THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH MÁY TIỆN

TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
KHOA ĐIỆN
BỘ MễN Lí THUYẾT
---------0&0---------
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRANG BỊ ĐIỆN
Sinh viờn thiết kế: Nguyễn Khắc Hậu Lớp: Đại học liên thông Kỹ Thuật Điện– K3A
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Minh Thư

I. ĐỀ.TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH MÁY TIỆN
II. CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT:
Tốc độ quay S(mm/vg) Chiều sõu cắt Tốc độ tiến dao Chiều dài gia cụng
Khi tiện mặt trụ
8 - 200 vg/p 3 2mm 400mm
Khi tiện cắt ngang
n
min
= 10vg/p 4mm/s 500mm
Trọng lượng mâm cặp : 20.000 N
Kích thước chi tiết gia cụng trờn mỏy : Φ1000mm x L 500mm
Vật liệu chi tiết gia cụng : Gang , thộp CT5
Vật liệu làm dao : Thộp giú
III. NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:
1. Tính chọn công suất động cơ truyền động
2. Lựa chọn phương án truyền động
3. Thiết kế mạch lực hệ truyền động
4. Thiết kế hệ thống điều khiển
5. Xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống
6. Thuyết minh nguyờn lý làm việc hệ truyền động
IV. CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ (GIẤY A
3

):
1. Sơ đồ mạch lực hệ truyền động
2. Sơ đồ mạch điều khiển hệ truyền động
V. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN:
Ngày giao đề tài:
Ngày nộp đồ án:
Vinh, ngày ........tháng........năm 2010
Trưởng Bộ môn Giáo viên hướng dẫn
LỜI NÓI ĐẦU
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
1
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước thì việc phát triển khoa học
kỹ thuật đã được ứng dụng vào lĩnh vực công nghiệp. Ở nước ta đã nhập khá
nhiều loại máy móc, thiết bị rất hiện đại. Do vậy đòi hỏi quá trình giảng dạy cho
học sinh, sinh viên phải trang bị những kiến thức cơ bản về nguyên lý và hoạt
động cũng như nguyên tắc vận hành của trang thiết bị nhằm nắm bắt kịp thời
với thực tế của xã hội trong hiện tại và trong những năm tới.
Trong quá trình học tập tại trường em đã được học môn học Trang Bị Điện,
để củng cố kiến thức môn học này đã có rất nhiều đề tài đồ án môn học về các
loại máy khác nhau được giao cho HS-SV. Em đã được nhận đề tài: Thiết kế hệ
truyền động chính máy tiện. Thiết kế truyền động chính máy tiện là một việc
làm tương đối khó, trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của
bản thân cùng với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy, cô giáo trong bộ
môn Trang Bị Điện đặc biệt là sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của cô giáo: Nguyễn
Minh Thư, em đã hoàn thành xong bản đồ án môn học này.
Đề tài bao gồm 6 phần lớn :
1- Tính chọn công suất động cơ truyền động.
2- Lựa chọn phương án truyền động.
3- Thiết kế mạch lực hệ truyền động

4- Thiết kế hệ thống điều khiển
5- Xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống
6- Thuyết minh sơ đồ nguyên lý làm việc hệ truyền động.
Trong quá trình thiết kế đồ án, với kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án chắc
khó tránh khỏi các khiếm khuyết. Em rất mong được sự nhận xét góp ý của các
thầy cô giáo và các bạn để bản thiết kế của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vinh, ngày tháng năm 2010
Sinh viên

Nguyễn Khắc Hậu
PHẦN I
TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
2
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
I . KHÁI NIỆM CHUNG :
1. Đặc điểm công nghệ :
Nhóm máy tiện rất đa dạng, gồm các máy tiện đơn giản, Rơvonve, máy tiện
vạn năng, chuyên dùng, máy tiện cụt, máy tiện đứng. Trên máy tiện có thể thực
hiện được nhiều công nghệ tiện khác nhau: Tiện trụ ngoài, tiện trụ trong, tiện
mặt đầu, tiện côn, tiện định hình... Trên máy tiện có thể thực hiện được doa,
khoan và tiện ren bằng các dao cắt, dao doa, tarô ren. Kích thước gia công trên
máy tiện có thể từ cỡ vài milimét đến hàng chục mét (Trên máy tiện đứng).
1 : Thân máy
2 : Ụ trước
3 : Bàn dao
4 : Ụ sau
Dạng bên ngoài máy tiện
Chuyển động chính của máy tiện làm việc ở chế độ dài hạn, đó là chuyển

động quay của mâm cặp, chuyển động tịnh tiến liên tục của bàn dao. Các chuyển
động phụ gồm chuyển động phanh cầu dao và ụ sau, kéo phôi, bơm nước, nâng
hạ, kẹp và nới xà v.v...
Ở các máy cỡ nhỏ, người ta thường dùng động cơ lồng sóc để kéo các
truyền động cơ bản. Loại động cơ này có ưu điểm về mặt kinh tế, đơn giản và
đặc tính cơ cứng. Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp cơ khí, trong phạm vi
không rộng lắm. Khi máy yêu cầu phạm vi tốc độ rộng thường sử dụng động cơ
lồng sóc hai hay nhiều tốc độ.
Một trong những đặc điểm của máy tiện cỡ nặng là yêu cầu điều chỉnh tốc độ
động cơ trong phạm vi rộng. Vì vậy phần nhiều, người ta dùng động cơ điện một
chiều kết hợp với tốc độ 3 ữ4 cấp. Điều chỉnh tốc độ điện khí được thực hiện
bằng cách thay đổi từ thông động cơ, hoặc bằng phương pháp điều chỉnh 2 vùng
2. Các thông số đặc trư ng cho chế độ cắt gọt của máy tiện
a. Tốc độ cắt : Là tốc độ di chuyển tương đối của bàn dao so với chi tiết tại
điểm tiếp xúc. Đây là thông số cơ bản để xác định chế độ làm việc của máy và
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
3
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
để tính toán chế độ cắt gọt của máy, nó phụ thuộc vào các yếu tố như vật liệu
làm dao và chi tiết gia công.
- Lượng ăn dao : S (mm/vg)
- Chiều sâu cắt : t (mm)
- Tuổi thọ của dao : T
Tốc độ cắt được xác đinh theo biểu thức kinh nghiệm :

