Đồ án trang bị điện máy tiện đứng 1540

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG

ĐỒ ÁN

TRANG BỊ ĐIỆN
MÁY TIỆN ĐỨNG 1540
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN

GVHD: LÊ HUÂN
SVTH: LÊ XUÂN TRƯỜNG
LỚP: 12LT_Đ

TP.HCM – Tháng 4/2014
0


ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG

ĐỒ ÁN

TRANG BỊ ĐIỆN
MÁY TIỆN ĐỨNG 1540
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN

GVHD: LÊ HUÂN
SVTH: LÊ XUÂN TRƯỜNG

1

LỚP: 12LT_Đ

TP.HCM – Tháng 4/2014

LỜI MỞ ĐẦU
Đất nước ta là một đất nước nông nghiệp sử dụng công cụ thô sơ là chủ yếu. Nhưng
hiện nay đất nước có phần thay đổi rõ rệt đó là máy móc dần thay thế các công cụ.
Làm cho đất nước ta phát triển theo một hướng mới, đó là hướng cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Máy móc dần thay thế sức lao động của con người, làm cho
đời sống của con người được cải thiện và nâng cao.
Nhu cầu sử dụng điện năng của các vùng nông thôn là một phụ tải rất lớn và không
ngừng gia tăng khi máy móc đưa vào sản xuất nơng nghiệp. Điện năng tiêu thụ ở
nông thôn hiện nay không chỉ đơn thuần là thắp sáng và tưới tiêu mà điện năng còn
được sử dụng nhiều để chế biến, bảo quản nông sản, xay sát, sửa chữa nông cụ… xu
hướng phụ tải ngày càng tăng. Bất cứ một hệ thống điện nào cũng phải đảm bảo được
các yêu cầu cơ bản như: mức độ tin cậy khi làm việc, chất lượng điện tốt, đảm bảo độ
an tồn, tiết kiệm kinh tế. Ngồi ra cịn phải dễ dàng vận hành và sửa chữa.
Tuy không phải lúc nào lưới điện cũng hoạt động bình thường, nó ln có sự cố, có
thể là ngun nhân chủ quan hay khách quan. Để tránh thiệt hại khi có sự cố lưới
điện cần phải có các thiết bị tự động bảo vệ để ngắt mạng điện khỏi khu vực có sự cố.
Các thiết bị bảo vệ ngày càng được hoàn thiện và đa dạng hơn. Thông thường các
thiết bị bảo vệ là các khí cụ điện đóng cắt một cách tự động như cơng tắc, cầu chì,
rơle. Hiện nay các dây chuyền tự động đang được sử dụng rộng rãi.
Đồ án Trang Bị Điện MÁY TIỆN ĐỨNG 1540 thành công một phần nhờ sự hướng
dẫn tận tình của Cơ Lê Hồng Vân. Mặc dù đã cố gắng nhiều nhưng khả năng và trình
độ có hạn nên khơng tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý
kiến đóng góp q báu của Cơ. Em xin chân thành cảm ơn.


MỤC LỤC

MỤC TRANG

LỜI MỞ ĐẦU
1
LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ……………………………………………………… 4
I. : KHÁI QUÁT VỀ ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
5
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THIẾT BỊ VÀ LINH KIỆN CỦA MÁY TIỆN ĐỨNG
1540.
6
1)
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập và song song.
6
2)
Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều:
7
3)
Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông :
10
4)
Đảo chiều động cơ một chiều
12
5)
Các trạng thái hãm sử dụng trong động cơ một chiều
15
6)
Cầu chỉnh lưu
17
7)

Máy phát tốc
20
8)
Hệ truyền động Thyrisotor – động cơ (T-Đ)
22
9)
Hệ kín mạch tác động điều khiển động cơ trục chính( sơ đồ khối)
24
10) Sơ đồ khối của bàn ăn dao
25
III. CÔNG NGHỆ VÀ ĐẶC ĐIỂM TRANG BỊ CỦA MÁY TIỆN.
26
1)
Đặc điểm cơng nghệ
26
2)
Đặc tính phụ tải
27
3)
Tính chọn cơng suất cho động cơ truyền động chính
30
4)
Yêu cầu truyền động và trang bị điện của máy tiện
31
IV.
TRÌNH BÀY CHỨC NĂNG CỦA LINH KIỆN TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN
TRONG SƠ ĐỒ MÁY, PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CÙA MÁY TIỆN
ĐỨNG 1540
33
1)

Chức năng, linh kiện động chính máy tiện 1540.
33
2)
Chức năng, linh kiện của sơ đồ điều khiển truyền động ăn dao máy tiện đứng
1540. 37
3)
Thuyết minh sơ đồ máy tiện đứng 1540
40
4)
Quá trình khởi động quay thuận
42
5)
Quá trình khởi động quay nghịch
45
6)
Chế độ thử máy
49
7)
Quá trình hãm dừng
49
8)
Điều chỉnh tốc độ
52
9)
Chế độ tiện cắt
52
V. KẾT LUẬN ĐỒ ÁN
57

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

Sinh viên thực hiện đồ án:
*LÊ XUÂN TRƯỜNG

Mã sinh viên
12E301Đ0020


 Lớp 12LT_Đ.

