MICROMAŞINI ŞI ACTUATOARE ELECTRICE (µMAE)

Prof.dr.ing. Mircea M. R ĂDULESCU

Laboratorul de Cercetare ‘Ma şini Electrice Speciale şi Trac Ńiune Electric ă Uşoară’ – SEMLET Research Laboratory

(http://semlet.utcluj.ro)

µMAE / an I Master – SMCIE / 2011-2012

Calificare poten Ńială pe pia Ńa for Ńei de munc ă din UE

BIBLIOGRAFIE ÎN LIMBA ROMÂN Ă

1. C. Nică – Convertoare electromecanice de mică putere, Editura Universitaria, Craiova, 2005

2. M. Ignat ş.a. – Actuatori electromagnetici, Editura Electra, Bucureşti, 2008

3. I. łopa ş.a. – Elemente de execuŃie electrice, Editura Matrix Rom, Bucureşti, 2005

4. M.M. Rădulescu – Micromaşini şi actuatoare electrice. Note de curs policopiate (după ’slides’-urile de prezentareîn ’PowerPoint’)

MICROMAŞINI ŞI ACTUATOARE ELECTRICE ( µMAE)

BIBLIOGRAFIE ÎN LIMBI STRĂINE

MICROMAŞINI ŞI ACTUATOARE ELECTRICE ( µMAE)

CUPRINS

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electriceîn sisteme de control al mi şcării

2. Microma şini şi actuatoare electrice cu magne Ńi permanen Ńi

3. Microma şini şi actuatoare piezoelectrice (ultrasonore)

4. Microma şini şi actuatoare electrice hibride (de tip pas-cu-pas)

5. Microma şini şi actuatoare electrodinamice (cu bobin ă mobil ă)

6. Microma şini şi actuatoare electrice liniare

µMAE / an I Master – SMCIE / 2011-2012

MICROMAŞINI ŞI ACTUATOARE ELECTRICE ( µMAE)

u Sistem de stocare a energiei magnetice

Port (terminal) electric

Port (terminal) mecanic

M (F)

θ (x)

MOTOR ELECTRIC

Ma i

uSistem de stocare a energiei magnetice

Port (terminal) mecanic

Port (terminal) electric

GENERATOR ELECTRIC

θ

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

CONVERTOARE ELECTROMECANICE DE ENERGIE

Criterii de realizare a maşinilor electrice

(convertoarelor electromecanice de energie)

� randament energetic ridicat de conversie� capacitatea de a func Ńiona la putere instantanee

constant ă, atât pe partea mecanic ă, cât şi pe partea electric ă

� capacitatea de a fi electric interconectabile

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

u, i M, θ(F, x)

CONVERTOR ELECTROMECANIC (DE ENERGIE ŞI) DE SEMNAL

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

Criterii de realizare a actuatoarelor electrice

(convertoarelor electromecanice de semnal)

� calitatea semnalului de conversie� raportul între talia actuatorului şi mărimea

mecanic ă (for Ńa sau cuplul) furnizată la ieşire� deplasarea limitat ă, unghiular ă sau liniar ă

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

corp feromagnetic

e

Tipologia interac Ńiunilor electromecanice

material piezoelectric

armătur ă condensator

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

Convertor electromecanic

Energie auxiliar ă

Convertor electronic

Energie / semnal

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

Senzori şi electronic ă

Senzori şi electronic ă

Senzor de bază

Interfa Ńă om-ma şinăSoftware

Prelucrare electronic ă de semnal

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

[T]

[A/m]

'1 2 1 2

1 1

1( , ,..., , ) ( , ,..., , )

2

n n

mag n mag n kj k jk j

W W i i i L i iψ ψ ψ θ θ= =

= = ∑∑

1

( ) , [1, ]n

k kj jj

L i k nψ θ=

= ∈∑

cmage

Wm

θ∂

=∂

[A]

[Wb]

Wmag

W’mag

2

2mag rez

dM J M

dt

θ= +cmagmag

WM

θ∂

=∂

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

medii liniare

[T]

[A/m]

[A]

[Wb]

, [1, ]kk k k

du R i k n

dt

ψ= + ∈1

( ) , [1, ]n

k kj jj

L i k nψ θ=

= ∈∑

1 1

( )( ) , [1, ]

n nj kj

k k k kj jj j

di Ldu R i L i k n

dt dt

θθθθ= =

∂= + + ∈

∂∑ ∑

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

medii liniare

B [T]

H [A/m]

' 2

2

magmag rez

W dM J M

dt

θθ

∂= = +

∂

' '1 2( , ,..., , )mag mag nW W i i i θ=

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

W’mag

medii neliniare

B [T]

H [A/m]

, [1, ]kk k k

du R i k n

dt

ψ= + ∈

1

, [1, ]n

jk kk k k j

j j

di du R i i k n

i dt dt

ψ ψθθ=

∂ ∂= + + ∈∂ ∂∑

1 2( , ,..., , ), [1, ]k k ni i i k nψ ψ θ= ∈

W’mag

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

medii neliniare

1. NoŃiuni de baz ă referitoare la microma şini şi actuatoare electrice în sisteme de control al mi şcării

factorul de scalare izometric ă [s] , adic ă x = [s], y = [s], z =[s]