THUYET MINH MAY BAO GIƯƠNG

Đồ án mơn học

Trang 1

Ngành:

LỜI NĨI ĐẦU
Trong những năm gần đây cùng với việc phát triển ngày càng mạnh mẽ của
các lĩnh vực khoa học, ứng dụng của chúng vào các ngành cơng nghiệp nói chung và
các ngành điện nói riêng. Các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, cơ khí hố
có liên quan chặt chẽ đến điện khí hố và tự động hố. Hai yếu tố sau cho phép đơn
giản kết cấu cơ khí của máy sản xuất, tăng năng suất lao động, nâng cao chất lượng
kĩ thuật của quá trình sản xuất và giảm nhẹ cường độ lao động.
Việc tăng năng suất lao động và giảm giá thành thiết bị điện của m¸y là hai
yêu cầu chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện và tự động hoá nhưng chúng mâu
thuẫn nhau. Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp, một bên lại yêu cầu hạn
chế số lượng thiết bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp. Vậy việc lựa chọn một hệ
thống truyền động điện và tự động hố thích hợp cho máy là một bài tốn khó.
Mơn học trang bị điện đề cập đến phần điện của các máy gia công kim loại là
những máy chủ yếu và quan trọng trong công nghiệp nặng của nền kinh tế quốc dân.
Mỗi loại máy có đặc điểm làm việc và phương pháp xác định phụ tải, công
suất động cơ truyền động cho máy và các đặc điểm yêu cầu đối với hệ thống trang bị
của máy, các khâu điển hình và sơ đồ điều khiển riêng biệt.
Qua việc thiết kế đồ án đã giúp em hiểu rõ hơn những gì mình đã được học trong
mơn Trang bị điện và Điện tử công suất. Hiểu được những ứng dụng thực tế của các
thiết bị công suất trong đời sống cũng như trong công nghiệp. Em xin chân thành
cảm ơn các thầy cô giảng dạy bộ môn “”, đặc biệt là thầy “” đã hướng dẫn em hoàn
thành đồ án này
Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 2

Ngành:

Chương I: TỔNG QUAN VỀ MÁY BÀO GIƯỜNG
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BÀO GIƯỜNG
1.Khái niệm chung
Máy bào mặt phẳng hay còn gọi là máy bào giường hiện nay được sử dụng rộng
rãi. Trong các loại máy cơ khí, nó được dùng để gia cơng bề mặt các chi tiết kim loại
có biến dạng lớn. Ngồi ra máy bào mặt phẳng còn được dùng để xẻ rãnh hình T, V,
đi én. Máy bào có thể gia công bề mặt các chi tiết ở mức độ thô hoặc tinh khác
nhau. Truyền động chính trong máy bào mặt phẳng là chuyển động tịnh tiến của bàn
máy, bàn máy được kéo bằng một động cơ điện. Chất lượng và năng suất của máy
bào mặt phẳng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tốc độ bàn máy, lực cắt, mô men cắt
của dao…. Vì vậy việc điều khiển động cơ truyền động cho bàn máy là hết sức quan
trọng mà ta cần nghiên cứu và giải quyết.
2.Phân loại
Máy bào mặt phẳng hiện nay có nhiều chủng loại, dựa vào kiểu phân loại ta chia
thành các nhóm máy bào mặt phẳng như sau:
*Dựa vào số trụ phân ra :
Máy bào một trụ : ví dụ như các kiểu máy 710 ; 71120 ; 7116
Máy bào hai trụ : ví dụ như các kiểu máy 7210 ; 7212 ; 7216
*Dựa vào chiều dài (Lb) của bàn máy và lực kéo bàn (Fk) ta phân ra:
Máy cỡ nhỏ: Chiều dài bàn Lb < 3 (m) ; Lực kéo Fk = 30  50 (KN)

Máy cỡ trung bình: Chiều dài bàn Lb = 4  5 (m) ; Lực kéo Fk = 50  70 (KN)
Máy cỡ nặng (lớn):

Chiều dài bàn Lb > 5 (m) ; Lực kéo Fk > 70 (KN)

3.kết cấu máy bào mặt phẳng
Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 3

Ngành:

Máy bào giường được cấu tạo từ nhiều chi tiết phức tạp, nhiều khối khác nhau. Ở
đây ta chỉ mơ tả kết cấu bên ngồi và các bộ phận chủ yếu của máy.

Hình 1.1. Hình dáng bên ngoài của máy bào giường hai trụ
*Đế máy (thân máy)
Được làm bằng gang đúc để đỡ bàn và trụ máy để có khối thế tạo vững chắc cho
máy. Đế được xẻ rãnh hình chữ nhật và chữ V để cho bàn máy chuyển động dọc theo
đế máy.
*Bàn máy
Được làm bằng gang đúc dùng để mang chi tiết gia công. Trên bàn máy có 5 rãnh
chữ T để gá lắp chi tiết cần gia công. Bàn máy được kéo tịnh tiến trên đế máy nhờ lực
kéo của động cơ truyền động.
*Giá chữ U

Được cấu tạo từ hai trụ thép vững chắc và có một dầm ngang trên cùng. Trong
dầm đặt một động cơ để di chuyển xà ngang lên xuống, dọc theo trục có xẻ rãnh, có
trục vít nâng hạ và dao động để di chuyển xà

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 4

Ngành:

*Xà ngang
Chuyển động lên xuống theo hai trụ, xà được kẹp chặt khi gia công

*Các bàn dao máy
Gồm hai bàn dao đứng và hai bàn dao hơng, trục bàn có giá đỡ dao. Giá máy có
thể dịch chuyển một góc nào đó để gia cơng chi tiết, khoảng dịch chuyển lớn nhất
của các con trượt là 300 mm, góc quay giá đỡ là 600.
*Bộ phận truyền động
Gồm các máy điện xoay chiều, một chiều chuyển động quay và qua các hộp
truyền động truyền chuyển động cho các bộ phận của máy
Tóm lại: Máy bào giường được cấu tạo hồn chỉnh sẽ có kết cấu chắc chắn, gọn, đảm
bảo tính kỹ thuật, kinh tế, thẩm mỹ.
II.CÁC TRUYỀN ĐỘNG CỦA MÁY BÀO GIƯỜNG
1. Truyền động chính của bàn máy
Truyền động của bàn là truyền động chính của máy là chuyển động tịnh tiến và có

tính chất chu kỳ lặp lại, mỗi chu kỳ có hai hành trình là hành trình thuận và hành
trình ngược.
1.1 Hành trình thuận
Là hành trình gia cơng chi tiết nên cịn gọi là hành trình cắt gọt. Ở hành trình này
có nhiều giai đoạn khác nhau như khởi động, ăn dao, vào chi tiết, cắt gọt ổn định, dao
ra khỏi chi tiết. Ứng với mỗi giai đoạn là một tốc độ yêu cầu khác nhau phụ thuộc
vào các yếu tố của chế độ cắt gọt.
1.2 Hành trình ngược

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án mơn học

Trang 5

Ngành:

Sau khi kết thúc hành trình thuận, bàn máy được đảo chiều và bắt đầu hành trình
ngược. Hành trình này bàn máy chạy khơng tải trở về vị trí ban đầu để chuẩn bị cho
chu kỳ làm việc tiếp theo. Tốc độ của bàn máy ở hành trình ngược thường lớn hơn ở
hành trình thuận (khoảng 2  3 lần) để nâng cao năng suất làm việc của máy.
Truyền động của bàn được thực hiện bằng một động cơ điện qua hộp giảm tốc truyền
động tới trục vít thanh răng biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động
tịnh tiến của bàn. Tốc độ bàn máy được biểu diễn theo thời gian trong một chu kỳ gia
cơng như hình 1.2.

V

Vth
V0

V0
t
V0

Hình 1.2 Đồ thị tốc độ bàn máy theo thời gian trong một chu kỳ bào
Do đặc điểm chuyển động của bàn máy là đảo chiều với tần số làm việc lớn nên
quá trình quá độ chiếm thời gian khá lớn trongVng
một chu kỳ làm việc. Chiều dài hành
t1 t21 t22 t3

t6 t62
t11 t12
t lớn thìt quá trìnht quá t10
trình t4
(hay chiều dàit bàn)
càng
độ chiếm
tỷ lệ càng nhỏ. Năng
5 1

7

8

9

suất của máy được xácTCK

định là số hành trình kép trên một đơn vị thời gian, vậy muốn
đảm bảo năng suất của máy ta cần tìm hiểu về tốc độ yêu cầu của máy theo thời gian
làm việc trong một chu kỳ:
Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 6

Ngành:

 Giả thiết bàn máy đang ở đầu hành trình thuận, bàn máy được tăng tốc đến vận
tốc V0 trong thời gian t1. Thường thì vận tốc V0 = 5  15(m/phút) gọi là tốc độ
vào dao.
 Sau khi chạy ổn định với tốc độ V0 trong khoảng thời gian t21 thì dao cắt bắt đầu
vào chi tiết. Dao cắt vào chi tiết ở tốc độ thấp nhằm mục đích tránh sứt mẻ dao
hoặc chi tiết.
 t 22 dao cắt vào chi tiết và cắt với tốc độ V0 cho đến hết thời gian t22.
 t3 là khoảng thời gian bàn máy tăng tốc từ tốc độ V 0 đến tốc độ Vth gọi là tốc độ
cắt gọt.
 t4 là khoảng thời gian gia công chi tiết với tốc độ cắt gọt Vth không đổi.

 t 5 Gần hết hành trình thuận, bàn máy sơ bộ giảm tốc độ từ tốc độ cắt gọt về tốc
độ V0 trong khoảng thời gian t5.
 t61 là thời gian tiếp tục gia công nhưng ở tốc độ V0
 t62 là khoảng thời gian dao được đưa ra khỏi chi tiết nhưng bàn máy vẫn chạy
với tốc độ V0.

 t7 là thời gian bàn máy được giảm tốc về 0 để đảo chiều sang hành trình ngược.
 t8 là thời gian bàn máy tăng tốc nhanh sau khi đảo chiều sang hành trình ngược
đến tốc độ Vng gọi là tốc độ không tải.
 t9 là khoảng thời gian bàn máy chạy ngược ở tốc độ Vng không đổi.
 t10Gần hết hành trình ngược, bàn máy được giảm tốc về tốc độ V 0 trong khoảng
thời gian t10.
 t11 là khoảng thời gian bàn máy vẫn chạy ngược với tốc độ V 0 và bắt đầu giảm
tốc về 0 để đảo chiều.
Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 7

Ngành:

 t 12 là thời gian vận tốc giảm về 0 và đảo chiều để kết thúc một chu kỳ làm việc
và chuẩn bị cho chu kỳ làm việc tiếp theo.
Bàn dao được di chuyển bắt đầu từ thời điểm bàn máy đảo chiều từ hành trình
thuận sang hành trình ngược và kết thúc di chuyển trước khi dao cắt vào chi tiết.
Tổng thời gian từ khi bắt đầu hành trình thuận cho đến hết hành trình ngược gọi là
chu kỳ làm việc của máy bào giường TCK.
Tốc độ hành trình thuận được xác định tương ứng với chế độ cắt gọt, thường thì
Vth = 5  120 m/ph. Tốc độ bàn máy lớn nhất có thể đạt V max = 75  120 m/ph. Để
tăng năng suất máy, tốc độ hành trình ngược chọn lớn hơn tốc độ hành trình thuận V ng
= k.Vth và thường thì k = 2  3
Năng suất của máy phụ thuộc vào số hành trình kép trong một đơn vị thời gian:

n

1
1

TCK t th  t ng

(1-1)

 TCK – thời gian một chu kỳ làm việc của bàn máy (s)
 tth thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình thuận (s)
 tng thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình ngược (s)
Giả sử gia tốc bàn máy lúc tăng hay giảm tốc độ là khơng đổi thì ta có:

t th 

L th L g.th  L h.th

Vth
Vth / 2

t ng 
;

L ng
Vng



Lg.ng  L h.ng
Vng / 2

(1-2)

*Trong đó:
 Lth , Lng : là chiều dài hành trình của bàn máy tương ứng với tốc độ ổn định
Vth, Vng của hành trình thuận và hành trình ngược.
 Lg.th , Lh.th : là chiều dài hành trình bàn trong quá trình tăng tốc (gia tốc) và quá
trình giảm tốc (hãm) ở hành trình thuận.

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 8

Ngành:

 Lg.ng , Lh.ng : là chiều dài hành trình bàn trong quá trình tăng tốc (gia tốc) và quá
trình giảm tốc (hãm) ở hành trình ngược.
Thay (1-2) vào (1-1) ta có:

n=

1
1

=
L
L
(k +1).L
+
+ t dc
+ t dc
Vth Vng
Vng

(1-3)

*Trong đó:
 L = Lth + Lg.th + Lh.th = Lng + Lg.ng + Lh.ng là chiều dài hành trình máy.

Vng
 k = Vth là tỷ số giữa tốc độ hành trình ngược và hành trình thuận.
 tđc là thời gian đảo chiều của bàn máy.
Từ công thức (1-3) ta thấy rằng khi đã chọn tốc độ cắt gọt ở hành trình thuận là V th
thì năng suất của máy phụ thuộc vào hệ số k và thời gian đảo chiều t đc. Khi k tăng thì
Vng tăng nên năng suất của máy tăng, tuy nhiên khi k > 3 thì năng suất của máy tăng
khơng đáng kể vì lúc đó thời gian đảo chiều tđc lại tăng. Nếu chiều dài bàn máy Lb > 3
m thì thời gian tđc ít ảnh hưởng đến năng suất mà chủ yếu là hệ số k. Khi chiều dài
bàn Lb bé và nhất là khi tốc độ V = Vmax = 75  120 (m/ph) thì tđc ảnh hưởng nhiều đến
năng suất của máy. Vì vậy một trong các điều kiện cần chú ý khi thiết kế truyền động

cho bàn máy của máy bào giường là cần giảm thời gian quá trình quá độ càng nhỏ
càng tốt.
Một trong những biện pháp giảm thời gian quá trình quá độ là xác định tỷ số
truyền tối ưu của cơ cấu truyền động từ động cơ đến trục làm việc, đảm bảo máy làm

việc với gia tốc cao nhất.

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án mơn học

Trang 9

Ngành:

*Kết luận:Từ những phân tích ở trên ta rút ra các yêu cầu về truyền động chính của
máy bào giường như sau:

Vmax Vngmax
=
V
Vthmin
D = min

*Phạm vi điều chỉnh tốc độ:

(1-4)

Trong đó :
 Vngmax : là tốc độ lớn nhất của bàn máy ở hành trình ngược, thường V ngmax= 75

 120 (m/ph)

 Vthmin : là tốc độ nhỏ nhất của bàn máy ở hành trình thuận, thường V thmin = 4  6
(m/ph).
Như vậy phạm vi điều chỉnh tốc độ nằm trong khoảng D = (12,5  30)/1
* Đặc tính phụ tải của truyền động chính:
Thơng thường, để đảm bảo cho công suất đặt là nhỏ nhất cho động cơ truyền động
(thường là động cơ một chiều) thì hệ truyền động thường được điều khiển theo hai
vùng điều chỉnh, ta có đặc tính của đồ thị phụ tải như sau:
P,M

MC

PC
I
Vmi
n

II
Vgh

Vmax

V

Hình 1.3 Đặc tính của phụ tải máy bào giường
*Vùng I: là vùng thay đổi điện áp phần ứng trong dải điều chỉnh D = (5  6)/1 với mô
men trên trục động cơ không đổi ứng với tốc độ bàn máy thay đổi từ V min = (4  6)

Sinh viên:

Lớp:

Đồ án môn học

Trang 10

Ngành:

m/ph đến Vgh = (20  25) m/ph. Khi đó lực kéo bàn máy là khơng đổi và công suất
kéo Pc tăng dần lên.
*Vùng II: là vùng điều chỉnh bằng cách giảm từ thông động cơ trong phạm vi D =
(4  5)/1 khi thay đổi tốc độ từ V gh đến Vmax = (75  120) m/ph. Khi đó cơng suất kéo
PC gần như khơng đổi cịn lực kéo thì giảm dần.
Tuy nhiên, việc thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi từ thông sẽ làm giảm năng suất
của máy vì thời gian quá trình quá độ tăng do hằng số thời gian mạch kích từ lớn (tức
do quán tính của cuộn kích từ lớn). Vì vậy thực tế người ta mở rộng phạm vi điều
chỉnh điện áp và giảm phạm vi điều chỉnh từ thông, hoặc điều chỉnh tốc độ động cơ
trong cả dải bằng cách thay đổi điện áp phần ứng, trong trường hợp này thì cơng suất
động cơ phải tăng Vmax/Vgh.
Độ ổn định tĩnh: Ở chế độ làm việc xác lập, độ ổn định tốc độ không được vượt
quá 5% (s  5%) khi phụ tải thay đổi từ 0 đến giá trị định mức.
Ở quá trình quá độ hay quá trình khởi động và hãm yêu cầu xảy ra êm, tránh va
đập trong bộ truyền động với độ tác động cực đại.
Đối với những máy bào giường cỡ nhỏ (L b< 3m; FK = 30  50KN) thì D = (3 
4)/1 với hệ thống truyền động chính thường là động cơ không đồng bộ - khớp ly hợp
điện từ; động cơ không đồng bộ roto dây quấn hoặc động cơ điện một chiều kích từ
độc lập và hộp tốc độ. Những máy cỡ trung bình (Lb = 3  5 m; FK = 50  70 KN) thì
D = (6  8)/1 với hệ thống truyền động là hệ F - Đ (máy phát điện một chiều cấp điện
cho động cơ một chiều). Đối với máy cỡ nặng (L b>5 m; FK>70 KN) thì D = (8 
25)/1, hệ truyền động là F-Đ có bộ khuếch đại trung gian hoặc hệ truyền động T-Đ là

hệ chỉnh lưu cấp điện cho động cơ một chiều và điều chỉnh tốc độ bằng cách điều
chỉnh góc mở của thyristor.
2.Truyền động ăn dao
Truyền động ăn dao cũng làm việc có tính chất chu kỳ, trong mỗi hành trình kép
làm việc một lần. thời gian truyền động ăn dao được thực hiện từ thời điểm đảo chiều
Sinh viên:

Lớp:


Đồ án mơn học

Trang 11

Ngành:

từ hành trình thuận sang hành trình ngược và kết thúc trước khi dao cắt bắt đầu vào
chi tiết.
Phạm vi điều chỉnh lượng ăn dao là D = (100  200)/1 với lượng ăn dao cực đại có
thể đạt tới (80  100) mm/1 hành trình kép.
Cơ cấu ăn dao yêu cầu làm việc với tần số lớn, có thể đạt 1000 lần/giờ. Hệ thống di
chuyển đầu dao cần phải đảm bảo theo hai chiều ở cả chế độ di chuyển làm việc và di
chuyển nhanh. Truyền động ăn dao có thể thực hiện bằng nhiều hệ thống như: cơ khí,
điện khí, thủy lực, khí nén…, thông thường sử dụng rộng rãi hệ thống điện cơ, đó là
động cơ điện và hệ thống truyền động trục vít - êcu hoặc bánh
răng - thanh răng.
Lượng ăn dao trong một hành trình kép khi truyền động bằng hệ trục vít - êcu được
tính như sau: s = tv .t . T
Và đối với hệ bánh răng - thanh răng là: s = tv .Z .t . T
*Trong đó : tv ; tv là vận tốc góc của trục vít; bánh răng (rad/s);

Z là số bánh răng;
t là bước răng của trục vít hoặc thanh răng (mm);
T là thời gian làm việc của trục vít hoặc thanh răng (s)
Từ hai biểu thức trên, ta có thể điều chỉnh lượng ăn dao s bằng cách thay đổi thời
gian sử dụng ngun tắc hành trình (sử dụng cơng tắc hành trình) hoặc nguyên
tắc thời gian (sử dụng rơle thời gian). Các nguyên tắc này đơn giản nhưng năng suất
máy thường bị hạn chế, lý do là lượng ăn dao lớn thì thời gian làm việc phải dài,
nghĩa là thời gian đảo chiều từ hành trình thuận sang hành trình ngược phải dài và
trong nhiều trường hợp thì điều này khơng cho phép. Để thay đổi tốc độ trục làm
việc, ta có thể dùng nguyên tắc tốc độ, điều chỉnh tốc độ bản thân động cơ hoặc dùng

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 12

Ngành:

hộp tốc độ nhiều cấp. Nguyên tắc này phức tạp hơn nguyên tắc trên nhưng có thể giữ
được thời gian làm việc của truyền động như nhau với các lượng ăn dao khác nhau.
3. Truyền động nâng hạ xà
Máy bào giường có giá đỡ gọi là xà ngang để đỡ giá dao vững chắc. Xà ngang
được dịch chuyển lên xuống dọc theo hai trục máy để điều chỉnh khoảng cách giữa
đầu dao và chi tiết gia công.
4. Truyền động kẹp nhả xà
Là truyền động được định vị để kẹp chặt xà trên hai trục của máy để gia công chi

tiết hoặc nới lỏng xà để nâng hạ dao, giá dao. Truyền động được thực hiện nhờ động
cơ xoay chiều qua hệ thống cơ khí. Tác dụng của lực nêm chặt bao nhiêu tùy ý do ta
điều chỉnh chuyển động với việc nâng hạ xà như trên.
5. Bơm dầu
Khi cấp điện cho hệ truyền động làm việc thì bơm dầu cũng phải được làm việc,
lượng dầu trong máy đảm bảo thì rơle áp lực mới hoạt động kích hoạt làm kín mạch
cho chuyển động của bàn. Áp lực cần thiết là 2,5 at, hệ thống bơm dầu được thực
hiện từ động cơ xoay chiều.
6. Quạt gió
Động cơ quạt gió là động cơ xoay chiều đảm bảo cho hoạt động của máy làm việc
với nhiệt độ cho phép.
Nói chung, máy bào giường có cơng nghệ phức tạp, truyền động chính u cầu
phải có độ chính xác khá cao và có nhiều truyền động phụ. Các truyền động bàn và
truyền động ăn dao có thể được điều khiển ở chế độ hiệu chỉnh hoặc tự động với
trang thiết bị hợp lý, hiện đại. Nếu điều khiển chính xác, đáp ứng được các yêu cầu
về truyền động thì máy bào giường có thể gia cơng ở chế độ tinh với độ chính xác
cao
Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 13

Ngành:

CHƯƠNG II
HỆ TRUYỀN ĐỘNG CHỈNH LƯU – ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

2.1. Phân tích cấu tạo,nguyên lý hệ biến đổi van Tiristor – Động cơ (T – Đ):
 Sơ đồ ngun lý :

+

U

U=var

+

Đ

KT
-

ĐK

Hình 2.1 : Sơ đồ nguyên lý của hệ T – Đ
Bộ biến đổi van Tiristor là một loại nguồn điện áp một chiều, nó trực tiếp biến đổi
dịng xoay chiều thành dịng một chiều. Việc điều chỉnh điện áp đầu ra của bộ biến
đổi, được thực hiện bằng cách điều chỉnh góc mở  của van.
Điện áp chỉnh lưu Ud0 (điên áp không tải ở đầu ra) có dạng đập mạch với số lần đập
mạch là n trong một chu kỳ 2 của điện áp sơ cấp của máy biến áp lực.
Sơ đồ hình tia n=m với m là số pha
Sơ đồ hình cầu n=2m
Giả sử điện áp cấp cho bộ biến đổi van có dạng
U2 = U2msint
Ta đã biết sau một chu kỳ dòng điện và điện áp lặp lại nên ta chỉ cần xét cho một chu
kỳ là đủ, coi điện trở van Rv =0

 Sơ đồ thay thế của mạch .

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án mơn học

Trang 14

Ngành:

Mơt bộ biến đổi van có thể bao gồm : Máy biến áp lực, tổ van , kháng lọc, thiết bị
bảo vệ và hệ thống điều khiển.
Sơ đồ thay thế có dạng sau

I

u

VAN

 U

E

2

L

R

Hình 2.2: Sơ đồ thay thế chỉnh lưu Tiristor – Động cơ một chiều
Khi van dẫn ta có phương trình
U2 – E = IR + L (28)
Với R = Rba + Rư + Rkt
L = Lba + Lư + Lkt
 Nhận xét :
- Ưu điểm : Hệ (T – Đ) tác động nhanh,tổn thất năng lượng ít, kích thước và
trọng lượng nhỏ, khơng gây ồn và dễ tự động hóa do các van bán dẫn có hệ số
khuyếch đại lớn, điều đó rất thuận tiện cho việc thiết lập các hệ thống tự động
điều chỉnh nhiều vòng để nâng cao chất lương các đặc tính tĩnh và các đặc tính
động của hệ thống
- Nhược điểm : Do các van bán dẫn có tính phi tuyến, dạng điện áp chỉnh lưu ra
có biên độ đập mạch cao, khả năng linh hoạt và chuyển trạng thái làm việc
khơng cao, khả năng q tải về dịng và áp của van kém, chất lượng điện áp ra
không cao, gây tổn thất phụ và làm sấu điều kiện chuyển mạch trên cổ góp
- Khắc phục : Thiết kế truyền động van cố gắng làm hẹp vùng dòng gián
đoạn bằng cách nối kháng lọc đủ lớn, tăng số lần đập mạch, nối van đệm

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 15

Ngành:

2.2. Hệ T-Đ không đảo chiều
Sơ đồ mạch điện :

2.3.Hệ T-Đ đảo chiều.
Có hai nguyên tắc cơ bản để xây dung hệ truyền động T-Đ đảo chiều :
- Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dịng kích từ động cơ.
- Giữ ngun dịng kích từ và đảo chiều dịng điện phần ứng.
Trong thực tế, các sơ đồ truyền động T-Đ đảo chiều có nhiều song đều
thực hiện theo hai nguyên tắc trên và đựơc phân ra thành năm loại sơ đồ chính sau:

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án mơn học

Trang 16

Ngành:

~3 pha

+

T

N

N

T

+

F

-

-

H×
nh 2.2
Sơ đồ hình 2.2 là sơ đồ dùng bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay
bằng cách đảo chiều dòng điện kích từ. Nó được sử dụng cho truyền động cơng suất
lớn (vì cơng suất kích từ chỉ khoảng 10% cơng suất truyền động) và ít đảo chiều( vì
đảo chiều bằng phương pháp đảo chiều từ thơng có thời gian q độ lớn ).
~3 pha
+

T

+

N

-

N
T

F

-

H×
nh 2.3
Sơ đồ hình 2.3 dùng một bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay
bằng công tắc tơ chuyển mạch ở phần ứng (từ thơng giữ khơng đổi ). Nó được dùng
cho truyền động công suất nhỏ với tần số đảo chiều không cao vì hệ có các tiếp điểm
cơ khí xen kẽ.

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án mơn học

Trang 17

Ngành:

~3 pha
+

~3 pha

H×
nh 2.4

Sơ đồ hình 2.4 dùng hai bộ biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển riêng. Nó
được dùng cho mọi dải cơng suất và có số lần đảo chiều lớn trong một đơn vị thời
gian.
Hình 2.5: Truyền động dùng hai
Hình 2.6: Truyền động dùng hai
bộ biến đổi theo sơ đồ đấu chéo điều
bộ biến đổi nối song song ngược điều
khiển chung.
khiển chung.

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án mơn học

Trang 18

Ngành:

~3 pha

CB

Ld

CB
+

-

Ld

~3 pha
+

-

Hình 2.5
Hình 2.6
Sơ đồ hình 2.5 và hình 2.6 dùng cho giải cơng suất vừa và lớn có tần số đảo chiều
cao so với 3 loại trên thì nó thực hiện đảo chiều êm hơn, nhưng lại có kích thước cồng
kềnh, vốn đầu tư và tổn thất lớn vì sử dụng cuộn kháng và máy biến áp.
Ta thấy sơ đồ hình 2.4 dùng hai bộ biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển riêng là
phù hợp nhất .

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 19

Ngành:

CHƯƠNG III
THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG
3.1.Sơ đồ mạch lực

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án mơn học

Trang 20

Ngành:

380
AP

AP1

D

M

K

BA

K

K
CC

CC
R

Rv

K

C

CC

R

C

Cv

Rv
R

Cv

C

T2

T1

T4

T3

T6

T5

LCB

LC B

LCB

LC B

T1'

T2'

T3'

T4'

T5'

T6'

Rv

Iu

Rv

Cv

Cv

ĐC
CKL
CKĐ

3.2.TÍNH TỐN THIẾT BỊ MẠCH ĐỘNG LỰC
*Các thông số cơ bản của động cơ bản của động cơ :
-Dòng điện định mức ở cuộn dây phần ứng động cơ :

Sinh viên:

Lớp:

K


Đồ án môn học

Trang 21

Ngành:

-Điện trở mạch phần ứng động cơ được tính gần đúng như sau :
-Điện cảm mạch phần ứng động cơ được xác định theo công thức Umanxki – Lindvit
*Trong đó :
Lấy  = 0,25 là hệ số lấy cho động cơ điện một chiều có cuộn bù.
3.2.1. Tính chọn tiristor
Việc tính chọn Tiristor sẽ được dựa vào các yếu tố cơ bản như : dòng điện tải, điều kiện
tỏa nhiệt, điện áp làm việc, các thông số cơ bản của van, và việc tính chọn Tiristor được
tính như sau :
a. Điện áp ngược lớn nhất mà Tiristor phải chịu

*Trong đó :
là hệ số điện áp ngựơc của van
là hệ số điện áp chỉnh lưu
b. Điện áp ngựơc của van cần chọn
(V)
Lấy (V).
*Trong đó :
KdtU = 1,7 là hệ số dự trữ điện áp, với KdtU = (1,6  2).
b. Dòng điện làm việc của van

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án mơn học

Trang 22

Ngành:

*Trong đó :
là hệ số dịng điện hiệu dụng của chỉnh lưu cầu ba pha.
Chọn điều kiện làm việc của van là có cánh tản nhiệt và có đủ diện tính tản nhiệt, khơng
có quạt gió đối lưu khơng khí, ứng với điều kiện này thì dịng điện định mức của van cần
chọn là :
*Trong đó :
Ki - hệ số dự trữ dòng điện. Với điều kiện làm việc của van ta đã chọn như trên thì
Ilv = (10  30 )%.Iđmv. Do vậy ta chọn Ilv = 25%.Iđmv, suy ra Ki = 4.
d. Chọn Tiristor
Từ các thông số Unv, Iđmv đã xác định ở trên, ta chọn Thyristor có điện áp thấp từ 200600 V do châu âu sản suất.

Ký

Itb

U0

Umax

du/dt

tph

di/dt

∆U

RT

tj

hiệu
T568

(A)
568

(V)
0,8

(V)
200-600

(V/μs)
1000

(μs)
200

(A/μs)
200

(V)
1,76

(0C/W) 0C
0,068 140

N
3.2.2. Tính chọn máy biến áp
Chọn kiểu máy biến áp là máy biến áp khơ 3 pha, 3 trụ có sơ đồ đấu dây ∆/Υ, là mát
bằng khơng khí tự nhiên. Việc chọn sơ cấp đấu ∆ có tác dụng sẽ triệt tiêu được sóng điều
hịa bậc 3 nên dạng sóng điện áp sẽ sine hơn. Dựa vào các thông số của tải và bộ chỉnh lưu
ta tính được các thơng số cơ bản của máy biến áp.
Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 23

Ngành:

*Công suất biểu kiến của máy biến áp Sba
Sba = Ks.Pdmax

(2.5)

Trong đó: - Ks là hệ số công suất của máy biến áp;với cầu 3 pha thì
Ks = 1,05
Pdmax = Uđm .Id =220. 175 = 38500 (W) là công suất cực đại của tải
Thay vào (2.5) ta được: Sba = 1,05. 38500 = 40,425 (KVA)
Vậy ta chọn công suất thiết kế của máy: Sba = 50 (KVA)
*Điện áp pha sơ cấp U1f
U1f = Ulưới = 380 (V) ; do sơ cấp được đấu ∆
*Điện áp pha thứ cấp U2f

Với

U dm
Udo = cos ; U2f = Uđm + 2∆Uv + ∆Uba + ∆Udn

Trong đó:
∆Uv = 2 V – là sụt áp trên mỗi tiristor
∆Uba – là sụt áp trên máy biến áp, chọn
∆Uba = 6%Uđm = 0,06. 220 = 13,2V
∆Udn – là điện trở dây nối và có thể bỏ qua, ∆Udn  0
Suy ra:
U2f = 220 + 2.2 + 13,2+ 0 = 237,2 (V)
Với α = αmin = 100 – là góc dự trữ khi có sự suy giảm điện lưới
Suy ra:

220
Ud0 = cos10 = 223 (V)
*Dòng hiệu dụng thứ cấp I2

Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 24

Ngành:

I2 = k2.Id = 2 / 3 .175 = 142,8 (A)
k2 – là hệ số dòng hiệu dụng thứ cấp; với cầu 3 pha k2 = 2 / 3
*Dòng điện hiệu dụng sơ cấp I1

U 2f
237,2
I1 = Kba.I2 = U1f .I2 = 380 .142,8 = 89,2 (A)
*Tiết diện sơ bộ của trụ

Sba
QFe = KQ. m.f

(2.6)

KQ – là hệ số phụ thuộc vào phương thức làm mát, với máy biến áp khơ thì
KQ = 5  6 , vậy chọn KQ = 6 ; m = 3 – là số trụ ; f = 50 Hz là tần số điện lưới.

Thay vào (2.6) ta được: QFe = 6.

45.103
3.50 =104 (cm2)

*Đường kính trụ d

d=

4Q Fe
4.104



 = 11,5 (cm)

Lấy theo đường kính tiêu chuẩn dtc = 12 (cm)
*Chọn loại thép cho mạch từ
Chọn loại tôn cán lạnh do Nga sản suất mã hiệu 3405. Loại tơn này có mật độ từ cảm
cao có thể lên tớn 1,7 Tesla, dễ mua và có các loại 0,27 ; 0,3 ; 0,34 mm. Do máy biến áp là
loại máy biến áp khô nên ta chọn tơn có bề dày δ = 0,35 mm và mật độ từ
cảm trong trụ là BT = 1,3 T. Sở dĩ ta chọn BT bé là do trong thứ cấp máy biến áp có thành
phần một chiều của chỉnh lưu nên mạch từ dễ bị bão hòa.
*Chiều cao cửa sổ mạch từ h
Hệ số hình dáng m = h/d tối ưu trong khoảng từ 2  3; chọn m = 3
Sinh viên:

Lớp:


Đồ án môn học

Trang 25

Ngành:

Vậy chiều cao cửa sổ mạch từ là: h = m.d = 3. 12 = 36(cm)
*Số vòng dây một pha sơ cấp W1
U1
W1 = 4, 44.f .Q Fe .BT

(2-7)

380

4
= 4,44.50.104.10 .1,3 = 127 (vòng)
*Số vòng dây một pha thứ cấp W2
U2
237, 2
.127
U
W2 = 1 . W1 = 380
= 79 (vòng)

*Chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp
Với dây dẫn bằng đồng trong máy biến áp khơ thì mât độ dịng điện cho phép nằm trong
khoảng (2  2,75) A/mm2 ;
chọn J = J1 = J2 = 2,75 (A/mm2).
*Tiết diện dây quấn sơ cấp S1
(mm2)
Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật,cách điện cấp B.
Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn:S1=33,04 mm2
Kích thước của dây có kể đến cách điện là:Scđ1=a1xb1=2,8.11,8=33,04(mm)
Mật độ dịng điện trong cuộn sơ cấp là:
(A/mm2)
*Tiết diện dây quấn thứ cấp S2
(mm2)
*đường kính dây quấn :
Chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật,cách điện cấp B.
Chuẩn hóa tiết diện theo tiêu chuẩn:S2=53,125 mm2
Sinh viên:

Lớp: