Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán, thiết kế hệ thống điện điều khiển cho máy bào, tự động hóa tăng năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm; đồ án mô tả chi tiết cấu tạo của máy bào, nguyên lý máy bào, sơ đồ bản vẽ điều khiển và thuyết minh
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện Lời Nói Đầu Ngày lĩnh vực sảm xuất kinh tế quốc dân khí hố có liên quan chặt chẽ đến điện khí hố tự động hố.Hai yếu tố cho phép đơn giản kết cấu khí máy sảm xuất lao động nâng cao chất lượng kỹ thuật trình sảm xuất giảm nhẹ cường độ lao động Việc tăng sảm xuất lao động giảm giá thành thiết bị điện củâmý hai yếu tố chủ yếu hệ thống truyền động điện tự động hố chúng mâu thuẫn nhau.Một bên đòi hỏi sử dụng hệ thống phức tạp,một bên hai yếu tố cần hạn chế số lượng thiết bị chung máy số thiết bị cao cấp Vậy việc lựa chọn hệ thống truyền động tự động hố thích hợp cho máy tốn khó Mơn 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 dặc 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,các khâu điển hình sơ đồ điều khiển riêng biệt Đôi với em sinh viên khoa điện sau học tập nghiên cứu môn học trang bị điện, hướng dẫn tận tình giáo viên với nội dung yêu cầu môn học,nội dung đề tài giao.Em mong quan tâm giúp đỡ thầy để em hồn thành tốt đò án mơn hc trang b in Em xin chân thành cảm ơn ! SV: Trần văn chiến A SVTH: Trần vănn chiÕn A Điện K1B Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện phần I: Giới thiệu chung máy bào giờng I, Đặc điểm công nghệ Giới thiệu chung máy bào giờng Máy bào giờng loại máy gia công chi tiết lớn chiều dài bàn máy dài tới 1,5 ữ 15m Tuỳ thuộc vào chiều dài bàn máy lực kéo, phân máy bào giờng thành loại : - Loại nhỏ: chiều dài bàn máy Lb < 3m; lực kéo F k = 30 ữ 50 KN - Loại trung bình : Lb = ÷ 5m; Fk = 50 ÷ 70 KN - Lo¹i lín : Lb > 7m; Fk > 70 KN SVTH: Trần vănn chiến A in K1B Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh ỏn trang b in Hình 1:Hình dạng bên máy bào giờng 1- Chi tiết cần gia công 5- Xà ngang 2- Bàn máy 6- Trụ máy 3- Dao cắt 7- Thân máy 4- Bàn dao 8- Hộp điều khiển Các chuyển động máy bào giờng 2.1 Chuyển động - Chuyển động máy bào giờng chuyển động tịnh tiến qua lại bàn máy Trong trình làm việc, bàn máy di chuyển qua lại theo chu kỳ lặp lặp lại Mỗi chu kỳ gồm hành trình thuận ngợc hành trình thuận, máy thực gia công chi tiết, gọi hành trình cắt gọt hành trình ngợc, bàn máy chạy vị trí ban đầu, không thực cắt gọt, nên gọi hành trình không tải - Đặc điểm chuyển động máy bào giờng đảo chiều với tần số lớn Phạm vi điều chỉnh tốc độ di chuyển bàn máy nằm dải rộng ổn định suốt trình gia công chi tiết (đặc tính cứng) - Qúa trình độ chiếm tỉ lệ đáng kể chu kỳ làm việc, chiều dài bàn máy lớn trình độ ảnh hởng lớn Để thấy rõ, ta xét đồ thị tốc độ bàn máy nh sau - Đồ thị tốc độ bàn máy đợc vẽ hình SVTH: Trần vănn chiến A Điện K1B Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện H×nh 2: Đồ thị tốc độ bàn máy bào giờng Đây dạng đồ thị thờng gặp, thực tế có nhiều dạng khác đơn giản phức tạp Giả thiết bàn máy đầu hành trình thuận đợc tăng tốc đến tốc độ Vo = ữ 15m/ph (tốc độ vào dao) khoảng thời gian t1 Sau chạy ổn định với tốc độ Vo khoảng thời gian t2 dao cắt vào chi tiết (dao cắt vào chi tiết vói tốc độ thấp để tránh sứt dao h hỏng chi tiết) Bàn máy tiếp tục chạy với tốc độ ổ định Vo cho hết thời gian t3 lại tăng tốc đến tốc độ vth (tốc độ cắt gọt) Trong thời 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 đến tốc độ vo, dao đợc đa khỏi chi tiết tốc độ bàn máy 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 v0, đảo chiều sáng hành trình thuận, thực chu kì Tốc độ hành trình thuận đợc xác định tơng ứng chế độ cắt; thờng Vth= ữ 120 m/ph Tốc độ gia công lớn đạt Vmax = 75 ữ 120 m/ph SVTH: Trần vănn chiến A in K1B Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thut vinh ỏn trang b in Để tăng suất máy, tốc độ hành trình ngợc thờng đợc chọn lớn tốc độ hành trình thuận: Vng= (2 ữ 3)Vth Năng suất máy phụ thuộc vào số hành trình kép đơn vị thời gian : Trong ®ã : TCK : thêi gian cđa mét chu kì làm việc bàn máy, [s] tth : thời gian bàn máy chuyển động hành trình thuận, [s] tng : thời gian bàn máy chuyển động hành trình ngợc, [s] - Giả sử tốc độ bàn máy lúc tăng giảm tốc độ không đổi : Trong : + Lth, Lng : chiều dài hành trình bàn máy ứng với tốc độ ổn định Vth , Vng hành trình thuận, ngợc +Lg.th, Lh.th : chiều dài hành trình bàn máy trình tăng tốc (gia tốc) trình giảm tốc (hãm) hành trình thuận + Lg.ng, Lh.ng : chiều dài hành trình bàn máy trình tăng tốc, giảm tốc hành trình ngợc + Vth , Vng : tốc độ hành trình thuận, ngợc bàn máy Thay tth (1 - 2) vµ tng(1 - 3) vµo (1 - 1) ta có : SVTH: Trần vănn chiến A Điện K1B Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện Trong ®ã : L = Lth + Lg.th + Lh.th = Lng + Lg.th + Lh ng : lµ chiỊu dµi bàn máy k = Vth/Vng: tỉ số tốc độ hành trình ngợc hành trình thuận tdc: thời gian đảo chiều bàn máy Từ (1 - 4) ta thấy: chọn tốc độ cắt V th suất máy phụ thuộc vào hệ số k thời gian đảo chiều t dc Khi tăng k suất máy tăng, nhng k > suất máy tăng không đáng kể lúc thời gian đảo chiều tdc lại tăng Nếu chiều dài bàn Lb > tdc ảnh hởng đến suất máy mà chủ yếu k Khi Lbbé, tốc độ thuận lớn tdc ảnh hởng nhiều đến suất Vì điều cần ý thiết kế truyền động máy bào giờng phấn đấu giảm thời gian trình độ 2.2 Chuyển động ăn dao : Chuyển động ăn dao dịch chuyển bàn dao sau mõi hành trình kép chuyển động Cứ sau kết thúc hành trình ngợc bàn dao lại dịch chuyển theo chiều ngang khoảng gọi lợng ăn dao Chuyển động ăn dao làm việc có tính chất chu kỳ Trong hành trình kép làm việc lần, từ thời điểm đảo chiều từ hành trình ngợc sang hành trình thuận, kết thúc trớc dao cắt vào chi tiết Cơ cấu ăn dao làm việc với tần số lớn (có thể đạt tới 1000 lần/giờ) Hệ thống di chuyển đầu dao theo chiều (di chuyển làm việc di chuyển nhanh) SVTH: Trần vănn chiến A in K1B Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh ỏn trang b in Chuyển động ăn dao cã thĨ thùc hiƯn b»ng nhiỊu hƯ thèng: c¬ khÝ, ®iƯn khÝ, thủ lùc, khÝ nÐn Nhng th«ng thêng sư dụng hệ thống điện (động điện hệ thống trục vít - êcu bánh - răng) Lợng ăn dao hành trình kép truyền động hệ trục vít êcu đợc tính nh sau: S = tv t.T Và hệ truyền động bánh răng: S = ω br z t T Trong ®ã : + ωtv ,ωbr – tèc ®é gãc cđa trơc vít, bánh + Z số bánh + t bớc trục vít + T thời gian làm việc trục vít Từ hai biểu thức ta thấy: đề chỉnh lợng ăn giao S cánh thay đổi thời gian sử dụng nguyên tắc hành trình (sử dụng công tắc hành trình) nguyên tắc thời gian (dùng rơle thời gian) Các nguyên tắc đơn giản nhng suất máy thờng bị hạn chế Vì lợng ăn giao lớn, thời gian làm việc phải dài, nghĩa thời gian đảo chiều từ hành trình thuận sang hành trình ngợc phải dài, mà trờng hợp không cho phép Để thay đổi tốc độ làm việc, ta dùng nguyên tắc tốc độ: điều chỉnh tốc độ thân động sử dụng hộp tốc độ nhiều cấp Nguyên tắc phức tạp nguyên tắc nhng giữ đợc thời gian làm việc truyền động nh với lợng ăn giao khác 2.3 Các chuyển động phụ: Ngoài chuyển động chuyển động ăn dao Máy bào giờng có nhiều chuyển động khác nh : - Chuyển động chạy nhanh bàn giao, xà máy - Chuyển động nâng đầu dao hành trình ngợc SVTH: Trần vănn chiến A in K1B Lp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ ỏn trang b in - Các chuyển động hút (gạt), phoi, bơm dầu, quạt mát Thông thờng chuyển động đợc thực động KĐB ~ pha nam châm điện Phụ tải truyền động Phụ tải truyền động đợc xác định lực kéo tổng Nó tổng hai thành phần lực cắt lực ma sát: Fk = FZ + Fms Víi: FK – lùc c¾t [N] Fms thành phần lực ma sát, [N] 3.1 chế độ làm việc: (hành trình thuận) lực ma sát đợc xác định: Fms = à[Fy + g(mct + mb)] Trong đó: = 0,05 ữ 0,08 hệ số ma sát gờ trợt Fy = 0,4Fz thành phần thẳng đứng lực cắt, [N] mct , mb khối lợng chi tiết, bàn [kg] SVTH: Trần vănn chiến A Điện K1B Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện 3.2 chế độ không tải: thành phần lực cắt không nên lực ma sát: Fms = àg(mct + mb) Vµ lùc kÐo tỉng: Fk = Fms = µg(mct + mb) Quá trình bào chi tiết máy bào giờng đợc tiến hành với công suất gần nh không đổi tức lực cắt lớn tơng ứng với tốc độ cắt nhỏ lực cắt nhỏ tơng ứng với tốc độ cắt lớn Với máy bào giờng cỡ nặng đồ thị phụ tải nh hình Trong vïng < V < Vgh lùc kÐo lµ h»ng sè Trong vïng Vgh < V < VMAX c«ng suÊt kéo Pk gần nh không đổi Hình 3: đồ thị phụ tải Phần II Lựa chọn công suất động truyền động Đặc điểm cửa truyềnn động máy bao giờng la đảo chiều với tần số lớn, momen khởi động, hãm lớn Quá trình độ chiếm tỉ lệ đáng kể chu kì lớnviệc Chiều dài hành trình bàn giảm, ảnh hởng trình độ tăng Vì chọn công suất truyền động máy bao giờng cần xét phụ tải tĩnh lẫn phụ tải động I.Tập hợp số liệu ban đầu Dao cắt :Thép gió P18 SVTH: Trần vănn chiến A Điện K1B Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện Trọng lợng bàn máy: Gb = 12000 N Trọng lợng chi tiết: Gct = 15000 N Bán kính quy đổi lực cắt trục động điện = 0,012 Hiệu suất định mức cấu: = 0,75 Hệ số ma sát bàn với gờ trợt: = 0,06 Chiều dài máy: L = 15 m Mômen quán tính hệ quy trục động cơ: j = 15,5 kg.m2 9.Vật liệu chi tiết gia công : thép 10.Tốc độ di chuyển bàn cắt gọt: Vth=30m/phút Chế độ cắt Lợng chạy dao S1=1.2 S2=0.8 S3=0.6 mm/htkép mm mm mm chiều sâu cắt t1=8 mm t2=12 mm t3=20 mm II Xác định lục cắt, lực kéo tổng trục động cơ, công suất đầu trục công suất tính toán - Tốc độ cắt phụ thuộc vật liệu gia công,vật liệu dao,kích thớc dao dạng,gia công điều kiện làm mát vvv theo công thức kinh nghiệm V = z CV m/ph X Y T mt v S v Víi Cv =18 ,T =60ph ,Xv =o,5 ,Yv =o.4 ;m =o,4 V = z1 18 = 1.19 m/ph 0.2 0,4 60 1.2 V = z2 18 = 1.05 m/ph 0.2 0,4 60 0.8 12 SVTH: Trần vănn chiến A in K1B 10 Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện Tranzitor Tr6 lµm cho Tr6 khãa dÉn ®Õn ®iĨm F cã møc logic nghĩa đầu nhận đợc xung Do điện trở ngợc Tr6 lớn nên Ura ≅ Ucc Khi tơ C2 phãng hÕt ®iƯn tÝch nã đợc nạp theo chiều ngợc lại Nhờ có R12 mà Tr6 lại đợc đặt điện áp thuận lên mạch phát gốc nên Ura = (điểm F có mức logic 0) Mặc dù có xung âm đầu vào nhng tụ C2 phóng hết điện tích nên không tác dụng đến đầu vào điều khiển (mạch phát - gốc) Tr6 nên Tr6 mở bão hòa nhờ định thiên R12 Nh thời gian tồn đợc xác định theo biểu thức tx = R11 C2 ln2 Độ dài xung phụ thuộc vào giá trị R11 C2 xung có giá trị không đổi Giản đồ điện áp minh họa nh hình bên b) Mạch chia xung : Trong chu kỳ điện áp đồng bộ, kênh phát xung điều khiển tạo xung ứng với nửa chu kỳ điện áp ®ång bé Hai xung nµy lƯch 1800 ®é ®iƯn Mỗi xung đợc sử dụng để điều khiển riêng Tiristor sơ đồ chỉnh lu cầu pha Nh ta cần phải tách riêng xung kênh phát xung Để thực mạch t¸ch ngêi ta cã thĨ sư dơng nhiỊu lÜnh vùc bán dẫn vi mạch điện tử khác Đối với mạch phát xung điều khiển trình bày hình 14 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 Đầu vào phần tử tín hiệu mạch tạo xung điện áp chữ nhật (điểm A ®iĨm B ë s¬ ®å tríc, lÊy ë cùc gãp Tr3 Tr4) có mức lôgíc nửa chu kỳ điện áp đồng hoá Điểm F (trên cực góp Tr6) có mức lôgíc tơng ứng với nửa chu kỳ điện áp đồng hoá Nh kênh phát xung sử dụng phần SVTH: Trần vănn chiến A in K1B 52 Lp: HKT Trng i học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị in tử AND để tách riêng xung chu kỳ điện áp đồng hoá Sơ đồ biểu diÔn nh sau : Xp1 = A.F, Xp2 = B.F Trong nửa chu kỳ dơng điện áp đồng hoá , sau góc điều khiển Thì F = “1” ; A = “1” ; B = “0” nên nhận đợc Xp1 = Xp2 =0 Trong nửa chu kỳ âm , sau góc điều khiển th× F = ; A = ; B = nên ta Nhận đợc Xp1 = Xp2 = Nh vậy, với kênh phát xung sử dụng mạch tách xung nh đảm bảo tách riêng rẽ đợc xung mà thời điểm xuất xung không thay đổi Các xung sau tách đợc đa đến thiết bị đầu truyền xung đến Tiristor tơng ứng c) Thiết bị đầu mạch khuếch đại xung: * Thiết bị đầu ra: (mạch truyền xung đến Tiristor) Thông thờng có cách truyền xung tử đầu hệ thông điều khiển mạch điện cực G - K Tiristor lµ trun xung trùc tiÕp vµ trun xung qua máy biến áp xung Bản thuyết minh sử dụng phơng pháp truyền xung qua máy biến áp xung Đây phơng pháp truyền xung nhiều khắc phục đợc nhợc điểm phơng pháp truyền xung trực tiếp, là: + Đảm bảo cách ly tốt điện mạch động lực mạch điều khiển chỉnh lu + Dễ dàng thực việc truyền đồng thời xung đến Tiristor mắc nối tiếp song song c¸ch dïng m¸y biÕn ¸p xung cã nhiỊu cn thø cấp + Dễ dàng phối hợp điện áp nguồn cung cấp cho tầng khuếch đại công suất xung biên độ xung cần thiết điện SVTH: Trần vănn chiÕn A Điện K1B 53 Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện cùc ®iỊu khiĨn cđa Tiristor nhê viƯc chän tû sè máy biến áp xung cho phù hợp - Máy biến áp xung (BAX) kết cấu giống nh máy biến áp bình thờng công suất nhỏ Hoạt động BAX tơng tự nh MBA làm việc với dòng điện áp không sin xác định nh phi tuyến không từ trờng lõi thép BAX đặt giá trị bão hòa BAX có mạch từ chóng bão hòa, hoạt động khoảng thời gian ngắn * Mạch khuếch đại xung: Để khuếch đại công suất xung điều khiển, phổ biến sơ đồ khuếch đại Tiristor Tranzitor Bản thiết kế sử dụng Tranzitor làm mạch KĐX phổ biến dễ dàng thực Sơ đồ nguyên lý mạch đại xung nh hình vẽ sau: Hình 18: sơ đồ mạch khuyếch đại xung Tín hiệu đầu vào (Uv) củamạch khuếch đại xung, tín hiệu điện áp xung đầu mạch chia xung gửi tới Thiết bị đầu đợc sử dụng biến áp xung (BAX) SVTH: Trần vănn chiến A in K1B 54 Lp: HKT Trng Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang b in Sơ đồ mạch khuếch đại xung sử dụng Tranzitor ghép kiều Darlingtơr (mắc nối tiếp hai Tranzitor) Hai Tranzitor Tr7 Tr8 mắc nối tiếp tơng đơng với Tranzitor có hệ số khuếch đại dòng điện Tranzitor thành phần: = + Trong hệ số khuếch đại dòng điện theo sơ đồ cực phát chung Tr7 Tr8 Chức phần tử sơ đồ nh sau: - D2 điốt có tác dụng xuất giảm dòng điện qua cuộn dây sơ cấp MBAX (w1), làm xuất xung điện áp âm cuộn w điện áp âm đặt cực thuận lên D2 làm D2 thông Do dòng sơ cấp máy biến áp xung lúc không giảm đột ngột mà đợc trì qua D2, nên xung điện áp xuất cuộn dây có giá trị nhỏ - D3 điốt có tác dụng khép mạch xung âm nh D2 (nh phía thứ cấp máy BAX) Vì xung âm w cảm ứng sang w2 sức điện động sinh xung âm đặt cực thuận lên D3 - D4 điốt có tác dụng ngăn xung âm có tới cực điều khiển Tiristor nh Tranzitor khác - R14, R15 điện trở có tác dụng hạn chế xung áp đầu vào - R16 điện trở có tác dụng hạn chế dòng điện colector - R17 điện trở kết hợp với D3 có tác dụng để giải thoát tiêu tán xung âm * Nguyên lý làm việc sơ đồ: Tín hiệu vào mạch khuếch đại xung (U v) tín hiệu mạch gửi xung tín hiệu logic có mức logic Để phân tích nguyên lý hoạt động sơ đồ ta gäi - txv: Thêi gian tån t¹i cđa mét xung điện áp vào - tbh: Thời gian tính từ lúc có dòng điện chiều qua cuộn sơ cấp máy BAX (khi Tr7 Tr8 mở bão hòa) đến lúc từ thông lõi thép BAX đặt giá trị từ thông bão hòa - txr: Thời gian tồn xung điện áp + Xét trờng hợp tbh > txv SVTH: Trần vănn chiến A in K1B 55 Lp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ ỏn trang b in Trong khoảng t = ữ t1 lóc nµy cha cã xung vµo (Uv = 0) dòng chảy qua cuộn sơ cấp BAX không nhận xung (UđkT = 0) Khi t = t1 bắt đầu xuất xung vào (Uv >0) làm cho Tr7 Tr8 mở bão hòa, nên cuộn w1 đột ngột chịu điện áp Ucc, suất dòng qua cuộn w1 có giá trị tăng dần, cảm ứng sang phía thứ cấp (W2) BAX xung điện áp Với cực tính hai cuộn dây nh hình -18 xung xuất bên W đặt cực thuận nên D4 truyền qua D4 đến cực ®iỊu khiĨn (G) vµ katèt (K) cđa Tiristor Khi t = t1 + txv = t2 (lúc mạch từ cha bão hòa), xung vào (Uv = 0) làm cho hai Tranzitor Tr7 Tr8 đồng thời khóa lại, thông qua w1 giảm không Do có giảm dần dòng điện xuất xung có cực tính ngợc lại (xung âm) xung cảm ứng sang W2 điện áp đặt cực ngợc lại (xung âm cảm ứng sang W điện áp đặt cực ngợc vào D3 nên xung tới cực Tiristor tức Uđk1 = 0) Khi xung khép vòng qua D3 R17, lợng tiêu tán R17 Nhờ có D2 D3 mà không xuất điện áp tự cảm lớn dây quấn sơ thứ BAX + Xét trờng hợp tbh > txv Trong khoảng từ ữ t1: cha có xung đầu vào (Uv = 0) nên Tr7 Tr8 khóa dòng điện qua W nên phía thứ cấp w2 xung cảm ứng sang, kết xung ®iỊu khiĨn Tiristor (U®kt = 0) Khi t = t1 bắt đầu có xung áp vào (U v > 0) lµm cho Tr7 vµ Tr8 më (hai Tranzitor mở bão hòa), Trên cuộn sơ cấp BAX (W 1) đột ngột chia điện áp Ucc có dòng tăng dần qua Với cực tính cuộn dây nh h×nh 18 th× phÝa thø cÊp BAX (W 2)cã xung đặt cực thuận nên điốt D4 truyền qua đến cực điều khiển (G) Katốt (K) Tiristor SVTH: Trần vănn chiến A in K1B 56 Lp: HKT Trng Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang b in Khi t = t1 + tbh mạch từ BAX bị bão hòa, nên tử thông lõi thép không biến thiên dẫn đến xung cảm ứng cuộn dây mất, xung đến cực Tirisitor (U®k1 = 0) Khi t = t1+ txv = t2 xung áp vào (Uv = 0) dẫn đến Tr7 Tr8 khóa theo dòng qua W giảm dần không Sự giảm dần dòng qua W1 làm từ thông lõi thép BAX biến thiên theo hớng ngợc lại, xuất xung điện áp âm cuộn W xung điện áp âm bị khử dần nhờ D2 D3 nh trình bày Kết luận: Thời gian làm việc mạch từ máy BAX có ảnh hởng lớn đến độ dài xung điều khiển Tiristor Trong trờng hợp tbh > txv độ dài xung độ dài xung vào (txt = txv) Còn trờng hợp tbh < txv độ dài xung thởi gian mạch từ máy BAX bão hòa (t xt = tbh) Vậy cần phải cho BAX có thời gian bão hòa mạch từ đủ lớn d) Khâu tổng hợp mạch vòng phản hồi âm tốc độ * S mch in SVTH: Trần vănn chiến A Điện K1B 57 Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện Hình 19 Sơ đồ khâu tổng hợp mạch vòmg âm tốc Ta thiết kế mạch phản hồi âm tốc độ để nâng cao độ đặc tính Phản hồi âm tốc độ vừa ổn định đợc tốc độ hệ trun ®éng võa tù ®éng ®iỊu chØnh gia tèc cđa hệ khởi động Tốc độ động đợc truyền đến máy phát tốc Máy phát tốc máy phát điện chiều có điện áp tỉ lệ tốc độ động Tớn hiu phn hi õm tc độ lấy từ máy phát tốc FT nối với động Tín hiệu tỉ lệ tuyến tính với tốc độ động Trong đó: OA3: khâu tổng hợ khuyếch đại (K ω ) OA4: tổng hợ khuyếch đại (KI) OA5: dùng để lấy trạng thái theo yêu cầu Ucđ: điện áp chủ đạo * Nguyên lý hot ng: SVTH: Trần vănn chiến A in K1B 58 Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện Tín hiệu đầu vào OA3 tín hiệu chủ đạo phản hồi âm tốc độ, tín hiệu tổng hợp khuyếch đại lên (K ω ) đồng thời đảo dấu đưa đến đầu vào OA4 Tín hiệu đảo dấu lần đưa tới đầu vào khối so sánh kênh điều khiển ngược nhờ OA5 ⇒ Từ thiết kế khâu mạch điều khiển ta ghép lại thành sơ đồ nguyên lý ca h thng e) Thiết kế mạch nguồn nuôi chiều Nguồn nuôi tạo điện áp 12V để cấp nguồn nuôi IC, điều chỉnh dòng điện, tốc độ điện áp đặt tốc độ Bộ chỉnh lu CL1 CL2 để tạo điện áp nguồn nuôi đối xứng cho IC Điện áp đầu ổn áp chọn 12V Điện áp đầu vào IC ổn áp chọn 20V Điện áp thứ cấp cuộn dây a1, b1, c1 lµ : U 21 = 20 = 14,18 V Chọn 14V Vì mạch ổn áp 7812 7912 có thông số chung: - Điện áp đầu vào: UVào = ữ 35V - Điện áp ®Çu ra: IC 7812 cã Ura = 12V; IC 7912 có Ura = - 12V - Dòng điện đầu ra: Ira = ÷ 1A Tơ C1, C2 dïng läc thành phần sóng dài bậc cao Chọn C1 = C2 = C3 = C4 = 470 µF, U = 35V f) Mạch tạo điện áp chủ đạo Đây phận tiếp nhận tạo tín hiệu phù hợp với yêu cầu công nghệ Điều khiển trình di chuyển bàn máy xác công tắc hành trình Trong trình làm việc bàn máy SVTH: Trần vănn chiến A in K1B 59 Lp: HKT Trng Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang b in tác động vào tay gạt CTHH nhằm tạo chế độ phù hợp với thời điểm gia công chi tiết Hỡnh 4.17 S đồ nguyên lý mạch tạo điện áp chủ đạo Trong đó: K1 ữ K5: Các tiếp điểm công tắc hành trình K1: cấp tín hiệu trình tăng tốc độ V0 K2: cấp tín hiệu trình tăng tèc ®é tõ V ®Õn Vth K3: cÊp tÝn hiệu trình tăng tốc độ từ Vth V0 K4: cấp tín hiệu tăng tốc lên Vng sau đảo chiều quay K5: giảm tốc độ từ V0 đảo chiều quay *) Nguyên lí hoạt động: Giả sử bàn máy đầu hành trình thuận chun b cho trình lm vic, bàn máy chuyển động cần gạt tác động vào CTHH K1 K1 kín tốc độ tăng lên đến V0 để vào dao Sự dịch chuyển bàn máy lần lợt tác động vào K2, K3, K4, K5 đóng tiếp điểm tơng ứng để thay đổi tốc độ SVTH: Trần vănn chiến A in K1B 60 Lp: HKT Trng i học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện Phần VI THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG Giới thiệu sơ đồ 1.1 Mạch động lực Đ: Động điện chiều kích từ độc lập BA2: Máy biến áp cấp nguồn cho lưu AB2: Áp tơ mát đóng cắt nguồn điện mạch động lực - Mạch chỉnh lưu cầu pha dùng biến đổi song song ngược - Các cuộn dây cân CB1 ÷ CB4 để giảm dòng cân pha biến đổi - Các mạch R-C để báo vệ điện áp cho biến đổi 1.2 Mạch điều khiển Được giới thiệu chi tiết chương Nguyên lý hoạt động Đóng áp tô mát AB1, AB2, AB3 để cấp nguồn cho mạch động lực điều khiển, phát lệnh mở van cho góc mở α1 < 900 , α2 > 900 , α1 + α2 = 1800 Với α1 góc mở T1 ÷ T6, α2 góc mở T7 ÷ T14 Khi khối tạo xung tạo xung điều khiển, xung đưa tới mạch sửa xung để điều khiển mở van T thơng qua biến áp xung Để tạo tín hiệu điều khiển xuất thời điểm yêu cầu ta phải tạo tín hiệu điều khiển mhờ mạch điều khiển khuyếch đại trung gian Tín hiệu so sánh với điện áp cưa Nếu thay đổi độ lớn Uđk thay đổi thời gian xuất xung, nghĩa thay đổi góc mở α1, α2 chỉnh lưu để điều chỉnh tốc độ động phù hợp với chu kỳ cắt gọt Ta dùng công tắc hành trỡnh cp tớn SVTH: Trần vănn chiến A in K1B 61 Lớp: ĐHKT Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện hiệu muốn điều khiển bàn máy chạy chậm để vào dao cho an tồn góc mở α1 phải lớn, cần Uđk nhỏ ngược lại muốn tăng tốc giảm α1 Khi K1 đóng động làm việc tốc độ ω1 ứng với vận tốc máy V0 Khi K2 đóng động tăng tốc đến tốc độ Vth Khi K3 đóng động giảm tốc độ tới ω1 để dao chuẩn bị đảo chiều quay Khi K4 đóng động đảo chiều quay tăng tốc lên tốc độ ωng , Khi K5 đóng động giảm tốc độ tới ωng xuống ω1 để chuẩn bị đảo chiều quay để tiến hành trình gia công lặp lại chu kỳ 2.1 Nguyên lý điều chỉnh tốc độ Với giả thiết động làm việc, vùng khâu ngắt dòng khơng tác động, ta thay đổi điện áp biến trở R đầu vào OA làm cho điện áp Ucđ thay đổi dẫn đến Uđk = Ucđ – γω thay đổi Khi Uđk thay đổi góc mở α thay đổi (vì Uđkt , Uđkn thay đổi) ⇒ Điện áp chỉnh lưu thay đổi có nghĩa điện áp đặt vào phần ứng động thay đổi ⇒ Tốc độ động thay đổi 2.2 Nguyên lý ổn định tốc độ Sở dĩ tốc độ động ổn định tốc độ đặt tín hiệu đầu vào OA3 lấy tín hiệu (U cđ – γω ) Giá thiết động làm việc chế độ đặt với điện áp U cđ định Nếu lý tốc độ động giảm xuống dẫn đến (Ucđ – γω ) tăng lên → Uđk tăng góc mở α giảm dần xuống giá trị → Tiristor mở sớm → Điện áp chỉnh lưu tăng lên → động tăng tốc độ Khi (Ucđ – γω ) giảm → Uđk giảm góc mở α tăng → ω tăng lên → Tiristor mở muộn Ud = Udo.cosφ giảm xuống → tốc độ động giảm xuống Vậy hai trường hợp tải tăng hay giảm nhờ khâu phản hồi âm tốc độ nên động giữ tốc độ ổn định 2.3 Nguyên lý đảo chiều quay Trong trình làm việc bàn máy gạt vào tay gạt công tắc hành trình, tạo hành trình làm việc phù hợp cho bàn máy Giả sử động làm việc cuối hành trình thuận K3 đóng ứng với tốc độ Vo Uđm = Ucđ3 dao SVTH: Trần vănn chiến A in K1B 62 Lp: HKT Trng Đại học Sư phạm Kỹ thuật vinh Đồ án trang bị điện khỏi chi tiết cần gạt gạt vào tay gạt làm đóng tiếp điểm K 4, lúc giá trị Ucđ thay đổi (Ucđ = Ucđ4