Đồ án môn cơ sở truyền động điện

PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 1
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
Mục lục

Lời mở đầu 2
CH ƢƠNG I .GIỚI THIỆU CHUNG V Ề MÁY XÚC 3
1.1 Khái niệm chung và phân loại 3
1.2. Ứng dụng của máy xúc trong công nghiệp. 6
1.3 Xác định các thông số. 7
CHƢƠNG II. TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ 8
2.1Tính chọn công suất. 8
2.2.Kiểm nghiệm động cơ đã chọn 10
2.3 Vẽ đặc tính tự nhiên của động cơ 1 chiều 11
Chƣơng III.M Ô PH ỎNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 14
3.1 Chọn phƣơng pháp khởi động động cơ một chiều 14

3.2 Mô phỏng quá trình khởi động cơ 17
Kết luận 23




PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 2
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021

Lời mở đầu
Qua thời gian thực hiện đồ án môn án môn học Cơ sở Truyền động điện đã
giúp em hiểu những vấn đề lý thuyết và thực tế liên quan đến hệ thống truyền
động của máy xúc nhằm củng cố thêm những kiến thức đã học ở trƣờng. Trong
quá trình giảng dạy thầy giáo Khổng Cao Phong đã cung cấp nhiều kiến
thức và tài liệu cho chúng để hoàn thành tốt đồ án môn học này.
Đề tài nghiên cứu hệ thống truyền động của cơ cấu nâng hạ máy xúc
đƣợc khiển động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Đề tài đồ án cũng đề cập
đến phƣơng pháp xây dựng mô hình quan sát dòng điện, tốc độ thông qua việc
mô phỏng bằng chƣơng trình MATLAB SIMULINK trên máy tính. Các kết quả
mô hình hoá trên máy tính cho thấy đã đủ cơ sở để khẳng định hệ thống truyền
động điện đã đề xuất trong đồ án hoàn toàn có thể áp dụng đƣợc trong thực tế.
Do thời gian có hạn và khả năng sử dụng phần mềm của em còn kém nên
đồ án có nhiều thiếu sót, mong thầy góp ý cho em.
Em xin chân thành cảm ơn !

Vũng tàu , ngày 05 , tháng 04, năm 2014







PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 3
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021

CH ƯƠNG I .GIỚI THIỆU CHUNG V Ề MÁY XÚC
1.1 Khái niệm chung và phân loại
Máy xúc đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành khai thác mỏ lộ thiên, trên công
trƣờng xây dựng công nhiệp và dân dụng, trên các công trình thuỷlợi, xây dựng
cầu đƣờng và nhiều hạng mục công trình khác nhau, ở những nơi mà yêu cầu
bốc xúc đất đá với khối lƣợng lớn. Máy xúc có nhiều loại, nhƣng có thể phân
loại theo các chỉ tiêu sau:
1.Phân loại theo tính năng sử dụng
a) Máy xúc dùng trong ngành xây dựng chạy bằng bánh xích, bánh lốp có
thểtích gầu xúc từ 0,25 ÷ 2m
b) Máy xúc dùng trong ngành khai thác mỏ lộ thiên có thể tích gàu xúc từ 4 ÷
8m
c) Máy xúc dùng để bốc xúc đất đá có thể tích gầu xúc từ 4 ÷ 35m
d) Máy xúc bƣớc gàu ngoạm có thể tích gàu xúc từ 4 ÷ 80
2. Phân loại theo cơ cấu bốc xúc
a) Máy xúc có cơ cấu bôc xúc là gàu thuận, gàu xúc di chuyển vào đất đá theo
hƣớng từ máy xúc đi ra phía trƣớc dƣới tác dụng của hai lực kết hợp: cơ cấu
nâng - hạ gàu và cơ cấu tay gàu.
b) Máy xúc có cơ cấu hƣớng từ ngoài vào trong dƣới tác dụng của hai lực kết hợp: cơ
cấu nâng hạ gàu và cơ cấu đẩy tay gàu .
c) Máy xúc có cơ cấu bốc xúc kiểu gàu cào. Gàu cào di chuyển theo mặt phẳng
ngang từ ngoài vào trong trên cần gàu dẫn hƣớng .
d) Máy xúc có cơ cấu bốc xúc là gàu treo trên dây, gàu di chuyển theo hƣớng từ
ngoài vào trong máy xúc dƣới tác dụng của hai lực kết hợp: cơ cấu kéo cáp và
cơ cấu nâng cáp.
e) Máy xúc có cơ cấu bốc xúc kiểu gàu ngoạm, quá trình bốc xúc đất đá đƣợc
thực hiện bằng cách kéo khép kín dần hai nửa thành gàu dƣới tác dụng của cơ
cấu kéo cáp và cơ cấu nâng cáp . Cơ cấu bốc xúc kiểu gàu ngoạm có thể thay
thế bằng cơ cấu móc gọi là máy xúc - cần cẩu.
PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 4
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
g) Máy xúc rôto, có cơ cấu bốc xúc gàu quay. Gàu quay gồm một bánh xe, có
nhiều gàu xúc nhỏ gá lắp trên bánh xe theo chu vi của bánh xe.
h) Máy xúc nhiều gàu xúc, gồm nhiều gàu nhỏnối tiếp theo băng xích di chuyển
liên tục .Trong các loại máy xúc kể trên, máy xúc gàu thuận (h.10-1a) có mức
đứng hơn so với mức gƣơng lò (mức đất đá cần bốc xúc). Máy xúc gàu cào có
mức đứng của máy xúc ngang với mức của gƣơng lò, còn tất cảcác máy bốc
xúc là gàu ngƣợc, gàu di chuyển vào đất đá theo xúc còn lại có mức đứng của
máy xúc cao hơn mức của gƣơng lò.
3. Phân loại theo thể tích gàu xúc (hoặc theo công suất)
a) Máy xúc công suất nhỏ dùng trong ngành xây dựng có thể tích gầu xúc từ
0,25 ÷ 2m
b) Máy xúc công suất trung bình dùng trong ngành khai thác mỏ lộ thiên có
thểtích gàu xúc từ 2 ÷ 8m
c) Máy xúc công suất lớn có nhiều gàu xúc với tổng thể tích của các gàu xúc từ
6 ÷ 80m
3) Phân loại theo cơ cấu động lực (cơ cấu sinh công)
a) Máy xúc có cơ cấu sinh công là động cơ điện.
b) Máy xúc có cơ cấu sinh công là động cơ đốt trong.
4. Phân loại theo cơ cấu di chuyển
a) Máy xúc chạy bằng bánh xích.
b) Máy xúc chạy bằng bánh lốp.
c) Máy xúc chạy theo đƣờng ray.
d) Máy xúc chạy theo bƣớc
10-2 Kết cấu và cấu tạo của máy xúc
Kết cấu và cấu tạo của các loại máy xúc rất đa dạng. Ta chỉ nghiên cứu loại
máy máy xúc gầu thuận.

PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 5
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
.
Hình 1. Sơ đồ tổng kết cấu hệ thống truyền động
Cho hệ thống truyền động điện của máy xúc nhƣ trên hình vẽ 1. Hệ thống
bao gồm 03 cơ cấu truyền động chính: cơ cấu nâng - hạ; cơ cấu đẩy tay
gàu;
Cơ cấu quay (bàn quay) 1 đƣợc lắp trên cơcấu di chuyển bằng bánh xích
1. 2. Cần gàu 6 và tay gàu 5 cùng đƣợc lắp trên bàn quay 1. Tay gàu 5 cùng với
2. gàu xúc 7 di chuyển theo gƣơng lò do cơcấu đẩy tay gàu 4 và cáp kéo 9 của
3. cơ cấu nâng - hạ gàu. Quá trình bốc xúc đƣợc thực hiện kết hợp giữa hai cơ
4. cấu: cơ cấu đẩy tay gàu tạo ra bề dày lớp cắt, cơ cấu nâng - hạ gàu tạo ra lớp
5. cắt là đƣờng di chuyển của gàu theo gƣơng lò. Để đổ tải từ gàu xúc sang các
6. phƣơng tiện khác đƣợc thực hiện nhờ cơ cấu mở đáy gàu 3 lắp trên thành
7. thùng xe của máy xúc.
8. Máy xúc có ba chuyển động cơ bản: nâng - hạ gàu, ra - vào tay gàu và
9. quay, ngoài ra còn có một số chuyển động phụ khác nhƣ: nâng cần gàu, di
10. chuyển máy xúc, đóng - mở đáy gàu v.v…
11. Chu trình làmviệc của máy xúc bao gồm các công đoạn sau: đào, nâng gàu
12. đồng thời quay gàu về vị trí đổ tải, quay gàu về vị trí đào và hạ gàu xuống
13. gƣơng lò. Thời gian của một chu trình làm việc khoảng từ 20 ÷ 60s.
14. Cơ cấu nâng hạ gàu và cơ cấu tay gàu của máy xúc thƣờng xuyên làm việc
15. quá tải (gọi là quá tải làmviệc) do gàu bốc xúc phải đất đá cứng hoặc lớp cắt
16. quá sâu.
17. Các cơ cấu chính của máy xúc làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại với hệ số

PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 6
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
1.2. Ứng dụng của máy xúc trong công nghiệp.
Ở Việt Nam, máy đƣợc sử dụng rộng rãi ở những nơi mà yêu cầu bốc xúc đất
đá với khối lƣợng lớn trong ngành khai thác mỏ lộ thiên, trên các công trình
thuỷ lợi, trên công trƣờng xây dựng công nhiệp và dân dụng, xây dựng cầu
đƣờng và nhiều hạng mục công trình khác nhau .
Máy xúc đóng vai trò rất quan trọn trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa
đất nƣớc, và đƣợc ứng dụng ngày càng nhiều trong các khu công nghiệp, công
trình xây dựng, công nghiệp mỏ giữ một vai trò quan trọng trong nền kinh
tế,Trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá ở nƣớc ta, do đó việc ứng
dụng các thành tựu khoa học để nâng cao hiệu quả sản xuất là tất yếu, tiết kiệm
thời gian, tiết kiệm nhân , rút ngắn thời gian thi công, đảm bảo an toàn
lao động cho nhân công và đặc biệt máy xúc làm việc thay thế con ngƣời
ở môi trƣờng khắc nghiệt hay nguy hiểm. Công dụng của máy xúc lật là
dùng để bốc đất, đá,than nên nó thƣờng phải làm việc trong điều kiện phụ tải
thay đổi thƣờng xuyên và một cách đột ngột, máy xúc có nhiều cơ cấu truyền
động nhƣ:truyền động ra vào tay gầu,nâng hạ tay gầu,truyền động quay và di
chuyển.

PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 7
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
1.3 Xác định các thông số.
Bảng số liệu xác định theo số tự STT=18
STT
Các thông số kĩ thuật
Giá trị
Đơn vị
1
Khối lƣợng tay gàu
500
kg
2
Khối lƣợng đất đá trong gàu
750
kg
3
Khối lƣợng tƣơng ứng với tác dụng lực
cắt
7296
kg
4
Khối lƣợng đất đá trong gàu
7296
kg
5
Bán kính tang nâng

1,5
m
6
Tỉ số truyền hộp giảm tốc
15:01

7
Hiệu suất cơ cấu
93%

8
gia tốc trọng trƣờng
9,8

9
Thể tích gầu xúc
4

10
Lực cắt
71500
N
11
Suất lực cản của đất đá
5,5

12
Hệ số tơi xốp
0,65
13

Chiều đài đƣờng cắt
2
m
14
Khối lƣợng riêng của đất đá
1900
kg

Bảng 1. Giá trị momen Đơn vị : Nm

Bảng 2. Thời gian Đơn vị : giây(s)
Thời
gian
t1
t2
t3

t4
t5
t6

t7
t8
Giá trị
2,3
2,2
2,3
5
2
1

2
1



Momen

M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
Giá trị
1400

890
615
434
280
890
50
1400
3
m
2
cm
N

PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 8
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
CHỌN CHƢƠNG II. TÍNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ
2.1Tính chọn công suất.

M
w
t
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
t
7
t
6
t
8
M1
M2
M3

M4
M5
M6
M7
M8
w
w
0

Hình 2 Đồ thị phụ tải của cơ cấu nâng – hạ
Trong đó, chu kỳ làm việc của cơ cấu nâng-hạ tay gầu máy xúc bao gồm các giai
đoạn sau: t
1
- thời gian tăng tốc chuẩn bị cho quá trình đào, bốc; t
2
- thời gian nâng
tay gầu trong giai đoạn bốc xúc; t
3
- thời gian dừng gầu sau lúc bốc xong; t
4
- thời
gian giữ tay gầu cân bằng khi quay gầu về vị trí dỡ tải; t
5
- thời gian đổ tải; t
6
- thời
gian tăng tốc khi hạ gầu; t
7
- thời gian hạ gầu với tốc độ không đổi; t
8

- thời gian hãm
gầu trƣớc khi hạ gầu xuống đất đá.
Từ biểu đồ phụ tải, ta rút ra kết luận sau:
- Động cơ truyền động cơ cấu nâng - hạ gàu làm việc dài hạn với hệ số tiếp
điện tƣơng đối TĐ% = 100%.
- Trị số của mômen động cơ truyền động xác định bằng mômen cản tĩnh của
phụ tải, mômen cản tĩnh của cớ cấu nâng - hạ có tính thế năng
PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 9
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
][658
121253,22,23,2
1.14002.501.8902.2805.4343,2.6152,2.8903,2.1400
887654321
8.87.76.65.54.43.32.2,2.1.1
Nm
ttttttttt
tMtMtMtMtMtMtMtM
Mc








Suy ra Mđm

][6,789658.2,1.2,1 NmMc 

Nhận xét : Từ biểu đồ phụ tải ta thấy Động cơ truyền động cơ cấu nâng
hạ gàu làm việc dài hạn với hệ số tiếp điện tƣơng đối TĐ=100% v à làm
vi ệc ở chế độ dài hạn.
Công suất định mức của Động cơ đƣợc chọn sơ bộ bằng










Nhận xét: Ƣu điểm và nhƣợc điểm của động cơ 1 chiều cho cơ cấu nâng
hạ của máy xúc.
Ƣu điểm: cấu tạo đơn giản và công suất lớn, dễ vận hành, giá thành thấp
ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến.
Nhƣợc điểm :chủ yếu của động cơ điện một chiều là có hệ thống cổ góp - chổi
than nên vận hành kém tin cậy và không an toàn trong các môi trƣờng rung
chấn, dễ cháy nổ., cồng kềnh .

ĐỘNG C Ơ DC π-102
Pđm=125kW
U đm=220V
I đm= 632A
nđm=1500vòng/phút
R∑=0,146Ω

L∑u=0,0013 H
GD =12 kg.m

PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 10
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
2.2.Kiểm nghiệm động cơ đã chọn










Kiểm nghiệm động c ơ đã chọn theo điều kiện phát nóng nhƣ sau:
*Phƣơng pháp momen đẳng trị:
Dựa hình trên ta tính đƣợc Mđ
][3,711
121253,22,23,2
1.14002.501.8903,2.6152,2.8903,2.1400
87654321
8.87.76.63.32.22.1
222222
222222
Nm

tttttttt
tMtMtMtMtMtM
Mdt








Mđm> Mđt
Do đó động cơ đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng.
*Kiểm nghiệm động cơ đã chọn theo điều kiện khởi động:
Từ thông số của động cơ ở trên ta tính đƣợc:
M đm=763,6 (Nm)
Mkđ=Mc=2,5.Mđm=2,5. Nm
ω
0
t
t1
t2
t3
t4
t5
t6
t7
t8
PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 11
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
Mco=434 Nm ( Momen cản tại thời điểm bằng 0 dựa trên đồ thị phụ tải
ta xác định M4 và M5 tốc độ quay bằng 0)
Mđm> Mco
Suy ra động cơ đã chọn đã thoả mãn điều kiện khỏi động.
*Kiểm tra động cơ theo tổn th ất công suất.
Hiệu suất định mức của động cơ :
89.0
632.220
10.125
.
3

dmdm
dm
dm
IU
P


W
dm
dm
PdmPdm 4.15449
89.0
89.01
.10.125
1

.
3








Hiệu suất của động cơ ở khu vực phụ tải thứ i là :
)
1

).(1
1
(1
1
a
Pci
Pdm
aPdm
Pci
dm
i








V ới a=2
Suy ra
W
i
i
PiPctb 8,12808
1
. 





PctbPdm 
=> Động cơ thoả mãn điều kiện tổn thất trung bình.
2.3 Vẽ đặc tính tự nhiên của động cơ 1 chiều
Phương trình đặc tính cơ :
dmK
Udm

w

-
MM
dmK
Ru
.185.0164.
)(

2



)/(164
32,1
220
0
2
srad
dmK
Udm


w

Hiệu suất định mức của động cơ :
89.0
632.220
10.125
.
3

dmdm
dm
dm
IU
P


Điện trở của mạch phần ứng là
)(019.0).1.(
2
1

Idm
Udm
R
dmu


PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 12
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
Đ ồ th ị đi qua 2 đi ểm A(Mđm,
w
đm) v à B(0,
)0
w

Hay A(739,7;157,5);B(0;164)
Đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập.



Thực hiện lệnh trong MATLAB

Đi qua điểm C(0;164) và D(632;157,5)

0 100 200 300 400 500 600 700 800
20
40
60
80
100
120
140
160
180
PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 13
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
Phương trình cơ điện như sau:
I 014.0
0

ww
Đặc tính cơ điện của động
cơ một chiều .




Thực hiện lệnh trong MATLAB
0 100 200 300 400 500 600 700
155
156

157
158
159
160
161
162
163
164
PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 14
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
Chƣơng III.MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
3.1 Chọn phƣơng pháp khởi động động cơ một chiều



Phƣơng trình cân bằng điện áp của động cơ :
U=E + Iu.Ru (1)
Trong đó : E là sức điện động của động cơ (V)
Iu: Dòng điện phần ứng (A)
Ru: Điện trở mạch phần ứng của động cơ (Ω)
Từ phƣơng trình (1 ) ta xác định dòng của động cơ khi làm việc ở chế
độ động cơ :
Iu=
Ru
KU
Ru
EIu

w
.



Tại thời điểm khởi động
0
w
do đó dòng khởi động có giá trị : Iu=
Ru
U

Ở những động cơ có công suất trung bình và lớn có Ru có giá trị rất
nhỏ, nên dòng khởi động ban đầu là rất lớn , thƣờng rơi vào khoảng
20 ->25lần dòng định mức . Với giá trị dòng khởi động lớn nhƣ vậy sẽ
phá hỏng động cơ cũng nhƣ vậy gây sụt áp rất lớn ở lƣới điện
PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 15
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
Để giảm dòng khởi động bằng biện pháp tăng điện t rở mạch phần ứng.
Em chọn phƣơng pháp khởi đ dùng điện trở điện phụ.
Các thông số nhƣ sau:
Pđm=125 Kw
Uđm=220 V
I đm=632 A
Hiệu suất định mức của động cơ :
89.0
632.220

10.125
.
3

dmdm
dm
dm
IU
P


Điện trở của mạch phần ứng là
)(019.0).1.(
2
1

Idm
Udm
R
dmu


Ch ọn
)(1264.2
1
AII
dm


)(2,695.1,1

2
AII
dm


)(174.0
632
220
max

dm
dm
I
U
R


Bội số dòng điện khởi động l à:
82.1
2.695
1264
2
1

I
I


Ta th ấy R4>Rmax .Từ đó ta 4 cấp điện trở khởi động
Động cơ khởi bằng 4 cấp biến trở cấp 4 (m=4).

Điện trở :

)(26.0.3
)(145.0.
)(063.0.
)(34.082,1.019.0.
4
23
12
1








RR
RR
RR
RR
u




PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 16
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
Điện trở phụ là:





241.0019.026.04
126.0019.0145.03
044.0019.0063.02
32.0019.034.01
4
3
2
1
uf
uf
uf
uf
RRR
RRR
RRR
RRR

Sơ đồ nguyên lý của động cơ khi khởi động sử dụng biến trở 4 cấp ,
yêu cầu của khởi động là khi khởi động tốc độ góc
w

=0 thì dòng điện
không đƣợc vƣợt quá 2,5 Idm. Trong quá trình khởi động các cấp điện trở
loại dần nhờ các công tắc tơ gia tốc 1G,2G, 3G,4G
.
w












Họ đặc tính biến trở khi khởi động



0
Ic
I2

I1
1
2
3
4

5
6
7
8
9
B
W0
0
PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 17
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021


Qu á trình khởi động đƣợc diễn ra nhƣ sau:
Khi khởi động các công tắc tơ gia tốc (1G ->4G) đƣợc mở ra . Động cơ
khởi động trên toàn bộ cấp điện trở phụ Rf=R1+ R2+R3+R4. Dòng khởi
động với I1=1264 N.m. Động cơ bắt đầu khởi động tại điểm 1 , tốc độ
tăng dần đến điểm thứ 2 có dòng điện I2 , tại đây sẽ loại cấp điện trở
thứ nhất ra (1G đ óng l ại). Động cơ sẽ chuyển sang khởi động trên
đƣờng đặc tính mới tại điểm 3 với dòng I1. Điện trở lúc này chỉ còn
R2+R3+R4. Quá trình tƣơng tự nhƣ vậy cho đến khi cấp biến trở cuối
cùng bị loại ra động cơ chuyển sang khởi động trên đƣờng đặc tính tự
nhiên tại điểm 9. Sau đó lại tiếp tục tăng tốc về làm việc tại điểm cân
bằng A. Quá trình khởi động kết thúc.
3.2 Mô phỏng quá trình khởi động cơ
a/ Tính toán các thông số.
Sơ đồ nối dây và đƣờng đặc tính từ hóa của động cơ kích từ một chiều.

Từ sơ đồ nguyên lý ta thấy dòng kích từ chính là dòng phần ứng, nên từ thông
của động cơ phụ thuộc vào dòng phần ứng và phụ tải của động cơ.
Theo sơ đồ hình , có thể viết phƣơng trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng
nhƣ sau:
U = E + R.Iƣ = k + R.Iƣ
Trong đó: U là điện áp nguồn, (V)
PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 18
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
R = Rƣ + Rkt + Rƣf
Trong này: Rƣ là điện trở phần ứng động cơ.
Rkt là điện trở cuộn dây kích từ
Rƣf là điện trở phụ mắc thêm vào mạch phần ứng
Từ các phƣơng trình trên kết hợp với các quan hệ :E=K
w
.
và
w
KM 

Ta rút các phƣơng trình :
M
K
RR
K
U
I
K

RR
K
U
fu
fu
.
).(
.
.

2


w

w





Trong cá phƣơng trình trên , từ thông phụ thuộc dòng kích từ . Đó là
quan hệ giữa từ thông và sức từ động Fkt của động cơ , trong đó
Fkt=Ikt.Wkt. Đặc t ính từ hóa có dạng đƣờng cong t ừ hóa nhƣ đƣờng 1
trên hình.Tuy nhiên , để việc phân tích đƣợc đơn giản , ta coi đặc tính từ
hóa là đƣờng thẳng nhƣ đƣờng 2 trên hình.
Mô hình toán của động cơ một chiều kích từ độc lập


Mạch tƣơng đƣơng của động cơ một chiều kích từ độc lập

PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 19
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
Moment và dòng điện khởi động của động cơ một chiều kích từ độc lập

Mô hình động của động cơ một chiều kích từ độc lập với từ thông kích từ không
đổi.

PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 20
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021

Dựa bảng trên ta xác định các thông số bị bôi đen nhƣ sau :
P
đm
=125 KW
U
đm
= 220 V
n
đm
= 1500 vòng/phút
I
đm
= 632 A

Ta có:ω =1500.0,105=157,5( rad/s )
KΦ =
w
RIU
đmđm

=
5,157
019,0.632220 
= 1,32(Wb)
Momen quán tính của các phần chuyển động quy đổi về trục động cơ:
J=
).(36
4
12
4
2
22
mkg
GD




PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 21
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021
b/Ứng dụng MATLAB SIMULINK

Kiểm tra trên phần mềm MATLAB SIMULINK





1.32
k*phi
W
Scope
Saturation
-K-
Ru
Ramp
Product1
Product
658
Mc
Iu
1
s
Integrator1
1
s
Integrator
-K-
1/j
-K-
1/Lu
PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 22
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021






PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 23
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021



Kết luận.
Trong quá trình làm đồ án môn Cơ Sở Truyền động điện giúp em củng
cố kiến thức hơn. Hơn nữa thấy đƣợc rõ vai trò của hệ truyền động điện
đƣợc áp dụng trong cuộc sống .Các phần trình bày ở trên em trình bày
giới thiệu máy xúc , chọn động cơ cho cơ cấu nâng hạ, mô phỏng động
cơ một chiều ……. Qua đó phần mềm MATLAB mô phỏng cho ta rõ
phƣơng pháp chọn động cơ phù hợp cho cơ cấu truyền động, thúc đẩy
quá trình làm việc hiệu quả hơn.
Em xin gửi đến thày Khổng Cao Phong lời cảm đã hƣớng dẫn giúp cho
em hoàn thành đồ án này ạ.

PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 24
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021

PGS.KHỔNG CAO PHONG Đồ án môn học

TRANG 25
SVTH:NGUYỄN THỊ HẰNG Đại học Mỏ địa chất VT
MSSV:1121011021