Thiết kế, chế tạo và thực nghiệm đánh giá ly hợp MRF dùng để điều khiển tốc độ và mô mem của động cơ AC :Luận văn Thạc sĩ - Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỖ HỮU MINH HIẾU

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM

ĐÁNH GIÁ LY HỢP MRF

DÙNG ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ VÀ MÔ MEN

CỦA ĐỘNG CƠ AC

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Mã chuyên ngành: 60520103

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh.

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Viễn Quốc

Người phản biện 1: ...................................................................................................

Người phản biện 2: ...................................................................................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại

học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày … tháng … năm 201…

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1. ......................................................................- Chủ tịch Hội đồng

2. ......................................................................- Phản biện 1

3. ......................................................................- Phản biện 2

4. ......................................................................- Ủy viên

5. ......................................................................- Thư ký

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Đỗ Hữu Minh Hiếu MSHV: 16000671

Ngày, tháng, năm sinh: 28/02/1987 Nơi sinh: Lâm Đồng

Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã chuyên ngành: 60520103

I. TÊN ĐỀ TÀI:

Thiết kế, chế tạo và thực nghiệm đánh giá ly hợp MRF dùng để điều khiển tốc

độ và mô mencủa động cơ AC

II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Nội dung 1: Nghiên cứu tổng quan về các loại phanh và ly hợp sử dụng MRF

Nội dung 2: Tính toán, thiết kế tối ưu ly hợp MRF

Nội dung 3: Thiết kế chi tiết, chế tạo ly hợp MRF

Nội dung 4: Thực nghiệm đánh giá tính năng của ly hợp MRF và so sánh với kết quả

lý thuyết.

Nội dung 5: Thiết kế, chế tạo mô hình điều khiển động cơ AC dùng ly hợp MRF

III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Theo QĐ số 04/QĐ–ĐHCN ngày 03/01/2018

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/07/2018

V. NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Nguyễn Viễn Quốc.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20 …

NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TS. Nguyễn Viễn Quốc

TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

i

LỜI CẢM ƠN

Quý thầy cô kính mến! Em xin chân thành cám ơn quý thầy cô trường Đại học Công

nghiệp Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt và giúp em có được những

kiến thức quý giá, đặc biệt giúp em hoàn thành khóa học này.

Em xin chân thành gửi đến thầy TS. Nguyễn Viễn Quốc, thầy PGS.TS. Nguyễn Quốc

Hưng lời cám ơn và tri ân sâu sắc, nhất là trong thời gian thực hiện luận văn, thầy đã

hướng dẫn và hỗ trợ em hoàn thành luận văn thạc sĩ này.

Tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến các bạn học viên lớp CHCK6A, lớp CHCK7A và

các bạn đồng nghiệp đã hỗ trợ, giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu, nhất

là đã hỗ trợ em hoàn thành luận văn này.

Xin kính chúc quý thầy cô, đồng nghiệp, cùng các bạn học viên sức khỏe, hạnh phúc

và thành công trong công tác và trong cuộc sống.

Gia đình, bạn bè những người đã không ngừng động viên, hỗ trợ và tạo mọi điều kiện

tốt nhất cho em trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn.

ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Trong công nghiệp, động cơ AC được sử dụng rất phổ biến vì giá thành rẻ, nguồn

điện sẵn có, chi phí bảo trì sửa chữa thấp. Tuy nhiên, nhược điểm cơ bản của động

cơ AC so với động cơ DC là việc điều khiển tốc độ và mô men rất khó khăn, đòi hỏi

mạch điều khiển và thuật toán điều khiển phức tạp, đắt tiền. Đây là hạn chế cơ bản

trong việc áp dụng rộng rãi động cơ AC trong các hệ thống tự động trong công nghiệp.

Một trong những giải pháp để điều khiển động cơ điện AC đơn giản, thuận lợi hơn là

dùng ly hợp.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sẽ phát triển các loại ly hợp MRF mới khắc phục

hoặc hạn chế các nhược điểm trên của ly hợp MRF được nghiên cứu trước đây để

phù hợp hơn cho việc điều khiển tốc độ và mô men đầu ra của động cơ AC. Bên cạnh

đó, trong nghiên cứu này chúng tôi còn nghiên cứu và chế tạo hệ thống điều khiển

tốc độ và mô men đầu ra của động cơ AC dùng ly hợp MRF. Các loại động cơ DC

trong các hệ thống điều khiển như rô bốt, băng tải…sẽ được thay thế bằng các loại

động cơ AC rẻ tiền và tiện dụng hơn.

iii

ABSTRACT

In industry, the AC motor is widely used because of low price, power availability,

low cost maintenance. The main disadvantages of AC motors compared to DC motors

are difficulty in speed and torque control, requiring expensive controllers with

complex control algorithms. This is the basic limitations in the widespread adoption

of AC motor systems for industrial automation. One feasible solution for AC motor

control is using MRF (magneto-rheological fluid) based clutches (shortly called MR

clutches).

Although there have been many studies on MR clutches, most of these clutches used

traditional configuration with coils wound on the middle cylindrical part and a

compotator is used to supply power to the coils. Therefore, this type of MR clutches

possesses many disadvantages such as high friction and unstable applied current due

to commutator, complex structure which causes difficulty in manufacture, assembly,

and maintenance. In addition, the bottleneck problem of magnetic field is also a

challenging issue. In this research, we did develop a new type of MR clutches that

overcomes the above mentioned disadvantages of traditional MR clutches and more

suitable for application in controlling of AC motor. Besides, in this study, speed and

torque control system for AC motors using developed MR clutches was designed and

experimental validated.