Chương III Thiết kế mạch lực và mạch điều khiển
3.1.Phõn tớch lựa chọn phương ỏn thiết kế mạch lực
Robot Scara – Serpent sử dụng ba động cơ một chiều cú điện ỏp định mức là 12V, do đú nguồn cấp cho động cơ phải nhỏ hơn hoặc bằng 12V. Do tớnh chất nhiệm vụ của Robot Scara - Serpent chủ yếu là vận chuyển và lắo rỏp, cú tớnh chu kỳ nờn cần đảo chiều quay, tuy nhiờn chỉ đảo chiều khi đó dừng. Khi làm việc, do yều cầu về quỹ đạo chuyển động của khớp mà tốc độ phải thay đổi liờn tục như đó phõn tớch ở chương I mục 1.2.4. Như vậy bộ biến đổi phải cú khả năng điều chỉnh được tốc độ động cơ và đảo chiều quay động cơ.
Cú ba cỏch để điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều: - Thờm điện trở phụ vào phần ứng động cơ - Thay đổi điện ỏp đặt lờn phần ứng động cơ - Thay đổi từ thụng động cơ
Động cơ sử dụng là loại nam chõm vỉnh cửu nờn từ thụng là khụng đổi và khụng điều chỉnh được. Do đú chỉ cú thể điều chỉnh tốc độ động cơ bằng hai phương phỏp: Thờm điện trở phụ vào phần ứng hoặc Thay đổi điện ỏp đặt lờn phần ứng động cơ. Họ đặc tớnh cơ của hai phương phỏp điều chỉnh tốc độ trờn như sau: M 0 ω ω M Rf = 0 R f3 Rf2 Rf1 U = Udm U3 U2 U1 0 M dm M dm
Hỡnh 3.1.Họ đặc tớnh cơ của động cơ điện một chiều khi. a. Thờm điện trở phụ; b. Thay đổi điện ỏp đặt vào phần ứng.
Hỡnh 3.1a là họ đặc tớnh cơ động cơ điện một chiều khi thay đổi điện trở phụ mắc vào phần ứng, trong đú: Rf1 > Rf2 > Rf3 > Rf = 0Ω
Hỡnh 3.1b là họ đặc tớnh cơ động cơ điện một chiều khi thay đổi điện ỏp đặt vào phần ứng, trong đú: U1 < U2 < U3 < U = Udm
Trong hai phương phỏp điều chỉnh tốc độ trờn, rừ ràng phương phỏp điều chỉnh điện ỏp là cú nhiều ưu điểm hơn vỡ:
- Thứ nhất: khi thay đổi tốc độ bằng thay đổi điện ỏp thỡ độ cứng đặc tớnh cơ khụng đổi, cũn khi thay đổi tốc độ bằng thay đổi điện trở phụ thỡ đặc tớnh cơ thay đổi (nhỏ hơn).
- Thứ hai: Thay đổi điện ỏp đặt lờn phần ứng động cơ khụng gõy ra tổn hao năng lượng, cũn mắc thờm điện trở phụ gõy ra tổn hao.
- Thứ ba: Thay đổi điện trở phụ mắc vào phần ứng động cơ làm cho hằng số thời gian động cơ thay đổi dẫn đến cỏo đặc tớnh quỏ độ thay đổi, điều này là khụng tốt, cần trỏnh.
Từ những đặc điểm trờn ta lựa chọn phương phỏp điều chỉnh tốc độ bằng cỏch thay đổi điện ỏp đặt lờn phần ứng động cơ. Như vậy bộ biến đổi phải cú khả năng thay đổi điện ỏp ra khi điện ỏp vào khụng đổi. Mặt khỏc động cơ cú điện ỏp định mức là 12VDC, nguồn cung cấp là 12VDC, do đú bộ biến đổi là DC/DC và chớnh là bộ băm xung điện ỏp một chiều.