Thuyết trình về phân ngành truyền động điện của tự động hóa môn Truyền động điện tự động | Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH
Chủ đề: Truyền động điện I. Giới thiệu 1) Khái niệm:
- Truyền động điện (hay còn gọi là Điều khiển động cơ điện), là một nhánh chuyên
môn về điện tử công suất và điều khiển tự động, phụ trách việc biến đổi năng
lượng điện-cơ và điểu khiển quá trình biến đổi đó. 2) Cấu trúc chung
- Hệ truyền động điện là một tập hợp các thiết bị như: thiết bị điện, thiết bị điện từ,
thiết bị điện tử,….phục vụ cho việc biến đổi điện năng thành cơ năng cung cấp
cho cơ cấu chấp hành trên các máy sản xuất và đồng thời điều khiển quá trình
biến đổi năng lượng đó. - Gồm 2 phần chính:
• Phần động lực: Là bộ biến đổi và động cơ truyền động. Bộ biến đổi
gồm có: Bộ biến đổi máy điện (máy phát điện một chiều, máy phát
điện xoay chiều), Bộ biến đổi điện từ (khuếch đại từ, cuộn kháng bão
hòa), Bộ biến đổi điện tử (biến tần, chỉnh lưu Thyristor, bộ chopper,
…). Động cơ điện gồm có: Động cơ điện một chiều có chổi than, Động
cơ điện một chiều không chổi than, Động cơ điện xoay chiều đồng bộ,
Động cơ điện xoay chiều không đồng bộ,…
• Phần điều khiển: Là các cơ cấu đo lường, các bộ điều chỉnh thông số,
các thiết bị đóng cắt, các thiết bị giao tiếp ghép nối với các thiết bị khác trong dây chuyền.
3) Phân loại hệ thống truyền động điện - Phân loại theo tính năng điều chỉnh:
• Truyền động không điều chỉnh: thường chỉ có động cơ nối trực tiếp với
lưới điện, quay máy sản xuất với một tốc độ nhất định không đổi.
• Truyền động có điều chỉnh: tùy thuộc vào yêu cầu của máy công tác
mà có thể điều chỉnh tốc độ, điều chỉnh mômen, lực kéo và truyền
động điều chỉnh vị trí.
- Phân loại theo đặc điểm của động cơ điện:
• Truyền động điện một chiều (dùng động cơ điện một chiều): có khả
năng điều chỉnh tốc độ và mômen chính xác và linh hoạt, tuy nhiên
cấu tạo phức tạp, giá thành cao, đòi hỏi phải có nguồn một chiều.
• Truyền động điện không đồng bộ (dùng động cơ điện xoay chiều ba
pha không đồng bộ): kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành an toàn,
ổn định, độ tin cậy cao, có thể điều chỉnh tốc độ bằng biến tần, đang
dần thay thế động cơ một chiều trong công nghiệp.
• Truyền động điện đồng bộ (dùng động cơ điện xoay chiều ba pha đồng
bộ): thường dùng cho các máy công suất lớn đến cực lớn, không yêu
cầu điều chỉnh tốc độ.
• Truyền động điện servo và động cơ bước (dùng đông cơ servo AC
hoặc DC): dùng cho các chuyển động điều khiển vị trí chính xác (các máy CNC).
• Một số truyền động khác: đảo chiều, một động cơ, nhiều động cơ,
truyền động quay, truyền động tịnh tiến, truyền động trực tiếp, gián tiếp,…
II. Một số thiết bị trong truyền động điện 1) Phần động lực
- Khuếch đại từ: dùng nguyên lý cảm kháng của cuộn cảm, điều khiển bằng cách
thay đổi độ tự cảm bằng cách đưa dòng điện một chiều điều khiển vào cuộn dây
điều khiển khiến lượng từ trường qua lõi từ thay đổi, dẫn đến sự bão hòa của lõi
từ, giảm khả năng kháng dòng điện biến thiên của cuộn cảm.
- Biến tần: dùng nguyên lý chỉnh lưu dòng điện xoay chiều về dòng điện một chiều,
sau đó dùng nguyên lý nghịch lưu có điều khiển để tạo ra dòng điện xoay chiều có
tần số thay đổi được.
- Bộ Chopper: dùng nguyên lý băm xung và thay đổi độ rộng của xung để giảm
mức điện áp trung bình của dòng điện đưa vào động cơ.
- Các loại động cơ điện: dùng nguyên lý cảm úng điện từ, tạo ra từ trường quay làm
quay roto (động cơ quay) hoặc tạo ra lực từ hút-đẩy làm trục tịnh tiến (động cơ tịnh tiến) 2) Phần điều khiển
- Encoder: dùng để phát hiện vị trí, hướng chuyển động, tốc độ của động cơ bằng
cách nối trục quay với đĩa có đục lỗ, sau đó dùng cảm biến ánh sáng để xác định
trạng thái của đĩa tạo thành tín hiệu xung điện truyền về bộ xử lý.
- Relay, Contacstor: dùng để đóng cắt dòng điện bằng cách đưa dòng điện điều
khiển vào cuộn dây điều khiển.
- Các bộ vi xử lý: dùng những thiết lập được lập trình sẵn để đưa ra tín hiệu điều
khiển cho các thiết bị sau khi xử lý tín hiệu nhận vào từ cảm biến. III. Ứng dụng
1) Các ngành công nghiệp chế tạo: là thành phần cơ bản cấu tạo lên mọi dây chuyền sản
xuất tự động. VD: robot lắp ráp, máy CNC, máy trộn, máy nén,…
2) Oto: truyền động điện có rất nhiều vai trò trong cơ cấu truyền động của oto, giúp tối
ưu năng lượng vận hành của oto (đặc biệt là oto điện), nâng cao trải nghiệm vận hành
của người sử dụng. VD: cơ cấu điều hòa nhiệt độ, cơ cấu hộp số tự động, trợ lực lái,
điều khiển công suất động cơ,…
3) Thiết bị điện dân dụng: điều khiền công suất động cơ trong các thiết bị điện dân dụng
phù hợp với giá trị người dùng thiết lập và môi trường để tối ưu năng lượng sử dụng.
VD: điều hòa inverter, tủ lạnh inverter, quạt điện, máy giặt inverter,… IV. Kết luận
Truyền động điện là chuyên môn về điện tử công suất và điều khiển tự động, có nhiệm vụ
biến đổi năng lượng điện-cơ có điều khiển. Bằng cách sử dụng các công nghệ điện-cơ, bán
dẫn, ngành truyền động điện có nhiệm vụ điều chỉnh tốc độ quay, momen, lực kéo theo yêu
cầu của máy công tác, tối ưu năng lượng chuyển đổi. Tóm lại, truyền động điện có vai trò
rất lớn trong mọi lĩnh vực đời sống.