zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

Báo cáo thực tập tốt nghiệp: Giới Thiệu CNC CYBER-MILL

Chia sẻ: Nguyễn Thành Chung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:34

Báo xấu

201
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay tự động hóa đang được ứng dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất một trong những ứng dụng của nó là sủa dụng máy công cụ CNC. Để tìm hiểu sâu hơn về vấn đề này mời các bạn tham khảo "Báo cáo thực tập tốt nghiệp: Giới Thiệu CNC CYBER-MILL".

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo thực tập tốt nghiệp: Giới Thiệu CNC CYBER-MILL

BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hoá , hiện đại hoá đất nƣớc,có thể nói một trong những tiêu chí đánh giá sự phát triển của mỗi quốc gia là mức tự độnghoá trong quá trình sản xuất mà trƣớc hết là năng suất và chất lƣợng sản phẩm. Sự phát triển nhanh cuả máy tính điện tử, công nghệ thông tin và những thành tựu của lý thuyết điều khiển tự động đã làm cơ sở và hỗ trợ cho sự phát triển của nghành tự động hoá. Nƣớc ta, mặc dù là mộth đang phát triển, những năm gần đây cùng với sự đòi hỏi của sản xuất cũng nhƣ sự hội nhập vào nền kinh tế thế giới thì việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật và đặc biệt là ứng dụng tự động hoá trong các nghành sản xuất đã có bƣớc phát triển mới. Ngày nay tự động hoá đang đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất . một trong những ứng dụng của nó là sủa dụng máy công cụ CNC. Trong quá trinh thực tập chúng em đã đƣợc làm quen vơi một dạng CNC đó là máy phay CNC CYBER-MILL. Nhờ đựơc sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn đặc biết là thầy Nguyễn Mạnh Tiến và Thầy Hà Tất Thắng mà chúng em đã phần nao nắm bắt đƣợc nhũng kiến thức về CNC. Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên những điều chúng em đã làm đƣợc sẽ có rất nhiều thiếu sót. Rất mong đƣớc sự góp ý của các thầy cô và các bạn. Sinh viên : Bùi Văn Việt -1-
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP PHẦN I TỔNG QUAN CNC 1.1) KHÁI NIỆN MÁY CNC CNC là viết tắt của Computer Numerical Control: điều khiển số bằng máy tính Máy công cụ CNC là loại máy gia công sử dụng các chƣơng trình đã đƣợc lập trình sẳn để gia công các chi tiết. Các chƣơng trình gia công đƣợc đọc cùng một lúc và đƣợc lƣu trữ vào bộ nhớ. Khi gia công, Máy tính đƣa ra các lệnh điều khiển máy, Máy công cụ CNC có khả năng thực hiện các chức năng nhƣ: nội suy đƣờng thẳng, nội suy cung tròn, mặt xoắn, mặt parabol và bất kỳ mặt bậc ba nà. Máy CNC cũng có khả năng bù chiều dài và đƣờng kính dụng cụ. Tất cả các chức năng trên đều đƣợc thực hiện nhờ một phần mềm của máy tính. 1.2)ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA Máy công cụ điều khiển CNC. Đặc điểm của các động cơ truyền động Truyền động chính: Động cơ chính thƣờng dùng động cơ dòng một chiều hoặc dòng điện xoay chiều. Truyền động chạy dao: Động cơ dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều với bộ vitme/đai ốc/ bi cho từng trục, chạy dao độc lập X, Y, Z. Thƣờng sử dụng động cơ dòng một chiều có đặc tính động học tốt cho các quá trình gia tốc và quá trình phanh hãm, mômen quán tính nhỏ, độ chính xác điều chỉnh cao cho những đoạn đƣờng chuyển chính xác. Bộ víme/đai ốc/ bi có khả năng biến đổi truyền dẫn dễ dàng, ít ma sát và không có khe hở khi truyền với tốc độ cao. Để có thể dịch chuyển chính -2-
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP xác trên các biên dạng, các trục truyền dẫn không đƣợc phép có khe hở và cũng không đƣợc phép có hiệu ứng stick-slip(hiện tƣợng trƣợt lùi do lực cản ma sát). Bộ vítme/ đai ốc/ bi là giải pháp kỹ thuật đảm bảo đƣợc yêu cầu đó. Phƣơng thức tác dụng của vítme/ đai ốc/ bi: Các viên bi nằm trong rãnh vítme và đai ốc đảm bảo truyền lực ít ma sát từ trục vítme qua đai ốc vào bàn máy. nhờ hai nửa đai ốc lắp theo chiều dài giữa chúng có vòng cách, có thể điều chỉnh khử khe hở theo hai chiều đối ngƣợc. Trong một số giải pháp kết cấu nâng cao của bộ truyền này, bƣớc nâng của rãnh vít trên trục và trên đai ốc có giá trị khác nhau. Việc dẫn bi hồi rãnh đƣợc thực hiện nhờ các rãnh dẫn hƣớng bố trí bên trong hoặc các ống dẫn hồi bi bao ngoài trục. Truyền dẫn chạy dao không khe hở trên các máy phay CNC cho phép cắt theo chu kỳ phay thuận mà vẫn êm. 1.3 ) HỆ TOẠ SỬ DỤNG TRONG MÁY CNC 1.3.1 hệ toạ độ vuông góc Các điểm mà dao cắt đi tới trong khi gia công đƣợc xác định trong một chƣơng trình. Để mô tả vị trí của các điểm này trong vùng làm việc, ta dùng một hệ toạ độ. Nó bao gồm ba trục vuông gốc với nhau cũng cắt nhau tại điểm 0. Trong hệ toạ độ này có các trục X, Y, và Z. Với một hệ trục toạ độ ba trục, bất kỳ điểm nào cũng đƣợc xác định thông qua các toạ độ của nó. Hệ toạ độ máy do nhà chế tạo máy xác đinh, thông thƣờng nó không thể bị thay đổi. Trục X là trục chính trong mặt phẳng định vị. Trên máy phay nó nằm song song với bàn máy(bàn kẹp chi tiết). Trục Y là trục thứ hai trong mặt phẳng định vị. Nó nằm trên mặt nắp máy và vuông góc với bàn máy. -3-
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP Trục Z luôn luôn trùng với trục truyền động chính. Trục này đƣợc nhà chế tạo xác định. Chiều dƣơng của trục Z chạy từ chi tiết hƣớng đến dao cắt. Điều đó có nghĩa là trong chuyển động theo chiều âm của trục Z, dao cắt sẽ đi tới bề mặt chi tiết. Để xác định nhanh chiều của các trục, dùng luật bàn tay phải: ta đặt ngón giữa của bàn tay phải theo chiều của trục Z thì ngón tay cái sẽ trỏ theo chiều trục X và ngón tay trỏ sẽ chỉ theo chiều Y. Hệ toạ độ cơ bản đựơc gắn liền với chi tiết. Bởi vậy khi ta lập trình ta phải luôn luôn xuất phát từ chổ xác định chi tiết đứng yên còn dao cắt thì chuyển động. Điều đó có nghĩa là : Khi cắt phay, rõ ràng chi tiết chuyển động là chính, nhƣng để đơn giản cho việc lập trình hãy quan niệm là chi tiết đứng yên còn dao cắt thì dịch chuyển. Ta gọi đó là chuyển động tƣơng đối của dao cụ. Để mô tả đƣờng dịch chuyển dao(các dữ liệu toạ độ) trên một số máy CNC có cả hai khả năng. 1.3.1.1 Dùng toạ độ Đề các. Khi dùng dữ liệu toạ độ Đề các, ta đƣa ra các khoảng cách đo song song với các trục từ một điểm tới một điểm khác. -4-
