1.6 Độ tuyến tính Bộ cảm biến gọi tuyến tính dải kích thích dải độ nhạy không phục thuộc vào giá trị kích thích tức độ nhạy số Trong chế độ tĩnh, độ tuyến tĩnh thể đoạn thẳng đặc tuyến tính hoạt động cảm biến tuyến tính kích thích tác động nằm vùng Trong chế độ động, độ tuyến tính bao gồm không đổi độ nhạy tĩnh, đồng thời thông số định hồi đáp tần số dao động riêng, hệ số suy giảm không phụ thuộc vào kích thích 1.7 Tác động nhanh đặc tính động đáp ứng Để đánh giá thời gian hồi đáp đáp ứng theo kích thích ta sử dụng khái niệm độ tác động nhanh cảm biến Thời gian hồi đáp τ nhỏ chứng tỏ cảm biến đáp ứng nhanh Khi kích thích có dạng bước nhảy đơn vị đặc tính cảm biến có dạng sau o Đáp ứng tức thời o Đáp ứng trễ theo hàm mũ o Đáp ứng tức thời suy giảm o Đáp ứng trễ suy giảm o Đáp ứng cộng hưởng dải hẹp 1.8 Bộ cảm biến tích cực thụ động Các cảm biến tích cực hoạt động nguồn áp nguồn dòng biểu diễn mạng cửa có nguồn Còn cảm biến thụ động biểu diễn mạng cửa không nguồn có trở kháng phục thuộc vào kích thích Sau giới thiệu sơ lược hiệu ứng vật lý ứng dụng cảm biến tích cực a Hiệu ứng cảm ứng điện từ: Khi dẫn chuyển động môi trường xuất sức điện động tỷ lệ với biến thiên từ thông, nghĩa tỷ lệ với tốc độ chuyển động dẫn Hiệu ứng cảm ứng điện từ ứng dụng để xác định tốc độ chuyển động vật thông qua việc đo sức điện động cảm ứng b Hiệu ứng nhiệt điện: Khi hai dây dẫn có chất hóa học khác hàn kín xuất sức điện động tỷ lệ với nhiệt độ mối hàn Hiệu ứng thường ứng dụng để đo nhiệt độ Ngược lại cho dòng điện chạy từ chất có chất hóa học khác tạo nên chênh lệch nhiệt độ c Hiệu ứng hỏa điện: Một số tinh thể gọi tinh thể hỏa điện có tính chất ohaan cực điện tự phát phụ thuộc vào nhệt độ Trên mặt đối diện chúng xuất điện tích trái dấu phụ thuộc vào độ phân cực điện Hiệu ứng hỏa điện thường ứng dụng để đo thông lượng xạ ánh sáng Khi tinh thể hỏa điện hấp thụ ánh sáng nhiệt độ chúng tăng lên làm thay đổi phân cực điện làm xuất điện áp hai cực tụ điện phụ thuộc vào quang thông Φ d Hiệu ứng áp điện: Khi tác động ứng suất lên bề mặt vật liệu áp điện (thạch anh, muối segnet…) làm vật liệu bị biến dạng xuất điện tích trái dấu thông qua việc đo điện áp cực tụ điện ta đo đại lượng tác dụng lên vật liệu áp điện áp suất, ứng suất… e Hiệu ứng quang điện: Bản chất giải phóng hạt dẫn tự vật liệu tác dụng xạ ánh sáng Hiệu ứng ứng dụng để chế tạo cảm biến quang f Hiệu ứng quang điện từ: Khi tác động từ trường vuông góc với xạ ánh sáng vật liệu bán dẫn chiếu sáng xuất hiệu điện theo phương vuông góc với từ trường B phương xạ ánh sáng Hiệu ứng ứng dụng cảm biến đo đại lượng quang biến đổi thông tin chứa đựng ánh sáng thành tín hiệu điện - STEP nam châm vĩnh cửu động có rotor từ hóa, STEP từ trở thay đổi xoa rotor rãnh nhỏ, động lai (hybrid) kết hợp hai kĩ thuật tạo thành - Stator STEP có nhiều cuộn dây quấn Sự xếp cuộn dây tạo nên hệ số thứ cấp, hệ số phân biệt thành loại động khác STEP nam châm vĩnh cửu loại STEP lai kết liên kết lại với để phân biệt thành chủng loại motor: đơn cực, lưỡng cực, STEP hai dây song song a STEP từ trở thay đổi: - Thông thường loại STEP có cuộn dây với cấu tạo mô tả hình STEP từ trở thay đổi hình bao gồm cuộn dây nối chung đầu Stator STEP có cực rotor có Chúng ta nhìn vào hình cuộn dây cấp điện, thể X vị trí cực Sau cuộn cấp điện lực từ sinh hút đầu Y cực 2, trường hợp cuộn cấp điện Y di chuyển phía cực lúc động STEP di chuyển ngược chiều kim đồng hồ Như thấy bước động di chuyển 30 độ, để thực vòng STEP phải di chuyển 12 bước - Trên thực tế động STEP từ trở thay đổi có số cực số nhiều để di chuyển bước nhở STEP loại đạt tới độ / bước b STEP đơn cực (Unipolar Stepper Motor): - STEP loại đơn cực bao gồm cuộn dây, cuộn nối cuộn, thông thường thực tế loại động dây ra, STEP loại điều khiển bẳng cách cho đầu dây chung nối lên nguồn đầu dây lại nối mass - STEP loại đơn cực hoạt động giống tất động STEP nam châm vĩnh cữu STEP lai, nghĩa hoạt động nguyên tắc dòng từ thông ngắn cực stator rotor STEP hoạt động dựa lưc hút cực bắc cực nam rotor nhiễm từ vĩnh cữu cực stator tạo chiều dòng điện chạy qua stator Cực bắc nam rotor nam châm vĩnh cữu từ hóa trước, cực từ stator quy định tùy theo chiều di chuyển dòng điện qua cực stator, nguyên tắc từ thông hướng từ cực bắc đến cực nam - Trên hình vẽ thấy cuộn dây 1a cấp điện chạy theo hướng từ xuống dưới, nghĩa đó, cực phía trở thành cực bắc phía cực nam, cực bắc cửa cuộn dây hút cực nam rotor làm cho rotor di chuyển, sau cấp điện cho cuộn 2a, cuộn bên trái trở thành cực bắc hút cực nam rotor làm cho rotor xoay theo chiều kim đồng hồ, ngược lại cấp điện cho cuộn 2b động quay ngược chiều kim đồng hồ, bước động STEP di chuyển góc 30 độ Tại thời điểm có cuộn dây có điện, 1a 1b 2a 2b để thực hết vòng quay động phải di chuyển bước - Ở phương pháp điều khiển thứ hai, thời điểm cuộn dây cấp điện, làm tăng thêm moment động cơ, động tiêu hao nhiều công suất Ở hai phương pháp bước động chuyển góc 30 độ (full step) Và kết hợp hai phương pháp động di chuyển bước 15 độ (half step) động di chuyển 24 bước / vòng - Để có độ phân giải nhở cho bước di chuyển STEP cần phải tăng thêm số cực rotor động STEP c STEP lưỡng cực - STEP lưỡng cực bao gồm cuộn dây, thực tế loại STEP có dây Không giồng với động loại đơn cực, thời điểm dòng điện qua toàn cuộn dây, nhờ moment sinh lớn nhiều so với STEP đơn cực Dòng điện qua hai cuộn dây hai chiều điều đòi hỏi cực động STEP phải thay đổi Dựa vào hình thấy dòng điện chạy từ đầu 1b sang đầu 1a dòng điện chạy theo hướng ngược lại đảo chiều cấp điện Vì để điều khiển động loại lưỡng cực cần mạch cầu H để thay đổi cực tính cuộn dây - Phương pháp điều khiển động STEP loại lưỡng cực: - Đối với phương pháp thời điểm có cuộn dây cấp điện, công suất tiêu thụ động thấp Và phương pháp thứ cuộn dây động cấp điện lúc, moment động cực đại công suất tiêu thụ động lúc lớn Và kết hợp hai phương pháp động STEP di chuyển góc 15 độ thay 30 độ trên, nhiên moment động sinh không d STEP hai dây song song: - Đối với loại STEP hoàn toàn đấu nối để trở thành động đơn cực lưỡng cực - Chúng ta kết nối song song hai cuộn dây cần dòng điện hoạt động lớn, kết nối hai dây nối tiếp cần điện áp hoạt động lớn e STEP lai - STEP lai loại kết hộp STEP từ thông thay đổi loại nam châm vĩnh cửu rotor cho động STEP lai có nhiều , giống loại từ thông thay đổi, chứa lõi từ hóa tròn đồng tâm xoay quanh trục Răng rotor tạo đường dẫn giúp định hướng cho từ thông ưu tiên vào lỗ không khí STEP lai lái giống STEP đơn cực lưỡng cực 3.2.3 Lựa chọn động bước - So sánh động từ trở thay đổi với loại nam châm vĩnh cửu loại lai: Để lựa chọn động cho ứng dụng ta cần quan tâm đến loại động sử dụng phù hợp cho ứng dụng này, moment hệ thống nào, độ phức tạp hệ điều khiển đại lượng vật lý động Đối với động từ thông thay đổi, loại động có lợi từ đơn giản ứng dụng Nó không yêu cầu roto từ thông vĩnh cửu phức tạp nên hoạt động ổn định nhiều so với loại nam châm vĩnh cửu Tuy moment tất loại động bước giảm vận tốc tăng, STEP từ trở thay đổi giảm moment không đáng kể vận tốc tăng, đạt vận tốc 10000 bước/s, với STEP nam châm vĩnh cửu 5000 bước/s (thường 1000 bước/s) Vì STEP từ trở thay đổi thường sử dụng không cần hộp giảm tốc, thường ứng dụng máy giặt Ngược lại động STEP nam châm vĩnh cửu lai lại tạo tiếng ồn , loại từ trở thay đổi lại tạo tiếng ồn lớn Với hệ thống điều khiển thích hợp: động STEP nam châm vĩnh cửu lai điều khiển vi bước phụ thuộc vào tỉ số dòng điện cuộn dây - So sánh động đơn cực với lưỡng cực: Động loại lưỡng cực có moment sinh nhiều 30% so với loại đơn cực có kích thước Tuy nhiên động loại lưỡng cực lại có mạch điều khiển phức tạp so với loại đơn cực - So sánh động lai động nam châm vĩnh cửu: STEP size: Nam châm vĩnh cửu:(3,6 - >7,5) độ Lai (0,9 - >3,6) độ Để có độ phân giải nhỏ ta sử dụng thêm hộp giảm tốc Moment: vấn đề quan trọng lựa chọn động bước + Moment giữ: moment cần thiết để xoay trục động cuộn dây cấp điện + Moment kéo: moment sinh động xoay vận tốc ổn định, moment chống lại khả tăng tốc động mà không bị trượt bước + Moment kéo ra: moment làm cho động di chuyển động hoạt động + Moment chốt: moment đòi hỏi để xoay động cuộn dây động không cấp điện Tất hàm moment hàm theo vận tốc, dựa vào moment mà ta lựa chọn động phù hợp với tải cho không bị trượt bước Khi bị trượt bước điều khiển biết vị trí trục động đâu hồi tiếp vị trí Tất loại moment ghi lại đặc tính động nhà sản xuất cung cấp Tuổi thọ: Khi lựa chọn động cơ, ta chọn động phù hợp với moment cản tải, chọn tải làm việc có moment cản 40% - 60% moment động Khi sử dụng động môi trường ẩm ướt, cần bảo vệ động để động hoạt động hiệu quả, tăng tuổi thọ động 3.2.4 Mạch điều khiển động bước a STEP từ trở thay đổi: Mạch điều khiển bao gồm mosfet điều khiển đóng mở cuộn dây Khi mosfet chuyển từ trạng thái đóng sang trạng thái mở, xuất xung điện áp, làm hỏng mosfet, cần lắp thêm diode bảo vệ chuyển mạch b STEP đơn cực: Động loại cách điều khiển hoàn toàn tương tự cách điều khiển STEP từ trở thay đổi c STEP lưỡng cực Động loại có cuộn dây dòng điện qua cuộn dây đảo chiều nên mạch điều khiển gồm cầu H Khi sử dụng cầu H để lái động ta cần ý đến tượng trùng dẫn, nghĩa mosfet nhánh đóng, làm cho dòng điện tăng nhanh, đánh hỏng mosfet Hiện có nhiều hãng thiết kế IC cầu H với công suất tương đối phù hợp cho động loại vừa, nhỏ sử dụng module PWM vi điều khiển phù hợp cho việc điều khiển tốc độ động tạo khoảng thời gian delay tránh trùng dẫn d Điều khiển vi bước (microstep) loại lưỡng cực đơn cực: Đối với STEP di chuyển bước đơn hoàn toàn, nghĩa kích điện áp trực tiếp, cách áp dụng động làm việc vận tốc thấp, nhược điểm lớn phương pháp moment động bị suy giảm nghiêm trọng tính cảm cuộn dây tạo thời hằng, lúc cần có thời gian để dòng điện qua cuộn dây đạt giá trị max Microstepping sử dụng để tăng độ phân giải bước cho động tạo chuyển đổi mịn bước Thông thường phương pháp Microstepping áp dụng hệ thống giới hạn tiếng ồn vấn đề cộng hưởng Microstepping làm việc nguyên tắc gia tăng dòng điện từ cuộn dây qua cuộn dây khác động bước Điều đạt nhờ vào việc điều xung điện áp cấp vào cuộn dây động Tỉ số điều xung cuộn dây giảm tỉ số điều xung cuộn dây lại tăng lên tạo chuyển bước mịn, không tạo tiếng ồn 3.3 Van khí nén 3.3.1 Nguồn cấp khí nén - Bao gồm máy nén khí, van áp suất, bình chứa 3.3.2 Các kí hiệu dùng van khí nén 3.3.3 Nguyên lý làm việc Nguồn lượng cung cấp truyền động cho xilanh quay chuyển động thẳng dòng khí nén áp lực cao điều khiển van điện Do nguồn cung cấp khí nén đặt độc lập với cấu chuyển động nên hệ số quán tính hệ thống nhỏ, nhiên thiết bị khí nén hoạt động với áp suất thông thường 7-8 at nên tỷ số P/W thấp nhiều so với cấu thủy lực Khi cuộn dây van có điện, van mở dòng khí áp lực cao vào xilanh Khi van đóng, piston phục hồi vị trí ban đầu, van hồi khí nén mở 3.3.4 Khảo sát số mạch dùng khí nén 3.3.5 Van thủy khí 3.4 Các loại máy điện 3.4.1 Máy biến áp a Định nghĩa: Những thiết bị dùng để tăng điện áp đầu máy phát điện, tức đầu đường dây dẫn điện giảm điện áp tới hộ tiêu thụ, tức cuối đường dây dẫn điện gọi máy biến áp Máy biến áp thiết bị điện tử đứng yên, làm việc nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp thành hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp khác, với tần số không thay đổi b Nguyên lý làm việc: Dây quấn có ω1 vòng dây dây quấn có vòng dây quấn lõi thép Khi đặt điện áp xoay chiều u1 vào dây quấn , có dòng điện i1 Trong lõi thép sinh từ thông Φ móc vòng với dây quấn 2, cảm ứng s.đ.đ e1 e Dây quấn có s.đ.đ sinh dòng điện i đưa tải với điện áp u 3.4.2 Máy điện không đồng Kết cấu gồm phận sau: a Phần tĩnh (Stato): gồm vỏ, lõi sắt dây quấn - Vỏ: có tác dụng cố định lõi sắt dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn từ - Lõi sắt: phần dẫn từ, làm từ thép kĩ thuật điện dày 0,5 mm ghép lại - Dây quấn: đặt vào rãnh lõi sắt cách điện tốt với lõi sắt b Phần động (Roto): - Lõi sắt: dùng thép kĩ thuật stato, phía thép có sẻ rãnh để quấn dây - Roto dây quấn roto: Gồm loại chính: + Kiểu roto dây quấn + Kiểu roto lồng sóc c Khe hở: Khe hở máy không đồng nhỏ để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào làm cho hệ số công suất máy cao 3.5 Áp điện a Định nghĩa: Hiện tượng áp điện ( piezoelectric phenomena) tượng nhà khoáng vật học người Pháp đề cập vào năm 1817, sau anh em nhà Pierre Jacques Curie chứng minh nghiên cứu thêm vào năm 1880 Hiện tượng xảy sau: người ta tìm loại chất có tính chất hóa học gần giống gốm (ceramic) có hai hiệu ứng thuận nghịch áp vào trường điện biến đổi hình dạng ngược lại dùng lực học tác động vào tạo Nó máy biến đổi trực tiếp từ lượng điện sang lượng học ngược lại Nếu theo chiều hướng thuận, có nghĩa tác dụng lực lên vật sinh điện ngược lại áp điện nghịch : tác động hiệu vào vạt sinh công biến dạng làm biến đổi lực Một vật cấu tạo ba yếu tố PZT ( chì Pb, zorconi, titan ) có tính chất áp điện( VD: thạch anh ) b Ứng dụng: Ngày tượng áp điện ứng dụng rộng rãi kỹ thuật phục vụ cho sống hàng ngày như: máy bật lửa, cảm biến, máy siêu âm, điều khiển góc quay nhỏ gương phản xạ tia laser, thiết bị, động có kích thước nhỏ, người ta phát triển nhiều chương trình nghiên cứu máy bay bay đập cánh côn trùng, nhân tạo, cánh máy đổi hình dạng, phòng triệt tiêu âm thanh, cấu trúc thông minh, hầu hết máy in ứng dụng quan trọng kỹ thuật dùng làm động piezo Cho đến người ta tìm loại vật liệu piezo dạng cục (như gốm) ceramic mỏng film.Các phương pháp số dùng để tính toán cho loại vật liệu nghiên cứu khắp nơi giới 3.6 MEMS (Microelectromechanical Systems) MEMS (viết tắt cụm từ microelectromechanical systems, nghĩa vi hệ thống điện tử) thuật ngữ thường dùng để hệ thống điện tử có thêm phận chuyển động có kích thước cỡ micromet Công nghệ chế tạo MEMS công nghệ sử dụng kỹ thuật giống kỹ thuật mạch tích hợp (ví dụ công nghệ quang khắc, chùm ion hội tụ,…) Tuy nhiên không giống linh kiện IC tạo từ lớp cấu trúc 2D, sản phẩm công nghệ MEMS linh kiện có cấu trúc không gian chiều thực - gọi thiết bị MEMS