( / )
. .
V V
V
z

x y
m
C
V m ph
T t S
=
Trong đó :
- t là chiều sâu cắt
- T là tuổi thọ (độ bền) của dao
- S là lượng ăn dao khi chi tiết quay được một vòng
- C
V
, x
V
, y
V
, m là hệ số mũ phụ thuộc vào chi tiết gia công, vật liệu làm dao và
phương pháp gia công. Vật liệu gia công là gang, thép CT45 và vật liệu làm dao
bằng thép hợp kim cường độ cao, nên chọn: C
V
= 40 ữ 260  lấy C
V
= 200; x
V
=
0,15 ữ 0,2 chọn: x
V
= 0,2; y
V
= 0,35 ữ0,8 chọn: y

V
= 0,35; m = 0,1 ữ 0,2 chọn: m
= 0,1; T = 60 ữ 80 ph chọn: T = 60 ph.
Để đảm bảo năng suất cao nhất, sử dụng máy triệt để nhất thì trong quá trình
gia công phải luôn đạt tốc độ tối ưu, nó được xác định bởi những thông số như:
độ sâu cắt t, lượng ăn dao S và tốc độ trục chính ứng với đường kính chi tiết xác
định. Khi tiện ngang chi tiết có đường kính lớn, trong quá trình gia công đường
kính chi tiết giảm dần, để duy trì tốc độ cắt (m/s) tối ưu là hằng số thì phải tăng
liên tục tốc độ góc của trục chính theo quan hệ:

3
0,5. . .60.10 ( / )
z ct ct
V d m ph
ω
−
=

Trong đó : - d
ct
: là đường kính chi tiết (mm)
-
ct
ω
: tốc độ góc của chi tiết (rad/s)
b. Lực cắt :
Là lực tác động tại điểm tiếp xúc giữa dao và chi tiết, lực đẩy tại điểm tiếp xúc
gọi là lực pháp tuyến chia làm ba thành phần :
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
4

TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
- Lực tiếp tuyến F
z
: chống lại sự quay của chi tiết,
- Lực dọc trục F
x
: chống lại sự di chuyển của bàn dao.
- Lực hướng kính F
y
: Chống lại sự tì của dao và chi tiết.
Tỉ lệ các thành phần lực : F
z
: F
y
: F
x
= 1 : 0,4 : 0,25
Lực cắt là thông số quan trọng xác định từ các chế độ cắt của máy. Thông
thường lực cắt được xác định theo công thức kinh nghiệm :

n
Z
yx
FZ
VStCF
FF
....81,9
=
(N)
Trong đó : C

F
, X
F
, Y
F
, n là hệ số và mũ phụ thuộc vào vật liệu làm dao, chi tiết
gia công và phương pháp gia công.
c. Công suất cắt :
Là công suất yêu cầu của cơ cấu chuyển động chính. Quá trình tiện xảy ra với
công suất cắt là hằng số và được xác định.

)(,
10.60
.
3
kW
VF
P
ZZ
Z
=
Bởi vì lực cắt lớn nhất F
max
sinh ra khi lượng ăn dao và độ sâu ăn dao lớn,
tương ứng với tốc độ cắt nhỏ V
zmin
; còn gọi là lực cắt lớn nhất F
max
xác định bởi
t, s tương ứng với tốc độ cắt V

zmin
; nghĩa là tương ứng với hệ thức :
F
max
. V
zmin
= F
min
.V
zmax

Sự phụ thuộc của lực cắt vào tốc độ như hình vẽ :

d. Thời gian máy :
Là thời gian để gia công chi tiết, nó còn đợc gọi là thời gian công nghệ hay
thời gian hữu ích. Để tính thời gian máy phải căn cứ vào các yếu tố của chế độ
cắt gọt và phương pháp gia công.

3
.10
( )
M
ad
L
t s
V
−
=

Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu

5
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn

( )
.
M
L
t ph
n S
=

Trong đó : - L : là chiều dài gia công
- V
ad
: là tốc độ ăn dao
- S : là lượng ăn dao
- N : tốc độ quay của chi tiết vg/ph
Như vậy để giảm thời gian gia công, ta phải tăng tốc độ cắt, lượng ăn dao và
năng suất sẽ tăng.
3. Phụ tải của cơ cấu truyền động cơ bản của máy tiện
a. Trong truyền động chính của máy tiện lực cắt là lực hữu ích của máy nó
phụ thuộc vào chế độ cắt ( t, S, V) vật liệu chi tiết làm dao.
Chuyển động chính của máy tiện là chuyển động quay được xác định :

.
( . )
2
Z
Z
F d

M N m
=

Trong đó : - F
Z
là lực cắt (N)
- d là đường kính gia công (m)
Mô men hữu ích trên trục động cơ :
.
( . )
2.
Z
hi
F d
M N m
i
=

i là tỉ số truyền từ trục động cơ đến trục chính của máy.
* Đối với chuyển động chính là chuyển động tịnh tiến :
M
hi
= F
Z
.
ρ
(N.m)

ρ
là bán kính quy đổi lực cắt về trục động cơ.

* Mô men cản tĩnh trên trục động cơ :
).( mN
M
M
hi
c
η
=

η
- là hiệu suất của bộ truyền từ trục động cơ đến trục chính .
Với máy tiện đứng do có chuyển động trượt trên băng máy nên có xuất hiện lực
ma sát nơi gờ trượt của máy.
F
ms
= F
N
.
µ
= [g (m
b
+ m
ct
) + F
y
].
µ
(N)
F
N

- là lực đẩy tác dụng lên gờ trượt.

µ
- là hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào tốc độ mâm cặp ở tốc độ định mức.
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
6
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
* Ở chế độ xác lập lực kéo của các chuyển động mâm cặp được xác định là tổng
lực cắt và lực ma sát.
F
K
= F
Z
+ F
ms
= F
Z
+ [g (m
b
+ m
ct
) + F
y
] .
µ
(N)
Khi đó mô men trên trục động cơ ứng với chuyển động quay là:

).(
.2

.
mN
i
dF
M
K
c
η
=

Đối với chuyển động tịnh tiến là :

).(
.
mN
F
M
z
c
η
ρ
=
b. Cơ cấu truyền động ăn dao
- Trong lực truyền động ăn dao động cơ thực hiện di chuyển bàn dao hoặc chi
tiết để đảm bảo quá trình gia công. Hệ truyền động ăn dao được thực hiện bằng
nhiều phương án khác nhau.