Khoa : Điện công nghiệp.

 Trường cao đẳng kỹ thuật LÝ TỰ TRỌNG.
 Tên đồ án: Máy tiện đứng 1540
 Thời gian thực hiện đồ án
̽ 12-3 nhận đồ án làm
̽ 15-4 bảo vệ 50% đồ án
̽ 4-6 nộp 100% đồ án và bảo vệ đồ án
Nhiệm vụ đề tài
“Tìm hiểu cơng nghệ, ngun lý hoạt động, cấu trúc, chức năng… máy tiện đứng
1540”. Do thời gian và tài liệu thu thập không nhiều nên trong tập đồ án này chỉ cần
nghiên cứu các vấn đề sau:
 Cơ sở lý thuyết về các thiết bị, linh kiện của máy tiện đứng 1540.
 Công nghệ của máy tiện, đặc điểm trang bị của máy.
 Phần trọng tâm của đồ án là trình bày chức năng, linh kiện trang thiết bị điện
trong sơ đồ máy, phân tích nguyên lý làm việc của máy tiện đứng 1540.
 Liên động và bảo vệ nhược điểm, đề xuất thay đổi.
 Phần cuối nhận xét, đánh giá tồn cục và một số hình ảnh về máy tiện đứng
1540.
 Mục đích đề tài.
Nhằm tạo điều kiện cho sinh viên thực hành kiến thức đã học ở trường chủ

yếu trong bộ môn trang bị điện. Đồng thời thu thập thêm những kiến thức nằm
ngồi chương trình giảng dạy ở trường để học và nghiên cứu. Giúp sinh viên
nắm được các kiến thức đã học và vận dụng được vào thực tiễn cuộc sống.


LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………


I.

: KHÁI QUÁT VỀ ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
Ngày nay trong lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, cơ khí hóa có liên quan
chặt chẽ đến điện khí hóa và tự động hóa. Hai yếu tố sau cho phép đơn giản kết cấu
cơ khí của máy sản xuất: tăng năng suất lao động, nâng cao chất lượng kĩ thuật của
quá trình sản xuất và giảm nhẹ cường độ lao động.
Dưới tác động của khoa học kĩ thuật hiện đại đối với các loại máy móc nói chung,
đối với các loại máy gọt kim loại nói riêng ngày càng chon phép đơn giản về kết cấu
cơ khí của máy sản xuất và giảm nhẹ cường độ lao động. Máy cắt gọt kim loại được
dùng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách hớt các kim loại thừa, để sau khi gia
cơng các chi tiết có hình dáng đúng yêu cầu (gia công thô) hoặc thỏa mãn hồn tồn
các u cầu đặt hàng với độ chính xác nhất định về kích thước và độ bóng cần thiết
của bề mặt gia cơng (gia cơng tinh). Có thể phân ra thành nhiều loại máy cắt gọt kim
loại sau:

Tùy thuộc vào q trình cơng nghệ đặc trưng bởi phương pháp gia cơng
dạng dao, đặc tính truyền động… các máy cắt được chia thành các máy cơ
bản: tiện, phay, bào, khoan, dao mài… và các nhóm máy khác như gia cơng
răng, ren, vít….

Theo đặc điểm của q trình sản xuất, có thể chia thành các máy vạn

năng chuyên dùng đặc biệt. Máy vạn năng là máy có thể thực hiện được các
phương pháp gia công khác nhau như tiện, khoan, mài, gia công… để gia công
các chi tiết khác nhau về hình đạng, kích thước…

Ở nước ta hiện nay đã và đang du nhập nhiều thiết bị máy móc hiện đại. Điều này đòi
hỏi những người làm việc với chúng phải có hiểu biết, những kiến thức


II.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THIẾT BỊ VÀ LINH KIỆN CỦA MÁY TIỆN
ĐỨNG 1540.
1)

Động cơ điện một chiều kích từ độc lập và song song.

- Trong động cơ điện một chiều gồm có bốn loại khác nhau.Và ở chương này chúng
ta đề cập kỹ hơn về hai loại động cơ điện một chiều kích từ độc lập và động cơ điện
một chièu kích từ song song.
- Trước tiên chúng ta cần hiểu và phân biệt rằng hai động cơ điện một chiều kích tư
độc lập và động cơ điện một chiều kích từ song song.
- Ở động cơ điện một chiều kích từ độc lập, cuộn kích từ cấp điện từ nguồn điện
ngoài độc lập với nguồn điện cấp cho rotor (Cuộn ứng). Và khi nguồn điện một chiều
có cơng suất không đủ lớn, mạch điện phần ứng và mạch điện phần kích từ được mắc
vào hai nguồn điện một chiều độc lập với nhau, lúc này động cơ được gọi là động cơ
điện một chiều kích từ độc lập.

Sơ đồ nguyên lý kết nối mạch điện của động cơ một chiều kích từ độc lập
- Nếu cuộn kích từ và cuộn ứng được cấp điện bởi cùng một nguồn điện thì động
cơ là loại kích từ song song.Khi nguồn điện một chiều có cơng suất vơ cùng lớn

và điện áp khơng đổi thì phần ứng và phần kích từ thường mắc song song.Trong
trường hợp này mà nguồn điện có công suất rất lớn so với công suất động cơ thì
tính chất động cơ sẽ tương tự như động cơ kích từ độc lập.


Sơ đồ nguyên lý kết nối mạch điện của động cơ một chiều kích từ song song
2)

Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều:

Có 3 cách điều chỉnh dựa vào các thơng số của phương trình như : U, , Rưtơng . Do
vậy ta có các cách sau :
-

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng .

-

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng .

-

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thơng .

Sau đây ta sẽ tìm hiểu các phương pháp

a)

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng :

Ta có từ thơng được giữ khơng đổi . Điện áp phần ứng được cấp từ bộ biến
đổi. Khi thay đổi điện áp U cấp cho cuộn dây phần ứng, ta có họ đặc tính cơ
ứng với các tốc độ khơng tải khác nhau , song song nhau như hìng vẽ đường
đặc tinh cơ trên . Như ta biết điện áp chỉ có thể thay đổi về phía giảm (U <
Udm) nên phương pháp này chỉ cho phép điều chỉnh giảm tốc độ .

Quá trình điều chỉnh tốc độ nhờ thay đổi điện áp phần ứng đựoc
giải thích như sau :
Giả sử động cơ đang làm việc tại điểm A trên đặc tính cơ 1 ứng với
điện áp U1 trên phần ứng. Khi giảm điện áp từ U 1 xuống U2, động cơ thay đổi
điểm làm việc từ điểm A có tốc độ lơn hơn A trên đương 1 xuống điểm D có
tốc độ nhỏ hơn (A < D ) trên đường đặc tính cơ 2 ( ứng vơI điện áp U 2 ) .
Diễn biến chuyển đổi khi giảm tốc độ như ta đã nói ở trên. Trong khi giảm tốc
độ theo cách giảm điện áp phần ứng , nếu giảm mạnh điện áp nghĩa là chuyển
nhanh từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp thì cùng với quá trình giảm tốc độ có
thể xẳy ra q trình hãm tái sinh. Chẳng hạn cùng trên hình trên động cơ đang


làm việc tại điểm A với tốc độ lớn A trên đặc tính cơ 1 ứng với điện áp U1 . Ta
giảm mạnh điện áp phần ứng từ U 1 xuống U3 . Lúc này động cơ chuyển điểm
làm việc từ điểm A trên đường 1 sang điểm E trên đường 3 (chuyển ngang với
tốc độ A = E ) vì E lớn hơn tốc độ khơng tải lý tưởng 03 của đặc tính cơ 3
nên động cơ sẽ làm việc ở trạng thái hãm tái sinh trên đoạn EC của đặc tính 3.
Q trình hãm giúp động cơ giảm tốc nhanh. Khi tốc độ xuống thấp hơn 03 thì
động cơ lại làm việc ở trạng thái động cơ lúc này do momen D = 0 nên động
cơ tiếp tục giảm tốc cho tới điểm làm việc mới F, vì tại F động cơ sinh ra
momen cân bằng với momen tải M C. Động cơ chạy ổn định tại F với tốc độ f
< A . Khi tăng tốc , diễn biến của q trình được giải thích tương tự. Giả sử
động cơ đang làm việc tại điểm I có tốc độ I nhỏ trên đặc tính cơ 5, ứng với

điện áp U5 trên phần ứng. Tăng điện áp U 5 lên U4 , động cơ chuyển điểm làm
việc từ I trên đặc tính cơ 5 sang điểm G trên đặc tính cơ 4 . Do momen M G lớn
hơn momen tải MC nên động cơ tăng tốc theo đường 4 (đoạn GH). Đồng thời
với quá trình tăng tốc ,momen động cơ bị giảm và quá trình tăng tốc chậm
dần. Tới điểm H thì momen động cơ cân bằng với momen tải ( M H = MC ) và
động cơ sẽ làm việc ổn định tại điểm H với tốc độ H > I .
Phương pháp này có những đặc điểm sau :
- Điện áp phần ứng càng giảm thì tốc độ động cơ càng nhỏ .
- Điều chỉnh trơn trong tồn bộ dải điều chỉnh.
- Độ cứng đặc tính cơ giữ khơng đổi trong tồn bộ dải điều chỉnh .
- Độ sụt tốc tuyệt đối trên toàn dải điều chỉnh ứng với một momen là như nhau .
Độ sụt tốc tương đối sẽ lớn nhất tại đặc tính cơ thấp nhất của dải điều chỉnh .Do
vậy sai số tốc độ tương đối ( sai số tĩnh ) của đặc tính cơ thấp nhất khơng vượt
q sai số cho phép cho toàn dải điều chỉnh .
- Dải điều chỉnh của phương pháp này có thể : D ~ 10 : 1
- Chỉ thay đổi được tốc độ về phía giảm ( vì chỉ có thể thay đổi với U ư - Phương pháp này cần một bộ nguồn có thể thay đổi trơn điện áp ra.
3)

