Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống truyền động Van- Động cơ một chiều không đảo chiều quay
Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ http://www.ebook.edu.vn 1 SVTK: Trần Minh Công Lời nói đầu Trong công cuộc công nghiệp hoá v hiện đại hoá hiện nay, ngnh tự động hoá đóng một vai trò hết sức quan trọng. Ngy nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, đặc biệt l ngnh điện tử công suất. Với việc phát minh ra các linh kiện bán dẫn đã v đang ngy cng đáp ứng đợc các yêu cầu của các hệ thống truyền động. Ưu điểm của việc sử dụng các linh kiện bán dẫn m lm cho hệ thống trở nên gọn nhẹ hơn, giá thnh thấp hơn v có độ chính xác tác động cao hơn. Với nhu cầu sản suất v tiêu dùng nh hiện nay, thì việc tự động hoá cho xí nghiệp trong đó sử dụng các linh kiện gọn nhẹ l một nhu cầu hết sức cấp thiết. Để áp dụng lý thuyết với thực tế trong học kỳ ny chúng em đợc giao đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ với yêu cầu Thiết kế hệ thống truyền động Van - Động cơ một chiều không đảo chiều quay. Với sự nỗ lực của bản thân v sự giúp đỡ tận tình của cô giáo hớng dẫn: Nguyễn Thị Mai Hơng v các thầy cô giáo trong bộ môn, đến nay đồ án của em đã đợc hon thnh. Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, các ti liệu tham khảo có hạn, nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong đợc sự chỉ bảo, góp ý của các thầy, cô giáo cùng các bạn để bản đồ án của em đợc hon thiện hơn. Em xin chân thnh cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt l cô Nguyễn Thị Mai Hơng đã tận tình giúp đỡ em để bản thiết kế hon thnh đúng thời hạn. Sinh viên thiết kế Trần Minh Công Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ http://www.ebook.edu.vn 2 SVTK: Trần Minh Công Phần I Phân tích lựa chọn phơng án truyền động điện I. t vn : Trong sn xut giỏ tr, cht lng v nng sut ca sn phm ph thuc vo rt nhiu yu t. Mt trong nhng yu t ú l dõy truyn sn xut, dõy truyn cng hin i thỡ h thng cng phc tp. Bt k mt dõy truyn sn xut no cng cú cỏc b phn truyn ng, nú cú th c to ra t s phi hp nhiu thit b khỏc nhau. ng vi mi mt cụng ngh yờu cu cú th a ra rt nhiu phng ỏn truyn ng khỏc nhau. Vỡ vy vn t ra phi phõn tớch v la chn mt phng ỏn ti u nht. Mt phng ỏn truyn ng c gi l ti u khi s dng hp lý cỏc thit b v khai thỏc ti a kh nng ca chỳng ỏp ng c cỏc yờu cu k thut quỏ trỡnh xỏc lp v quỏ trỡnh quỏ ng thi phi ỏp ng c ch tiờu v kinh t (chi phớ u t, cht lng v nng sut sn phm). Hin nay hu ht cỏc cụng ngh u s dng cỏc ng c in lm truyn ng. I.1. Chn ng c in ng c l mt phn t rt quan trng trong dõy truyn truyn sn xut, thng xuyờn phi lm vic vi nhiu trng thỏi nh l khi ng (quỏ trỡnh quỏ ), trng thỏi quỏ ti, trng thỏi hóm. Hin nay chia ra lm hai loi ng c chớnh l : + ng c in xoay chiu . + ng c in 1 chiu . I.1.1. ng c in xoay chiu I. ng c khụng ng b ng c khụng ng b 3 pha c s dng rng rói trong cụng nghip t cụng sut nh n cụng sut trung bỡnh v chim t l rt ln so vi ng c khỏc. S d nh vy : l do ng c khụng ng b cú kt cu n gin, d ch to, vt Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ http://www.ebook.edu.vn 3 SVTK: Trần Minh Công U ~ Đ Đ U ~ M th M mm M th 0 = f( M ) 0 hnh an ton, s dng ngun cp trc tip t li in xoay chiu 3 pha, v v kinh t giỏ thnh nh hn so vi ng c mt chiu. ng c khụng ng b cú hai loi chớnh l ng c rụto lng súc v ng c rụ to dõy cun. (hỡnh 1). 1. S nguyờn lý Phng trỡnh c tớnh c: + + = 2 nm 2 ' 2 11 ' 2 2 f X s R r.s. R.U3 M Trong ú : U f : in ỏp pha t vo stato ca ng c X nm : in khỏng ngn mch (X nm =X 1 +X 2 ) r 1 ,X 1 : in tr v in khỏng mch rụ to . R 2 ,X 2 : in tr v in khỏng rụ to ó quy i v phớa stato. 1 : Tc khụng ng b P f2 1 1 = s :l h s trt 1 1 s = : l tc lm vic ca ng c Hỡnh 1.1:S nguyờn lý v c tớnh c C khụng ng b Thụng thng ta hay sột phng trỡnh c tớnh c nh hỡnh 1 cú giỏ tr s th v M th xỏc nh nh sau: Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ http://www.ebook.edu.vn 4 SVTK: Trần Minh Công 3 2 f1 f2 f3 M th M mm M th 0 = f( M ) 0 th th th thth S.a2 S S S S )S.a(1M2 M ++ + = 2 mm 2 1 ' 2 th Xr R S + = Trong ú : ' 2 1 R r a = - cng c tớnh c th1 th S. M = 2. Cỏc phng phỏp iu chnh tc a. Phng phỏp iu chnh tn s ngun (f 1 ) Vi s ra i ca cỏc b bin tn kiu mi cú th thay i tn s in ỏp ra 3 pha rt linh hot nờn hin nay nhiu cụng ngh ó s dng phng phỏp ny iu chnh tc ng c truyn ng. iu ny c thc hin trờn nguyờn tc sau : t cụng thc P f2 1 1 = v 1nm 22 th fL8 UP3 M = ta thy khi thay i tn s s lm tc t trng quay thay i v mụ men ng c cng thay i . Nu f 1 > f m thỡ tc khụng ng b tng cũn M th gim khi gi nguyờn in ỏp khụng i . Nu f 1 <f m thỡ tc khụng ng b gim cũn M th tng nhanh vỡ M th f 1 khi gi nguyờn in ỏp khụng i . c tớnh c thay i tn s (hỡnh1. 2) Hỡnh 1.2 c tớnh c khi thay i tn s Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ http://www.ebook.edu.vn 5 SVTK: Trần Minh Công 0 = f( M ) 0 th M M th M dm U U 1 2 U mm Nhn xột : Phng phỏp iu chnh tc thay i tn s khi gi nguyờn in ỏp phn ng khi iu chnh gim tn s s lm cho mụ men khi ng ln v dũng in rt ln s lm hng ng c khi khi ng vỡ vy khi iu chnh tn s khụng c gi nguyờn in ỏp m phi thay i theo mt quy lu t nht nh. Tht vy ta cú U 1 =4,44w 1. K dq1 .f 1 . =C.f 1 . Khi iu chnh tn s phi gi cho =const nờn s thay i in ỏp theo tn s theo quy lut sau: = 1 1 f U const. Khi iu chnh tc theo phng phỏp ny cn phi cú b bin tn do ú lm tng giỏ thnh u t cụng ngh. b. Phng phỏp thay i in ỏp phn ng )Xr.(r2 U3 M 2 nm 2 111 1 2 f th ++ = 2 mm 2 1 ' 2 th Xr R S + = =const khi in ỏp li suy gim mụ men ti hn gim nhanh M th U 2 cũn h s trt ti han khụng i . c tớnh c thay i in ỏp (hỡnh 1.3) Hỡnh 1.3 c tớnh c khụng ng b khi thay i in ỏp Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ http://www.ebook.edu.vn 6 SVTK: Trần Minh Công 0 = f( M ) 0 th M mm M th M p=1 p=2 Nhn xột : c tớnh c t nhiờn ca ng c khụng ng b thng cú h s trt ti hn nh nờn khụng thc hin iu chnh cho ng c rụ to lng súc. Cũn khi thc hin cho ng c rụ to dõy qun cn ni thờm in tr ph vo mch rụ to m rng di iu chnh tc v mụ men. - i vi phng phỏp ny c n phi thit k thờm b bin i in ỏp xoay chiu thnh xoay chiu . - Khi in ỏp t vo phn ng ng c gim M th gim trong khi ú gi nguyờn f 1 =const khi gim in ỏp thỡ cng gim nờn st tc ln lm tc ng c khụng n nh khi tng ti t ngt ng thi mụ men khi ng v mụ men ti hn gim dn n trng hp khụng th khi ng c. - Phng phỏp ny cú th c ng dng cho cỏc ng c cú cụng sut ln khi yờu cu dũng i n khi ng nh. c. Phng phỏp thay i s ụi cc .(P) Ta cú cụng thc : P f2 1 1 = =var v nm ' 2 th X R S = const Vỡ i vi cỏc cụng sut ln thỡ r <<X nờn cú nm ' 2 th X R S = =const do ú cng c tớnh c khụng i . c tớnh c khi thay i s ụi cc (hỡnh 1.4) Hỡnh 1.4 .c tớnh c Khi thay i s ụi cc P Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ http://www.ebook.edu.vn 7 SVTK: Trần Minh Công 0 = f( M ) 0 th M mm M th M f R = 0 R f1 f2 R Đ f1 R R f2 Nhn xột : - Phng phỏp ny thay i s ụi cc bng cỏch thay i cỏch u dõy stato ca ng c do ú s lm thay i mt s thụng s ca ng c nh U f1 ,r 1 ,X 1 lm cho M th ng c thay i vỡ vy nú thng dựng cho ng c rụ to lng súc -S cp tc iu chnh theo phng phỏp ny nh thụng thng ch ch to hai cp do ú khụng th iu chnh trn to ra rung git khi iu chnh tc . d.Phng phỏp a in tr ph vo mch rụ to (i vi ng c rụ to dõyqun) )Xr.(r2 U3 M 2 nm 2 111 1 2 f th ++ = =const 2 mm 2 1 ' 2 th Xr R S + = =var th1 th S. M = =var khi a in tr vo mch rụ to thỡ mụ men ti hn khụng thay i cũn h s trt tng v cng c tớnh c gim . c tớnh c iu chnh (hỡnh 1.5) Hỡnh 1.5 S nguyờn lý, c tớnh c CKB rụ to dõy qun cú R f Nhn xột: - Phng phỏp ny ch dựng cho ng c khụng ng b rụ to dõy qun Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ http://www.ebook.edu.vn 8 SVTK: Trần Minh Công 0 = f( M ) 0 th M mm M th M f R X f - Khi a in tr ph vo mch rụ to ng c thỡ dũng in v mụ men khi ng gim v cú th iu chnh nhiu cp tc nhng vn l iu chnh cú cp - iu chnh theo phng phỏp ny cũn cú thờm tn hao cụng sut trờn cỏc in tr ph. - Di iu chnh ph thuc vo mụ men ti.Mụ men ti cng nh thỡ di i u chnh cng hp. e. Phng phỏp a R f v X f vo mch stato (i vi ng c rụ to lng súc ) T cỏc cụng thc: )Xr.(r2 U3 M 2 nm 2 111 1 2 f th ++ = =const 2 mm 2 1 ' 2 th Xr R S + = =var th1 th S. M = Khi a in tr ph v in khỏng ph vo mch stato ng c ta thy cng c tớnh c gim ,M th v S th u gim . c tớnh c (Hỡnh 1.6) Hỡnh 1.6 c tớnh c ng c rụ to lng súc khi a R f v X f vo mch stato Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ http://www.ebook.edu.vn 9 SVTK: Trần Minh Công U ~ Đ M max đm M 0 M 0 Nhn xột : - Phng phỏp ny ỏp dng cho ng c khụng ng b rụ to lng súc cú cụng xut trung bỡnh v ln khi yờu cu cn gim dũng in kh ng tuy nhiờn s kộo theo mụ men khi ng cng nh . - Khi cn to ra c tớnh c cú mụ men khi ng l M nm thỡ c tớnh c khi a X f vo cng hn khi a R f .iu ny chng t tn hao nng lng khi a in tr vo mch stato l ln . 2. ng c ng b ng c ng b c s dng rng rói trong nhng truyn ng cụng sut trung bỡnh v ln, cú yờu cu n nh tc cao .ng c ng b thng dựng cho mỏy bm qut giú ,h truyn ng trong nh mỏy luyn kim v cng thng dựng lm ng c s cp trong cỏc t mỏy phỏt -ng c cụng sut ln. - ng c ng b cú n nh tc cao h s cos v hiu sut ln ,vn hnh tin cy. a. S nguyờn lý v c tớnh c (hỡnh 1.7) Hỡnh 1.7 .s nguyờn lý v c tớnh s ng b Nhn xột : Khi úng stato ca ng c ng b vo li in xoay chiu cú tn s f 1 =const ng c s lm vic vi tc ng b P f2 1 1 = khụng ph thuc vo tớnh cht ca ti . Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ http://www.ebook.edu.vn 10 SVTK: Trần Minh Công - Trong phm vi mụ men cho phộp M<M max thỡ c tớnh c tuyt i cng = cũn khi M >M max thỡ ng c s b mt ng b. - ng c ny l vic ng c tc gp khú khn do ch cú phng phỏp duy nht l bin tn ngun in. Tuy nhiờn, do s phỏt trin mnh m ca k thut in t thỡ nhc im ny ó c khc phc bng cỏc b bin tn cụng nghip ca cỏc hóng sn xu t thit b in t cụng nghip ni ting trờn th gii nh SIEMENT( c ), OMRON (Phỏp) v.v . nhng do giỏ thnh cũn cao v hu ht cỏc cụng ngh hin nay cha cú h thng truyn ng thớch hp vi loi ng c ny vỡ vy m ng c ng b cha thụng dng nc ta. I.1.2. ng c mt chiu ng c mt chiu c ra i rt sm v c s lý thuyt v loi ng c ny ó c hon thin ,Hin nay nú chim 70 % trong cỏc h truyn ng t cụng sut nh n cụng sut ln .Tu thuc vo yờu cu h truyn ng m ng c mt chiu cú cun kớch t mc ni tip hay song song vi phn ng nờn chia lm hai loi ng c mt chiu : +ng c mt chiu kớch t c lp +ng c mt chiu kớch t ni tip +ng c mt chiu hn hp I. NG C MT CHIU KCH T NI TIP c im ca ng c mt chiu kớch t ni tip l cun kớch t mc ni tip vi cun dõy phn ng (hỡnh 1.8), nờn cun kớch t cú tit din ln, i n tr nh, s vũng ớt, ch to d dng. a.S nguyờn lý Phng trỡnh c tớnh in: Hỡnh 1.8 .a.S nguyờn lý ng c mt chiu KT ni tip [...]... môn học tổng hợp hệ điện cơ Phần II Thiết kế mạch động lực * Đặt vấn đề: Mạch động lực trong hệ thống truyền động điện l mạch cung cấp điện năng cho động cơ điện biến điện năng thnh cơ năng trên trục động cơ Tải ở đây có thể l các máy công cụ trong công nghiệp, hoặc các hệ thống nâng hạ, cẩu Điện năng cung cấp ở đây có thể l dòng 1 chiều hay xoay chiều Mạch động lực của hệ thống truyền động điện đã cho... động cơ Mặt khác nếu nh tốc độ động cơ đã giảm thấp nếu ta không cắt động cơ ra khỏi lới một cách chính xác thì động cơ sẽ quay ngợc lại do đó không phù hợp với yêu cầu công nghệ Trong sơ đồ bộ chỉnh lu tia 2 pha có D0 ta chọn cho hệ thống truyền động không lm việc ở chế độ nghịch lu, không có chuyển năng lợng về nguồn do đó không có hãm tái sinh Mặt khác phụ tải đã cho không đảo chiều, suất điện động. .. trục động cơ bị ép lại Hãm một hệ TĐĐ nhằm một trong các mục đích sau : Dừng hệ TĐĐ Giữ hệ thống đứng yên khi hệ thống dang chịu một lực có hớng gây chuyển động Giảm tốc hệ TĐĐ Ghìm cho hệ TĐĐ lm việc với tốc độ ổn định Hai mục đích sau không dùng phanh điện -cơ vì rất khó thực hiện.Phơng pháp hãm bằng điện tỏ ra có hiệu lực trong tất cả các trờng hợp Trạng thái hãm của động cơ l trạng thái động cơ sinh... từ ngợc với chiều quay m rôto dang có Phanh hãm cơ v điện -cơ có má phanh tỳ ép vo trục động cơ khi phanh.Khi hãm điện, trục động cơ không bị phần tử no tỳ vo cả m chỉ có mômen điện từ tác dụng vo rôto động cơ để cản lại chuyển động quay đó của động cơ Có 3 trạng thái hãm : Hãm tái sinh (hãm trả năng lợng về lới) Hãm ngợc Hãm động năng Đặc điểm chung cho cả 3 trạng thái hãm điện l động cơ đều lm việc... thống truyền động điện đã cho theo đề ti l hệ thống vanđộng cơ bao gồm động cơ điện, bộ biến đổi v các thiết bị phụ khác Động cơ điện theo đề ti l động cơ điện một chiều, kích từ độc lập, không đảo chiều, phạm vi điều chỉnh tốc độ 400/1 với sai lệch tĩnh [St]% = 5% Phơng pháp điều chỉnh tốc độ ta lựa chọn l phơng pháp thay đổi điện áp đặt vo phần ứng động cơ Với phơng pháp ny ta có thể điều chỉnh vô... một pha tức l bộ biến đổi đơn Bộ biến đổi đơn khôngcho phép dẫn dòng ngợc m chỉ cho dẫn dòng theo một chiều nên hệ truyền động của ta không thực hiện đợc hãm tái sinh a2 Hãm ngợc Hm ngợc l trạng thái máy phát của động cơ, m khi rôto của động cơ quay ngợc chiều so với chiều quay do cực tính của điện áp nguồn gây ra http://www.ebook.edu.vn 28 SVTK: Trần Minh Công Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ. .. hãm đợc đa vo hoạt động, cuộn dây kích từ vẫn đợc http://www.ebook.edu.vn 31 SVTK: Trần Minh Công Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ cấp điện Do quán tính cơ roto động cơ vẫn quay v sinh ra một sức điện động E=K.. Sức điện động ny khép mạch qua Rh v tiêu tán năng lợng -> động cơ đợc hãm Quá trình hãm tốc độ động cơ giảm dần Khi no tốc độ động cơ bằng 0 thì quá trình hãm kết thúc http://www.ebook.edu.vn... đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ - Hãm theo phơng pháp cơ - Hãm theo phơng pháp điện Hãm theo phơng pháp cơ l dùng phanh cơ hoặc phanh điện -cơ, phanh điện cơ thờng đặt ở cổ trục động cơ v có nhiều kiểu,nhiều loại nhng nguyên tắc hoạt động chung tơng tự nhau.Đó l khi cấp điện cho động cơ chạy thì cuộn phanh cũng đợc cấp điện v cổ trục động cơ đợc nới lỏng Khi cắt điện để động cơ dừng thì cuộn phanh... trở phụ vo mạch, động cơ chuyển http://www.ebook.edu.vn 29 SVTK: Trần Minh Công Thuyết minh đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ sang lm việc ở điểm b trên đặc tính biến trở Tại b mô men đã đổi chiều chống lại chiều quay của động cơ nên tốc độ giảm theo đoạn bc, tại c tốc độ bằng không nếu ta cắt phần ứng ra khỏi điện áp nguồn đặt vo động cơ thì động cơ sẽ dừng lại, còn nếu ta không nếu ta không cắt phần... không đảo chiều, suất điện động E không đổi chiều vì vậy tốc độ động cơ không đảo chiều Muốn hãm ngợc ta phải có các công tắc tơ để thực hiện đảo chiều điện áp, nh vậy sẽ rất phức tạp, giá thnh cao, kích thớc lại lớn Mặt khác về mặt năng lợng thì hãm ngợc có chỉ tiêu năng lợng xấu nhất, cho nên ta không chọn hãm ngợc trong hệ thống truyền động Vì vậy chỉ còn lại có hãm động năng với u điểm l đơn giản . thay i theo mt quy lu t nht nh. Tht vy ta cú U 1 =4,44w 1. K dq1 .f 1 . =C.f 1 . Khi iu chnh tn s phi gi cho =const nờn s thay i in ỏp theo tn s theo. truyền động điện đã cho theo đề ti l hệ thống van- động cơ bao gồm động cơ điện, bộ biến đổi v các thiết bị phụ khác. Động cơ điện theo đề ti l động cơ điện
