Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ truyền động điện cho cầu trục 2 dầm kiểu hộp.1.Khái quát chung về hệ thống cầu trục và lựa chọn phương án truyền động điện.2.Tính chọn công suất động cơ truyền động và các thiết bị liên quan.3.Thiết kế mạch điều khiển và mạch lực cho hệ truyền động điện.4.Phân tích hoạt động của mạch điều khiển.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC Số : Đề Giáo viên hướng dẫn: Họ tên SV : Nguyễn Đình Chiến Mã sinh viên : Lớp: Khoá : Khoa: Điện NỘI DUNG Nghiên cứu thiết kế hệ truyền động điện cho cầu trục dầm kiểu hộp có số liệu : Tải trọng nâng : G = 1250 kg Vận tốc nâng : Vận tốc di chuyển xe lăn Tầm rộng = 12 m/phút : vxe = 40m/phút : L = 40 m Chế độ làm việc trung bình : TĐ = 25% Đường kính puli : D = 0,35 m Hiệu suất cấu : η T = 0,75 Tên vẽ Khổ giấy Số lượng T PHẦN THUYẾT MINH Khái quát chung hệ thống cầu trục lựa chọn phương án truyền động Tính chọn công suất động truyền động thiết bị liên quan Thiết kế mạch điều khiển mạch lực cho hệ truyền động điện Phân tích hoạt động mạch điều khiển điện Ngày giao đề : BỘ MÔN Ngày hoàn thành : GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Mục Lục Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CẦU TRỤC VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHƯƠNG II 13 TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO TRUYỀN ĐỘNG CƠ VÀ THIẾT BỊ LIÊN QUAN 13 2.1 Giới thiệu chung động điện chiều 13 2.2 Lựa chọn phương án truyền động 19 CHƯƠNG 21 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MẠCH LỰC CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG 21 1.Thiết kế mạch điều khiển .21 Mạch động lực hệ truyền động .27 PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN 30 Khởi động 30 2, Nguyên lý hãm dừng động .30 3, Nguyên lý đảo chiều quay 31 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, công nghệ tiên tiến, dây chuyền thiết bị đại ngày, ứng dụng vào sản xuất Với sách mở cửa Đảng Nhà nước ta, chắn công nghệ tiên tiến đại giới ngày áp dụng hiệu vào Việt Nam với quy mô, số lượng, chất lượng cách nhanh chóng Tác dụng công nghệ dây chuyền sản xuất đại góp phần thúc đẩy nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước Với vai trò mũi nhọn kỹ thuật đại, lĩnh vực tự động hoá phát triển với tốc độ ngày cao.Trong trình sản xuất, việc tự động hoá dây chuyền sản xuất đóng vai trò quan trọng.Nó cầu nối hạng mục sản xuất, phân xưởng nhà máy, máy công tác dây chuyền.Việc điều khiển hoạt động dây chuyền đại, tiên tiến ngày đa dạng phức tạp Một hoạt động thiếu nhà máy công nghiệp đại hệ thống cần trục rải liệu Cần trục thiết bị vận chuyển nâng hạ nhà máy, suất cần trục ảnh hưởng lớn đến đến suất chung nhà máy Vì vậy, thiết bị điện hệ thống điều khiển cần trục phải đảm bảo việc tiện lợi, có suất cao, vận hành an toàn thao tác đơn giản, đáp ứng đầy đủ đặc điểm, yêu cầu công nghệ hệ thống Đồ án “Nghiên cứu thiết kế hệ truyền động điện cho cầu trục dầm kiểu hộp”, nhắm mục đích cho sinh viên tiếp xúc làm quen với hệ thống cần trục rải liệu Sử dụng phương pháp tổng hợp hệ thống học vào thực nghiệm, làm quen với thiết bị điều khiển truyền động, ghép nối mạch điều khiển Trang bị cho kiến thức trước trường Trong trình thiết kế, với giúp đỡ thầy giáo, cô giáo Bộ môn ý kiến bạn, em hoàn thành đồ án Nhưng thời gian tương đối ngắn kinh nghiệm hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý thầy cô giáo bạn CHƯƠNG I KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CẦU TRỤC VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Giới thiệu công nghệ chức cầu trục Cầu trục thiết bị dùng để nâng bốc vận chuyển hàng hoá thiết bị dùng công trường xây dựng, nhà máy công nghiệp luyện kim, khí lắp ráp, hải cảng Theo chức năng, cần trục chia làm hai loại: - Cầu trục vận chuyển dùng rộng rãi với yêu cầu xác không cao - Cầu trục lắp ráp dùng nhiều nhà máy khí để lắp ghép chi tiết máy móc với yêu cầu xác cao - Cầu trục xếp vào loại cầu trục vận chuyển Nó di chuyển phụ tải theo hai phương: phương nằm ngang phương thẳng đứng nhờ vào hệ thống truyền động đặt cần trục - Chế độ làm việc cấu cầu trục xác định từ yêu cầu trình công nghệ, chức cầu trục dây truyền sản xuất Nhìn chung, thiết bị điện cầu trục làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại, dễ bị tải nhiều, tần số đóng cắt lớn, chế độ độ xảy nhanh mở máy, hãm đảo chiều Từ đặc điểm hệ thống cầu trục nói chung, đưa yêu cầu công nghệ hệ thống cầu trục: - Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển tự động phải đơn giản Các phần tử cấu thành có độ tin cậy cao, đơn giản cấu tạo thay dễ dàng Cầu trục phải bảo vệ chống tải chống ngắn mạch cầu chì mạch động lực - Quá trình mở máy diễn theo luật định sẵn Sơ đồ điều khiển chung cho hai động - Đảm bảo tốc độ thấp dừng xác - Để bảo vệ an toàn cho người thiết bị vận hành, sơ đồ điều khiển thiết phải dùng công tắc hành trình để hạn chế chuyển động cấu chúng vượt giới hạn cho phép - Khi có cố, phải có khả điều chỉnh hệ thống vị trí ban đầu để chuẩn bị tiến hành chu trình làm việc - Các khí cụ, thiết bị điện hệ thống truyền động điều khiển phải làm việc tin cậy điều kiện môi trường nhằm nâng cao suất, an toàn vận hành Sơ đồ công nghệ hệ thống cầu trục Lựa chọn công nghệ - Nguồn cung cấp: 400 chiều với mạch lực 220v xoay chiều với mạch điều khiển - Bộ truyền động: Toàn chuyển động hai động chiều kớch từ song song Một động cho phép chuyển động theo phương nằm ngang: sang phải sang trái Động lại cho phép chuyển động theo phương thẳng đứng: xuống lên - Bộ công tắc hành trình dạng xung: công tắc hành trình tự phục hồi A, B, C - Mạch điều khiển: thiết bị đóng cắt có tiếp điểm Chọn phương án truyền động - Cơ cấu thiết kế dùng tời móc - Tời nâng gồm có động điện, hộp giảm tốc, tang cáp nâng - Động điện có hai loại động điện chiều động xoay chiều Động xoay chiều pha ứng dụng rộng rãi công nghiệp với công suất, tính bền cao, momen khởi động lớn, dễ đảo chiều Bên cạnh ta có động chiều : loại động điện có khả điều chỉnh tốc độ phạm vi rộng , làm việc đảm bảo khởi động êm, hãm đảo chiều dễ dàng , giá thành cao, lắp đặt cần thêm chỉnh lưu phức tạp Trên ưu khuyết điểm hai động điện xoay chiều động điện chiều ta thấy động điện xoay chiều tích chất thay đổi tốc độ không động điện chiều với tính thông dụng, bền kinh tế khuyết điểm động chấp nhận Vậy thiết kế cầu trục hai dầm ta dùng động điện chiều phù hợp a, Động điện chiều Khái niệm Là máy điện chiều hoạt động theo chế độ động E < U Động điện chiều dùng phổ biến công nghiệp, giao thông vận tải nói chung thiết bị cần điều chỉnh tốc độ quay liên tục phạm vi rộng (máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện…) Phân loại Động điện chiều phân loại theo phương pháp kích từ, gồmcó bốn loại : - Động điện kích từ độc lập - Động điện kích từ song song - Động điện kích từ nối tiếp - Động cở điện kích từ hỗn hợp Cấu tạo Những phần động điện chiều gồm stato với cực từ, roto với dây quấn cổ góp với chổi than - Stato (phần cảm): gồm lõi thép thép đúc, vừa làm mạch từ vừa vỏ máy Các dây quấn kích từ - Roto(phần ứng): Roto máy điện chiều gọi phần ứng, gồm lõithép dây quấn phần ứng Lõi thép hình trụ, làm cọc lõi thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau.Các thép dập có lỗ thông gió rãnh để đặt dây quấn phần ứng.Mỗi phần tử dây quấn, phần ứng có chiều vòng dây, hai đầu với hai phiến góp, hai cạnh tác dụng phần tử dây quấn đặt hai rãnh hai cực khác tên - Cổ góp chổi than : Cổ góp gồm phiến góp đồng ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn đầu trục roto.Các đầu dây phần tử nối với phiến góp Chổi than (chổi điện) làm than graphit.Cọc chổi than tì chặt lên cổ góp nhờ lò xo giỏ chổi điện gắn nắp máy Nguyên lý làm việc động điện chiều Khi cho điện áp chiều U vào hai chổi điện A B, dây quấn phần ứng có dòng điện I Cọc dẫn ab, cd có dòng điện nằm từ trường, chịu lực F đt tác dụng làm cho roto quay, chiều lực xác định theo quay tắc bàn tay trái Khi phần ứng quay nửa vòng, vị trí cọc dẫn ab, cd đổi chỗ cho nhau, có phiến góp đổi chiều dòng điện, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, đảm bảo động có chiều quay không đổi Khi động quay, dẫn cắt từ trường cảm ứng sức điện động Eư Chiều sức điện động xác định theo quy tắc bàn tay phải Ở động chiều sức điện động E ngược chiều với dòng điện Iư nên E cũn gọi sức phản điện Phương trình điện áp : U = E + Rư.Iư Mở máy động điện chiều Phương trình điện áp mạch phần ứng : U = Eư + Rư.Iư Từ rút : Iư = Vỏ điện trở R nhỏ, nên dòng điện phần ứng lúc mở máy lớn khoảng (20 ÷ 30)Iđm, làm hỏng cổ gúp chổi than Dòng điện phần ứng lớn kéo theo dòng điện mở máy I mở lớn, làm ảnh hưởng tới lưới điện Để giảm dòng điện mở máy, đạt I mở = (1,5 2) Iđm, ta dùng có biện pháp sau : - Dựng biến trở mở máy : mắc biến trở mở máy vào mạch phần ứng Lúc đầu để điện trở mở máy R mở lớn nhất, trình mở máy, tốc độ tăng lên, sức điện động E tăng điện trở mở máy giảm dần đến 0, máy làm việc điện áp định mức - Giảm điện áp đặt vào phần ứng : Phương pháp sử dụng có chiều điều chỉnh điện áp, ví dụ máy phát động cơ, nguồn chiều chỉnh lưu Cần chỳ ý momen mở máy lớn, lỳc mở máy phải có từ thông lớn nhất, thông số mạch kích từ phải điều chỉnh cho dòng điện kích từ lúc mở máy lớn Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động điện chiều có nhiều ưu việt so với loại động khác, có khả thay đổi tốc độ cách dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao dải điều chỉnh tốc độ rộng Từ phương trình tính tốc độ: ω= U u I u R u − (1) k Φ k Φ Suy : để điều chỉnh w có thể: - Điều chỉnh Uư Điều chỉnh Rư cách thêm Rp vào mạch phần ứng Điều chỉnh từ thông F Điều chỉnh tốc độ Rp Mắc nối tiếp R vào phần ứng, từ (1) suy Rư tăng lên, suy w giảm, độ dốc đường đặc tính giảm Các đường 1,2 đường đặc tính sau tăng Rư, đường TN đường đặc tính tự nhiên động ban đầu Ưu điểm phương pháp đơn giản, tốc độ điều chỉnh liên tục, thêm Rp nên tổn hao tăng, không kinh tế • Điều khiển từ thông: Điều chỉnh từ thông kích thước động điện chiều điều chỉnh moment điện từ động M = K Φ I u sức điện động quay động Eu = K Φ ω Khi từ thông giảm tốc độ quay động tăng lên phạm vi giới hạn việc thay đổi từ thông Nhưng theo công thức F thay đổi mômen, dòng điện I thay đổi nên khó tính xác dòng điều khiển mômen tải => phương pháp dùng • Điều khiển điện áp phần ứng: Thực tế có hai phương pháp để điều khiển tốc độ động điện chiều điện áp: - Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng động - Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động Trong thông thường người ta sử dụng cách điều chỉnh điện áp phần ứng 10 Hình 2.4 Đặc tính hãm ngược a) Khi đưa Rf vào mạch phần ứng, b)Đảo cực tính điện áp phần ứng c) Hãm động năng: Là trạng thái động làm việc máy phát mà lượng học động tích lũy trình làm việc trước biến nhiệt tiêu tán dạng nhiệt trình hãm - Hãm động kích từ độc lập: Khi động quay, muốn thực hãm động kích từ độc lập, ta cắt phần ứng động khỏi lưới điện chiều đóng vào điện trở hãm, mạch kích từ nối cũ Khi hãm động kích từ độc lập, lượng chủ yếu tạo động động tích lũy đc nên công suất tiêu tốn mạch kích từ Đặc tính trạng thái hãm động kích từ độc lập: Hình 2.5 Đặc tính hãm động kích từ độc lập - Hãm động kích từ tự kích: Nhược điểm hãm động kích từ độc lập điện lưới không thực hãm cuộn dây kích từ phải nối với nguồn Muốn khắc phục nhược điểm này, người ta sử dụng phương pháp hãm động kích từ tự kích Hãm động kích từ tự kích xảy động quay, ta cắt phần ứng lẫn cuộn kích từ khỏi lưới điện để đóng vào điện trở hãm Trong trình hãm, tốc độ giảm dần, dòng kích từ giảm dần, dòng kích từ giảm dần hàm số tốc độ, đặc tính có dạng phi tuyến 18 Hình 3.6 Đặc tính hãm động kích từ tự kích 2.2 Lựa chọn phương án truyền động Hệ truyền động Thyristor – Động (T-Đ) Hệ truyền động T - Đ hệ truyền động, động điện chiều kích từ động lập Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng phần cảm động thông qua biến đổi (BBĐ) chỉnh lưu dòng thyristor 2.2.1 Sơ đồ hệ thống Hình 2.13: Hệ truyền động T - Đ + Hoạt động hệ thống: 19 - Bộ biến đổi (BBĐ) biến đổi nguồn điện xoay chiều pha thành nguồn điện chiều trực tiếp cấp cho phần ứng động Đ - Tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ máy mà BBĐ hay nhiều bộ, sử dụng pha hay pha dùng chỉnh lưu hình tia hay hình cầu - Để điều chỉnh tốc độ động cơ, ta đặt tín hiệu điều khiển ĐK lên biến trở R đưa vào phát xung (BFX) đưa tín hiệu đến biến đổi - Hệ thống sử dụng khâu phản hồi tốc độ, lấy từ máy phát tốc (FT) để nâng cao tính ổn định tốc độ động hệ thống 2.2.2 Đánh giá hệ thống a) Ưu điểm : + Hệ thống sử dụng phần tử bán dẫn nên có độ tác động nhanh nhạy, hệ số khuếch đại lớn, khả điều chỉnh trơn dải điều chỉnh rộng D = (100 ÷1000) + Hệ thống làm việc ổn định, không gây ồn ào, gọn nhẹ nên giảm kích thước hình học máy + Vì hệ thống chủ yếu sử dụng linh kiện điện tử nên tiêu tốn công suất riêng nhỏ, giá thành hệ thống thấp b) Nhược điểm : + Khả làm việc ổn định với phụ tải nhỏ hạn chế + Hệ số cosϕ nói chung hệ thống thấp (0,6 ÷ 0,65) + Khi hệ thống truyền động có công suất lớn, dòng điện không sin gây tổn hao phụ hệ thống ảnh hưởng đáng kể đến điện áp lưới + Mạch điều khiển phức tạp 20 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MẠCH LỰC CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG a) Thiết kế mạch điều khiển Mạch đồng hóa Mạch đồng hóa sử dụng máy biến áp đồng (BAĐ) để tạo điện áp đồng pha với pha nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu) Sơ đồ nguyên lý mạch đồng hóa b) Mạch tạo xung cưa Mạch tạo xung cưa đề tài sau: Mạch tạo xung cưa sử dụng mạch gồm: Vi mạch KĐTT(khuếc đại thuật toán) IC1 mắc kết hợp với phần tử chức (tụ điện, điện trở) theo sơ đồ mạch tích phân Mạch tích phân có sử dụng khóa khống chế Tranzitor 21 c, Nguyên lý hoạt động mạch tạo xung chữ nhật Mạch tạo xung chữ nhật bao gồm Trazitor Tr1 ÷ Tr4, phần tử logic "hoặc đảo" điện trở R2 ÷ R5 Tín hiệu điện áp đồng hóa Uđbd nối vào cực gốc cực phát Tranzitor Tr3 Tr4 tạo thành mạch liên hợp hình 3.4 + Để phân tích nguyên lý hoạt động mạch ta có khái niệm điện áp ngưỡng trị số điện áp dáng nội trở linh kiện dẫn (kí hiệu Ung) Đối với Tranzitor Ung = 0,4 ÷ 0,7 (V) Khi điện áp điều khiển (uBE) có trị sốUBE< Ung Tranzitor khóa, khiUBE > Ung Tranzitor mở nhanh chóng đến mức bão hòa Căn vào khái niệm trên, nguyên lý làm việc mạch tạo xung chữ nhật phân tích sau: Xét chu kỳ điện áp đồng (Uđbd) e, Khâu so sánh Để tạo hệ thống xung xuất cách chu kỳ với chu kỳ chu kỳ điện áp cưa (cũng chu kỳ nguồn xoay chiều xung, ta sử dụng mạch so sánh Có nhiều mạch khác để thực khâu so sánh phổ biến sơ đồ so sánh dùng Tranzitor dùng khuếch đại thuật toán vi mạch điện tử Trong sơ đồ mạch so sánh thường có hai tín hiệu vào điện áp tựa có dạng cưa (Ur), điện áp điều khiển (Uđk) tín hiệu điện áp chiều thay đổi biên độ Hai điện áp Ur Uđk đưa 22 vào mạch cho tác dụng chúng đầu vào khâu so sánh ngược chiều Có hai mạch nối Ur Uđk đầu vào mạch so sánh sau: f, Mạch sửa xung Khi điện áp vào (Uv) có mức bão hòa dương (tức tín hiệu điện áp khâu so sánh có mức bão hòa dương) với có mặt định thiên R12 làm cho Tranzitor Tr6 mở bão hòa tụ C2 nạp điện theo đường +Uv (điểm E) → C2 → R11 → Tr6 Tr6 mở bão hòa dẫn đến điểm F có mức logic “0” (Ura = 0) Mức logic “0” điểm F tồn suốt trình Uv bão hòa dương Khi điện áp đầu vào mức bão hòa âm (Uv < 0) tụ C2 phóng điện → D1 → R11→ - C2 Chính dòng phóng tụ C2 đặt âm lên mạch phát gốc Tranzitor Tr6 làm cho Tr6 khóa dẫn đến điểm F có mức logic “1” nghĩa đầu nhận xung Do điện trở ngược Tr6 lớn nên Ura ≅ Ucc Trở ngược Tr6 lớn nên Ura ≅ Ucc - Khi tụ C2 phóng hết điện tích nạp theo chiều ngược lại Nhờ có R12 mà (+) lại đặt lên mạch phát gốc Tr6 làm đầu lại có mức lôgíc “0” Mặc dù xung âm đầu vào nhờ có R12 mà Tr6 mở bão hoà Như thời gian tồn xác định theo biểu thức: tx = R11 C2 ln2 23 Độ dài xung phụ thuộc vào giá trị R11 C2 xung có độ rộng không đổi g, Mạch chia xung Trong chu kỳ điện áp đồng bộ, kênh phát xung điều khiển tạo xung ứng với nửa chu kỳ điện áp đồng Hai xung lệch 1800 độ điện Mỗi xung sử dụng để điều khiển riêng Tiristor sơ đồ chỉnh lưu cầu pha Như ta cần phải tách riêng xung kênh phát xung Để thực mạch tách mạch phát xung điều khiển trình bày trên, ta sử dụng mạch chia xung gồm phần tử logic "và" (AND) Tín hiệu đầu (Y) phần