MỤC LỤC Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Các loại máy cắt gọt kim loại đặc trưng cho ngành khí chế tạo máy, gia công kim loại… Nó đóng vai trò to lớn lĩnh vực sản xuất kinh tế, khí hóa có liên quan chặt chẽ tới điện khí hóa tự động hóa Dưới tác động khoa học kỹ thuật đại với loại máy móc nói chung, loại máy cắt gọt kim loại nói riêng ngày cho phép đơn giản kết cấu khí máy giảm nhẹ cường độ lao động Máy cắt gọt kim loại dùng để gia công chi tiết kim loại cách hớt lớp kim loại thừa, để sau gia công chi tiết có hình dáng gần với yêu cầu (gia công thô) thỏa mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ xác định kích thước độ bóng cần thiết bề mặt gia công (gia công tinh) Nội dung đồ án em xin trình bày “Thiết kế nâng cấp truyền động quay chi tiết máy mài tròn” Đây máy gia công kim loại thông dụng sản xuất công nghiệp Trong trình làm đồ án, em nhận bảo nhiệt tình cô Nguyễn Thị Liên Anh, giúp em hoàn thành đồ án Tuy nhiên hạn chế kiến thức lý thuyết thực tiễn nên đồ án em không tránh khỏi sai sót Rất mong nhận bảo thầy cô để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 27/05/2016 Sinh viên Nguyễn Hồng Đức Chương Đặc điểm công nghệ yêu cầu truyền động máy mài tròn Chương Đặc điểm công nghệ yêu cầu truyền động máy mài tròn 1.1 1.1.1 Khái niệm chung máy cắt kim loại Khái niệm chung Máy cắt kim loại dùng để gia công chi tiết kim loại cách cắt hớt lớp kim loại thừa, để sau gia công chi tiết có hình dáng gần yêu cầu (gia công thô) thỏa mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ xác định kích thước độ bóng cần thiết bề mặt gia công (gia công tinh) 1.1.2 - - 1.1.3 Phân loại máy cắt kim loại Tùy thuộc vào trình công nghệ đặc trưng phương pháp gia công, dạng dao, đặt tính chuyển động…, máy cắt chia thành máy bản: tiện, phay, bào, khoan – doa, mài nhóm máy khác gia công rang, ren vít,… Theo đặc điểm trình sản xuất, chia thành máy vạn năng, chuyên dùng đặc biệt Theo kích thước trọng lượng chi tiết gia công máy, chia máy cắt kim loại thành máy bình thường, máy cỡ lớn, máy cỡ nặng máy nặng Theo độ xác gia công, chia thành máy có độ xác bình thường, cao cao Các cuyển động máy cắt kim loại Trên máy cắt kim loại có hai loại chuyển động chủ yếu: chuyển động chuyển động phụ Chuyển động di chuyển tương đối dao cắt so với phôi để đảm bảo trình cắt gọt Chuyển động lại chia ra: chuyển động chuyển động ăn dao Các chuyển động chính, ăn dao chuyển động quay chuyển chuyển động tịnh tiến dao phôi Chuyển động (chuyển động làm việc) chuyển động đưa dao cắt ăn vào chi tiết - Chuyển động ăn dao chuyển động xê dịch lưỡi dao phôi để tạo lớp phoi - Chuyển động phụ chuyển động không liên quan trực tiếp đến trình cắt gọt, cần thiết chuẩn bị gia công, hiệu chỉnh máy… Ví dụ: di chuyển dao phôi, nâng hạ xà máy bào giường,… Chương Đặc điểm công nghệ yêu cầu truyền động máy mài tròn Đặc điểm công nghệ máy mài tròn 1.2 Máy mài có hai loại chính: máy mài tròn máy mài phẳng Ngoài có loại máy khác như: máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy mài cắt, máy mài răng… Thường máy mài có ụ chi tiết bàn để kẹp chi tiết ụ đá mài, có trục với đá mài Cả hai ụ đặt bệ máy Hình 1.1 Sơ đồ phân loại máy mài công nghiệp Máy mài tròn có hai loại: máy mài tròn máy mài tròn Trên máy mài tròn có loại chuyển động sau: - Chuyển động chuyển động quay đá mài - Chuyển động ăn dao di chuyển tịnh tiến ụ đá dọc trục (ăn dao dọc trục) di chuyển tịnh tiến theo hướng ngang trục (ăn dao ngang) chuyển động quay chi tiết (ăn dao vòng) - Chuyển động phụ di chuyển nhanh ụ đá chi tiết… Hình 1.2 Sơ đồ gia công chi tiết máy mài tròn Chương Đặc điểm công nghệ yêu cầu truyền động máy mài tròn 1.3 1.3.1 Đặc điểm truyền động điện trang bị điện máy mài tròn Truyền động Thông thường máy không yêu cầu điều chỉnh tốc độ nên sử dụng động không đồng rô to lồng sóc Ở máy mài cỡ nặng, để trì tốc độ cắt không đổi mòn đá hay kích thước chi tiết gia công thay đổi, thường sử dụng truyền động động có phạm vi điều chỉnh tốc độ D = (2 ÷ 4)/1 với công suất không đổi Ở máy mài trung bình nhỏ v = (50 ÷ 80) m/s nên đá mài có đường kính lớn tốc độ quay đá khoảng 1000 vg/ph Ở máy có đường kính nhỏ, tốc độ đá cao, động truyền động động đặc biệt, đá mài gắn trục động cơ, động có tốc độ (24000 ÷ 48000) vg/ph, lên tới (150000 ÷ 200000) vg/ph Nguồn động biến tần, máy phát tần số cao (BBT quay), biến tần tĩnh (BBT thyristor) 1.3.2 Truyền động ăn dao Ở máy cỡ nhỏ, truyền động quay chi tiết dùng động không đồng nhiều cấp tốc độ (điều chỉnh số đôi cực p) với D = (2 ÷ 4)/1 Ở máy lớn dùng hệ thống biến đổi – động điện chiều (BBĐ – ĐM), hệ KĐT – ĐM có D = 10/1 với điều chỉnh điện áp phần ứng Truyền động ăn dao dọc bàn máy mài tròn cỡ lớn thực theo hệ BBĐ – ĐM với D = (20 ÷ 25)/1 Truyền động ăn dao ngang sử dụng thủy lực 1.3.3 Truyền động phụ Truyền động phụ máy mài tròn sử dụng động không đồng rô to lồng sóc Chương Thiết kế mạch động lực Chương Thiết kế mạch động lực 2.1 Phân tích đặc tính nguyên lý điều chỉnh tốc độ động chiều 2.1.1 Cấu tạo động điện chiều kích từ độc lập Hình 2.1 Động điện chiều kích từ độc lập Động điện chiều kích từ độc lập có cấu tạo hai phần riêng biệt: - Phần cảm (phần tĩnh): gồm cuộn dây kích từ sinh từ thông Φ Phần ứng (phần quay): nối với điện áp lưới qua vành góp chổi than Tác động từ thông Φ dòng điện phần ứng I tạo nên momen quay động Khi động quay dẫn phần ứng cắt qua từ thông Φ tạo nên sức điện động Eư Đặc điểm động điện chiều: - Ưu điểm: động điện chiều dùng làm động điện hay máy phát điện trường hợp khác Ưu điểm bật điều chỉnh tốc độ dễ dàng với khả chịu tải lớn, dải điều chỉnh rộng Cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản đồng thời đạt chất lượng cao động đồng - Nhược điểm: hoạt động tin cậy thường hư hỏng trình vận hành nên cần bảo dưỡng thường xuyên Ngoài tia lửa điện phát sinh cổ góc chổi than gây nguy hiểm môi trường dễ cháy nổ Chương Thiết kế mạch động lực 2.1.2 Đặc tính động điện chiều kích từ độc lập Đặc tính động điện chiều gồm có đặc tính đặc tính điện Hình 2.2 Sơ đồ thay động điện chiều kích từ độc lập Từ sơ đồ thay ta có phương trình cân điện áp: Với Trong đó: – điện trở cuộn dây phần ứng, (Ω) – điện trở cuộn cực từ phụ, (Ω) – điện trở cuộn bù, (Ω) – điện trở tiếp xúc chổi điện phiến góp, (Ω) Sức điện động phần ứng động xác định theo biểu thức: (2-1) Với : từ thông kích từ cực từ (Wb) : tốc độ góc, (rad/s) : hệ số cấu tạo động Trong đó: p – số đôi cực từ N – số dẫn tác cuộn dây phần ứng mặt cực từ a – số đôi mạch nhánh song song cuộn dây phần ứng Nếu biểu diễn sức điện động theo tốc độ quay n (vòng/phút): (2-2) Với suy Từ (2-1) (2-2) ta có: (2-3) Chương Thiết kế mạch động lực Phương trình (2-3) phương trình đặc tính điện động chiều kích từ độc lập Mặt khác momen điện từ động xác định: => Thay vào (2-3) ta có: Bỏ qua tổn thất momen trục động momen điện: => (2-4) Phương trình (2-4) phương trình đặc tính động điện chiều kích từ độc lập 2.1.3 Ảnh hưởng tham số đến đặc tính Phương trình đặc tính cơ:  Ảnh hưởng điện trở phần ứng () Giả sử Muốn thay đổi điện trở phần ứng ta nối thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng Độ cứng đặc tính cơ: Khi lớn |β| nhỏ nghĩa đặc tính dốc Với đặc tính tự nhiên Ứng với phụ tải lớn tốc độ động giảm, đồng thời dòng khởi động momen mở giảm Phương pháp thường sử dụng để hạn chế dòng khởi động điều khiển tốc độ động phía tốc độ  Ảnh hưởng điện áp phần ứng () Giả sử điện trở phụ Khi thay đổi điện áp theo hướng giảm so với : Tốc độ động không tải: Khi giảm giảm theo Chương Thiết kế mạch động lực Vậy thay đổi điện áp (giảm áp) momen mở máy dòng khởi động động giảm tốc độ động giảm  Ảnh hưởng từ thông Φ Muốn thay đổi từ thông ta thay đổi dòng điện kích từ Khi từ thông thay đổi thì: Dòng điện ngắn mạch: không đổi Momen mở máy: thay đổi Vậy từ thông giảm độ cứng đặc tính giảm 2.1.4 Điều chỉnh tốc độ động chiều Hai phương pháp để điều chỉnh tốc độ động chiều là: - Điều chỉnh điện áp cho phần ứng động Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động Cấu trúc phần lực hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động điện chiều cần có biến đổi Có loại biến đổi thường sử dụng: - Bộ biến đổi máy điện: gồm động sơ cấp kéo máy phát điện chiều máy điện khuếch đại (MĐKĐ) - Bộ biến đổi điện từ: khuếch đại từ (KĐT) - Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn: thyristor (CLT) - Bộ biến đổi xung áp chiều: thyristor transistor (BBĐXA) Tương ứng ta có hệ truyền động:  Hệ truyền động máy phát – động (F – Đ) Hệ truyền động khuếch đại từ – động (KĐT – Đ) Hệ truyền động chỉnh lưu thyristor – động (T – Đ) Hệ truyền động xung áp – động (XA – Đ) Nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng: Để điều chỉnh điệp áp phần ứng động chiều cần có thiết bị nguồn máy phát điện chiều kích từ độc lập, chỉnh lưu điều khiển… Các thiết bị nguồn có chức biến lượng xoay chiều thành chiều có sức điện động điều chỉnh nhờ tín hiệu điều khiển Vì nguồn có công suất hữu hạn so với động nên biến đổi có điện trở khác không Chương Thiết kế mạch động lực Hình 2.3 Sơ điều khối nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng động Vì từ thông động giữ không đổi nên độ cứng đặc tính không đổi, tốc độ không tải lý tưởng tùy thuộc vào giá trị điện áp điều khiển hệ thống, nói phương pháp điều chỉnh ưu việt Để xác định dải điều chỉnh tốc độ ta để ý tốc độ lớn hệ thống bị chặn đặc tính ứng với điện áp phần ứng định mức từ thông giữ giá trị định mức Tốc độ nhỏ dải điều chỉnh bị giới hạn yêu cầu sai số tốc độ momen tải định mức giá trị lớn nhỏ tốc độ là: Để thỏa mãn khả tải, đặc tính thấp dải điều chỉnh phải có momen khởi động là: Với cấu máy cụ thể giá trị , , xác định, phạm vi điều chỉnh D phụ thuộc tuyến tính vào giá trị độ cứng β Khi điều chỉnh điện áp phần ứng động thiết bị nguồn điều chỉnh điện trở tổng mạch phần ứng gấp khoảng hai lần điện trở phần ứng động Do tính sơ được: Vì tải có đặc tính momen không đổi giá trị phạm vi điều chỉnh tốc độ không vượt 10 10 Chương Tính toán mạch tạo xung điều khiển Udp Udp1 ? Ucl Ung ? Udb ? Urc Urc Udk Ucd ? Uss ? Uxc ? Uxc1 ? Uxc4 ? Hình 3.10 Đồ thị làm việc mạch điều khiển 31 Chương Tính toán mạch tạo xung điều khiển 3.3 Tính toán mạch điều khiển 3.3.1 Khâu đồng Điện áp đồng pha thường có giá trị hiệu dụng từ 10 ÷ 12 (V), chọn = 12 (V) Giá trị điện trở = 10 ÷ 20 (kΩ), chọn = 15 (kΩ) Nhóm chỉnh lưu tia hai pha với hai diode có điện áp vào điện áp đồng pha với trị số hiệu dụng = 12 (V) nên điện áp ngưỡng lớn đặt lên van là: (V) Chọn diode , loại 1N4002 với tham số là: - = (A) = 100 (V) Điện trở tải cho chỉnh lưu chọn = (kΩ) Mạch so sánh tạo xung đồng bộ, chọn thuật toán loại TL 081 (nếu dùng diode bảo vệ đầu vào dùng loại 1N4002) Dòng điện qua chiết áp điện trở (mA) Vậy tổng trở phận áp là: (kΩ) (chọn E = V) Chọn điện trở = 10 (kΩ) biến trở = (kΩ) 3.3.2 Khâu tạo điện áp cưa Chọn khuếch đại thuật toán loại TL 081 Thời gian tụ phóng khoảng thời gian tương ứng với phạm vi điều chỉnh góc điều chỉnh α Điện áp nạp tụ tính theo biểu thức: suy Điện áp tụ phóng xác định theo biểu thức: Khi T = : 32 Chương Tính toán mạch tạo xung điều khiển = => = 1,67 (ms) Thời gian phóng điện qua tụ C: (ms) - Chọn diode ổn áp loại BZX79 có = 10 (V) Chọn tụ C = 0,22 (μF) Nguồn E = 15 (V) Tính : (kΩ) Chọn điện trở = 40 (kΩ) = 16,79 (kΩ) Tính chọn : Điện áp bão hòa là: = E – 1,5 =15 – 1,5 = 13,5 (V) Vậy (kΩ) Chọn = (kΩ) => = 10,8 (V) 3.3.3 Khâu so sánh Ta chọn khâu so sánh kiểu hai cửa dùng khuếch đại thuật toán OA loại TL 081 3.3.4 Khâu tạo xung chùm Tần số dao động khoảng ÷ 10 (kHz) Chọn f = 10 (kHZ) Chọn xung không thật dốc với khu vực tần số f = 10 (kHZ) Vậy chu kỳ bằng: (μs) Theo tài liệu chọn tụ có trị số = 10 (nF) Chọn = nên (kΩ) 33 Chương Tính toán mạch tạo xung điều khiển 3.3.5 Khâu trộn xung Khi ghép IC logic với OA (nếu OA dùng nguồn nuôi cực tính) phải chặn xung âm đưa từ OA đến cửa vào IC Chọn mức logic “0” = – 0,6 (V); mức “1” = + Điện trở có trị số khoảng 10 (kΩ) Diode dùng loại “diode muỗi” 3.3.6 Khâu khuếch đại xung Tham số điện áp dòng điện cuộn sơ cấp biến áp xung: = 3.3 = (V) = 0,7/2 = 0,35 (A) Trong k tỉ số vòng dây sơ cấp thứ cấp biến áp xung, k thường nằm phạm vi (1 ÷ 3) Chọn k = Nguồn công suất phải có trị số lớn để bù sụt áp điện trở, chọn (V) Từ hai giá trị theo [TL 1] chọn transistor loại BD 135 có tham số: - = 45 (V) = 1,5 (A) = 40 Ta có: (Ω), chọn = 12 (Ω) Công suất điện trở thường khoảng ÷ (W) dòng qua lớn thường xuyên, giá trị lớn tương ứng với góc điều khiển nhỏ Kiểm tra độ sụt áp điện trở dẫn: = 0,35.12 = 4,2 (V) Điện áp biến áp xung là: = 15 4,2 = 10,8 (V) > (V) => đạt yêu cầu Transistor chọn loại BC 107 có = 45 (V); = 0,1 (A); = 110 Vậy điện trở đầu vào có trị số là: (kΩ) Chọn = 15 (kΩ) 34 Chương Tính toán mạch tạo xung điều khiển 3.3.7 Biến áp xung Tính toán kích thước tổng: Trong đó: - : hệ số biến áp xung, chọn = : trị số hiệu dụng điện áp cuộn thứ cấp biến áp xung : độ sụt áp diode, thường 0,3 ÷ 0,7 (V) Chọn = 0,5 (V) => = + 0,5 = 3,5 (V) - : trị số hiệu dụng dòng thứ cấp biến áp xung = 0,7 (A) : độ rộng xung, thời điểm tần số xung chùm, = ÷ 10 (kHz) Chọn = 10 (kHz) => = 0,5.10-6 - : độ sụt áp cho phép, thường 0,1 ÷ 0,2 (V), chọn = 0,1 (V) : độ biến thiêng cường độ từ trường, = 0,2 (T) : độ biến thiên mật độ từ cảm, = 30 (H/m) => Kích thước tổng: (m3) = (cm3) 35 Chương Hệ thống điều chỉnh tự động hệ truyền động chiều Chương Hệ thống điều chỉnh tự động hệ truyền động chiều 4.1 Động điện chiều Cho đến nay, động điện chiều dùng phổ biến hệ thống truyền động điện chất lượng cao, dải điều chỉnh công suất động từ vài W đến hàng MW Giản đồ thay cho động điện chiều: Hình 4.1 Sơ đồ thay động điện chiều Trong đó: - CKĐ: cuộn kích từ độc lập CKN: cuộn kích từ nối tiếp CB: cuộn kháng bù CF: dây quấn cực từ phụ Uk: điện áp kích từ Với động điện chiều, hệ thống phương trình mô tả thường phi tuyến, tín hiệu đầu vào (tín hiệu điều khiển) thường điện áp phần ứng (U) điện áp kích từ (Uk) Tín hiệu thường là: - Tốc độ quay động (ω) Dòng điện phần ứng (Uk) Momen quay (M) 36 Chương Hệ thống điều chỉnh tự động hệ truyền động chiều Các phương trình mô tả động điện chiều sau: Trong đó: , – điện áp dòng điện kích từ , – điện áp dòng điện phần ứng , – điện cảm, điện trở phần ứng M – momen động chiều – momen cản p – số đôi cực động Dạng phương trình cân điện áp chuyển sang Laplace: Phương trình momen điện: Phương trình động học: Với J momen quán tính động Phương trình động học chuyển sang Laplace: => 4.2 Điều chỉnh hệ truyền động điện hai mạch vòng với động điện chiều Hệ thống truyền động điện hai mạch vòng điều chỉnh gồm có hệ truyền động mạch vòng điều chỉnh dòng điện hệ truyền động mạch vòng điều chỉnh tốc độ hình 4.2 37 Chương Hệ thống điều chỉnh tự động hệ truyền động chiều Mc THÐ Ri R BÐ Ð  Si S Hình 4.2 Sơ đồ khối hệ truyền động hai mạch vòng kín 4.2.1 Hàm truyền biến đổi Trong sơ đồ hình 4.2, mạch điều khiển biến đổi điện áp chiều thành xung điện áp có góc mở α thích hợp đưa vào mở thyristor cấp nguồn cho động Khi đầu vào biến đổi lượng đầu biến thiên lượng Vì tín hiệu bị trễ so với tín hiệu vào khoảng: Điện áp đầu ra: Hàm truyền điều khiển bỏ qua phần phi tuyến: Với: (s) Ta có sơ đồ cấu trúc hệ thống truyền động hai mạch vòng hình 4.3: 38 Chương Hệ thống điều chỉnh tự động hệ truyền động chiều K HCD U* R U*i ( ) ( ) U Ui Ri Udk KB 1+ TB.p ( ) 1/R I 1+Tu.p Ki 1+ Ti p M K ( ) Jp Out1 Mc K 1+ p.T Hình 4.3 Sơ đầu cấu trúc hệ truyền động hai mạch vòng Trong đó: - , , , : số thời gian mạch lọc, mạch chỉnh lưu phần ứng, dòng điện, tốc độ quay Với: = 0,04 (H); = 0,073 (H) = 5,3 (Ω), = 0,75 (Ω) (Ω) Với = 0,02 hệ số phụ thuộc giá trị => (s) - J = 0,042 (kg.m2) = 0,0016 (s); = 73,33 = 0,001 (s); = 0,01 (s); (Nmm) 4.2.2 Hàm truyền khâu phản hồi dòng điện Tổng hợp theo tiêu chuẩn tối ưu modun hàm truyền kín: Do hệ truyền động điện có số thời gian học lớn so với số thời gian điện từ mạch phần ứng ta coi sức điện động động không ảnh hưởng đến trình điều chỉnh mạch vòng dòng điện (tức coi E = 0) 39  Chương Hệ thống điều chỉnh tự động hệ truyền động chiều U*i ( ) KB 1+ TB.p Ri Ui 1/R 1+Tu p Ki 1+ Ti p Hình 4.4 Sơ đồ khối mạch vòng dòng điện Ta có hàm truyền điều chỉnh mạch vòng dòng điện sau: Trong đó: (s) = 0,001 (s); = 0,98 => Hàm truyền mạch vòng dòng điện có dạng: 4.2.3 Hàm truyền khâu phản hồi tốc độ Hệ thống điều chỉnh tốc độ hình thành từ hệ thống điều chỉnh dòng điện Nhiễu hệ momen tải U* R 1/Ki 1+ 2p.TS Jp K ( ) ( ) Mc U K 1+ p.T Hình 4.5 Sơ đồ khối hệ điều chỉnh tốc độ Trong đó: - = 0,75 - = 0,01 (s) 40  Chương Hệ thống điều chỉnh tự động hệ truyền động chiều - = 0,038 = 0,01 + 2.0,0026 = 0,0152 (s) Theo kết tổng hợp mạch vòng dòng điện, ta có hàm truyền kín mạch vòng dòng điện là: Hàm truyền kín mạch vòng điều chỉnh tốc độ có dạng: Hàm truyền kín mạch vòng tốc độ tổng hợp theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng có dạng: Cân hàm truyền: ta xác định hàm truyền điều chỉnh tốc độ khâu tỷ lệ (lấy hệ số a = 2): Chọn = 0,0026 (s) (s) Ta có hàm truyền điều chỉnh tốc độ: 4.3 Mô hệ truyền động động điện chiều Ta sử dụng phần mềm Matlab 7.0 để mô hệ truyền động động điện chiều hai vòng kín hình 4.6: 41 Chương Hệ thống điều chỉnh tự động hệ truyền động chiều Hình 4.6 Sơ đồ mô hệ truyền động động điện chiều Với thông số: - Lượng đặt tốc độ = 10 (V) thời điểm t = (s) Momen cản = 2,9 (Nmm) với thời gian độ 3s 42 Chương Hệ thống điều chỉnh tự động hệ truyền động chiều  Ta có đồ thị độ dòng điện: Hình 4.7 Đồ thị đặc tính độ dòng điện  Đồ thị đặc tính điều chỉnh tốc độ: Hình 4.8 Đồ thị đặc tính độ tốc độ 43 Kết luận KẾT LUẬN Em xin chân thành cảm ơn Th.S Nguyễn Thị Liên Anh – Bộ môn Tự động hóa Công nghiệp trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn chuyên môn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm cho em Em xin trân trọng biết ơn thầy, cô môn Tự động hóa Công nghiệp dạy dỗ, trang bị cho em kiến thức quý báu giúp đỡ em hoàn thành khóa học Mặc dù có nhiều cố gắng thời gian kiến thức hạn chế, nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em mong nhận ý kiến quý báu thầy, cô góp ý bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 27 tháng năm 2016 Sinh viên Nguyễn Hồng Đức 44 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Mạnh Tiến, Vũ Quang Hồi – Trang bị điện–điện tử máy gia công kim loại – Nhà xuất giáo dục Việt Nam - 2012 [2] Phạm Quốc Hải – Hướng dẫn thiết kế điện tử công suất – Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2009 [3] Bùi Quốc Khánh, Phạm Quốc Hải, Nguyễn Văn Liễn, Dương Văn Nghi – Điều chỉnh tự động truyền động điện – Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 1996 [4] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn – Cơ sở truyền động điện – Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2007 [5] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh – Điện tử công suất điện – Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2007 45 [...]... điều chỉnh tự động hệ truyền động một chi u Chương 4 Hệ thống điều chỉnh tự động hệ truyền động một chi u 4.1 Động cơ điện một chi u Cho đến nay, động cơ điện một chi u vẫn còn dùng rất phổ biến trong các hệ thống truyền động điện chất lượng cao, dải điều chỉnh công suất động cơ từ vài W đến hàng MW Giản đồ thay thế cho động cơ điện một chi u: Hình 4.1 Sơ đồ thay thế động cơ điện một chi u Trong đó:... động, điều chỉnh nhiều vùng để nâng cao chất lượng đặc tính tĩnh và đặc tính động của hệ thống Trong phạm vi đồ án này, em sử dụng bộ chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển không đảo chi u quay (sử dụng bộ chỉnh lưu 6 thyristor) cấp điện cho động cơ truyền động quay chi tiết máy mài tròn như hình 2.6 11 Chương 2 Thiết kế mạch động lực 2.2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển ~ A T4 C... khoảng thời gian Trong khoảng thời gian thì thì thì thì thì thì và và và và và và dẫn dẫn dẫn dẫn dẫn dẫn 14 Chương 2 Thiết kế mạch động lực 2.3 Tính toán chọn mạch lực Các thông số của động cơ một chi u truyền động quay chi tiết máy mài tròn như sau: - Công suất định mức: = 0,76 (kW) Tốc độ quay: n = 250 ÷ 2500 (vg/ph) Điện áp định mức: = 220 (V) Dòng điện định mức: = 4,1 (A) Điện trở phần ứng: = 5,3 (Ω)... chi u thành điện một chi u để cung cấp cho động cơ điện một chi u Tốc độ động cơ điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp chỉnh lưu, tức là thay đổi góc mở α của thyristor Ưu điểm nổi bật của hệ truyền động T – Đ là tác động nhanh không gây ồn ào và dễ tự động hóa do các van bán dẫn có hệ số khuếch đại công suất cao Điều đó rất thuận tiện cho việc thiết lập hệ thống tự động, điều chỉnh nhiều vùng để nâng. .. áp trên cuộn sơ cấp = 380 (V) Công suất một chi u trên tải: = 254,67.4,1 = 1,04 (kW) - Công suất tính toán máy biến áp dựa theo bảng 1.1 [TL – 1]: = 1,05.1,04 = 1,092 (kVA) - Hệ số máy biến áp: - Trị số hiệu dụng dòng cuộn thứ cấp: = 0,816.4,1 = 3,345 (A) - Trị số dòng điện cuộn sơ cấp: = 0,955 (A) Vậy tham số máy biến áp cần có là: - Công suất máy biến áp: = 1,092 (kVA) Điện áp sơ cấp máy biến áp: =... nguyên lý mạch chỉnh lưu cầu ba pha 12 Chương 2 Thiết kế mạch động lực Hình 2.6 Giản đồ thời gian làm việc mạch chỉnh lưu cầu ba pha 13 Chương 2 Thiết kế mạch động lực Sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha không đảo chi u quay bằng cách dùng các van dẫn thyristor với , , là các thyristor nhóm chung katot; còn , , là các thyristor nhóm chung anot Động cơ điện một chi u kích từ độc lập được điều khiển bằng cách... Điện áp làm việc lớn nhất: 16 Chương 2 Thiết kế mạch động lực = 266,58 (V) Thay và vào biểu thức ta có: = 2,2.266,58 = 586,48 (V) (2-6) Từ hai chỉ tiêu (2-5) và (2-6), chọn thyristor theo [Phụ lục 2 – Bảng 2.1.1 – Sách hướng dẫn thiết kế điện tử công suất], ta chọn được Thyristor loại T6 – 10 có phạm vi cấp điện áp (1 ÷ 16), nên chọn van có cấp điện áp tương ứng với cấp điện áp chịu được bằng 587 (V) Các... suất của hệ 2.2 Nguyên lý điều khiển hệ chỉnh lưu – động cơ (T – Đ) Trong hệ thống truyền động chỉnh lưu điều khiển – động cơ một chi u, bộ biến đổi là các mạch chỉnh lưu điều khiển có sức điện động phụ thuộc vào giá trị của pha xung điều khiển (góc điều khiển) Chỉnh lưu có thể dùng làm nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng hoặc dòng điện kích thích động cơ 2.2.1 Hệ chỉnh lưu thyristor Hiện nay người ta... cấp: = 0,955 (A) Vậy tham số máy biến áp cần có là: - Công suất máy biến áp: = 1,092 (kVA) Điện áp sơ cấp máy biến áp: = 380 (V) Dòng điện sơ cấp: = 0,955 (A) Điện áp thứ cấp máy biến áp: = 108,83 (V) Dòng điện thứ cấp: = 3,345 (A) 21 Chương 2 Thiết kế mạch động lực 2.3.4 Bảo vệ van Biện pháp bảo vệ thông dụng nhất hiện nay là dùng mạch RC mắc song song với van và phải đặt càng gần van càng tốt, sao... được tính bởi: = 0,073 (H) 18 Chương 2 Thiết kế mạch động lực b) Thiết kế cuộn kháng lọc Hình 2.8 Kết cấu cuộn kháng lọc  Kích thước lõi thép: - Kích thước cơ sở: = 2,72 (cm) Chọn a = 3 (cm) - Các thông số: b = (1 ÷ 1,5).a => chọn b = 1,5.a = 1,5.3 = 4,5 (cm) c = (0,6 ÷ 0,8).a => chọn c = 0,8.a = 0,8.3 = 2,4 (cm) h = (2 ÷ 3).a => chọn h = 3.a = 3.3 = 9 (cm) Tiết diện lõi thép: = a.b = 3.4,5 = 13,5