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông :


Muốn thay

đổi

từ

thơng

động cơ , ta tiến hành thay đổi dịng điện kích từ của động cơ qua một điện trở mắc
nối tiếp ở mạch kích từ . Rõ ràng , Phương pháp này chỉ cho phép tăng điện trở vào
mạch

kích

từ

nghĩa

là

chỉ

có

thể

giảm

dịng

điện

kích

từ

(Ikt < Iktđm ) do đó chỉ có thể thay đổi về phía giảm từ thơng. Khi giảm từ thơng , đặc
tính dốc hơn và có tốc độ khơng tải lớn hơn. Ta có họ đặc tính cơ khi khi giảm từ

thơng như hình vẽ trên.
Phương pháp này cũng có những đặc điểm sau :
- Từ thơng càng giảm thì tốc độ khơng tải lý tưởng của đặc tính cơ càng tăng,
tốc độ động cơ càng lớn, mềm hơn .
- Có thể điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh :
D~3:1
- Chỉ thay đổi được tốc độ về phía tăng theo phương pháp này .
- Do độ dốc đặc tính cơ tăng lên khi giảm từ thơng nên các đặc tính cơ sẽ cắt
nhau và do vậy , với tải không lớn (M1) thì tốc độ tăng khi từ thơng giảm , cịn ở
vùng tải lớn (M2) thì tốc độ có thể tăng hoặc giảm tuỳ theo tải . Thực tế , phương
pháp này chỉ sử dụng ở vùng tải không quá lớn so với định mức .
- Phương pháp này rất kinh tế vì việc điều chỉnh tốc độ thực hiện ở mạch kích
từ với dịng kích từ là ( 1 ữ 10)% dòng định mức của phần ứng . Tổn hao điều chỉnh
thấp rất kinh tế.
b)

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng :


Khi tăng điện trở mạch phần ứng , đặc tính cơ dốc hơn nhưng vẫn giữ nguyên
tốc độ không tải lý tưởng . Họ đặc tính cơ khi thay đổi điện trở mạch phần ứng được
biểu diễn như trên.
Đặc điểm của phương pháp này là:
- Điện trở mạch phần ứng càng tăng, độ dốc đặc tính cơ càng lớn ( càng mềm),
độ ổn định tốc độ càng kém và sai số tốc độ càng lớn.
- Phương pháp này cho phép thay đổi tốc độ về phía giảm ( do chỉ có thể tăng
thêm điện trở ).
- Vì điều chỉnh tốc độ nhờ thêm điện trở vào mạch phần ứng nên tổn hao công
suất dưới dạng nhiệt trên điện trở khi điều chỉnh là khá lớn .
- Dải điều chỉnh phụ thuộc trị số momen tải . Tải càng nhỏ ( M 1 ) thì dải điều

chỉnh D càng nhỏ . Nói chung phương pháp này cho :
D~5:1
- Về nguyên tắc phương pháp này cho điều chỉnh trơn nhờ thay đổi đều điện trở
nhưng vì dịng Rotor lớn nên việc chuyển đổi điện trở sẽ khó khăn. Thực tế thường
thực hiện chuyển đổi theo từng cặp điện trở .
Với những đặc điểm như trên lại gây tổn hao nên phương pháp này it được sử
dụng.


4)

Đảo chiều động cơ một chiều

a)

Có 3 phương pháp đảo chiều động cơ
Đảo chiều phần cảm động cơ

Hình 19:. Sơ đồ đảo chiều động cơ
+ Lưu ý: Khi có hiện tượng trùng dẫn ( hai van cùng dẫn) sẽ làm ngắn mạch phía thứ
cấp máy biến áp.Vì vậy để tránh hiện tượng cháy, nổ do ngắn mạch ta phải lắp MBA
có UN%={5 10}%
+ Phương trình đặc tính cơ:
Từ đó ta có Và
 Khi thay đổi góc điều khiển :
- Trong khoảng =[0/2] thì bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lưu
 Nếu E > 0 , động cơ làm việc ở chế độ động cơ
 Nếu E < 0 động cơ làm việc ở chế độ hãm ngược
- Trong khoảng = [/2max] thì tải có tính chất thế năng .Để quay ngược
động cơ, lúc này Ed và E đổi dấu. Nên dòng điện Iu vẫn chạy theo chiều

cũ, động cơ làm việc ở chế độ hãm tái sinh. Bộ biến đổi làm việc ở chế


độ nghịch lưu biến cơ năng của tải thành điện năng xoay chiều trả về
lưới.