tử AND nhận mức tín hiệu logic theo phần tử trạng thái Y = X1.X2 h, Mạch gửi xung Mạch gửi xung sử dụng phần tử diôt làm việc theo phương trình trạng thái: U = Uv1 + Uv2 với Uv1 Uv2 tín hiệu đầu vào có mức logic logic (Uv1, Uv2 mức logic đầu vào) Đầu mạch gửi xung đưa tới đầu vào mạch khuếch đại xung Với việc thực mạch gửi xung đảm bảo khởi động sơ đồ chỉnh lưu cách chắn mà không cần thiết phải kéo dài xung điều khiển i, Mạch khuếch đại xung Để khuếch đại công suất xung điều khiển, phổ biến sơ đồ khuếch đại Tiristor Tranzitor Ở em sử dụng Tranzitor làm mạch KĐX phổ biến dễ dàng thực 24 k, Mạch tạo điện áp chủ đạo Mạch tạo điện áp chủ đạo yêu cầu công suất nhỏ nên ta lấy trực tiếp từ nguồn +15V -15V " Đảo chiều điện áp chủ đạo nhờ cặp tiếp điểm T-N ” l, Mạch lấy tín hiệu phản hồi dòng điện có ngắt Để tránh dòng điện động tăng mức cho phép khởi động, hãm, đảo chiều hay gặp tải Ta phải sử dụng mạch điện để hạn chế dòng điện phần ứng Ở ta sử dụng mạch phản hồi âm dòng điện Để hạn chế dòng điện cách tự động, ta dùng khâu phản hồi âm dòng có ngắt Khâu ngắt có tác dụng có dòng phần ứng động tăng dòng ngắt khâu ngắt tác dụng để hạn chế dòng điện Sơ đồ mạch hình vẽ: o, Khâu tổng hợp mạch phản hổi âm tốc độ 25 Ta thiết kế mạch phản hồi âm tốc độ để nâng cao độ đặc tính Phản hồi âm tốc độ vừa ổn định tốc độ hệ truyền động vừa tự động điều chỉnh gia tốc hệ khởi động Tốc độ động truyền đến máy phát tốc Máy phát tốc máy phát điện chiều có điện áp tỉ lệ tốc độ động Tín hiệu phản hồi âm tốc độ (γn) lấy từ máy phát tốc FT nối với động Tín hiệu tỉ lệ tuyến tính với tốc độ động Ở ta chọn điều chỉnh PI làm khuếch đại thuật toán p, Mạch nguồn nuôi chiều Nguồn nuôi tạo điện áp ± 15 (V) để cấp nguồn nuôi IC, điều chỉnh dòng điện, tốc độ điện áp đặt tốc độ Ta dùng mạch chỉnh lưu cầu ba pha dùng điốt 26 Mạch động lực hệ truyền động Trên sơ đồ : + ATM áp tô mát nguồn, làm nhiệm vụ đóng cắt nguồn bảo vệ ngắn mạch phía sơ cấp MBA + BA máy biến áp pha , biến điện áp lưới thành điện áp phù hợp với yêu cầu chỉnh lưu phù hợp điện áp đặt lên phần ứng động + K tiếp điểm thường mở công tắc tơ, đóng cắt nguồn sau biến áp + BI biến dòng, cấp phản hồi âm dòng điện đưa tín hiệu đến khâu hạn chế dòng điện + BBĐ1, BBĐ2: biến đổi (chỉnh lưu) triristor mắc song song ngược (cầu kép pha) cấp nguồn cho phần ứng động Đ + Đ: động chiều, kích từ độc lập, kéo bàn máy chuyển động + CB1, CB2, CB3, CB4: cuộn kháng cân để hạn chế dòng điện cân 27 Sơ đồ nguyên lý mạch động lực 28 Nguyên lý hoạt động: + Để khởi động, đóng ATM cấp điện cho BA, ấn nút khởi động, công tắc tơ K đóng cấp điện cho BBĐ thyristo cấp nguồn cho phần ứng động chỉnh lưu điốt cấp nguồn cho cuộn kích từ động CKĐ Ta đồng thời cấp xung điều khiển cho BBĐ1 BBĐ2, BBĐ1 làm việc BBĐ2 trạng thái chờ ngược lại) Động Đ cấp nguồn, quay kéo theo máy phát tốc (FT) quay đưa tín hiệu phản hồi âm tốc độ mạch điều khiển để ổn định tốc độ + Khi muốn dừng ấn nút dừng mạch khống chế cắt nguồn, K mở tiếp điểm, động điện, mạch điện thực hãm tái sinh tra lượng lưới, động dừng + Hoạt động BBĐ: - Hai biến đổi BBĐ1, BBĐ2 hai chỉnh lưu cầu pha đối xứng mắc song song ngược Mỗi có hai nhóm triristo nhóm anốt chung nhóm katốt chung Mối nhóm van tên BBĐ có van vị trí giống nhau, việc khống chế BBĐ theo nguyên tắc điều khiển chung Do xét BBĐ ta xét hoạt động bộ, hoàn toàn tương tự 29 CHƯƠNG PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN Khởi động - Khi cấp Uđk điện áp đầu vào ΔUv = Uđk lúc điện áp điều khiển khác không, điện áp phần ứng khác không(Uư ≠ 0) dòng điện phần ứng động đạt giá trị cực đại(Id = Imax = Ikđ ) - Khi Idmax > Ic động tiếp tục tăng tốc lúc điện áp phần ứng Idmax > Ibh , nên khâu phản hồi âm dòng có ngắt tham gia, động tăng tốc đặc tính có phản hồi âm dòng điện Trong tốc độ tăng, dòng điện id giảm dần, dòng Id giảm nhỏ Ibh, lúc động tăng tốc đặc tính phản hồi âm tốc âm dòng, dòng phần ứng động tăng đạt giá trị bé dòng điện ngắt khâu phản hồi âm dòng không tham gia mà có phản hồi âm tốc tham gia, lúc dòng điện Id > Ic động tăng tốc đường đặc tính phản hồi âm tốc, Id = Ic động làm việc xác lập 2, Nguyên lý hãm dừng động Ngừng cấp điện áp chủ đạo Ucđ =0 ⇒ ΔUv = ⇒ Uđk = ⇒ góc mở α = ⇒ Ud = ⇒ Dòng điện động đảo chiều có giá trị Id > Ibh trình hãm động trãi qua giai đoạn đường đặc tính 30 3, Nguyên lý đảo chiều quay Do bình thường I chế độ chỉnh lưu nên dòng điện tải dòng chỉnh lưu I : Id = IdI , II dòng IdII = 0, chiều dòng chạy ngược chiều Id nên chảy Khi cần đảo chiều phải điều khiển tăng dần góc điều khiển α I tương ứng giảm dần α II theo điều kiện α I +α II = π Do α1 tăng lên nên UdI giảm, s.đ.đ Ed không giảm nhanh ( thí dụ quán tính động ), dẫn đến Ed > Ud1, đó: Tức dòng tải đảo chiều CLI không cho dòng Id1 đảo chiều, nên dòng Id chuyển sang chảy qua CLII Mạch vòng CLII Ed điều kiện chạy chế độ nghịch lưu, nên lúc CLII thực trả lượng s.đ.đ Ed nguồn làm cho Ed giảm Khi αI tăng đến 900, α II giảm giá trị 900 điện áp UdI = - UdII = Ud0.cosα = 0, trình nghịc lưu CLII kết thúc Sau α II tiếp tục giảm nhỏ 90 chuyển sang chế độ chỉnh lưu điện áp đổi dấu, chỉnh lưu CLI chuyển sang chế độ nghịch lưu phụ thuộc, trình đảo chiều kết thúc Phương pháp điều khiển chung cho phép đảo chiều nhanh hai chỉnh lưu đồng thời hoạt động Khi ta đảo chiều điện áp chủ đạo Ucđ’ = - Ucđ ΔUv đảo chiều ⇒ Uđk đảo chiều ⇒ Ud = đảo chiều, ta có: 31 Dòng điện phần ứng lúc có giá trị : Id > Ibh động trải qua giai đoạn hãm sau chuển sang giai đoạn quay theo chiều ngược.(đặc tính) 32 [...]... lưới điện để đóng vào một điện trở hãm Trong quá trình hãm, tốc độ giảm dần, dòng kích từ giảm dần, do đó dòng kích từ cũng giảm dần và là hàm số của tốc độ, vì vậy đặc tính cơ có dạng phi tuyến 18 Hình 3.6 Đặc tính cơ hãm động năng kích từ tự kích 2. 2 Lựa chọn phương án truyền động Hệ truyền động Thyristor – Động cơ (T-Đ) Hệ truyền động T - Đ là hệ truyền động, động cơ điện một chiều kích từ động. .. chuyển động + CB1, CB2, CB3, CB4: là các cuộn kháng cân bằng để hạn chế dòng điện cân bằng 27 Sơ đồ nguyên lý mạch động lực 28 Nguyên lý hoạt động: + Để khởi động, đóng ATM cấp điện cho BA, ấn nút khởi động, công tắc tơ K đóng cấp điện cho các BBĐ thyristo cấp nguồn cho phần ứng động cơ và bộ chỉnh lưu điốt cấp nguồn cho cuộn kích từ động cơ CKĐ Ta đồng thời cấp xung điều khiển cho BBĐ1 và BB 2, nhưng... chung về động cơ điện một chiều 2. 1.1 Khái quát về động cơ điện một chiều Động cơ điện một chiều là động cơ hoạt động với dòng điện một chiều Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu momen mở máy lớn và điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng Cấu tạo của động cơ điện một chiều gồm 2 phần chính: stato và roto Stato của động cơ thường là nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện. .. chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng hoặc phần cảm động cơ thông qua các bộ biến đổi (BBĐ) chỉnh lưu dòng thyristor 2. 2.1 Sơ đồ hệ thống Hình 2. 13: Hệ truyền động T - Đ + Hoạt động của hệ thống: 19 - Bộ biến đổi (BBĐ) biến đổi nguồn điện xoay chiều 3 pha thành nguồn điện 1 chiều trực tiếp cấp cho phần ứng động cơ Đ - Tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ của máy mà BBĐ có thể là 1 bộ... fi (2) Từ (1) và (2) ta có: n= U/ kEfi - RưM/ (kM kEfi2) Thêm điện trở Rp vào Mạch phần ứng thì ta có: n= U/ kEfi - (Rư +Rp )M/ (kM kEfi2) 11 Động cơ điện kích từ song song có đặc tính cơ cứng, và tốc độ hầu như không đổi khi công suất trên trục P2 thay đổi, chúng được dùng nhiều trong máy cắt kim loại, máy dụng cụ 12 CHƯƠNG II TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO TRUYỀN ĐỘNG CƠ VÀ THIẾT BỊ LIÊN QUAN 2. 1... hổi âm tốc độ 25 Ta thiết kế mạch phản hồi âm tốc độ để nâng cao độ đặc tính cơ Phản hồi âm tốc độ vừa ổn định được tốc độ của hệ truyền động vừa tự động điều chỉnh gia tốc của hệ khi khởi động Tốc độ động cơ được truyền đến máy phát tốc Máy phát tốc là một máy phát điện một chiều có điện áp ra tỉ lệ tốc độ động cơ Tín hiệu phản hồi âm tốc độ (γn) được lấy từ máy phát tốc FT nối cùng với động cơ Tín... của động cơ Nếu ta đặt lên mạch phần ứng của động cơ một điện áp U thông qua hệ thống chổi than và cổ góp thì trong dây quấn phần ứng sẽ có dòng điện I chạy qua Tương tác giữa dòng điện phần ứng I và từ thông kích từ Φ sẽ sinh ra một momen điện từ Giá trị của momen điện từ được tính như sau: Với K là hệ số kết cấu của động cơ Momen điện từ này kéo phần ứng của động cơ quay quanh trục Trong các máy điện. .. biến điện áp lưới thành điện áp phù hợp với yêu cầu của bộ chỉnh lưu và phù hợp điện áp đặt lên phần ứng động cơ + K là tiếp điểm thường mở của công tắc tơ, đóng cắt nguồn sau biến áp + BI là bộ biến dòng, cấp phản hồi âm dòng điện đưa tín hiệu đến khâu hạn chế dòng điện + BBĐ1, BB 2: là 2 bộ biến đổi (chỉnh lưu) triristor mắc song song ngược (cầu kép 3 pha) cấp nguồn cho phần ứng động cơ Đ + Đ: là động. .. lớn, dòng điện không sin gây ra tổn hao phụ trong hệ thống và ảnh hưởng đáng kể đến điện áp của lưới + Mạch điều khiển phức tạp 20 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MẠCH LỰC CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG 1 a) Thiết kế mạch điều khiển Mạch đồng bộ hóa Mạch đồng bộ hóa sử dụng máy biến áp đồng bộ (BAĐ) để tạo ra điện áp đồng bộ pha với pha nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu) Sơ đồ nguyên lý của mạch đồng... điện có ngắt Để tránh dòng điện trong động cơ tăng quá mức cho phép khi khởi động, hãm, đảo chiều hay gặp quá tải Ta phải sử dụng mạch điện để hạn chế dòng điện phần ứng Ở đây ta sử dụng mạch phản hồi âm dòng điện Để hạn chế dòng điện một cách tự động, ta dùng khâu phản hồi âm dòng có ngắt Khâu ngắt có tác dụng khi có quá dòng phần ứng động cơ tăng quá dòng ngắt khâu ngắt tác dụng để hạn chế dòng điện