Đồ an trang bị điện máy bào

Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Li Núi u
Ngy nay trong cỏc lnh vc sm xut ca nn kinh t quc dõn c khớ hoỏ cú
liờn quan cht ch n in khớ hoỏ v t ng hoỏ.Hai yu t ú cho phộp n
gin kt cu c khớ ca mỏy sm xut lao ng nõng cao cht lng k thut ca
quỏ trỡnh sm xut v gim nh cng lao ng.
Vic tng sm xut lao ng v gim giỏ thnh thit b in cõmý l hai yu
t ch yu i vi h thng truyn ng in v t ng hoỏ nhng chỳng mõu
thun nhau.Mt bờn ũi hi s dng cỏc h thng phc tp,mt bờn l hai yu t
cn hn ch s lng thit b chung trờn mỏy v s thit b cao cp.
Vy vic la chn mt h thng truyn ng v t ng hoỏ thớch hp cho mt
mỏy l mt bi toỏn khú.
Mụn hc trang b in cp n phn in ca cỏc mỏy gia cụng kim loi l
nhng mỏy ch yu v quan trng trong cụng nghip nng ca nn kinh t quc
dõn.
Mi loi mỏy cú dc im lm vic v phng phỏp xỏc nh ph ti, cụng sut
ng c truyn ng cho mỏy v cỏc c im yờu cu i vi h thng trang b
ca mỏy,cỏc khõu in hỡnh v s iu khin riờng bit.
ụi vi em l mt sinh viờn khoa in sau khi hc tp v nghiờn cu v mụn hc
trang b in, di s hng dn tn tỡnh ca giỏo viờn cựng vi ni dung yờu cu
ca mụn hc,ni dung ti ó c giao.Em rt mong c s quan tõm v giỳp
ca cỏc thy cụ em hon thnh tt ũ ỏn mụn hc trang b in .

Em xin chân thành cảm
ơn !

SV: Trần văn chiến A

SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

1

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

phần I: Giới thiệu chung về máy bào giờng
I, Đặc điểm công nghệ
1. Giới thiệu chung về máy bào giờng.
Máy bào giờng là loại máy có thể gia công các chi tiết lớn chiều dài
bàn máy có thể dài tới 1,5 ữ 15m.
Tuỳ thuộc vào chiều dài bàn máy và lực kéo, có thể phân máy bào
giờng thành 3 loại :
- Loại nhỏ: chiều dài bàn máy Lb < 3m; lực kéo F k = 30 ữ
50 KN
- Loại trung bình :
Lb = 4 ữ 5m; Fk = 50 ữ 70
KN
- Loại lớn :
Lb > 7m; Fk > 70 KN

SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

2

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Hình 1:Hình dạng bên ngoài của máy bào giờng
1- Chi tiết cần gia công
5- Xà ngang
2- Bàn máy
6- Trụ máy
3- Dao cắt
7- Thân máy
4- Bàn dao
8- Hộp điều khiển
2. Các chuyển động cơ bản của máy bào giờng
2.1. Chuyển động chính.
- Chuyển động chính của máy bào giờng là chuyển động tịnh
tiến qua lại của bàn máy. Trong quá trình làm việc, bàn máy di
chuyển qua lại theo các chu kỳ lặp đi lặp lại. Mỗi chu kỳ gồm 2
hành trình thuận và ngợc. ở hành trình thuận, máy thực hiện gia
công chi tiết, gọi là hành trình cắt gọt. ở hành trình ngợc, bàn
máy chạy về vị trí ban đầu, không thực hiện cắt gọt, nên gọi là
hành trình không tải.
- Đặc điểm của chuyển động chính máy bào giờng là đảo chiều

với tần số lớn. Phạm vi điều chỉnh tốc độ di chuyển bàn máy nằm
trong dải rộng và ổn định trong suốt quá trình gia công chi tiết
(đặc tính cơ cứng).
- Qúa trình quá độ chiếm tỉ lệ đáng kể trong chu kỳ làm việc,
chiều dài bàn máy càng lớn thì quá trình quá độ ảnh hởng càng
lớn. Để thấy rõ, ta xét đồ thị tốc độ bàn máy nh sau.
- Đồ thị tốc độ bàn máy đợc vẽ trên hình 2.

SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

3

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Hình 2: Đồ thị tốc độ bàn máy bào giờng
Đây là dạng đồ thị thờng gặp, trong thực tế còn có nhiều dạng
khác đơn giản hoặc phức tạp hơn.
Giả thiết bàn máy đang ở đầu hành trình thuận và đợc tăng tốc
đến tốc độ Vo = 5 ữ 15m/ph (tốc độ vào dao) trong khoảng thời
gian t1. Sau khi chạy ổn định với tốc độ Vo trong khoảng thời gian
t2 thì dao cắt vào chi tiết (dao cắt vào chi tiết vói tốc độ thấp
để tránh sứt dao hoặc h hỏng chi tiết). Bàn máy tiếp tục chạy với
tốc độ ổ định Vo cho hết thời gian t3 thì lại tăng tốc đến tốc độ

vth (tốc độ cắt gọt). Trong thời gian t5 bàn máy chuyển động với
tốc độ Vth và thực hiện gia công chi tiết. Gần hết hành trình
thuận, bàn máy sơ bộ giảm tốc đến tốc độ vo, dao đợc đa ra khỏi
chi tiết khi tốc độ bàn máy là Vo. Sau đó bàn máy đảo chiều sang
hành trình ngợc đến tốc độ Vng, thực hiện hành trình không tải,
đa bàn máy về vị trí ban đầu. Gần hết hành trình ngợc bàn máy
giảm tốc độ sơ bộ đến v0, đảo chiều sáng hành trình thuận,
thực hiện một chu kì mới.
Tốc độ hành trình thuận đợc xác định tơng ứng bởi chế độ
cắt; thờng Vth= 5 ữ 120 m/ph. Tốc độ gia công lớn nhất có thể đạt
Vmax = 75 ữ 120 m/ph

SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

4

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Để tăng năng suất của máy, tốc độ hành trình ngợc thờng đợc
chọn lớn hơn tốc độ hành trình thuận: Vng= (2 ữ 3)Vth.
Năng suất của máy phụ thuộc vào số hành trình kép trong một
đơn vị thời gian :

Trong đó : TCK : thời gian của một chu kì làm việc của bàn
máy, [s]
tth : thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình
thuận, [s]
tng : thời gian bàn máy chuyển động ở hành
trình ngợc, [s]
- Giả sử tốc độ của bàn máy lúc tăng và giảm tốc độ là không đổi
thì :

Trong đó : + Lth, Lng : chiều dài hành trình của bàn máy ứng với
tốc độ ổn định Vth , Vng hành trình thuận, ngợc.
+Lg.th, Lh.th : chiều dài hành trình bàn máy trong quá
trình tăng tốc (gia tốc) và quá trình giảm tốc (hãm) ở hành trình
thuận.
+ Lg.ng, Lh.ng : chiều dài hành trình bàn máy trong quá
trình tăng tốc, giảm tốc ở hành trình ngợc.
+ Vth , Vng : tốc độ hành trình thuận, ngợc của bàn
máy.
Thay tth (1 - 2) và tng(1 - 3) vào (1 - 1) ta có :

SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

5

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Trong đó : L = Lth + Lg.th + Lh.th = Lng + Lg.th + Lh..ng : là chiều dài bàn
máy.
k =. Vth/Vng: là tỉ số giữa tốc độ hành trình ngợc và
hành trình thuận.
tdc: thời gian đảo chiều của bàn máy.
Từ (1 - 4) ta thấy: khi đã chọn tốc độ cắt V th thì năng suất của
máy phụ thuộc vào hệ số k và thời gian đảo chiều t dc. Khi tăng k
thì năng suất của máy tăng, nhng khi k > 3 thì năng suất của máy
tăng không đáng kể vì lúc đó thời gian đảo chiều tdc lại tăng. Nếu
chiều dài bàn Lb > 3 thì tdc ít ảnh hởng đến năng suất máy mà
chủ yếu là k.
Khi Lbbé, nhất là khi tốc độ thuận lớn thì tdc ảnh hởng nhiều
đến năng suất. Vì vậy một trong các điều cần chú ý khi thiết kế
truyền động chính máy bào giờng là phấn đấu giảm thời gian quá
trình quá độ.
2.2. Chuyển động ăn dao :
Chuyển động ăn dao là sự dịch chuyển bàn dao sau mõi hành
trình kép của chuyển động chính. Cứ sau khi kết thúc 1 hành
trình ngợc thì bàn dao lại dịch chuyển theo chiều ngang 1
khoảng gọi là lợng ăn dao.
Chuyển động ăn dao làm việc có tính chất chu kỳ. Trong mỗi
hành trình kép làm việc 1 lần, từ thời điểm đảo chiều từ hành
trình ngợc sang hành trình thuận, và kết thúc trớc khi dao cắt vào
chi tiết.
Cơ cấu ăn dao làm việc với tần số lớn (có thể đạt tới 1000 lần/giờ).
Hệ thống di chuyển đầu dao theo 2 chiều (di chuyển làm việc và
di chuyển nhanh)

SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

6

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Chuyển động ăn dao có thể thực hiện bằng nhiều hệ thống: cơ
khí, điện khí, thuỷ lực, khí nén Nhng thông thờng sử dụng hệ
thống điện cơ (động cơ điện và hệ thống trục vít - êcu hoặc
bánh răng - thanh răng).
Lợng ăn dao trong một hành trình kép khi truyền động bằng hệ
trục vít êcu đợc tính nh sau:
S = tv .t.T
Và đối với hệ truyền động bánh răng thanh răng:
S = br . z . t . T
Trong đó : + tv ,br tốc độ góc của trục vít, bánh răng.
+ Z số răng của bánh răng
+ t là bớc răng của trục vít hoặc thanh răng.
+ T là thời gian làm việc của trục vít hoặc thanh
răng.
Từ hai biểu thức trên ta thấy: đề chỉnh lợng ăn giao S bằng cánh
thay đổi thời gian có thể sử dụng nguyên tắc hành trình (sử

dụng công tắc hành trình) hoặc nguyên tắc thời gian (dùng các
rơle thời gian). Các nguyên tắc này đơn giản nhng năng suất máy
thờng bị hạn chế. Vì lợng ăn giao lớn, thời gian làm việc phải dài,
nghĩa là thời gian đảo chiều từ hành trình thuận sang hành
trình ngợc phải dài, mà trờng hợp này không cho phép.
Để thay đổi tốc độ làm việc, ta có thể dùng nguyên tắc tốc độ:
điều chỉnh tốc độ bản thân động cơ hoặc sử dụng hộp tốc độ
nhiều cấp. Nguyên tắc này tuy phức tạp hơn nguyên tắc trên nhng
có thể giữ đợc thời gian làm việc của truyền động nh nhau với các
lợng ăn giao khác nhau.
2.3. Các chuyển động phụ:
Ngoài chuyển động chính và chuyển động ăn dao. Máy bào giờng còn có nhiều chuyển động khác nh :
- Chuyển động chạy nhanh bàn giao, xà máy.
- Chuyển động nâng đầu dao trong hành trình ngợc.
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

7

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

- Các chuyển động hút (gạt), phoi, bơm dầu, quạt mát .
Thông thờng các chuyển động này đợc thực hiện bởi động cơ
KĐB ~ 3 pha và nam châm điện .

3. Phụ tải của truyền động chính
Phụ tải của truyền động chính đợc xác định bởi lực kéo tổng.
Nó là tổng của hai thành phần lực cắt và lực ma sát:
Fk = FZ + Fms
Với: FK lực cắt [N]
Fms thành phần lực ma sát,
[N]
3.1. ở chế độ làm việc:
(hành trình thuận) lực ma sát đợc xác định:
Fms = à[Fy + g(mct + mb)]
Trong đó: à = 0,05 ữ 0,08 hệ số ma sát gờ trợt
Fy = 0,4Fz thành phần thẳng đứng lực
cắt, [N]
mct , mb khối lợng chi tiết, của bàn [kg]
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

8

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

3.2. ở chế độ không tải:
do thành phần lực cắt bằng không nên lực ma sát:

Fms = àg(mct + mb)
Và lực kéo tổng: Fk = Fms = àg(mct + mb)
Quá trình bào chi tiết ở máy bào giờng đợc tiến hành với công suất gần nh không
đổi tức là lực cắt lớn tơng ứng với tốc độ
cắt nhỏ và lực cắt nhỏ tơng ứng với tốc độ
cắt lớn.
Với những máy bào giờng cỡ nặng thì đồ
thị phụ tải nh hình 3.
Trong vùng 0 < V < Vgh lực kéo là hằng số
Trong vùng Vgh < V < VMAX công suất kéo Pk gần nh không đổi.
Hình 3: đồ thị phụ tải

Phần II
Lựa chọn công suất động cơ truyền động
Đặc điểm cửa truyềnn động chính máy bao giờng la đảo chiều
với tần số lớn, momen khởi động, hãm lớn. Quá trình quá độ chiếm
tỉ lệ đáng kể trong chu kì lớnviệc. Chiều dài hành trình bàn
cũng giảm, ảnh hởng của quá trình quá độ cũng tăng. Vì vậy khi
chọn công suất truyền động chính máy bao giờng cần xét cả phụ
tải tĩnh lẫn phụ tải động.
I.Tập hợp số liệu ban đầu
1. Dao cắt :Thép gió P18
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

9

Lp: HKT

Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

2. Trọng lợng bàn máy: Gb = 12000 N
3. Trọng lợng chi tiết: Gct = 15000 N
4. Bán kính quy đổi lực cắt về trục động cơ điện =
0,012
5. Hiệu suất định mức của cơ cấu: = 0,75
6. Hệ số ma sát giữa bàn với gờ trợt: à = 0,06
7. Chiều dài máy: L = 15 m
8. Mômen quán tính của hệ quy về trục động cơ: j =
15,5 kg.m2
9.Vật liệu chi tiết gia công : thép
10.Tốc độ di chuyển bàn khi cắt gọt: Vth=30m/phút
Chế độ cắt
1
2
3

Lợng chạy dao
S1=1.2
S2=0.8
S3=0.6

mm/htkép
mm
mm
mm

chiều sâu cắt
t1=8 mm
t2=12 mm
t3=20 mm

II. Xác định lục cắt, lực kéo tổng trên trục động cơ, công
suất đầu trục và công suất tính toán
- Tốc độ cắt phụ thuộc vật liệu gia công,vật liệu dao,kích thớc dao
dạng,gia công điều kiện làm mát .vvv theo công thức kinh nghiệm.

V =
z

CV
. m/ph
X
Y
T mt v S v

Với Cv =18 ,T =60ph ,Xv =o,5 ,Yv =o.4 ;m =o,4
V =
z1

18
. = 1.19
m/ph
0.2
0,4
0

.
5
60 .1.2
8

V =
z2

18
. = 1.05
m/ph
0.2
0,4
0
.
5
60 .0.8
12

SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

10

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh
V =

z3

ỏn trang b in

18
m/ph
. = o,87
0.2
- Trong quá trình gia công, tại điểm
0,4
0
.
5
60 .0.6
20

tiếp xúc giữa giao và chi tiếp xuất hiện
một lực F Gọi là lực cắt và lực cắt đợc

xác định theo công thức:
X
Y
V = 9,81.C .t F .S F .V (N)
z
F
Z

Khi gia công dao bằng thép gió CF=208 , XF=1 , YF=0,75.
Thay số vào ta có :
V = 9,81.208.8.1,2

z1

0,75
.1,19 = 22,27.103 (N)

0,75
V = 9,81.208.12.0.8
.1,05 = 21,75.10 3 (N)
z2
0,75
V = 9,81.208.20.0,6
.0,87 = 24,2.10 3 (N)
z3

- ứng với mối chế độ cắt gọt, lực kéo tổng trên trục vít của bộ
truyền, công suất đầu trục động cơ và công suất tính toán: lực
kéo tổng đợc xác định theo công thức :
Lực kéo tổng
FK = FZ + (Gb + Gct + FY).à
- Thành phần phơng thẳng đứng lực ma sát FY = 0,4 FZ
+ Chế độ 1:
FK1 = 22270 + (120.000 + 150.000 +22270x0,4) x
0,06 = 39004 (N)
+ Chế độ 2:
FK2 = 21750 + (120.000 + 150.000 +21750x0,4) x
0,06 = 38992 (N)
+ Chế độ 3:
FK3 = 24200 + (120.000 + 150.000 +22270x0,4) x
0,06 = 39004 (N)
- Công suất đầu trục động cơ khi cắt: chính là công suất động

cơ trong hành trình thuận
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

Pth . =

FK .Vth
60.1000.

11

[kw]
Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh
+ Chế độ 1:

ỏn trang b in

15.39. 10 3
Pth1 . =
= 35,03 (kW )
22,27.10 3 . 0,75

+ Chế độ 2:

15.38,99. 10 3
Pth 2 . =

= 35,86 (kW )
21,75.10 3 . 0,75

+ Chế độ 3:

15.39. 10 3
Pth3 . =
= 32,23 (kW )
24,2.10 3 . 0,75

- Khi điều chỉnh tốc độ bằng phơng pháp thay đổi điện áp
mạch phần ứng trong cả 2 chiều thuận, ngợc để tránh cho động
cơ không bị quá dòng trong hành trình thuận và quá áp ở hành
Vng
trình ngợc thì công suất tính toán là:

Ptt = Pth .

Vth

- Vì hệ thống truyền động sử dụng hệ T - Đ nên động cơ phải
chọn theo công suất tính toán:
Ptt = 2.Pth (vì Vng=2.Vth)
+ Chế độ 1: Ptt1 = 2.Pth1 = 33.03 x 2 = 66,06 (kW)
+ Chế độ 2: Ptt2 = 2.Pth2 = 35 x 2 = 70 (kW)
+ Chế độ 3: Ptt3 = 2.Pth3 = 32,23 x 2 = 64,46 (kW)
Lập bảng số liệu tính toán:

SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

12

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Công suất động cơ đợc chọn phải thoả mãn: P đm Ptt tmax = 70
Trọng
Chế Vth
Vng Lực cắt lợng ct
độ m/p
m/ph Fz (KN) Gb + Gct
cắt h
(N)

