Tự Động Hóa Với Cơ Điện Tử

"Chuyên đề này là tập 10 trong bộ sách do tủ sách STK biên soạn. Sách giới thiệu ngắn gọn về các máy điện chủ yếu là động cơ) được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt. Trong các loại máy điện này, cuộn dây stator được cấp năng lượng bởi dòng điện được điều khiển chuyển mạch bằng khóa đóng ngắt điện tử. Một số loại máy điện đặc biệt: Động cơ DC không chổi quét, động cơ bước, động cơ từ trở chuyển mạ Bên cạnh đó sách cũng giới thiệu ngắn gọn các loại servo DC và servo AC, các động cơ động bộ và máy đo tốc độ resolver. Các loại động cơ này được thiết kế và sử dụng chủ yếu trong các hệ thống điều khiển có hồi tiếp. Với động cơ BLDC, động cơ bước và động cơ Servo đây là ba loại máy điện sử dụng rất nhiều trong các hệ thống điều khiển số. Khi nhận các chuỗi xung điều khiển (động cơ bước) cũng như các tín hiệu phản hồi (động cơ Servo) động cơ sẽ chuyển dịch đi cơ cấu một khoảng nhất định. Hiện nay các hệ thống điều khiển số phát triển rất nhanh với giá thành càng hạ khiến việc khai thác và sử dụng có hiệu quả 3 loại động cơ động cơ BLDC, động cơ bước và Servo là yêu cầu không thể thiếu đối với các sinh viên chuyên ngành điện. Sách gồm 3 phần: Phần 1-2: Lý thuyết và Phần 3: Thực hành PHẦN 1: LÝ THUYẾT-TÍNH TOÁN Gồm 3 chương 1, 2 và 3 trình bày các vấn đề về cơ bản chủ yếu cho máy điện riêng phần máy điện đồng bộ sẽ được trình bày chi tiết do các tài liệu về máy điện đồng bộ ít được đề cập). Chương 1: Tổng quan về máy điện. Chương 2: Các động cơ thông dụng. Có nhiều loại động cơ, trong chương này chỉ giới thiệu 3 loại động cơ 1 pha thông dụng đó là: Động cơ tách pha, Động cơ không đồng bộ cực từ xẻ rãnh, Động cơ nhiều cấp tốc độ. Chương 3: Giới thiệu máy điện đồng bộ. Một máy điện đồng bộ có thể được sử dụng như một máy phát điện khi cấp năng lượng cơ cho trục máy, và có thể được sử dụng làm động cơ điện khi cấp năng lượng điện cho máy. Bạn đọc được giới thiệu khái quát chung về nguyên lý hoạt động và phương pháp khởi động. Chế độ vận hành có tải với kích từ liên tục động cơ đồng bộ. Khảo sát dòng công suất và mạch điện tương đương trong động cơ đồng bộ. Bạn đọc tìm hiểu hoạt động động cơ đồng bộ với kích từ thay đổi, ảnh hưởng của việc tăng tải khi kích từ không đổi và ảnh hưởng của việc thay đổi kích từ trên một tải không đổi. Các mô men, công suất trong động cơ đồng bộ sinh ra, biểu thức dùng trong tính toán công suất và các điều kiện đạt được mô men cực đại. Bạn đọc còn tìm hiểu động cơ đồng bộ cực từ lồi, công suất sinh ra trong động cơ loại này và ảnh hưởng của kích từ đến dòng điện phần ứng và hệ số công suất. Các phương pháp khởi động động cơ đồng bộ, so sánh động cơ đồng bộ và không đồng bộ và các ứng dụng của động cơ đồng bộ PHẦN 2: MÁY ĐIỆN ĐẶC BIỆT Phần 2 gồm 4 Chương, giới thiệu máy điện đặc biệt. Chương 4: Động cơ DC và BLDC. Chương 5: Động cơ bước. Chương 6: Động cơ Servo. Chương 7: Thiết bị đồng bộ Trong phần 2 Bạn đọc sẽ tìm hiểu các loại động cơ DC, động cơ BLDC, động cơ bước: Động cơ bước từ trở thay đổi (động cơ bước VR), động cơ bước VR nhiều tầng, động cơ bước nam châm vĩnh cửu (động cơ bước PM), động cơ bước dạng lai. Động cơ DC nam châm vĩnh cửu, động cơ DC quán tính thấp thấp kiểu vỏ, động cơ DC kiểu mạch in (PC), động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu và các thiết bị đồng bộ (synchro). Bạn đọc đước giới thiệu các loại Synchro, ứng dụng của thiết bị đồng bộ (Synchro), động cơ từ trở chuyển mạch, so sánh giữa động cơ bước VR và động cơ SR, máy đo tốc độ resolver, động cơ servo DC và động cơ servo AC. Mặc dầu động cơ DC không phải là động cơ đặc biệt nhưng để hiểu rõ hơn về động cơ BLDC đã và đang được ứng dụng rất nhiều trong dân dụng và công nghiệp nên các tác giả đã đưa hai nội dung động cơ này vào một chương. Chương 8: Xe tự hành Xe tự hành là một trong những lĩnh vực đã và đang được nghiên cứi tại nhiều quốc ga. Đây cũng là xu thế chung mà các quốc gia có nền công nghiệp xe hơi tiên tiến triển khai. Chương 9 chỉ giới thiệu qua để bạn đọc có khái niệm về xe tự hành, phần lập trình điều khiển xe tự hành sẽ được trình bày trong một chuyên đề riêng. PHẦN 3: THỰC HÀNH Gồm 3 chương 9, 10, 11. Chương 9: Tìm hiểu về động cơ. Giới thiệu tới sinh viên tổng quan các loại động cơ DC có chổi quét, Động cơ DC không chổi quét, Động cơ bước. Cách đo kiểm tra đong cơ bước 4 đầu dây và 6 đầu dây. Sinh viên biết cách lắp đặt động cơ sử dụng hộp số, lắp đặt động cơ servo, lắp đặt động cơ servo quay liên tục. Điều khiển động cơ DC có chổi quét và động cơ DC không chổi quét, điều khiển động cơ servo RC và điều khiển động cơ bước. Ngoài ra sinh viên còn tìm hiểu điện áp và dòng điện cấp cho động cơ cùng các quy tắc an toàn bảo vệ bản thân, bảo vệ các linh kiện điện tử và bảo vệ dây dẫn. Chương 10: Giới thiệu việc lập trình điều khiển cho động cơ DC, BLDC, động cơ bước và servo qua bo mạch Arduino có giá thành rẽ, dễ mua, dễ sử dụng đã và đang được sử dụng nhiều tại các trường. Chương 11