1. Động cơ truyền động
2. Hộp giảm tốc
3. Trục vít

4. Bánh vít
5. Bàn dao
6. Băng máy
Động cơ truyền động ăn dao sẽ đảm bảo một lực cần thiết để di chuyển
tịnh tiến bàn dao. Lực này được xác định bởi lực cản chuyển động khi di chuyển
bàn dao : F
ad
= k.F
x
+ F
ms
+ F
d
(N)
- k = (1,2
÷
1,5) là hệ số dự trữ
- F
ms
: là lực ma sát của bàn dao ở hướng gờ trợt
- F
d
: là lực dính.
F
ms
=
µ
. (g.m
b
+ F

Y
+ F
Z
) (N)
-
µ
: là hệ số ma sát của bàn dao theo hướng gờ trượt.
Lực dính sinh ra khi khởi động bàn dao :
F
d
=
β
.S (N)
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
7
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn

β
- áp suất dính, thường bằng 0,5 M/m
2
S - diện tích bề mặt tiếp xúc ở gờ trượt của bàn dao, cm
2

Các thành phần lực ăn dao : F
x
, F
ms
, F
d
không đồng thời trong quá trình làm

việc. Nên khi xác định phụ tải truyền động ăn dao phân ra thành hai chế độ làm
việc là khởi động làm việc và ăn dao làm việc.
Khi khởi động, lực ăn dao xác định bởi 2 lực ma sát do khối lượng củ bộ phận di
chuyển và lực dính :
F
ad.kđ
=
0
µ
.g.m
b
+F
d
(N)
Với
0
µ
= 0,2
÷
0,3 - hệ số ma sát khi khởi động.
Khi cơ cấu ăn dao làm việc, lực ăn dao được tính :
F
ad.lv
= k.F
x
+
µ
.( g.m
b
+F

y
+ F
x
) (N)
Với hệ số ma sát khi làm việc,
µ
= 0,05
÷
0,15
* Mô men trục vít vô tận được xác định theo biểu thức :
M
tv
= 0,5 . F
ad
. d
tv
. tg(
)
ϕα
+
(N.m)
Trong đó : d
tv
- đường kính trung bình của trục vít vô tận; mm

α
- góc lệch của đường ren trục vít; độ

ϕ
- góc ma sát của đường ren trục vít; độ

* Mô men cản tĩnh trên trục động cơ được xác định bằng công thức :

( . )
.
tv
c
M
M N m
i
η
=

i,
η
- là tỉ số và hiệu suất của bộ truyền
Khi xác định công suất động cơ truyền động ăn dao lần lượt chọn từ điều kiện
mô men lớn nhất trong hai trị số mô men tương ứng với hai lực ăn dao khi khởi
động và làm việc. Bởi vì truyền động ăn dao thường có phạm vi điều chỉnh tốc
độ rộng nên động cơ cần được kiểm tra theo điều kiện mômen cản tĩnh ở tốc độ
nhỏ nhất có tính đến sự giảm mô men động cơ do điều kiện làm mát xấu và kiểm
tra theo điều kiện mô men khởi động.
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
8
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
Đồ thị phụ tải của truyền động chính Đồ thị phụ tải truyền động ăn dao
c. Phụ tải của cơ cấu truyền động chính máy tiện :
Truyền động chính máy tiện đứng có đặc thù riêng. Trên máy tiện đứng chi
tiết gia công có đường kính lớn và được đặt trên mâm cặp nằm ngang. Do trọng
lượng mâm cặp và chi tiết lớn nên lực ma sát ở gờ trượt và hộp tốc độ khá lớn.
Vì vậy phụ tải trên trục động cơ truyền động chính là tổng các thành phần lực

cắt, lực ma sát ở gờ trượt, lực ma sát ở hộp tốc độ.
Đồ thị biểu diễn các thành phần công suất của truyền động chính máy tiện.

- P
1
là công suất khắc phục lực cắt
- P
2
là công suất khắc phục lực ma sát ở gờ trượt
- P
3
, P
4
là công suất khắc phục lực ma sát trong hộp tốc độ tương ứng do lực ma
sát và sự quay của mâm cặp
- P
5
là tổng công suất của truyền động chính
II. CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH MÁY TIỆN :
1. Quá trình chọn công suất động cơ
Việc chọn động cơ là hết sức quan trọng, nếu chọn công suất lớn hơn trị
số cần thiết thì vốn đầu tư sẽ tăng, động cơ thường làm việc ở chế độ non tải,
làm cho hệ số và hiệu suất thấp. Nếu chọn công suất nhỏ hơn trị số yêu cầu thì
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
9
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
sẽ không bảo đảm năng suất cần thiết, động cơ chạy quá tải, giảm tuổi thọ động
cơ, tăng phí tổn vận hành.
* Quá trình tính toán chọn công suất động cơ được chia làm 2 bước :
+ Bư ớc 1 : Chọn sơ bộ động cơ theo trình tự sau.

Xác định công suất hoặc mô men tác dụng trên trục làm việc của hộp tốc độ.
a) - Xác định công suất trên trục động cơ điện và thành lập đồ thị phụ tải tỉnh.
b) - Muốn thành lập đồ thị phụ tải cho truyền động trong một chu kỳ, ta phải xác
định công suất hoặc mô men trên trục động cơ và thời gian làm việc ứng với
từng giai đoạn.
Công suất trên trục động cơ được xác định theo biểu thức :

η
Z
C
P
P
=
η
- là hiệu suất cơ cấu truyền động ứng với phụ tải P
Z

b
k
a
MM
M
pt
mshi
hi
++
=
+
=
1

1
η
Trường hợp riêng thì M
hi
= M
hiđm
, k
pt
= 1 tương ứng với
dm
ηη
=
Khi đó :

dmdm
dm
ba
++
=
1
1
η
x = a/b = const phụ thuộc vào cấu trúc, khối lượng phần quay và độ phức tạp
của sơ đồ động học khi tính toán ta thường lấy giá trị trung bình x = 1,5 khi đó ta
sẽ có : a = 0,6 .(a
dm
+ b
dm
) ; b = 0,4 .(a
dm

+ b
dm
)
+ Bước 2 : Kiểm nghiệm động cơ theo những điều kiện cần thiết, tuỳ thuộc vào
đặc điểm cơ cấu truyền động mà động cơ đã chọn kiểm nghiệm theo điều kiện
phát nóng, quá tải và mở máy.
2. Phương án chọn công suất động cơ cho hệ truyền động chính
Truyền động chính của máy tiện thường làm việc ở chế độ dài hạn, tuy
nhiên khi gia công các chi tiết ngắn, ở các máy trung bình và nhỏ do quá trình
thay đổi nguyên công và chi tiết thời gian quá lớn nên truyền động chính sẻ làm
việc chế độ ngắn hạn lặp lại. Khi xác định công ruất động cơ truyền động chính
phải tiến hành tính toán ở chế độ nặng nề nhất.
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
10
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
Để chọn công suất động cơ truyền động chính ta cần thực hiện các bước :
+ B ước 1 : Xác định các nguyên công cần thiết trong quá trình gia công chi tiết
+ Bư ớc 2 : Từ các yếu tố cắt gọt xác định tốc độ cắt, lực cắt, công suất cắt và
thời gian máy ứng với từng nguyên công.
+ Bư ớc 3 : Chọn nguyên công nặng nề nhất và giả thiết ở chế độ đó máy làm
việc ở chế độ định mức, từ đó tính hiệu suất của máy ứng với từng nguyên công.
+ Bư ớc 4 : Tính công suất động cơ ứng với từng nguyên công.

η
Z
d
P
P
=
Giả thiết trong thời gian gá lắp, tháo gở, đo, kiểm tra kích thước động cơ làm

việc không tải thì lúc này công suất trên trục động cơ chính là công suất không
đổi của máy P
0
= a . P
dm
+ B ước 5 : Lập bảng tính toán và vẽ đồ thị phụ tải
NN L
Mm
t
mm
S
mm/v

ω
Rad/s
V
m/ph
F
Z
N
P
Z
kW
k
pt
η
i
P
c
kW

t
M
ph
1 L
1
t
1
S
1
ω
1
V
1
F
Z1
P
Z1
k
pt1
η
1
P
c1
t
M1
2 L
2
t
2
S

2
ω
2
V
2
F
Z2
P
Z2
k
pt2
η
2
P
c2
t
M2
+B ước 6 : Động cơ được chọn theo công suất đẳng trị.

2 2
2 2
0 0
1 1
2 2
0
1 1
. .
Ci Mi j j
i i
dt

Mi j
i i
P t P t
P
t t
= =
= =
+
=
+
∑ ∑
∑ ∑

Trong đó : P
ci
, t
Mi
công suất trên trục động cơ, thời gian máy của nguyên công
thứ i
P
0j
, t
0j
công suất không tải trên trục động
cơ, thời gian làm việc không tải của máy.
P
0j
= P
0
Chọn động cơ có công suất định mức lớn

hơn 20 - 30 % công suất đẳng trị:
P
dm
= (1,2 - 1,3).P
dt
Bước 7 : Động cơ truyền động chính máy
tiện cần phải được kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng và quá tải.
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
11
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn

020121
020201012211
....
tttt
tPtPtPtP
P
MM
MM
TB
+++
∆+∆+∆+∆
=∆
Với
∆
P
1
= (a + b).P
C1
∆

P
2
= (a + b).P
C2
∆
P
01
= (a + b).P
C01
∆
P
02
= (a + b).P
CO2
Điều kiện kiểm nghiệm động cơ :
∆
P
TB

≤

∆
P
dm

dm
dm
dm
dm
PP .

1
η
η
−
=∆
III. TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ :
1.1 Số liệu ban đầu :
Ta có: n
min
= 10 (vg/ph)
⇒

min
min
10
1,047
9,55 9,55
n
ω
= = =
(rad/s)
V
z
= 0,5 .d
ct
.
ct
ω
.60 .10
-3

(m/ph)
Ta có: V
z
= 0,5 .d
ct.min
.
. axct m
ω
.60 .10
-3
= 0,5 .d
ct.max
.
.minct
ω
.60 .10
-3
(m/ph)
⇒

( )
. ax .min
. ax
.min
.
1000.1,047
2,094 /
500
ct m ct
ct m

ct
d
rad s
d
ω
ω
= = =
⇒
Tốc độ góc của chi tiết

( )
.max .min
2,094 1,047
1,5705 /
2 2
ct ct
ct
rad s
ω ω
ω
+
+
= = =
Lượng ăn dao: S
2
=
ad2
.2
4.2
16( / )

1,5705
ct
V
mm vg
π
π
ω
= =
1.2 Số nguyên công :
Theo yêu cầu đề tài ta có hai nguyên công :
- Nguyên công 1 (Khi tiện mặt trụ) L
1
= 400 mm.
- Nguyên công 2 (Khi tiện cắt ngang)
L
2
= 500 mm.
Chi tiết gia công : Gang, thép CT5 có kích thước
Φ
1000mm x L 500mm.
Để động cơ làm việc với các nguyên công ta chọn :
- Tỷ số truyền i = 10
- Thời gian nghỉ sau mỗi nguyên công là 50 s
1.3 Tính các thông số đặc tr ưng cho chế độ cắt :
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
12
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
1.3.1 Xác định tốc độ cắt :
- Khi tiện mặt trụ :

vv
yx
m
v
z
StT
C
V
11
1
..
=
- Vật liệu làm giao bằng thép hợp kim cường độ cao
 C
v
= 40 ữ 260 Chọn C
V
= 200
- Vật liệu gia công là gang, thép CT45
 x
V
= 0,15 ữ 0,2 Chọn x
V
= 0,15
• y
V
= 0,35 ữ 0,8 Chọn y
V
= 0,35
• m = 0,1 ữ 0,2 Chọn m = 0,1

• T = 60 ữ 80 ph Chọn T = 60 ph
Thay số vào ta có :

1
0,1 0,15 0,35
200
81,48( / )
60 .2 .3
z
V m ph= =
Khi tiện ngang :

3 3
2
0,5. . .60.10 0,5 .1000 . 1,047. 60 .10 31,41 ( / )
z ct ct
V d m ph
ω
− −
= = =
1.3.2 Xác định lực cắt :
- Ta có :
n
z
yx
Fz
VStCF
FF
...81,9
=

(N)
Vật liệu chi tiết gia công là gang, thép CT45; vật liệu làm dao là thép hợp kim
cường độ cao nên ta chọn : C
F
= 300; x
F
= 1; y
F
= 0,75; n = - 0,15.
- Khi tiên mặt trụ :
1 0,75 0,15
1 1 1 1
9,81 . . . . 9,81 . 300 . 2 . 3 .81, 48 6934,315( )
F F
x y
n
z F z
F C t S V N
−
= = =

- Khi tiện cắt ngang :
Ta có:
2
2 2
. .
v v
v
z
x y

m
C
V
T t S
=

⇒

0,15
0,15
2
0,1 0,35
2 2
200
0,306( )
. . 60 .31,41.16
v
v
y
m
z
C
t mm
T V S
= = =
1 0,75 0,15
2 2 2 2
9,81 . . . . 9,81 . 300 .0,306 .16 . 31,41 4295,7746( )
F F
x y

n
z F z
F C t S V N
−
= = =
1.3.3 Xác định lực ma sát và lực kéo :
a. Xác định lực ma sát :
F
ms
= F
N
.
µ

F
N
: là lực tác dụng lên mâm cặp,
µ
= 0,05 ữ 0,08
F
ms
=[g (m
b
+ m
ct
) + F
y
].
µ
= (G + G

0
+ F
y
).
µ
(N)
G = 20.000 (N) là trọng lượng của mâm cặp
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
13
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
G
0
là trọng lượng của chi tiết gia công.

2
0
. . . . . . ( ) . . .
2
ct
G m g V D g S L g D L g D
Φ
= = = = Π
Trong đó : D = 7,8 tấn/m
3
= 7800 kg/m
3
: khối lượng riêng của chi tiết
G
0
= 3,14.(

1
2
)
2
.0,5.7800 = 3061,5 (N)
F
N
: lực hướng kính được xác định theo tỷ lệ
F
Z
: F
Y
: F
X
= 1 : 0,4 : 0,25
→
F
Y
= 0,4.F
Z
- Lực ma sát khi máy có tải nhưng dao chưa ăn vào chi tiết gia công :
F
ms.cad
= (G + G
0
).
µ
= 23061,5. 0,05 = 1153,075 (N)
- Khi tiện mặt trụ :
F

Y1
= 0,4.F
Z1
= 0,4. 6934,315 = 2773,726 (N)
F
ms1
= (G + G
0
+ F
Y1
).
µ
= 1153,075 + 2773,726. 0,05 = 1291,7613 (N)
- Khi tiện cắt ngang :
F
Y2
= 0,4.F
Z2
= 0,4. 4295,7746 = 1718,31 (N)
F
ms2
=(G + G
0
+ F
Y2
).
µ
= 1153,075 + 1718,31. 0,05 = 1238,991 (N)
b. Xác định lực kéo :
F

K
= F
ms
+ F
Z
- Lực ma sát khi máy có tải nhưng dao chưa ăn vào chi tiết gia công :
F
Kcad
= F
ms.cad
= 1153,075 (N)
- Khi tiện mặt trụ :
F
K1
= F
ms1
+ F
Z1
= 1291,7613 + 6934,315 = 8226,0673 (N)
- Khi tiện cắt ngang :
F
K2
= F
ms2
+ F
Z2
= 1238,991 + 4295,7746 = 5534,7651 (N)
1.3.3 Xác định mô men trên trục chính của máy :

2

.dF
M
Z
z
=
(N.m)
- Mô men trên trục chính của máy khi có tải nhưng dao chưa ăn vào chi tiết gia
công :

.
1153,075
576,5375( . )
2 2
mscad
Z cad
M
M N m
= = =
- Khi tiện mặt trụ :

1 1
1
.
6934,315.400
1386863( . )
2 2
Z
Z
F d
M N m= = =

- Khi tiện cắt ngang :
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
14
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn

2 2
2
. 4295,7746.250
536971,825( . )
2 2
Z
Z
F d
M N m= = =
* Mômen hữu ích trên trục động cơ :

i
M
M
Z
hi
=
với (i = 10)
- Mô men hữu ích trên trục động cơ khi máy có tải nhưng dao chưa ăn vào chi
tiết

.
576,5375
57,65375( . )
10

Zcad
hi cad
M
M N m
i
= = =

+ Khi tiện mặt trụ :

1
1
1386863
138686,3
10
Z
hi
M
M
i
= = =
(N.m)
+ Khi tiện cắt ngang :

2
.2
536971,825
53697,1825
10
Z
hi

M
M
i
= = =
(N.m)
Chọn giá trị định mức ứng với nguyên công nặng nề nhất
M
đm
= M
hi max
= M
hi1
= 138686,3 (N.m)
- Hệ số phụ tải:

1
1
138686,3
1
138686,3
hi
pt
dm
M
k
M
= = =
Chọn
85,0
=

dm
η
Ta có :
85,0
1
1
=
++
=
dmdm
dm
ba
η

→

1
1 0,85
0,1765
0,85
dm
dm dm
dm
a b
η
η
−
−
+ = = =
+ Hệ số tổn hao không biến đổi :

a = 0,6.( a
đm
+ b
đm
) = 0,6.0,176 = 0,106
+ Hệ số tổn hao biến đổi :
b = 0,4.( a
đm
+ b
đm
) =0,4.0.176 = 0,0705
Nguyên công nặng nề nhất ứng với nguyên công 2 khi tiện trụ:
- Khi tiện trụ:

1
1
1 1
0,85
0,1
1 1 0.07
1
dm
pt
a
b
k
η η
= = = =
+ + + +
- Khi tiện ngang:

Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
15
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn

2
2
53697,1825
0,39
138686,3
hi
pt
dm
M
K
M
= = =

⇒

2
2
1 1
0,753
0,1
1 1 0,07
0,39
pt
a
b
k

η
= = =
+ + + +
- Khi máy có tải nhưng dao chưa ăn vào chi tiết gia công :

.
57,65375
0,00042
138686,3
hicad
pt cad
dm
M
k
M
= = =


1 1
0,0039
0,1
1 1 0,07
0,00042
cad
ptcad
a
b
k
η
= = =

+ + + +
1.3.4 Xác định công suất cắt :

3
10.60
.
ZK
Z
VF
P
=
(kW)
Khi tiện mặt trụ :
+ Khi máy có tải nhưng dao chưa ăn vào chi tiết gia công :

1
1.
3 3
.
1153,075.81,48
1,57( )
60.10 60.10
Kcad Z
Z cad
F V
P kw
= = =

+ Khi máy có tải dao ăn vào chi tiết gia công :

1 1
1
3 3
. 8226,0673.81,48
11,171( )
60.10 60.10
K Z
Z
F V
P kw= = =

- Khi tiện cắt ngang :
+ Khi máy có tải nhưng dao chưa ăn vào chi tiết gia công :

2
2.
3 3
.
1153,075.31,41
0,6( )
60.10 60.10
Kcad Z
Z cad
F V
P kw
= =

+ Khi máy có tải dao ăn vào chi tiết gia công :

2 2

2
3 3
. 5534,7651.31,41
2,897( )
60.10 60.10
K Z
Z
F V
P kw= = =
1.3.5 Xác định công suất trên trục động cơ :

)(kW
P
P
Z
C
η
=
Khi tiện mặt trụ :
+ Khi máy có tải nhưng dao chưa ăn vào chi tiết gia công :

1
1.
1,57
402,56 ( )
0,0039
Z cad
C cad
cad
P

P kw
η
= = =

Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
16
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
+ Khi máy có tải dao ăn vào chi tiết gia công :

1
1
1
11,171
13,14 ( )
0,85
Z
C
P
P kw
η
= = =

- Khi tiện cắt ngang :
+ Khi máy có tải nhưng dao chưa ăn vào chi tiết gia công :

2
2.
0,6
153,846 ( )
0,0039

Z cad
C cad
cad
P
P kw
η
= = =

+ Khi máy có tải dao ăn vào chi tiết gia công :

2
2
2
2,897
3,85( )
0,753
Z
C
P
P kw
η
= = =

Giả thiết trong quá trình tháo lắp chi tiết kiểm tra kích thước, chuyển đổi từ
nguyên công này sang nguyên công khác. Động cơ quay không tải, công suất
gọi là công suất không tải của máy :
P
01
= a.P
đm1

= 0,1.402,56 = 40,256 (kw)
P
02
= a. P
đm2
= 0,1.153,846 = 15,3846 (kw)
1.3.6 Xác định thời gian máy :
Ta có :
'
2 .
. . .
M
ct ct
L L L
t
n S S S
π
ω ω
= = =
- Khi tiện mặt trụ:
1
1
1 1
2 . 2 .400 2
40( ) ( )
200
. 3
.3
9,55
M

ct
L
t s ph
S
π π
ω
= = = =
- Khi tiện ngang:

3
2 2
2
2 2
.10 2 .
2 .500
125( ) 2,084( )
. 1,5705.16
M
ad ct
L L
t s ph
V S
π
π
ω
−
= = = = =
1.3.7 Chọn tốc độ động cơ :
n =
3

3 3
max
1
max max
60.10 .
60.10 . 60.10 .81,48
1556,943
. . 3,14.1000
Z
Z
V
V
d d
π π
= = =
(vg/ph)
1.3.8 Phạm vi điều chỉnh :
D =
max max .max
min
min max min min
.
81,48.1000
: 5,2
. 31,41.500
Z Z ct
Z
ct ct Z ct
V V d
V

d d V d
= = =

1.3.9 Chọn công suất động cơ :
Các số liệu tính toán được ghi vào bảng sau :
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
17
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
N
C
L
mm
t
mm
S
mm/v
g
V
Z
m/ph
ct
ω
F
Z
N
P
Z
KW K
Pt
η

P
C
KW
t
M
ph
1 500 2 3 81,48 1,05 6934,315 11,171 1 0,85 13,14 0,67
2 1000 0,31 16 31,41 1,57 4295,775 2,897 0,39 0,753 3,85 2,08
Công suất động cơ được chọn theo công suất đẳng trị :
2 2
2 2
2 2 2 2
0 0
1 1
2 2
0
1 1
. .
(13,14) .0,67 (3,85) .2,08 (40,256 15,3846 ).0,83
0,67 2,08 2.0,83
ci Mi j j
i i
dt
Mi j
i i
P t P t
P
t t
= =
= =

+
+ + +
= =
+ +
+
∑ ∑
∑ ∑
19,565( )kw=
Công suất định mức của động cơ được chọn là: P
đm

≥
(1,2 - 1,3).P
đm
P
đm

≥
1,3.15,565 = 25,4 (kW)
Động cơ được chọn là động cơ một chiều kiểu
290HΠ −
, vỏ bảo vệ, làm việc
dài hạn có phạm vi điều chỉnh tốc độ 1: 2.
Kiểu P
đm
(kW)
n (vg/ph) I
đm
(A) r
kt

R
U
+ R
CTF
n
max
U (v)
290
−Π
H
46,5 1500 - 1800 238 59 0,035 1800 220 v
1.3.10 Kiểm nghiệm động cơ :
Kiểm nghiệm bằng phương pháp tổn thất trung bình.

1 1 2 2 01 01 02 02
1 2 01 02
. . . .
M M
TB
M M
P t P t P t P t
P
t t t t
∆ + ∆ + ∆ + ∆
∆ =
+ + +
Với
∆
P
1

= (a + b).P
C1
= 0,17.13,14 = 2,32 (kW)
∆
P
2
= (a + b).P
C2
= 0,17.3,85= 0,68 (kW)
∆
P
01
= (a + b).P
C1cad
= 0,17. 402,56 = 71(kW)
∆
P
02
= (a + b).P
C2cad
= 0,17.153,846= 27,15 (kW)
Ta có:
2,32.0,67 0,68.2,08 71.0,83 27,15.0,83
19,146
0,67 2,08 2.0,83
TB
P
+ + +
∆ = =
+ +

(kw)
Điều kiện kiểm nghiệm động cơ :
∆
P
TB

≤

∆
P
đm

1
1 0,85
. .153,846 27,15
0,85
dm
dm dm
dm
P P
η
η
−
−
∆ = = =
(kW)
Ta thấy
∆
P
TB

= 19,146 (kW) <
∆
P
đm
= 27,15 (kW)

Động cơ được chọn thỏa mản với điều kiện phát nóng, phù hợp với tốc độ và
yêu cầu của đề tài.
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
18
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
Đồ thị phụ tải của động cơ
PHẦN II
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
19
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
I . KHÁI NIỆM CHUNG :
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, các máy sản
xuất ngày một đa dạng dẫn đến hệ thống trang bị điện ngày càng phức tạp và đòi
hỏi sự chính xác và tin cậy cao. Một hệ thống truyền động không những phải
đảm bảo được yêu cầu công nghệ, mà còn phải ổn định. Tuỳ theo loại máy công
tác mà có những yêu cầu khác nhau, rất cần thiết cho giữ ổn định tốc độ, mô
men với độ chính xác nào đó trước sự biến động về tải và các thông số nguồn.
Do đó bộ biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành một chiều đã và đang được
sử dụng rộng rãi.
Bộ biến đổi này có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau để tạo ra như hệ
thống máy phát, khuếch đại từ, hệ thống van. Chúng được điều khiển theo những
nguyên tắc khác nhau với những ưu điểm khác nhau. Do đó để có được một
phương án phù hợp với từng loại công nghệ đòi hỏi các nhà thiết kế phải so sánh

những chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để đưa ra phương án tối ưu.
1. Nội dung ph ương án :
Trên thực tế có rất nhiều phương án để giải quyết. Tuy nhiên mỗi phương án
có những ưu nhược điểm của nó. Nhiệm vụ của nhà thiết kế phải chọn ra phương
án tối ưu nhất.
Đối với những hệ thống truyền động điện đơn giản không có những yêu cầu cao
thì chỉ cần dùng động cơ điện xoay chiều với hệ thống truyền động đơn giản.
Với hệ thống truyền động phức tạp có yêu cầu cao về công nghệ, chất lượng
như điều chỉnh trơn, dải điều chỉnh rộng thì phải dùng động cơ điện một chiều.
Các hệ điều chỉnh kèm theo phải đảm bảo các yêu cầu công nghệ và có khả năng
tự động hóa cao.
Như vậy, để chọn được hệ thống truyền động phù hợp thì chúng ta phải dựa
vào công nghệ của máy, công suất làm việc để đưa ra những phương án cụ thể
để đáp ứng yêu cầu của nó. Để chọn được phương án tốt nhất trong các phương
án đặt ra thì cần phải so sánh về kỹ thuật và kinh tế
Đối với truyền động của động cơ điện một chiều thì bộ biến đổi rất quan
trọng, nó quyết định đến chất lượng hệ thống. Do vậy việc lựa chọn phương án
và lựa chọn bộ biến đổi thông qua việc xét các hệ thống.
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
20
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
2. Ý nghĩa của việc lựa chọn :
Việc lựa chọn phương án hợp lý có một ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nó được thể
hiện qua các mặt.
+ Đảm bảo được yêu cầu công nghệ máy sản xuất.
+ Đảm bảo được sự làm việc lâu dài, tin cậy.
+ Giảm giá thành sản phẩm, tăng năng suất.
+ Dể dàng sữa chữa, thay thế khi xẩy ra sự cố.
II. CÁC PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG:
1. Hệ truyền động máy phát - Động cơ : (F - Đ)

Trong hệ truyền động máy phát - Động cơ (F - Đ) nguồn cung cấp phần
ứng động cơ là bộ biến đổi máy điện (máy phát điều khiển kích từ độc lập).
Sơ đồ nguyên lý :
Động cơ Đ truyền động cho máy sản xuất, máy sản xuất được cấp điện
phần ứng từ máy phát F. Động cơ sơ cấp kéo máy phát F và động cơ một chiều
KĐB ĐK, động cơ ĐK cũng kéo máy phát tự kích từ K để cấp điện kích từ cho
động cơ Đ và máy phát F. Biến trở RKK dùng để điều chỉnh dòng điện kích từ
của máy phát tự kích từ F. Nghĩa là để điều chỉnh điện áp phát ra cấp cho các
cuộn kích từ máy phát KTF và cuộn dây động cơ KTĐ. Biến trở RKF dùng để
điều chỉnh dòng kích từ máy phát F, do đó điện áp phát ra của máy phát F đặt
vào phần ứng động cơ Đ. Biến trở RKĐ dùng để điều chỉnh dòng kích từ động
cơ, do đó thay đổi tốc độ động cơ nhờ thay đổi từ thông.
Phương trình đặc tính cơ của động cơ của động cơ Đ
d
uu
d
k
RI
k
U
Φ
−
Φ
=
.
ω
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
21
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
Với U = U

F
- R .I

hay
u
d
uEuD
d
I
k
RR
k
FE
.
.
Φ
−
−
Φ
=
ω
Từ phương trình đặc tính cơ của
hệ F - Đ ta có họ đặc tính cơ của
hệ là những đường thẳng song
song nằm ở cả bốn góc phần tư
của mặt phẳng tọa độ với đặc tính
cứng
* Đánh giá chất l ượng của hệ thống :
- Ưu điểm :
+ Phạm vi điều chỉnh dễ dàng và lớn,

+ Có khả năng điều chỉnh rất bằng phẳng,
+ Tổn hao khi mở máy, đảo chiều quay và khi điều chỉnh tốc độ bé, vì quá trình
nàu được thực hiện trên mặt kích từ.
+ Có thể đảo chiều động cơ một cách dễ dàng.
+ Có khả năng quá tải cao.
+ Đặc tính quá độ tốt, thời gian quá độ ngắn
+ Điện áp đầu ra của máy phát bằng phẳng có lợi cho động cơ
+ Có khả năng giử cho đặc tính cơ của động cơ cao và không đổi trong quá
trình làm việc.
- Nh ược điểm :
+ Hệ thống sử dụng nhiều máy điện quay cho nên gây ồn, kết cấu cơ khí cồng
kềnh chiếm nhiều diện tích.
+ Tổng công suất đặt lớn.
+ Vốn đầu tư ban đầu lớn.
+ Máy điện một chiều thường có từ dư lớn, đặc tính từ hóa có trể nên khó điều
chỉnh sâu tốc độ.
2 Hệ truyền động tiristo - Động cơ (T - Đ)
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
22
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
Sơ đồ gồm :
- FT : Máy phát tốc dùng để phản hồi âm tốc độ phần ứng của động cơ.
- BBĐ : Bộ biến đổi dùng tiristor biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một
chiều cấp cho động cơ.
- Đ : Động cơ một chiều kích từ độc lập kéo máy sản xuất.
- TH&KĐ : Khâu tổng hợp và khuếch đại tín hiệu.
- U
Cd
: tín hiệu đặt vào.
-

γ
.n : tín hiệu phản hồi âm tốc độ.
* Nguyên lý làm việc của hệ thống :
Giả thiết ban đầu hệ thống đã được đóng vào lưới điện với điện áp thích
hợp, lúc này động cơ vẫn chưa làm việc. Khi đặt vào hệ thống một điện áp ứng
với một tốc độ nào đó của động cơ thông qua khâu tổng hợp khuếch đại và mạch
phát xung (FX) sẽ xuất hiện các xung đưa tới cực điều khiển của các van bộ biến
đổi. Nên lúc này các van đó đang đặt điện áp thuận thì van đó sẽ mở.
Đầu ra của BBĐ có điện áp U
Cd
đặt lên phần ứng của động cơ dẫn đến
động cơ quay, tốc độ của nó ứng với U
Cd
ban đầu.
Trong quá trình làm việc, nếu một nguyên nhân nào đó làm cho tốc độ động cơ
giảm thì ta thấy : U
đk
= U
cd
-
γ
.n , nên khi n giảm
→
U
đk
tăng
→

α
giảm

→

U
đ
tăng
→
n tăng tới điểm làm việc yêu cầu. Khi n tăng quá mức cho phép thì
quá trình xẩy ra ngược lại, chính là quá trính ổn định tốc độ.
* Họ đặc tính của hệ thống
Sức điện động của BBĐ: E
b
= E
bm
. cos
α
= U
b
(U
b
= U đầu ra của bộ biến đổi)
E
b
= K
đk
= U
cđ
. K
b
(U
đ

-
γ
.n)
→

α
= arc cos.
bm
dbdk
E
nUKK ).(
γ
−
Phương trình đặc tính cơ của hệ thống :
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
23
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
dd
ub
dd
dbdk
dd
ub
dd
d
K
RR
K
nUKK
K

RR
K
U
Φ
+
−
Φ
−
=
Φ
+
−
Φ
=
..
).(.
.
γ
ω
u
bdk
ub
bdk
dbdk
I
KK
RR
KK
UKK
..1..1

..
γγ
ω
+
+
−
+
=
Họ đặc tính cơ của hệ thống như hình vẽ :

* Đánh giá chất lượng của hệ thống :
- Ưu điểm :
+ Tác động nhanh không gây ồn và dễ tự động hóa do các van bán dẫn có hệ số
khuếch đại công suất cao.
+ Công suất tổn hao nhỏ, kích thước và trọng lượng nhỏ. Giá thành hạ dễ bảo
dưỡng, sửa chữa.
- Nh ược điểm :
+ Mạch điều khiển phức tạp, điện áp chỉnh lưu có biểu đồ đập mạch cao, gây
đến tổn thất phụ đáng kể trong động cơ và hệ thống.
+ Chuyển đổi làm việc khó khăn hơn do đường đặc tính nằm trong ở mặt
phẳng tọa độ.
+ Trong thành phần của hệ biến đổi có máy biến áp nên hệ số cos
ϕ
thấp.
+ Do vai trò chỉ dẫn dòng một chiều nên việc chuyển đổi chế độ làm việc khó
khăn đối với các hệ thống đảo chiều.
+ Do có vùng làm việc gián đoạn của đặc tính nên không phù hợp truyền động
động cơ tải nhỏ.
III - CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG :
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu

24
TR¦êNG §HSPKT VINH KHOA: ®iÖn
Quá quá trình phân tích hai hệ thông F - Đ và T- Đ ta thấy chúng có những
ưu điểm nhược điểm nhất định. Cả hai hệ thống đều đáp ứng được yêu cầu công
nghệ đặt ra.
Nhưng xét về chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật thì mổi hệ thống đạt được những đặc
điểm khác nhau. Cụ thể ta thấy hệ F-Đ dể điều chỉnh tốc độ, chuyển đổi trạng
thái hoạt động linh hoạt vì đặc tính hệ thống năm đều bốn góc phần tư. Với hệ
thống F-Đ khi lắp đặt chiếm diện tích lớn, cồng kềnh nhưng hiệu suất lại không
cao. Khi làm việc lại gây ồn ào, rung động mạnh, công lắp đặt lớn, vốn đầu tư
cao.
Trong giai đoạn CNH - HĐH ngày nay với xu thế chung hướng tới mục tiêu
yêu cầu tối ưu nhất đảm bảo tính khoa học, gọn nhẹ không gây ồn, ít ảnh hưởng
đến môi trường xung quanh. Với hệ truyền động F-Đ, mặc dù có nhiều ưu điểm
nhưng còn nhiều hạn chế chưa đáp ứng được yêu cầu CNH - HĐH hiện nay.
Ngày nay với nền công nghiệp hiện đại người ta đang dần tiền hành thay thế hệ
thống truyền động F-Đ bằng các hệ truyền động khác. Với hệ truyền động T-Đ
có hệ số khuếch đại lớn, dể tự động hoá do tác động nhanh chính xác, công suất
tổn hao nhỏ. Kích thước nhỏ và gọn nhẹ.
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ xu hướng tự động hoá
các hệ thống tự động, gia công chính xác nên điều khiển hệ thống được thực
hiện bằng cách lắp ghép hệ thống với các bộ điều khiển tự động như PLC, vi xử
lý.
Nhìn chung hệ thống T-Đ đáp ứng được yêu cầu đặt ra. Với những ưu điểm
và những đặc điểm phù hợp cách truyền động. Vậy em quyết định chọn phương
án truyền động T - Đ.
Bởi vì hệ T-Đ có chế độ tác động nhanh và dễ tự động hoá, phù hợp với yêu
cầu của sự phát triển khoa học kỹ thuật đó là tối ưu hoá, tự động hoá gia công
chi tiết chính xác, độ tin cậy cao, giảm được sức lao động và tăng năng suất, kích
thước cơ khí gọn nên phần cơ khí của máy gọn tạo nên tính thẩm mỹ của hệ

thống. Vì thế kinh tế vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp hơn nhiều so với hệ
truyền động F-Đ.
Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn Minh Th SVTH: Nguyễn Khắc Hậu
25