Thứ hai, 30/03/2020 08:25
Nghiên cứu phát triển hệ thống ly hợp lưu chất điện - từ biến dùng điều khiển tốc độ tải được truyền động bằng động cơ điện
Nguyễn Quốc Hưng 1, Lê Đại Hiệp 1, Nguyễn Minh Huy 3, Nguyễn Thời Trung 3*
1 Khoa Cơ khí, Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh
2 Khoa Kỹ thuật, Trường Đại học Tiền Giang
3 VIện Khoa học Tính toán, Trường Đại học Tôn Đức Thắng
Ngày nhận bài: 30/09/2019; ngày chuyển phản biện: 03/10/2019; ngày nhận phản biện: 04/11/2019; ngày chấp nhận đăng: 12/11/2019
Tóm tắt:
Trong nghiên cứu này, các tác giả đề xuất cấu hình ly hợp mới sử dụng lưu chất điện - từ biến (MRF) để điều khiển tốc độ đầu ra của động cơ điện. Cấu hình ly hợp mới này đã khắc phục được các nhược điểm của ly hợp MRF cũ, như khắc phục được hiện tượng thắt nút cổ chai, không cần sử dụng cổ góp điện. Mô hình ứng xử lưu biến dẻo Bingham được sử dụng để tính toán mô men truyền động của ly hợp sử dụng lưu chất điện - từ biến. Từ cấu hình ly hợp được đề xuất, nghiên cứu đã tối ưu hóa đa mục tiêu để tìm ra kích thước tối ưu nhất của ly hợp sao cho khối lượng và công suất là nhỏ nhất với mô men truyền động cần thiết. Một ly hợp có mô men truyền động 10 Nm đã được thiết kế và chế tạo dựa trên kết quả thiết kế. Hệ thống thí nghiệm đo mô men của ly hợp được xây dựng để kiểm tra đặc tính của ly hợp. Bên cạnh đó, hệ thống điều khiển tốc độ đầu ra của tải với quy luật mong muốn cũng được xây dựng và kiểm chứng.
Từ khóa:
điều khiển tốc độ động cơ, lưu chất điện - từ biến (MRF), ly hợp sử dụng lưu chất điện - từ biến (MRC), phanh MRF
Development of a speed control system for rotary load driven by electric motors via magneto-rheological clutch
Quoc Hung Nguyen1, Dai Hiep Le1, Minh Huy Nguyen2, Thoi Trung Nguyen3*
1Faculty of Mechanical Engineering, Industrial University of Ho Chi Minh City
2Faculty of Engineering, Tien Giang University
3Institute for Computational Science, Ton Duc Thang University
Received: 30 September 2019; accepted: 12 November 2019
Abstract:
In this work, the new configuration of magneto-rheological clutch (MRC) is proposed to control the output speed of electrical motor. This configuration deals with some drawbacks in conventional configuration such as bottle-necks phenomenon, using collector with brushes (commutator). The Bingham model has been employed to analyse the transmitting torque of MRC. An optimal design of the MRC is then established to find out the optimal geometric dimensions of the clutch that can transform a required torque with the minimum mass and power consumption. Based on the results, a prototype of the MRC with 10 Nm transmitting torque has been manufactured, and its performance characteristics have been experimentally investigated. In addition, a controller has also been designed to control the output speed of the system. In order to evaluate the effectiveness of the proposed motor speed control system, experimental results of the system are obtained and presented with discussions.
Keywords:
magneto-rheological fluid (MRF), MRF brake, MR clutch (MRC), speed control
Classification number:
2.3