Lực
kéo
Fk(N)

Công
Công
suất đầu suất tính
trục Pth
toán Ptt
(KW)

(KW)

1

30

60

22270 270.000

39004

35,03

66,06

2

30

60

21750 270.000

38992

35

70

3

30

60

24200 270.000

39004

32,23

64,46

(kW)
Động cơ cần chọn có công suất : Pđm Ptt .max
Do đó ta chọn động cơ cho truyền động bàn máy bào giờng
là động cơ 1 chiều kích từ độc lập . Có các số liệu :
Kí
hiệu
610

Pđm nđm
(KW) (v/ph)
70

800

Iđm
(A)

r+ r

cp

rCKS
()


Số
Uđm
nhánh II (MVA) (V)
2a

238 0,029 44,4
5

2

37,2

400

- Vận tốc góc của động cơ:

dm =

2 .n dm 2 .800
=
= 83,7 (rad / s)

60
60

- Xác định k đm
Từ phơng trình đặc tính động cơ điện 1 chiều kích từ độc
lập ta có:
U = E + I.(r + rp)
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

13

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

E = U - I(r + rp)
Mặt khác: E = k = U I.(r + rp)
k = U - I(r + rp)/
k đm = [Uđm Iđm.(r + rp)]/đm
= [400 238 x 0,0295] : 83,7 = 4.7
III. Xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần và kiểm nghiểm
động cơ đã chọn.
1. Xác định các chế độ làm việc của động cơ trên đồ thị
vận tốc bàn máy:
Để kiểm nghiểm động cơ đã chọn theo điều kiện phát nóng ta

phải xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần i = f(t); trong đó có xét
tới cả chế độ làm việc xác lập và quá trình quá độ.
Chia đồ thị tốc độ của động cơ trong một hanh trình kép (hình
4) thanh 14 khoảng từ t1 ữ t14.

Hình 4: Đồ thị vận tốc bàn máy bào giờng trong một hành trình
kép
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

14

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Trong đó:
- Khoảng t1 - bàn máy tăng tốc độ tới vo , không cắt gọt tơng ứng
với động cơ làm việc không tải (1).
- Khoảng t2 - động cơ làm việc với tốc độ ổn định, không tải .
- Khoảng t3 - bắt đầu gia công chi tiết, động cơ làm việc với tốc
độ ổn định, có tải.
- Khoảng t4 - giai đoạn động cơ tăng tốc độ đến th tơng ứng với
tốc độ Vth với bàn máy, có tải.
- Khoảng t5 - giai đoạn cắt gọt, động cơ làm việc với tốc độ ổn
định th.

- Khoảng t6 - động cơ giảm tốc độ đến 1, có tải .
- Khoảng t6 - động cơ làm việc ổn định với tốc độ 1 , có tải .
- Khoảng t8 - dao ra khỏi chi tiết, động cơ làm việc không tải với
tốc độ 1.
- Khoảng t9,t10 - động cơ đảo chiều từ thuận sang ngợc.
- Khoảng t11 - động cơ làm việc không tải với tốc độ ng tơng ứng
với tốc độ ng của bàn máy.
- Khoảng t12 - động cơ giảm tốc độ ở chiều ngợc.
- Khoảng t13 - động cơ làm việc ổn định với tốc độ 1.
- Khoảng t14 - động cơ đảo chiều từ ngợc sang thuận, bàn máy bắt
đầu thực hiện một hành trình kép mới.
Nh vậy, trong một hành trình kép có các khoảng thời gian động
cơ làm việc ổn định không tải là t2,t8,t11,t13 và có tải là t3,t5,t7. Các
khoảng thời gian động cơ làm việc ở quá trình quá độ t 1,t4,t6,t9,t10,t12,t14. Ta phải xác định đợc dòng điện động cơ trong tất
cả các khoảng thời gian đó.
2. Xác định dòng điện phần ứng trong chế độ làm việc
ổn định:
Để xác định đợc dòng điện phần ứng trong chế độ xác lập, ta
tiến hành xác định đợc mô men điện từ của động cơ, từ đó dựa
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

15

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

vào biểu thức mô men điện từ để tính đợc dòng điện phần ứng.
Do động cơ làm việc với các giá trị phụ tải khác nhau trong một
chu kỳ nên ta cần phải tính đợc dòng điện ứng với các chế độ làm
việc đó.
- Công suất trên đầu trục động cơ khi không tải ở hành trình
thuận:
Poth = Poth + PP
Trong đó: + Poth là tổn hao không tải trong hành trình thuận
Poth = a. Pthhi = 0,6.Pth(1-)
= 0,6 x 35 x(1 0,75) = 5,25 (kW)
+ PP là tổn hao do ma sát trên gờ trợt:
Pp =

(Gb + Gct).vth. (120.000
+ 150.000).1
5.0,06
=
= 4,05 (kW)
60.1000
60.1000

Vậy Poth = 5,25 + 4,05 = 9,30 (kW)
- Mô men điện từ không tải của động cơ:
Pdm.103
M o = k. dm.I dm
dm
= 4,7.238

3
70.10
83,7

(N.m)

= 863 (N.m)

M

863

0 =
= 184 (A)
- Dòng điện động cơ khi không tải: I 0 =
k.dm 4,7
- Tốc độ động cơ ở hành trình thuận: th = Vth/60.
= 30 : (60 x
0,012) = 58 (rad/s)

- Mômen điện từ của động cơ ở hành trình thuận khi đầy tải:
Pth.103
M dt.th= M o + M th = M o +
th
= 863+

3
35,86.10

SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

58

= 1481.28 (N.m)

16

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Vậy dòng điện phần ứng là : I = Mđt.th / k.đm =
1481,28 : 4,7 = 315 (A)
- Công suất động cơ trong hành trình ngợc: Khi dùng phơng pháp
điều chỉnh tốc độ bằng các thay đổi điện áp trong mạch phần
ứng trong cả dải điều chỉnh thì:
Png = Poth.Vng / Vth [kw]
= 35,03 x 2 = 70,06 (kW)
- Tốc độ động cơ ở hành trình ngợc ng = Vng/60.
= 60 : (60 x
0,012) = 83,33 (rad/s)

- Mô men điện từ ở hành trình ngợc:
M dt.ng= M o + M ng = M o +
= 863 +

3
35,86.10

83,33

= 1293

Png.103
ng

( Nm)

- Dòng điện trong hành trình ngợc: Ing = Mđt.ng / k.đm = 1293 :
4,7 = 275 (A)
3. Dòng điện trong các khoảng thời gian quá trình quá độ:
Với:
- Đồ thị vận tốc bàn máy, tốc độ động cơ có dạng lý tởng nh
hình vẽ I-2.
- Hệ thống truyền động điện có các khâu tự động điều
chỉnh, đảm bảo hạn chế dòng điện phần ứng và duy trì nó
không đổi trong thời gian quá trình quá độ.
- Do đó chọn:
Iqđ = (2 ữ 2,5) Iđm = 2.238 = 476 (A)
4. Xác định các khoảng thời gian làm việc:
+ Thời gian của quá trình quá độ đợc xác định bằng:
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

17

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

tqd =

ỏn trang b in

J
J
(2 1) =
(2 1)
M qd M c
(I qd I c ).k dm

Trong đó: J = Jp + Jcđ = 0,15 + 1,2 = 1,25 (kg/m2)
Mqd, Iqd Momen, dòng điện động cơ trong
quá trình quá độ
Mc, Ic momen, dòng điện phụ tải của động
cơ
2, 1 tốc độ ở cuối và đầu quá trình quá
độ
+ Tính các khoảng thời gian:
J
(2 1)
t1 = t9 = t14 =
(I qd I c).k dm

- Với Ic = I0 = 184 (A); 1 = 0; 2 = V0/60. = 10/60.0,012 = 13,89
(rad/s)
1,25
(13,89 0)= 0,01 (s)
t1 = t9 = t14 =
(476 184).4,7
- Với Ic = Ith = 315 (A); 1 = 13,89 (rad/s); 2 = Vth/60. =
30/60.0,012 = 41,67 (rad/s)
1,25
(41,67 13,89)= 0,05 (s)
t4 = t6 =
(476 315).4,7
- Với Ic = I0 = 184 (A) ; 1 = 0; 2 = ng = Vng/60. = 60/60.0,012 =
83,33 (rad/s)
1,25
(83,33 0)= 0,08 (s)
t10 =
(476 184).4,7
- Với Ic = I0 =184 (A) ; 1 = 13,89 (rad/s); 2 = ng = 41,67 (rad/s)
1,25
(41,67 13,89)= 0,03 (s)
t12 =
(476 184).4,7
- Thời gian các quá trình làm việc ổn định với tốc độ V 0 của bàn
máy. Theo kinh nghiệm vận hành ta có:
t13 = 1,5.t1 = 1,5.0,01 = 0,02 (s)
t3 = t7 = 0,4.t13 = 0,4.0,02 = 0,01 (s)
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

18

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

t2 = t8 = 0,6.t13 = 0,6.0,02 = 0,01 (s)
- Thời gian làm việc ổn định ở hành trình thuận đợc xác định
nh sau:

t5 =

L5
V th

Với L5 chiều dài bàn máy di chuyển trong khoảng thời gian t5 đợc
xác định nh sau:
L 5 = Lb - .Li
Trong đó: Lb - chiều dài hành trình bàn máy trong hành trình
thuận.
Li - tổng chiều dai hành trình bàn trong các giai
đoạn quá trình quá độ và các đoạn bàn máy di chuyển với tốc độ
V0
5(t1 + t9) + 10(t2 + t3 + t7 + t8) + 12,5(
t4 + t6)
L5 = L

60
5.(0.01
+ 0.01)+ 10.(0,01
+ 0,01+ 0,01+ 0,01)+ 12,5.(0,05
+ 0,0)
= 14
60
= 13,97 (m)

13,97
= 0,93 (s)
15
là thời gian ngợc không tải
30.t10 + 15.t12 + 10.t13+ 5.t14
L11= L
60
30.0,08
+ 15.0,03
+ 10.0,02 + 5.0,01
= 14
60
= 13,95 (m)
13,95
= 0,31 (s)
Vậy t11=
45
Vậy t5 =

- Tơng tự t11

5. Xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần: i = f(t).
Dựa vào giá trị dòng điện và các khoảng thời gian tơng ứng đã
đợc xác định ở trên, ta vẽ đợc đồ thị phụ tải toàn phần nh hình vẽ
5
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

19

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Hình 5 : Đồ thị dòng điện toàn phần của động cơ truyền
động bàn máy bào giờng
6. Kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện phát nóng và quá
tải về mômen:
+ Từ đồ thị dòng điện toàn phần ta tính đợc dòng điện đẳng
trị.
- Biểu thức dòng điện đẳng trị:

- Điều kiện kiểm nghiệm: IđmĐ Iđt
2
2
2
I qd(t1 + t4 + t6 + t9 + t10 + t12 + t14) + I 0(t2 + t8 + t11 + t13) + I th(t3 + t5 + t7)

I dt=
t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7 + t8 + t9 + t10 + t11 + t12 + t13 + t14

SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

20

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Thay các giá trị và số liệu đã có vào biểu thức 6 1 ta có: I dt =
223 (A) < Iđm
Vậy động cơ trên đã chọn phù hợp yêu cầu.
+ Kiểm nghiệm theo điều kiện quá tải về mômen
- Điều kiện kiểm nghiệm: M dm

M LVMAX


Với = (2 ữ 4) là hệ số quá tải động cơ
- Momen cực đại của động cơ: MLVMAX = k đm Iqđ; Mđm = k đm Iđm
Do Iqđ = 2,5.Iđm nên MLVMAX = 2,5.Mđm
Vậy động cơ đã chọn phù hợp với yêu cầu công nghệ MBG là:

Kí
hiệu
635

Pđm nđm
(KW) (v/ph)
70

800


Số
J
Uđm
nhánh II (MVA) (kg.m2 (V)
2a
)
1,2 400
238 0,029 44,4
2
37,2
5
Iđm
(A)

r+ r

SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

cp

rCKS
()

21

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Phần III : Lựa chọn phơng án truyền
động

a. Hệ thống truyền động Máy phát - Động cơ (F - Đ)
1. Sơ đồ hệ thống:
~3pha
cb

F
T

RRCB

AK- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CKF
MKĐ

---------------------Ucđ CK1

Đ

F
CKĐ

F1
F4

Hình2-1
Hệ thống gồm :
- Động cơ KĐB ~ 3 pha (AK): Làm nhiệm vụ kéo máy khuyếch
đại từ trờng ngang (MKĐ) và máy phát điện một chiều (F)
-Máy khuyếch đại từ trờng (MKĐ): Cung cấp kích thích cho máy
phát (F) và nhận các tín hiệu phản hồi tổng hợp các cuôn dây
kích từ : CK1, CK4.
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

22

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

- Máy phát điện một chiều (F) phát điện áp đặt lên phần ứng
động cơ Đ.
- Động cơ (Đ) kéo bàn máy chuyển động
- Máy phát tốc (FT): phát ra điện áp phản hồi lên cuộn dây kích
từ CK4
- Cuộn CK1 :là cuộn chủ đạo
- Cuộn CK4 :Là cuộn nhận phản hồi tốc độ
2. Nguyên lí hoạt động của hệ thống :
- Động cơ (AK) kéo máy phát (F) và máy khuyếch đại từ trờng
ngang (MKĐ) quay với tốc độ không đổi.
- Máy khuyếch đại (MKĐ) cấp kích từ cho máy phát F và máy
phát F phát ra điện áp một chiều đặt lên phần ứng động cơ
làm cho động cơ Đ quay.
- Máy phát tốc (FT) đợc gắn đồng trục với động cơ Đ phát ra
điện áp phản hồi lên cuộn kích từ của MKĐ.
+ Nguyên lí điều chỉnh tốc độ:
Khi ta thay đổi điện áp chủ đạo (U cđ) đặt vào cuộn chủ
đạo (CK1) sẽ làm cho suất điện động F1 thay đổi dẫn đến
điện áp đầu ra của MKĐ (đặt lên cuộn CKF) thay đổi nên
điện áp đặt lên phần ứng (U ) cũng thay đổi và làm cho tốc độ
động cơ nĐ thay đổi.
+ Nguyên lí ổn định tốc độ:
- Khi động cơ Đ quay thì máy phát tốc (FT) quay theo phát
ra điện áp phản hồi :
U
ph= . n
Trong đó: n : tốc độ động cơ
= const : là hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào kết cấu
của máy FT
- Điện áp Uph đợc đặt lên CK4 tạo ra F4 ngợc chiều với F1.

- Khi đó STĐ tổng của MKĐ : F = F1 F4.
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

23

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

- Khi khởi động nĐ nhỏ F4 nhỏ F lớn làm cho máy khởi
động nhanh. Nhng nếu gia tốc khởi động quá lớn tăng nhanh
(F = i.W) F giảm và duy trì gia tốc khởi động.
- Nếu có sự biến động của phụ tải làm cho nĐ thay đổi F4
thay đổi và làm cho F thay đổi theo hớng ổn định tốc độ.
- Trong quá trình làm việc khi cần dừng động cơ Đ, ngời ta
cho F1 = 0 để cho U = 0 nĐ = 0. Tuy nhiên do máy phát có từ d
cho nên điện áp: phát ra của nó vẫn có giá trị (3 ữ 6%)Uđm làm
cho động cơ Đ quay với tốc độ thấp đợc gọi là tốc độ bò . Nhờ
có khâu phản hồi âm tốc độ mà khi F1=0 F= - F4 ngợc chiều
với suất điện động ban đầu nên điện áp đầu ra của MKĐ đồi
chiều, khử từ d của máy phát và khử đợc tốc độ bò của động cơ.
- Trong thực tế ngời ta cũng có thể thay các khâu phản hồi
âm áp dơng dòng, phản hồi mềm sức điện động máy phát thay
thế cho khâu phản hồi âm tốc độ, mà tính năng làm việc có
kết quả tơng tự.

3: Đánh giá về hệ thống :
* Ưu điểm :
- Hệ thống truyền động vì chỉ có các phần tử tuyến tính nên
có đặc tính quá độ tốt .
- Khả năng quá tải của hệ thống tốt
- Hệ số cos khá cao
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ khá rộng và đạt độ ổn định
trong quá trình làm việc .
* Nhợc điểm :
- Hệ thống sử dụng nhiều máy điện quang nên gây tiếng ồn lớn
- Hệ thống cồng kềnh, chiếm diện tích lớn, nên làm tăng kích
thớc của máy
- Và do có nhiều khâu trung gian tham gia nên hiệu suất của
hệ thống không cao
- Giá thành hệ thống đắt .
B . Hệ thống truyền động THYRisTor - động cơ (T - Đ):
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

24

Lp: HKT


Trng i hc S phm K thut vinh

ỏn trang b in

Hệ truyền động T-Đ là hệ truyền động , động cơ điện một

chiều kích từ động lập . Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi
điện áp đặt vào phần ứng hoặc phần cảm động cơ thông qua
các bộ biến đổi (BBĐ) chỉnh lu dòng thyris tor.
1. Sơ đồ hệ thống: (hình2-2)
2.Hoạt động của hệ thống:
- Bộ biến đổi (BBĐ ) biến đổi nguồn điện xoay chiều 3 pha
thành nguồn điện 1 chiều trực tiếp cấp cho phần ứng động cơ
Đ.
- Tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ của máy mà BBĐ có thể là 1
bộ hay nhiều bộ, sử dụng 1 pha hay 3 pha và có thể dùng chỉnh
~3pha
DĐ

lu hình tia hay hình cầu .

CKĐ

FT

Hình2-2
- Để điều chỉnh tốc độ động cơ, ta đặt tín hiệu điều
khiển ĐK lên biến trở R và đa vào bộ phát xung (BFX) rồi đa tín
hiệu đến bộ biến đổi .
- Hệ thống sử dụng khâu phản hồi tốc độ, lấy từ máy phát tốc
(FT) để nâng cao tính ổn định tốc độ của động cơ, và cả hệ
thống.
SVTH: Trần vănn chiến A

in K1B

25

Lp: HKT