Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Điện trong Dự Án Liên Môn Kỹ Thuật Điều Khiển và Tự Động Hóa

• Tác giả: Đoàn Minh Nhật
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Tiến Dũng
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
• Đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động điện
• Loại tài liệu: Dự án liên môn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Đà Nẵng

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
• 1.1. Các mô hình ứng dụng hiện nay
• 1.2. Năng lượng tái tạo
• 1.3. Thương mại và Dịch vụ
• 1.4. Lựa chọn và phân tích yêu cầu đối tượng nghiên cứu
• 1.5. Yêu cầu tổng quan hệ thống
• 1.6. Phân tích yêu cầu truyền động của động cơ
• 1.6.1. Tốc độ mong muốn của tải
• 1.6.2. Tính toán momen xoắn của động cơ
• 1.6.3. Tính toán công suất của động cơ
• 1.7. Lựa chọn phương án truyền động điện
• 1.8. Tính chọn công suất động cơ
• 1.9. Tính chọn hộp số
• 1.10. Kiểm nghiệm lại các thông số của động cơ và hộp số
• 1.10.1. Kiểm nghiệm tốc độ động cơ quy đổi (sau khi qua hộp số)
• 1.10.2. Kiểm nghiệm momen động cơ quy đổi (sau khi qua hộp số)
• 1.10.3. Kiểm nghiệm công suất trên động cơ
• 1.10.4. Kiểm nghiệm nguồn cấp cho động cơ
• 1.11. Kết luận cuối chương
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
• 2.1. Tính toán và chọn các linh kiện mạch động lực
• 2.1.1. Phân tích yêu cầu bộ biến đổi công suất
• 2.1.2. Nguyên lí hoạt động của bộ biến tần
• 2.1.3. Tính chọn Diode cho mạch chỉnh lưu
• 2.1.4. Tính chọn bộ lọc một chiều
• 2.1.5. Tính chọn IGBT cho mạch nghịch lưu
• 2.2. Phân tích và tính toán khâu điều khiển phát xung cho bộ biến tần
• 2.2.1. Phân tích khâu điều khiển biến tần
• 2.2.2. Tính toán khâu điều khiển phát xung cho bộ biến tần
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN PHẦN ĐO LƯỜNG, BỘ ĐIỀU KHIỂN, HOÀN THIỆN SƠ ĐỒ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG
• 3.1. Tính chọn các cảm biến
• 3.2. Tính chọn thiết bị điều khiển
• 3.3. Giao tiếp cảm biến với vi điều khiển
• 3.4. Phân tích sơ đồ hoạt động của toàn hệ thống
• 3.4.1. Các thành phần của hệ thống
• 3.4.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
• 4. CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG – THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG
• 4.1. Mô phỏng toàn hệ thống trên Matlab-Simulink
• 4.2. Phân tích kết quả mô phỏng
• 4.3. Đánh giá chất lượng của hệ thống
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Điện

Thiết kế hệ thống truyền động điện là một lĩnh vực quan trọng trong kỹ thuật điều khiển và tự động hóa. Hệ thống này không chỉ giúp chuyển đổi điện năng thành cơ năng mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc hiểu rõ về các thành phần và nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động điện là cần thiết để phát triển các ứng dụng hiệu quả trong công nghiệp.

1.1. Các Thành Phần Chính Của Hệ Thống Truyền Động Điện

Hệ thống truyền động điện bao gồm các thành phần như động cơ điện, bộ điều khiển, và cảm biến. Mỗi thành phần đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của toàn bộ hệ thống.

1.2. Nguyên Lý Hoạt Động Của Hệ Thống Truyền Động Điện

Nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động điện dựa trên việc chuyển đổi điện năng thành cơ năng thông qua động cơ điện. Điều này cho phép kiểm soát chính xác tốc độ và momen của tải.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Điện

Trong quá trình thiết kế hệ thống truyền động điện, nhiều vấn đề và thách thức có thể phát sinh. Những thách thức này bao gồm việc lựa chọn động cơ phù hợp, tính toán momen và công suất, cũng như đảm bảo tính ổn định của hệ thống.

2.1. Lựa Chọn Động Cơ Phù Hợp

Việc lựa chọn động cơ phù hợp là rất quan trọng. Động cơ cần phải đáp ứng được yêu cầu về tốc độ và momen, đồng thời phải có độ bền cao để hoạt động lâu dài.

2.2. Tính Toán Momen và Công Suất

Tính toán momen và công suất là bước quan trọng trong thiết kế. Cần phải đảm bảo rằng động cơ có thể cung cấp đủ momen cần thiết cho tải mà không bị quá tải.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Điện Hiệu Quả

Để thiết kế một hệ thống truyền động điện hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Việc sử dụng mô hình hóa và mô phỏng là rất cần thiết để tối ưu hóa thiết kế.

3.1. Mô Hình Hóa Hệ Thống Truyền Động

Mô hình hóa hệ thống truyền động giúp hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống. Sử dụng phần mềm mô phỏng như Matlab-Simulink có thể giúp dự đoán hành vi của hệ thống trong các điều kiện khác nhau.

3.2. Tối Ưu Hóa Thiết Kế

Tối ưu hóa thiết kế hệ thống truyền động điện bao gồm việc điều chỉnh các thông số như tần số, điện áp và momen để đạt được hiệu suất tối ưu nhất.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Truyền Động Điện

Hệ thống truyền động điện có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, giao thông và thiết bị gia dụng. Những ứng dụng này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất.

4.1. Ứng Dụng Trong Công Nghiệp

Trong công nghiệp, hệ thống truyền động điện được sử dụng để vận hành các máy móc như máy cắt, máy hàn và băng tải. Điều này giúp tự động hóa quy trình sản xuất và nâng cao năng suất.

4.2. Ứng Dụng Trong Thiết Bị Gia Dụng

Các thiết bị gia dụng như máy giặt, tủ lạnh và máy rửa chén cũng sử dụng hệ thống truyền động điện. Điều này giúp cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm thiểu tiếng ồn.

V. Kết Luận Về Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Điện

Thiết kế hệ thống truyền động điện là một lĩnh vực đầy thách thức nhưng cũng rất thú vị. Việc áp dụng các công nghệ mới và phương pháp thiết kế hiện đại sẽ giúp nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống.

5.1. Tương Lai Của Hệ Thống Truyền Động Điện

Tương lai của hệ thống truyền động điện hứa hẹn sẽ có nhiều cải tiến với sự phát triển của công nghệ. Các giải pháp tự động hóa thông minh sẽ ngày càng được áp dụng rộng rãi.

5.2. Định Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các hệ thống truyền động điện tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội.