thiết kế hệ truyền động cho xe Bus chạy điện, chương 1, 2 pdf

Chng 1:
Tổng quan về máy và yêu
cầu công nghệ
Ôtô chạy điện và ôtô chạy bằng động cơ đốt trong có hình
dạng và bề ngoài hoàn toàn nh- nhau ,nh-ng ôtô chạy điện 1 chiều
sử dụng động cơ điện 1 chiều đ-ợc cung cấp thông qua hai càng
tiếp xúc với l-ới điện phía trên thay thế cho động cơ đốt trong xe
BUS có kết cấu phức tạp bao gồm các cơ cấu bánh răng,hộp số,cơ
cấu li hợp,cầu dẫn h-ớng,hệ thống lái,hệ thống báo tín hiệuvà các
hệ thống điện,cơ khác.
Hệ thống điện cơ của xe BUS có kết cấu khá phức tạp.Về
phần điện hệ thống bao gồm từ nhận năng l-ợng điện từ 1 nguồn
điện cố định,biến đổi năng l-ợng thật phù hợp với các yêu cầu về
thay đổi tốc độ của động cơ.Các hệ thống tự động điều chỉnh để
đảm bảo việc làm việc ổn định,an toàn và dài hạn cho động cơVề
phần cơ bao gồm cơ cấu bánh răng,xích truyền, hộp sốđể truyền
động đến bánh xe,hệ thống tăng giảm tốc độ,đảo chiều chuyển
động,hệ thống phanh hãmVà còn rất nhiều hệ thống điện cơ khác
mà chúng ta không kể tới trong phạm vi đồ án này.Trong khuôn
khổ đồ án này chỉ xét đến hệ thống điện từ nguồn cung cấp đến
điều khiển động cơ truyền động(không có đảo chiều).
Yêu cầu về an toàn: Trong quá trình hoạt động của xe yêu
cầu khi tăng tốc và giảm tốc phải êm.Do đó mômen động trong quá
trình quá độ phải đ-ợc hạn chế theo yêu cầu kĩ thuật an toàn.Điều
kiện làm việc của xe là th-ờng phải chịu tải từ 60% tới 70% tải
trọng định mức và hay phải chịu quá tải nên yêu cầu về độ bền cơ
khí cao,khả năng chịu quá tải lớn.
Yêu cầu về điều chỉnh tốc độ: Dải điều chỉnh tốc độ rộng
5km/h tới 60km/h.Điều chỉnh phải trơn.
Yêu cầu về nguồn: Nguồn điện áp chuẩn DC-600V.
Yêu cầu về độ tin cậy: Xe BUS phải làm việc dài hạn do đó

nên dùng các khí cụ phi tiếp điểm thay cho các khí cụ có tiếp
điểm.Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động và hệ điều khiển tự động phải
đơn giản,các phần tử cấu thành phải có độ tin cậy cao,đơn giản,
thay thế dễ dàng.
CHƯƠNG 2
chọn ph-ơng án truyền động và tính chọn
công suất cho động cơ
i.chọn loại động cơ.
Vấn đề ứng dụng của động cơ điện nói chung trong truyền
động điện sản xuất cũng nh- ở đầu máy kéo là đ-ợc sử dụng rộng
rãi. Hiện nay trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống, thì động
cơ KĐB là loại động cơ đ-ợc sử dụng rộng rãi nhờ tính kinh tế, dễ
chế tạo, chi phí vận hành bảo d-ỡng sửa chữa thấp Tuy nhiên,
trong một số lĩnh vực nhất định đòi hỏi yêu cầu cao về điều chỉnh
tốc độ, về khả năng quá tải, thì bản thân động cơ KĐB không thể
đáp ứng đ-ợc hoặc nếu thực hiện đ-ợc thì phải chi phí các thiết bị
biến đổi đi kèm (nh- bộ biến tần ) rất đắt tiền. Vì vậy, động cơ
điện một chiều hiện tại vẫn là loại động cơ không thể thay thế đ-ợc
trong những lĩnh vực nói trên.
ứng dụng phổ biến của động cơ điện một chiều hiện nay trong
các nghành sản xuất nh- hầm mỏ, khai thác quặng, máy xúc và đặc
biệt là trong các đầu máy kéo tải ở lĩnh vực giao thông. Đó là nhờ
hai đặc điểm quan trọng -u việt của nó là :
Khả năng điều chỉnh tốc độ tốt
Khả năng quá tải tốt. Đặc biệt ở loại động cơ kích thích
nối tiếp và hỗn hợp.
Ngoài hai đặc tính cơ bản trên, thì cầu trúc mạch lực và mạch
điều khiển động cơ điện một chiều đơn giản hơn nhiều so với động
cơ KĐB, đồng thời lại đạt chất l-ợng điều chỉnh cao hơn trong dải
điều chỉnh rộng.

*Chọn hệ truyền động động cơ một chiều.
1. Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp:
ở động cơ điện kích thích nối tiếp, dòng điện kích thích chính
là dòng điện phần ứng : I
t
= I
-
=I. Vậy trong phạm vi khá rộng có thể
biểu thị:
=K

.I
trong đó hệ số tỷ lệ K

chỉ là hằng số trong vùng I < 0,8I
đm
; còn
khi I >(0,8
0,9)I
đm
thì hơi giảm xuống do hiện t-ợng bão hoà
mạch từ.
Nh- vậy, biểu thức đặc tính cơ có dạng:
M=C
M
..I
-
=C
M
.

K
2

*
M
*
M
đm




KC
R
MKCe
UC
n
e
u
M
.

.
nếu bỏ qua R
-
thì:
M
U

n hay:
M=
2
2
n
U
Nh- vậy khi mạch từ ch-a bão hoà, đặc tính cơ của động cơ điện
một chiều kích thích nối tiếp có dạng là đ-ờng hypebol bậc hai.
Nhìn vào đặc tính cơ và cấu tạo của động cơ loại này ta dễ nhận
thấy:
Động cơ một chiều kích từ nối tiếp có khả năng quá tải lớn về
mômen và khả năng khởi động tốt ở mức độ quá dòng.
Đặc tính cơ của động cơ loại này mềm và có độ cứng theo tải.
Động cơ không bị ảnh h-ởng bởi sự sụt áp của l-ới điện về khả
năng chịu tải.
Tuy nhiên ở động cơ một chiều kích từ nối tiếp ng-ời ta không
cho phép làm việc ở chế độ không tải do tốc độ không tảI th-ờng
rất lớn so với tốc độ định mức. Hơn nữa khi thay đổi điện áp phần
ứng của động cơ, ta gián tiếp thay đổi từ thông của động cơ vì vậy
rất khó điều chỉnh tốc độ của động cơ loại này.
2. Động cơ một chiều kích từ độc lập hoặc song song:
Ph-ơng trình đặc tính cơ: Biểu thị quan hệ giữa tốc độ (n)và
mômen (M)

Đ
C
kt
R
f

0
M
M
đm
M
K
RR
K
U
fu
u
.
)(
2






Với những điều kiện U=const, I
t
=const thì từ thông của động cơ
hầu nh- không đổi. Vì vậy quan hệ trên là tuyến tính và đ-ờng đặc
tính cơ của động cơ là đ-ờng thẳng.

Do R
-
rất nhỏ, nên khi tải thay đổi từ không đến định mức thì tốc

độ giảm rất ít cho nên đặc tính cơ của động cơ điện kích thích song
song rất cứng. Với đặc điểm nh- vậy, động cơ điện kích thích song
song đ-ợc dùng trong những tr-ờng hợp tốc độ hầu nh- không đổi
khi tải thay đổi.

Đ
C
k t
R
f
C
kt
R
kt
Với yêu cầu công nghệ đặt ra là thiết kế hệ truyền động cho xe
Bus chạy điện và đảm bảo các vấn đề đã đặt ra ta sử dụng động cơ
một chiều kích từ độc lập. Việc sử dụng động cơ loại này sẽ mang
lại đặc tính cơ cứng bằng tốc độ dễ dàng. Mặt khác là động cơ loại
này ít bị tổn hao về điện và giảm nhẹ kết cấu cơ khí của xe.