Báo cáo Xây dựng mô hình thí nghiệm động cơ servo dùng trong giảng dạy đại học (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Xây dựng mô hình thí nghiệm động cơ servo dùng trong giảng dạy đại học (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ SERVO DÙNG TRONG GIẢNG DẠY SĐẠIK C 0 0 0 2 8 1 HỌC MÃ SỐ: T2011 - 08 S K C 0 0 3 3 9 3 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2011
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƢỜNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ SERVO DÙNG TRONG GIẢNG DẠY ĐẠI HỌC Mã số: T2011 – 08 Chủ trì : Ths. Lê Hoàng Lâm Thành viên : Ths. Nguyễn Hoàng Minh Ths. Lê Hồng Sơn TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2011
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƢỜNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ SERVO DÙNG TRONG GIẢNG DẠY ĐẠI HỌC Mã số: T2011 – 08 Chủ trì : Ths. Lê Hoàng Lâm Tham gia : Ths. Nguyễn Hoàng Minh Ths. Lê Hồng Sơn TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2011
4. MỤC LỤC Mục lục 3 Thông tin kết quả nghiên cứu 4 A. PHẦ N MỞ ĐẦ U Tính cấp thiết của đề tài 8 Mục tiêu nghiên cứu 8 Đối tƣợng nghiên cứu 8 Phạm vi nghiên cứu 8 Nhiêṃ vu ̣nghiên cƣ́ u 8 Phƣơng pháp nghiên cƣ́ u 8 Kết quả đaṭ đƣơc̣ của đề tài 9 B. PHẦ N NÔỊ DUNG Chƣơng I. Tổng quan về động cơ servo 11 I. Đại cƣơng về động cơ Servo 11 1. Giới thiệu 11 2. Ƣu điểm 11 3. Phân loại 13 II. Bộ điều khiển và nguyên tắc hoạt động 15 1. Mạch chính 15 2. Mạch điều khiển 17 III. Các đặc tính của động cơ Servo và nguyên tắc hoạt động 20 1. Đặc tính của động cơ Servo 20 2. Nguyên tắc hoạt động của servo loại SM 20 3. Nguyên tắc hoạt động của servo loại IM 21 IV. Chức năng của Encoder và nguyên tắc hoạt động 22 1. Cấu trúc Encoder 22 2. Chức năng của Encoder và các loại tín hiệu 22 V. Các phƣơng pháp điều khiển vị trí và điều khiển dừng chính xác 23 1. Các loại điều khiển vị trí 23 2. Phƣơng pháp điều khiển tốc độ 23 V. Những vấn đề cơ bản khi điều khiển vị trí dùng Servo 26 1. Xác định vị trí và số xung/1 vòng quay 26 2. Cấu hình hệ thống Servo điều khiển vị trí 26 3. Xung yêu cầu (Xung lệnh) 27 3
5. 4. Ví dụ về cài ặđ t tỷ số Gear với động cơ Servo 28 5. Các dạng xung lệnh 30 Chƣơng II. Mô hình động cơ servo 32 I. Giới thiệu mô hình động cơ Servo 32 1. Bộ điều khiển MR-J2S 10A 32 2. Động cơ servo và tải cho động cơ Servo 34 3. Panel điều khiển 34 II. Tính năng của mô hình 40 Chƣơng III. Các bài tập thực hành 42 C. PHẦ N KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 4
6. Trƣờng ĐH Sƣ Phaṃ Ky ̃ Thuâṭ Tp. HCM Khoa Điện – Điện tử THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Mô hình động cơ Servo dùng trong giảng dạy đại học. - Mã số: T2011 – 08 - Chủ nhiệm: Ths. Lê Hoàng Lâm - Tham gia : Ths. Lê Hồng Sơn Ths. Nguyễn Hoàng Minh - Cơ quan chủ trì: Trƣờng ĐH Sƣ Phaṃ Kỹ Thuâṭ Tp. Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: tháng 03 năm 2011 đến tháng 12 năm 2011 2. Mục tiêu: Tạo ra mô hình vật lý của động cơ Servo đi kèm với cơ sở lý thuyết về điều khiển động cơ Servo 3. Tính mới và sáng tạo: Xây dựng Mô hình động cơ servo có tải 4. Sản phẩm: - Báo cáo kết quả nghiên cứu. - Mô hình vật lý động cơ Servo 5. Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: - Áp dụng tại xƣởng Điện, khoa Điện –Điện tử phục vụ nghiên cứu, thực tập Ngày 28 tháng 11 năm 2011 Cơ quan chủ trì Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên, đóng dấu) (ký, họ và tên) Ths. Lê Hoàng Lâm 5
7. INFORMATION ON RESEARCH RESULTS 1. General information: Project title: Building the Model of AC Servo Motor in University Code number: T2011 – 08 Coordinator: MA. Lam Le Hoang Partner : MA. Minh Nguyen Hoang MA. Son Le Hong Implementing institution: HCM City University Of Technical Education Duration: from 03/2011 to 12/2011 2. Objective(s): Building the Model of AC Servo Motor coming with Theory of Servo Control 3. Creativeness and innovativeness: Building the Model of AC servo Motor with Load 4. Products: - Report findings. - Model of AC servo Motor 5. Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability: Apply in Electrical Workshop, Faculty of Electrical and Electronic Engineering to serve Reseaching and Studying 6
8. A PHẦ N MỞ ĐẦ U 7
9. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, việc sử dụng các máy CNC trong sản xuất rất rộng rãi. Các máy CNC này sử dụng động cơ Servo trên các trục điều khiển. Do động cơ Servo có giá thành rất đắt tiền nên việc tiếp cận tìm hiểu về Servo gặp rất nhiều khó khăn. Chính vì vậy việc xây dựng một mô hình động cơ servo công suất nhỏ trở nên rất cần thiết để sinh viên có thể tìm hiểu và thực tập đối với loại máy điện đặc biệt này Với muc̣ tiêu tạo ra một mô hình thực tập cho sinh viên, đề tài này sẽ trình bày các kết quả nghiên cứu về lý thuyết điều khiển của động cơ servo, các chế độ vận hành, trạng thái hoạt động khi có tải. Tất cả những điều này sẽ đƣợc kiểm nghiệm lại trên mô hình vật lý Kết quả của đề tài s ẽ là cơ sở để sinh viên có thể tiếp cận và làm chủ động cơ servo MỤC TIÊU NGHIÊN CƢ́ U Xây dựng mô hình vật lý động cơ servo và lý thuyết về điều khiển động cơ Servo ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Động cơ Servo công suất nhỏ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Hoạt động của động cơ servo trong điều khiện không tải và có tải NHIÊṂ VU ̣ NGHIÊN CƢ́ U 1. Nghiên cƣ́ u lý thuyết về điều khiển động cơ Servo. 2. Xây dựng mô hình vật lý PHƢƠNG PHÁ P NGHIÊN CƢ́ U 1. Nghiên cứu lý thuyết Phân tích, tổng hợp các lý thuyết liên quan đến điều khiển động cơ servo 2. Xây dựng mô hình Xây dựng các bài tập thực hành liên quan đến hoạt động của động cơ Servo 8