Đang tải... (xem toàn văn)
tính toán và thiết kế truyền động điện cho một cơ cấu nâng hạ cầu trục dùng động cơ
Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN MÔN HỌC Hãy tính toán thiết kế truyền động điện cho cấu nâng hạ cầu trục dùng động là: - Động điện chiều kích từ song song - Động điện không đồng xoay chiều pha rotor dây quấn Yêu cầu tính toán thiết kế sau: Động mở máy qua cấp điện trở phụ, tính điện trở mở máy biết động kéo tải định mức Tính điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải lên với tốc độ là: a ½ tốc độ định mức b ¼ tốc độ định mức Tính toán điện trở phụ cần thiết để đóng vào mạch rotor để hạ tải với tốc độ là: a ½ tốc độ định mức b lần tốc độ định mức Biết moment cản hạ tải 0,8 lần moment định mức Thiết kế sơ đồ nguyên lý điều khiển động mở máy nâng tải hạ tải Biết động xoay chiều ba pha có dây quấn stator rotor đấu hình sức từ động stator lớn rotor 10% Các thông số cho trước: * Động điện chiều kích từ song song: P (kW) U (V) I (A) IKT (A) N (vg/ph) 101 232 482 4,37 512 * Động xoay chiều KĐB ba pha rotor dây quấn: P (kW) U1 (V) 2p (từ cực) N1 (vg) N2 (vg) Kdq1 Kdq2 m1 m2 46 500 28 38 0,966 0,966 3 R1(Ω) R2(Ω) X1(Ω) X2(Ω) ΔpCK ΔpFE I0 (A) η cosφ 0,13 0,0284 0,486 0,0913 0,015P 1276 23,36 0,896 0,866 Trang 1/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày .tháng năm 2011 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Trang 2/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Ngày .tháng năm 2009 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Trang 3/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án môn học Truyền động điện nỗ lục thân, chúng em nhận giúp đỡ nhiều thầy chúng em nói lời cảm ơn chân thành chúng em đến: - Khoa Điện – Điên tử trường đại học sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ chí Minh không ngừng cập nhật kiến thức có giá trị vào học chúng em tất môn học nói chung môn Truyền động điện nói riêng, tạo nhiêu điều kiện thuận lợi cho sinh viên chúng em vấn đề học tập - Trường Trung cấp nghề Gia Lai tạo điều kiện cho chúng em suốt thời gian qua - Thầy Lưu Văn Quang, người truyền đạt trực tiếp cho chúng em kiến thức quý giá môn học thầy dẫn cho chúng em nhiệt tình trình làm đồ án này./ NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN Trang 4/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang LỜI MỞ ĐẦU Ngày yêu cầu công nghiệp hoá đại hoá đất nước nên ngày xuất nhiều dây chuyền sản xuất có kỹ thuật thay hế dây chuyền lạc hậu, lỗi thời Để đáp ứng yêu cầu trước mắt phải đào tạo nguồn nhân lực người có trình độ kỹ thuật cao từ học mái trường đại học Trong dây chuyền sản xuất đại khâu truyền động điện giữ vai trò quan trọng, thực công đoạn cuối quy trình sản xuất có ảnh hưởng lớn đến việc nâng cao chất lượng sản phẩm suất sản xuất Chính truyền động điện môn học thiếu sinh viên khoa điện Một biện pháp giúp cho sinh viên hiểu rõ môn học truyền động điện làm đồ án môn hoc Đề tài đồ án mang tên là: “Tính toán thiết kế cấu nâng hạ cần trục” Nội dung đồ án gồm chương xoay quanh vấn đề tính toán thiết kế cấu nâng hạ cần trục dùng