bộ bài tập ứng dụng cho môn học cơ sở truyền động điện, chương 4 ppt

Chương 4:
KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
I/ Khái niệm và phân loại về hệ thống truyền động điện :
1/ Khái niệm :
TĐĐ là hệ thống gồm có các thiết bò điện cơ dùng để
truyền dẫn và điều khiển quá trình chuyển động của máy. Hay
TĐĐ là 1 tập hợp gồm các thiết bò điện, điện từ phục vụ cho
việc biến đổi năng lượng điện cơ cũng như truyền tín hiệu cho
máy để máy hoạt động.
2/ Cấu tạo và phân loại :
+ Cấu tạo : Một hệ thống TĐĐ bao gồm 2 phần
 Phần lực là gồm bộ biến đổi và hệ truyền động.
 Phần điều khiển gồm các cơ cấu đo lường, các bộ điều
chỉnh, các thiết bò điều khiển, các bộ biến đổi….
Lưới
Hình 1 : Thể hiện cấu tạo của hệ truyền động
+ Phân loại :
 Truyền động không điều chỉnh : Động cơ được nối trực tiếp
vào lưới.
 Truyền động có điều chỉnh : Tùy thuộc vào yêu cầu mà hệ
thống cần điều chỉnh về tốc độ , Moment, thay đổi vò trí.
 Ngoài ra còn có hệ truyền động điều khiển bằng số, điều
khiển bằng chương trình.
Bộ biến đổi
Động cơ
Máy SX
Điều khiển
II/ Khái niệm về đặc tính cơ :
Đặc tính cơ của động cơ là quan hệ giữa tốc độ quay và
Moment của động cơ.
+ Có 2 loại đặc tính cơ :

 Đặc tính cơ tự nhiên :
Là khi đó động cơ được làm việc ở chế độ đònh mức. Trên
đặc tính tự nhiên thì ứng với điểm moment đònh mức thì giá trò
sẽ đạt tốc độ đònh mức.
 Đặc tính cơ nhân tạo :
Là khi đó động cơ làm việc ở chế độ có 1 trong những
thông số của động cơ bò thay đổi hoặc được nối thêm các điện
trở và điện kháng vào động cơ.
Để đánh giá và so sánh các đặc tính cơ người ta đưa ra
khái niệm độ cứng của đặc tính cơ.
* Độ cứng của đặc tính được kí hiệu :


=
M
n
 lớn : Đặc tính cơ cứng nghóa là Moment thay đổi trong phạm
vi rộng.
 nhỏ : Đặc tính cơ mềm nghóa là tốc độ sẽ thay đổi theo
moment.
   : Đặc tính cơ tuyệt đối cứng


n
2

n
1
1
2

3

M
1 Đặc tính cơ mềm.
2 Đặc tính cơ cứng.
3 Đặc tính cơ tuyệt đối cứng.
III/ Moment tác động trong TĐĐ :
Trong hệ thống TĐĐ thì được tác động bởi các moment
sau :
 Moment động cơ Mđ : Là moment quay do động cơ tạo nên
làm chuyển động hệ thống.
 Moment cản Mc : Là moment cản của tải, nó phụ thuộc vào
tính chất phụ tải của máy SX.
Giả thiết moment quán tính của hệ thống TĐĐ là J và tốc
độ quay của hệ thống là
 thì có được phương trình cơ bản của
hệ thống TĐĐ.
M
đ
- M
c
=
d
d
t
(J * )
@ Nếu moment quán tính không đổi :
M
đ
- M

c
= J
d

d
t
 M
đ
> M
c
: thì
d

dt
> 0  Động cơ tăng tốc.
 M
đ
< M
c
: thì
d

dt
< 0  Động cơ giảm tốc.
 M
đ
= M
c
: thì
d


dt
= 0  Động cơ làm việc ở chế độ xác lập
và có tốc độ quay không đổi.
M
@ Còn nếu vật quay với tốc độ n (Vòng/phút) thì :
 =
2
n
60
  =
n
9.55
* Từ đó có thể viết phương trình cơ bản của hệ thống như sau :
M
đ
- M
c
= J
dn
9.55d
t
IV/ Quy đổi các khâu cơ khí trong hệ thống TĐĐ :
Trong hệ thống TĐĐ có rất nhiều khâu khác nhau, mỗi
khâu có nhiều phần tử khác nhau về tốc độ quay, về tính chất.
Do vậy, để hệ truyền động được thuận tiện thì phải tiến hành
thay đổi, quy đổi chúng về trạng thái tương đương. Khi tiến
hành quy đổi thì phải đảm bảo thỏa mãn các điều kiện :
 Điều kiện thứ I :
Năng lượng của phần tử quy đổi hay năng lượng của hệ

thống trước và sau khi quy đổi phải bằng nhau. Đây chính là
việc bảo toàn năng lượng.
 Điều kiện thứ II :
Hệ thống phải được giả thiết là tuyệt đối cứng có nghóa là
trong hệ thống không có phần tử đàn hồi hay khe hở không khí
trên đường truyền năng lượng.
* Những đại lượng được quy đổi trong hệ thống thường gồm :
- Lực (F)
- Moment (M)
- Moment quán tính (J).
- Khối quán tính (m)
1. Tính quy đổi moment tại bộ phận làm việc (M
lv
) thành
Moment cản (M
c
) đặt trên trục động cơ :
M
lv
*
n
lv
9.55
= P
lv
M
c
=
n
Đ

9.55
= P
Đ
P
lv
P
Đ
=   P
Đ
=
P
lv

 M
c
= M
lv
1

n
lv
n
Đ
= M
lv

1
i.

+ Trong đó :

- i là tỷ số truyền =
n
Đ
n
lv
2/ Tính qui đổi lực phụ tải tại bộ phận làm việc (F
lv
) thành
moment cản (M
c
) đặt trên cầu trục :
P
lv
= F
lv
* V
lv
P
Đ
= M
c
n
Đ
9.55
P
Đ
=
P
lv


 M
c
=
F
lv
* V
lv
 * n
Đ
* 9,55
V
lv
=
n
t
9.55
* R
t
 M
c
=
F
lv
* R
t
 * i
+ Trong đó :
R
t
: bán kính trục

- i là tỷ số truyền =
n
Đ
n
lv
* Biểu thức trên chỉ đúng với trường hợp nâng tải.
* Khi hạ tải thì được qui đổi :
M
c
= 9,55
F
lv
* V
lv
n
Đ
(
2
 - 1

)
3/ Tính qui đổi moment quán tính của bộ phận làm việc J
lv
đối
với trục quay của nó thành J
qđ
đối với trục động cơ :
M
Đ
- M

c
=
J
9.55

d
n
d
t
J
qđ
= J
Đ
+ J
lv
+ J
tq
* Khi qui đổi thì sử dụng thành phần bảo toàn năng lượng
W
đlv
=
1
2
J
lv
(
n
lv
9.55
)

2
W
đ
=
1
2
J
qđ
(
n
Đ
9.55
)
2
W
đlv
= W
đ
 J
qđ
= J
lv
(
n
lv
n
Đ
)
2
 J

qđ
=
J
lv
i
2
- i là tỷ số truyền =
n
Đ
n
lv
4/ Tính qui đổi khối lượng của tải (m
lv
) thành Jqđ của động cơ :
W
đlv
=
1
2
m
lv
* V
2
lv
W
ủ
=
1
2
J

qủ
(
nẹ
9.55
)
2
J
qủ
= (9,55)
2
m
lv
* V
lv
2
n
ẹ
2
= (9,55)
2
m
lv
(
V
lv
n
ẹ
)
2
ẹoỏi vụựi toaứn heọ thoỏng :

J = J
ẹ
+

p = 1
y
J
p
i
p
2
+

q = 1
x
(9.55
V
q
n
ẹ
)
2
m
q
i
p
=
n
ẹ
n

p