CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH GIÁM SÁT MÔ MEN XOẮN CỦA TRỤC QUAY ỨNG DỤNG MODULE USB 6001 VÀ PHẦN MỀM LABVIEW TRÊN HỆ THỐNG DL 1019M

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH GIÁM SÁT MÔ MEN XOẮN CỦA TRỤC QUAY ỨNG DỤNG MODULE USB 6001 VÀ PHẦN MỀM LABVIEW TRÊN HỆ THỐNG DL 1019M

3.1. Hệ thống đo mô-men xoắn DE LOZENRO DL 1019M

Hình 3.1. Hệ thống đo mô-men xoắn DE LOZENRO DL 1019M [11]

Hình 3.2. Hệ thống đo mô-men xoắn DE LOZENRO DL 1019M [11]

Hệ thống phanh được thiết kế để có thể làm việc với chế độ trượt liên tục, trong khi mà năng lượng được truyền dẫn bởi phanh từ.

Phanh được sáng chế bởi một nhóm kỹ sư nước ngoài. Một cuộn kích từ được gắn bên trên Stato, bên cạnh đó là một khoảng trống chứa đấy từ tính. Khi cuộn dây không được kích thích thì Roto quay tự do. Mặt khác, khi cuộn dây bị kích thích bởi từ tính trên bề mặt phía trước khoảng không khí thì sẽ gây ra mô-men phanh trên Roto.

Tầm hoạt động của phanh phụ thuộc vào điện áp kích thích và hoàn toàn độc lập với tốc độ Roto.

Hơi nóng từ phanh được tản nhiệt, thoát nước hiệu quả bằng hệ thống tản nhiệt và quạt thông gió.

Phanh dược trang bị một máy điều nhiệt có tiếp điểm thường đóng.

Phương thức đo mô-men xoắn từ hệ thống DE LORENZO 1019M tương đối đơn giản

Khi động cơ chạy thử, phanh có xu hướng dịch chuyển như mũi tên trong hình. Đây là điều cần thiết để có thể sắp xếp cân đo G về bên trái cánh tay đòn so với trọng lượng của G từ tay bên kia. Trong trường hợp quay ngược lại, điều này cũng cần thiết để hoán đổi vị trí cân đo và trọng lượng cân bằng.

Hình 3.3. Nguyên lý hoạt động của DE LORENZO 1019M [11]

Cp - Cân bằng trọng lượng, G - Đo trọng lượng

b. Điểm cân bằng đầu tiên

Khi động cơ đã ổn định, lúc này cân được chuyển tới đầu của cánh tay và vị trí cân bằng trọng lượng đã được điều chỉnh ổn định tới khi Stato rung cân bằng. (Điều này có thể kiểm tra thông qua việc cấp nước)

Khi trọng lượng cân bằng được giữ ổn định lại, nó không còn dịch chuyển thêm nữa.

c. Đo đạc

Khi động cơ chạy thử được khởi động, để có thể sử dụng phanh, cần kích đầy đủ cho cuộc kích từ. Lúc này muốn đo mô-men phanh chuyển động, ta cần đo trọng lượng từ khi quay Stato cho đến khi cân bằng lại. Mô-men phanh là kết quả đo của trọng lượng (G) và độ dài cánh tay (b):

Muốn biết được công suất quay của phanh, có thể tính toán bằng lực cơ khí mà động cơ thử nghiệm cung cấp trên các trục (Pr):

Trong đó:

M = Mô-men (Nm)

n = tốc độ quay (rpm)

Phanh được mở để động cơ chạy thử.

a. Tính toán mô-men định mức của động cơ, sử dụng để đánh giá giá trị của nó:

b, Các thiết lập ban đầu của mô-men phanh (trạng thái bình thường, những khác biệt đánh giá trong quá trình sử dụng, chạy quá tải 25%):

N(Nm)= 0 - 1/4 Mn - 2/4 Mn - 3/4 Mn - 4/4 Mn - 5/4 Mn

c, Chọn cánh tay và trọng lượng. Giả sử toàn bộ cánh tay được sử dụng, trọng lượng yêu cầu được tính bởi:

Khi trọng lượng G được chọn như trên, cánh tay đòn tương ứng với mô-men xoắn sẽ là:

Các thí nghiệm trên được bắt đầu với cánh tay đòn thử nghiệm, với thời gian khởi động lâu nhất. Không có quá tải đối với cuộn dây động cơ, tản nhiệt bằng máy lạnh với tải trọng tối đa, do đó trong các lần thí nghiệm nhiệt độ sẽ ổn định trọng khoảng thời gian nhất định và tải sẽ giảm)

Hình 3.4. Cấu hình phanh [11]

Hình 3.5. Cấu hình phanh [11]

1 - Khớp nối

2 - Khung bên ngoài

3 - Cánh tay đòn

4 - Đo trọng lượng

5 - Cánh tay đòn

6 - Khối xoay bên trong

7 - Thiết bị đo tốc độ (đặt cùng máy đo tốc độ điện tử và bảo vệ quá tốc)

8 - Đo mức nước

9 - Quạt

10 - Nguồn nuôi quạt

Hệ thống phanhg DL 1019M được sử dụng trong phòng thí nghiệp UNILAB với nguồn 1.4KW và tốc độ 3600rpm.

Các khớp nối với động cơ dưới cần phải được thực hiên kiểm tra kỹ càng. Khuyến cáo không vận hành quá tải phanh để không làm hỏng nó cũng như vấn đề tản nhiệt. Nhà sản xuất tư vấn nên bắt đầu thử nghiệm với trọng tải đặt tối đa trước, để phanh tự chạy mà không cần kích từ. Sau đó ngưng thử nghiệm một vài phút để hệ thống được làm mát, giữ cho các quạt luôn chạy.

a, Đo tốc độ

Ở đây ta sử dụng hệ thống đo quang học. Một liên kết được thiết lập bằng cách cắm đầu cáp tới một máy đo tốc độ điện tử kỹ thuật số.

Mô-men xoắn trên phanh được đo bằng một cảm biến và đồng hồ kỹ thuật số mô-men xoắn, loại đặc biệt. Trong đó có nhiều tùy chọn theo các yêu cầu đo đạc khác nhau. Đơn vị đo về là Nm - đọc là Niu Tơ mét.

Cảm biến được cố định ở A và B. Đầu cảm biến được chèn nhẹ ở điểm C. Do đó, nếu cần thiết có thể điều chỉnh A với các ốc vít D.

Hệ thống này có thể đo mô-men khởi động khi phanh được cung cấp điện áp kích từ đầy đủ. Trong chế độ này roto được nối bên ngoài.

Chú ý: Không ép chặt cảm biến tại điểm C để đảm bảo nó không bị phá hủy.

Hình 3.6. Vị trí lắp đặt cảm biến đo mô-men xoắn [11]

Hình 3.7. Các chân nối dây của hệ thống DL 1019M [11]

Phần vỏ bên ngoài có thể tự do xoay xung quanh trục, điều này giúp dễ dàng thay đổi vị trí hai cánh tay : trọng lượng và cân bằng trọng lượng.

Độ dài cánh tay : 300mm

Trọng lượng tối đa của hai cánh tay : 20N (khoảng 2kg)

Cảm biến mức nước.

Nguồn: 1.4 KW.

Thời gian vận hành: Làm việc khoảng 10 phút, sau đó tạm nghỉ 20 phút.

Vận tốc đối đa: 3600 rpm

Điệp áp kích thích: 250 Vdc max

Quạt: Nguồn điện 220V, 50/60Hz.

Máy điều nhiệt: Nguồn một chiều 240 VAC/10A, đóng mở bình thường.

Nhiệt độ nghỉ: 90 độ C

Nhiệt độ làm việc: 70 độ C

Hình 3.8. Máy điều nhiệt kết nối với cuộn kích của phanh [11]

Để sử dụng cần một máy đo tốc độ để đo tốc độ vòng quay

Hình 3.10. Sơ đồ điện [11]

Hình 3.11. Sơ đồ nối dây thực tế [11]

Khi động cơ thử nghiệm và hệ thống DL 1019M được sắp xếp theo đúng trình tự vận hành, dây mạch được cắm như sơ đồ, tiến hành điều khiển theo các bước sau đây:

1, Cài đặt module

Cố định đầu ra ba pha: Chuyển mở công tắc.

Đầu ra một chiều: Chuyển mở công tắc.

Quay hoàn toàn ccw.

2, Tránh các cuộn dây Ammetric để bảo vệ nó khỏi quá dòng lúc khởi động

3, Thực hiện câng bằng trọng lượng ban đầu của phanh, di chuyển trọng lượng đo tại đầu cánh tay đòn cho đến khi mực nước là cân bằng nhất. Giữ chặt vị trí cân bằng trọng lượng trong suốt quá trình thí nghiệm.

4, Điều chỉnh điện áp cung cấp chính xác giá trị định mức của động cơ. Đóng công tắc động cơ và đầu ra ba pha. Kiểm tra xem động cơ đang quay theo đúng tham chiếu đến các cân đo hay không. Loại bỏ các vị trí ngắn mạch.

5, Di chuyển cân đo trọng lượng để kiểm tra tối đa và điều chỉnh mức kích từ để tái cân bằng phanh. Đọc chỉ số trên các dụng cụ và tốc độ quay của động cơ bằng máy đo tốc độ.

6, Thay đổi trọng lượng đo một cách từ từ trên cánh tay đòn bằng các giá trị khác nhau. Mỗi lần phanh cân bằng nhờ điều chỉnh, cần ghi lại giá trị của dụng cụ đo và chú ý tốc độ quay.

7, Dừng động cơ, mở công tắc.

M: Mô-men (Nm)

G: Trọng lượng (N)

b: độ dài cánh tay (m)

Wa, Wb: giá trị cuộn dây (div)

Pa: Công suất (W)

n: tốc độ quay của động cơ (rpm)

Pr: công suất phanh

: hiệu suất