KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VÀ TỰ ĐỘNG HÓA: CƠ CẤP CHẤP HÀNH

BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TS LÊ NGỌC TRÂN Email: lengoctranbvu@gmail.com Cơ cấu chấp hành Cơ cấu chấp hành hiểu phận máy móc, thiết bò có khả thực công việc tác động tín hiệu phát từ thiết bò điều khiển Phân loại cấu chấp hành: • Các thiết bị điện • Các loại động điện • Các loại ly hợp • Các phần tử khí nén Cơ cấu chấp hành * Các thiết bị điện: • Nam châm điện • Rơ le điện từ • Van điện từ • V.v Cơ cấu chấp hành * Các loại động điện:  Động xoay chiều (1 pha, pha)  Động chiều  Động bước  Động servo Động điện xoay chiều 3pha * Ứng dụng:  Trong truyền động quay băng tải  Máy xây dựng  Thơng gió  Lai tời, neo  Lai máy công cụ  Truyền động bơm nước  V.v Động điện xoay chiều gì?: + Động điện xoay chiều thiết bị biến điện thành + Nguyên tắc hoạt động động pha: dựa vào tượng cảm ứng điện từ cách sử dụng từ trường quay Nguyên lý hoạt động ĐC không đồng N   B S Nguyên lý hoạt động ĐC không đồng N x x’ B S + Quay nam châm với vận tốc góc   khung dây quay nhanh dần, chiều với nam châm + Khi đạt tới vận tốc o <  giữ nguyên vận tốc Động bước loại Biến từ trở (Variable reluctance) Cấu tạo: Động bước từ trở có hai phần cấu tạo Stator (phần tĩnh) Rotor (phần quay): a Stator: gồm có hai phần lõi thép dây quấn Stator - Lõi thép : Được ghép thép kỹ thuật điện lại với tạo thành khối hình trụ, đục lỗ phay rãnh cực từ, mặt cực từ có Bề dày thép vào khoảng 0,35 mm đến 0,5 mm, hai mặt thép sơn cách điện - Dây quấn Stator: dây điện từ dây nhơm đồng cách điện lớp Emay Cotton, tiết diện dây quấn có dạng hình tròn Mỗi pha Stator quấn thành hai cuộn dây nối tiếp vị trí xuyên tâm đối, chí thành cuộn đơi trực giao, cuộn dây có W số vòng dây Động bước loại Biến từ trở (Variable reluctance) b.Rotor: Cũng giống Stator, Rotor có Rotor làm vật liệu dẫn từ (sắt non) có từ trở thay đổi theo góc quay Mỗi Rotor cực Động bước ba pha có từ trở biến thiên Nguyên lý làm việc: - Nguyên lý làm việc động bước có từ trở biến thiên dựa sở tượng từ trở cực tiểu Trong động bước loại Stator Rotor làm vật liệu từ Rotor quay trạng thái cho từ trở nhỏ Nghĩa hệ thống mạch ln có xu hướng giảm thiểu từ trở Dựa tác động trường điện từ Rotor có từ trở biến thiên theo góc quay - Rotor chế tạo vật liệu dẫn từ, bề mặt Rotor thường có nhiều Mỗi Rotor Stator gọi cực Trên hai cực đối diện mắc nối tiếp hai cuộn dây tạo thành phần động Động hình vẽ có pha (các pha 1, 2, 3) từ trở thay đổi theo góc quay Khi Rotor đứng thẳng hàng với cực Stator, từ trở nhỏ Động bước loại Biến từ trở (Variable reluctance) -Khi cuộn kích điện, X Rotor bị hút vào cực Nếu dòng qua cuộn bị ngắt cấp dòng qua cuộn 2, Rotor quay 300 theo chiều kim đồng hồ Y hút vào cực Như vậy: hướng quay Rotor không phụ thuộc vào chiều dòng điện mà phụ thuộc vào thứ tự cấp điện cho cuộn dây Nhiệm vụ mạch logic chuyển phát thực Với cách thay đổi cách kích thích cuộn dây, ta làm thay đổi vị trí góc quay - Động bước từ trở thay đổi chuyển động êm, số bước lớn, moment đồng nhỏ Góc bước giới hạn khoảng 1,80 đến 300 chế độ điều khiển bước đủ, moment hãm từ đến 50 Ncm, tần số khởi động lớn Khz, tần số làm việc lớn điều kiện không tải 20 Khz Động bước loại Biến từ trở (Variable reluctance) VR stepper motors have usually step angle from 5o to 15o Động bước loại kiểu hỗn hợp (Hybrid) Loại động có ưu điểm sau: -Về cấu tạo kết hợp hai loại động : Động nam châm vĩnh cửu với dạng cực móng động có từ trở thay đổi -Về tính chất, phát huy ưu điểm động bước nam châm vĩnh cửu động bước có từ trở thay đổi: có moment hãm ngắt điện lớn, có moment giữ moment quay lớn, họat động với tốc độ cao có số bước lớn (góc bước từ 0,450 đến 50) Động bước kiểu hỗn hợp với m = 2, 2p = Động bước loại kiểu hỗn hợp (Hybrid) -Cấu tạo động bước hỗn hợp : Cấu tạo động bước hỗn hợp kết hợp động bước nam châm vĩnh cửu động bước có từ trở thay đổi Phần Stator có cấu tạo hồn tồn giống cấu tạo động có từ trở thay đổi Trên cực Stator đặt cuộn dây pha, cuộn dây pha thành bốn cuộn dây, thành hai cuộn dây đặt xen kẽ để hình thành nên cực N S đồng thời đối diện với cực bối dây Rotor Động bước loại kiểu hỗn hợp (Hybrid) -Nguyên lý làm việc : Động hỗn hợp kết hợp nguyên tắc làm việc động bước nam châm vĩnh cửu động bước từ trở có đặc tính tốt hai loại động kể momen lớn số bước lớn Động loại có số bước đạt đến 400 bước, giá thành đắt Động bước kiểu hỗn hợp có góc bước thay đổi từ 0,360 đến 150 chế độ đủ bước, momen hãm từ đến 1000 Ncm, tần làm việc lớn 40Khz Trong tất loại động bước kể động bước hỗn hợp dùng nhiều Điều khiển động bước loại kiểu hỗn hợp (Hybrid)  Full step sequence showing how binary numbers can control the motor  Half step sequence of binary control numbers Động servo (servo motor) - Động servo bắp hệ thống điều khiển chuyển động Chúng cung cấp lực cần thiết để di chuyển thiết bị theo yêu cầu ứng dụng - Động servo nhanh chóng đáp ứng với lỗi đột ngột tăng tốc nhanh chóng để đạt tải gọi servo - Nhiều người nghĩ động servo thiết bị hoạt động độc lập Nhưng thực tế, động servo hoạt động không ghép nối với hệ thống thiết bị hoạt động đồng thời để đạt trình điều khiển chuyển động mong muốn Động servo (servo motor) - Động servo có thể BẤT KỲ loại động vừa nêu kết hợp với điều khiển động servo, phản hồi hệ thống điều khiển thích hợp! - AC servo động thường ưa thích cho việc sử dụng lượng thấp Và công suất cao sử dụng DC servo-động ưa thích chúng hoạt động hiệu so sánh với AC servo động 1)AC Servo-motor 2)DC Servo-motor Điều khiển động servo Xử lỳ lệnh điều khiển vị trí Cảm biến vị trí Bộ điều khiển vị trí Bộ khuyếch đại Bộ điều khiển động Servo Dây chuyền dán nhãn sản phẩm Ứng dụng servo motor dây chuyền Ứng dụng servo motor dây chuyền ... nén Cơ cấu chấp hành * Các thiết bị điện: • Nam châm điện • Rơ le điện từ • Van điện từ • V.v Cơ cấu chấp hành * Các loại động điện:  Động xoay chiều (1 pha, pha)  Động chiều  Động bước  Động. .. Cơ cấu chấp hành Cơ cấu chấp hành hiểu phận máy móc, thiết bò có khả thực công việc tác động tín hiệu phát từ thiết bò điều khiển Phân loại cấu chấp hành: • Các thiết bị điện • Các loại động. .. khởi động Nhằm tăng góc pha cuộn dây gần tới 90 độ Động pha với tụ khởi động Mô ment khởi động thêm tụ Động pha với tụ khởi động Tụ chạy Tụ chạy nối vào cuộn khởi động để giảm dòng khởi động động