động điện chiều kích từ song song động điện không đồng xoay chiều ba pha rotor dây quấn Chương I: Đặc tính động điện chiều kích từ song song Nội dung chương giới thiệu đặc tính cơ, đặc tính tốc độ, thông số ảnh hưởng đến dạng đặc tính cơ, đặc tính đảo chiều quay, tính toán điện trở phụ mở máy vấn đề hãm máy động điện chiều kích từ song song Chương II: Tính toán thiết kế cấu dùng động điện chiều kích từ song song Nội dung chương tính toán điện trở mở máy qua ba cấp điện trở, tính toán điện trở phụ để nâng tải, hạ tải thiết kế sơ đồ nguyên lý cho cấu cách dùng động điện chiều kích từ song song Chương III: Đặc tính động điện xoay chiều không đồng ba pha rotor dây quấn Nội dung chương giới thiệu đặc tính cơ, đặc tính tốc độ, thông số ảnh hưởng đến dạng đặc tính cơ, tính toán điện trở phụ mở máy vấn đề hãm máy động điện xoay chiều không đồng ba pha rotor dây quấn Chương IV: Tính toán thiết kế cấu dùng động điện xoay chiều không đồng ba pha rotor dây quấn Nội dung chương tính toán điện trở mở máy qua ba cấp điện trở, tính toán điện trở phụ để nâng tải, hạ tải thiết kế sơ đồ nguyên lý cho cấu cách dùng động điện xoay chiều không đồng ba pha rotor dây quấn Mặc dù cố gắng kiến thức chưa sâu, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều thời gian hạn hẹp tránh khỏi sai lầm thiếu sót Rất mong nhận đóng góp chân thành quý thầy cô bạn bè NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN Trang 5/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang MỤC LỤC Trang Phần A: Tính toán thiết kế cấu nâng hạ cần trục dùng động điện chiều kích từ song song Chương I: Đặc tính động điện chiều kích từ song song 07 Phương trình đặc tính tốc độ 07 Phương trình đặc tính 08 Ảnh hưởng thông số đến dạng đặc tính 09 Đặc tính đảo chiều quay động 12 Tính toán điện trở phụ mở máy 14 Hãm máy 16 Chương II: Tính toán thiết kế 25 Tính điện trở mở máy qua ba cấp điện trở mở máy 25 Tính điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải 27 Tính điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để hạ tải 29 Sơ đồ nguyên lý 30 Phần B: Tính toán thiết kế cấu nâng hạ cần trục dùng động điện xoay chiều không đồng ba pha rotor dây quấn Chương III: Đặc tính động điện xoay chiều không đồng ba pha rotor dây quấn 32 Phương trình đặc tính tốc độ 32 Phương trình đặc tính 34 Ảnh hưởng thông số đến dạng đặc tính 39 Tính toán điện trở phụ mở máy phương pháp đồ thị 43 Hãm máy 44 Chương IV: Tính toán thiết kế 48 Tính điện trở mở máy qua ba cấp điện trở mở máy 48 Tính điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải 55 Tính điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để hạ tải 59 Sơ đồ nguyên lý 63 Tài liệu tham khảo 64 Trang 6/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang PHẦN A TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG Chương I: ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG Phương trình đặc tính tốc độ: - Phương trình đặc tính tốc độ phương trình biểu diễn mối quan hệ tốc độ dòng điện phần ứng động cơ: n = f(Iư) - Theo định luật Kirchoff ta có: ∑ E=∑ U → Eư = Uđm – RưIư mà: Eư = Ke.Φđm.n Trong đó: + KE= p.N : hệ số sức điện động 60a * P: số đôi cực từ * N: Tổng số dẫn Rotor * a: Số đôi mạch nhánh song song Rotor + Φđm= K.Iktđm: từ thông kích từ định mức * Iktđm: dòng điện kích từ định mức * K: hệ số kích từ + n: Tốc độ động (vòng/phút) → Ke.Φđm.n = Uđm – RưIư → n= U đm K E Φ đm - R I K E Φ đm (1) Phương trình (1) gọi phương trình đặc tính tốc độ tự nhiên động điện chiều kích từ song song (độc lập) - Khi Iư=0 (lúc động không kéo tải) n= U đm K E Φ đm = n0 Trang 7/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang n0: gọi tốc độ không tải lý tưởng - Khi Iư ≠ 0: R Đặt: a TN = K Φ E ∆n TN = a TN I = : hệ số góc (độ dốc) đường đặt tính tốc độ tự nhiên đm R I K E Φ đm : độ sụt áp đường đặt tính tự nhiên Đoạn 1-3 = n0: Đoạn đặt tính tốc độ không tải Đoạn 2-3 = n2 = nđm: Đoạn đặt tính tốc độ định mức Đoạn 1-2 = n0.n2 = ΔnTN: Độ sụt tốc độ đường đặc tính tự nhiên Phương trình đặt tính cơ: - Phương trình đặt tính phương trình thể mối quan hệ tốc độ moment phát sinh động cơ: n = f(MĐ) - Moment điện từ động cơ: M = KM.Φđm.Iư P.N : gọi hệ số moment cản động 2π.a M ⇒ I = K M Φ đm , thay vào phương trình tốc độ (1) Với: K M = n= U đm K E Φ đm - R M K E K M Φ 2đm (2) Phương trình (2) gọi phương trình đặt tính tự nhiên động chiều kích từ độc lập - p.N 60.a p.N KE = 2π.a K E 2π ⇒ = = K M 60 9,55 ⇒ K M =9,55K E Ta có: K E = Thay KM vào (2) ta có: Trang 8/65 Đồ án Truyền động điện n= GVHD: Lưu Văn Quang U đm - ( R K E Φ đm 9,55 K Φ E đm ) M (3) Phương trình (3) gọi phương trình đặt tính tự nhiên động chiều kích từ độc lập không phụ thuộc vào hệ số KM Đoạn 1-3=n0: đoạn đặt tính tốc độ không tải Đoạn 2-3=nA=nđm: Đoạn đặt tính tốc độ định mức Đoạn 1-2=n0.n2=ΔnTN: Độ sụt tốc độ đường đặc tính tự nhiên Ảnh hưởng thông số đến dạng đặt tính cơ: a Ảnh hưởng điện áp U: - Với UKT=Uđm, Φ = Φđm, Rp=0 thì: n= U đm K E Φ đm - R M K E K M Φ 2đm U: điện áp đặc lên phần ứng + n= U đm K E Φ đm giảm theo + aNT = aTN = const + ΔnTN = ΔnTN = const - Kết luận: Họ đường đặc tính giảm điện áp chùm đường thẳng song song với đường đặc tính tự nhiên Trang 9/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang b Ảnh hưởng Rp mạch rotor: - Với: U = Uđm, Φ = Φđm ⇒ n= U đm - R + Rp K E Φ đm K E K M Φ 2đm M - Khi Rp tăng thì: + n0 = U đm K E Φ đm = const + aNT > aTN + ΔNT > ΔTN - Kết luận: Họ đường đặc tính chùm đường thẳng xuất phát từ n c Ảnh hưởng từ thông (Φ): Trang 10/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang I’2đm = KI.I2đm = I 2dm 45,4 = = 61,6(A) K qdE 0,736 - Hệ số trượt chế độ định mức: Từ phương trình đặc tính tốc độ (4) ta có: I´2 U1P = R' R1 + + X N S U2 R' => R1 + = '1P S I2 U 1P R' => = ' S I2 = => S − X 2N − X 2N - R1 R' U 1P ' I2 − X 2N − R - Ở chế độ định mức Rp = R´ = R´2 U1p = U1pđm = = Sđm = U dm R '2 U1P 3.I ' 2dm − X 2N − R 0.015 500 − 0,535 − 0,13 3.61,6 = 0,0033 - Tốc độ định mức động cơ: Sđm = n o − n dm no nđm = no(1-Sđm) = 750(1-0,033) = 747,5 (v/p) - Hệ số trượt định mức: Do động có công suất lớn nên từ biểu thức (9) ta có: Trang 51/65 Đồ án Truyền động điện = M GVHD: Lưu Văn Quang 2.M max S S + max S max S = => Mđm 2.M max Sdm S max + S max S dm S dm S max 2.M max + = = 2.λ M (*) M dm => S max S dm Từ (10) => Smax R '2 0,015 R' = = = = 0,028 X N X N 0,535 => n = no(1-Smax) = 750(1-0,028) = 729 (v/p) Thay Smax = 0,028 Sđm = 0,033 vào phương trình (*) ta có: 0,0033 0,028 λ M = + = 4,3 0,028 0,0033 => Mà : Mđm Pdm 46.000 = 9,55 = 587,7(N.m) n 747,5 = 9,55 dm - Moment tới hạn động cơ: Mmax = λM Mđm = 4,3.587,7 = 2527 (N.m) toạ độ điểm tới hạn : (2527 ; 0,028) * Moment mở máy động : mở máy Smm = = => Mmm 2.M max = + S max S max 2.2527 = 141,4(N.m) + 0,028 0,028 + Một số điểm cần thiết vẽ đường đặc tính cơ: - Khi S = 0,005 => n = no(1 - S) = 750(1 - 0,005) = 746 (V/p) = M 2.M max 2.2527 = = 874,6(N.m) S max 0,05 0,028 S + + 0,028 0,05 S max S - Khi S = 0,01 => n = no(1 - S) = 750(1 - 0,01) = 743 (V/p) = M 2.M max 2.2527 = = 1600(N.m) S 0,01 0,028 S max + + 0,028 0,01 S max S Trang 52/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang - Khi S = 0,02 => n = no(1 - S) = 750(1 - 0,02) = 735 (V/p) = M 2.M max 2.2527 = = 2390,4(N.m) S max 0,02 0,028 S + + 0,028 0,02 S max S - Khi S = 0,035 => n = no(1 - S) = 750(1 - 0,035) = 724 (V/p) = M 2.M max 2.2527 = = 2465,3(N.m) S max 0,035 0,028 S + + 0,028 0,035 S max S - Khi S = 0,05 => n = no(1 - S) = 750(1 - 0,05) = 713 (V/p) = M 2.M max 2.2527 = = 2154,5(N.m) S max 0,05 0,028 S + + 0,028 0,5 S max S - Khi S = 0,07 => n = no(1 - S) = 750(1 - 0,07) = 698 (V/p) = M 2.M max 2.2527 = = 1742,7(N.m) S max 0,07 0,028 S + + 0,028 0,07 S max S - Khi S = 0,1 => n = no(1 - S) = 750(1 - 0,1) = 675 (V/p) = M 2.M max 2.2527 = = 1312,2(N.m) S max 0,1 0,028 S + + 0,028 0,1 S max S - Khi S = 0,3 => n = no(1 - S) = 750(1-0,3) =525 (V/p) = M 2.M max 2.2527 = = 467,6(N.m) S max 0,3 0,028 S + + 0,028 0,3 S max S - Khi S = 0,5 => n = no(1 - S) = 750(1-0,5) =375 (V/p) = M 2.M max 2.2527 = = 282,1(N.m) S max 0,5 0,028 S + + 0,028 0,5 S max S - Khi S = 0,7 => n = no(1 - S) = 750(1 – 0,7) = 225 (V/p) = M 2.M max 2.2297,3 = = 201,8(N.m) S max 0,7 0,028 S + + 0,028 0,7 S max S Trang 53/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang - Từ điểm đặc biệt điểm cần thiết để vẽ đường đặc tính ta có bảng sau: S n(v/p) M(N.m) 750 0,0033 747,5 587,7 0,005 746 874,6 0,01 743 1600 0,02 735 2390,4 0,028 729 2527 0,035 724 2465,3 0,05 713 2154,5 0,07 698 1742,7 0,1 675 1312,2 0,3 525 467,6 0,5 375 282,1 0,7 225 201 141,4 * Do mở máy S =1 => I´2 lớn = U 1p R + X 2N R + ' I´2 = 500 ( 0,13 + 0,015) + 0,535 2 = 521,9(A) * Để hạn chế dòng mở máy người ta đóng thêm điện trở phụ vào mạch rotor trình khởi động sau ngắt dần điện trở phụ theo cấp - Chọn giá trị cho phép trình mở máy M1 = 0,835Mmax = 2110 (N.m) M2 = 1,105Mđm = 649,4(N.m) MC = Mđm = 587,7 (N.m) Trang 54/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang - Từ M1, M2 dựng đường thẳng song song với trục tung chúng cắt đường đặc tính tự nhiên điểm g,h Từ n o kẻ đường thẳng song song với trục hoành, chúng cắt đường thẳng gh kéo dài t, t chùm xuất phát tia mở máy - Tính toán giá trị điện trở mở máy + Ứng với giá trị moment lớn => SmaxNT = R '2 + Ứng với M1 => STN => SmaxTN = Xn + Ứng với M1 đường đặc tính nhân tạo ta có: S maxTN S TN R' = = ' ' S maxNT S NT R + R P S TN S − 1 = R ( TN − 1) S NT S NT Rp = R2 Từ đồ thị ta đo được: jg = 1,7 mm eg = 5,3 mm cg = 22,2 mm ag = 85 mm Từ ta tính giá trị điện trở phụ : Trang 55/65 R '2 + R 'P Xn Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang je − jg eg 5,3 = R = 0,0284. = 0,088(Ω, 1,7 jg jg RPI = R2 jc − jg cg 22,2 = R = 0,0284. = 0,37(Ω, 1,7 jg jg RPII = R2 ja − jg ag 85 = R2 = 0,0284. = 1,369(Ω) 1,7 jg jg RPIII = R2 Rp1 = RpI = 0,088 (Ω) Rp2 = RpII - RpI = 0,37 - 0,088 = 0,282 (Ω) Rp3 = RpIII - RpII = 1,369 - 0,37 = 1,000 (Ω) Tính toán điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải với tốc độ 1/2nđm; 1/4nđm: Khi cấu cầu trục nâng hạ lúc làm việc với tốc độ định mà thường xuyên thay đổi tốc độ để đáp ứng nhu cầu trình sản xuất Do muốn thay đổi tốc độ để đáp ứng quy trình sản xuất phải mắt thêm điện trở phụ vào mạch rotor a Nâng tải với tốc độ: n = 1/2 nđm => n = 747,5 = 373,75 (v/p) * Vì động có công suất lớn: P = 46(KW) nên: = Mđm 2.M max Sdm S max + S max S dm Trang 56/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang * Hệ số trượt nâng tải: S = no − n no Vì đường biểu diễn qua điểm B nên: SB = n o − n B 750 − 373,75 = = 0,5 no 750 * Phương trình đặc tính nâng tải với tốc độ n = 373,75 (v/p) Do động làm việc chế định mức đường biểu diễn qua điểm B nên MB = Mđm = 587,7 (N.m) = Hay MB = Mđm 2.M max S SB + maxB S maxB SB S 2.M max SB + maxB = SB MB => S maxB S 2B + S maxB 2.M max = S maxB S B MB M max S maxB + S 2B = MB S2maxB – 2.SB S2maxB – 2.SB λ M S maxB + S B = Đặt X = SmaxB Điều kiện: X > SB = 0,5 => X2 – 2.0,5.4,3.X + 0,52 = => X2 – 4,3.X + 0,25 = ∆ = (-4,3)2 - 4.0.25 = 17,49 ∆ = 4,18 => X1 = SmaxB1 = − b + Δ − (−4,3) + 4,18 = = 4,24 2.a => X2 = SmaxB2 = − b − Δ − (−4,3) − 4,18 = = 0,06 (loại) 2.a Từ biểu thức (10) ta được: SmaxB1 = R '2 + R 'pn1 XN R´Pn1 = SmaxB1.XN + R2 = 4,24.0,535-0,015 = 2,25 (Ω) Trang 57/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang Mà RPn1 = K2E.RPn1 => RPn1 = R 'Pn1 2,25 = = 4,15(Ω, KE 0,736 b Khi nâng tải với tốc độ: n = 1/4 nđm => n = 747,5 = 186,8 (v/p) * Vì động có công suất lớn: P = 46(KW) nên: = Mđm 2.M max Sdm S max + S max S dm * Hệ số trượt nâng tải: S = no − n no * Vì đường biểu diễn qua điểm C nên: S = n o − n C 750 − 186,8 = = 0,75 no 750 * Phương trình đặc tính nâng tải với tốc độ n = 186,8 (v/p) * Do động làm việc chế định mức đường biểu diễn qua điểm C nên MC = Mđm = 587,7 (N.m) = Hay MC = Mđm 2.M max SC S + maxC S maxC SC SC S 2.M max + maxC = SC MC => S maxC S C2 + S maxC 2.M max = S maxC S C MC M max S maxC + S C2 = MC S2maxC – 2.SC S2maxC – 2.SC λ M S maxC + S C2 = Đặt X = SmaxC Điều kiện: X > SC = 0,75 => X2 – 2.0,75.4,3.X + 0,752 = => X2 – 6,45.X + 0,5625 = Trang 58/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang ∆ = (-6,45)2 - 4.0.5625 = 39,35 ∆ = 6,27 => X1 = SmaxC1 = − b + Δ − (−6,45) + 6,27 = = 6,36 2.a => X2 = SmaxC2 = − b − Δ − (−6,45) − 6,7 = = 0,09 (loại) 2.a Từ biểu thức (10) ta được: SmaxC1 = R '2 + R 'pn2 XN R´Pn2 = SmaxC1.XN – R´2 = 6,36.0,535 – 0,015 = 3,387 (Ω) E R´Pn2 = K RPn2 => RPn2 = R 'Pn2 3,387 = = 6,25(Ω, KE 0,736 Tóm lại: Khi nâng tải với tốc độ n = 1/2 nđm Rpn1 = 4,15(Ω), nâng tải với tốc độ n = 1/4 nđm Rpn2 = 6,25 (Ω) Trang 59/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang Tính toán điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để thay đổi tốc độ hạ tải với tốc độ là: n = 1/2nđm, n = 2nđm: Khi động hạ tải ta phải đóng thêm điện trở phụ vào mạch rotor để có tốc độ theo mong muốn, động quay theo chiều ngược lại để hạ tải Khi động hạ tải moment cản 0,8lần moment định mức nên: MC = 0,8Mđm = MD = 0,8.587,7 = 470 (N.m) a Hạ tải với tốc độ: n = 1/2 nđm => n = 747,5 = 373,75 (v/p) * Hệ số trượt hạ tải với tốc độ n = -373,75 (v/p) S = no − n no * Vì đường biểu diễn qua điểm E nên: SE = n o − n E 750 + 373,75 = ≈ 1,5 no 750 Trang 60/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang * Phương trình đặc tính hạ tải với tốc độ n = - 373,75 (v/p): Vì đường đặc tính qua điểm E nên: ME = MC = 0,8Mđm = 470,1 (N.m) = Hay ME 2.M max S SE + maxE S maxE SE S 2.M max SE + maxE = SE ME => S maxE S 2E + S maxE 2.M max = S S ME maxE E => => S2maxE – 2.SE M max S maxE + S 2E = ME Đặt X = SmaxE Điều kiện : X > SE = 1, => X2 – 2.1,5 2527 X + 1,52 = 470,1 X2 – 16,1.X + 2,25 = ∆ = (-16,1)2 - 4.1.2,25 = 250,2 ∆ = 15,8 => X1 = SmaxE1 = − b + Δ 16,1 + 15,8 = = 15,9 2.a => X2 = SmaxE2 = − b − ∆ 16,1 − 15,8 = = 0,06 (loại) 2.a Từ biểu thức (10) ta được: R '2 + R 'Ph2 SmaxE1 = XN R’Ph1 = SmaxE1.XN - R2 = 15,9.0,535 – 0,015 = 8,49 (Ω) Mà R’Ph1 = K2E.RPh1 => RPh1 = R 'Ph1 8,49 = = 15,67(Ω) KE 0,736 b Hạ tải với tốc độ: n = 2.nđm => n =2.747,5 = 1495 (v/p) * Hệ số trượt hạ tải với tốc độ n = -1495 (v/p) Trang 61/65 Đồ án Truyền động điện S = GVHD: Lưu Văn Quang no − n no *Vì đường biểu diễn qua điểm F nên: SF = n o − n F 750 + 1495 = = 2,99 no 750 * Phương trình đặc tính hạ tải với tốc độ n = - 1495 (v/p): Vì đường đặc tính qua điểm F nên: MF = MC = 0,8Mđm = 470 (N.m) = Hay MF 2.M max S SF + maxF S maxF SF S 2.M max SF + maxF = SF MF => S maxF S 2F + S maxF 2.M max = S S MF maxF F => => S2maxF – 2.SF M max S maxF + S 2F = MF Đặt X = SmaxF Điều kiện : X > SF = 2,99 => X2 – 2.2,99 2527 X + 2,992 = 470 X2 – 32,15.X + 8,9 = ∆ = (-32,15)2 - 4.1.8,9 = 998 ∆ = 31,5 => X1 = SmaxF1 = − b + Δ 32,15 + 31,5 = = 31,8 2.a => X2 = SmaxF2 = − b − Δ 32,15 − 31,5 = = 0,325 (loại) 2.a Từ biểu thức (10) ta : SmaxF1 = R '2 + R 'Ph2 XN R’Ph2 = SmaxE1.XN – R’2 = 31,8.0,535 – 0,015 = 17 (Ω) Trang 62/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang Mà R’Ph2 = K2E.RPh2 => RPh2 = R 'Ph2 17 = = 31,3(Ω1 KE 0,736 Trang 63/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang Sơ đồ nguyên lý động mở máy, nâng hạ tải: * Quá trình mở máy: Dựa vào đồ thị câu ta giải thích trình mở máy sau: mở máy ta tiến hành mở tiếp điểm 1G, 2G, 3G, tiếp điểm lại đóng lại Động làm việc xuất phát từ điểm a tăng tốc dần đường đặc tính nhân tạo số 3, moment động giảm dần ; đến tiếp điểm b ta tiến hành đóng tiếp điểm 3G lại để loại điện trở RP3 khỏi mạch rotor điểm làm việc chuyển sang c Cứ tiếp tục ta loại điện trở R P2, RP1 khỏi mạch rotor để điểm làm việc chuyển sang điểm g đường đặc tính tự nhiên Động tiếp tục tăng tốc đến điểm A thì: MĐ=MC nên hệ thống làm việc với tốc độ ổn định * Quá trình nâng tải: Để nâng tải với tốc độ 1/2 tốc độ định mức (hoặc 1/4 tốc độ định mức) ta tiến hành mở tiếp điểm 4G (hoặc 5G) điện trở R pn1 (hoặc Rpn2) đóng vào mạch rotor để nâng tải lên với tốc độ chọn Trong trình nâng tải tiếp điểm 1G, 2G, 3G, 6G, 7G đóng để loại bỏ ảnh hưởng điện trở mở máy điện trở hạ tải đến trình nâng tải * Quá trình hạ tải: Để hạ tải với tốc 1/2 tốc độ định mức (hoặc lần tốc độ định mức) ta tiến hành mở tiếp điểm 6G (hoặc 7G) điện trở R ph1 (hoặc Rph2) đóng vào mạch rotor để hạ tải ứng với thứ tự cấp tốc độ chọn theo mong muốn Trong trình hạ tải tiếp điểm từ 1G đến 5G đóng lại để loại bỏ ảnh hưởng điện trở mở máy điện trở nâng tải đến trình hạ tải Trang 64/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang TÀI LIỆU THAM KHẢO Truyền động điện Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễu – Nguyễn Thị Hiền NXB khoa học kĩ thuật Hà Nội Cơ sở truyền động điện tự động Bùi Đình Tiến – Phạm Duy Nhi NXB Hà Nội năm 1983 Điện tử công suất Nguyễn Bính NXB Hà Nội năm 1993 Railway Traction Powered by Synchrons motors Supplied Throught Natunal Comutation Inventers Albert Wiart and Tean Hamel Trang 65/65 [...]... CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 1 Tính điện trở phụ mở máy biết rằng động cơ kéo tải định mức và động cơ mở máy qua 3 cấp điện trở phụ: *- Dòng điện định mức chạy qua phần ứng: Iưđm = Iđm - Iktđm = 490482 – 4,4537 = 48577,556 (A) * Điện trở phần ứng: Pđiện Động cơ Pcơ = Pđm Trang 25/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang ∆P = Pđ - Pcơ Thường thì tổn hao công suất của động cơ gần bằng một nửa tổn... 7G) thì điện trở R ph1 (hoặc Rph2) sẽ được đóng vào mạch rotor để hạ tải ứng với thứ tự các cấp tốc độ đã được chọn theo mong muốn Trong quá trình hạ tải thì các tiếp điểm từ 1G đến 5G đều đóng lại để loại bỏ sự ảnh hưởng của các điện trở mở máy và điện trở nâng tải đến quá trình hạ tải Trang 32/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang PHẦN B TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC DÙNG ĐCĐ... ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 1 Phương trình đặc tính tốc độ: Sơ đồ nguyên lý động cơ 3 pha rotor dây quấn: Mạch điện đẳng trị 1 pha: N * Các thông số liên quan đến động cơ điện không đồng bộ xoay chiều 3 pha Gọi: + R0.X0.I0: Là điện trở, điện kháng và dòng điện trong mạch từ hoá Trang 33/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang + R1.X1.I1: Là điện trở, điện kháng và dòng điện. .. n0 và Mmm Trang 11/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang - Kết luận: Đối với đặc tính cơ, việc giảm từ thông Φ sẽ làm tốc độ tăng hay giảm tuỳ theo trị số tải Thường để sử dụng động cơ được bền thì phải thoả điều kiện: Mc ≤ Mđm Φ n 4 Đặc tính cơ khi đảo chiều động cơ: Để đảo chiều quay động cơ điện một chiều, người ta có thể đảo cực tính điện áp đặt lên phần ứng hoặc đảo chiều dòng điện. .. Đoạn BOC là đoạn đặc tính hãm động động năng kích từ độc lập đối với tải thế năng * Hãm động năng tự kích từ + _ CKT Iktdm Ødm n + A EU Iu IH R HÐN Trang 23/65 B Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang - Để có thể thực hiện hãm động năng ngay khi cả mất điện ta dùng hãm động năng tự kích từ: động cơ đang làm việc ta ngắt phần ứng và cuộn kích từ ra khỏi lưới điện và đóng qua điện trở hãm Lúc đó ta... Hãm máy là trạng thái tại đó tốc độ và moment động cơ ngược chiều nhau Hãm máy được dùng trong các trường hợp sau: - Hãm máy dùng trong các trường hợp dừng nhanh động cơ - Giữ cho một tải thế năng hạ tải với tốc độ không đổi - Giữ cho một tải thế năng đứng yên trên cao Trạng thái động cơ khi tiến hành hãm máy: + n>0 Φ n>0 + E = K Eđm Trang 16/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang U đm − E ... 1,809(Ω) 1506 Trang 30/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang 4 Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ khi mở máy, nâng và hạ tải: Trang 31/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang * Quá trình mở máy: Dựa vào đồ thị ở câu 1 ta có thể giải thích quá trình mở máy như sau: Đầu tiên để mở máy ta đưa toàn bộ 3 điện trở phụ vào mạch phần ứng, dòng điện mở máy được hạn chế bằng giá trị I1 Imm = I1... − 25 ) Iđm U đm Iđm Tác hại của dòng điện mở máy lớn: + Mmm mạnh Trang 14/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang + Dòng điện lớn sẽ cháy cách điện dây quấn động cơ + Tạo sụt áp trên lưới điện + Tạo lực điện động làm biến dạng rãnh Khắc phục: + Giảm dòng điện I maxđm mm ≤ 2,5I + Muốn Imm ≤ Icp thì phải thêm Rp nối tiếp trên mạch Rotor U đm I mm = =Icp R + Rp - Khi động cơ mở máy thì n>0 ⇒ n ↑... R´2, X´2, I´2: Là điện trở, điện kháng và dòng điện trong dây quấn rotor đã quy đổi về stator + R´ = R´2 + R´p: Là tổng điện trở của dây quấn rotor và điện trở phụ thêm vào mạch rotor đã quy đổi về stator + U1đm : Điện áp dây định mức + U1p : Điện áp đặt lên mỗi pha dây quấn stator + E2đm : Sức điện động cảm ứng trên dây quấn rotor khi điện áp dây đặt lên stator là U1đm, rotor hở mạch và không quay +... điện kích từ a Đảo cực tính điện áp đặt lên phần ứng: - Trạng thái động cơ quay thuận (T): Động cơ quay thuận khi Contactor T hoạt động, lúc đó ta có: + nT > 0 + EưT = KE.Φmm.nT > 0 + I = U đm − E T = R K Eđm Φ R ( n 0 -n T ) > 0 + MĐT = KM.Φđm.IưT > 0 + nT = U đm K Eđm Φ R M > 0 K đm Φ 2 EK M − - Trạng tháiđộng cơ quay nghịch (N): Động cơ quay nghịch khi Contactor N hoạt động, lúc đó ta có: + ... 6/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang PHẦN A TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG Chương I: ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH... mang tên là: Tính toán thiết kế cấu nâng hạ cần trục Nội dung đồ án gồm chương xoay quanh vấn đề tính toán thiết kế cấu nâng hạ cần trục dùng động điện chiều kích từ song song động điện không... ảnh hưởng điện trở mở máy điện trở nâng tải đến trình hạ tải Trang 32/65 Đồ án Truyền động điện GVHD: Lưu Văn Quang PHẦN B TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC DÙNG ĐCĐ KĐB XOAY CHIỀU