đồ án truyền động điện

48 822 7
đồ án truyền động điện

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải Đồ án Truyền động điện Trang 1 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG 1 4 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 4 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 4 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG HẠ TRỤC DÙNG ĐỘNGĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 32 ĐỘNG CƠ MỞ MÁY QUA 3 CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ, TÍNH ĐIỆN TRỞ PHỤ Ở TỪNG CẤP BIẾT RẰNG ĐỘNG CƠ KÉO TẢI ĐỊNH MỨC: 32 Trang 2 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải LỜI NÓI ĐẦU Thế kỉ XXI – thế kỉ của công nghệ thông tin, của khoa học kĩ thuật và công nghệ tự động. Nhằm đáp ứng nhu cầu của sự phát triển, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Truyền động điện ra đời là một trong những yếu tố quan trọng: • Truyền động điện có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuối cùng của một công nghệ sản xuất. • Truyền động điện là một hệ thống máy móc được thiết kế với nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành điện năng. • Hệ thống truyền động điện có thể hoạt động với tốc độ không đổi hoặc thay đổi. Hiện nay khoảng 70-80% các hệ truyền động là loại không đổi, với các hệ thống này tốc độ hoạt động của động cơ hầu như không cần điều khiển, trừ các quá trình khởi động và hãm. Phần còn lại 20-25% các hệ thống điều khiển được tốc độ động cơ để phối hợp được các đặc tính động cơ với đặc tính tải yêu cầu. Với sự phát triển mạnh mẽ của kĩ thuật bán dẫn công suất lớn và kĩ thuật vi xử lý, các hệ thống điều tốc được sử dụng rộng rãi và là công cụ không thể thiếu trong quá trình tự động hóa sản xuất. Do đó nội dung của tập đồ án chủ yếu tính toán và điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha. Tập đồ án này có thể làm tài liệu tham khảo cho những ai quan tâm đến vấn đề liên quan đến động cơ không đồng bộ ba pha. Vì kiến thức và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế không nhiều, nên tập đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và bạn bè. Chúng em xin chân thành cảm ơn. Nhóm sinh viên thực hiện: Trang 3 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải Vũ Hồng Thái CHƯƠNG 1 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1: Cấu tạo:  Động cơ không đồng bộ gồm hai loại: Động cơ Rotor dây quấn và động cơ Rotor lồng sóc (Động cơ Rotor ngắn mạch)  Độngđiện không đồng bộ được sử dụng rất rộng rãi trong thực tế. 2: Ưu điểm:  Ưu điểm nổi bật của loại động cơ này là: Cấu tạo đơn giản đặc biệt là động cơ Rotor lồng sóc. So với động cơ một chiều thì động cơ không đồng bộ giá thành hạ, vận hành tinh cậy, chắc chắn. Ngoài ra động cơ không đồng bộ dùng trực tiếp lưới điện xoay chiều ba pha nên không cần trang bị thêm các thiết bị biến đổi kèm theo. 3: Nhược điểm  Nhược điểm của động cơ không động bộ là điều chỉnh tốc độ và khống chế quá trình khó khăn. Riêng với các động cơ Rotor lồng sóc có các chỉ tiêu khởi động kém hơn. Trang 4 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải II. PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý X ' 2 I ' 2 I i I 0 U 1p R'/S R 1 X 0 R 0 Hình 3.2 Sơ đồ tương đương Trang 5 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải Trong đó: o 000 ,, IXR lần lượt là điện trở, điện kháng và dòng điện mạch Stator. o 111 ,, IXR lần lượt là điện trở, điện kháng và dòng điện Rotor đã quy đổi về Stator. o đm U 1 : Điện áp định mức đặt vào ba pha. o P U 1 : Điện áp pha đặt vào Stator.  0 0 0 0 n nn S − = − = ω ωω : là độ trượt (Hệ số của động cơ) • 0 ω : tốc độ góc của từ trường quay (rad/s) • ω : tốc độ góc của từ trường (rad/s)  p f n 60 0 = : tốc độ của từ trường quay (vòng/phút) • f : tần số của điện áp nguồn đặt vào Stator (Hz) • p : là số đôi cực từ của động cơ. • n tốc độ quay của Rotor (vòng/phút)  22 ' IKI qđΙ = : Dòng điện quy đổi.  Ε Ι = qđ qđ K K 1 :Hệ số quy đổi dòng điện.  22 11 2 1 . . dq dq đm đm qđ KN KN E U K == Ε : Hệ số quy đổi sức từ động. • 21 , NN :Số vòng mỗi pha dây quấn Stator, Rotor. Trang 6 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải  đm E 2 : Sức từ động định mức xuất hiện trên hai vòng trượt Rotor khi: - Rotor hở mạch - Đặt điện áp vào Stator là đm U Phương trình đặc tính tốc độ: 2 2 1 1 2 ' ' N P X S R R U I +       + = Trong đó: • 21 'XXX N += : điện kháng ngắn mạch • P RRR ''' 2 += : điện trở qui đổi Khi mở máy tốc độ 0 = n nên hệ số trượt 1 = S ( ) 2 2 1 1 2 ' ' N P mm XRR U I ++ = ⇒ dòng điện khi mở máy : mm P mm Z U I 1 2 ' = Với : ( ) 2 1 ' Nmm XRRZ ++= Thông thường : nmmm II )74(' 2 ÷= I. PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ Để tìm phương trình đặc tính cơ của động cơ ta dựa vào điều kiện cân bằng công suất động cơ. Công suất điện từ chuyển từ Startor sang Rotor Trang 7 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải 1 . ω đtđt MP = Trong đó : • đt M : monment điện từ động cơ • P đt = P cơ + ΔP phụ + ΔP cu2 Nếu tổn hao phụ không đáng kể ΔP phụ = 0 thì M đt = M cơ = M ⇒ P đt = P cơ + ΔP cu2 ⇔ M đm .ω 0 = M cơ .ω + 3P’.I’ 2 2 ( ) 2 20 ''.3 IPM =−⇔ ωω Mà : S IR MS 0 2 0 0 ''3 ωω ωω =⇒ − = Thay 2 'I vào ta được:         +       + = 2 2 1 0 2 1 ' 55.9 '.3 nm P X S R R Sn UR M (2) (2) là phương trình đặc tính cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha. - Đường biểu diễn của phương trình đặc tính cơ có dạng đường cong nên tọa độ điểm cực trị được xác định bằng cách giải phương trình 0 = ds dM ta được: - Độ trượt tới hạn: 22 1 max ' N XR R S + ±= (3) Thay phương trình (3) vào phương trình (2) ta có: Trang 8 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải [ ] 1 22 1 0 2 1 55.9 2 '.3 RXR n UR M N P ±+ = (4) Trong đó: (+) : ứng với trạng thái động cơ (-) : ứng với trạng thái máy phát - Hệ số quá tải về moment: nm M M M max = λ  Cách vẽ đặt tính cơ khi không biết R 1 ,X 1 ,R 2 ,X 2 chỉ biết các tham số định mức của động cơ trên nhãn máy và cần thục hiện các bước sau: M C n 0 S max M mm M max b 1 0 S M (N.m) n (vòng/phút) Hình 3.3 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ ba pha Bước 1: Xác định tọa độ ba điểm đặc biệt.  Điểm đồng bộ của từ trường: ),0( 0 nnMA == • Với n 0 = p f60  Điểm tới hạn : B (M max ,S max ) Trang 9 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải p f n M M đm M 60 0 max =⇔= λ Mặt khác :         +== đm đm đm M S S S S M M max max max 2 1 λ 0 0 n nn S đm đm − = M đm đm S S S S λ 2 max max =+ 02 2 max 2 max =+− đmM SSSS đm λ Giải phương trình ta được: )1( 2 2,1max −±= MMđm SS λλ  Điểm mở máy : )0,( == nMMC mm Bước 2: Thay 1 = S vào phương trình (2) ta được: ( ) [ ] 2 2 1 0 2 1 ' 55,9 '.3 N P mm XRR n UR M ++ = Bước 3: lấy nhiều giá trị của S trong khoảng 0 → 1 thay vào biểu thức : 1 1 2 max max max S S M M mm + = Ta sẽ được moment tương ứng: S 0 S 1 S 2 ………. 1 Trang 10 [...]... Văn Hải L1 L2 L3 R1 M Hình 3.5 Động cơ không đồng bộ 3 pha khi điện trở phụ - Khi thêm điện kháng phụ X P (giả sử X P = RP ) vào mạch Stator thì tốc độ n0 không đổi, độ trượt tới hạn giảm (vẫn còn lớn khi thêm RP ), moment mở máy M mm giảm (bằng với khi thêm RP ) L1 L2 L3 Xp M Rp Hình 3.6 Động cơ không đồng bộ khi thêm điện kháng và điện trở phụ Trang 15 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải Ta thấy... giảm của điện áp n n0 0 U2 U1 Smax TN(Udm) U2 RP1 nhưng I DC 4 < I DC1 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG HẠ TRỤC DÙNG ĐỘNGĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ĐỘNG CƠ MỞ MÁY QUA 3 CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ, TÍNH ĐIỆN TRỞ PHỤ Ở TỪNG CẤP BIẾT RẰNG ĐỘNG CƠ KÉO TẢI ĐỊNH MỨC: 1 Trình tự mở máy:... khởi động sau đó loại dần các điện trở phụ này theo từng cấp - khi đóng điện trực tiếp vào Stator động cơ không đồng bộ thì thoạt đầu do Rotor chưa quay ,độ trượt lớn ( S = 1 ) nên sức điện động cảm ứng và dòng điện cảm ứng lớn I mm = (5 ÷ 8) I nm - Dòng điện này có giá trị đặc biệt lớn ở các loại động cơ công suát trung bình và công suất lớn M mm = (0,5 ÷ 1,5) M nm - Sơ đồ nguyên lý và đặc tính khởi động. .. sử trước khi hãm động cơ làm việc tại A trên đặc tính cơ 1, thì khi hãm động năng động cơ chuyển sang làm việc tại điểm b trên đặc tính hãm động năng ở góc phần tư thứ II (hình 3.22) w B F w0 A Đ wA w w 0 MC (N.m) M Mmax wD F w Hình 3.18 Đặc tính cơ khi hãm động năng kích từ độc lập 3.2 Hãm động năng tự kích từ: Trang 29 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải - Trong cách hãm động năngkích từ độc... tốc độ tương đối n0 U 1P : Điện kháng cùa mạch từ hóa phụ thuộc vào cách đấu dây Stator khi C.I1 cho nguồn DC vào để hãm động năng Trang 30 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải Y C A 0,82 0,44 I1 = A.I DC • I1 : Dòng điện đẳng trị khi thay I DC ở Stator bằng dòng AC sao cho sức từ động ở 2 dòng này tạo ra như nhau • A: Là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối mạch Stator khi hãm động năng (2) (1) (4) (3)... phần tư thứ tư Trang 26 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải * Đoạn B’C’ : Là đoạn đặc tính cơ giảm tốc * Đoạn C’D’: Là đoạn đặc tính cơ hãm ngược thêm điện trở phụ Rp Phương pháp này chỉ áp dụng cho động cơ Rotor dây quấn truyền động cơ cấu nâng hạ tải Để dừng và hạ tải xuống động cơ được nối thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng nhờ mở các tiếp điểm K (công tắc tơ K thôi tác động) Đặc tính tương... (N.m) 2 Tính toán các điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải lên với các tốc độ lần lượt là: 1 1 n đm , n đm 2 4 Trang 33 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải Ta có phương trình đặc tính cơ khi nâng tải: M = 2M th S S + th S th S Để tính toán điện trở phụ đóng vào mạch rotor ta cần tính toán các đại lượng sau: + Xác định dòng điện stator định mức: I1đm Hiệu suất của động cơ: η = . Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải Đồ án Truyền động điện Trang 1 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG 1 4 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY. P R ). X p L 3 L 2 L 1 M R p Hình 3.6 Động cơ không đồng bộ khi thêm điện kháng và điện trở phụ Trang 15 Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Trần Văn Hải Ta thấy khi thêm P X ta tăng được khả năng quá tải của động cơ ( th M nói. KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 4 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 4 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG HẠ TRỤC DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 32 ĐỘNG CƠ MỞ MÁY QUA 3 CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ, TÍNH ĐIỆN

Ngày đăng: 25/04/2014, 18:38

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • LỜI NÓI ĐẦU

  • CHƯƠNG 1

  • ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

  • ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

  • CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG HẠ TRỤC DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

  • ĐỘNG CƠ MỞ MÁY QUA 3 CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ, TÍNH ĐIỆN TRỞ PHỤ Ở TỪNG CẤP BIẾT RẰNG ĐỘNG CƠ KÉO TẢI ĐỊNH MỨC:

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan