Câu hỏi môn Máy điện trong thiết bị điều khiển và tự động

Nội dung text: Câu hỏi môn Máy điện trong thiết bị điều khiển và tự động

1. Câu 1. Tên các loại máy điện trong thiết bị tự động và điều khiển bằng tiếng Việt và tiếng Anh tương ứng. - Máy biến áp: transformer Phân loại theo sự đa dạng về nguồn và điện áp cấp: + Máy biến áp nhiều dây cuốn: Mutliple winding transformer + Máy biến áp tự ngẫu: Autotransformer + Máy biến áp chỉnh lưu: Rectifier transformer + Máy biến áp cho nguồn đóng cắt tần số cao: Switch mode power transformer + Máy điện áp cảm ứng: Induction voltage regulator Các thiết bị tự động và điều khiển cần có tín hiệu khác nhau: + Máy biến điện áp: voltage transformer or potential transformer + Máy biến dòng điện: current transformer + Máy biến áp biến đổi số pha: Phase shifting transformer + Máy biến áp nhân tần: Frequency multiplier transformer + Máy biến áp xung: pulse transformer + Máy biến áp xoay: Rotary transformer + Máy biến áp tổng hợp: synthesis transformer - Máy điện quay cung cấp tín hiệu cho hệ thống điều khiển: electric rotating machine + Máy phát tốc: Tachometer + Hệ tự đồng bộ 3 pha: 3 phase Selsyn + Hệ tự đồng bộ 1 pha: 1 phase Selsyn + Máy điện khuếch đại từ trường ngang: + Máy điện không đồng bộ dùng biến đổi tần số: + Máy điện biến đổi 1 phần ứng: - Động cơ chấp hành: motor + Động cơ servo: Servo motor + Động cơ bước: Stepper motor + Động cơ 1 chiều không chổi than: Brushless direct current motor (BLDC) + Động cơ VS: varible speed motor + Động cơ phản kháng: Reluctance motor + Động cơ từ trễ: hysteresis motor + Động cơ tuyến tính: linear motor
2. Câu 2. Hãy nêu tên các thiết bị điện – điện tử có sử dụng các loại máy điện trong thiết bị tự động và điều khiển. Phân tích lý do sử dụng các loại máy điện này Trong đời sống thường ngày: + Ổn áp LiOA: dùng máy biến áp tự ngẫu để cho ra 2 hoặc nhiều nguồn điện ra như 220V, 110V, dùng biến áp kết hợp với một số thành phần khác như chổi than, LK bán dẫn, tụ điện, mạch chuyển rơle để giúp ổn áp + Nguồn máy tính, laptop: dùng máy biến điện áp để chuyển đổi nguồn 220AC sang các điện áp thấp như 24, 12V, 5V, 3,3V rồi chỉnh lưu sang một chiều. + Sạc điện thoại: hạ áp từ 220V xuống 5V và chỉnh lưu sang nguồn một chiều để sạc pin + Công tơ điện: dùng máy biến điện áp, dòng điện để đo điện năng tiêu thụ + Máy giặt, máy rửa bát: sử dụng động cơ + Máy photo: dùng BLDC để thực hiện các thao tác in + Quạt điện: động cơ BLDC + Điều hòa không khí: động cơ từ trở đồng bộ thay cho động cơ cảm ứng do hiệu suất cao hơn và điện năng tốt hơn + Đồng hồ vạn năng: dùng máy biến điện áp và dòng điện để mở rộng phạm vi đo + Đèn flash trong máy ảnh: dùng máy biến áp xung công suất trung bình, kết hợp cuộn phản hồi và bóng bán dẫn để hoạt động như một công tắc điều khiển bằng điện Trong công nghiệp: + Trạm biến áp có sử dụng máy biến điện áp và dòng điện để đo đếm điện năng + Các tủ điện điện điều khiển bù công suất phản kháng, lấy tín hiệu dòng điện đưa về bộ điều khiển + Máy biến áp tự ngẫu dùng khởi động các động cơ không đồng bộ công suất lớn + Máy li tâm hoặc máy nén, máy nén để điều hòa không khí trong tàu cao tốc, hệ thống truyền động chống cháy cho môi trường dễ cháy nổ, máy móc thiết bị trong lĩnh vực dầu mỏ: máy bơm trục đứng, máy bơm chùm, máy móc kiểm tra giếng, máy trộn thực phẩm, dùng động cơ từ trở chuyển mạch do cấu tạo đơn giản, k chổi than, k phải bảo dưỡng, momen khởi động lớn, dễ điều chỉnh momen, tốc độ + Dùng động cơ bước trong công nghiệp games: động cơ cung cấp trong máy đánh bạc, máy kéo bánh xe và xáo trộn thẻ. Y tế: máy bơm pha chế, dụng cụ lấy mẫu và dụng cụ tiêm tự động sắc ký, chụp ảnh nha khoa kỹ thuật số, máy bơm chất lỏng, mặt nạ phòng độc, máy phân tích máu vì đáng tin cậy, khả năng lặp lại chuyển động, điều khiển đơn giản, ít tốn kém, dải tốc độ rộng.
3. Câu 3. Ứng dụng của động cơ Secvo Các ứng dụng công nghiệp phổ biến cho động cơ secvo. Động cơ secvo nhỏ và hiệu quả nhưng rất quan trọng để sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu điều khiển vị trí chính xác. Động cơ servo được điều khiển bởi tín hiệu (dữ liệu) phổ biến hiện nay là bộ điều biến độ rộng xung (PWM). Điều khiển cánh tay Robot, xe robot Hệ thống máy CNC Ứng dụng máy sản xuất khẩu trang Hệ thống dao cắt bay, cắt quay Hệ thống máy cắt túi nilon Điều khiển hệ thống máy đóng gói Ứng dụng trong máy in công nghiệp Ứng dụng trong hệ thống vận chuyển và sắp xếp hàng hóa Lấy nét tự động máy ảnh Định vị ăngten Hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời Dệt may Điều khiển các máy chế tạo thiết bị điện tử Câu 4. So sánh động cơ bước và động cơ secvo Động cơ bước Động cơ servo Mạch driver Đơn giản, người dùng có thể chế Mạch phức tạp, thông thường người tạo chúng dùng phải mua mạch driver từ các NSX Nhiễu và Đáng kể Rất ít rung động Tốc độ Chậm ( tối đa 1000-2000rpm) Nhanh hơn (tối đa 3000-5000 rpm) Hiện tượng Nếu tải đặt vào tăng có thể xảy ra Khó xảy ra ( động cơ vẫn chạy trơn tru trượt bước hiện tượng trượt bước nếu tải đặt vào tăng ) Phương pháp Vòng hở ( không encoder) Vòng kín ( có encoder ) điều khiển Giá thành Rẻ (100-200usd) Đắt (hơn 400 usd) Độ bền Đơn giản, kích thước nhỏ gọn, ít Thiết bị phức tạp và phải bảo dưỡng bảo dưỡng, hỏng hóc định kỳ Độ phân giải Thấp, thông thường khoảng 0,36 - Rất cao, phụ thuộc độ phân giải của 15o encoder, có thể lên đến 23 bit
4. Câu 5. So sánh động cơ BLDC với ĐCMC có chổi than. Đặc tính so sánh giao BLDC môtor chuyển Brushed DC motor có Lợi ích thực tế hoán mạch điện từ dựa chổi than và cổ góp Công tắc điện tử thay trên vị trí rotor thế các thiết bị cơ khí Hiệu suất Cao Vừa phải Điện áp rơi trên thiết bị điện tử phải nhỏ hơn trên chổi than Bảo trì Ít / không có Định kỳ Không cần bảo trì chổi than , cổ góp Hiệu suất ( tản ? ) Tốt hơn Kém Chỉ có cuộn dây phần nhiệt ứng tạo ra nhiệt là stato và được nối với vỏ ngoài của BLDC. Vỏ máy tản nhiệt tốt hơn roto nằm trong động cơ DC có chổi than. Công suất đầu ra Cao Trung bình / thấp Nam châm rãnh cửa và không có tổn thất roto Tốc độ / momen xoắn Bằng phẳng Gần bằng phẳng Không có chổi than ma sát để giảm momen xoắn hữu ích Phản hồi động Nhanh Chậm Quán tính roto thấp hơn vì có NCVC Phạm vi tốc độ Cao Thấp Không có giới hạn cơ học được áp dụng Tiếng ồn Ít ồn ồn lớn Không có chổi than để gây ra tiếng ồn Tuổi thọ Dài Ngắn Không có chổi than và cổ góp
5. Câu 6. So sánh động cơ BLDC với ĐCKĐB rô to lồng sóc Đặc tính Bldc Đckdb roto lồng sóc Lợi ích thực tế Đặc điểm tốc Bằng phẳng Không bằng phẳng, Thiết kế nam châm độ/momen xoắn momen xoắn thấp VC với phản hồi vị trí hơn ở tốc độ thấp hơn roto mang lại cho bldc momen xoắn (kđ?) cao hơn và tốc độ thấp. Công suất đầu ra Cao Vừa phải Cả stato và roto đều chứa cuộn dây cho động cơ cảm ứng Phản hồi động Nhanh Chậm Quán tính của roto thấp hơn vì NCVC Tần số trựợt giữa Không Có. Roto chạy ở tần BLDC là động cơ stato và roto số thấp hơn stato theo đồng bộ, đc kđb là tần số trượt và độ động cơ cảm ứng trượt tăng theo tải trên động cơ Câu 7. So sánh động cơ từ trở chuyển mạch và ĐCKĐB rô to lồng sóc Tiêu chí Động cơ từ trở chuyển mạch ĐCKĐB roto lồng sóc Kết cấu - Stato: dây quấn tập trung trên cực từ Cả stato và roto đều có - Rôto: mạch từ có răng, không có dây dây quấn, điện áp xoay quấn, không có nam châm. chiều được cấp cho stato Stato, roto đều có dạng cực lồi Bảo Ít hoặc không cần bảo dưỡng Ít dưỡng Đặc tính Momen khởi động lớn, mômen quán tính Không tuyến tính momen nhỏ, đáp ứng nhanh. Dễ dàng điều chỉnh đặc tính mômen/tốc độ. Momen có độ gợn sóng cao Hiệu Hiệu suất thấp Thấp, tổn hao về nhiệt suất cả roto và stato. Động cơ hiệu suất thấp thì giá thành cao Tốc độ phù hợp với tốc độ cao Thấp, dựa trên tần số AC tăng tải sẽ giảm tốc độ Tiếng ồn Ồn Thấp
6. Đảo Thay đổi 2 pha đầu ra chiều Yêu cầu Không cần đối với tốc điều độ không đổi khiển Giá Chi phí thấp vì không sử dụng nam châm Thấp thành Câu 8: So sánh động cơ servo DC và BLDC Đặc điểm so sánh Động cơ DC ( servo ) Động cơ BLDC Cấu tạo cơ khí Nc trên stato Nc trên roto , tương tự động cơ kđb Đặc điểm nổi bật Đáp ứng động tốt, dễ điều Tuổi thọ cao, không cần bảo khiển dưỡng. Dây quấn Dây quấn DC( xếp, sóng ) Dây quấn ac 3 pha hoặc nhiều pha ( đơn giản nhất là dây 2 pha ??) Chuyển mạch Chuyển mạch cơ khí với chổi Chuyển mạch điện tử dùng than và cổ góp transistor công suất Định vị vị trí roto Tủ đồng bộ với chổi than Dựa vào sensor ( Hall, quang điện , ) Phương thức đảo chiều Đảo chiều điện áp đưa vào Đảo trình tự logic điều khiển động cơ các van bán dẫn công suất. Câu 9: Nêu tên các công ty thiết bị điện lớn của Việt nam Tổng Công ty Thiết bị điện Đông Anh (EEMC) HAVEC - Công ty cổ phần Chế tạo thiết bị điện Việt Nam CÔNG TY TNHH CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỆN OMEGA Rạng đông Công ty ổn áp LiOA Nhật Linh Điện cơ Việt Nhật Câu 10: Nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ một chiều không tiếp xúc (BLDC, động cơ 1 chiều không vành góp)
7. Câu 11: Nếu cấu tạo, nguyên lý làm việc động cơ bước roto phản kháng (động cơ bước từ trở thay đổi) có góc quay bằng 30o Cấu tạo: Rotor là một dãy các lá nam châm vĩnh cữu được xếp chồng lên nhau một cách cẩn thận. Trên các lá nam châm này lại chia thành các cặp cực xếp đối xứng nhau. Roto của động cơ bước biến từ trở được cấu tạo từ thép non có khả năng dẫn từ cao, do đó khi động cơ mất điện roto vẫn tiếp tục quay tự do rồi mới dừng hẳn. Stato được tạo bằng sắt từ được chia thành các rãnh để đặt cuộn dây và có các cuộn pha đối xứng nhau. Nguyên lý làm việc: