Đồ án thiết kế hệ truyền động cho cơ cấu nâng hạ cầu trục

1

Đồ án: Thiết kế hệ truyền động cho cơ
cấu nâng hạ cầu trục
Lời nói đầu
Trong ngành công nghiệp nói chung để giải quyết một số công việc khó khăn
với con người như việc vận chuyển các nguyên vật liệu, hàng hóa nặng nhọc,trong
môi trường khắc nghiệt thì rất cần đến sự trợ giúp của các loại máy móc công
nghiệp như: băng tải, cần cẩu, cầu trục.
Ở học kỳ này em đã được giao cho đồ án II với đề tài: “Thiết kế hệ truyền động
cho cơ cấu nâng hạ cầu trục” với các thông số yêu cầu như sau:
 Chiều cao nâng: 10 m
 Tốc độ nâng hạ: 0,35 m/s
 Trọng lượng tải: 4000 kg
 Trọng lượng móc câu: 50 kg
 Đường kính puli: 0,5 m
 Tỉ số truyền: 50
 Hiệu suất bộ truyền: 0,85
 Momen quán tính cơ cấu: 0,1kg/


 Chu kỳ làm việc: 360s

Với sự cố gắng của bản thân cùng sự chỉ bảo tận tình của cô Nguyễn Thị Liên
Anh, em đã hoàn thành xong đồ án này. Dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức của
bản thân còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai xót nên em mong các
thầy cô chỉ bảo thêm. Em xin chân thành cảm ơn!

2



Chương 1. Giới thiệu đặc điểm về cầu trục
1.Giới thiệu chung
Cầu trục là một kết cấu dầm hộp hoặc dàn, trên đó đặt xe con có cơ cấu nâng.
Dầm cầu có thể chạy trên các đường ray đặt trên cao dọc theo nhà xưởng, còn xe
con có thể chạy dọc theo dầm cầu trục, nhờ vậy mà có thể di chuyển vật đến mọi vị
trí trong xưởng.
Cầu trục được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành, lĩnh vực khác nhau như
trong các nhà máy, xí nghiệp, công trường xây dựng, hải cảng
Phân loại cầu trục:
 Theo tải trọng:
- Loại nhẹ: từ 5 đến 10 tấn
- Loại trung bình: từ 10 tới 15 tấn
- Loại nặng: trên 15 tấn
 Theo chế độ làm việc:
- Loại nhẹ : hệ số tiếp điện TĐ% = 10 - 15%, số lần đóng máy trong một
giờ là 60
- Loại trung bình : TĐ=15 - 25 %, số lần đóng máy trong một giờ là 120
- Loại nặng : TĐ% = 40 - 60 %, số lần đóng máy trong một giờ >240
 Theo chức năng:
- Cầu trục vận chuyển : dùng rộng rãi, yêu cầu chính xác không cao
- Cầu trục lắp ráp : phần lớn nằm trong các nhà máy, xí nghiệp , dùng để
lắp ráp các chi tiết máy móc có yêu cầu độ chính xác cao
2.Cấu tạo của cầu trục
Cầu trục được cấu tạo bởi 3 bộ phận chính: xe cầu, xe con và cơ cấu nâng hạ

3

 Xe cầu: có hai dầm chính hoặc khung dầm chính làm bằng thép, đặt cách
nhau một khoảng tương ứng với khoảng cách bánh xe của xe con. Hai đầu
cầu được liên kết cơ khí với hai dầm quay ngang tạo thành khung hình chữ
nhật trong mặt phẳng ngang.
Các bánh xe của cầu trục được thiết kế trên các dầm ngang của khung hình
chữ nhật , tạo điều kiện cho cầu trục chạy dọc suốt phân xưởng.
 Xe con: là thiết bị được đặt trên xe cầu và dịch chuyển trên chiều dài của xe
cầu.
 Cơ cấu nâng hạ: được đặt trên xe con và đóng vai trò nâng hạ hang hóa.
Nhờ cấu tạo như trên mà cầu trục có thể di chuyển phụ tải theo 3 phương phủ kín
mặt bằng nhà xưởng:
- Chuyển động dọc theo phân xưởng , nhờ chuyển động của xe cầu
- Chuyển động ngang theo phân xưởng , nhờ chuyển động của xe con
- Chuyển động theo phương thẳng đứng, nhờ chuyển động của cơ cấu nâng hạ
3.Đặc điểm công nghệ và yêu cầu truyền động của cầu trục
Cầu trục làm việc trong môi trường rất nặng nề, đặc biệt là ở hải cảng, trong
các nhà máy hoá chất, xí nghiệp luyện kim . . . Các khí cụ điện, thiết bị điện trong
hệ truyền động và trang bị điện cầu trục phải đảm bảo làm việc tin cậy trong điều
kiện nghiệt ngã của môi trường.
Các cơ cấu truyền động cầu trục thường thay đổi mô men theo tải trọng. Nhất
là cơ cấu nâng hạ , mô men thay đổi rõ rệt. Khi không có tải trọng mô men động cơ
không vượt quá (15 - 20 )% 
đ
. Đối với cơ cấu nâng hạ của cầu trục ngoạm đạt
tới 50%
đ
. Đối với đông cơ di chuyển xe con bằng (30-50)% 
đ

. Đối với động
cơ di chuyển xe con bằng (30-35 )% 
đ
, đối với động cơ di chuyển xe cầu bằng
(50 - 55 )% 
đ
.
Trong các hệ truyền động các cơ cấu của cầu trục yêu cầu quá trình tăng và
giảm tốc xảy ra rất êm. Bởi vậy mô men động trong quá trình quá độ phải được
hạn chế theo kĩ thuật an toàn.
Năng suất cầu trục được quyết định bởi hai yếu tố : tải trọng của các thiết bị và
số chu kì bốc xúc trong một giờ. Số lượng hành hoá bốc xúc trong mỗi một chu kì

4

không như nhau và nhỏ hơn tải trọng định mức nên phụ tải với động cơ chỉ đạt
(60 - 70 )% công suất của động cơ.
Các động cơ truyền động điện đều làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại có tần số
đóng điện lớn. Đa số các cầu trục đều làm việc trong điều kiện môi trường nặng nề,
chế độ quá độ xảy ra nhanh khi mở máy , hãm và đảo chiều.
Chế độ làm việc của các cơ cấu cầu trục đươc xác định từ yêu cầu công nghệ ,
chức năng của cầu trục trong dây chuyền sản xuất . Cấu tạo và kết cấu của cầu trục
rất đa dạng. Khi thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển và hệ thống truyền động
điện phải phù hợp với từng loại cụ thể.
Từ những đặc điểm trên ta có những yêu cầu cơ bản với hệ thống truyền động
cho các cơ cấu của cầu trục như sau:
- Sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển tự động đơn giản
- Các phần tử cấu thành có độ tin cậy cao, đơn giản về cấu tạo, thay thế dễ
dàng
- Trong sơ đồ điều khiển phải có mạch bảo vệ điện áp không, quá tải và ngắn

mạch
- Quá trình mở máy diễn ra theo một quy luật được định sẵn
- Sơ đồ điều khiển cho từng động cơ riêng biệt,độc lập
- Có công tắc hành trình hạn chế quá trình tiến,lùi cho xe cẩu , xe con và hạn
chế hành trình lên xuống của cơ cấu nâng hạ
- Đảm bảo hạ hàng ở tốc độ thấp
- Tự động cắt nguồn cấp khi có người làm việc trên xe cầu.
4.Đặc điểm của cơ cấu nâng hạ cầu trục
Momen cản của cơ cấu luôn không đổi cả về độ lớn và chiều bất kể chiều quay
của động cơ thay đổi thế nào. Nói cách khác, momen cản của cơ cấu nâng hạ thuộc
loại momen cản thế năng, có đặc tính Mc = constant và không phụ thuộc vào chiều
quay. Điều này có thể giải thích dễ dàng là momen của cơ cấu do trọng lực của tải
gây ra. Khi nâng tải, momen có tác dụng cản trở chuyển động, tức là hướng ngược
chiều quay. Khi hạ tải, momen thế năng lại là momen gây ra chuyển động, tức là
nó hướng theo chiều quay của động cơ.
Dạng đặc tính cơ của cơ cấu nâng hạ như sau:

5




Khi nâng tải động cơ làm việc ở chế độ động cơ
Khi hạ tải có thể có hai chế độ: hạ động lực và hạ hãm
- Hạ động lực thực hiện khi tải trọng nhỏ, khi đó mômen do tải trọng gây ra
không đủ để thắng mômen ma sát trong cơ cấu. Máy điện làm việc ở chế độ
động cơ.
- Hạ hãm thực hiện khi tải trọng lớn, khi đó mômen do tải trọng gây ra rất lớn.
Máy điện phải làm việc ở chế độ hãm để giữ cho tải trọng được hạ với tốc
độ ổn định.

Đặc điểm hệ truyền động của cơ cấu nâng hạ: làm việc ở chế độ ngăn hạn lặp
lại, thường xuyên phải dừng máy và không đòi hỏi đảo chiều ngay lập tức mà
thường có trễ sau một thời gian nhất định.



6


Chương 2. Lựa chọn phương án truyền động
1.Lựa chọn loại động cơ
1.1.Động cơ điện xoay chiều không đồng bộ
- Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, đặc biệt là động cơ rôto lồng sóc; so với động cơ
một chiều thì động cơ không đồng bộ có giá thành hạ, vận hành tin cậy, chắc
chắn. Ngoài ra động cơ không đồng bộ có thể dùng trực tiếp lưới điện xoay
chiều ba pha nên không cần trang bị thêm các thiết bị biến đổi kèm theo.
- Nhược điểm: điều chỉnh tốc độ và khống chế các quá trình quá độ khó khăn;
riêng với động cơ rôto lồng sóc có các chỉ tiêu khởi động xấu hơn so với
động cơ điện một chiều.
1.2.Động cơ điện một chiều
- Ưu điểm: khả năng chịu quá tải lớn, có khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng,
cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất
lượng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ rộng.
- Nhược điểm: so với động cơ không đồng bộ để chế tạo động cơ điện một
chiều cùng cỡ thì giá thành đắt hơn, do cấu tạo có hệ thống chổi than cổ góp
nên việc bảo dưỡng phải thường xuyên hơn.
*Kết luận: qua những phân tích so sánh ở trên em chọn phương án sử dụng động
cơ điện một chiều vì những ưu điểm nổi bật trong việc điều chỉnh tốc độ, khả năng
chịu quá tải.
2.Tính chọn công suất động cơ

2.1.Xác định phụ tải tĩnh
- khi nâng có tải:
M

=
G + G

u.i.μ

R

=
(
4000 + 50
)
.0,25.9,81
1.50.0,85
=233,7 (N.m)
- khi nâng không tải:

7

M

=
G

u.i.μ

R


=
50.0,25.9,81
1.50.0,85
=2,89 (N.m)
- khi hạ có tải:
M

=
(
G + G

)
R

u.i
2−
1
μ

=
(
4000 +50
)
.0,25.9,81
1.50
2 −
1
0.85


=163,6(N.m)
- khi hạ không tải:
M

=
G

R

u.i
2 −
1
μ

=
50.0,25.9,81
1.50
2 −
1
0.85
=2,02 (N.m)
Ta có tốc độ nâng hạ là 0.35m/s nên tổng thời gian làm việc là:
t

=4.
h
v
=
4.10
0.35

=114.3
(
s
)

-momen đẳng trị:
M
đ
=

∑
M


t



∑
t

=

(
233,7

+ 2,89

+ 163,6


+ 2,02

)
28.6
114,3
=142,65 (N.m)
2.2.Xác định hệ số tiếp điện %
Hệ số tiếp điện tương đối:
ε%=
∑
T

T

=
114,3
500
=23%
2.3. Lựa chọn động cơ
Tốc độ góc của động cơ:
=
2

=
2.0,35
0.5
.50=70 (/)

8

Tốc độ quay của động cơ:
n=
ω
2π
.60=
70
2π
.60=668,45 (vg/ph)
Công suất động cơ:
P

=M
đ
.ω=142,65.70=9986 (W)
Ta chọn động cơ có công suất:
P
đ
≥1,3.P

=1,3.9986=12981,8
(
W
)

Từ các số liệu tính toán,tra bảng phụ lục 4 sách “Các đặc tính của động cơ trong
truyền động điện-Bùi Đình Tiếu” chọn động cơ kích từ song song kiểu Mπ −42
với các số liệu như sau:
U

đm
=220 (V)
P
đm
= 16 (kW)
I
đm
= 84 (A)
n= 700 (vg/ph)
ε%=25%
r
ư
+ r

=0,168 (Ω)
r

=81 (Ω)
Dòng điện định mức của cuộn kích từ song song: 1,97 (A)

3.Chọn phương án truyền động
Trong phạm vi đồ án này em sử dụng hệ truyền động chỉnh lưu tiristor-động cơ
một chiều T-Đ vì những ưu điểm nổi bật của nó: mạch lực đơn giản, kích thước
gọn nhẹ, tác động nhanh, không gây ồn và dễ tự động hóa do các van bán dẫn có
hệ số khuyếch đại công suất cao, điều đó rất thuận tiện cho việc thiết lập các hệ tự
động điều chỉnh để nâng cao chất lượng tĩnh và động của hệ thống.

9

3.1.Chỉnh lưu cầu một pha

Đồ thị áp-dòng trên tương ứng với trường hợp tải RL hoặc RLE ở chế độ dòng
tải liên tục. Để đưa dòng điện ra tải luôn cần có hai van cùng dẫn vì vậy xung điều
khiển phải đưa tới hai van cùng thời điểm để T1 cùng dẫn với T2; T3 cùng dẫn với
T4. Khi van T1,T2 dẫn sẽ có dòng i

chảy qua tải và chưa kịp tắt thì van T3,T4 đã
được phát xung mở trở lại như vậy dòng tải sẽ liên tục. Coi điện cảm L đủ lớn để
dòng điện i

có độ gợn sóng không đáng kể, nên i

=I

là giá trị không đổi.

+Ưu điểm: có thể không cần sử dụng máy biến áp, khi điện áp ra tải phù hợp với
cấp điện áp nguồn xoay chiều thì có thể mắc trực tiếp mạch chỉnh lưu vào lưới điện

+Nhược điểm: có hai van tham gia dẫn dòng, như vậy sẽ có sụt áp do hai van gây
ra, chính vì vậy khiến cho mạch cầu không thích hợp với chỉnh lưu điện áp thấp
dưới 10V khi dòng tải lớn.

10

3.2.Chỉnh lưu ba pha hình tia

Đồ thị áp-dòng trên tương ứng với trường hợp tải RL hoặc RLE ở chế độ dòng
tải liên tục. Điểm tính góc điều khiển không phải điểm qua 0 mà chậm pha hơn
một góc 30° điện, tương ứng với điểm giao nhau của điện áp nguồn. Xung điều
khiển các van lệch nhau một phần ba chu kỳ, tức 120° điện.
Với điện cảm L đủ lớn có thể coi i

=I

là giá trị không đổi. Dạng điện áp u


bằng điện áp phía nguồn có van đang dẫn. Giá trị điện áp U
α
tuân theo qui luật:
U
α
=U

.cosα
với U

=1,17U



+Ưu điểm: sụt áp trong mạch van nhỏ do dòng chỉ chạy qua một van, sử dụng
nguồn ba pha nên cho phép nâng công suất tải lên nhiều. mặt khác độ đập mạch
của điện áp ra sau mạch chỉnh lưu giảm đáng kể nên kích thước bộ lọc cũng nhỏ đi.

+Nhược điểm: cần có biến áp nguồn để có điểm trung tính đưa ra tải, mà công suất
biến áp này lớn hơn công suất một chiều 1,35 lần.



11

3.3.Chỉnh lưu cầu ba pha


Đồ thị áp-dòng trên tương ứng với trường hợp tải RL hoặc RLE ở chế độ dòng
tải liên tục. Mạch van được đấu thành hai nhóm: nhóm van đánh số lẻ đấu chung
katôt, nhóm van đánh số chẵn đấu chung anôt. Để điều khiển van cần tuân thủ một
số quy luật sau:
 Với tiristor của nhóm đấu katôt chung, điểm mốc để tính góc điều khiển là
điểm giao nhau của các điện áp pha nguồn khi chúng ở nửa chu kỳ điện áp
dương.
 Với tiristor của nhóm đấu anôt chung, điểm mốc để tính góc điều khiển là
điểm giao nhau của các điện áp pha nguồn khi chúng ở nửa chu kỳ điện áp
âm.
 Xung điều khiển được phát theo đúng thứ tự đánh số từ T1 đến T6 cách nhau
60° điện, còn trong mỗi nhóm thì xung phát cách nhau 120°.

12

 Để thông mạch điện tải cần hai van cùng dẫn, trong đó mỗi nhóm phải có
một van tham gia, do đó hai van có thứ tự cạnh nhau phải được phát xung
cùng lúc. Vì vậy dạng xung là xung kép: xung thứ nhất được xác định theo
góc điều khiển cần có, xung thứ hai là đảm bảo điều kiện thông mạch, thực

tế là xung của van khác gửi đến.

Quy luật điều chỉnh (chế độ dòng liên tục): U
α
=U

.cosα
với U

=2,34U



+Ưu điểm: cho phép đấu thẳng vào lưới điện ba pha; độ đập mạch rất nhỏ; sử dụng
nguồn ba pha nên công suất lớn, công suất máy biến áp cũng chỉ xấp xỉ công suất
tải.
+Nhược điểm: sụt áp trên van gấp đôi sơ đồ hình tia vì luôn có hai van dẫn để đưa
dòng điện ra tải, nên sẽ không phù hợp với cấp điện áp ra tải dưới 10V.

*Kết luận: từ các phân tích về ưu nhược điểm của các sơ đồ chỉnh lưu nói trên,
với tải là động cơ một chiều có công suất 16kW thì việc sử dụng chỉnh lưu cầu ba
pha là hợp lý nhất. Đồng thời do đặc điểm hệ truyền động của cơ cấu nâng hạ là
thường xuyên phải dừng máy và không đòi hỏi đảo chiều ngay lập tức mà thường
có trễ sau một thời gian nhất định nên em sẽ sử dụng một bộ biến đổi chuyển mạch
phần ứng.

13

Chương 3. Tính toán mạch lực
1.Sơ đồ nguyên lý mạch



Phương trình đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập:

14

ω=
U
Đ
kΦ
đ
−
R
(kΦ
đ
)


Từ phương trình trên ta thấy có thể thay đổi tốc độ động cơ bằng cách thay đổi
điện áp đặt vào phần ứng của động cơ U
Đ
.

Điện áp phần ứng của động cơ lại phụ thuộc vào điện áp một chiều sau chỉnh lưu
U

. Mặt khác, điện áp chỉnh lưu với chỉnh lưu cầu 3 pha được xác định bởi công
thức: U

=2,34.U

.cosα (U

là điện áp phía thứ cấp máy biến áp phụ thuộc
vào điện áp của lưới và hệ số máy biến áp).
Chính vì vậy ta có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ thông qua việc thay đổi
góc điều chỉnh . Việc thay đổi góc điều chỉnh  này sẽ được đề cập đến ở chương
sau.
Vấn đề thay đổi chiều quay của động cơ sẽ được thực hiện bằng việc đóng mở
các tiếp điểm T và N. Khi nâng tải,cấp điện cho động cơ đồng thời đóng tiếp điểm
T, mở tiếp điểm N, động cơ sẽ quay để nâng tải lên (quy ước đây là chiều quay
thuận). Động cơ sẽ quay ngược khi hạ tải với tải trọng nhỏ hơn momen ma sát của
cơ cấu, thực hiện điều này bằng cách đóng tiếp điểm N, mở tiếp điểm T.
2.Tính toán máy biến áp lực
2.1. Tính các thông số của máy biến áp
Điện áp một chiều tổng quát tương ứng tải định mức:
U
đ
=U
Đđ
+ ΣΔU

+ ΔU


+ ΔU


=U
Đđ
+ ΣΔU
Trong đó:
- ΣΔU là tổng các sụt áp khi tải định mức
- U
Đđ
là điện áp một chiều ra tải định mức U
Đđ
=220 V
- ΣΔU

tổng sụt áp trên van, trong sơ đồ cầu 3 pha mỗi thời điểm có 2 van
dẫn nên Σ∆U

=2 ∆U

(sụt áp trên van các van thông thường nằm trong
khoảng (1÷2,6) V, chọn ∆U

=1,75 V). Do đó:
Σ∆U

=2 ∆U

=2.1,75=3,5 (V)

15

- ΔU

là sụt áp trên biến áp khi có tải, nằm trong khoảng (5÷ 10%)U
Đđ
,
chọn ΔU

=8%.U
Đđ
=8%.220=17,6 (V)
- ΔU

là sụt áp trên bộ lọc một chiều, nằm trong khoảng (5÷ 10%)U
Đđ
,
chọn ΔU

=6%.U
Đđ
=6%.220=13,2 (V)
Từ đó, điện áp một chiều sau chỉnh lưu là:
U
đ
=220 +3,5 +17,6 + 13,2=254,3 (V)
Mặt khác điện áp chỉnh lưu với chỉnh lưu cầu 3 pha được xác định bởi công thức:
U


=2,34.U

.cosα
với U
đ
=2,34.U

.cosα


Chọn α

=10°, do đó điện áp thứ cấp định mức:
U

=
U
đ
2,34.cosα

=
254,3
2,34.cos10°
=110,4 (V)
Ta có: P

=U
đ
I


=254,3.84=21361
(
W
)

S

=1,05P

=1,05.21361=22429 (VA)
Biến áp nguồn đấu theo kiểu Y/Y, điện áp pha của lưới U

=220 V
Hệ số máy biến áp:
k

=
U

U

=
220
110,4
=1,99
Dòng điện cuộn thứ cấp: I

=0,816I

=0,816.84=68,5 (A)

Dòng điện cuộn sơ cấp:
I

=
I

k

=
68,5
1,99
=34,4 (A)
Tiết diện trụ của lõi thép biến áp có thể được tính theo công thức:


=1,0

S


=1,0

22429
3
=86,5 (

)

16

2.2.Tính toán dây quấn biến áp
Số vòng dây của mỗi cuộn được tính bởi công thức:
=
.10

4,44..

.

Trong đó: U – điện áp cuộn dây cần tính
B – từ cảm, thường chọn trong khoảng (1,0÷ 1,8) Tesla. Chọn B=1,4


- tiết diện lõi thép
f – tần số lưới điện xoay chiều f=50Hz
Số vòng dây của cuộn sơ cấp là:


=


.10

4,44..

.
=
220.10

4,44.50.86,5.1,4

=81,8
=>

=82 vòng
Số vòng dây cuộn thứ cấp là:


=




=
82
1,99
=41,2
=>

=42 vòng
Tính tiết diện dây:


=



Trong đó: I – dòng điện chạy qua cuộn dây
J – mật độ dòng điện trong biến áp, thườn chọn trong khoảng (2÷ 2,75)
A/


. Chọn J= 2,4 A/


Tiết diện dây sơ cấp:

17



=



=
34,4
2,4
=14,3 (

)
Tiết diện dây thứ cấp:


=



=
68,5
2,4
=28,5 (


)
Do không có kích thước dây tròn phù hợp nên sử dụng dây hình chữ nhật
Chọn loại dây dẫn phù hợp cho từng loại (kể cả lớp cách điện) là:
Với dây sơ cấp: a x b=2,8 x 5,2=14,56 (

)
Với dây thứ cấp: a x b=4,0 x 7,4= 29,6 (

)
2.3. Tính kích thước mạch từ

Chọn sơ bộ các kích thước cơ bản của mạch từ:
Chọn trụ hình chữ nhật có kích thước 

=a.b
Theo kinh nghiệm thường chọn l=b/a=1÷ 1,5
Ta chọn l=1,5 nên b=1,5a
Do đó: 

=a.b=1,5

=86,5 (

)
Suy ra:

18

=


86,5
1,5
=7,6 ()
b=1,5a=1,5.7,6=11,4 (cm)
Chọn lá thép, thường chọn lá thép bề dày 0,35mm và 0,5mm. Chọn loại 0,5mm
Diện tích cửa sổ cần có: 

=

+ 

=
đ
. 

. 

+
đ
. 

. 



đ
là hệ số lấp đầy thường chọn 2,0÷ 3,0. Chọn 
đ
=2,8

Do đó kích thước cửa sổ:


=3.82.14,3 +3.42.28,5=7109 (

)
Các kích thước cơ bản thường chọn dựa vào hệ số phụ: m=h/a
Theo kinh nghiệm thường chọn: m=2,2
Do đó: h=m.a=2,2.7,6=16,7 (cm)
=> c=

/h=71,2/16,7=4,3(cm)
Chiều rộng toàn bộ mạch từ: C=2c+3a=2.4,3+3.7,6=31,4 (cm)
Chiều cao mạch từ: H=h+2.a=16,7+2.7,6=31,9 (cm)
2.4.Kết cấu dây quấn
Số vòng dây trên mỗi lớp:


=
ℎ− ℎ




Trong đó: h – chiều cao cửa sổ
ℎ

– khoảng cách cách điện, thường chọn trong khoảng (2÷ 10)mm,
chọn ℎ


=5 mm


– chiều rộng dây quấn chữ nhật kể cả cách điện
Do đó:

19

Số vòng dây trên mỗi lớp sơ cấp là:


=
ℎ− ℎ



=
167 −5
5,2
=31,2 (ò)
Như vậy một lớp dây sơ cấp quấn được 31 vòng.
Số vòng dây trên một lớp thứ cấp là:


=
ℎ− ℎ



=

167 −5
7,4
=21,9 (ò)
Như vậy một lớp thứ cấp quấn được 21 vòng.
Số lớp dây của cuộn sơ cấp trong cửa sổ:


=




=
82
31
=2,6
=>cuộn sơ cấp có 3 lớp dây.
Số lớp dây của cuộn thứ cấp trong cửa sổ:


=




=
42
21
=2
=>cuộn thứ cấp có 2 lớp dây.

Bề dày của mỗi cuộn dây là:


=

.

+ .


Trong đó: cd - bề dày bìa cách điện , có các độ dày: 0,1 ; 0,3 ; 0,5; 1,0 ; 2,0 ; 3,0
Chọn cd=0,5


– chiều cao của dây dẫn
Bề dày cuộn sơ cấp: 

=2,8.3 +0,5.3=9,9()
Bề dày cuộn thứ cấp: 

=4,0.2+ 0,5.2=9()
Tổng bề dày các cuộn dây: Bd=

+ 

+ 2.=9,9+9+0,5.2=19,9 (mm)

20

Có 2.BD=19,9.2=39,8 (mm) < c=43 mm nên kích thước cửa sổ đã chọn là hợp lý.

3.Tính chọn van mạch lực
3.1.Chọn van theo chỉ tiêu dòng điện
Cần chọn van theo nguyên tắc dòng điện của van được chọn phải thỏa mãn:
I

>k

.I


Trong đó:
 I

- dòng trung bình của van được chọn
 k

- hệ số dự trữ về dòng điện cho van. Tải ở đây là động có dòng điện lớn
nên hệ số dự trữ nằm trong khoảng (1,5÷ 2). Chọn K

=1,5
Với chỉnh lưu cầu 3 pha dòng trung bình qua mỗi Tiristor:
I

=
I

3
=
84
3

=28 (A)
Do đó cần chọn van có dòng trung bình thỏa mãn:
I

>k

.I

=1,5.28=42 (A)
Tuy nhiên trị số dòng điện cho phép đi qua van trong sổ tay tra cứu chỉ đúng khi
van làm việc ở các điều kiện tiêu chuẩn nên cần phải hiệu chỉnh lại.
Trong tất cả các mạch chỉnh lưu, van đều dẫn dòng theo chu kỳ lưới điện xoay
chiều, là qui chuẩn khi dòng qua van có dạng hình sin và kéo dài đúng nửa chu kỳ
nguồn điện (λ=180°). Với chỉnh lưu cầu 3 pha khoảng dẫn của van là: λ=120°
Nên giá trị dòng cho phép trên van cũng giảm đi và bằng 0,8 I


Vậy phải chọn van có dòng trung bình thỏa mãn:
I

>0,8.42=33,6 ()
3.2.Chọn van theo chỉ tiêu điện áp
Tương tự với chọn van theo chỉ tiêu dòng điện, chọn van theo chỉ tiêu điện áp
cũng theo nguyên tắc điện áp của van được chọn phải thỏa mãn điều kiện: