BÀI TẬP HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 2

Tên: Phạm Trường Hưng
Lớp: 13CDT1

BÀI TẬP HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 2
CHƯƠNG 1
Bài 1:

550V

I=?

T=20 N.m
q=20 m3/s
p=?
n=1500v/p

µm=90%

µ
Xác định I,q ?
Giải:

N

d /c

= µ .U.I = T.Ω =

⇒I=

N

q

d /c

T .π .n
30.U .µ

d /c

20.π .1500
= 6,35(A)
30.550.0,9

= µ .N d / c = q. p
T

p=
=>

=

T .2π .n
60

µ

T

. Nd /c

q

=

0,9.0,95.550.6,35
= 149,3(N/ m 2 )
20

=95%


Bài 2:
Chân vịt tàu thủy

i=1/2
n=120 v/p
T1

Nm=115HP

Vt.bình=10 m/s
T2

Xác định T1,T2 (bỏ qua tổn thất)
1HP=0.7457KW
Giải:
=115 HP = 115. 0,7457 =85,76 (Kw)
Ta có:
i=

1 n2
= ⇒ n1 = 2.n2 = 2.120 = 240(v/ p)
2 n1

N m = T1.Ω1 =
Mặt khác:
T1 =

T1.π .n1
T .π .n1
N m = T1.Ω1 = 1
30
30

N m .30 85, 76.1000.30
=
= 3414(N.m)
π .n1
π .240

Bỏ qua tổn thất, ta có:
n1.T1 = n2 .T2
⇒ T2 =

Bài 3:

n1
n
.T1 = 2.T1 = 6828(N.m) ⇒ T2 = 1 .T1 = 2.T1 = 6828(N.m)
n2

n2

h=10m

µb=92%
T
Ø 0,75m

bin

q=0,01 m3/s

v
m

m=200kg


Xác định:
v=? ; �=? ; T=?
Giải:
Ta có trọng lượng riêng của nước là d=10000 N/
-Áp suất tại đáy bình là:
P=d.h=10000.10=100000 N/
-Ta có:
+ =P.q= 100000.0,01= 1000 (W)
+ =�.T= F. v= m.g.v =200.10.v
Mặt khác:
= =0,92. 1000= 920 (W)

⇒v=
-

Vận tốc gốc của tang:
v v.2 2.0, 46
v v.2 2.0, 46
Ω= =
=
= 1, 23( rad / s) Ω = =
=
= 1, 23(rad / s )
r
d
0, 75
r
d
0, 75

T=


Bài 4:

920
920
= 0, 46(m / s) ⇒ v =
= 0, 46(m / s)
200.10
200.10

N t 920
N
920
=
= 750( N .m) T = t =
= 750( N .m)
Ω 1.23
Ω 1.23


Tìm I, Ne.
Giải
Trọng lượng riêng của nước d=10000N/m3
Áp suất tại đáy là:P=d.h=10000.50=500000. N/m2
Công suât đầu vào Tuốc bin Nb=P.q=500000.10=5000000.W
Khi bỏ qua hiệu suất trên máy phát điện thì
Công suất của máy phát điện Ne=Nb.µ=5000000.0,92=4600000.W
I= Ne/U=4600000/220=20909,1A.
Bài 5:

Xác định lưu lượng q, momen xoắn T.
Giải:
Momen xoắn
Lưu lượng
Với d là trọng lượng riêng của nước d=10000N/m3
h là chiều cao của cột nước.


CHƯƠNG 2
Rút gọn Karnaugh biểu thức sau:

H=(
Khi chưa rút gọn bởi Karnaugh sơ đồ mạch của phương trình này có 12 phần tử gồm 4 NOT, 8
AND và 1 OR.
Biểu đồ Karnaugh như sau:
c

c

0000

0001

0011

0010

0100

0101

0111

0110

b

a

1100

1101

1111

1110

b

a

1000

1001

1011

1010

d
Kết quả sau khi rút gọn là H=

d


CHƯƠNG 3
Bài 1: Điều khiển dùng động cơ thủy lực và tín hiệu khí nén:
a/ Sơ đồ lắp ráp:

b/ Chu trình hoạt động:

c/ Các phương trình Logic:
A+ = a0.b0.

A- = a1.b0.x

B+ = a1.b0.

X+= a1.b1.

B- = a1.b1.x

X+ = a0.b0.x

d/ Các phương trình logic rút gọn:
A+ =

B- = x

A- = b0.x

X+ = b1

B+ = a1.

X- = a0

e/ Điều khiển bằng sơ đồ khí nén

Bài 2:
Điều khiển dùng động cơ điện và sử dụng sơ đồ điện, PLC:
a/ Sơ đồ lắp ráp:

b/ Chu trình hoạt động:

c/ Các phương trình Logic:
A+ = a0.b0.

A- = a1.b0.x

B+ = a1.b0.

X+= a1.b1.

B- = a1.b1.x

X+ = a0.b0.x

d/ Các phương trình logic rút gọn:
A+ =

B- = x

A- = b0.x

X+ = b1

B+ = a1.

X- = a0


e/ Sơ đồ điều khiển bằng điện:

f/ Sơ đồ điều khiển bằng PLC:
-Sơ đồ lắp ráp PLC:

Bài 3:
Thiết kế hệ thống máy khoan tự động dùng 3 xylanh

-Chương trình:


Chu trình hoạt động của máy khoan:

Dạng 1: Yêu cầu đề ra dùng tín hiệu điều khiển khí nén
1. Sơ đồ xylanh:

2. Phương trình logic:

A+ = a0.b0.c0
B+ = a1.b0.c0
B- = a1.b1.c0

(1)
(2)
(3)

A- = a1.b0.c0
C+ = a0.b0.c0
C- = a0.b0.c1

(4)
(5)
(6)

Ta thấy trong các phương trình trên có phương trình 2 và 4 trùng nhau, phương trình 1 và 5 trùng
nhau, vì vậy ta cần thêm một biến nhớ phụ để phân biệt hai trạng thái này. Đặt biến phụ là X.
Viết lại các phương trình logic:
A+ = a0.b0.c0.S0.
B+ = a1.b0.c0.
B- = a1.b1.c0.x
A- = a1.b0.c0.x
C+ = a0.b0.c0.x
C- = a0.b0.c1(6)
X+= a1.b1.c0.
X- = a0.b0.c1.x

(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(7)
(8)

Ta tiến hành rút gọn các phương trình bằng biểu đồ Karnaugh (tiến hành làm nháp bên ngoài và

cho ra kết quả).
Các phương trình logic sau khi rút gọn bằng biểu đồ Karnaugh :
A+ = c0. . S0

A - = b0.x

B+ = a1.

B-= x

C+ = a0. X

C-=

X+ = b1

X- = c1

Sơ đồ mạch logic sau khi rút gọn là :


3. Sơ đồ lắp ráp điều khiển bằng khí nén


Dạng 2: Yêu cầu để ra dùng tín hiệu điện khí nén

Nếu dùng thủy lực ta dùng van solenoid thủy lực, và xylanh thủy lực.
Trình tự thiết kế mạch điện khí nén tương tự như ở trên. Sau khi rút gọn các phương trình logic
bằng bìa Karnaugh, ta có :
A+ = c0. . S0

A - = b0.x

B+ = a1.

B-= x

C+ = a0. X

C-=

X+ = b1

X- = c1

Từ các phương trình logic, ta có mạch điện điện khiển như sau :

Điều khiển bằng PLC


Dạng 3: Yêu cầu điều khiển bằng tín hiệu điện và động cơ một chiều

Làm tương tự như các dạng trên, chỉ thay đổi mạch động lực
Mạch động lực động cơ điện một chiều.


Dạng 4: Yêu cầu đề ra điều khiển bằng động cơ xoay chiều 3 pha

Các bước thiết lập phương trình logic tương tự hoàn toàn ở trên, ta chỉ thay mạch động lực

Bài 4:
Điều khiển theo thời gian:


Yêu cầu: Dùng tự động t3.
ĐK bằng điện

Mạch điện.

ĐK bằng PLC


Bài 4:
Thiết kế mạch điều khiển có 2 phần tử nhớ
1. Điều khiển bằng PLC

Cơ cấu:

Phương trình logic sau khi rút gọn:

Mạch lắp rắp của hệ điều khiển:


Cổng vào:
X400 = S0
X401 = S1

Cổng ra:
X404 = b0

X405 = b1

Y430 = K1 = A+
Y431 = K2 = A-

X402 = a0

X406 = c0

Y432 = K3 = B+

X403 = a1

X407 = c1

Y433 = K4 = B-

Chương trình PLC:

Y434 = K5 = C+
Y435 = K6 = C-


2. Sơ đồ lắp rắp điều khiển chu trình máy khoan tự động dùng 3 xy lanh


CHƯƠNG 4
Bài 1:
Điều khiển thanh chắn cửa tự động trong bãi giữ xe bằng rơ le thời gian:
a) Mô hình:

X402
a1

X405
b1

a0
X401

b0
X404

A

A+
Y430

A-

B-

Y431

Y432

B+

B

Y433

b) Chương trình PLC cho trường hợp dùng cảm biến (X406, X407).
X400 Nạp tiền xe vào.

X400

X402

X401

Y430

X401

X402

Y431

X405

X404

Y432

X404

X405

Y433

X401 CB đã mở cổng vào.
X402 CB đã đóng cổng vào

Y430

X403 CB báo xe sắp ra.
X404 CB đã mở cổng ra.
X405 CB đã đóng cổng ra

X406
Y431

X406 CB báo xe đã vào.
X407 CB báo xe đã ra.
Y430 Mở cổng vào.
Y431 Đóng cổng vào.
Y432 Đóng cổng ra.

X403
Y432
X407

Y433 Mở cổng ra.

Y433
END


c) Sơ đồ lắp ráp:

24V
X400
X401
X402
X403
X404
X405
X406
X407

24V
Y400
Y401
Y402
Y403

K1
K1
K2

K2

K3
K3

K4

K4

* Bài tập 2: hệ thống 3 xi lanh điều khiển dùng rơ le thời gian:

a) Sơ đồ xi lanh:

A+
Y430

B+
Y432

AY431

BY433

C+
Y434

CY435

A+
A-

B+
B-


b) Chu trình hoạt động:

xilanh

1

2

3

4

5=1

A
B
C
t1

t2

t3

t4

c) Chương trình PLC:

X400

T450 Y431 Y432 Y433 Y434 Y435

T450

Y430
T450

Y430

Y431

T451

Y432

Y431

A+

AB+

T451

T451

Y433

T452

BY434

Y433

C+
T452

X452

Y435

T453

CT453

Y435
END


CHƯƠNG 5
Bài 1
V1

V2

B1

K
m1

F(t)

m2
B2

Tách hệ:

V1

K

m1

V2

F1

F1'

m2
B2

Từ mô hình ta có phương trình sau:
•

F1 = m1 *V 1 + K * ∫ V1dt
•

F − F '1 = m2 *V 2 + B2V2
F1' = F1 = B1 (V2 − V1 )
Suy ra:
•

B1 (V2 − V1 ) = m1 *V 1 + K * ∫ V1dt

F(t)