b) đảo chiều quay nhờ đảo chiều dịng điện phần ứng

Hình 20: Hệ T-Đ đảo chiều quay nhờ đảo chiều dòng điện phần ứng
- Ưu nhược điểm của hệ T- Đ
 Ưu điểm:
+ Độ tác động nhanh cao
+ Dễ tự động hố , van có hệ số khuếch đại công suất lớn nâng cao chất lượng
các đặc tính tĩnh và đặc tính động của hệ thơng
+ Khơng gây ồn
+ Điều khiển góc mở van có thể điều chỉnh tốc độ nhanh
+ công suất điều khiển nhỏ, giá thành rẻ hơn so với các hệ truyền động khác
 Nhược điểm:
+ Van bán dẫn có dịng phi tuyến, thời gian quá độ sẽ lớn
+ Điện áp chỉnh lưu có biên độ đập mạch cao, gây tổn thất phụ trong máy điện
và ở xấu dạng điện áp của nguồn hoặc lưới
+ Hệ số công suất của mạch thấp.


c)

Đảo chiều dùng tiếp điểm contacto

Hình 21: Đảo chiều dùng tiếp điểm cơ khí
Sơ đồ cho thấy truyền động điện công suất nhỏ với tần số đảo chiều không cao( vì hệ

số tiếp diểm cơ khí xen kẽ)
Những sơ đồ có hai BBĐ thyristor mắc song song hình 19 và 20 thì việc điều khiển
các BBĐ có thể là điều khiển riêng hay điều khiển chung.
Khi điều khiển riêng tại mỗi thời điểm xung diều khiển chỉ được phát vào 1 BBĐ để
bộ máy làm việc, cịn bộ kia khơng có xung điều khiển nên khóa, khơng làm việc.
Khi điều khiển chung tại mỗi thời điểm xung diều khiển được phát vào cả 2 BBĐ,
nhưng chỉ có 1 BBĐ làm việc, cấp dòng còn BBĐ kia làm việc ở chế độ chờ, không
cáp dỏng
5)

Các trạng thái hãm sử dụng trong động cơ một chiều

- Trạng thái hãm điện là trạng thái động cơ sinh ra moment từ ngược chiều với tốc độ,
do đó sẽ làm cản trởh hoặc triệt tiêu tốc độ của động cơ.
- Đặc điểm chung của các trạng thái hãm là các độngg cơ làm việc ở chế độ máy
phát. Biến cơ năng của truyền động điện thành điện năng trả về lưới( hãm tái sinh)
hoặc tiêu tán dưới dạng điện năng trên điện trở hãm( hãm ngược, hãm động năng).
- Động cơ điện một chiều kích từ độc lập hoặc kích từ song song có 3 trạng thái hãm:
hãm tái sinh, hãm ngược , hãm động năng.
a)

Hãm động năng:


UL
Rhd

H
Iuh
CKT

L

E

H

Rkh
Ikh

Để thực hiện hãm động năng động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp, người ta
có thể dùng một trong hai loại sơ đồ: cuộn kích từ độc lập với mạch phần ứng và tự
kích từ.
Sau khi cắt contactor L liên lạc với lưới điện, đóng hai tiếp điểm của contactor
hãm H, phần ứng của động cơ được nối kín qua điện trở , cịn cuộn dây kích từ được
nối với lưới điện qua . Trong quá trình hãm, từ thông của động cơ không biến đổi và
công suất tiêu thụ trong mạch kích từ cũng bằng cơng suất định mức của động cơ.
b)
Hãm tái sinh

U1

H

CKTnt

E

Rpu

CKTdl

Hãm tái sinh là trạng thái xảy ra khi tốc độ quay của động cơ ωđ lớn hơn tốc độ
không tải lý tưởng ω0 trên đặc tính mà động cơ làm việc( ωđ ω0). Khi làm việc ở
chế độ động cơ( ωđ ω0).Động cơ nhận điện năng từ lưới điện cung cấp thơng qua
dịng điện Iư chạy vào phần ứng sinh ra moment điện từ Mđt 0 phát ra cơ năng trên
trục động cơ. Ở chế độ tái sinh( ở chế độ máy phát) , động phát năng lượng trả về
lưới( sđđ Eư sinh ra dòng điện I ngược chiều với dòng diện phần ứng Iư trả về lưới
điện. Moment điện từ đổi dấu Mđt 0 và trở thành moment hãm). Năng lượng điện
sinh ra là nhờ cơ năng tích lũy của hệ truyền động kéo động cơ quay với tốc
độ( ωđ ω0).
c)
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có trạng thái hãm ngược và đảo
chiều:


Muốn đảo chiều quay của động cơ điện phải đổi dấu một trong hai đại lượng:
điện áp U đặt lên phần ứng của động cơ hoặc từ thông của động cơ.
Thường người ta dùng phương pháp đổi cực tính của điện áp U mà ít dùng đổi
chiều từ thơng vì cuộn dây kích từ có nhiều vịng, hệ số từ cảm khá lớn sẽ làm thời
gian quá độ khi đảo chiều tăng lên. Mặt khác khi động cơ đang quay, nếu vẫn đặt
điện áp lên phần ứng mà đảo chiều từ thơng trong q trình đổi dấu từ thơng sẽ biến
thiên qua những giá trị rất bé.
Nhược điểm: gây nên hiện tượng quá tốc độ, làm vượt quá điều khiển độ bền
của cổ góp và các đai, chêm của cuộn dây phần ứng.
6)

Cầu chỉnh lưu

a)

chỉnh lưu diode 3 pha
Chỉnh lưu 3 pha hình cầu cấu tạo từ 6 van, mắc theo 2 nhóm: D1, D3, D5 mắc
catốt chung và D2, D4, D6 mắc anốt chung. Thứ tự ký hiệu các van trên sơ đồ có ý
nghĩa quan trọng vì đó là thứ tự mà các van đó sẽ vào làm việc.
D1
A

D5

D3

.

a

Zt

B

b

C

c
D2

D4

D6

Chỉnh lưu khơng điều khiển 3 pha hình cầu
-

Sơ đồ cầu 3 pha có thể dùng với máy biến áp hoặc không.

)
)


- Để phân tích sự làm việc của sơ đồ hình cầu 3 pha ta sử dụng quy tắc dẫn dịng của
các van có catốt và các van có anốt chung:
- Trong các van có catốt chung chung van nào có anốt dương( + ) nhất thì van đó sẽ
dẫn.
- Trong các van có anốt chung van nào có anốt âm( - ) nhất van đó sẽ dẫn.
- Dựa vào đồ thị để phân tích nguyên lý làm việc của mạch. Gọi các điểm chuyển
mạch tự nhiên lần lượt là 1, 2, 3….
- Xét trong khoảng 1 - 2 : Lúc này ta thấy Uab dương nhất nên Uab dẫn. Do đó, Ud =
Uab → D1 dương nhất và D4 âm nhất nên D1 và D4 dẫn.
- Tại 2 - 3 : Ta thấy Uac dương nhất nên Uac dẫn. Do đó, Ud = Uac → D1 dương nhất
và D6 âm nhất nên D1 và D6 dẫn.
- 3 - 4 : Ubc dương nhất nên Ubc dẫn. Do đó, Ud = Ubc → D3 dương nhất và D6 âm
nhất nên D3 và D6 dẫn.
- 2 - 3 : Ta thấy Uba dương nhất nên Uba dẫn. Do đó, Ud = Uba → D3 dương nhất và
D2 âm nhất nên D3 và D2 dẫn.
+ Lập luận tương tự cho các van tiếp theo.
Như vậy điện áp chỉnh lưu có dạng đập mạch 6 lần trong một chu kỳ, mỗi lần
lặp lại một phần của điện áp dây.
Điện áp ra Ud
Ud = 2.34 x U2 =2.34 x 220 =514.8 (VDC)
b)

chỉnh lưu thyristor(scr) 3 pha

Thay đổi tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng bằng cách thay đổi
điện áp phần ứng động cơ. Điện áp phần ứng được thay đổi bằng BBĐ1.

Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển hồn tồn

Để phân tích ngun lý hoạt động của mạch trên, tương tự ta cũng áp dụng
quy tắc dẫn dịng của các van có anot chung và các van có catot chung:


Trong các van có catot chung van nào có anot dương (+) nhất và thyristor đó
được kích dẫn thì van đó sẽ dẫn.
Trong các van có anot chung van nào có anot âm (-) nhất và thyristor đó được
kích dẫn thì van đó sẽ dẫn.
+ Giả sử có một chùm xung kích vào các thời điểm để kích dẫn các thyristor.
-

Xét trong khoảng θ1- θ2: tương ứng với Uab đang dẫn. Lúc đó ta thấy T1
dương nhất và T4 âm nhất do đó nếu được cấp xung thì T1, T4 sẽ dẫn. Nhưng
lúc chưa được cấp xung thì trước đó thyristor nào đang dẫn sẽ tiếp tục dẫn.
Tại θ2 – θ3: tương ứng với Uac dẫn. Lập luận tương tự như trên thì lúc đó nếu
T1 và T6 nếu được cấp xung sẽ dẫn. Lúc chưa cấp xung thì trước đó T1, T4
vẫn đang dẫn, cho đến khi cấp xung thì T1, T4 ngưng dẫn và T1, T6 bắt đầu
dẫn.
Máy phát tốc
Sơ đồ nguyên lý.

-

7)
-

U1, f1

ĐSC
R1

+

CK3

CK1

CK2 R2
n

F3

Ung

F2

F1

-

Sơ đồ nguyên lý
điện tự kích – động

+

cơ

dùng

+ Trong đó:

KĐM
ĐTK

UĐ

Đ

FT
CCSX

CKĐ

RKĐ

phản

khuếch đại máy
hồi âm tốc độ.

R3

- Pđm của động cơ  5KW.
- CK1: Cuộn kích thích chủ đạo ( kích từ độc lập ), sinh ra sức từ động F1.
- CK2: Cuộn tự kích thích, sinh ra sức từ động F2 cùng chiều với F1.
- R2: Điều chỉnh hệ số tự kích. Giá trị R 2 càng nhỏ thì hệ số từ kích càng lớn
và ngược lại.
- CK3: Cuộn phản hồi âm tốc độ ( tín hiệu đưa về để khử F1 ), sinh ra sức từ
động F3 ngược chiều F1.
- Nguyên lý hoạt động.
+ Ta có: F3 = I3WCK3

EFT: Sức điện động của máy phát đo tốc độ FT. Là máy phát một chiều đặc biệt
được chế tạo với mạch từ bảo hòa rất sâu để từ thơng này phát ra hồn tồn bằng
hằng số nên sức điện động phát ra của máy phát tỷ lệ bậc nhất với tốc độ. Do đó, khi


đọc sức điện động người ta biết được tốc độ theo mối quan hệ: E FT = KEFTnFT =
KEFTn.
-

Vì mạch từ bão hòa sâu nên FT xem như là hằng số nên EFT tỷ lệ thuận với nFT.

Từ các biểu thức trên, ta nhận thấy khi R 3 = const thì: F3  I3  EFT  n. Vì vậy F3
 n. Sức từ động của KĐMĐ: FT = F1 + F2 + F3.
- Hệ thống này có khả năng điều chỉnh tốc độ theo hai hướng:
* Để cho n > ncb: Ta giảm từ thông bằng cách tăng giá trị RKĐ.
* Để cho n < ncb: Ta giảm điện áp đặt lên phần ứng của động cơ U Đ thơng qua
điều chỉnh giảm giá trị R1.
- Ngồi ra, khi điều chỉnh R 2 để thay đổi hệ số tự kích nghĩa là thay đổi độ cứng của
đường đặc tính cơ. Thực chất quá trình này là nâng cao độ cứng của đường đặc tính
cơ để đạt được tốc độ cao nhất khi động cơ được mở rộng lên. Đồng thời nhờ phản

hồi âm tốc độ mà động cơ có khả năng làm việc với tốc độ thấp hơn n cb/10, nghĩa là
có thể mở rộng thêm tốc độ thấp và cao nên ta được phạm vi điều chỉnh lớn: D = ( 40
 hàng trăm )/1.
- Hệ thống này có khả năng ổn định tốc độ khi phụ tải thay đổi nhờ khâu phản hồi âm
tốc độ: Khi động cơ đang làm việc với phụ tải M c và tốc độ đạt u cầu nyc. Vì lý do
nào đó, moment phụ tải đặt lên trục động cơ thay đổi, khác n yc thì nhờ quá trình phản
hồi âm tốc độ hệ thống sẽ tự động ổn định tốc độ đạt n yc. Q trình tự động này được
giải thích như sau: Giả sử khi Mc tăng sẽ làm cho nĐ giảm < nyc. Mà khi n giảm  EFT
giảm  I3 giảm  F3 giảm  FT = F1 + F2 + F3 tăng  EKĐMĐ tăng  UĐ tăng  n
tăng đạt đến nyc. Và khi Mc giảm thì quá trình sẽ tự động xảy ra theo chiều ngược lại
để tốc độ động cơ đạt nyc.
n0
ny
c
n1

n
TN
MC MC1

M

Đặc tính cơ của hệ thống khuếch đại máy điện tự kích – động cơ dùng
phản hồi âm tốc độ.
- Nhận xét.
* Ưu điểm: Dùng sai số tốc độ quay trở lại điều khiển hệ thống để tự động ổn định
tốc độ ( khâu phản hồi trực tiếp ). Việc tính tốn khâu phản hồi âm tốc độ tiến hành
rất đơn giản, tiện lợi.
* Nhược điểm: Dùng máy phát tốc độ nên giá thành của hệ thống cao.
8)

Hệ truyền động Thyrisotor – động cơ (T-Đ)


-Với hệ truyền động T - Đ ta có thể thay đổi thời điểm đặt xung điện áp lên cực điều
khiển, nhờ đó ta có thể điều chỉnh được điện áp chỉnh lưu.
- Cấu tạo hệ T - Đ bao gồm :
+ Máy biến áp ( MBA ): Chức năng biến điện áp xoay chiều về điện áp phù
hợp với động cơ.
+ Thysistor: Là phần từ biến đổi:
- Thysistor mở khi : VA > VK và có xung điều khiển
- Thysistor khố khi: VA< Vk và dịng thysistor giảm về 0
+ Cuộn cảm LK: Có tác dụng san bằng điện áp làm việc
+ Động cơ điện một chiều
-

Nguyên lý hoạt động :
 Xét trong chế độ dòng gián đoạn:
+ Khi cuộn cảm LK có giá trị Ld khơng đủ lớn thì năng lượng trong cuộn cảm
khơng đủ lớn để duy trì dịng điện trong cuộn, do vậy sinh ra dịng gián đoạn.
+ Đặc điểm của hệ CL – Đ ở chế độ này là dịng điện khơng ổn định, momen
sinh ra khơng đều, động cơ có tốc độ khơng được ổn định.
Do vậy, ta cần áp dụng các phương pháp tự động điều chỉnh đặc biệt khi sử dụng
hệ CL – Đ ở chế chế độ dòng gián đoạn. Thực tế người ta thường tăng L d để tạo ra
dòng liên tục.
 Xét trong chế độ dòng liên tục:

+ Chỉnh lưu điều khiển có góc mở van nhất định tính từ thời điểm chuyển
mạch tự nhiên. Tác động mở từng van vào các thời điểm khác nhau cho dòng điều
chỉnh lưu id (Ta đã chọn để có dịng i d liên tục do vậy ta ln có dịng qua động cơ) .

+ Việc lựa chọn thời điểm mở van ta sẽ điều chỉnh được suất điện động chỉnh
lưu Ed và do vậy sẽ điều chỉnh được điện áp phần ứng động cơ Uư
Từ sơ đồ thay thế ta có : Id =

; Ed = Ud =Udo.cos


Hình 2.12. Sơ
đồ nguyên lý của hệ T - Đ
+ Lưu ý: Khi có hiện tượng
trùng dẫn ( hai van cùng dẫn) sẽ
làm ngắn mạch phía thứ cấp máy
biến áp.Vì vậy để tránh hiện tượng
cháy, nổ do ngắn mạch ta phải lắp
MBA có UN%={5 10}%
- Ưu nhược điểm của hệ T- Đ
 Ưu điểm:
+ Độ tác động nhanh cao
+ Dễ tự động hố , van có hệ số khuếch đại cơng suất lớn nâng cao chất lượng
các đặc tính tĩnh và đặc tính động của hệ thơng
+ Khơng gây ồn
+ Điều khiển góc mở van có thể điều chỉnh tốc độ nhanh
+ công suất điều khiển nhỏ, giá thành rẻ hơn so với các hệ truyền động khác
 Nhược điểm:
+ Van bán dẫn có dịng phi tuyến, thời gian q độ sẽ lớn
+ Điện áp chỉnh lưu có biên độ đập mạch cao, gây tổn thất phụ trong máy điện
và ở xấu dạng điện áp của nguồn hoặc lưới
+ Hệ số cơng suất của mạch thấp.
9)
-

Hệ kín mạch tác động điều khiển động cơ trục chính( sơ đồ khối)
Chức năng của từng khối
Nguồn: Cấp điện cho toàn mạch ( mạch điều khiển và mạch động lực )
Chỉnh Lưu 1 : Là cầu chỉnh lưu 3 pha Diode, dùng biến đổi điện xoay chiều
thành điện một chiều cấp cho Ucđ và cấp nguồn cho mạch đặt tốc độ.
Cầu chỉnh lưu CL2: là cầu chỉnh lưu ba pha diode dùng để biến đổi điện
xoay chiều thành nguồn điện một chiều cấp điện cho bộ khuếch đại.
Khối BBĐ 1 : Thay đổi điện áp cho động cơ
Khối BBĐ 2: Cấp điện cho cuộn kích từ và điều khiển thuận nghịch.
Mạch tạo tính hiệu ĐK : nhận tính hiệu phản về và đưa ra góc kích α để thay
đổi dịng điện đặt vào động cơ.
Máy phát tốc: cảm biến tốc độ động cơ , đưa tính hiệu phản hồi âm. Tạo Uđk
vào bộ khuếch đại.
Mạch tạo Ucđ : đưa ra tính hiệu điều kiển .kết nối cơ khí với máy phát tốc.


10)

Sơ đồ khối của bàn ăn dao

 Biến áp 1: cấp điện cho bộ biến đổi và bộ tạo Ucđ.
 Mạch tạo Ucđ : đưa ra tính hiệu điều kiển .kết nối cơ khí với máy phát tốc.
 BBĐ: cấp điện cho cuộn kích từ. Tạo Uđk cấp điện phần ứng cho động cơ.


III.

CÔNG NGHỆ VÀ ĐẶC ĐIỂM TRANG BỊ CỦA MÁY TIỆN.
1)

Đặc điểm cơng nghệ

Hình 1_ Dạng bên ngồi máy tiện
Máy tiện gồm 4 phần:
1_ Thân máy
2_ Ụ trước: có trục chính quay chi tiết.
3_ Bàn dao: thực hiện di chuyển dao cắt dọc và ngang so với chi
tiết.
4_ Ụ sau: có thể đặt mũi chống tâm, gá mũi khoan hoặc mũi
doa.

Hình 2_ Dạng gia công trên máy tiện
Chuyển động chủ yếu của máy tiện:
+ Chuyển động cơ bản: