Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Lêi nãi đầu Ngày máy cắt gọt kim loại đặc trng cho ngành khí chế tạo máy, gia công kim loại có vai trò to lớn lĩnh vực sản xuất kinh tếquốc dân, khí hoá có liên quan chặt chẽ đến đIện khí hoá tự động hoá D ới tác động khoa học kỹ thuật đại loại máy móc nói chung, máy cắt gọt kim loại nói riêng ngày đợc cho phép đơn giản kết cấu khí máy sản xuất giảm nhẹ cờng độ lao động Máy cắt gọt kim loại đợc dùng để gia công chi tiết kim loại cách hớt lớp kim loại thừa, để sau gia công chi tiết có hình dáng gần yêu cầu (gia công thô) thoả mÃn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ xác định kích thớc độ bóng cần thiết bề mặt gia công (gia công tinh) Có thể phân loại máy cắt kim lọai nh sau: -Tuỳ thuộc vào trình công nghệ đặc trng phơng pháp gia công dạng dao, đặc tính chuyển động v.v , máy cắt đợc chia thành máy bản: tiện, phay, bào, khoan - doa, mài nhóm máy khác nh gia công răng, ren, vít v.v -Theo đặc điểm trình sản xuất, chia thành máy vạn chuyên dùng đặc biệt Máy vạn máy thực đợc phơng pháp gia công khác nh tiện, khoan, gia công , để gia công chi tiết khác hình dáng, kích thớc Các máy chuyên dùng máy dùng để gia công chi tiết có hình dáng nhng có kích thớc khác Máy đặc biệt máy dùng để thực gia công chi tiết có hình dáng kích thớc -Theo kích thớc trọng lợng chi tiết gia công máy, chia máy cắt kim loại thành máy bình thờng ( trọng lợng chi tiết 100 ữ10.103 kg), máy cỡ lớn ( trọng lợng chi tiết 10.103 ữ 30.103 kg), máy cỡ nặng (trọng lợng chi tiết 30.103 ữ 100.103 kg) máy nặng (trọng lợng chi tiết lớn 100.103 kg) -Theo độ xác gia công, chia thành máy có độ xác bình thờng, cao cao Việc tăng suất máy giảm giá thành thiết bị máy hai yêu cầu chủ yếu hệ thống chuyền động điện tự động hoá nhng chúng mâu thuẫn Một bên đòi hỏi sử dụng hệ thống phức tạp, bên lại yêu cầu hạn chế số lợng thiết bị chung máy số thiết bị cao cÊp VËy viƯc lùa chän mét hƯ thèng trun động điện tự động hoá cho thích hợp toán khó Đựơc s đồng ý hai thầy giáo Nguyễn Văn Liễn Bùi Quốc Khánh, tài liệu thiết kế môn học Tổng hợp hệ điện trình bày thiết kế hệ thống truyền động máy bào giờng 7210 có số liệu ban đầu nh sau: Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 - Tốc độ hành trình thuận ( tốc độ cắt ): vthuận= 40 m/phút vnghịch=75 m/phút - Khối lợng bàn máy chi tiết gia công : mb+mct = 900+800 =1700kg - Bán kính qui đổi lực cắt : = 0,028 - Hiệu suất định mức cấu : = 0,8 - Chiều dài hành trình bàn : Lb= 2,8m - Lùc c¾t Fz= 35kN Do thêi gian thực ngắn hạn chế mặt kiến thức nên tài liệu thiết kế không tránh khỏi sai sót Em mong đợc dẫn thầy cô giáo ý kiến đóng góp bạn Sinh viên Lê Ngọc Thành Vinh Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Chơng I : Yêu cầu công nghệ Máy bào giờng loại máy công cụ dùng để gia công bề mặt chi tiết.Chiều dài bàn máy từ 1,5m đến 2m.Tuỳ thuộc vào chiều dài bàn máy lực kéo chia máy bào giờng làm loại : Máy cỡ nhỏ: Lb< 3m , Fk = 30 ữ 50 KN Máy cỡ trung bình : Lb = ữ 5m , Fk = 50 ữ 70 KN Máy cỡ lớn : Lb > 5m , Fk > 70 KN Trun ®éng máy bào truyền động tịnh tiến qua lại bàn máy.Trong trình làm việc bàn máy di chuyển qua lại theo chu kỳ.Mỗi chu kỳ gồm hai hành trình thuận ngợc Hành trình ngợc bàn máy chạy vị trí ban đầu không cắt gọt nên gọi hành trình không tải Cứ sau kết thúc hành trình ngợc bàn dao lại di chuyển theo chiều ngang khoảng gọi lợng ăn dao.Truyền động phụ di chuyển nhanh xà,bàn dao,nâng đầu dao hành trình không tải Đồ thị tốc độ tối u máy bào giờng Hoạt động nh sau : Giả thiết bàn máy đầu hành trình thuận đợc tăng tốc đến tốc độ vo = ữ 15 m/p ( tốc độ vào dao ) khoảng thời gian t Sau chạy ổn định với tốc độ vo khoảng thời gian t2 dao cắt vào chi tiết (dao cắt vào chi tiết Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 víi tèc độ thấp để tránh làm sứt chi tiết ) Bàn máy tiếp tục chạy với tốc độ ổn định vo cho hết thời gian t2 tăng tốc độ đến v th ( tốc độ cắt gọt ) Trong thơì gian t5 bàn máy chuyển động với tốc độ vth thực gia công chi tiết Gần hết hành trình thuận, bàn máy sơ giảm tốc độ đến vo Sau bàn máy đảo chiều sang hành trình ngợc đến tốc độ vng,thực hành trình không tải, đa bàn máy vị trí ban đầu Gần hết hành trình ngợc bàn máy giảm tốc độ sơ đến tốc độ vo, đảo chiều sang hành trình thuận, thực chu kỳ khác Bàn dao đợc di chuyển thời điểm bàn máy đảo chiều từ hành trình ngợc sang hành trình thuận kết thúc di chuyển trớc dao cắt vào chi tiết Tốc độ hành trình thuận vth đợc xác định tơng ứng chế độ cắt vth=5 ữ ( 75 ữ 120 )m/p Để tăng suất máy,tốc độ hành trùnh ngợc chọn lớn tốc độ hành trình thuận : vng=k vth=(2 ữ 3)vth Năng suất máy phụ thuộc vào số hành trình kép đơn vị thêi gian : n=l /Tck=l /(tth+tng) ;Tck : thêi gian chu kì làm việc bàn máy tth,tng :Thời gian bàn máy chuyển động hành trình thuận ngợc L :Chiều dài hành trình bàn máy 1 n = L / vth + L / vng + tdc = (k + 1) × L / vng + tdc tdc :Thời gian đảo chiều máy k : Tỉ số tốc độ hành trình ngợc thuận Khi chọn vth suất phụ thuộc vào hệ số k thời gian đảo chiều tdc.Khi tăng suất máy tăng nhng k>3 suất tăng không đáng kể lúc thời gian đảo chiều lại tăng Nếu chiều dài bàn máy Lb>3m tdc ảnh hởng đến suất mµ chđ u lµ k Khi Lb nhá vth lớn vth= 75 ữ 120 m/p tdc ảnh hởng nhiều đến suất Do đIều ý thiết kế truyền động máy bào giờng phấn đấu giảm thời gian độ Một biện pháp xác định tỉ số truyền tối u cấu truyền động động đến trục làm việc,đảm bảo máy khởi động víi gia tèc cao nhÊt Itu= Mc Mc Jm + ( )2 + M M Jd M : Momen cña động lúc khởi động Mc :Momen cản trục làm việc Jm , Jd :Momen quán tính máy động Nếu coi Mc= thì: Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Itu= Jm Jd Tuy nhiên thời gian trình độ giảm nhỏ đợc bị hạn chế bởi: -Lực động phát sinh hệ thống -Thời gian trình độ phải đủ lớn để di chuyển đầu dao 1.2.Các yêu cầu hệ thống truyền động máy bào giờng 1.2.1.Truyền động Phạm vi điều chỉnh tốc độ truyền động tỉ số tốc độ lớn thấp bàn máy D = vmax/vmin= vngmax/vthmin Trong chế độ xác lập,độ ổn định tốc độ không lớn 5% phụ tải thay đổi từ không định mức đến định mức Quá trình độ khởi động , hÃm yêu cầu xảy êm,tránh va chạm truyền với tác động cực đại Hệ thống truyền động hệ truyền động có đảo chiều quay 1.2.2.Truyền động ăn dao Truyền động ăn dao làm vệc có tính chất chu kì,trong hành trình kép làm việc lần Phạm vi điều chỉnh lợng ăn dao D = ( 100 ữ 200)/1 Cơ cấu ăn dao yêu cầu làm việc với tần số lớn, đạt tới 1000 lần/giờ Hệ thống di chuyển đầu dao cần phải đảm bảo theo hai chiều chế độ di chuyển làm việc di chuyển nhanh Truyền động ăn dao thực nhiều hệ thống khí, điện khÝ, thủ lùc, khÝ nÐn Th«ng thêng sư dơng réng rÃi hệ thống đIện : động điện hệ thống truyền động trục vít - ecu bánh - Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Ch¬ng II : Phân tích chọn phơng án truyền động Động truyền động loại động có điều chỉnh tốc độ đảo chiều quay Nh để thực truyền động cho máy bào giờng ta có hai phơng án sau đây: Dùng hệ truyền động : Bộ biến đổi - động điện chiều có đảo chiều quay Dùng hệ truyền động : Bộ biến đổi - động điện xoay chiều có điều chỉnh tốc độ Sau ta phân tích hai loại truyền động từ chọn phơng án truyền động phù hợp 2.1:Hệ truyền ®éng: Bé biÕn ®ỉi - ®éng c¬ ®iƯn mét chiỊu Động điện chiều thực đảo chiều hai nguyên tắc sau: Giữ nguyên chiều dòng phản ứng,đảo chiều dòng kích từ Giữ nguyên chiều dòng kích từ ,đảo chiều dòng phản ứng 2.1.1:Hệ thống truyền động máy phát - động điện chiều Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Hệ thống truyền động thờng dùng cho máy cỡ trung bình Lb= ữ 5m,Fk= 50 ữ 70 KN.Dải điều chỉnh D= ( ữ 8)/1 Ưu điểm : Hệ thống phần tử phi tuyến nên có đặc tính tốt , linh hoạt chuyển trạng thái , khả tải lớn Điều chỉnh động đợc hai phía : Điều chỉnh dòng kích từ máy phát F dòng kích từ động Đ Có thể thực đợc chế độ làm việc :Động , hÃm tái sinh , hÃm động hÃm ngợc Nhợc điểm: - Dùng nhiều động nên tốn chi phí lắp đặt,gây tiếng ồn - Máy phát chiều có từ d nên đặc tính từ hoá có trễ khó điều chỉnh sâu tốc độ 2.1.2:Hệ chỉnh lu Thyiristo - Động điện chiều Sơ đồ hệ thống Thờng dùng cho máy cỡ nặng Lb> 5m,Fk> 70KN Dải điều chỉnh D = (8 ữ 25 )/1 Ưu điểm : Độ tác động nhanh, không gây tiếng ồn đặc biệt dễ tự ®éng ho¸ c¸c van b¸n dÉn cã hƯ sè khuếch đại công suất cao Thuận tiện cho việc thiết lập hệ thống tự động điều chỉnh nhiều vòng để nâng cao chất lợng đặc tính tĩnh động hệ thống Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Nhợc điểm : Dùng van bán dẫn có tính phi tuyến nên dạng điện áp chỉnh lu có biên độ đập mạnh cao gây tổn thất phụ máy điện Trong truyền động công suất lớn làm xấu dạng ®iƯn ¸p cđa ngn xoay chiỊu HƯ sè cosϕ thÊp 2.2.Hệ truyền động:Bộ biến đổi - Động điện xoay chiều Hệ truyền động dùng động không đồng ba pha Loại động đợc sử dụng rộng rÃi công nghiệp Sự phát công nghệ chế tạo bán dẫn công suất kỹ thuật điện tử tin học, động không đồng ba pha đợc khai thác hết u điểm Nó trở thành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu với hệ truyền động chỉnh lu Thyristor - Động Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Ch¬ng III : Tính chọn thiết bị mạch lực I Tính chọn động truyền động 1.1 Phụ tải truyền động Phụ tải truyền động đợc xác định lực kéo tổng Nó thành lực cắt lực ma s¸t: F K = F Z + F ms F Z : lực cắt F ms : lực ma sát a Chế độ làm việc hành trình thuận F ms = µ [ Fy + (mb + mct ) ] : hệ số ma sát gờ trợt , thờng =0,05 đến 0,08 ta chọn =0,075 Fy = 0,4 Fz thành phần áp lực lên dao cắt mb : khối lợngbàn mct : khối lợng chi tiÕt Ta cã: F ms =0,075[0,4.3500+10(900+800)] = 2325 Do ®ã: F kth =F ms +F z = 35000 + 2325 =37325 b Chế độ không tải Khi làm việc không tải, F y =F z = Do F kng =F ms =0,075.10(900+800) = 1275 1.2 TÝnh chän động Công suất đầu trục động cắt: Pth = Fth Vth 60.37325 = = 31,1 (kw) 60.1000.η 60.1000.0,8 Trong V th =40m/ph tốc độ hành trình thuận Công suất đầu trục động quay ngợc không tải có tốc độ không tải V ng =75m/ph lµ: Png = Fng Vng 60.1000.η = 1275.75 = (kw) 60.1000.0,8 Do phải chọn động có P®m >Pttmax = Pth Vng Vth = 31,1 75 = 58,31 (kw) 40 Mặt khác , hệ thống phơng án truyền động đă chọn hệ truyền động động chiều dùng phơng pháp chỉnh lu Đồng thời , thực tế, để động làm việc an toàn , ngời ta phải dự trữ hệ số an toàn cho đông cơ: Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Kat = 1,05 đến 1,1 ta chọn hệ số an toàn là: Kat= 1,1 Do đó: Pttđc = 1,1.Pđc =64,14(kw) Nh ta chọn động loại: 112 có thông số: Pđm=70(kw) ; nđm =600 (vòng/phút) ; Iđm =361(A) ; R + Rcp = 0,0262 (Ω) ; Rcks=24(Ω ) ; Ikt = 6,55(A) ; nmax = 1200 (vßng/phót) ; Số dẩn tác dụng phần ứng 210; Số nhánh song song phần ứng : 2; Số vòng dây cực cuộn song song : 750; Từ thông hữu ích cực : 48,8; Mô men quán tính phần ứng : J = 18 kg.m2; Khối lợng động : Q(kg) = 1370 (kg) ; II.Tính toán thời gian trình chuyển động máy Đồ thị tốc độ tối u máy bµo giêng: V Vth Vo t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 -Vo Vng Thời gian khoảng t1, t4, t6, t9, t10, t12, t14 đợc xác định công thức: t= j ( 1) Mqd Mc Các khoảng thời gian t2, t3 ,t7, t8 đợc xác định theo kinh nghiệm vận hành Chọn t2=t3=t7=t8=0,2(s); Trong đó: Mqđ = (2 ữ2,5) Mđm mô men động trình độ Tốc độ bàn cắt ứng với tốc độ chạy định mức động ta có bán kính quy đổi lực cắt trục động cơ: Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 10 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Khi θ = θ1 = π + cho xung điều khiển mở T1 Tiristor mở va > Sự mở T1 làm cho T5 bị khóa lại cách tự nhiên va > vc Lóc nµy T6 vµ T1 cho dòng chảy qua Điện áp tải: ud = uab = va - vb Khi θ = θ2 = 3π + α cho xung ®iỊu khiĨn më T2 Tiristor mở T6 dẫn, đặt vb lên anot T2 Khi θ = θ2 th× vb > vc Sự mở T2 làm cho T6 bị khóa lại cách tự nhiên vb > vc Các xung điều khiển lệch /3 đợc lần lợt đa ®Õn cùc ®iỊu khiĨn cđa c¸c tiristor theo thø tù 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, Trong nhóm, mét tiristor më nã sÏ khãa tiristor dÉn dòng trớc nó: Thời điểm = Thời điểm = Thêi ®iĨm θ3 = Thêi ®iĨm θ4 = Thêi ®iÓm θ5 = Thêi ®iÓm θ6 = π + α më T1 khãa T5 3π + α më T2 khãa T6 5π + α më T3 khãa T1 7π + α më T4 khãa T2 9π + α më T5 khãa T3 11π + α mở T6 khóa T4 Giá trị trung bình điện áp tải: Ud = + ∫ π +α U sin θ dθ = 6U cos α π (theo TL-1) Gi¸ trị hiệu dụng dòng thứ cấp máy biến áp: I2 = I d = 0.816.Id (theo TL-1) Giá trị hiệu dụng dòng sơ cấp máy biến áp: I1 = I2 I = d m m (theo TL-1) Công suất tính toán máy biến áp: S= S1 + S 2 (theo TL-1) víi S1 = 3.U1.I1 = 1,047.Pd Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 14 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 S2 = 3.U2.I2 = 1,047.Pd Thay sè liƯu vµo ta cã : S = S1 + S = 1,047.Pd NhËn xÐt : - Điện áp chỉnh lu có số lợng xung gấp đôi so với sơ đồ chỉnh lu hình tia pha - Số van thờng dung nhiều nên sụt áp van đáng kể, với yêu cầu dòng tải nhỏ - điện áp chỉnh lu lớn ta thờng dùng sơ đồ Sử dụng đợc hết công suất biến áp 3.1 Tính chọn van : ã Giá trị dòng trung bình chảy qua van: I vtb = I d 361 = = 120,3 (A) 3 ã Giá trị dòng cực đại qua van: Ivmax = Id = 361 (A) ã Giá trị điện áp ngợc đặt lên van: Ungmax = 2,45.U2 = 2,45.100 = 245 (V) Từ tính toán trên, với chế độ làm mát quạt gió thông số cần van mạch chỉnh lu cầu ba pha là: ã Ungt 1,6 Ungmax = 1,6 245 = 392 (V) • It ≥ 1,5 Imax = 1,5.361 = 541,5 (A) Ta cã thÓ chän van T Ψ -800 Liên Xô(cũ) để chịu đợc điều kiện dòng áp mạch Các thông số van đợc cho bảng sau: Itb Utm A 800 V 300-600 ∆U V 1,3 Toff Ig Ug µs 20 A 1,5 V di dt A/µs 150 du dt V/µs 200 3.2 TÝnh chän m¸y biÕn nguån M¸y biÕn ¸p nguồn dùng để tạo điện áp U phù hợp với điện áp động cách ly phần mạch lực biến đổi với lới điện Máy biến áp công suất cỡ chục kVA thuộc loại máy biến áp công suất nhỏ, sụt áp điện trở tơng đối lớn (khoảng 4%) sụt áp điện kháng (khoảng 1,5%) Điện áp sụt hai thyristor nối tiếp khoảng 2V Điện áp chỉnh lu không tải: Udo = 220.1,055 + = 234V Giá trị hiệu dụng ®iƯn ¸p thø cÊp m¸y biÕn ¸p (nèi ∆/Y): π U U2 = = 100 (V) 3 U 380 Tû sè m¸y biÕn ¸p: k = = = 3,8 U 100 Lê Ngọc Thành Vinh-T§H2-K43 15 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 I d = 294,75(A) Công suất máy biến ¸p: P = 3.U2.I2 = 3.100.294,75 = 88,4 (kVA) 3.3 Bảo vệ cố hệ thống truyền động điện Mạch bảo vệ đợc thiết lập để đảm bảo an toàn tránh gây tổn thất cho ngời vận hành thiết bị Do vậy, quan điểm xây dựng mạch bảo vệ phải có biện pháp phòng chống cố trạng thái làm việc bất thờng xảy nhămg hạn chế tổn thất mức độ thấp Mặt khác, phần tử bán dẫn công suất biến đổi phải đợc bảo vệ chống cố bất ngờ, nhiễu loạn nguy hiểm nh ngắn mạch đầu biến đổi, điện áp dòng điện qua van, nhiệt thiết bị biến đổi Bảo vệ cắt khẩn cấp mạch động lực: Nh ngắn mạch biÕn ®ỉi hƯ thèng trun ®éng, mÊt kÝch tõ ®éng cơ, tốc độ, dòng, điện áp phần ứng, đánh lửa gây ngắn mạch vành góp, ngắn mạch số vòng dây máy biến áp nguồn Mạch bảo vệ thực hện cắt khẩn cấp thiết bị đóng cắt truyền thống nh cầu chì, áptômát, rơle kết hợp với bảo vệ mạch điều khiển nh khoá thyristor, cắt nguồn nuôi, khoá điều chỉnh Thiết bị bảo vệ dòng điện ngắn mạch bên sơ cấp biến áp biến đổi, ngắn mạch bên phía thứ cấp biến áp nguồn nhng nằm biến đổi, ngắn mạch bên hệ truyền điện (bộ biến đổi động cơ) sử dụng cầu chì Để bảo vệ từ thông, sử dụng rơle bảo vệ từ thông Sử dụng rơle bảo vệ nhiệt để bảo vệ nhiệt động cơ, máy biến áp Bảo vệ biến đổi a Bảo vệ nhiệt Khi thyristor đợc điều khiển mở cho dòng chảy qua van, công suất tổn thất bên đốt nóng chúng, mặt ghép nơi bị đốt nóng lớn Ngoài ra, trình chuyển mạch van gây tổn thất điện Do thiết bị bán dẫn nói chung nhạy cảm với nhiệt độ, nhiệt ®é trªn van dï chØ diƠn thêi gian ngắn phá hỏng van, nên để bảo vệ nhiệt van, ta sử dụng biện pháp làm mát cỡng Biện pháp làm mát thông dụng quạt không khí xung quanh cánh tản nhiệt (làm mát gió) Đối với thiết bị bán dẫn công suất lớn hơn, ta cho nớc trực tiếp chảy qua cánh tản nhiệt (làm mát nớc) ngâm thiết bị bán dẫn vào dầu biến Trong đồ án này, việc thiết kế bảo vệ nhiệt cho thyristor thực phơng pháp làm mát cỡng gió với hệ số bảo vệ nhiệt van ki=1,5 ku=1,6 Dòng thứ cấp máy biến áp: I2 = b Bảo vệ điện áp van Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 16 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Để bảo vệ áp van, ta sử dụng mạch RC, bảo vệ thyristor: Mạch đấu song song với van dùng để bảo vệ điện áp nguyên nhân nội gây tích tụ điện tích lớp bán dẫn trình làm việc van tạo dòng điện ngợc khoá van khoảng thời gian ngắn, làm xuất suất điện động cảm ứng lớn điện cảm đờng dây nối Mạch RC đấu nguồn pha dùng để bảo vệ áp nguyên nhân bên mang tính ngẫu nhiên tợng sấm sét, cầu chì bảo vệ bị nhảy, cắt không tải máy biến áp Các trị số linh kiện bảo vệ đợc chọn dựa vào trị số kinh nghiệm: C = 1àF R = 1K Sơ đồ bảo vệ mạch chỉnh lu cầu ba pha có đầy đủ phần tử bảo vệ dòng áp U Đ đk i KĐ Chơng IV : Thiết Kế mạch điều khiển I Yêu cầu mạch điều khiển Phát xung vào cực điều khiển van, đảm bảo van mở nhanh nhạy xác điều khiển góc mở van để điều chỉnh điện áp cho nguồn cấp vào phần ứng động Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 17 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Từ ta có sơ đồ tổng quát mạch điều khiển nh sau: ĐP đa hài trạng thái PPX So sánh tạo xung KĐX Biến áp xung Xung chùm Phản hồi dòng điện Để điều khiển vị trí xung nửa chu kỳ dơng điện áp đặt thyristor, ta sử dụng nguyên tắc điều khiển arccos Theo nguyên tắc này, ta sử dụng hai điện áp: - Điện áp đồng us vỵt tríc uAK = Umsinωt cđa thyristor mét gãc /2, us =Umcost - Điện áp điều khiển ucm điện áp chiều điều chỉnh đợc biên độ qua điều chỉnh tốc độ dòng điện R Ri Nếu đặt us vào cổng đảo ucm vào cổng không đảo khâu so sánh us = ucm ta nhận đợc xung mảnh đầu khâu lật trạng thái: ucm = Umcos u cm ) Do α = arccos ( Um Nh vËy, ®iỊu chØnh ucm từ trị số ucmmin đến ucmmax ta điều chỉnh đợc góc điều khiển = (min ữ αmax) u us u AK u cm π 2π t +15V II Khâu tạo điện áp đồng pha đa hài D1 A R1 IC1 T.Đ.A SS+TX Mạch có chức tạo điện áp trùng pha với điện áp nguồn, mạch R.C +E1 -15V ta dùng khuếch đại thuật toán àA 741 để biến dạng điện áp chỉnh lu D2 R2 R3 Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 18 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 III Khâu tạo điện áp ca Điện áp tựa dạng điện áp ca biến đổi tun tÝnh t¹o ra, nhê cã sù phãng n¹p cđa tụ C mắc theo kiểu tích phân Phần tử mạch tụ điện C khuếch đại thuật toán àA 741 Nguyên lý hoạt động sơ đồ: Khi UB>0 diot D3 khoá bị ngợc cực tính Lúc có tác động qua R 4C1 nạp cho tụ C1 với dòng không đổi có giá trị i c = i1 = E = C ì te R4 Điện áp nạp: E Uc = ∫ i c dtn = R C1 C1 tn: thời gian cần thiết để nạp tụ C1 ã Khi UĐP10k Ura=10V Rt2k D1 R R1 V Khâu tạo xung chïm D2 Ta dïng bé ph¸t xung “ sinus chữ nhật Trong sơ đồ OA thực so R2 sánh hai tín hiệu Uc Ur =K*V2 Uc C R3 R4 Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 Ur R4 C R3 20 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Ta sÏ cã : T=2,2.R.C =1,1.C.(R1+R2) T1=1,1.C.R1 ; T2=1,1.R2.C VI Khâu khuếch đại xung biến áp xung A1 +E2 G1 D T1 A4 Do w1 D5 T4 K1 D1 Do1 G4 Rhc SSTX Xc K4 R9 Tr1 Tr2 R10 D6 R11 Điện áp từ so sánh + tín hiệu từ mạch tạo xung chùm tạo thành tín hiƯu logic dïng ®Ĩ ®iỊu khiĨn sù ®ãng më cđa transistor Khi Tr2 khóa ta nhận đợc xung thứ cấp BAX VII Khâu phản hồi tốc độ: R C W Lê Ngọc Thành Vinh-TĐH2-K43 RT Uw 21 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Tèc ®é truyền động đại lợng có vai trò quan trọng định tới chất lợng động tĩnh truyền ®éng, thêng ngêi ta hay dïng m¸y ph¸t tèc chiều, xoay chiều đo tốc độ xung số Máy phát tốc chiều tơng tự nh máy phát 1chiều nhng điện áp phụ thuộc vào tốc dộ động không phụ thuộc vào điện áp tải lới có nhiệm vụ đo lờng tốc độ, lấy tín hiệu điện áp phản hồi trì tốc độ theo điều kiện đặt trớc Do khâu có tính chất động tĩnh hệ thống Yêu cầu điện áp máy phát tốc chiều chứa thành phần xoay chiều tần số cao không bị trễ nhiều giá trị dấu so với đại lợng đo động Nên máy phát tốc phải có từ thông không đổi toàn vùng điều chỉnh tốc độ Ta cần h¹n chÕ tỉn thÊt m¹ch tõ b»ng viƯc sư dơng vật liệu từ trở hẹp thép kỹ thuật mỏng - Điện áp đầu máy phát tèc: Uω =Kω ω- R I - ∆ Uct - Khi có lọc đầu hàm trun m¸y ph¸t tèc F fF ( p ) = U ω ( p) Kω = ωp + τiωp Kω hÖ sè tû lÖ Kω = Uω/ω ; Uω = 10V τfω lµ h»ng sè thêi gian cđa bé läc vµ