Động cơ xoay chiều:
Ưu điểm:
+ Đa dạng và phong phú về chủng loại, giá thành rẻ. Nhược điểm:
+ Phải có mạch cách ly giữa phần điều khiển và phần chấp hành để đảm bảo an toàn
Hình 4. 8. Động cơ xoay chiều (Nguồn Internet)
Với yêu cầu các cơ cấu điều khiển đươc điều khiển, cần thực hiện chính xác các lệnh đưa ra dưới dạng số. Qua tìm hiểu, nhóm chúng tơi nhận thấy rằng trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện chính xác các lệnh đưa ra dưới dạng số. Ngoài ra, động cơ bước là thiết bị làm việc tốt trong vùng tốc độ nhỏ. Nó có thể giữ được mơmen thậm chí cả vị trí nhừ vào tác dụng hãm lại của từ trường rotor. Một lợi thế nữa của động cơ bước là ta có thể điều chỉnh vị trí quay của roto theo ý muốn mà khơng cần đến phản hồi vị trí như các động cơ khác, không phải dùng đến encoder hay máy phát tốc (khác với servo).
Tính tốn chọn động cơ: Chọn động cơ cho trục XY:
- Hệ số ma sát trượt giữa thép và gang: ta chọn µ = 0,12. - Gia tốc trọng trường g= 10 m/s2 .
- Khối lượng của phần dịch chuyển là m =Wy = 5 kg. - Góc nghiêng của trục α = 00 .
- Tỉ số truyền giảm tốc i=1.( do chọn phương án động cơ truyền động tới Vít-me khơng qua hộp giảm tốc)
- Lực cản do ma sát lớn nhất Fm = 0,7 N
*Tính momen cản do ma sát trên khớp nối động cơ: Mc = ììàìì
2ììì
= 5×10×0.12×0.005×𝑐𝑜𝑠0
2×𝜋×1×0.9 = 0.005 N.m
*Tính momen phát sinh do truyền động không đồng trục: Mwz = 𝑚×𝑔×𝜇×ℎ×𝑐𝑜𝑠𝛼
2×𝜋×𝑖×ƞ
Vì cơ cấu chấp hành đặt nằm ngang, α=00 nên Mwz = o. *Tính vận tốc dài:
Với đường kính trục vít được chọn là 12 mm, ta có : vmax= 𝜋×𝐷×𝑛
60×1000 = 𝜋×12×2000
60×1000 = 1,25 m/s *Tính momen cản do ma sát tĩnh của phần dịch chuyển: Mmạch = 𝜇×𝐹𝑏
2×𝜋×𝑖× ƞ×Vmax = 0.12×3.3
2×𝜋×1×0.9×1.25 = 0,06 N.m (do Fm=0) Momen cần thiết để mở máy:
Mstat = Mfric+Mwz+Mmạch
= 0.005 + 0 + 0.06 = 0.065 Nm Chọn động cơ cho trục Z
- Hệ số ma sát trượt giữa thép và gang: ta chọn µ = 0,12. - Gia tốc trọng trường g= 10 m/s2 .
- Khối lượng của phần dịch chuyển là m =Wy = 7 kg. - Góc nghiêng của trục α = 00 .
- Tỉ số truyền giảm tốc i=1.( do chọn phương án động cơ truyền động tới Vít-me khơng qua hộp giảm tốc)
- Hiệu suất của động cơ: chọn ƞ= 0,9. - Lực cản do ma sát lớn nhất Fm = 0,7 N
*Tính momen cản do ma sát trên khớp nối động cơ: Mc = ììàìì
= 7×10×0.12×0.005×𝑐𝑜𝑠0
2×𝜋×1×0.9 = 0.007 N.m
*Tính momen phát sinh do truyền động không đồng trục: Mwz = 𝑚×𝑔×𝜇×ℎ×𝑐𝑜𝑠𝛼
2×𝜋×𝑖×ƞ
Vì cơ cấu chấp hành đặt nằm ngang, α=00 nên Mwz = o. *Tính vận tốc dài:
Với đường kính trục vít được chọn là 12 mm, ta có : vmax= 𝜋×𝐷×𝑛
60×1000 = 𝜋×12×2000
60×1000 = 1,25 m/s *Tính momen cản do ma sát tĩnh của phần dịch chuyển: Mmạch = 𝜇×𝐹𝑏
2×𝜋×𝑖× ƞ×Vmax = 0.12×3.3
2×𝜋×1×0.9×1.25 = 0,06 N.m (do Fm=0) Momen cần thiết để mở máy:
Mstat = Mfric+Mwz+Mmạch
= 0.007 + 0 + 0.06 = 0.067 Nm
Dựa vào momen khởi động của động cơ và tốc độ tối đa, nhóm đã chọn động cơ bước là động cơ bước 42 (Step motor) để điều khiển bàn XY di chuyển, và dùng động cơ bước 57 cho trục Z để điểu khiển Xi lanh.
4.2.3 Động cơ bước 42 (Step motor): Mô tả về động cơ: Mô tả về động cơ:
Động cơ bước 42 (Step) chuyên được sử dụng trong các trục chuyển động của máy in 3D, máy khắc laser hay một số sản phẩm khác. Sử dụng trong sản xuất sẽ đảm bảo máy móc được vận hành êm, mượt, giảm tiếng ổn trong q trình hoạt động. Động cơ cần có driver để diều khiển, có thể sử dụng các loại Driver như: A4988, TB6600, TB6500, DM542,… (Chỉ cần đảm bảo dịng của động cơ khơng vượt quá dòng Driver). Chiều dài L=48mm là loại được lựa chọn sử dụng phổ biến nhất, với momen xoắn phù hợp để sử dụng cho nhiều loại máy móc.