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP Các khoảng cách theo chiều dƣơng của trục có kèm theo dấu dƣơng(+) phía trƣớc. Các khoảng cách theo chiều âm của trục có kèm theo dấu âm(-) phía trƣớc. Các số đo có thể đƣa ra theo hai phƣơng thức: Đo tuyệt đối : Với các số đo tuyệt đối, ta đƣa ra toạ độ của các điểm đích tính từ một điểm cố định trong vùng làm việc. Nghĩa là trong mỗi chuyển động đều xác định, dao cắt phải dịch chuyển đến đâu kể từ một điểm gốc 0 tuyệt đối. Đo theo kích thƣớc : Với các số đo theo chuỗi kích thƣớc, ta đƣa ra toạ độ của các điểm đích tính từ mỗi điểm dừng lại của dao cắt sau một vệt cắt. Nghĩa là trong mỗi chuyến đều đƣa ra số liệu dao cần đƣợc dịch chuyển tiếp một lƣợng là bao nhiêu nữa theo từng trục toạ độ. 1.3.1.2 Dùng toạ độ cực Khi sử dụng các dữ liệu trong hệ toạ độ cực, ta đƣa ra vị trí của một điểm không qua khoảng cách và góc so với một trục cơ sở Các toạ độ cực chỉ có thể đo trên mặt phẳng chính. Trong phạm vi của một hệ toạ độ cực có ba mặt phẳng chính. Từ ba trục X, Y và Z của hệ thống sẽ có ba bề mặt kẹp, đó là : mặt X/Y; mặt X/Z và mặt Y/Z 1.3.2 Những điểm quan trọng trong một hệ toạ độ Điểm chuẩn của máy M: là điểm gốc M của hệ toạ độ máy Điểm W chi tiết: là điểm gốc 0 của hệ toạ độ chi tiết, nó đựoc giữ cố định cho một chi tiết. Điểm chuẩn của dao P: là điểm gôc của hệ toạ độ gắn trên dao cắt. Điểm 0 lập trình: là điểm gốc 0, từ đó xác định các dữ liệu cập nhập -5-
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP trong một chƣơng trình. Điểm này có thể thay đổi thông qua lệnh chuyển điểm 0. 1.4) QUAN HỆ GIỮA CÁC TRỤC TOẠ ĐỘ: Khi gia công trên các máy CNC ngƣời ta có thể chia các hệ trục toạ độ thành 3 loại: hệ trục toạ đọ máy, hệ trục toạ độ chi tiết và hệ trục toạ độ của dao. Từ hệ trục toạ độ của máy có điểm gốc M ta có thể biểu diễn đƣợc hệ toạ độ của chi tiết và hệ toạ độ của dao bằng các phép dịch chuyển tịnh tiến hay các phép quay. Nhờ đó ta có thể xác định đựơc vị trị của điểm trên chi tiết cần gia công cũng nhƣ vị trị dao để gia công chi tiết. 1.5 ) các dạng điều khiển của máy công cụ cnc. Các máy CNC khác nhau có khả năng gia công đƣợc các bề mặt khác nhau nhƣ các lỗ, mặt phẳng, các mặt định hình, .v.v… Do đó các dạng điều khiển của máy cũng đƣợc chia ra thành: điều khiển điểm- điểm, điều khiển theo đƣờng thẳng và điều khiển theo biên dạng. a) điều khiển điểm-điểm: dùng gia công cắc lỗ bằng các phƣơng pháp khoan, khoét, doa và cắt ren. ở đây chi tiết gia công đƣợc gá cố định trên bàn máy, dụng cụ cắt thực hiện chạy dao nhanh đến các vị trí đã lập trình. Khi đạt tới đích dao bắt đầu gia công. truờng hợp này quỹ đạo của chuyển động dao là không quan trọng, điều quan trọng là vị trí gia công đạt đến phải chính xác. b) Điều khiển theo đƣờng thẳng. Điều khiển đƣờng thẳng là dạng điều khiển khi gia công dụng cụ cắt thực hiện lƣợng chạy dao theo một đƣờng thẳng nào đó. Khi thực hiện gia công các chuyển động theo các trục toạ độ là độc lập không có quan hệ rằng buộc nào với trục khác. -6-
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP c) Điều khiển biên dạng. Điều khiển theo biên dạng cho phép chạy trên nhiều trục cùng một lúc. Trong trƣờng hợp này cả hai trục để tạo ra một dạng vừa có phần thẳng vừa có phần cong. ở đây theo các trục có quan hệ hàm số ràng buộc với nhau. -7-
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP PHẦN II GIỚI THIỆU CNC CYBER-MILL CYBER- MILL là máy phay CNC phục vụ cho việc thí nghiệm có mô hình nhƣ sau: Các bộ phận Truyền động: Động cơ một chiều có mang dao phay đƣờng kính dao 3mm. Chuyển động ăn dao: Chuyển động ăn dao đƣợc thực hiện nhờ ba động cơ bƣớc hoạt động độc lập nhau mỗi động cơ loại nguồn 2A-5V và bộ Vitme/ đaiốc. Mỗi động cơ bƣớc thực hiện điều khiển chuyển động theo một trục nhất định trong hệ toạ độ Đề các(X,Y,Z). -8-
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP Bộ truyền động đƣợc sử dụng là Vitme/đai ốc. Chiều dài Vít me trục Z là 210 mm. Chiều dài Vitme trục X là 380 mm. Chiều dài Vitme trục Y là 210 mm. Khoảng cách các răng trên Vitme là 3mm/răng Độ rộng mỗi răng là 1mm. đƣờng kính Vitme la 12mm. Không gian làm việc : 20x40( mm x mm). Đầu Vitme đƣợc nối với trục của động cơ bƣớc thực hiện biến đổi chuyển động quay tròn của động cơ bƣớc thành chuyển động thẳng của vật mang chi tiết. Đầu còn lại của Vitme đƣợc gá vào khung đỡ. ở giữa của Vitme đựơc gá vào đaiốc để biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến. Tính toán chuyển động: Động cơ bƣớc có số bƣớc 200 bƣớc/ vòng. Do đó để thực hiện chuyển động một khoảng L theo một trục nào đó của vật mang chi tiết thì số vòng quay phải thực hiện sẽ là L/3. Khi đó số xung cân cấp cho động cơ bứơc sẽ là 200 .L/3. Việc tính toán điều khiển chuyển động động cơ bƣớc sẽ đƣợc thực hiện bằng máy tín. Việc thực hiện điều khiển chuyển động của động cơ bƣớc đƣợc thiết kế nhƣ phần IV dƣới đây. -9-
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP PHẦN III ĐỘNG CƠ BƯỚC I. GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ BƢỚC 1. KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ BƢỚC - 10 -
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP Các hệ truyền động rời rạc thƣờng đƣợc thực hiện nhờ động cơ chấp hành đặc biệt gọi là động cơ bƣớc. Động cơ bƣớc thực chất là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dƣới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rôto và có khả năng cố định rôto vào những vị trí cần thiết. Động cơ bƣớc làm việc đƣợc là nhờ có bộ chuyển mạch điện tử đƣa các tín hiệu điều khiển vào stato theo một thứ tự và một tần số nhất định. Tổng số góc quay của rôto tƣơng ứng với số lần chuyển mạch, cũng nhƣ chiều quay và tốc độ quay của tôto, phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi. Khi một xung điện áp đặt vào cuộn dây stato(phần ứng) của động cơ bƣớc thì rôto(phần cảm) của động cơ sẽ quay đi một góc nhất định, góc ấy là một bƣớc quay của động cơ. Khi các xung điện áp đặt vào các cuộn dây phần ứng thay đổi liên tục thì rôto sẽ quay liên tục.(Thực chất là chuyển động đó vẫn là theo các bƣớc rời rạc). Về cấu tạo, động cơ bƣớc có thể coi là tổng hợp của hai loại động cơ: Động cơ một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ. Trong khi động cơ một chiều không tiếp xúc có rôto thƣờng là một nam châm vĩnh cửu(số đôi cực 2p=2) và cần có cảm biến vị trí rôto thì động cơ bƣớc có rôto dạng cực lồi gồm nhiều răng cách đều cấu thành các cặp nam châm N-S xen kẽ nhau để tạo ra số cặp cực 2p lớn hơn và không cần phải có bộ cảm biến vị trí rôto. Động cơ bƣớc vì từ trƣờng quay không liên tục do các xung điện cấp vào rời rạc nên rôto quay theo các bƣớc. Cũng giống nhƣ động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ, động cơ bƣớc có các bối dây tạo thành các pha trên stato, đồng thời trên cả rôto và stato đều có các răng để tạo thành các cặp cực và các nam châm điện. - 11 -
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP Nhƣng động cơ đồng bộ gảim tốc có các cuộn kích thích và cần phải có dòng điện kích thích để khởi động, còn động cơ bƣớc không cần yếu tố này. Mặt khác Có thể cói động cơ bƣớc là linh kiện số mà ở đó các thông tin số hoá đã thiết lập sẽ đƣợc chuyển thành chuyển động quay theo từng bƣớc. Động cơ bƣớc sẽ thực hiện trung thành các lệnh đã số hoá này máy tính yêu cầu Mô hình số hoá động cơ bước. 2. Nguyên lý hoạt động. Rô to động cơ bƣớc không có cuộn dây khởi động mà nó đƣợc khởi động bằng phƣơng pháp tần số. Rôto của động cơ bƣớc có thể đƣợc kích thích(rôto tích cực) hoặc không đƣợc kích thích(rôto thụ động). Xung điện áp cấp cho m cuộn dây stato có thể là xung một cực hoặc xung 2 cực Chuyển mạch điện tử có thể cung cấp điện áp điều khiển cho các cuộn dây stato theo từng cuộn dây riêng lẽ hoặc theo từng nhóm các cuộn dây. Trị số và chiều của lực điện từ tổng F của động cơ và do đó vị trí của rôto trong không gian hoàn toàn phụ thuộc voà phƣơng pháp cung cấp điện cho các cuộn dây. - 12 -
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP Thực tế để tăng cƣờng lực điện từ tổng của stato và do đó tăng từ thông và mômen đồng bộ, ngƣời ta thƣờng cấp điện đồng thời cho hai,ba hoặc nhiều cuộn dây. Lúc đó rôto của động cơ bƣớc sẽ có vị trí cân bằng(ổn định ) trung với vectơ lực điện từ tổng F. Đồng thời lực điện từ tổng F cũng có giá trị lớn hơn lực điện từ thành phần của các cuộn dây stato. Khi cấp điện cho một số chẵn cuộn dây hoặc cho một số lẽ cuộn dây rôto của động cơ bƣớc sẽ có m vị trí cân bằng. góc xê dịch giữa hai vị trí liên tiếp của rôto bằng 2/m - Trƣờng hợp này gọi là điều khiển cả bƣớc hay điều khiển đối xứng. Nếu cấp điện theo thứ tự một số chẵn cuộn dây, rồi một số lẻ cuộn dây, có nghĩa là số lƣợng cuộn dây đƣợc điều khiển luôn luôn thay đổi từ chẵn sang lẻ và từ lẻ sang chẵn thì số vị trí cân bằng của rôto sẽ tăng lên gấp đôi là 2m. độ lớn của một bƣớc sẽ giảm đi một nửa bằng 2/2m – Trƣờng hợp này gọi là điều khiển nửa bƣớc hay điều khiển không đối xứng. Ta có thế tính số bƣớc quay của rôto trong khoảng 03600 là: K= m.n1.n2.p, Trong đó: p: số đôi cực của rôto; m: số cuộn dây điều khiển trên stato(số pha); n1: hệ số, n1 =1 ứng với điều khiển đối xứng; n2=2 ứng với điều khiển khôngđối xứng; n2: hệ số, n2=1 điều khiển bằng xung 1 cực; n2=2 điều khiển bằng xugn 2 cực. Bƣớc quay của rôto trong không gian là =3600/K. 3.) mômen đồng bộ và trạng thái ổn định của động cơ bƣớc. - 13 -
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP Biểu thức mômen đồng bộ tĩnh của động cơ bƣớc khác với biểu thức mômen đồng bộ của động cơ đồng bộ thƣờng có cùng cấu trúc. Sự khác nhau đó là do động cơ bƣớc đƣợc cấp bởi dòng điện một chiều, chứ không phải dòng điện xoay chiều. Trong động cơ đƣợc cấp bởi nguồn một chiều, sau quá trình quá độ, dòng điện trong các cuộn stato là hằng số I=U/rs=Const. Từ thông mà nó sinh ra tác động vào cặp cực của rôto: =B.S.cos=B.S.sin trong đó: B là cƣờng độ từ trƣờng do dòng điện I sinh ra trong cuộn dây có điện cảm L; S là tiết diện vuông gốc của cặp cực;  là góc giữa trục cặp cực với trục của cuộn dây pha;  là góc giữa trục cặp cực và đƣờng vuông góc với trục của cuộn dây pha; Do  thay đổi nên từ dẫn dọc theo đƣờng đi của từ thông thay đổi theo, làm cho từ thông thay đổi trong một giới hạn rộng. Nếu viết biểu thức  dƣới dạng: =L.I (L là điện cảm). Do sự thay đổi của góc  cùng với sự thay đổi của khe hở không khí giữa các răng của stato và rôto làm cho điện cảm L thay đổi theo dẫn đến từ thông  và do đó mômen của động cơ thay đổi. Mômen đồng bộ tĩnh của động cơ bƣớc khi stato và rôto có răng và đƣợc kích thích, có thể viết dƣới dạng tổng quát của 3 mômen quay: M()=MS+MR+MSR= CM.IS.(dLS/d)+CM.IR.(dLR/d)+2.CM(dLRS/d) - 14 -
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP Trong đó: IS, IR, LS(), LR(), LSR() là các giá trị xác lập tƣơng ứng dòng điện, điện cảm và hổ cảm của stato(S) và rôto(R); CMlà hằng số, phụ thuộc vào cấu tạo của từng loại động cơ. Mômen MS đƣợc hình thành do sự thay đổi từ dẫn trên đƣờng đi của từ thông stato đƣợc kích thích bởi dòng điện IS. MR đƣợc hình thành do sự thay đổi từ dẫn trên đƣờng đi của từ thông rôto đƣợc kích thích bởi dòng điện IR. MSR đƣợc hình thành do sự thay đổi hỗ cảm giữa stato và rôto đƣợc kích thích bởi dòng điện IS và IR. Hiện nay, phần lớn các động cơ bƣớc đều có cấu tạo rôto không có cuộn kích thích. Do đó biểu thức mômen có dạng đơn giản sau: M()=CM.IS.(dLS/d). Quan hệ giữa mômen với góc quay  thƣờng là không hình sin do ảnh hƣởng của cấu trúc răng và cấu trúc cực lồi của stato và rôto, cũng nhƣ do xung điện áp cấp vào có dạng xung vuông là tổng của các thành phần điều hoà. Quan hệ của mômen M=f() là dƣờng cong có dạng nhƣ sau:  đường cong mômen của động cơ bước theo gốc quay  - 15 -
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP Chất lƣợng của động cơ bƣớc đƣợc đánh giá bởi độ dốc của đƣờng cong mômen đồng bộ M=f(), đặc biệt là ở đầu của vùng làm việc thuộc đƣờng cong này. Độ dốc của đƣờng M=f() trong vùng này càng lớn thì suất mômen dM/d càng lớn và khả năng đồng bộ của đồng bộ của động cơ bƣớc càng lớn. Giả sử tại một vị trí nhất định, rôto mang một mômen tải(mômen cản) MC. Để giữ đƣợc rôto ở vị trí này ta phải cấp dòng điện cho cuộn dây stato tại vị trí đó và do góc =0 nên M=Mmax. Điều kiện để giữ đƣợc rôto không trƣợt khỏi vị trí là: MC
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP 4. Cấu tạo và phân loại động cơ bƣớc: Để tăng số bƣớc của động cơ(tăng độ phân giải về góc), ta cần phải tăng lƣợng cuộn dây pha m và tăng số cặp cực p. Việc tăng số lƣợng bối dây m trên stato gặp nhiều khó khăn do hạn chế về kích thƣớc của stato và những trở ngại khi đặt các bobin dây quấn vào các rãnh nửa hở của stato, đồng thời khi số pha m lớn thì mạch điều khiển cũng sẽ phức tạp hơn. Do đó ngƣời ta thƣờng làm các động cơ bƣớc với số lƣợng pha m đủ nhỏ, là 2 pha, 4 pha hay 5 pha; trong đó thông dụng nhất là 2 pha và 4 pha. Việc tăng số bƣớc của động cơ đƣợc giải quyết bằng tăng số lƣợng cặp cực rôto. Rôto động cơ bƣớc tạo thành nhiều cặp cực đƣợc chế tạo từ vật liệu kỹ thuật đặc biệt có độ từ hoá cao và chịu mômen tải lớn, vì chính rôto là bộ phận chịu tải trọng cơ khí thông qua trục của nó. Ngƣời ta thƣờng chế tạo các động cơ bƣớc có các bƣớc trong khoảng từ 0,450150 tuỳ theo mục đích sử dụng. Trong đó thông dụng nhất trên thị trƣờng hiện nay là loại động cơ có góc bƣớc 1,80. Xét về cấu tạo, động cơ bƣớc có ba loại chính: - Động cơ bƣớc có rôto đƣợc kích thích(có dây quấn kích thích hoặc kích thích bằng nam châm vĩnh cửu). - Động cơ bƣớc có rôto không kích thích(động cơ kiểu cảm ứng và động cơ kiểu phản kháng). - Động cơ bƣớc kiểu hỗn hợp, kết hợp cả hai loại trên. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƢỚC 1. Ba chế độ(Mode) điều khiển động cơ bƣớc. Ta có ba chế độ điều khiển động cơ bƣớc đó là: - 17 -
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP a, Chế độ cả bƣớc. b, Chế độ điều khiển cả bƣớc. c, Chế độ điều khiển vi bƣớc. Cơ sở lý thuyết của việc điều khiển các chế độ này nhƣ sau: Hình dƣới miêu tả mối quan hệ giữa các véc tơ lực điện từ F1, F2 của 2 cuộn dây 1 và 2 khi đƣợc cấp dòng điện đơn cực và véctơ lực điện từ tổng F Trong đó : F1: lực điện từ tác động lên rôto khi cuộn dây 1 đƣợc kích thích; F2: lực điện từ tác động lên rôto khi cuộn dây 2 đƣợc kích thích; F: lực điện từ tổng; : góc bƣớc; : góc cần điều khiển(góc vi bƣớc); Nếu ta điều khiển sao cho F1, F2 có trị số không bằng nhau thì lực điện từ tổng F sẽ có hƣớng thay đổi trong khoảng góc bƣớc (Từ cạnh OA đến cạnh OB của tam giác OAB) và do đó vị trí của rôto thay đổi đƣợc và có thể cố định vào vị trí bất kỳ trong khoảng góc bƣớc Gọi  là góc vi bƣớc tạo bởi vectơ F1 và F2, áp dụng tính chất của hình bình hành(OACB) và các hệ thức lƣợng trong tam giác cho các tam giác OAB, OAC và OAD ta có các biểu thức sau : AB2=OA2+OB2-2.OA.OB.cos. OC2=OA2+OB2+2.OA.OB.cos (AB/2)2=OA2+(OC/2)2-2.OA.(OC/2).cos hay : AB2=4.OA2+OC2-4.OA. OC.cos OA  OB cos  cos= OA  OB 2  2.OA..OB. cos  2 - 18 -
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP F1  F2 cos  cos= F1  F 2 2.F1 .F2 . cos  2 2 a, điều khiển động cơ cả bƣớc - Đầu tiên cho F2=0 và F1=F, cos=F/F=1 nên góc =0, rôto ở vị trí trục cuộn dây 1. - Sau đó cho F1=0 và F2=F, cos=cos hay =, Rôto ở vị trí trục cuộn dây 2. b, Điều khiển nửa bƣớc - Đâu tiên cho F2=0 và F1=F, rôto ở vị trí trục cuộn dây 1. - Tiếp theo cho F1=F2=F, 1  cos  2 cos 2 ( / 2) cos= = 2(1  cos  ) 4 cos 2 ( / 2) cos=cos(/2), = /2. Rôto ở vị trí chính giữa góc . - Sau đó cho F1=0 và F2=F, rôto sẽ ở vị trí trục của cuộn dây thứ 2. Trong trƣờng hợp này rôto sẽ chuyển động từng bƣớc =/2,(=0, /2, ) c, Điều khiển vi bƣớc: Nếu ta điều khiển sao cho lực F1 giảm dần theo từng bƣớc từ F đến 0 và lực F2 tăng dần từng bƣớc từ 0 đến F thì rôto sẽ quay từng bƣớc từ vị trí OA đến OB. Trên thực tế, để rôto có thể quay đƣợc các bƣớc đều, chẳng hạn theo vi bƣớc (ví dụ =/10), thì phải giải phƣơng trình (11) để tìm F1 và F2 ứng với các góc quay =, 2, 3, ... , n. Phƣơng trình (11) là một phƣơng trình bậc 2 với hai ẩn số, về nguyên tắc là không giải đƣợc. Nhƣng với điều kiện bên nhất định phƣơng trình(11) sẽ giải đƣợc. 2, Các đặc trƣng của tín hiệu điện điều khiển động cơ bƣớc. - 19 -
BÁO CÁO THỰC TẬP TÔT NGHIỆP Đối với động cơ bƣớc, tín hiệu điện điều khiển là các xung rời rạc kế tiếp nhau. Việc điều khiển động cơ bƣớc phụ thuộc vào các tham số sau của xung điều khiển: - Dòng điện I, kể cả cực tính (và liên hệ mật thiết với nó là mức điện áp U). - Độ rộng xung(liên quan đến khả năng dịch bƣớc). - Tần số xung(liên quan đến tốc độ quay). - Cách thức cấp xung, bao gồm thứ tự và số lƣợng cuộn dây pha đƣợc cấp(liên quan đến chiều quay và mômen tải). Tuỳ thuộc vào việc cấp xung điện, động cơ bƣớc có bốn trạng thái sau đây: a, Trạng thái không hoạt động: Khi không có cuộn dây nào đƣợc cấp điện: - Đối với động cơ phản kháng: rôto sẽ quay trơn. - Đối với động cơ nam châm vĩnh cửu và động cơ kiểu hổn hợp: có mômen hãm, rôto có xu hƣớng dừng ở các vị trí mà đƣờng khép kín từ thông giữa các cực của rôto và stato là nhỏ nhất. b, Trạng thái giữ: Khi một số cuộn dây pha đƣợc cấp điện một chiều. Rôto mang tải sẽ đƣợc giữ chặt ở vị trí góc bƣớc nhất định do lực điện từ tổng F sinh ra mômen giữ. c, Trạng thái dịch chuyển bƣớc: rôto sẽ dịch chuyển từ vị trí bƣớc đang đƣợc giữ sang vị trí bƣớc tiếp theo khi các cuộn dây pha đƣợc cấp dòng phù hợp. d, Trạng thái quay quá giới hạn: trong chế độ không tải, nếu xung điều khiển có tần số quá cao, động cơ sẽ quay vƣợt tốc. Ở trạng thái này động cơ không thể đảo chiều, không thể dừng đúng vị trí, nhƣng vẫn có thể tăng và giảm tốc từ từ. muốn dừng và đảo chiều động cơ phải giảm xuống dƣới tốc độ dƣới tốc độ tới hạn để hoạt động trong chế độ bƣớc. chỉ có hai trạng thái b và c là đƣợc coi là trạng thái làm việc. - 20 -

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.09: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Quản Trị Kinh Doanh

81 tài liệu

1643 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.