Tài liệu Đồ án tốt nghiệp:" Trang bị điện" pptx

Tr
ường………………….
Khoa ………………..







Đồ án tốt nghiệp




Trang thiết bị điện













WX

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
Lời nói đầu

Trong điều kiện công cuộc kiến thiêt nước nhà đang bước vào thời kỳ công
nghiệp hoá - hiện đại hoá với những cơ hội thuận lợi và những khó khăn thách
thức lớn. Điều này đặt ra cho thế hệ trẻ, những người chủ tương lai của đất nước
những nhiệm vụ năng nề. Đất nước đang cần sức lực và trí tuệ cũng như lòng nhiệt
huyết của những trí thức trẻ, trong đó có những kỹ sư tương lai.
Sự phát triển nhanh chóng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật nói chung và
trong lĩnh vực điện - điện tử - tin học nói riêng làm cho bộ mặt của xã hội thay đổi
từng ngày. Trong hoàn cảnh đó, để đáp ứng được những điều kiện thực tiễn của
sản xuất đòi hỏi những người kĩ sư điện tương lai phải được trang bị những kiến
thức chuyên nghành một cách sau rộng.
Trong khuôn khổ chương trình đào tạo kỹ sư nghành tự động hoá - cung cấp
điện; nhằm giúp cho sinh viên trước khi ra trường có điều kiện hệ thống hoá lại
những kiến thức đã được trang bị ở trường cũng như có điều kiện tiếp cận với
những mô hình kỹ thuật chuyên nghành của thực tiễn trong sản xuất, đồng thời
cũng giúp cho sinh viên có cơ hội tư duy độc lập nghiên cứu và thiết kế. Trường
Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên tổ chức cho sinh viên trước khi ra
trường làm đồ án tốt nghiệp - bản đồ án tốt nghiệp này ra đời trong hoàn cảnh đó.
Thực tiễn trong các xí nghiệp công nghiệp hiện nay đang đặt ra vấn đề là phải cải
tạo, nâng cấp lại những thiết bị và dây truyền sản xuất cũ theo quan điểm là giữ lại
những phần thiết bị đã hoàn thiện hoặc còn phù hợp, cải tạo và thay thế những
phần đã lạc hậu hoặc có nhiều nhược điểm để cho ra những thiết bị có độ hoàn
thiện cao. Khi đưa vào sản xuất cho năng suất và chất lượng sản phẩm cao. Dựa
trên nền tảng đó bản đồ án thiét kế hệ thống trang bị điện cho truyền động ăn dao
của máy doa vạn năng 2620B tập trung vào giải quyết, cải tạo hệ thống trang bị
điện cho máy. Bản đồ án gồm 5 phần:
) Phần I: Tìm hiểu công nghệ của máy
¯

4
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
) Phần II: Thiết kế sơ đồ nguyên lý
) Phần III: Tính chọn thiết bị
) Phần IV: Xây dựng đặc tính tĩnh
) PhầnV: Xây dựng đặc tính quá độ - xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống
Trên tinh thần làm việc nghiêm túc, với những lỗ lực cao của bản thân nội
dung của bản đồ án được xây dựng trên cơ sở những tính toán logic và khoa học
có tính thuyết phục cao. Bản đồ án được trình bày một cách logic,gọn nhằm giúp
cho người đọc dễ hiểu, các số liệu được lấy từ những tài liệu có uy tín. Tuy nhiên,
do kiến thức còn hạn chế, trong phạm vi thời gian có hạn, lượng kiến thức lớn nên
bản đồ án không khỏi còn những khiếm khuyết. Em mong nhận được sự góp xây
dựng của các thầy cũng như bè bạn để bản đồ án được hoàn thiện hơn.
Trong qúa trình làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo
nhiệt tình của các thầy giáo cũng như sự góp ý xây dựng của các bạn bè đồng
nghiệp. Đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy Trần Xuân Minh công tác trong bộ môn tự
động hoá của trường. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ này.
Tác giả thiết kế
Sinh Viên


ĐINH VĂN HÀ
¯
5
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà

PHẦN I
GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ CỦA MÁY
¯
6
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
I.1 CHỨC NĂNG - CÔNG DỤNG CỦA MÁY DOA
I- chức năng và công dụng của máy doa

Máy doa thuộc nhóm máy cắt gọt kim loại . Doa là một phương pháp gia
công chi tiết ,doa thuộc công đoạn gia công tinh ,nó gia công các lỗ đã được
khoan ,khoét, những lỗ hình côn, hình trụ, cắt ren. Ngoài ra máy doa còn có thể
được dung để phay.
Da là một phương pháp gia công tinh nó có thể đạt độ bóng bề mặt từ
∇6-∇9 và cấp chinh xác từ 4 - 2 hoặc cấp chính xác 1.

II- phân loại máy doa
Máy doa là máy gia công cắt gọt kim loại . Trên truyền động chính của
máy có thể gá mũi khoan hoặc mũi doa, vì vậy máy có thể gia công thô (
khoan ,khoét các lỗ hình côn ,hình trụ); có thể gia công tinh khi gá mũi doa.
Đặc điểm của máy doa là có thể gia công đồng thời nhiều lỗ có trục song
song hoặc trục thẳng góc với nhau.
Máy doa có nhiều loại khác nhau với kích cỡ , công dụng và mức độ
chuyên môn hoá khác nhau.
- Nếu phân loại theo chức năng, công dụng có thể phân ra :
+ Máy khoan , khoét

+ Máy doa
- Phân loại theo chuyển động :
+Doa đứng: dao quay theo phương thẳng đứng
+Doa ngang: dao quay theo phương nằm ngang
- Phân loại theo mức độ trang bị điện :
+Loại đơn giản: thường dùng động cơ KĐB không có điều chỉnh tốc độ về
điện.
+Loại trung bình thường dùng động cơ KĐB điều chỉnh tốc độ bằng cách
thay đổi số đôi cực hoặc dùng ddộng cơ một chiều nhưng là hệ thống hở.
¯
7
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
+Loại phức tạp : dùng động cơ một chiều kích từ độc lập điều khiển theo
hệ kín hoặc có thể điều khiển theo chương trình . Đây là loại máy doa gia
công có độ chính xác rất cao.
- Nếu phân loại theo trọng lượng của máy ,ta có:
+Loại nhỏ : trọng lượng của máy nhỏ hơn 10 tấn
+Loại trung bình :trọng lượng của máy từ 10 - 100 tấn
+Loại lớn: trọng lượng máy lớn hơn 100 tấn.
I.2 GIỚI THIỆU MÁY DOA 2620B
I-Giới thiệu máy
1/ Chức năng của máy
Máy doa ngang 2620B năm trong nhóm máy cắt got kim loại thứ ba,Đây là
loại máy có vay trò quan trọng trong nền công nghiệp bởi vì nó là loại máy
doa vạn năng . Loại máy này có hệ thống trang bị điện hiện đại, nó có thể gia
công được nhiều loại chi tiết khác nhau, khả năng công nghệ của nó có thể
dùng để doa, khoan, khoét, phay với các nguyên công sau:
- Nguyên công doa: thường doa các lỗ hình côn ,hình trụ, các mặt phẳng
vuông góc với nhau có độ định tâm cao.

- Nguyên công tiện: khi nắp lưỡi dao tiện thì có thể tiện trong ,cắt mặt đầu, cắt
ren... Với nguyên công cắt ren thì truyền động ăn dao được truyền từ
trục chính.
-Nguyên công khoan: khi cần gia công các lỗ có độ định tâm cao ta có thể thực
hiện trên máy doa, nguyên công này thường nặng nề nhất.
- Nguyên công phay: phay mặt đầu, phay mặt phẳng, phay mặt trong ,phay mặt
ngoài.
2/ Cảc truyền động cơ bản của máy doa
a, Truyền động chính
Truyền động chính trong máy doa 2620B là truyền động quay mâm gá
dao, truyền động này được thực hiện nhờ động cơ KĐB ro to lồng sóc, thay đổi
tốc độ nhờ thay đổi cách đấy dây từ ΔΔ-YY
¯
8
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
Tốc độ của trục và mâm gá dao thay đổi trong phạm vi rộng có cấp nhờ
hộp tốc độ Khi thay đổi tốc độ nếu các bánh răng chưa ăn khớp động cơ được
đóng điện với mô men nhỏ tạo điêù kiện cho các bánh răng vào ăn khớp,
truyền động này có nhiều cấp tốc độ nhờ kết hợp cả hai phương pháp thay đổi
tốc độ bằng điện và bằng cơ khí.
Động cơ chính được hãm ngược sau khi ấn nút dừng hoặc sau khi ấn nút
thử máy.
b, Truyền động ăn dao
Bao gồm các truyền động:
- Chuyển động tịnh tiến theo phương ngang.
-Chuyển động sang trái.
-Chuyển động sang phải
Ngoài ra còn có chuyển động của bàn máy và ụ máy theo hai chiều, các
chuyển động này được truyền động bằng động cơ điện một chiều kích từ độc

lập và nó là truyền động quan trọng nhất, phức tạp nhất trong máy doa với
những yêu cầu về các thông số chất lượng rất cao.
c, Các truyền động phụ
- Truyền động di chuyển cơ cấu kẹp chi tiết, được thực hiện nhờ động cơ KĐB
ro to lồng sóc.
- Các truyền động bơm nước, bơm dầu...
3- Kết cấu của máy doa 2620B
a, Thân máy
Là phần cố định so với bệ máy, có kết cấu hình chữ U, hai đầu có hai ụ
b, Ụ chính
Nằm trên thân máy, có thể chuyển động tịnh tiến so vớithân máy. Động
cơ trục chính được gắn vào thân máy cùng với hộp tốc độ, quá trình di chuyển
được thực hiên nhờ trục chính hoặc động cơ chạy dao .
c, Ụ trục phụ
¯
9
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
Nằm trên thân máy có thể chuyển động tịnh tiến nhờ động cơ ăn dao
hoặc bằng tay. Khi gia công chi tiết có đòi hỏi độ chính xác cao thì nó có tác
dụng giữ dao.
d, Bàn máy
Được bố trí giữa hai ụ, có thể di chuyển ngang, dọc, qua trái, qua phải.
4/ Các chế độ vận hành của máy
a, Máy doa ngang 2620B có các chế độ vận hành sau:
+Truyền dộng ăn dao nhờ hai chế độ vận hành bằng tay hoặc tự động.
+ Trong quá trình vận hành có thể thưc hiện chạy nhanh bàn dao bằng
phương pháp giảm từ thông động cơ. Chỉnh định toạ độ của ụ, trục nhờ hệ kính
phóng đại quang học.
+Điều khiển máy nhờ các nút bấm và tay gạt, chúng được bố chí trên hai ụ

máy.
b,Các thông số kỹ thuật của máy
+Đường kính trục chính D= 90 mm
+Kích thước bàn máy 900 - 1200 mm
+ Độ dịch chuyển dọc của bàn máy :1090 mm
+ Độ dịch chuyển hướng tâm của mâm cặp :170 mm
+ Tốc độ quay của trục chính :12,5- 2000 V/p
+ Mô men cực đại trên trục chính :308 KN.m
+ Tốc độ quay của mâm cặp: 80-200 V/p
+ Phạm vi ăn dao của bàn : 1,4 - 1110 mm/p
+ Pham vi ăn dao của ụ : 1,4 - 1170 mm/p
+ Phạm vi ăn dao của mâm cặp : 9,8 - 700 mm/p
+ Phạm vi ăn dao của trục chính : 2,2 - 1760 mm/p
+ Lực ăn dao cực đại của trục chính : 1500 KN
+ Lực ăn dao cực đại của ụ : 2000 KN
+ Lực ăn dao cực đại của bàn máy : 2000 KN
+ Kích thước lỗ doa lớn nhất khi gia công :
¯
10
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
- Bằng trục chính :320 mm
- Bằng mâm cặp :600 mm
+ Kích thước lớn nhất khi tiện mặt đầu :550 mm
+ Trọng lượng lớn nhất của chi tiết gia công :200 Kg
+ Trọng lượng bàn máy : 1500 Kg
+ Kích thước máy :750 x 3000 x 3000 mm
+ Động cơ truyền động chính là động cơ KĐB ro to lồng sóc có hai cấp tốc
độ .
P

đm
=10 Kw
Tốc độ định mức : N
đm
= 1460 , 2890 (v/p)
+ Động cơ truyền động ăn dao là động cơ một chiều kích từ độc lập.

II-Các yêu cầu trang bị điện cho truyền động ăn dao của máy doa 2620B
Trong máy doa ngang 2620B truyền động ăn dao là truyền động phức tạp
nhất, nó đòi hỏi hệ thống trang bị điện có mức độ tự động hoá cao. ở truyền
động này dùng động cơ một chiêu kích từ độc lập, truyền động này có các yêu
cầu về chỉ tiêu chất lượng như sau:

1, Phạm vi điều chỉnh tốc độ

Truyền động ăn dao của máy doa ngang 2620B có yêu cầu phạm vi tốc
độ rộng, dải điều chỉnh được đặc trưng bởi hệ số:
D
n
n
==
max
min
2000
1

2, Độ trơn khi điều chỉnh
Vì máy làm việc ở nhiều chế độ gia công khác nhau như doa lỗ có đường
kính lớn thì cần tốc độ nhỏ, còn khi phay thì cần tốc độ lớn . Để đảm bảo chất
lượng gia công bề mặt có độ bóng từ ∇6- ∇9 thì tốc độ phải được điều chỉnh

vô cấp.
¯
11
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà

ϕ= =
+
n
n
i
i
1
1

4,Độ ổn định tốc độ khi làm việc

Để đảm bảo duy trì ổn định tốc độ đạt mức chính xác cao ngay cả khi
tốc độ truyền động chính thay đổi . Khi phụ tải biến đổi từ 0 ÷ M
max
thì yêu
cầu độ sụt tốc độ là:

Δn
nn
n
idmi
i
=
−

≤÷
0
0
35()%

4,Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính cơ

Truyền độmg ăn dao của máy bao gồm các chuyển động tịnh tiến, nếu
mô men cản M
C
do lực kéo ăn dao qui định thì nó phải đảm bảo phụ tải có mô
men M lớn nhất.
Nếu yêu cầu mô men M = const thì M
max
này được xác định bởi lực ăn
dao, bao gồm : lực kéo F
x
,tổn hao ma sát trên gờ trượt của máy.
Trong hầu hết phạm vi điều chỉnh ở vùng tốc độ thấp lực ăn dao bị hạn chế bởi
chiều sâu cắt do F
x
không đạt tới trị số cực đại mà phụ tải vào tốc độ ăn dao.
Mà vùng tốc độ cao, lực ăn dao còn phụ thuộc vào công suất của truyền động
chính vì những cấp ăn dao cực đại chỉ sử dụng với các cấp tốc độ chính xác
cực đại, do đó có thể dẫn tới quá tải và gây nguy hiểm cho truyền động chính.
Mặt khác, cũng với cấp tốc độ này thường dùng để gia công tinh lên lực ăn
dao không cần lớn, nếu có kể đến sự biến đổi của lực ma sát trên gờ trượt ảnh
hưởng tới tốc độ thì lực kéo bàn là Q
n
và được biểu diễn như hình vẽ sau :

¯
12
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà




M
C
,P
C
n
0
n
1
n
2
M
C
P
C
F,Q
v
n

Q
đm
F
đm
0
Hình 1-1










Ở vùng tốc độ gia công ta có:
M=const , P tỉ lệ với U
Ở vùng chạy dao nhanh:
M≈ P/n ; P=const

5,Yêu cầu tự động hạn chế phụ tải
Trong quá trình làm việc thường xảy ra quá tải tĩnh và quá tải động
- Quá tải tĩnh: do vật liệu không đồng nhất, khi dao cắt đi vào vùng chai cứng
hoặc khi nhiệt độ tăng quá làm cho công suất cắt tăng dẫn tới quá tải.
-Quá tải động:đó là các quá trình khởi động ,hãm , đảo chiều. Để rút ngán thời
gian quá tải động thì cần phải rút ngắn quá trình này.
∗Các biện pháp han chế phụ tải:
+ Hạn chế phụ tải truyền động chính thông qua truyền động ăn dao.
+ Hạn chế phụ tải tĩnh và động bằng phương pháp sử dụng khâu phản hồi âm

dòng có ngắt.

¯
13
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
6, Yêu cầu hãm dừng chính xác
Việc dừng máy chính xác là một yêu cầu rất qua trọng. Bởi vì khi dừng
chính xác thì đảm bảo chất lượng sản phẩm, tăng năng suất của máy, an toàn
cho thiết bị và người vận hành.
Các biện pháp nâng cao chất lượng quá trình hãm ( giảm thời gian hãm )
- Sử dụng những thiết bị khống chế.
-Tăng gia tốc của hệ thống.
-Sử dụng những vật liệu nhẹ để giảm thành phần mô men quán tính.
- Tăng lực cản bằng cơ khí.
- Hãm bằng điện , sử dụng một trong ba phương pháp:
+ Hãm ngược
+Hãm động năng
+ Hãm tái sinh
- Giảm tốc độ bằng cách giảm điện áp đặt vào phần ứng động cơ.
7, Yêu cầu về đảo chiều
Đặc điểm công nghệ của máy doa 2620B là có đảo chiều, để đảm bảo
năng suất cho máy thì việc yêu cầu về đảo chiều là rất quan trọng.
8, Yêu cầu về kinh tế
+ Hệ thống thiết kế ra phải đảm bảo có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, thuận thiện
cho vận hành và sửa chữa.
+Vốn đầu tư mua sắm thiết bị , chi phí vận hành phải hợp lý.
+Giá thành hệ thống h, trong khi phải thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật.

¯
14
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà





PHẦN II
THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
¯
15
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
2. 1 GIỚI THIỆU CHUNG
I- Khái niệm chung

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các máy sản suất ngày
càng đa dạng và có nhiều chức năng dẫn tới hệ thống trang bị điện ngày càng
phức tạp và đòi hỏi độ chính xác, tin cậy cao.
Do bộ biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành một chiều có thể sử
dụng nhiều thiết bị như hệ thống máy phát, khuyếch đại từ, hệ thống van .
Chúng được điều khiển theo những nguyên tắc khác nhau và có những ưu,
nhược điểm khác nhau; khi kết hợp những hệ thống này với động cơ điện một

chiều ta có được những hệ thống truyền động có chất lượng khác nhau. Do đó
để có được một phương án truyền động phù hợp với từng loại công nghệ đòi
hỏi nhà thiết kế phải có sự so sánh logic dựa trên những chỉ tiêu về kỹ thuật và
kinh tế.
II- Nội dung chọn phương án
Trong thực tế, khi đứng trước một vấn đề sẽ có nhiều phương án giải
quyết. Tuy nhiên mỗi phương án có những ưu, nhược điểm riêng và nhiệm vụ
của nhà thiết kế là phải chọn ra được phương án tốt nhất.
Đối với các hệ thống truyền động đơn giản không có những yêu cầu cao
thì chỉ cần dùng các động cơ xoay chiều với hệ thống điều khiển đơn giản. Còn
các hệ thống truyền động phức tạp có yêu cầu cao về chất lượng như điều
chỉnh trơn, dải điều chỉnh rộng, đảo chều thì phải dùng động cơ một chiều, các
hệ thống điều khiển đi với nó phải đảm bảo được các yêu cầu và có khả năng
tự động hoá cao.
Như vậy, để chọn được hệ thống truyền động phù hợp chúng ta phải dựa
vào công nghệ của máy từ đó đưa ra những phương án đáp ứng được yêu cầu
công nghệ này. Để chọn được phương án tốt nhất trong các phương án đưa ra
cần so sánh chúng về kỹ thuật và kinh tế. Đối với truyền động động cơ điện
một chiều thì bộ biến đổi là phần tử rất quan trọng, nó quyết định đến chất
¯
16
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
lượng của hệ thống. Do đó việc chọn lựa phương án của ta là chọn bộ biến đổi
thông qua việc xét ở hệ thống ( bộ biến đổi - động cơ ).
III- Ý nghĩa của việc lựa chọn phương án
Việc so sánh lựa chọn được phương án hợp lý nhất có một ý nghĩa đặc
biệt quan trọng, nó được thể hiện qua các mặt:
+ Đảm bảo được yêu cầu công nghệ của máy sản suất.
+ Đảm bảo làm việc tin cậy, lâu dài.

+ Giảm giá thành sản phẩm và tăng năg suất lao động.
+ Khi sải ra hỏng hóc có thể sửa chữa, thay thế dễ dàng với các linh kiện ,
thiết bị dự trữ sẵn có, dễ kiếm, dễ mua.
2-2 CÁC PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG
I- Các phương án đưa ra

Để có dược phương án truyền động phù hợp xét trên cả hai khía cạnh kỹ
thuật và kinh tế cho truyền động ăn dao của máy doa 2620B, ở đây em đưa ra
một số phương án mà đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật công nghệ của
truyền động để từ đó làm căn cứ chọn ra phương án tốt nhất.
Yêu cầu công nghệ của truyền động ăn dao máy doa có những đặc điểm
sau:
+ Phạm vi điều chỉnh:
D= 2000:1
+ Độ trơn khi điều chỉnh:
ϕ= =
+
n
n
i
i
1
1

+Độ ổn định tốc độ khi làm việc :

Δn
nn
n
oi dm

oi
=
−
≤÷()35%

¯
17
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
Ta thấy rằng do phạm vi điều chỉnh đòi hỏi rộng D=2000:1 do vậy các
hệ thống khuyếch đại từ - động cơ, máy phát - động cơ không thoả mãn được
chỉ tiêu này. Do vậy ta loại hai phương án này và đưa ra ba phương án sau:
+ Hệ thống máy điện khuyếch đại - động cơ .
+ Hệ thống van - động cơ.
+ Hệ thống xung áp - động cơ.
II- Phương án I
Hệ thống máy điện khuyếch đại - động cơ

(
∋
MY- Đ )
1,Giới thiệu hệ thống

a, Sơ đồ



A B C
∋
MY

Đ/C
CKĐ
Đ
FT
CKF
KĐ
U
ĐK
ϒn
U
cđ
H
ình 2-1















¯
18

°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà



+ FT :là máy phát tốc , có nhiệm vụ khâu phản hồi âm tốc độ
+ CKĐ, CKF: là cuộn kích từ của động cơ và máy điện khuyếch đại.
+ KĐ: là khâu khuyếch đại, thực hiện nhiệm vụ khuyêch đai tín hiệu điều
khiển U
ĐK
+U
đ
:là điện áp đặt
2, Hoạt động của hệ thống

Giả sử động cơ sơ cấp Đ/C quay với tốc độ ω= const , khi ta đặt vào hệ
thống một điện áp đặt U
đ
, thông qua mạch khuyếch đại, cuộn dây CKF được
cấp điện, ∋MY được kích thích sẽ phát ra điện áp một chiều cấp cho động cơ
→ động cơ quay .
Do đặc điểm của ∋MY là có cuộn dọc, cuộn ngang ; cuộn ngang được
nối ngắn mạch nên có dòng điện lớn và sinh ra từ thông lớn. Do vậy hệ thống
có hệ số khuyếch đại rất lớn.
- Nếu trong quá trình làm việc vì một nguyên nhân nào đó mà làm cho
tốc độ đông cơ giảm, qua biểu thức U
đk
=U
đ
- ϒn

ta thấy khi n giảm thì U
đk

tăng qua mạch khuyếch đại I
CKF
tăng và U
d
tăng → tốc độ động cơ tăng về trị
số yêu cầu.
Khi tốc độ động cơ tăng quá mức thì quá trình diễn ra ngược lại. Đó là
nguyên lý ổn định tốc độ.
3, Họ đặc tính cơ của hệ thống
ta có : I
CKF
= K
KĐ
U
đk
= K
KĐ
( Uđ - ϒn )
E
∋
= K
d
K
N
I
CK∋

ω
∋
E
∋
= K
d
K
N
K
KĐ
ω
∋
(Uđ- ϒn
)
đặt :K
d
K
N
K
KĐ
ω = K

→ E
∋MY
= K(U

- ϒn
)

¯

19
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
Xây dựng phương trình đặc tính cơ của hệ thống:
n
U
K
RR
K
I
UE
n
E
K
RR
K
I
n
KU n
K
RR
K
I
u
dd
ud uE
dd
u
uEMY
EMY

dd
uE ud
dd
u
cd
dd
uE ud
dd
u
=−
+
=
⇒= −
+
⇔=
−
−
+
φφ
φφ
γ
φφ
()

Sau khi biến đổi biểu thức này ta được:
n
KU
KK
R
K

I
cd
dd dd
u
=
+
−
φγ φ.
(*)
Trong đó : K = K
đ
K
N
K
KĐ
ω
∋

U
đ
: là điện áp đặt.
R = R
ư∋
+ R
ưđ

Phương trình ( ∗

) là phương trình
đặc tính cơ của hệ thống. Ta thấy

rằng độ cứng của đặc tính là:

β
φγ
=
+
R
KK
dd
.


Độ cứng khi có mạch vòng phản
I,M
0
n
0 max
n
0 min
Hình 2-2
hồi âm tốc độ đã được cải thiện rất nhiều.
Họ đặc tính cơ của hệ thống được vẽ trên hình 2-2.

4, Đánh giá chất lượng hệ thống

a, Ưu điểm
+ Hệ thống làm việc rất linh hoạt.
+ Họ đặc tính cơ có dạng tuyến tính.
¯
20

°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
+Việc điều chỉnh đều được thực hiện trên mạch kích từ nên thuận tiện cho
tự động hoá , nâng cao chất lượng hệ thống.
+ Có hệ số khuyếch đại lớn.
b, Nhược điểm
+ có nhiều thiết bị quay ,gây ồn.
+ Hiệu suất sử dụng điện năng thấp η = η
Đ/C
η
∋
η
đ
= 0,3 - 0,5
+Diện tích lắp đặt lớn, đòi hỏi nền móng đặc biệt.

III - Phương án II

Hệ thống van - động cơ
(T - Đ )
1,Giới thiệu
a, Sơ đồ

b,Các phần tử của sơ đồ

+ Đ: động cơ một chiều kích từ độc lập,thực hiện chức năng biến
năng lượng điện một chiều thành cơ năng truyền
động cho cơ cấu sản xuất.
+ BBĐ: là bộ biến đổi van có điều khiển , thực hiện chức năng
biến năng lượng điện xoay chiều thành năng lượng

điện một chiều cung cấp cho động cơ.
+ U
đ
tín hiệu điện áp đặt.
+ FT máy phát tốc thực hiện chức năng khâu phản hồi âm tốc độ.
+TH & KĐ là khối tổng hợp và khuyếch đại tín hiệu
+ FX là mạch phát xung.



¯
21
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà

A B C
Đ

CKĐ
Đ

FT
ĐK
FX
&
KĐ
ϒn
U
đ
Hình
2-3
BB
X

TH



2, Hoạt động của hệ thống

Giả sử ban đầu hệ thống đã được đóng vào lưới với điện áp thích hợp,

lúc này động cơ vẫn chưa làm việc . Khi ta đặt vào hệ thống một điện áp đặt
U
đ
ứng với một tốc độ nào đó của động cơ.Thông qua khâu TH & KH và mạch
FX sẽ suất hiện các xung đưa tới các chân điều khiển của các van của bộ biến
đổi

¯
22
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
bộ biến đổi , nếu lúc này nhóm van nào đó đang được đặt điện áp thuận , van
sẽ mở với góc mở α . Đầu ra của BBĐ có điện áp U
d
đặt nên phần ứng động
cơ → động cơ quay với tốc độ ứng với U
đ
ban đầu.
Trong quá trình làm việc, nếu vì một nguyên nhân nào đó làm cho tốc độ
động cơ giảm thì qua biểu thức : U
ĐK
= U
đ
- ϒn
khi n giảm → U
ĐK
tăng → α giảm → U
d
tăng → n tăng về điểm làm việc yêu
cầu. Khi n tăng quá mức cho phép thì quá trình diễn ra ngược lại. Đây là

nguyên lý ổn định tốc độ.
3,Họ đặc tính cơ của hệ thống
Sức điện động của BBĐ:
E
b
= E
bm
cosα = U
b
( U
b
=U
Ư
: điện áp đầu ra của bộ biến đổi )
E
b
= K
KĐ
K
b
( U
đ
- ϒn )

α
γ
=
−
actg
KKU n

E
KD b d
bm
()

+Phương trình đặc tính cơ của hệ thống:
n
U
K
RR
K
I
KKU
K
RR
K
I
n
KKU
K
RR
KKK
I
b
dd
b
dd
u
KD b d
dd

bu
dd
u
KD b cd
dd
bu
dd KD b
u
=−
+
=−
+
⇒= −
+
+
φφ φ φ
φφγ
u
.


Đây là phương trình đặc tính cơ của hệ thống.Từ đây ta vẽ được họ đặc
tính cơ
của hệ thống trên hình 2-4.





M

¯
23
°
U
Hình 2-4
U
n

n
0max
0
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà



4, Đánh giá chất lượng hệ thống

a, Ưu điểm:

+ Do sử dụng các thiết bị bán dẫn ở bộ biến đổi nên hệ thống có độ tác động
nhanh cao, hiệu suất hệ thống cao.
+ Là bộ biến đổi tĩnh có kết cấu gọn nhẹ, không yêu cầu nền móng đặc biệt.
+ Dễ thiết lập các hệ thống tự động kín để nâng cao chất lượng hệ thống.
b, Nhược điểm
+ Khả năng chịu quá tải về dòng, áp nhỏ; khi có gia tốc dòng và áp du/dt,
di/dt có nguy cơ làm hỏng các lớp tiếp giáp.
+Sức điện động của bộ biến đổicó dạng đập mạch làm phát sinh thành phần
sóng hài bậc cao gây phát nóng động cơ ( có thể khắc phục nhược điểm này
bằng cách mắc thêm các cuộn kháng ).
+ Hệ thống làm việc có cosϕ nhỏ.

IV - Phương án III
Hệ thống xung áp - động cơ

1, Giới thiệu

a, Sơ đồ










+
-


U
D
0
Đ

MK
CKĐ
XM
XK
FX

KĐ
U
đk
FT
ϒ
n

U
B
cđ
B
U
Hình 2-5
¯
24
°
U
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà



b,Các phần tử của hệ thống

+ Đ: động cơ một chiều kích từ độc lập thực hiện chức năng biến đổi điện năng
một chiều thành cơ năng truyền động cho cơ cấu sản xuất. CKĐ là cuộn kích
từ của động cơ.
+ MK : là mạch khoá van có nhiệm vụ tạo xung điện áp ngược đặt nên van đẻ
khoá van.
+ T :tiristo chức năng như một khoá đóng mở để băm điện áp nguồn một

chiều.
+ FT : là máy phát tốc thực hiện chức năng khâu phản hồi âm tốc độ.
+Uđ: là tín hiệu điện áp chủ đạo.
+KĐ : là mạch khuyếch đại, có nhiệm vụ khuyếch đại tín hiệu điện áp U
đk
để
đưa vào mạch FX.
+FX : là mạch phát xung có nhiệm vụ phát ra xung mở cho van T và xung
khoá cho mạch cho mạch khoá van MK.
+ D
O
: là van diốt.
2, Hoạt động của hệ thống
Giả sử ban đầu ta đặt vào hệ thống một điện áp chủ đạo U
đ
( khi hệ
thống đã được đóng vào nguồn một chiều ) qua nút tổng hợp tín hiệu ta có:
U
đk
= U
đ
- ϒn
Tuy nhiên ban đầu n = 0 → U
đk
= U
đ
, tín hiệu này qua mạch KĐ được
đưa tới mạch FX sẽ pháp ra xng mở đưa tới chân điều khiển của van T và ở
đầu ra có sức điện động ra E
b

.
E
t
T
U
b
CK
=
1

Sức điện động này được đặt nên động cơ và động cơ sẽ quay với tốc độ
tương ứng với điện áp đặt ban đầu. Khi muốn thay đổi tốc độ động
¯
25
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
cơ ta thay đổi U
đ
.
Trong quá trình làm việc giả sử
nguyên nhân nào đó mà tốc độ động cơ giảm
khi đó qua mạch phản hồi âm tốc độ ta có:
U
đk
= U
đ
- ϒn
Khi n giảm → U
đk
tăng → t

1
=KU
đk
tăng → E
b
tăng và tốc độ động cơ
sẽ tăng về giá trị đặt.






U
t
t
1
T
CK

Nếu tốc độ động cơ tăng quá tốc độ đặt thì quá trình diễn ra ngược lại.
Đây là nguyên lý ổn định tốc độ .
3, Họ đặc tính cơ của hệ thống

Sức điện động của BBĐ:
E
t
T
U
b

CK
=
1

Phương trình đặc tính cơ của hê thống:

n
E
K
RR
K
I
tU
TK
RR
K
I
tKu KU n
n
KU
TK K
RR
TK K
I
b
dd
bu
dd
u
CK d d

bu
dd
u
dk cd
cd
CK d d
bu
CK d d
u
=−
+
=−
+
== −
⇒=
+
−
+
+
φφ φφ
γ
φγ φγ
1
11 1
1
11
(.)


Đây làp phương trình đặc tính cơ của hệ thống

từ phương trình này ta có họ đặc tính cơ của
¯
26
°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPBỘ MÔN TRANG BỊ ĐIỆN Sinh Viên : Đinh Văn Hà
hệ thống như hình vẽ.


n


n
0max





0





-n
0max

Hình 2-6
I
Ư

4, Đánh giá chất lượng hệ thống

a,Ưu điểm

+ Hệ thống này được dùng ở những nơi có
nguồn một chiều có công suất
»
công suất
của động cơ và khi đó trong sơ đồ thay thế có thể bỏ qua R
b
và đặc tính cơ có
độ cứng cao.
+ Hệ thống này dùng ít van động lực .
+Dễ tự động hoá.
b, Nhược điểm
+ Phải có nguồn một chiều hoặc kèm theo bộ nguồn xuay chiều - một chiều.
+ Dạng điện áp ra có dạng xung gây tổn thất phụ trong động cơ.
+Bộ biến đổi này khi làm việc có thể rơi vào chế độ dòng gián đoạn.

V- Chọn phương án truyền động
¯
27
°