TRƯỜNG ĐHSPKT VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN Độc lập – Tự – hạnh phúc ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ THỐNG ĐIỆN CƠ Khoá: Sinh Viên thực hiện: TRƯƠNG HỮU QUÝ Giáo viên hướng dẫn:TRẦN DUY TRINH Tên đề tài: “Thiết kế trang bị điện cho truyền động máy bào dường.” Các tham số cho trước: - Chiều dài máy: L = m - Trọng lượng bàn máy: Gb = 1,5.103 kg - Tốc độ di chuyển bàn cắt gọt: Vth = 13m/phút.- Trọng lượng chi tiết:: Gct = 7.103 kg - Tốc độ di chuyển bàn: Vng = 2Vth - Dao cắt: Thép gió P18 - Bán kính quy đổi lức cắt trục động điện: - Hiệu suất định mức máy: đm = 0,75 - Mômen quán tính phận chuyển động: - Vật liệu chi tiết gia công: Thép cacrbon Chế độ cắt Lượng chạy dao S mm/htkép Chiều sâu cắt t S1 = 3.5 mm t1 = mm S2 = 2,2 mm t2 = 12 mm S3 = 1,4.mm t3 = 20 mm Nội dung thực hiện: - Tổng quan máy bào dường - Tính chọn công suất động cho truyền động trục máy bào dường - Phân tích lựa chọn phương án truyền động - Tính chọn thiết bị mạch động lực hệ thống điều khiển - Xét ổn định hiệu chỉnh hệ thống Ngày nhận đề tài…29/01/2016……….Ngày hoàn thành……29/02/2016………… Duyệt Ngày 29 tháng…01… năm 2016 Giáo viên hướng dẫn Trần Duy Trinh LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần với việc phát triển ngày mạnh mẽ lĩnh vực khoa học, ứng dụng chúng vào ngành công nghiệp nói chung ngành điện nói riêng Các lĩnh vực sản xuất kinh tế quốc dân, khí hoá có liên quan chặt chẽ đến điện khí hoá tự động hoá Hai yếu tố sau cho phép đơn giản kết cấu khí máy sản xuất, tăng suất lao động, nâng cao chất lượng kĩ thuật trình sản xuất giảm nhẹ cường độ lao động Việc tăng suất lao động giảm giá thành thiết bị điện m¸y hai yêu cầu chủ yếu hệ thống truyền động điện tự động hoá chúng mâu thuẫn Một bên đòi hỏi sử dụng hệ thống phức tạp, bên lại yêu cầu hạn chế số lượng thiết bị chung máy số thiết bị cao cấp Vậy việc lựa chọn hệ thống truyền động điện tự động hoá thích hợp cho máy toán khó Môn học trang bị điện đề cập đến phần điện máy gia công kim loại máy chủ yếu quan trọng công nghiệp nặng kinh tế quốc dân Mỗi loại máy có đặc điểm làm việc phương pháp xác định phụ tải, công suất động truyền động cho máy đặc điểm yêu cầu hệ thống trang bị máy, khâu điển hình sơ đồ điều khiển riêng biệt Qua việc thiết kế đồ án giúp em hiểu rõ học môn Trang bị điện Điện tử công suất Hiểu ứng dụng thực tế thiết bị công suất đời sống công nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giảng dạy môn Điện - Điện tử công suất, đặc biệt thầy Trần Duy Trinh hướng dẫn em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên:Trương Hữu Qúy Chương I: TỔNG QUAN VỀ MÁY BÀO GIƯỜNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY BÀO GIƯỜNG 1.Khái niệm chung Máy bào mặt ph ng hay gọi máy bào giường sử dụng rộng rãi Trong loại máy khí, dùng để gia công bề mặt chi tiết kim loại có biến dạng lớn Ngoài máy bào mặt ph ng dùng để xẻ rãnh hình T, V, đuôi én Máy bào gia công bề mặt chi tiết mức độ thô tinh khác Truyền động máy bào mặt ph ng chuyển động tịnh tiến bàn máy, bàn máy kéo động điện Chất lượng suất máy bào mặt ph ng phụ thuộc vào nhiều yếu tố tốc độ bàn máy, lực cắt, mô men cắt dao… Vì việc điều khiển động truyền động cho bàn máy quan trọng mà ta cần nghiên cứu giải 2.Phân loại Máy bào mặt ph ng có nhiều chủng loại, dựa vào kiểu phân loại ta chia thành nhóm máy bào mặt ph ng sau: *Dựa vào số trụ phân : Máy bào trụ : ví dụ kiểu máy 710 ; 71120 ; 7116 Máy bào hai trụ : ví dụ kiểu máy 7210 ; 7212 ; 7216 *Dựa vào chiều dài (Lb) bàn máy lực kéo bàn (Fk) ta phân ra: Máy cỡ nhỏ: Chiều dài bàn Lb < (m) ; Lực kéo Fk = 30  50 (KN) Máy cỡ trung bình: Chiều dài bàn Lb =  (m) ; Lực kéo Fk = 50  70 (KN) Máy cỡ nặng (lớn): Chiều dài bàn Lb > (m) ; Lực kéo Fk > 70 (KN) 3.kết cấu máy bào mặt phẳng Máy bào giường cấu tạo từ nhiều chi tiết phức tạp, nhiều khối khác Ở ta mô tả kết cấu bên phận chủ yếu máy Hình 1.1 Hình dáng bên máy bào giường hai trụ *Đế máy (thân máy) Được làm gang đúc để đỡ bàn trụ máy để có khối tạo vững cho máy Đế xẻ rãnh hình chữ nhật chữ V bàn máy chuyển động dọc theo đế máy *Bàn máy Được làm gang đúc dùng để mang chi tiết gia công Trên bàn máy có rãnh chữ T để gá lắp chi tiết cần gia công Bàn máy kéo tịnh tiến đế máy nhờ lực kéo động truyền động *Giá chữ U Được cấu tạo từ hai trụ thép vững có dầm ngang Trong dầm đặt động để di chuyển xà ngang lên xuống, dọc theo trục có xẻ rãnh, có trục vít nâng hạ dao động để di chuyển xà *Xà ngang Chuyển động lên xuống theo hai trụ, xà kẹp chặt gia công *Các bàn dao máy Gồm hai bàn dao đứng hai bàn dao hông, trục bàn có giá đỡ dao Giá máy dịch chuyển góc để gia công chi tiết, khoảng dịch chuyển lớn trượt 300 mm, góc quay giá đỡ 600 *Bộ phận truyền động Gồm máy điện xoay chiều, chiều chuyển động quay qua hộp truyền động truyền chuyển động cho phận máy Tóm lại: Máy bào giường cấu tạo hoàn chỉnh có kết cấu chắn, gọn, đảm bảo tính kỹ thuật, kinh tế, thẩm mỹ II.CÁC TRUYỀN ĐỘNG CỦA MÁY BÀO GIƯỜNG Truyền động bàn máy Truyền động bàn truyền động máy chuyển động tịnh tiến có tính chất chu kỳ lặp lại, chu kỳ có hai hành trình hành trình thuận hành trình ngược 1.1 Hành trình thuận Là hành trình gia công chi tiết nên gọi hành trình cắt gọt Ở hành trình có nhiều giai đoạn khác khởi động, ăn dao, vào chi tiết, cắt gọt ổn định, dao khỏi chi tiết Ứng với giai đoạn tốc độ yêu cầu khác phụ thuộc vào yếu tố chế độ cắt gọt 1.2 Hành trình ngược Sau kết thúc hành trình thuận, bàn máy đảo chiều bắt đầu hành trình ngược Hành trình bàn máy chạy không tải trở vị trí ban đầu để chuẩn bị cho chu kỳ làm việc Tốc độ bàn máy hành trình ngược thường lớn hành trình thuận (khoảng  lần) để nâng cao suất làm việc máy Truyền động bàn thực động điện qua hộp giảm tốc truyền động tới trục vít biến chuyển động quay động thành chuyển động tịnh tiến bàn Tốc độ bàn máy biểu diễn theo thời gian chu kỳ gia công hình 1.2 V Vth V0 V0 t V0 Vng t1 t21 t22 t3 t4 t5 t61 t62 t7 t8 t9 t10 t11 t12 TCK Hình 1.2 Đồ thị tốc độ bàn máy theo thời gian chu kỳ bào Do đặc điểm chuyển động bàn máy đảo chiều với tần số làm việc lớn nên trình độ chiếm thời gian lớn chu kỳ làm việc Chiều dài hành trình (hay chiều dài bàn) lớn trình độ chiếm tỷ lệ nhỏ Năng suất máy xác định số hành trình kép đơn vị thời gian, muốn đảm bảo suất máy ta cần tìm hiểu tốc độ yêu cầu máy theo thời gian làm việc chu kỳ:  Giả thiết bàn máy đầu hành trình thuận, bàn máy tăng tốc đến vận tốc V0 thời gian t1 Thường vận tốc V0 =  15(m/phút) gọi tốc độ vào dao  Sau chạy ổn định với tốc độ V0 khoảng thời gian t21 dao cắt bắt đầu vào chi tiết Dao cắt vào chi tiết tốc độ thấp nhằm mục đích tránh sứt mẻ dao chi tiết  t 22 dao cắt vào chi tiết cắt với tốc độ V0 hết thời gian t22  t3 khoảng thời gian bàn máy tăng tốc từ tốc độ V0 đến tốc độ Vth gọi tốc độ cắt gọt  t4 khoảng thời gian gia công chi tiết với tốc độ cắt gọt Vth không đổi  t Gần hết hành trình thuận, bàn máy sơ giảm tốc độ từ tốc độ cắt gọt tốc độ V0 khoảng thời gian t5  t61 thời gian tiếp tục gia công tốc độ V0  t62 khoảng thời gian dao đưa khỏi chi tiết bàn máy chạy với tốc độ V0  t7 thời gian bàn máy giảm tốc để đảo chiều sang hành trình ngược  t8 thời gian bàn máy tăng tốc nhanh sau đảo chiều sang hành trình ngược đến tốc độ Vng gọi tốc độ không tải  t9 khoảng thời gian bàn máy chạy ngược tốc độ Vng không đổi  t10Gần hết hành trình ngược, bàn máy giảm tốc tốc độ V0 khoảng thời gian t10  t11 khoảng thời gian bàn máy chạy ngược với tốc độ V0 bắt đầu giảm tốc để đảo chiều  t 12 thời gian vận tốc giảm đảo chiều để kết thúc chu kỳ làm việc chuẩn bị cho chu kỳ làm việc Bàn dao di chuyển thời điểm bàn máy đảo chiều từ hành trình thuận sang hành trình ngược kết thúc di chuyển trước dao cắt vào chi tiết Tổng thời gian từ bắt đầu hành trình thuận hết hành trình ngược gọi chu kỳ làm việc máy bào giường TCK Tốc độ hành trình thuận xác định tương ứng với chế độ cắt gọt, thường V th =  120 m/ph Tốc độ bàn máy lớn đạt Vmax = 75  120 m/ph Để tăng suất máy, tốc độ hành trình ngược chọn lớn tốc độ hành trình thuận Vng = k.Vth thường k =  Năng suất máy phụ thuộc vào số hành trình kép đơn vị thời gian: n 1  TCK t th  t ng  TCK – thời gian chu kỳ làm việc bàn máy (s)  tth thời gian bàn máy chuyển động hành trình thuận (s) (1-1)  tng thời gian bàn máy chuyển động hành trình ngược (s) Giả sử gia tốc bàn máy lúc tăng hay giảm tốc độ không đổi ta có: t th  Lng Lg.ng  L h.ng Lth Lg.th  Lh.th ; t ng    Vng Vng / Vth Vth / (1-2) *Trong đó:  Lth , Lng : chiều dài hành trình bàn máy tương ứng với tốc độ ổn định V th, Vng hành trình thuận hành trình ngược  Lg.th , Lh.th : chiều dài hành trình bàn trình tăng tốc (gia tốc) trình giảm tốc (hãm) hành trình thuận  Lg.ng , Lh.ng : chiều dài hành trình bàn trình tăng tốc (gia tốc) trình giảm tốc (hãm) hành trình ngược Thay (1-2) vào (1-1) ta có: n= 1 = L L (k +1).L + + t dc + t dc Vth Vng Vng (1-3) *Trong đó:  L = Lth + Lg.th + Lh.th = Lng + Lg.ng + Lh.ng chiều dài hành trình máy  k= Vng tỷ số tốc độ hành trình ngược hành trình thuận Vth  tđc thời gian đảo chiều bàn máy Từ công thức (1-3) ta thấy chọn tốc độ cắt gọt hành trình thuận Vth suất máy phụ thuộc vào hệ số k thời gian đảo chiều t đc Khi k tăng Vng tăng nên suất máy tăng, nhiên k > suất máy tăng không đáng kể lúc thời gian đảo chiều tđc lại tăng Nếu chiều dài bàn máy Lb > m thời gian tđc ảnh hưởng đến suất mà chủ yếu hệ số k Khi chiều dài bàn Lb bé tốc độ V = Vmax = 75  120 (m/ph) tđc ảnh hưởng nhiều đến suất máy Vì điều kiện cần ý thiết kế truyền động cho bàn máy máy bào giường cần giảm thời gian trình độ nhỏ tốt Một biện pháp giảm thời gian trình độ xác định tỷ số truyền tối ưu cấu truyền động từ động đến trục làm việc, đảm bảo máy làm việc với gia tốc cao *Kết luận:Từ phân tích ta rút yêu cầu truyền động máy bào giường sau: *Phạm vi điều chỉnh tốc độ: D= Vmax Vngmax = Vmin Vthmin (1-4) Trong :  Vngmax : tốc độ lớn bàn máy hành trình ngược, thường V ngmax= 75  120 (m/ph)  Vthmin : tốc độ nhỏ bàn máy hành trình thuận, thường V thmin =  (m/ph) Như phạm vi điều chỉnh tốc độ nằm khoảng D = (12,5  30)/1 * Đặc tính phụ tải truyền động chính: Thông thường, để đảm bảo cho công suất đặt nhỏ cho động truyền động (thường động chiều) hệ truyền động thường điều khiển theo hai vùng điều chỉnh, ta có đặc tính đồ thị phụ tải sau: P,M MC PC I Vmin II Vgh Vmax V Hình 1.3 Đặc tính phụ tải máy bào giường *Vùng I: vùng thay đổi điện áp phần ứng dải điều chỉnh D = (5  6)/1 với mô men trục động không đổi ứng với tốc độ bàn máy thay đổi từ V = (4  6) m/ph đến Vgh = (20  25) m/ph Khi lực kéo bàn máy không đổi công suất kéo P c tăng dần lên *Vùng II: vùng điều chỉnh cách giảm từ thông động phạm vi D = (4  5)/1 thay đổi tốc độ từ Vgh đến Vmax = (75  120) m/ph Khi công suất kéo P C gần không đổi lực kéo giảm dần Tuy nhiên, việc thay đổi tốc độ cách thay đổi từ thông làm giảm suất máy thời gian trình độ tăng số thời gian mạch kích từ lớn (tức quán tính cuộn kích từ lớn) Vì thực tế người ta mở rộng phạm vi điều chỉnh điện áp giảm phạm vi điều chỉnh từ thông, điều chỉnh tốc độ động dải cách thay đổi điện áp phần ứng, trường hợp công suất động phải tăng Vmax/Vgh Độ ổn định tĩnh: Ở chế độ làm việc xác lập, độ ổn định tốc độ không vượt 5% (s  5%) phụ tải thay đổi từ đến giá trị định mức Ở trình độ hay trình khởi động hãm yêu cầu xảy êm, tránh va đập truyền động với độ tác động cực đại Đối với máy bào giường cỡ nhỏ (Lb< 3m; FK = 30  50KN) D = (3  4)/1 với hệ thống truyền động thường động không đồng - khớp ly hợp điện từ; động không đồng roto dây quấn động điện chiều kích từ độc lập hộp tốc độ Những máy cỡ trung bình (Lb =  m; FK = 50  70 KN) D = (6  8)/1 với hệ thống truyền động hệ F - Đ (máy phát điện chiều cấp điện cho động chiều) Đối với máy cỡ nặng (Lb>5 m; FK>70 KN) D = (8  25)/1, hệ truyền động F-Đ có khuếch đại trung gian hệ truyền động T-Đ hệ chỉnh lưu cấp điện cho động chiều điều chỉnh tốc độ cách điều chỉnh góc mở thyristor 2.Truyền động ăn dao biên độ cực đại Urc  Uđk = U rc max 2 2 (1  )    f (1  ) Cho  biến thiên từ  =   (0  /2) ta trị số Uđk lập thành bảng :  /12 /6 /4 /3 /2 Uđk (V) 5,83 4,7 3,5 2,33  Quan hệ Ud = f(Uđk): Ud 223 215 193 157,7 111,5 Uđk (V) 5,83 4,7 3,5 2,33 Tuyến tính hoá đọan đặc tính AB, ta tính hệ số khuếch đại biến đổi sau U d 223 =32  U dk K  Ta có : K = 32;  = 0,01; Iư = 175(A); R = 0,07 (); KD =4,8; St  5% chọn St = 5%; D = 10; nđm = 1000 (v/p) thay vào công thức ta được: K K  I u Ru  K D 1  S t D    1   S t ndm   175.0,07.4,8(1  0,05).10   1  1017,2  0,01  0,05.1000  Tính hệ số khuếch đại trung gian kTG: ta có K = KTG.K.KD  KTG = K/ K KD  1017,2  6,6 32.4,8 * Hệ số khuếch đại yêu cầu (Kyc) toàn hệ thống Kyc = KTG.K KD  = 6,6.32.4,8.0,01 = 10,17  Tóm lại mạch khuếch đại trung gian có hệ số khuếch đại KYC = 10,17 Để thực mạch khuếch đại trung gian này, sử dụng vi mạch khuếch đại thuật toán A741 mắc nối tiếp với điện trở chức Trong trình làm việc hệ thống truyền động điện tự động có ảnh hưởng nhiễu loạn bên mà hệ thống bị cân so với định mức Khảo sát hệ thống để xét xem hệ thống có ổn định hay không, để từ tiến hành hiệu chỉnh hệ thống đảm bảo yêu cầu tin cậy, đặt tiêu mong muốn Khảo sát chế độ động hệ thống, việc khảo sát hệ thống tín hiệu với khái niệm Khi chuyển biến trạng thái hệ thống sảy cách đột ngột, nhanh mà tốc độ biến thiên lượng điện từ, lượng điện bỏ qua nghĩa khâu quán tính đóng vai trò quan trọng trình làm việc hệ thống Khi khảo sát chế động hệ thống cần nghiên cứu, khảo sát đặc điểm làm việc thời gian chuyển từ trạng thái xác lập sang trạng thái xác lập khác Một hệ thống gọi ổn định trình độ tắt dần theo thời gian Để khảo sát hệ thống, ta thành lập sơ đồ cấu trúc hệ thống sau xây dựng hàm truyền hệ thống sử dụng tiêu chuẩn xét ổn định để xem hệ thống có ổn định hay không Còn hệ thống chưa ổn định phải hiệu chỉnh để nhằm nâng cao chất lượng hệ thống II XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG Đầu tiên ta mô tả toán học phần tử hệ thống sau tiến hành xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ thống Giả sử ta xét cho hệ điều tốc với mạch vòng phản hồi âm tốc độ Các bước để mô tả: Bước 1: Dựa vào quy luật vật lý phần tử để viết phương trình vi phân mô tả trạng thái động Bước 2: Xây dựng cấu trúc,trạng thái động phần tử cùa hệ điều tốc Bước 3: Tìm hàm truyền hệ  xét đến điều kiện ổn định Mô tả toán học chỉnh lưu điều khiển Ta có sơ đồ thay mạch chỉnh lưu van dẫn dòng sau : Hình 5-1: Sơ đồ thay mạch chỉnh lưu điều khiển Hệ số lưu : U CL  Ud U dk Do tính chất dẫn xung tính chất bán điều khiển chỉnh lưu nên thời điểm thay đổi tín hiệu điều khiển không trùng với thời điểm thay đổi góc  Độ dài thời gian trễ có đặc tính ngâu nhiên Do có khoảng thời gian trễ  nên: KCL e-P..Uđk = Ud Trong đó:  thời gian trễ - Tia pha:  =10 (ms) - Tia pha, cầu pha:  = (ms) - Tia pha:  = 3,33 (ms) - Tia pha, cầu pha:  = 1,67 (ms) Hàm truyền khâu chỉnh lưu: WCL ( p )  U d ( p)  K CL e  P. U dk ( p ) Khi tần số điện áp xoay chiều đủ lớn dùng biến đổi gần từ khai triển Mc.Lauin e P   p  p.  2! Và thay hàm trễ khâu quán tính WCL  Nên : K CL  p. Sơ đồ cấu trúc khâu chỉnh lưu sau: Hình 5-2: Sơ đồ cấu trúc khâu chỉnh lưu Mô tả toán học động điện chiều kích từ độc lập Ta có sơ đồ thay động điện chiều kích từ độc lập sau: Hình 5-3: Sơ đồ thay động điện chiều Xét chế độ độ, động điện chiều ta có phương trình mô tả sơ đồ thay sau: Phương trình cân điện áp mạch phần ứng: U u  E  Ru I u  Lu dI u dt Biến đổi Laplace ta được: U u ( P )  E( P )  Ru (Te p  1).I u ( p )  I u( p) U u ( p )  E( p )  Ru Te p  Phương trình chuyển động hệ: M  M C  J  d dt I  IC  I  IC  hay d CO K M  dt J ( M dt  K.I u ) J Ru K M  d CO K  d  Tm M CO Ru dt ( K M  ) Ru dt Trong đó: Hằng số thời gian mạch phần ứng: Tu  Lu 0,003   0,04( s) Ru 0,07 Hằng số thời gian điện cơ: Ta có: TM  J Ru U  I R ; Kdm  dm dm u ; ( Kdm ) dm Trong đó: J = 18,9 (kgm2) 2 ndm ndm 1000    104(rad ) Tốc độ góc:  dm  60 9,55 9,55  TM  J Ru 18,9.0,07   0,00011 ( s) (k ) (104) Trong phép tính sử dụng đại lượng K(n), (n) hệ số tính theo tốc độ Chuyển sang toán tử Laplace ta có: I ( p )  I C ( p )  Tm R KM P.    u ( I ( p )  I C ( p ) ) Ru Tm p K Mặt khác ta có : Eu  .K  Eu ( p)  Ru ( I ( p )  I C ( p ) ) Tm P Từ phương trình mô tả toán học ta có sơ đồ cấu trúc động điện chiều sau: Hình 5-4: Sơ đồ cấu trúc động điện chiều Hình 5.4 sơ đồ cấu truc động chiều Bộ khuyếch đại tỷ lệ máy phát tốc Bộ khuyếch đại tỷ lệ: Máy phát tốc: Wp(p)= W FT (p)= U FT ( p ) n( p ) Udk ( p ) = Kp Uv( p ) =γ Xây dựng sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống kín với phản hồi âm tốc độ âm dòng điện Nhận xét: Ta nhận thấy hệ thống hở sai lệch tĩnh hệ thống lớn nên không đảm bảo yêu cầu đặt Để đảm bảo điều chỉnh tốc độ tốt St phải nhỏ, mà điều với hệ thống hở làm Để đảm bảo yêu cầu đặt ta buộc phải đưa dùng hệ thống kín có phản hồi Vì vậy, nội dung đồ án chung ta thực điều khiển hệ thống hệ kín có phản hồi âm tốc độ phản hồi âm dòng nhằm thoả mãn hai yêu cầu: Chất lượng tĩnh hệ bảo vệ dòng điện 4.1 Khảo sát chế độ động hệ thống Sơ đồ cấu trúc hệ thống chưa hiệu chỉnh w5 (-) Ucđ w2 (-) w4 (-)  w6 w7 Hình 5-5: Sơ đồ cấu trúc hệ thống chưa hiệu chỉnh Trong đó: Ucđ tín hiệu đặt điện áp tốc độ(điện áp chủ đạo) - Hàm truyền mạch khuếch đại trung gian: w1 = wy = Ky/Tf.p + Trong đó: Ky, Tf hệ số khuếch đại mạch số thời gian phân lọc - Hàm truyền biến đổi: w2 = wП = Trong đó: +Kcl = KП = K cl Tvo p   ud hệ số khuếch đại chỉnh lưu  udk + Tv0 số thời gian ; Tov =  .m m  pha chỉnh lưu tần số góc nguồn điện - Hàm truyền khâu quán tính điện từ: w3 = wδ1(p) = - Hàm truyền khâu quán tính cơ: w4 = wδ2(p) = / Ru Te p  Ru K D Tm p - Hàm truyền khâu nhiễu sức điện động động cơ: w5 = w  Ta có: KD w w k   w w w TM Tu p  TM p  Trong đó: + Rư, Lư điện trở, điện cảm mạch phần ứng động + Tư số thời gian mạch phần ứng: Tư = Lư/Rư + TM số thời gian học: + KD hệ số khuếch đại động - Hàm truyền khâu phản hồi âm dòng có ngắt: w6 = wI = KI/Tip + Trong đó: + Ti số thời gian mạch lọc xen xơ dòng điện + KI = 0,03 - Hàm truyền khâu phản hồi âm tốc độ: w7 = w = K /T p + 4.2 Xây dựng hàm truyền hệ thống Để xây dựng hàm truyền hệ thống ta biến đổi tương đương sơ đồ cấu trúc hệ thống Chuyển sang sơ đồ tương đương wtd1  Ta có hàm truyền w3 w4  w3 w4 w5 Chuyển sang sơ đồ tương đương Ta có hàm truyền wtd  w2 wtd1  wtd w2 w6 w4  Chuyển sang sơ đồ tương đương Ta có hàm truyền hệ thống: wtd  wht  w1 wtd  w1 wtd w7 w2 w3 w4  w3 w w5  w2 w3 w6 wht   wht   wht   wht   w1 w2 w3 w4  w3 w4 w5  w2 w3 w6  w2 w3 w4 w7 wy w w w  wi wi  w wi wI  wy w wi w w K K y K  K  (Tvo p  1)(Tu p  1)TM p  (Tvo p  1)  K  K I TM p  K y K  K   Ru K Tu TM Tvo p  (Tu TM  TvoTM ) p  ( K K I TM  TM  Tvo ) p    K Ru Thay giá trị như: KI=0,03; Ru=0,07(Ω); K= 1017,2; Tv0  1   0, 005  s  ; K  32 ; TM = 0,00011s; Tu = 0,04s 2.m f 2.3.50 Wht  1017,2 2,2.10 p  5.10  p  51 p  11,17 8 B XÂY DỰNG ĐẶC T NH TĨNH Theo cách xây dựng họ đặc tính hệ kín có hai đoạn Đoạn thứ đoạn làm việc chế độ ổn định tốc độ với khâu phản hồi tốc độ điểm không tải lý tưởng điểm ngắt dòng đoạn thứ hai đoạn làm việc chế độ khởi động hãm hay tải ứng với dòng phần ứng lớn dòng ngắt Ing = 1,5.Iđm đến điểm ngắn mạch Inm, đoạn làm việc với khâu phản hồi âm dòng có ngắt Quá trình gia công chi tiết thực hành trình thuận nên ta xây dựng đặc tính hành trình thuận Đặc tính cao Đặc tính cao đặc tính ứng với tốc độ làm việc ổn định tốc độ định mức n = nđm  Đoạn thứ đoạn làm việc ổn định với khâu phản hồi âm tốc độ nên ta có phương trình điện: n= K U đ  Ru  K ĐC I u   K - Điện áp đặt ứng với chế độ làm việc đặc tính cao Uđmax : Điện áp đặt tính tốc độ định mức với chế độ làm việc ổn định, từ phương trình (iii) ta rút được: Uđmax= nđm (1   K 0)  Ru  K ĐC I u K Thay n = nđm = 1000 (vg/ph) ta tính điện áp đặt lớn nhất: U đ max  1000.(1  0,01.1017,2)  0,07.4,8.175  11(V ) 1017,2 - Tại điểm không tải lý tưởng n = n0max ứng với dòng phần ứng Iư = Thay vào (iii) ta được: nomax= 1017,2.11  1001(vg / ph)  0,01.1017,2 - Điểm làm việc ổn định điểm (Iđm ; nđm) = (175 ; 1000) - Tại điểm ngắt dòng ứng với Iư = Ing = 1,5.Iđm = 226,5 A tốc độ nngmax nngmax= 1017,2.11  0,07.4,8.175  996(vg / ph)  0,01.1017,2 Đoạn thứ hai đoạn làm việc ứng với khâu phản hồi âm dòng điện khâu phản hồi tốc độ làm việc chế độ bão hòa Với hệ thống ta chọn tốc độ thời điểm khâu ngắt bắt đầu tác động tốc độ mà khâu phản hồi âm tốc độ đạt giá trị bão hòa nbhmax = nngmax Lúc ta có: Utg = Uđmax - nbhmax = 11 – 0,01.996 = 1,04 (V) Ta chọn Ubh = 12 V ta tính hệ ố khuếch đại tốc độ: K  U bh K 12 6,6   12,4  K I  TG   0,5 U ng 0,97 K  12,4 Từ phương trình (1) (2) ta rút phương trình đặc tính làm việc với phản hồi âm dòng có ngắt: n = KĐC.{KD.KI [(Ubh – (Iư - Ing)] - IưRư} (*) Tại điểm khởi động ta có n = ứng với dòng ngắn mạch đặc tính cao Inm, thay vào (*) ta tính dòng khởi động: I nm  K D K I (U bh   I ng ) K D K I   Ru   4,8.0,5.(12  0,03.226,5)  317,66( A) 4,8.0,5.0,03  0,07 Vậy bội số dòng khởi động  = Inm /Iđm = 317/175 = 1,8 < 2,5 hệ số chấp nhận để động khởi động anh toàn Đoạn thứ hai qua hai điểm điểm ngắt (1,5Iđm ; nngmax) điểm khởi động (1,8.Iđm ; 0) Đặc tính cao Ở đặc tính thấp động làm việc với sai số tốc độ lớn nhất, tốc độ làm việc ứng với dòng định mức nmin = nđm /10 = 1000/ 10 = 100 (vg/ph) - Điện áp đặt động làm việc tốc độ nhỏ U đ  100(1  0,01.1017,2)  4,8.0,07.175  1,15(V ) 1017,2 - Tốc độ không tải lý tưởng n0min: n0  1017,2 1,15  105(vg / ph)  0,01.1017,2 - Tại điểm ngắt dòng ứng với Iư = Ing = 1,5.Iđm = 226,5 A tốc độ n ng  1017,2.1,15  4,8.0,07.175  99(vg / ph)  0,01.1017,2 - Dòng ngắn mạch ứng với đường đặc tính thấp nhất: Ta chọn tốc độ lúc khâu phản hồi dòng bắt đầu rơi vào trạng thái bão hòa lúc khâu phản hồi âm dòng có ngắt bắt đầu tác động nbhmin = nngmin = 99(vg/ph) Do điện áp bão hòa KĐTT không đổi, đồng thời hệ số khuếch đại K I không đổi nên điểm ngắn mạch họ đặc tính xuất phát từ điểm (2,26.Iđm ; 0) Kiểm tra chất lượng tĩnh Độ sai lệch tốc độ lớn ứng với đặc tính thấp nhất: S%  n0 mim  nmin 105  100  100  4,76 % n0 105 Ta thấy s% < 5% nên hệ thống kín đảm bảo chất luợng tĩnh II XÉT T NH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG Trong trình làm việc hệ thống truyền động điện tự động, nhiễu loạn nhiều nguyên nhân khác mà hệ thống ổn định Tính ổn định hệ thống tính mà hệ thống trở lại trạng thái ban đầu nhiễu loạn sau khoảng thời gian đó, khả xác lập trạng thái ổn định sai lệch đầu vào thay đổi Một hệ thống gọi ổn định trình độ tắt dần theo thời gian Để khảo sát hệ thống, ta thành lập sơ đồ cấu trúc hệ thống sau xây dựng hàm truyền hệ thống sử dụng tiêu chuẩn xét ổn định để xem hệ thống có ổn định hay không Còn hệ thống chưa ổn định phải hiệu chỉnh để nhằm nâng cao chất lượng hệ thống Xét ổn định hệ thống Xét ổn định cho hệ thống theo tiêu chuẩn ổn định Hurwitez + Phát biểu: "điều kiện cần đủ cho hệ thống tuyến tính ổn định hệ số a0 > định thức Hurwitez dương." + Cách lập định thức Hurwitez Định thức n có n cột n hàng Đường chéo n a1 liên tiếp đến an Các số hạng cột đường chéo có số tăng dần, đường chéo có số giảm dần Các số hạng có số cao n bé ghi số VD: Cho hệ thống có phương trình bậc ba a0p3 + a1p2 + a2p + a3 = Các định thức Hurwitez a a ; 1 = a1 ; 2  a1 a a a a0 a2 a a    a a Và 3 = 2.a3 + Áp dụng tiêu chuẩn để xét ổn định cho hệ thống  a a Phương trình đặc tính hệ thống: 2,2.10 8 p  5.10 6 p  51 p  11,17 có hệ số a0 = 2,2.10-8 > Các định thức Hurrwitez: 5.10   2,2.10 51 8 5.10 5.10   6 5.10 6 11,17 2,2.10 8 51 11,17  2,5.10   1 = a1= 5.10-6 > Tacó: 3 = 2.a3 mà 2 > nên a3 = 51 >  3 > Các kết tính toán phù hợp với tiêu chuẩn ổn định Hurwitez Kết luận: Hệ thống tuyến tính ổn định Lời Kết Trong thời gian vừa qua, với nổ lực thân với bảo tận tình thầy cô giáo môn trang bị điện, đặc biệt giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn Trần Duy Trinh, em hoàn thành xong thiết kế đề tài “Thiết kế trang bị điện cho truyền động máy bào giường” Trong trình thiết kế đồ án, với kiến thức hạn chế nên đồ án khó tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận nhận xét, góp ý thầy cô giáo để thiết kế em hoàn chỉnh Em xin gửi đến thầy giáo hướng dẫn Trần Duy Trinh , thầy cô giáo môn Thiết kế máy điện lời biết ơn sâu sắc chúc thầy cô giáo sức khỏe dồi thành công nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày 29 tháng năm 2016 Sinh viên :Trương Hữu Qúy [...]... tạp, truyền động chính yêu cầu phải có độ chính xác khá cao và có nhiều truyền động phụ Các truyền động bàn và truyền động ăn dao có thể được điều khiển ở chế độ hiệu chỉnh hoặc tự động với trang thiết bị hợp lý, hiện đại Nếu điều khiển chính xác, đáp ứng được các yêu cầu về truyền động thì máy bào giường có thể gia công ở chế độ tinh với độ chính xác cao CHƯƠNG II T NH CH N ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG CH NH MÁY... nghệ máy sản xuất + Đảm bảo được sự làm việc lâu dài, tin cậy + Giảm giá thành sản phẩm, tăng năng suất + Dể dàng sữa chữa, thay thế khi xẩy ra sự cố II CÁC PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG: 1 Hệ truyền động máy phát - Động cơ : (F - Đ) Trong hệ truyền động máy phát - Động cơ (F - Đ) nguồn cung cấp phần ứng động cơ là bộ biến đổi máy điện (máy phát điều khiển kích từ độc lập) Sơ đồ nguyên lý : Động cơ Đ truyền động. .. truyền động cho máy sản xuất, máy sản xuất được cấp điện phần ứng từ máy phát F Động cơ sơ cấp kéo máy phát F và động cơ một chiều KĐB ĐK, động cơ ĐK củng kéo máy phát tự kích từ K để cấp điện kích từ cho động cơ Đ và máy phát F Biến trở RKK dùng để điều chỉnh dòng điện kích từ của máy phát tự kích từ F Nghĩa là để điều chỉnh điện áp phát ra cấp cho các cuộn kích từ máy phát KTF và cuộn dây động cơ KT... Khi cấp điện cho hệ truyền động làm việc thì bơm dầu cũng phải được làm việc, lượng dầu trong máy đảm bảo thì rơle áp lực mới hoạt động kích hoạt làm kín mạch cho chuyển động của bàn Áp lực cần thiết là 2,5 at, hệ thống bơm dầu được thực hiện từ động cơ xoay chiều 6 Quạt gió Động cơ quạt gió là động cơ xoay chiều đảm bảo cho hoạt động của máy làm việc với nhiệt độ cho phép Nói chung, máy bào giường. .. công suất động cơ cho truyền động chính máy bào giường Việc chọn đúng công suất cho động cơ truyền đọng chính máy bào giường là hết sức quan trọng kể cả về chỉ tiêu kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế Nếu chọn động cơ có công suất lớn hơn công suất yêu cầu thì động cơ phải làm việc với chế độ non tải làm cho hiệu suất và hệ số công suất thấp,vốn đầu tư lớn nên có hiệu quả kinh tế thấp.Nếu chọn động cơ có... MÁY BÀO GIƯỜNG 1.1 Cơ sở lý thuyết tính chọn công suất cho động cơ truyền động chính máy bào giường a Phụ tải truyền động chính: Phụ tải của truyền động chính được xác định bằng biểu thức lực kéo tổng của hai thành phần là lực cắt Fz và lực ma sát Fms ở gờ trượt với bàn máy Ta có : Fk=Fz+Fms - Ở hành trình thuận : + Lực ma sát : Fms=μ(Fy+g(Gb+Gct)) Trong đó :  =0,05÷0,08 là hệ số ma sát giữa bàn máy. .. đòi hỏi các nhà thiết kế phải so sánh những chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật để đưa ra phương án tối ưu 1 Nội dung phương án : Trên thực tế, có rất nhiều phương án để giải quyết Tuy nhiên mổi phương án có những ưu nhược điểm của nó Nhiệm vụ của nhà thiết kế phải chọn ra phương án tối ưu nhất Đối với những hệ thống truyền động điện đơn giản không có những yêu cầu cao thì chỉ cần dùng động cơ điện xoay chiều... N PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG I KHÁI NIỆM CHUNG : Ngày nay với sự phát triển mạnh mẻ của khoa học kỹ thuật, các máy sản xuất ngày một đa dạng dẩn đến hệ thống trang bị điện ngày càng phức tạp và đòi hỏi sự chính xác và tin cậy cao Một hệ thống truyền động không những phải đảm bảo được yêu cầu công nghệ, mà còn phải ổn định Tuỳ theo loại máy công tác mà có những yêu cầu khác nhau, rất cần thiết cho giữ ổn... có lợi cho động cơ + Có khả năng giử cho đặc tính cơ của động cơ cao và không đổi trong quá trình làm việc - Nhược điểm : + Hệ thống sử dụng nhiều máy điện quay cho nên gây ồn, kết cấu cơ khí cồng kềnh chiếm nhiều diện tích + Tổng công suất đặt lớn + Vốn đầu tư ban đầu lớn + Máy điện một chiều thường có từ dư lớn, đặc tính từ hóa có trể nên khó điều chỉnh sâu tốc độ 2 Hệ truyền động tiristo - Động cơ... U : là điện áp nguồn cấp E : là sức điện động của động cơ Iư : là dòng điện phần ứng động cơ Rư + Rf : là điện trở mạch phần ứng và điện trở phụ E= p.N . = K. 2.a p : là số đôi cực từ chính N : tổng số thanh dẫn phần ứng a : số đôi mạch nhánh song song  : là từ thông kích từ dưới một cực (2-2) Nếu bỏ qua tổn hao trên trục động cơ và tổn hao thép thì mô men trên trục động cơ bằng mô mem điện từ: