Do an Trang Bi Dienmay Doa 2620A

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA ĐIỆN NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH CỦA MÁY DOA NGANG 2620A DÙNG HỆ THỐNG T-Đ Giảng viên hướng dẫn hướng dẫn: dẫn : VŨ ANH TUẤN Sinh viên thực hiện: Trần Văn Viên Nội dung đồ án môn học trang bị điện: điện: 1. Giới thiệu về máy doa ngang 2620A 2. đánh giá phương án truyền động cũ và phương án thay thế 3. Thiết kế mạch lực hệ truyền động 4. Thiết kế hệ thống điều khiển mở van 5. xây dưng đặc tính tĩnh của hệ truyền động 6. Xét tính ổn định và hiệu chỉnh hệ thống 7. Thuyết minh sơ đồ nguyên lý hệ truyền động Ngày giao đề tài

: Ngày 17 tháng 04 năm 2010

Ngày hoàn thành đề tài : ngày 16 tháng 05 năm 2010

TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

KHOA ĐIỆN

LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay trong công cuộc công nghiệp hoá đất nước, yêu cầu tự động hoá trong máy sản xuất ngày càng cao, điều khiển linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ và hiệu xuất sản xuất cao. Mặt khác , với công nghệ thông tin và công nghệ điện tử phát triển ngày càng cao và nhu cầu con người ngày càng đòi hỏi ngững sản phẩm sản xuất ra đạt độ chính xác và độ thẩm mỹ cao. Trong thời đại hiện nay các phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp cắt gọt kim loại luôn đòi hỏi những máy cắt gọt kim loại hiện đại như Có khả năng tự động hoá cao, độ chính xác tuyệt đối. Có khả năng điều chỉnh tốc độ trơn, rộng và bằng phẳng, kết cấu gọn nhẹ, hiệu xuất cao và chi phí vận hành ít nhất nhưng đảm bảo tính kinh tế. Trong quá trình thực hiện làm đồ án bản thân được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo đã tạo điều kiện cho tôi được hoàn hoàn thành đồ án của mình. Tuy đã có nhiều nhiều cố gắng, song Kiến thức rộng và thực tế còn hạn chế nên khó tránh khỏi những sai sót, tôi rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy Cô giáo để đồ án của tôi được hoàn thiện hơn. Em xin xin chân chân thành thành cảm ơn! ơn!

Vinh, ngày: 26/05/2010 Sinh viên thực hiện: Trần Văn Viên

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

2


KHOA ĐIỆN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: TRANG BỊ ĐIỆN

Tên đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao của máy doa ngang 2620A CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MÁY DOA NGANG 2620A 1. Đặc điểm công nghệ : Máy doa ngang 2620A là loại máy doa vạn năng dùng để gia công lỗ đã khoan hoặc khoét mà kích thước giữa các tâm lỗ yêu cầu độ chính xác tuyệt đối cao từ cấp 9 đến cấp 7 và r a = 6,3 ÷ 1,25μm. Với dao doa có chất lượng tốt, chọn chế độ cắt và để lượng dư phù hợp, doa có thể đạt độ chính xác cấp 6. Doa đạt độ cứng vững cao, lưỡi cắt thường bố trí không đối xứng nên khắc phục được độ rumg động. Ngoài ra còn thực hiện một số nguyên công phụ khác như: khoan, phay bằng dao phay mặt đầu, gia công ren.... Khi thực hiện các nguyên công trên máy doa thì sản phẩm đạt độ chính xác và độ bóng rất cao. Chuyển động chính trên máy doa là chuyển động quay của dao doa, còn chuyển động ăn dao có thể là: - Chuyển động ngang của bàn giá chi tiết gia công - Giá dao hướng kính lắp trên mâm cặp thực hiện chạy hướng kính để xén mặt S k - Chuyển động di chuyển dọc trục của trục chính mang đầu dao - Chuyển động phụ là: Chuyển động theo chiều thẳng đứng của ụ dao và Các động cơ truyền động bơm dầu của hệ thống bôi trơn và động cơ bơm nước làm mát. Đặc tính cơ của máy doa yêu cầu phải tuyệt đối cao với độ ổn định tốc độ phải <10%. Hệ thông truyền động ăn dao phải đảm bảo độ tác động nhanh cao, dừng máy chính xác, đảm bảo sự liên động với truyền động chính và làm việc tự động. 2. Yêu cầu đối với truyền động điện và trang bị điện của máy doa ngang 2620A. *Truyền động chính: chính: Là truyền động quay của mâm cặp chi tiết cần gia công. Yêu cầu động cơ mang dao doa phải đảo chiều quay đảm bảo nhẹ nhàng. Phạm vi điều chỉnh tốc độ ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

3


KHOA ĐIỆN

yêu cầu D=130:1, với độ bằng phẳng điều chỉnh ϕ =1,26. Hệ truyền động trục chính cần phải hãm dừng nhanh. Hiện nay hệ truyền động trục chính của máy doa ngang 2620A thường dùng hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hai cấp tốc độ tam giác- sao kép. Ở những máy doa cỡ nặng có thể sự dụng động cơ một chiều, điều chỉnh tốc độ trơn trong phạm vi rộng. Nhờ vậy có thể đơn giản kết cấu cơ khí. Mặt khác có thể hạn chế được mô men ở vùng tốc độ thấp bằng phương pháp điều chỉnh tốc độ hai vùng. 3.Truyền động ăn dao. - Phạm vi điều chỉnh tốc độ của truyền động ăn dao yêu cầu D=1500:1. Lượng ăn dược điều chỉnh trong phạm vi 2mm/ph ÷ 600mm/ph. Khi di chuyển nhanh, có thể đạt 2,5m/ph ÷ 3m/ph. Lượng ăn dao(mm/ph) dao(mm/ph) ở những máy cỡ nặng nặng yêu cầu được giữ không đổi - Đặc tính cơ tuyệt đối cứng với độ ổn định tốc độ <10%. Hệ thống truyền động ăn dao yêu cầu độ tác động nhanh rất cao, dừng chính xác, đảm bảo liên độngvới hệ truyền động trục chính trong chế độ máy làm việc tự động. - Trong máy doa ngang hệ truyền động ăn dao là hệ truyền động một chiều T-Đ. Hệ đảm bảo dải điều chỉnh tốc độ rộng D=1500:1, độ bằng phẳng trong điều chỉnh tốc độ φ : 1, đặc tính cơ tuyệt đối cứng CHƯƠNG II: ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG CŨ VÀ PHƯƠNG ÁN THAY THẾ . I . Khái niệm chung : Ngày nay với sự phát triển mạnh mạnh mẻ của khoa học kỹ thuật, các máy sản xuất ngày 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 định tốc độ, mô men với độ chính xác nào đó trước sự biến động về tải và các thông số nguồn. Do đó bộ biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành một chiều đã và đang được sử dụng rộng rải.


4


KHOA ĐIỆN

Bộ biến đổi này có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau để tạo ra như hệ thống máy phát, khuyếch đại từ, hệ thống thống van. Chúng được điều khiển theo những nguyên tắc khác nhau với những ưu điểm khác nhau. Do đó để có được một phương án phù hợp Sơ đồ nguyên lý :

-Động cơ Đ 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 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 các cuộn kích từ máy phát KTF và cuộn dây động cơ KT Đ. Biến trở RKF dùng để điều chỉnh dòng kích kích từ máy phát F, do đó điện áp phát ra của máy phát F đặt vào phần ứng động cơ Đ. Biến trở RK Đ dùng để điều chỉnh dòng kích từ động cơ, do đó thay đổi tốc độ động cơ nhờ thay đổi từ thông. Phương trình đặc tính cơ của động cơ của động cơ Đ. U I u . Ru ω = − k Φ d k Φ d


ω =

Với U =UF – R .I hay

E . F k Φ d

−

RuD

− RuE

k Φ d

. I u

5


KHOA ĐIỆN

Từ phương trình đặc tính cơ của hệ F - Đ ta có họ đặc tính cơ của hệ là những đường thẳng song song nằm ở cả bốn góc phần t của mặt phẳng tọa độ với đặc tính cứng

* Đánh giá chất lượng của hệ thống : - Ưu điểm : + Phạm vi điều chỉnh dể dàng và lớn, + Có khả năng điều chỉnh rất bằng phẳng, + Tổn hao khi mở máy, đảo chiều quay và khi điều chỉnh tốc độ bé, vì quá trình này được thực hiện trên mặt kích từ. + Có thể đảo chiều động cơ một cách dể dàng. + Có khả năng quá tải cao. + Đặc tính quá độ tốt, thời gian quá độ ngắn. + Điện áp đầu ra của máy phát bằng phẳng 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. II. Hệ truyền truyền động tiristo tiristo - Động Động cơ :

Sơ đồ gồm : ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

6


KHOA ĐIỆN

- FT : Máy phát tốc dùng để phản hồi âm tốc độ phần ứng của động cơ. - BBĐ : Bộ biến đổi dùng tiristor biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều cấp cho động cơ. - Đ : Động cơ một chiều kích từ độc lập kéo máy sản xuất. - TH - KĐ : Khâu tổng hợp và khuyếch đại tín hiệu. - UCd : tín hiệu đặt vào. - γ .n : tín hiệu phản hồi âm tốc độ. * Nguyên lý làm việc của hệ thống : Giả thiết ban đầu hệ thống thống đã được đóng vào lới điện với điện áp thích hợp , lúc này động cơ vẩn chưa làm việc. Khi đặt vào hệ thống một điện áp ứng với một tốc độ nào đó của động cơ thông qua khâu tổng hợp khuyếch đại và mạch phát xung (FX) sẻ xuất hiện các xung đưa tới cực điều khiển của các van bộ biến đổi. Nên lúc này các van đó đang đặt điện áp thuận thì van đó sẻ mở. Đầu ra của BBĐ có điện áp U Cd đặt lên phần ứng của động cơ dẩn đến động cơ quay, tốc độ của nó ứng với U Cd ban đầu. Trong quá trình làm việc, nếu một nguyên nhân nào đó làm cho tốc độ động cơ giảm thì ta thấy : Uđk = Ucd - .n , nên khi n giảm i U đk tăng i  giảm iUđ tăng in tăng tới điểm làm việc yêu cầu. Khi n tăng quá mức cho phép thì quá trình xẩy ra ngược lại, chính là qua trính ổn định tốc độ. * Họ đặc tính của hệ thống Sức điện động của BBĐ E b = E bm . cos ∝ = U b (U b = U đầu ra của bộ biến đổi ). γ E b = K đk đk = Ucđ . K b (Uđ - .n)

→

∝

= ar cos.

K dk K . b .(U d − γ n) E bm

Phương trình đặc tính cơ của hệ thống : ω =

U d Rb + Ru − K d Φ d K d .Φ d

ω = →

K dk . K b .U d 1 + γ . K dk . K b

=

−

K dk K . b .(U d − γ n) Rb + Ru − K d .Φ d K d .Φ d Rb + Ru

1 + γ . K dk . K b

I u

Họ đặc tính cơ của hệ thống nh hình vẽ :


7


KHOA ĐIỆN

* Đánh giá chất lượng của hệ thống : - Ưu điểm : + Tác động nhanh không gây ồn và dể tự động hóa do các van bán dẩn có hệ số khuyếch đại công suất cao. + Công suất tổn hao nhỏ, kích thước và trọng lượng nhỏ. Giá thành hạ dể bảo dưởng sửa chữa. - Nhược điểm : + Mạch điều khiển phức tạp, điện áp chỉnh lưu có biểu đồ đập mạch cao, gây đến tổn thất phụ đáng kể trong động cơ và hệ thống. + Chuyển đổi làm việc khó khăn hơn do đường đặc tính nằm trong ở mặt phẳng tọa độ. + Trong thành phần của hệ biến đổi có máy biến áp nên hệ số cos ϕ thấp. + Do vai trò chỉ dẩn dòng một chiều nên việc chuyển đổi chế độ làm việc khó khăn đối với các hệ thống đảo chiều. Do có vùng làm việc gián đoạn của đặc tính nên không phù hợp truyền động động cơ tải nhỏ. * Các sơ đồ nối dây của bộ chỉnh lưu có điều khiển Trong kỹ thuật điện hiện nay có nhiều trường hợp phải sử dụng nguồn điện áp một chiều có trị số thay đổi được để cung cấp cho các phụ tải khác nhau tuỳ thuộc mục đích sử dụng. Các nguồn điện áp một chiều nhà máy phát điện một chiều, các bộ biến đổi tĩnh (Khuyếch đại từ) có khá nhiều nhược như ợc điểm, trong đó có nhược điểm cơ bản là tổn thất riêng khá lớn. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật bán dẫn và vi mạch điện tử thì việc sử dụng các bộ chỉnh lưu bán dẫn có điều khiển ngày càng được phổ biến và có nhiều ưu việt.


8


KHOA ĐIỆN

* Sơ đồ nối dây hình tia: tia:

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL - Đ hình hình tia 3 pha và sơ đồ thay thế * Sơ đồ hình cầu: Đặc điểm của sơ đồ chỉnh lưu cầu: - Số van chỉnh lưu bằng 2 lần số pha của điện áp nguồn cung cấp, trong đó có m van có katôt nối chung (các van 1, 3, 5) tạo thành cực dương của điện áp nguồn ; m van có anôt chung ( 2, 4, 6) tạo thành cực âm của điện áp chỉnh lưu - Mỗi pha của điện điện áp nguồn nối với với 2 van, 1 ở nhóm anôt chung, chung, 1 ở nhóm katôt katôt chung.

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL- Đ hình cầu 3 pha và sơ đồ thay thế. ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

9


KHOA ĐIỆN

* Nguyên lý làm việc của BBĐ xoay chiều - một chiều - Sơ đồ tia: Xét sơ đồ tia 3 pha katôt nối chung. Để một Thyristor Thyristor mở cần có 2 điều kiện + Điện áp Anôt - Katôt phải phải dương ( UA > 0) + Có tín hiệu điều khiển đặt vào điện cực điều khiển và Katôt của van Do đặc điểm vừa nêu mà trong sơ đồ tia 3 pha các van chỉ mở trong một giới hạn nhất định. Ví dụ: ở pha A, trong khoảng wt = 0 ÷ π → uA>0. Tuy nhiên ở các khoảng wt = 0 ÷ π /6 → uC > uA và wt = 5 π /6 ÷ π → u b > uA Như vậy van T1 nối vào pha A chỉ có thể mở trong khoảng wt = π /6 → 5 π /6. Trong khoảng này nếu tín hiệu đến cực điều khiển của T 1 thì T1 mở. Tương tự với T 2 và T3. Thời điểm α 0 = wt = π /6 đợc gọi là thời điểm mở tự nhiên của sơ đồ chỉnh lưu 3 pha. Nếu truyền tín hiệu mở van chậm hơn thời điểm mở mở tự nhiên một góc độ điện thì khoảng dẫn dòng cuả van sẽ thay đổi (nhỏ hơn 2 π /3) dẫn đến trị số trung bình của điện áp chỉnh lưu sẽ giảm đi. Khi góc mở α càng lớn thì Ud càng nhỏ - Sơ đồ cầu: Từ kết kết cấu của sơ đồ chỉnh chỉnh lưu cầu ta có nhận nhận xét: Để có dòng dòng qua phụ tải thì trong sơ đồ phải có ít nhất 2 van cùng thông, một ở nhóm anôt chung, một ở nhóm katôt chung. Vậy với giả thiết là sơ đồ làm việc ở chế độ dòng liên tục và bỏ qua quá trình chuyển mạch thì khi bộ chỉnh lưu cầu m pha làm việc, ở một thời điểm bất kỳ trong sơ đồ luôn có 2 van có thể dẫn dòng khi có xung điều khiển: Van ở nhóm katôt chung nối với pha có điện áp dương nhất và van ở nhóm anôt chung nối với pha có điện áp âm nhất. Thời điểm mở tự nhiên của sơ đồ cầu cũng được xác định như đối với sơ đồ tia có số pha tương ứng:


10


KHOA ĐIỆN

Để điều khiển điện áp chỉnh lưu trên phụ tải một chiều ta thay đổi thời điểm đưa xung điều khiển đến các cực điều khiển của các van, làm thay đổi khoảng dẫn dòng của van làm điện áp trung bình của chỉnh lưu thay đổi. Đặc điểm của các sơ đồ hình tia là ngoài các thời gian chuyển mạch các van ứng với γ (là khoảng thời gian khi một van nào đó đang ngừng làm việc và van tiếp sau đang bắt đầu làm việc )dòng điện phụ tải tải i d bằng dòng điện trong van đang mở. Do đó dòng điện trong mạch phụ tải được xác định bởi sức điện động pha làm việc của máy biến áp , còn độ sụt áp trong bộ biến đổi thì được xác định bởi độ sụt áp trên trên pha đó . ở sơ đò cầu, bên ngoài chu kỳ chuyển mạch vẩn có hai van làm việc đồng thời .Dòng điện phụ tải chảy liên tiếp qua hai van và hai pha của máy biến áp dưới tác dụng của hiệu số sức điện động của các van tương ứng, nghỉa là dưới tác dụng của sức điện động dây. Sau một chu kỳ biến thiên của điện áp xoay chiều cả sáu van của bộ biến đổi đều tham gia làm việc. trị số trung bình của sức điện động chỉnh lưu E d ở trạng thái dòng điện liên liên tục được xác định như sau : Ed = Eđmcos α Trong đó Eđm là trị số cực đại của sức điện động chỉnh lưu ứng với trường hợp α = 0 Với sơ đồ 3 pha hình tia trị số cực đại của sức điện động chỉnh lưu là : Eđm1 =1,17E2f .Với sơ đồ cầu là E đm2 =2,34E2f Trong đó E2f là trị số hiệu dụng của s.đ.đ pha thứ cấp máy biến áp Kết luận : Để phù hợp với yêu cầu của đề tài thì ta chọn bộ chỉnh lưu cầu 3 pha. c, Dòng điện chỉnh lưu trên phụ tải một chiều: Do điện áp chỉnh lưu lặp đi lặp lại 2m (hoặc m) lần trong một chu kỳ của điện áp nguồn nên ở chế độ xác lập thì dòng qua tải cũng lặp đi lặp lại như vậy (tuỳ thuộc sơ đồ chỉnh lu là tia hay cầu, số pha chẵn hay lẻ). Như vậy chỉ cần biết dòng và áp trên tải trong trong khoảng khoảng thời thời gian là 1/m chu chu kỳ hay là tương đương đương góc độ điện 2 π / q ( q=2m hoặc q = m). Để xác định dòng và áp trên tải ta dựa vào sơ đồ thay thế của chỉnh lưu trong một khoảng thời gian làm việc của một van.

Hình 2.7 :

Sơ đồ thay thế của chỉnh chỉnh lưu lưu trong trong khoảng khoảng thời gian làm việc của van. van.


11


KHOA ĐIỆN

- U: tổng đại số điện áp nguồn nguồn xoay chiều tác động trong mạch vòng nối với các van đang dẫn dòng trong sơ đồ ở thời gian đang xét. - Nếu là sơ đồ tia tia thì chỉ có 1 van mở, u = u f . - Nếu là sơ đồ cầu thì có 2 van ở 2 pha pha khác nhau cùng làm việc, u = u d. - Nếu chọn mốc thời gian xét t = 0 là thời thời điểm bắt đầu mở một van trong sơ đồ thì : u = Um.sin(wt + Ψ ) + Um - Biên độ điện áp nguồn (pha hoặc dây) + Ψ góc pha đầu, được xác định: Ψ = π / 2 - π / q + α - T đặc trưng cho van đang dẫn dòng, ở sơ đồ tia là 1 van, van, sơ đồ cầu là 2 van nối tiếp nhau, bỏ qua sụt áp trên van - Ed, R d, Ld là các phần tử của phụ tải - Ud, Id - dòng và áp trên tải. Phương trình cân bằng điện áp từ sơ đồ thay thế: Rd .id + Ld .

did dt

= U m sin(ω t + ψ ) − E d

(2-5)

Giải phương trình này ta nhận được biểu thức của dòng điện chỉnh lưu: id = i0 + I m [1 −

sin(ψ − arctg ωτ ) e 2 1 + (ωτ )

−t / τ

] − I m [1 −

sin(ϖ t +ψ − arctg ωτ ) ] (2-6) 2 1 + (ωτ )

Tuỳ thuộc đặc tính phụ tải, dạng sơ đồ, giá trị góc điều khiển mà có thể có các chế độ làm việc khác nhau: - Nếu trong toàn toàn bộ thời thời gian làm việc i d >0 ta có chế độ dòng tải liên tục - Nếu trong trong một chu kỳ làm việc việc mà dòng tải tải có q khoảng bằng không không và q khoảng khoảng khác không ( q = m nếu là sơ đồ tia, q = 2m nếu là sơ đồ cầu ) ta có chế độ dòng tải gián đoạn. - Chế độ giới hạn giữa 2 chế độ nêu nêu trên được gọi là chế độ dòng biên liên tục. tục. d, Đảo chiều trong trong hệ hệ thống T - Đ : Do tính chất dẫn dòng theo một chiều của chỉnh lưu và để phù hợp với truyền động có công suất đã chọn ta dùng phương án đảo chiều trong hệ T- Đ là dùng 2 bộ biến đổi .Một bộ biến đổi làm việc ở chế độ thuận,một bộ thuận làm việc ở chế độ quay ngược.Để điều khiển các bộ biến đổi ta dùng phương pháp điều khiển chung.Đây là phương pháp được dùng phổ biến trongh các truyền động đảo chiều tần số lớn mà còn giảm số lượng thiết bị.


12


KHOA ĐIỆN

Sơ đồ nguyên lý của hệ T- Đ dùng 2 bộ biến đổi nối song song ngược điều khiển chung: CB1

CB2 BBD2 3 pha

3 pha BBD1

CB3

CB4

Hệ thống FX

Hình vẽ 2.8 : Sơ đồ nguyên lý T- Đ dùng 2 bộ biến đổi. Trong sơ đồ biến đổi dùng hai bộ biến đổi có 1 hệ phát xung điều khiển chung đồng thời phát xung đến 2 bộ biến đổi .Trong đó một bộ làm việc ở chế độ chỉnh lưu và một bộ làm việc ở chế độ nghịch lưu chờ. Phương án này làm giảm số lượng thiết bị và tăng tần số đảo chiều .Tuy nhiên ở chế độ dòng gián đoạn hoặc ở chế độ chuyển đổi làm việc giữa hai bộ biến đổi thì xuất hiện dòng không không cân bằng nên người ta nối thêm các cuộn kháng cân bằng trong mạch. III. Chọn phương án truyền động : Qua quá trình phân tích hai hệ thông F - Đ và T- Đ ta thấy chúng có những ưu điểm nhựơc điểm nhất định. Cả hai hệ thống đều đáp ứng được yêu cầu công nghệ đặt ra. Nhưng xét về chỉ tiêu kinh kinh tế, kỹ thuật thì mổi hệ hệ thống đạt được những đặc điểm khác nhau. Cụ thể ta thấy hệ F - Đ dể điều chỉnh tốc độ, chuyển đổi trạng thái hoạt động linh hoạt vì đặc tính hệ thống năm đều bốn góc phần t. Với hệ thống F - Đ khi lắp đặt chiếm diện tích lớn, cồng kềnh nhưng hiệu suất lại không cao. Khi làm việc lại gây ồn ào, rung động mạnh, công lắp đặt lớn, vốn đằu tư cao. Trong giai đoạn CNH – HĐH ngày nay với xu thế chung hướng tới mục tiêu yêu cầu tối ưu nhất đảm bảo tính khoa học, gọn nhẹ không gây ồn, ít ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Với hệ truyền động F - Đ mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng còn nhiều hạn chế chưa đáp ứng được yêu cầu CNH – HĐH hiện nay. ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

13


KHOA ĐIỆN

Ngày nay với nền công nghiệp hiện đại người ta ta đang dần tiến hành thay thế hệ thống thống truyền động F - Đ bằng các hệ truyền động khác. Với hệ truyền động T - Đ có hệ số khuyếch đại lớn, dể tự động hoá do tác động nhanh chính xác, công suất tổn hao nhỏ. Kích thước nhỏ và gọn nhẹ. Ngày nay với sự phát triển mạnh mạnh mẻ của khoa học công nghệ xu hướng tự động hoá các hệ thống tự động, gia công chính xác, nên điều khiển hệ thống được thực hiện bằng cách lắp ghép hệ thống với các bộ điều khiển khiển tự động như PLC, vi xử lý. lý. Nhìn chung hệ thống T - Đ đáp ứng được yêu cầu đặt ra. Với những ưu điểm điểm và những đặc điểm phù hợp cách truyền động.Vậy động.Vậy em chọn phương án truyền truyền động T Đ. Bởi vì hệ T-Đ có chế độ tác động nhanh và dễ tự động hoá , phù hợp với yêu cầu của sự phát triển khoa học kỹ thuật đó là tối ưu hoá, tự động hoá gia công chi tiết chính xác, độ tin cậy cao giảm được sức lao động và tăng năng xuất, kích thươc cơ khí gọn nên phần cơ khí của máy gọn tạo nên tính thẩm mỹ của hệ thống. Vì kinh tế vốn đầu t và chi phí vận hành thấp hơn nhiều so với hệ truyền động F-Đ. CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG Muốn xây dựng sơ đồ mạch động lực phải phải chọn được sơ đồ chỉnh lưu để làm bộ biến đổi cho mạch, như đã biết ở phần II, hệ T-Đ có tác động nhanh, sđđ Eđ của bộ biến đổi. Khi biến đổi

π

từ 0 đến 2 , trị số E đ biến thiên từ E đm đến 0. Rõ ràng là các đặc tính cơ và đặc tính tốc độ của truyền động điện là một họ các đường thẳng song song với nhau. Các đường thẳng đó cắt trục tung tại những điểm tương ứng với các tốc độ không tải lý tưởng α

E dm cos α − ∆U v K φ dm

ω ' 0 =

Đặc tính cơ và đặc tính tốc độ của truyền động điện khi bộ biến đổi là việc ở trạng thái động điện gián đoạn không thể biểu diễn bằng giải tích được. Trường hợp bộ biến đổi là việc ở trạng thái dòng điện liên tục, nếu biến đổi góc thông van α thì tốc độ không tải lý tưởng giả định ω ' 0 biến đổi trong một phạm vi rộng. π

Nếu α = α 0 = thì ω ' 0 =0 và động cơ làm việc ở trạng thái hãm động năng. Khi 2

α >

π

2

ω ' 0 < 0 , hệ thống truyền động điện sẽ làm việc ở trạng thái hãm tái sinh. Khi đó, năng

lượng do máy điện một chiều sinh ra sẽ được bộ biến đổi van biến thành năng lượng ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

14

,


KHOA ĐIỆN

điện xoay chiều để truyền vào lưới cung cấp. Khi này, bộ biến đổi van làm việc ở trạng thái nghịch lưu với đặc điểm sau: dòng điện trong mạch của nguồn xoay chiều chảy dưới tác dụng của s.đ.đ. E của động cơ. trong phần lớn khoảng dẫn của van, dòng điện này chảy ngược chiều sđđ của các cuộn dây máy biến áp. Để không xảy ra hiện tượng ‘‘đột biến nghịch lưu’’ với dòng điện trong mạch lớn gấp nhiều lần so với lúc làm việc bình thường, dễ gây hỏng trong bộ biến đổi, mà trước hết là gây nguy hiểm cho các van, ta phải hạn chế góc thông van: α max

≤ π − (γ + δ )

Trong đó: δ là khoảng thời gian để phục hồi tính chất ngắt của van. Trong đó: δ là khoảng thời gian để phục hồi tính chất ngắt của van. Khi tần số lưới là 50Hz, góc phục hồi tính chất ngắt của van ion bằng khoảng 12 0. Đối với Tiaristo, thời gian phục hồi tính chất ngắt không quá 150 µ s , tương ứng với δ ≈ 3° . Thường thường, khi phân tích hoạt động của bộ biến đổi ở trạng thái nghịch lưu, người ta sử dụng khái niệm ‘‘ góc thông trước’’ của van β = π − α . Tương ứng để loại trừ hiện hiện tượng’’đột biến nghịch lưu’’ ta có điều kiện kiện hạn chế sau: β min

≥

γ + δ .

Trong thực tế ở các hệ thống truyền động, van, người ta áp dụng ba phương pháp biến đổi chiều mômen động cơ sau:

1 Biến đổi chiều từ thông động cơ khi chiều dòng điện phần ứng không đổi (hình 3.1).

(3.1) ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

(3.2)

(3.3) 15


KHOA ĐIỆN

2 Biến đổi cực tính điện áp phần ứng nhờ các công tắc chuyển đổi (bộ đảo chiều) (hình 3.2). 3.Biến đổi cực tính điện áp phần ứng nhờ bộ biến đổi van hai nhóm (hình 3.3). Khi áp dụng hai phương pháp đầu, động cơ được xung cấp từ bộ điều khiển đơn (bộ biến đổi một nhóm). Tuy nhiên, khi đó rất khó thực hiện chuyển đổi từ trạng thái động cơ sang trạng thái hãm với chiều quay không đổi. Sơ đồ đầu là rẻ nhất và đơn giản nhất, song có nhược điểm là thời hạn đảo chiều lớn, bằng khoảng (0,5 - 2,5)s ,( do hằng số thời gian của cuộn dây kích từ động cơ không lớn). Sơ đồ thứ hai tuy có thời hạn đảo chiều nhỏ hơn nhưng van không thể dưới 0,1s vì trong quá trình đảo chiều, phải đảm bảo thứ tự tác động nhất định định trong hệ thống điều khiển truyền động điện. Đối với các hệ thống truyền động yêu cầu đảo chiều nhanh và cần có trạng thái động cơ hay trạng thái hãm trong cùng một chiều chiều quay của động cơ, người ta sử dụng các sơ đồ có hai nhóm van (bộ biến đổi kép). Mỗi nhóm dẫn dòng điện theo một chiều nên bộ biến đổi có khả năng dẫn điện theo cả hai chiều. Bộ biến đổi như vậy có thể được nối theo nhiều sơ đồ khác nhau. Có 2 bộ chỉnh lưu điều khiển là sơ đồ đấu chéo và sơ đồ song song ngược. Về mặt nguyên lý thì sơ đồ đấu chéo hoặc sơ đồ song song ngược hoạt động tương tự như nhau. Khi BBĐ này làm việc thì BBĐ kia nghỉ, khi đổi chế độ của BBĐ thì dòng điện qua tải được đổi chiều. Thực tế người ta hay sử dụng sơ đồ đấu song song ngược với các phương pháp điều khiển khác nhau. Trong sơ đồ song song ngược, cả hai nhóm van đều đựơc cung cấp từ một nhóm dây cuốn thứ cấp của máy biến áp. Khi hệ thống truyền động điện làm việc việc ở trạng thái động cơ, một nhóm van, van, ví dụ 1V, làm việc ở trạng thái chỉnh lưu còn nhóm kia 2V bị khoá hoặc chuẩn bị làm việc ở trạng thái nghịch lưu. Trong trường hợp thứ hai, để loại trừ hiện tượng truyền năng lượng do 1V biến đổi vào lưới lưới qua 2V ta phải bảo đảm E đ2> Eđ1. Nếu 2V làm việc ở trạng thái chỉnh lưu, thì 1V phải được khoá hoặc chuẩn bị làm việc ở chế độ nghịch lưu. Khi đó, tương ứng với trường hợp trên, ta có E d1 ≥ Ed2: Như vậy nói ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

16


KHOA ĐIỆN

chung Edn1 ≥ Edc2 , trong đó Edn1 , Edc2 – s.đ.đ của các nhóm van bộ biến đổi làm việc ở trạng thái nghịch lưu và chỉnh lưu. Khi hệ thống truyền động điện làm việc ở trạng thái hảm tái sinh, một nhóm van làm việc ở trạng thái nghịc nghịc lưu, còn nhóm van kia bị khoá hoặc chuẩn bị làm việc việc ở chế độ chỉnh lưu. Trường hợp này cũng phải đảm bảo quan hệ E dn1 ≥ Edc2 Trạng thái làm việc của bộ biến đổi van đảo chiều phụ thuộc rất nhiều vào phương thức điều khiển cả hai nhóm van . Khi điều khiển chung, tín hiệu điền khiển được đưa vào cả hai nhóm van sao cho đảm bảo được E dn1 ≥ Edc2 . Trường hợp này cần hạn chế dòng điện cân bằng chạy giữa hai nhóm van dưới tác dụng của các trị số tức thời của s.đ.đ các nhóm van. Do đó trong mạch của bộ biến đổi người ta nối các cuộn kháng cân bằng CB1 – CB4, như hình vẽ.

Hình 3.4 : Sơ đồ nối song song ngược của hệ thống CL - Đ có đảo chiều quay. Để loại trừ dòng điện cân bằng người ta sử dụng phương pháp điều khiển riêng các nhóm van của bộ biến đổi . Khi đó các tín hiệu điều khiển (xung) chỉ được đưa vào nhóm van đang làm việc, còn ở nhóm van kia (nhóm không làm việc tại thời điểm dang xét ) không có xung điều khiển nên nó bị ngắt. để thay đổi trạng thái làm việc của bộ biến đổi người ta dùng một thiết bị biến đổi đặc biệt để ban đầu làm mất xung điều khiển trên nhóm van đang làm việc, rồi sau đó một khoảng thời gian ngắn (5 - 10 µ s) đưa xung điều khiển lên nhóm van thứ hai.


17


KHOA ĐIỆN

Ta có sơ đồ mạch lực như sau :

Hình 3.5 : Sơ đồ mạch lực của hệ truyền động. Trong sơ đồ gồm có: - Máy biến áp BA :Làm nhiệm vụ cung cấp nguồn nguồn cho mạch - CK là cuộn kháng dùng để lọc nguồn 1 chiều gọi là cuộn kháng san bằng. - BD là các máy biến dòng được sữ dụng để lấy tín hiệu âm dòng điện, đưa trở lại khống chế đầu vào mạch điều khiển. ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

18


KHOA ĐIỆN

- Các bộ R-C được mắc song song với các Tiristor trong các quá trình chuyển

mạch và biến thiên

du di ; . dt dt

- Đ là động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập, dùng để truyền động cho hệ thống.

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỞ VAN I . KHÁI QUÁT CHUNG

Như ta đã biết, để các van của bộ chỉnh lưu có thể mở tại thời điểm mong muốn thì ngoài điều kiện tại thời điểm đó trên van có điện áp thuận thì trên cực điều khiển G và K của van phải có điện áp điều khiển (thường gọi là tín hiệu điều khiển). Để có hệ thống tín hiệu điều khiển xuất hiện đúng theo yêu cầu mở van người ta sử dụng mạch điện tạo ra các tín hiệu đó gọi là mạch điều khiển. Điện áp điều khiển các Tiristor phải đáp ứng được các yêu cầu cần thiết về công suất, biên độ cũng như thời gian tồn tại. Do đặc điểm của Tiristor là khi van đã mở thì việc tồn tại tín hiệu điều khiển nữa hay không cũng không ảnh hưởng đến dòng qua van. Vì thế hạn chế công suất của mạch phát tín hiệu điều khiển và giảm tổn thất trên vùng cực điều khiển tạo ra các tín hiệu điều khiển Tiristor có dạng xung. Trong hệ thống truyền động ta dùng các hệ thống phát xung điều khiển đồng bộ, khống chế theo nguyên tắc pha đứng với sơ đồ khối như sau :

Hình 4.1: Sơ đồ khối của khâu phát xung theo nguyên tắc pha đứng. - Khối 1 : Khối đồng bộ hóa và phát xung răng ca khối này có nhiệm vụ lấy tín hiệu đồng bộ hóa và phát ra điện áp hình răng cưa đưa đến khối so sánh. - Khối 2 : Khối so sánh có nhiệm vụ so sánh hai tín hiệu điện áp hình răng cưa U RC và điện áp điều khiển U đk để phát ra xung điện áp đưa tới mạnh tạo xung. - Khối 3: Khối tạo xung có nhiệm vụ tạo ra các xung điều khiển đa tới U1: Điện áp lưới xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu. lưu. urc: điện áp tựa hình hình răng ca lấy từ từ đầu ra của khối ĐBH - FXRC


19


KHOA ĐIỆN

uđk : điện áp điều khiển một chiều dùng để điều khiển giá trị góc mở cực điều khiển của Tiristor. α Nguyên lý làm việc cơ bản của mạch phát xung theo nguyên tắc pha đứng: Điện áp cấp cho mạch động lực của BBĐ được đưa đến mạch đồng bộ hoá của khối 1. Trên Trên đầu ra của mạch mạch đồng bộ hoá có điện điện áp hình sin cùng cùng tần số với điện điện áp nguồn cung cấp và được gọi là điện áp đồng bộ.Điện áp đồng bộ được đưa vào mạch phát xung răng cưa để tạo ra điện áp răng cưa cùng tần số với điện áp cung cấp. Điện áp răng cưa và điện áp điều khiển (thay đổi được trị số) đưa vào mach so sánh sao cho cực tính của chúng ngược nhau. Tại thời điểm trị số của 2 điện áp này bằng nhau thì đầu ra của mạch so sánh thay đổi trạng thái → xuất hiện xung điện áp. Như vậy xung điện áp có tần số xuất hiện bằng bằn g với tần số xung răng cưa → bằng với tần số nguồn cung cấp. Thay đổi trị số nguồn điều khiển sẽ làm thay đổi thời điểm xuất hiện xung ra của mạch so sánh. Xung này có thể đưa đến cực điều khiển của Thyristor để mở van. Thực tế thì xung đầu ra của mạch so sánh thường không đủ độ rộng và biên độ để mở van, do đó người ta sử dụng mạch khuyếch đại và truyền xung. Nhờ đó mà các xung ra của mạch này đủ điều kiện mở chắc chắn các Thyristor. Mỗi Thyristor cần có một mạch phát xung, do đó trong sơ đồ có bao nhiêu van cần có bấy nhiêu mạch phát xung. Vấn đề là phải phối hợp sự làm việc của các mạch phát xung này để phù hợp với quy luật mở các van ở mạch động lực. Từ sơ đồ khối của của mạch ta có thể phân tích và thiết kế từng khối chức năng 1. Khâu đồng bộ hoá và phát xung răng cưa: Có rất nhiều loại mạch điện để tạo ra xung răng cưa nhưng trong trường hợp này chọn khâu đồng bộ hoá sau : Thiết bị của mạch gồm : - BAĐ là máy biến áp đồng bộ xoay chiều một pha gồm một cuộn dây pha sơ cấp và hai cuộn dây pha thứ cấp có cực tính ngược nhau. Để lấy tín hiệu đồng bộ và hai cuộn dây pha thứ cấp còn lại độc lập với hai cuộn dây trên dùng để cung cấp điện áp nguồn nuôi cho mạch điều khiển. - Trên mạch ra của cuộn dây thứ cấp lấy tín hiệu đồng bộ có các phần tử là mạch tạo điện áp răng cưa, trong đó : + Mạch gồm Tr 2, ĐZ, R 4, WR là mạch ổn định dòng để nạp tụ. + URC là điện áp răng cưa đầu ra của sơ đồ. ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

20


KHOA ĐIỆN

+ U0 là điện áp ổn định trên điốt ổn áp D Z; ic1, ic2 là dòng điện cực góp Tr 1 và Tr 2

Hình 4.2 : Mạch tạo xung răng cưa - Nguyên lý làm việc của khâu đồng bộ hóa và phát xung xung răng cưa : Điện áp Ucb2 giữa cực phát ra và cực Tr 2 là Ucb2 = U0 - ic2.R WR, WR, với R WR WR là trị số điện trở của biến trở WR. Do sụt áp giữa cực phát va cực gốc của một Tranzitor Tranzitor hầu như không không đổi nên ta xem U cb2 = A = const, vậy ta có : i c2 = (U 0- U cb2)/R WR WR = 1 const mặt khác ta lại có dòng điện qua cực góp Tr 2 là không đổi. Ta giả thiết rằng : tại ω t = 0 thì U đb = 0 và bắt đầu chuyển sang chu kỳ dương, tại ω t = 0 thì điện áp trên tụ C = 0. Vậy sau thời điểm ω t = 0 thì U đb > 0 nên điốt D được đặt điện áp thuận, D sẽ mở dẩn đến có dòng điện tử cuộn thứ cấp BAĐ đi qua R 2 và D, nếu bỏ qua sụt áp rất nhỏ trên cuộn dây máy biến áp đồng bộ hóa và trên điốt D thì trên R 2 được đặt điện áp bằng toàn bộ sức điện động thứ cấp BAĐ tức là U đb. Điện áp sụt trên R 2 lúc này có thể dương đặt vào cực phát Tr 2 còn thế âm dặt vào cực gốc Tr 1, do vậy mạch gốc phát Tranzitor bị đặt điện áp ngược và Tr 1 khóa và tụ được nạp điện bởi dòng cực góp Tr 2 có giá trị ổn định. Điện áp trên tụ tăng dần theo quy luật U C = I.t/c đây là quy luật tuyến tính.

Hình 4.3 : Đồ thị điện áp khâu tạo xung ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

21


KHOA ĐIỆN

Đến thời điểm ω t = π thì Uđb = 0 và bắt đầu chuyển sang nửa chu kỳ âm. Van D bị đặt điện áp ngược và khóa lại do vậy điện áp đồng bộ không tác động đến mạch gốc phát của Tr 1 nữa lúc này dưới tác động của nguồn cung cấp một chiều qua điện trở định thiên R 1 trong mạch định thiên trong kiểu phân áp gồm R 1 và R 2 mà Tr 1 mở. Khi Tr 1 mở thì tụ ngừng nạp và bắt đầu phóng điện qua mạch góp phát của Tr 1 và điện trở bảo vệ Tranzitor R 3. Người ta tính chọn các điện trở R 1, R 2 và Tr 2 sao cho Tr 1 mở bảo hòa với dòng cực góp là 1. Vậy tụ C sẻ ngừng phóng phóng điện khi điện điện áp trên tụ giảm xuống xuống bằng sụt áp bảo hòa của Tr 1 cộng với sụt áp trên R 3 gây nên bởi dòng mở bảo hoà của Tr 1; U R3 = i R3, sụt áp bảo hòa trên một Tranzitor rất nhỏ nên ta có thể bỏ qua, mặt khác R 3 và I cũng có giá trị rất nhỏ (1 – 5 mA) nên ta có thể bỏ qua sụt áp trên R 3. nh vậy thì tụ C phóng đến điện áp bằng không tại ω t = vt và do Tr 1 vẩn mở nên tụ vẩn giử nguyên giá trị điện áp bằng không cho đến thời điểm ω t =2 π . Tại thời điểm này thì U đb = 0 và lại bắt đầu chuyển sang dương, điốt D lại được đặt điện áp thuận và lại mở và Tr 1 lại bị khóa, do vậy tụ C lại được nạp tương tự như khi ω t = 0 và sự làm việc của sơ đồ lặp lại như chu kỳ vừa xét. Điện áp răng cưa trên đầu ra cũng chính là điện áp trên tụ C và dạng điện áp ra U RC được cho trên đồ thị điện áp. Với sơ đồ này thì biên độ điện áp răng cưa không phụ thuộc vào biện độ điện áp đồng bộ, dạng điện áp ra đã gần giống hình răng cưa và độ dài sườn trước(giai đoạn nạp tụ) cũng đạt đến 180 0 ta sẻ sử dụng sườn này của U RC. Trong sơ đồ thì R 3 là điện trở hạn chế dòng phóng của tụ C qua Tr 1 mở để bảo vệ Tr 1, còn WR để điều chỉnh tiến độ điện áp răng cưa cho phù hợp với yêu cầu. 2. Khâu so sánh. Để tạo ra một hệ thống xung xuất hiện một cách chu kỳ với chu kỳ bằng chu kỳ điện áp răng cưa (cũng là chu kỳ nguồn cung cấp cho bộ chỉnh lưu) và điều khiển được thời điểm xuất hiện các xung ta sử dụng mạch so sánh. Có thể thực hiện khâu so sánh theo nhiều mạng khác nhau, ở đây ta dùng IC khuyếch đại thuật toán và cách nối hai tín hiệu URC và Uđk theo cách tổng hợp song song sơ đồ như sau.


22


KHOA ĐIỆN

Hình 4.4 :Sơ đồ khâu so sánh a, Thiết bị của mạch gồm : - IC1 là IC khuyếch đại thuật toán có nhiệm vụ khuyếch đại và so sánh tín hiệu URC và Uđk . URC là điện áp răng ca có chu kỳ theo điện áp thuận đặt lên các van ở mạch động lực, còn U đk là điện áp điều khiển. - Điốt D2 bảo vệ đầu ra của mạch so sánh. b, Nguyên lý làm việc : Các điện áp răng cưa U RC và điện áp điều khiển R đk đk được đưa vào mạch so sánh với cực tính khác nhau. Cụ thể trên sơ đồ ta có U RC > 0 còn U đk < 0 , IC thuật toán làm nhiệm vụ so sánh và tại thời điểm

U RC

Khi

: Ura < 0

U RC

>

U dk

U RC

<

U dk

=

U dk

thì đầu ra khối so sánh U ra sẻ thay đổi trạng thái cụ thể : α

↔

: Ura > 0

↔

< 900 α

> 900

: Ura đổi chiều. Như vậy điện áp của khâu so sánh là dạng xung có 2 mức bão hào dương và bão hoà âm .các xung điện pá này được đưa tới Quá trình này được mô tả trên giản đồ điện áp của mạch điều khiển. U RC

=

U dk

Hình 4.5 :Giản đồ điện áp 3 . Khâu tạo xung. Để đảm bảo yêu cầu về độ chính xác của thời điểm xuất hiện xung, sự đối xứng của xung ở các kênh khác nhau... mà người ta thiết kế cho khâu so sánh làm việc với công suất xung ra nhỏ, do đó xung ra của khâu so sánh chưa đáp ứng đủ các thông số yêu cầu của cực điều khiển Tiristor.Để có xung có đủ các thông số yêu cầu cần thiết ta phải thực hiện khuếch đại xung, thay đổi lại độ dài xung, trong một số trường hợp cần phải phân chia các xung, và cuối cùng là truyền xung ra của mạch phát xung đến ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

23


KHOA ĐIỆN

cực điều khiển và katôt của Thyristor. Vì vậy mà ta phải sử dụng một số mạch điện để thực hiện các công việc đã nêu,các mạch này thường bao gồm: - Mạch khuyếch đại xung - Mạch sữa xung. - Mạch phân chia xung. - Mạch chuyển xung đến Thyristor (thường được gọi là thiết bị đầu ra). Toàn bộ các mạch này được ghép chung vào một khâu gọi là khâu tạo xung. tuỳ từng trường hợp cụ thể mà có thể có đầy đủ các phần mạch riêng để thực hiện đầy đủ các nhiệm vụ đã nêu, có trường hợp chỉ có một hoặc một số mạch nhất định nào đó * Thiết bị của mạch bao gồm : - R 7, C1, D2, Tr 2, Tr 4 có nhiệm vụ sửa xung. - Tr 3, Tr 4, D3, D4, BAX có nhiệm vụ khuyếch đại và truyền xung cung cấp cho cực G của Tiristor. * Nguyên lý làm làm việc của của mạch tạo tạo xung : - Xung truyền đến cực điều khiển Tiristor dùng máy biến áp xung BAX. Máy biến áp xung ghép giữa đầu ra của tầng khuyếch đại công công suất xung với cực điều khiển G và K của Tiristor. - Khuyếch đại xung : dùng tầng khuyếch đại Đalinhtơn mạch khuyếch đại có hệ số khuyếch đại là : β = β 1 + β 2 trong đó β 1 , β 2 là hệ số khuyếch đại của Tr 3 ,Tr 4) Sửa xung : Khi điện áp đầu ra của khâu so sánh có giá trị dương, tụ C 1 sẽ nạp (D2 khoá Tr 3, Tr 4 mở bởi xung dương theo đường + USS → R 7 → - C1 → Tr 3 → Tr 4 → USS nên UC1 : UCC(+) điện áp đầu ra của khâu so sánh có giá trị âm, đi ốt D 2 phân cực thuận, Tr 3 và Tr 4 khóa, tụ C1 phóng điện ( + C 1 ) → R 7 → USS → D2 → (-C1) tụ C1 phóng nhanh về 0 và nạp lại với điện áp có cực cực tính ngựơc lại với hằng số thời gian gian τ = R 7.C1. Do đó Tr 3 và Tr 4 không khóa lại ngay mà dần khóa lại tùy thuộc τ , quá trình đó gọi là quá trình sửa xung. Xuất phát từ nguyên lý hoạt động của khâu so sánh ta thấy: Khi thấy đổi trị số điện áp điều khiển U đk để thay thay đổi góc điều điều khiển α thì độ dài của các xung ra của khâu so sánh thay đổi. II . THIẾT KẾ MẠCH KHUYẾCH ĐẠI TRUNG GIAN

Mạch khuyếch đại trung gian gòm các khâu điện áp chủ đạo ,khâu tổng hợp tín hiệu ,khâu phản hồi âm dòng điện và tốc độ.các khâu này đều sử dụng các vi mạch khuyếch đại thuật toán kết hợp với các linh kiện liên quan nên tín hiệu ra là tuyến tính so với tín hiẹu vào thông số qua hẹ số khuyếch đại ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

24


KHOA ĐIỆN

1. Mạch khuyếch đại và tạo xung ( mạch tạo điện áp chủ đạo ).

Hình 4.10 : Sơ đồ mạch điện điện áp chủ chủ đạo Khuyếch đại thuật toán OA và các điot,điện trở ding để nhận tín hiệu U 0 Vào và tạo ra điện áp chủ đạo(tín hiệu chủ đạo).

2. Khâu tổng hợp hợp mạch vòng vòng âm tốc độ : C

R19

R20 R21

R19

+UdkT

R18 +UCC

Ucd

-UCCOA3

OA4 -UCC

R24

RU R23 R22 UdkN

+UCC OA5 -UCC

R0 FT

Hình 4.11 :Sơ đồ mạch vòng âm tốc độ


25


KHOA ĐIỆN

Tín hiệu phản hồi âm tốc độ được cấp từ máy phát tốc (FT) nên cùng trục với động cơ.tín hiệu này tỷ lệ tuyến tính với tốc độ cơ. Trong đó : OA3 :Khâu tổng hợp và khuyếch đại.(KCO) OA4 : Khâu tổng hợp và khuyếch đại dòng (KI) OA5 : Dùng để lấy trạng thái theo yêu cầu U cd điện áp chủ đạo. Ngoài Ngoài ra các công tắc hành trình còn có các điện điện cực hạn chế ,bảo vệ máy khi bị sự cố.khuyếch đại thuật toán và các linh kiện khác nhận tín hiệu U 0 vào đầu vào và tạo ra các tín hiệu chủ đạo. Nguyên lý hoạt động : Giả sử bàn máy nằm ở hành trình thuận để chuẩn bị cho các quá trình làm việc .khi bàn máy chuyển động thì các tay gạt của bàn máy sẽ gạt vào tiếp điểm số 1 để đóng tiếp điểm k 1 cho tốc độ bàn máy tăng lên U 0 chuẩn bị vào dao và lần lượt tương tự ,bàn máy sẽ gạt vào vị trí 2,3,4,5 và quay lại làm việc ở chù kỳ tiếp theo. 3. Mạch tạo nguồn nuôi : Do trong mạch điều khiển có sử dụng khuyếch đại thuật toán (OA) nên càn có 2 nguồn nuôi ngược dấu ,cùng độ lớn để lấy điểm chung làm điểm nối mát.

Hình 4.12 : Sơ đồ tạo nguồn. Điện áp xoay chiều được chỉnh lưu nhờ bộ chỉnh lưu cầu 3 pha,điện áp ra được giữ ổn định nhờ 2 IC 7815 7815 và 7915 và được lọc phẳng bởi các tụ lọc.Cuối lọc.Cuối cùng đưa ra 2 nguồn nuôi +UCC Và -UCC.Có điểm chung là 0 của máy biến áp .hai nguồn nuôI này là 2 nguồn nuôI các vi mạch và nó cũng là điện áp ngưỡng. 4. Mạch vòng dòng điện : Trong sơ đồ : ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

26


KHOA ĐIỆN

OA 6 ,OA7 là các bộ khuyếch đại thuật tuần tự có hệ số khuyếch đại như nhau. tín hiệu phản hồi dòng được lấy trên điện trở trở điều chỉnh R thông qua bộ biến dòng và bộ chỉnh lưu cầu 3 pha .tín hiệu đó dẫn vào đầu OA 6 .Sau đó vào đầu vào OA 7 để so sánh với Udk bởi 2 điot D10 và D11.

Hình 4.13 :Sơ đồ mạch vòng dòng điện Từ những phân tích trên ta có thể tổng hợp được thành mạch điều khiển của máy tiện như hình vẽ. III. TÍNH CHỌN CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN

1: Tính toán mạch động lực. a. Các thô thông ng số số cơ cơ bản bản của của đông đông cơ : - Điện trở mạch phần ứng ứng của đông cơ : Ru

0,5.(1 − η )

=

U udm I udm

=

0,5.(1 − 0,85).

220 = 0,074 Ω) 222

- Điện cảm mạch phần ứng động cơ : Lu

= γ .

U dm .60 2.π . p.ndm I . dm

=

0,25.

220.60 = 0,0008( H ) = 0,8 ( mH ) . 2.3,14.2.1500 .222

b. Tính chọn Tiristor : Tính chọn dựa vào các yếu tố cơ bản dòng tải, điều kiện toả nhiệt, điện áp làm việc, các thông số cơ bản của van được tính như sau: - Điện áp ngược lớn nhất mà Tiristor : U n max = K nv .U 2 = K nv .

U d K . u


=

220.

Π

3

=

230,27(V )

27


KHOA ĐIỆN

Trong đó : K nv , K u = 3. 6 nv= 6 Π

Điện áp ngược của Tiristor cần chọn : Unv = K dtU dtU . Unmax = 1,8 .230,27 = 414,476 ≈ 414,5 (V). Trong đó : K dtU dtU = 1,8 là hệ số dự trữ điện áp. - Dòng điện làm việc việc của van van được tính tính theo dòng hiệu dụng : Ilv = Ihd = K hd hd .Id =

I d 3

=

222 = 128,17 ( A) . 3

Chọn điều kiện làm việc của van là cánh toả nhiệt và đầy đủ diện tích toả nhiệt. không có quạt đối lưu không khí ,với điều kiện làm việc đó dòng điện định mức của van cần chọn : Idm = K i .I lv = 3,2 . 128,17 = 410,15 (A) ≈ 410 (A) (K i = 3,2 là hệ số dự trữ dòng điện). Từ thông số Unv, Idm ta chọn 12 thysistor loại T35N500BOF do mỹ sản xuất có các tham số sau : Điện áp ngược cực đại : U n = 500 V Dòng điện địng mức của van : I dm = 35 A. Đỉnh xung dòng điện : I pik = 1100 A Dòng điện xung điều khiển : I dk = 0,2 A Điện áp của xung điều khiển : U dk = 1,4 V Dòng điện rò : I r =20 mA Sụt áp lớn nhất của tiristor ở trạng thái dẫn là : ∆U = 2 V dU = 1000V/s dt Thời gian chuyển mạch : t cm = 120 µ s

Tốc độ biến thiên điện áp :

Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép : Tmax = 125 0C c. Tính toán máy biến áp chỉnh lưu: Như ở phần thiết kế ta đã chọn máy biến áp có tổ nối dây Y/Y o ,ở phần này ta tính toán các thông số cho nó. Máy biến áp được chon theo điều kiện: + Sđmba ≥ Stt + I1fđm ≥ I1dm + I2fđm ≥ I2dm KỏK a.Udm + U2fdm ≥ K uK r r KỏK • Điện áp thứ cấp được chọn theo biểu thức ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

28


KHOA ĐIỆN

U2fdm ≥ K uK r r KỏK KỏK a.Udm • Trong đó Uđm là điện áp định mức động cơ K u llà hệ số xét tới ản hưởng khả ảnh hưởng dao động trong phạm vi cho phép của điện áp lưới. Thường lấy K u = 1,05 → 1,1 ta chọn K u = 1,1 Kỏ là hệ số kể đến góc điều khiển nhỏ nhất (ỏ min ), ta chọn ỏmin = 30o → ỏmax = 150o → kỏ = 1/cos ỏ min = 2/ 3 K r r là hệ số xét đến sự sụt áp trên điện trở thuần của máy biến áp, trên điện cảm của cuộn dây thứ cấp máy biến áp, do chuyển mạch, do sụt áp trên dây nối và cuộn kháng, mà trên cá van. K r r thường đựoc chọn từ 1,15 → 1,25 ta chong K r r = 1,15. K a là hệ số phụ thuộc thuộc sơ đồ chỉnh lưu. K a =

U ïdm U do

=

U 2 fdm 3 6 U 2π 2 fdm

=

0,85

Cuối cùng tat hay các gia trị cá hệ số vào ta được. U2fđm ≥ 0,85.1,1.(2/3).1,15 = 260 • chọn giá trị hiệu dụng của dòng pha thứ cấp. để đơn giản giản ta bỏ qua giá trị dòng cân bằng khi đó ta có: I2đm =Iđm/3 = 222/3 = 74 (A) dòng pha sơ cấp: cấp: • giá trị hiệu dụng của dòng I 2 dm =

m. 2 I . dm 3

Với m =U2/U1 = 260/220 = 1,18 là hệ số biến áp suy ra I 1đm = 123,5 (A). *S = ( S 1 +S2)/2 = 1,345.P d = 1,345.55 = 73,975 (Kw) Dựa vào các số liệu đả tính đựơc ở trên ta chọn máy biến áp có số liệu sau:

U1fđm (v) 220

U2fđm (v) 260

Sđm (Kva) 75

Iđm (A) 222

I2đm (A) 74

d. Tính Tính chọn chọn thiết thiết bị bảo bảo vệ mạch mạch động lực. lực. Ta biết rằng các thyistor là phần tử rất nhạy với sự biến thiên đột ngột của điện áp hay dòng điệ, đặc trưng cho nhữn hiện tượng này là gia tốc dòng điện và điện áp di/dt và du/dt. Các nguyên nhân gây ra những hiện tượng này bao gồm. ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

29


KHOA ĐIỆN

+ quá gia tốc dòng, áp do quá trình chuyển mạch. + quá gia tốc dòng, áp do cộng hưởng. + quá gia tốc dòng do cắt máy biến áp ở ché độ không tảI hay tảI nhỏ. để bảo vệ an toàn cho các van trước những tác nhân trên ta ding các phần tử R , C mắc song song với các thysitor như hình vẽ:

trị số R , C có thể tra theo các đường cong được xây dung bằng máy tính các quan hệ Ua/Up: G = b/ự o; H = ự o.Uk L C với b = R/2L U K

I . F =

L là điện cảm quy đổi của toàn bộ mạch tra đường cong ta được C = 0,3; R = 5Ω. 2. Tính toán toán mạch điều khiển. khiển. a. tí tính nh chọn chọn khâu khâu tạo tạo điện điện pá pá chủ chủ đạo. đạo. chọn biến trở R 30 30 = 4,7 KΩ công suet tiêu tán trên điện trở là. 152 P R30 = = 0,0478 ( W ) 4700

Chọn R 30 30 = 4,7kΩ, 1w b. tính chọn khâu phản hồi tốc độ. Căn cứ vào tốc độ định mức của động cơ và sai lệch tỉnh của hệ thống ta chọn sai lệch tỉnh của hệ thống có các thông số sau; Kiểu ∏.101

Uđm (V) 100

Iđm ( A)

nđm (v/ph) Rư ( Ù)

m (kg)

0.08

800

4,8

200

Căn cứ vào tốc độ định mức của máy phát tốc và của động cơ ta chọn bộ truyền bánh răng có tỷ số i = 2. để truyền tốc độ từ đông cơ đến MFT. ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

30


KHOA ĐIỆN

điện trở mạch ngoài của MFT: R31

=

U dm I dm

100 = 1250(Ω) 0,08

=

điện áp phản hồi lấy ra là 12 v từ đó ta chọn R31 =47 kΩ, 2w. Hệ số phản hồi tốc độ: khi tốc độ động cơ là định mức thì điện pá ra là 12v do đó hệ số phản hồi tốc độ γ đựoc tính: γ =

12 3000

=

0.004(v / v. ph)

c. tính chọn chọn BAX. AX. Tỷ số biến áp xung thưòng là: U

n = U 1

=

2:3

2

ta chọn n = 3 để đảm bảo transitor mở khi điện áp lưới dao động ta chọn U 2 = 8v, I2 = 2A, điện áp đặt lên cuộn sơ cấp BAX: U1 = n.U2 = 3.8 = 24v dòng sơ cấp BAX

I 2

=

I 2 n

=

2 = 0,6 v 3

chọn vật liệu sắt từ 330 hình hình chữ I I I làm việc trên một phần của đặc tính từ hoá ÄB = 0,7T , ÄH = 50A/m có khe hở từ thẩm của lõi sét từ: µ =

∆ B

µ 0 ∆ H

=

0,7 10 −6

= 1,4.10

4

Vì mạch từ có khe hở nên phải tính từ thẩm trung bình sơ bộ chọn chiều dài đường sức l = 0,1m khe hở l kh = 10-5m. µ TB

1

=

l kh +

1

0,1

=

µ

10 −5

+

0,1

=

5,8.10 3

1,4.10 4

Thể tích lỏi sắt từ: V = Q.l =

µ TB . µ 0 .t x .S .U . I 2 ' ∆ B

2

=

5,8.10 3.10 −6.0,15.24.0,6 0,7

2

= 15(cm

3

)

Với Q là tiết diện lỏi sắt. I ’2 là dòng thứ cấp quy đổi sang sơ cấp. Chọn v = 16,35cm3 ta sẻ chọn được các kích thước ( theo bảng II.2 điện tử công suất). Q = 163cm 2, l = 10,03cm. a = 1,2cm, h = 3cm, c = 1,2 cm, e = 1,8 cm, H = 4,2 cm, B = 1,6 cm, p = 7w. ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

31


KHOA ĐIỆN

Số vòng cuộn sơ cấp BAX: U .t x 24.6.10 4 = = 166 . ∆ B.Q K 0,7.1,63.10 4.0,76 −

W1

=

−

W1 = 166 vòng, K = 0,76 là hệ số lấp đầy. Số vòng cuộn thứ cấp BAX W2 = W1/ 3 = 56 (vũng) d. tí tính nh khâu khâu khuyếch khuyếch đại xung. xung. Căn cứ vào dòng sơ cấp BAX 0,6A ta chọn Tr là loại A1013 có: P k = 9 mw, nhiệt độ làm việc max là 150 o, f = 15 MH, U ceo = 160 v, Ucb = 6v, Ik = 1A, õ = 60, Tr làm việc ở chế độ xung. Như vậy I p3 = 600/60 = 10mA, I p3 chính là IC, Tr 2 do đó ta chọn Tr 5,Tr 6 loại A1015 có Pk = 400 mw, f = 80 MHz T max = 125oC, Uce =50v, U be = 5v, Ic = 150mA, õ = 70. e. tí tính nh chọn chọn khâu khâu điện điện áp áp động động bộ. bộ. Chọn biến áp đồng bộ là biến áp đầu Ä/ Y 0; điện áp pha thứ cấp U f2đm = 24v Trên biến áp đồng bộ cũng đặt luôn các cuộn dây tạo địên áp nguồn nuôI cho mạch điều khiển. Ta biết công suất mỗi BAX là 7W, có 6 BAX sử dụng công suất của nguồn nuôI; đồng thời cũng cũng tính đến công suất nuôi cho các khối khác như như khuyếch đại, so sánh, phản phản hồi… như vật sơ bộ chọn chọn công suất của biến áp áp đồng bộ là 100VA. điện áp ra thứ cấp là: U f2dm=24v. chọn các tụ lọc C 1 ữ C7 là 200àF , 30V f. tí tính nh chọ chọnn khâu khâu tổng tổng hợp hợp tín tín hiệu hiệu khâu tổng hợp tín hiệu cỉ có nhiệm vụ tổng hợp tín hiệu mà không yêu cầu có hệ số khuyếch đại lớn. Sơ bộ chọn hệ số khuyếch đại của khâu =2; các giá trị điện trở sẽ được xác định khi hiểu chỉnh xong hệ thống g. xác định định hệ hệ số khuyếc khuyếchh đại của của bộ biến biến đổi đổi


32


KHOA ĐIỆN

do mạch phần ứng của động cơ có điện cảm lớn nên ta coi dòng phần ứng là dòng liên tục.

Ud = 3 2 U fdm .cos α = 304,1cos α 2π

α ⇒

=

π

2

(1-

U dk

6

)

π

Ud = 304,1cos (12

U dk ) 6

Từ đây ta xây dựng được quan hệ U đ = f(Uđk ) thực tế quan ệ này là phi tuyến để đơn giản ta tuyến tính hoá đoạn đặc tín làm việc. đặc tính có dạng như hình vẽ * hệ số khuyếch đại của bộ biến đổi K BĐ BĐ = ÄUd / Äuđk = (265,7 - 0,332 )/ (4 0,004) = 66,4 h. Tính chọn khâu khuyếc đại trung gian tính chọn khâu khuyếc khuyếc đại trung gian: hệ số khuyếch khuyếch đại của hệ thống được được tính theo đặc tính cơ thấp thấp nhất và sai lệch lệch tính yêu cầu gọi gọi Än là độ sụt tốc tốc độ ở đặc tín tín cơ thấp nhất Än = S*. n omin S* = (n0min - nmin )/ n0min ⇒ nomin = nmin/ (1- S* ) = n đm / (1 - S*) . D Gọi K là hệ số khuyếch đại của hệ thống. Ta có: K = K BĐ BĐ.K TH TH.K TG TG.K Đ .K HC HC Phương trình đặc tính cơ hệ kín là: n=

U cd . K − I dm . R. K D

Độ sụt tốc độ Än = I đm.R.K Đ/ (1+ γ n) ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

1 + γ n

(1) 33


KHOA ĐIỆN

Mặt khác Än = S* . n 0min = S* .nđm / (1- S*)D (2) Từ (1) và (2) ta cú: K

=

1

(

γ

I dm . R. K D ndm .

S *

1

−

)

S *

Với K Đ = 7,8 ; nđm = 3000 v/ph ; S* ≤ 3% ; D = 30 R = R ưđ ưđ + R tx tx + R CK CK + R CKcb CKcb = 1,61+ 0,33 + 0,48 + 0,48 R = 2,92 Ù Thay các giá trị trên vào (3) ta tín được: K ≥ 446630,5 Như vậy hệ số khuyếch đại của bộ khuyếch đại trung gian gian là: K TG TG ≥ K/ ( K HC HC.K BĐ BĐ.K Đ.K TH TH ) Thay số vào ta có: K TG TG ≥ 1149,8 . Chọn K TG TG = 2000 Cuối cùng hệ số khuyếch đại của ệ thống là: K = K BĐ BĐ.K TH TH.K TG TG.K Đ.K HC HC = 621504 l. Chọn khâu cải thiện chất lượng động Khi khởi động tốc độ động cơ bằng không và kâu ngắt dòng chưa kịp tác động do có quán tính lớn. Góc mở ỏ lúc này phụ thuộc vào điện áp lấy ra trên R 39 tức là phụ thuộc vào điện áp của IC 6. dòng ngắt lớn hay nhỏ phụ thuộc vào việc ta chọn biến trở này vì lúc này khâu ngắt dòng bị loại ra khỏi mạch. Dòng dừng thường đựơc chọn: I đ = 2 ữ 2,5I đm = 18 ữ 22,5A. sơ bộ chọn dòng dừng là Iđ = 18A. vì tốc độ bằng 0 nên điện áp ra bộ biến đổi sẻ rơI toàn bộ trên transitor và điện trở mạch phần ứng, tức là U d = RI0 + ÄU Ud = 2,92.18 + 1,4 = 53,96 V khi đó điện áp đièu khiển là: u đk = Ud / K BĐ BĐ = 53,96/ 66,4 = 0,81 V điện áp đầu ra IC 6 phảI là 1

urIC6 = K ' K ' .uđk HC

với

K'HC = R43 2 / R43 ⇒ urIC6 = 0,81/ 0,323 = 2,51 V Ta chọn R 40 40 = 50 KÙ ; R 35 35 = R 37 37 =R 38 38 = R 36 36 = R 34 34 = R 39 39 = 10 KÙ Khi đó ta có: urIC6 = 2,516 - 2,5. u' R34 u'R34 là một phần điện áp láy trên u' R34.ta có thể viết: u' R34 = A. γ n ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

34


KHOA ĐIỆN

giả sử động cơ đang chạy ở tốc độ n 1 mà ta giảm tốc độ lúc này điện áp đầu ra IC 4 γ γ n2 giảm từ K TG ốngg giá trị K TH TG.K TH TH (- Ucđ + n1 xuốn TH.K TG TG ( - Ucđ+ do tốc độ n chưa kịp giảm nên diôt D 7 thông, điên áp đặt lên R 34 34 là điện áp của IC 6, BBĐ 2 sẻ mở theo điện áp này, để động cơ hảm táI sinh được thì điên áp ra của BBĐ2 phảI nhỏ hơn sđđ e, tức là: γ n1 - Ucđ 1 2,51 - 2,5.A. γ .n1 < KTH .K TG TG γ 2,51 - 2,5.A γ .n1 > K TH THK TG TG ( .n1 - Ucđ 1 ) ⇒

A>

2,15 + K TH K . TG .(U cd 1 − γ n) 2,5.γ .n

để đơn giản ta chọn: A < 2,51/ (2,5 γ .n1) Tốc độ n1 lớn nhất chọn bằng1600v/ph A<

2,51 2,5.0,0075.3000

=

0,083

+khi đảo chiều từ quay thuân sang quay ngược ta củng cần hạn chế dòng điên hãm. vì dòng điện đảo chiều thì sụt áp trên các trisitor củng đảo chiều. sơ bô chọ dòng điện hãm bằng 22A, hãm từ tốc độ cao nhất.

Sức điện động của BBĐ ngựoc 2 đựơc tính: 1600 = (U d - ÄU - I HR)K Đ ⇒ Ud = 139,5 V Vì BBĐ 2 mắc ngựơc với BBĐ 1 nên: K BĐ2 BĐ2 = -K BĐ1 BĐ1 = -66,4 ⇒ uđk2 = Ud / K BĐ2 BĐ2 = 139,5/ (-66,4) = - 2,1V điện áp đầu ra IC 6 phảI là: urIC6 = - 2,1/ 0,323 = - 6,5V ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

35


KHOA ĐIỆN

Mặt khác ta có: u rIC 6 = 2,51- 2,5A. γ .n ⇔ - 6,5 = 2,51 - 2,5A.0,0075.1600 ⇔ A = 0,3 ( < 0,8 ) Như vậy khối cảI thiện chất lượng lượng động sẻ làm việc thoả mản cả yêu cầu hạn chế dòng điện hãm và yêu cầu động cơ đựoc hãm táI sinh khi giảm tốc. urIC 6 = 2,51 - 0,005631.n khi động cơ cơ quay thuận thuận urIC 6 = 2,51 + 0,00563.n 0,00563.n khi động cơ cơ quay ngựơc

CHƯƠNG V. XÂY DỰNG DỰNG ĐẶC TÍNH TĨNH 1. Đặt vấn đề. Xây dựng đặc tính tĩnh của hệ thống là xây dựng đặc tính n = f(I) hoặc n = f(M) qua đó kiểm tra được độ sụt tốc độ tức tức là đánh giá được sai lệch tĩnh của hệ thống có đựơc bảo yêu cầu cầu đặt ra của công nghệ truyền động ăn dao của máy doa hay không ; đồng thời cũng kiểm tra các giá trị dòng điện ngắt dòng điện dừng , hãm xem có đãm bảo cho an toàn công nghẹ hay không. từ đó đánh giá được năng lực quá tải của hệ thống; khả năng tác động nhanh của hệ tống cũng như độ an toàn của hệ thống thong quá trình làm việc. Do động cơ một chiều kích từ độc lập có n = f(I ) và n = f(m) đồng dạng nhautức là có thể suy ra đặc tính n = f(M)từ đặc tính n =f(I) do đó ta chỉ xây dựng quan hệ n = f(I) và gọi là đặc tính cơ của hệ thống. Khi xây dung đặc tính tĩnh ta đưa ra cá giả thiết sau. - độngc olư làm việc ở chế độ dài hạn. - Hệ số khuyếch đại của bộ biến đổi là hằng số. - điện trở phần ứng của động cơ không thay đổi trong quá trình làm việc. - Thysitor là phần tử tử bán dẩn tác động nhanh kông có quán tính. tính. - điện cảm phần ứng của động cơ và các cuộn kháng dủ lớn để duy trì dòng điện tải là liên tục. 2. Xây dựng đặc tính. a. Xây Dựng đặc tính tính trong quá trinh trinh làm việc. Viết phương trình kiêchop cho động cơ ta có: Ud = K e Φ n + ÄU ÄU = 1,4 V là sụt áp trên các transitor ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

36

TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ⇒

KHOA ĐIỆN

n = (Ud - IưR - ÄU ÄU )KĐ )KĐ với KĐ = 1/ K e Φ = 7,8

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỆ THỐNG Từ sơ đồ cấu trúc ta viết được: n = (Ucđ - γ n).K TG TGK TH THK BĐ BĐK HC HCK Đ - (ÄU +I ưR).K Đ n=

U cd k − (∆U + I u R). K D 1 + γ K

Trong đó: K là hệ số khuyếch khuyếch đại của đại: đại: K = 621504 R là điện trở mạch phần ứng: R = 2,92 Ω + khi: n = n max; Iđm = 9A ⇒ Ucđ = Ucđmax = 12,0029V + khihi: n = n min ; Iđm = 9 A ⇒ Ucđ = Ucđmin = 0,0153 V *điểm không tải lý tưởng: ( I = 0) nomax

=

nomin

12,0029 .621504 − 1,4.7,8 = 3000,041 (v/ph) 1 + 0,0075.621504 =

0,0153 .621504 − 1,4.7,8 = 2,037 (v/ph) 1 + 0,005.621504

* điểm giớ hạn vùng làm việc, chọn I ng = 12,5 A Ucđ = Ucđmax ⇒ n = 1599, 979 v/ ph Ucđ = Ucđmin ⇒ n = 1,976 v/ph *đánh giá chất lượng tĩnh: S* = ( n 0min - nmin ) / n0min = ( 2,037 - 2 )/ 2,037 = 0,0181 = 1,81 % [ S*] < 3 % Như vậy sai lệch tốc độ tĩnh đãm bảo bảo yêu cầu. b. Xây dung đặc tính ở vùng ngắt dòng.


37


KHOA ĐIỆN

đặc tính khi khâu cải thiện chất lượng động chưa tham gia và khâu KĐTG chưa bảo hoà. điện áp điều khiển đựoc tính như sau: udk = [ U TG −

U TG

+

β ' ( I u − I ng ) R23

R22 + R23

].K’HC

( ở đây ta bỏ qua dòng điện rẽ qua R 34 34 vì dòng này nhỏ ) Với K'HC = R 432 432 / R 43 43 = 0,323 đặt R 23 23 / ( R 22 22 + R 23 23 ) = ỏ ⇒ uđk = [ uTG (1- ỏ) - ỏ.õ( I - I ng) ] K' HC Từ sơ đồ khối của mạch lúc này ta viết được: n=(Ucđ - γ n) K TH THK TG TGK'HC (1- ỏ)K BĐ BĐK Đ - ỏ .õ'K' HCK BĐ BĐK Đ(I - Ing) - (ÄU + I.R) .K Đ (1) Điểm C có toạ độ: (12,5; 2999; 979) phảI nằm trên đường (1). Do đó ta có: U cd K . I .(1 − α ) − (∆U + IR). K D 1 + (1 − α ). K I .γ

=

U cd K . − (∆U + IR ). K D 1 + γ K

(tức là đường ngắt dòng phảI cắt đường làm việc ở toạ độ I = 12,5)

Sơ đồ cấu trúc của hệ thốngkhi khâu cải thiện chất lượng động chưa tham gia và khâu KĐTG chưa bảo hoà. Từ đây ta tìm đựơc: đựơc : K 1(1 - ỏ) = K Với K 1 = K TG TG.K TH TH.K BĐ BĐ.K Đ.K'HC(1 - ỏ) Và K = K TH TH.K HC HC.K TG TG.K BĐ BĐ.K Đ ⇒ (1 - ỏ) = K HC HC / K'HC = 0,3/ 0,323 = 0,9285 ⇒ ỏ = 0,0714 Từ đây ta chọn R 22 500/ ( 500 + R 22 22: 22) = 0,0714 ⇒ R 22 22 = 6,5 KÙ


38


KHOA ĐIỆN

Hệ số phản hồi dòng õ'sẽ được chọn khi ta xây dựng xong đường đặc tính có sự tham gia của khâu cải thiện chất lượng động. • Đặc tính khi có sự tham gia của khâu cảI thiện chất lượng động: Đánh giá sự tham gia của khối: để khối tác động thì điôt D 7 phảI mở. Tức là: • (Ucđ - γ n) K TH TH.K TG TG ≥ 2,51 + 0,005631. n + Khi Ucđ = Ucđmax = 12,0029 V thỡ n ≤ 2999,967 v/ ph + Khi Ucđ = Ucđmin =0,0135 V thỡ n ≤ 1,9386 v/ ph Ta biết rằng: điều kiện để khâu KĐTG bảo hòa là. Ucđ - ∆n ≥ 13/ K TH THK TG TG Khi Ucđ = Ucđmax thỡ n ≤ 2999,953 v/ph Khi Ucđ = Ucđmin thỡ n ≤ 1,606 v/ph Như vvậy đặc tính tĩnh sẽ không có vùng khâu khâu KĐTG bão hào vì trước đố khâu cải thiện chất lượng động đả tác dụng. Sơ đồ khối lúc này là:

Sơ đồ cấu trúc của hệ thống khi khâu cảI thiện chất lượng động đã tác động. Từ sơ đồ khối ta có: n = (2,51 + 0,005631.n).0,323.K BĐ BĐ.K Đ - (ÄU + I.R)K Đ n = 7056,3 - 392,9I (*) (*) Là phương trình đường thẳng,với n = 2999,968v/ph thì I = 13,88A. điểm toạ độ (13,88; 2999,968) phảI nằm trên đường (1) khi U cđ = Ucđmax. Ta có: 2999 .968 =

. I − 16,483.β '−327,05 U cd max K 1 + γ K . I

Với K1 = K TH TH.K TG TG.K'HC.K BĐ BĐ.K Đ(1- ỏ) = 621308,226 Giải phương trình trên ta được: õ' = 1,4471 Như vậy tốc độ của vùng ngắt dòng chỉ có có khssu ngắt dòng tác động là: n = 133,3047U cđ + 0,044 - 0,008595 I ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

39


KHOA ĐIỆN

* Đặc tính cao nhất đi qua các điểm: A (9 ;3000,041) , B (9 ; 3000) , C (12,5 ; 2999,979) , E (13,88 ; 2999,968) , F (18 ; 0) . *Đặc tính thấp thấp nhất đi qua các điểm: D (0 ; 2,037) 2,037) G (12,5 ; 1,976) 1,976) , H (17,95 ; 1,9836) , K (18 ; 0).

Đặc tính tĩnh của hệ thống.

CHƯƠNG VI. XÉT TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG. 1. Mục đích và ý nghĩa. Trong quá trình làm việc của hệ thống truyền động điện tự động, do nhiễu loạn hoặc do nhiều nguyên nhân khác mà hên thống mất tính ổn định. tính ổn định của hệ thống.tính ổn đinh là tính hệ thống có thể trở lại trang tháI ban đầu khi nhiễu loạn mất đI sau một khoảng thời gian nào đó hoặc khả năng xác lập trạng tháI ổn định mới khi sai lệch đầu vào thay đỏi.


40


KHOA ĐIỆN

Xét ổn định cho hệ thống là xem hệ thống có ổn địmh hay không dựa vào các tiêu chuẩn ổn địmh .từ đo ta tiến hành hiệu chỉnh hệ thốngđẻ hệ thống làm việc an toàn , tin cậy dạt được các yêu cầu mong muốn . Dựa vào đặc tính tĩnh của hệ thống ta they rằng các phản hồi âm dòng và âm tốc độ luôn có xu hướng làm ổn định hệ thống. chỉ có phần đặc tính làm việc có đặc tính cơ lớn nhất là dễ mất ổn định hơn cả. Do đó ta chỉ xét ổn định ở vùng này, trong vùng này chỉ có âm phản hồi âm tốc độ tác dụng. Sơ đồ khối của hệ thống lúc này được biểu diễn trên hình vẽ sau:

2. Xét tính ổn định của hệ thống. Hàm truyền của hệ thống là: K TH K . TG K . HC K . BD .w BD W = 1 + γ K . TH K . TG K . HC K . BD .w BD

. Trong đó: WBĐ = K BĐ truyền của bộ biến biến đổi. BĐ/ (1 + T BĐP ) là hàm truyền TBĐ = 1 / 2qf là hằng số thời gian của bộ biến đổi. q là tần số xung chỉnh lưu. q = 3 f = 50 Hz là tần số lưới. lưới. TBĐ = 1 / (2.3.50) = 3,33 . 10-3s + Điện cảm phần động cơ được tính: Lư = γ Uđm / (P.Iđm.nđm) = 5,7.220/ (1,2.9.3000) = 0,0566 H γ =5,7 là hệ số cấu tạo của động cơ. Lư∑ =LCK + LCK1 + Lư = 125 + 200 + 56,6 56,6 = 381,6 381,6 mH T = l∑ / R ∑ = 381,6 / 2,92 = 0,13 s ∋


41


KHOA ĐIỆN

GD 2 . Rt TM = 375.9,55 K . B 2

0,75.2,92.(7,8) 2 = 375.9,55

=

0,0372

K D WĐ = T .T P 2 + T . +1 M E . M P

⇒

=

K WP = (T P . 2 + T M P . + 1) + γ K . BD . + 1).(T M .T E P

621504 159,58.10 7 P . 3 + 49,58.10 4 P 2 + 405.10 4 P + 4662 ,28 −

−

−

Trong đó: WĐ là hàm truyền của động cơ. R t là điện trở tổng: Rt = R K =K TG TGK TH THK HC HCK BĐ BĐK Đ là hệ số khuyếch đại của hệ thống. TE = T ∋ Σ

Lập bảng Raox: 159,58.10-7

405.10-4

49,58.10-4

4662,28

389,99 4662,28 Ta thấy các số hạng trong cột thứ nhất của bảng raox đều dương như vậy hệ thống đã ổn định. 3. Hiệu chỉnh hệ thống: Ta tiến hành hiệu chỉnh hệ thống theo đặc tính biên độ lôgarit. Muốn vậy trứơc hêt ta đưa hệ tống tống về phản hồi âm một đơn vị .


42


KHOA ĐIỆN

γ K .

W0 = (T P + 1)(T .T P 2 + T P + 1) BD M E M . γ K

W0 (T P + 1)(T 2 P 2 + 2ξ T P + 1) 2 1 1 =

Với T2 = TBĐ = 3,33.10-3 s ự2 = 1/ T2 = 300 rad/s ⇒ lgự2 = 2,4771 dec T1 = T M .T E ự1 = 1/ T1 = 14,38

lgự1 = 1,1577 dec

⇒

20lg γ K = 73,37 T

M ợ = 4T E

từ các số liệu trên ta vẽ được đặc tính L o là đặc tính biên độ_loga của hàm W 0. tiến hành xây dung L m là đặc tính biên độ – lôgarit mong muốn dựa trên các • chỉ tiêc chất lượng động. ọmax ≤ 30% Tmax ≤ 0,3 (s) Từ chỉ tiêu trên ọmax ≤ 30% theo giáo trình tự động điều chỉnh, tra đường cong xác định tần số cắt ực ta có: Tmax = ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

4π ω c

43


KHOA ĐIỆN

Với điều kiện Tmax ≤ 0,3 (s) ⇒ ực = 13ð. Từ ực = 13ð kẻ đường có độ nghiêng – 20db.dec.vùng trung tầncủa Lm giới hạn bởi ự2 và ự3 = ực2/ ω 2 = 5,559 rad/s ⇒ lgự3 = 0,745. Từ điểm ự3 vừa xác định trên L m kẻ đường nghiêng-20db/dec,đường này cắt L o tại ự4 và vùng hạ tần của L m là ự ữ ự 4. Vùng tần số cực thấp của L m trùng với Lo. bằng tính toán hình học ta tính được: ự4 = 0,22 rad ⇒ lgự4 = - 0,656 Từ ự2 kẻ đường nghiêng-60db/dec, vùng tần số lớn hơn ự 2 là vùng cao tần của Lm. Qua L0 và Lm ta xác định đựơc L hc = Lm – L0. Từ đặc tính ta viết hàm hiệu chỉnh: W P =

1 (1 + T 4 P )2

−

(T 3 P + 1)(T 1 P + 1) (T 2 P + 1)

Từ đây ta đưa ra hai loại khối hiệu chỉnh như sau: + Khối thứ nhất là một một khuyếch đại thuật toán kết hợp với tụ điện điện - điện trở hàm truyền của khối hiệu chỉnh này là: ¦WP

=

ur 1 + T 1 P = K R 1 + T 2 P uv

Với: K R R = R 3/ R 5 và T1 = R 2C 2C ; T2 = (R 2 + R 3)C Loại này hiệu chỉnh cho dạng: T 1 < T2:


44


KHOA ĐIỆN

Đặc tính biên độ – lôgarit + khối hiệu chỉnh thứ hai là các điện trở kết hợp với tụ điện: W P = K R

1 + T 1 P 1 + T 2 P

Với

K R R = R 4/ (R 4 + R 5) ; T1 = R 5C1 T2 = R 4R 5C1/ (R 4+R 5) Loại này hiệu hiệu chỉnh cho cho các hàm có: T1 > T2 Như vậy để tạo hàm Whc ta dùng ba khâu hiệu chỉnh, hai khâu giống nhau có dạng khối thứ nhất thực hàm truyền:

W hc1 =

(T 1 P + 1)2 (T 4 P + 1)2

Khối hiệu chỉnh 2 ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

45


Chọn:

KHOA ĐIỆN

C = 47ỡF

⇒

R 2 = 1,478 KÙ ; R 3 = 95,2 KÙ

W hc 2 =

T 3 P + 1 T 2 + 1

Chọn: C1 = 1ỡF ⇒ R 5 = 179,8 KÙ ; R 4 = 1,086 KÙ Trong sơ đồ nguyên lý ta tạo khâu hiệu chỉnh thứ nhất và thứ hai nhờ hai IC của khối tổng hợp và khuyếch đại trung gian. Sơ đồ mạch hiệu chỉnh như hình vẽ:

Sơ đồ mạch hiệu chỉnh Khi mắc thêm khâu hiệu chỉnh thứ ba hệ số khuyếch đại của hệ thống bị giảm đi là: K R

=

R4 R3 + R4

=

1,0186 1,018 + 179,8 (lần)

Do đố khâu tổng hợp và khuyếch đại trung gian phảI tính toán sao cho hệ số khuyếch đại của hai khâu này và khâu thứ ba phảI đãm bảo: K TG TG = K TH THK KĐ KĐK R R = 4000 Từ đây ta chọn được: R 29 29 = 100 Ù ; R 25 25 = 63,7 Ù. c. Xétt ttíính ổn định định của của hệ hệ th thốn ốngg. Hàm truỳen của hệ thống hở mong muốn sau khi hiệu chỉnh hệ thống là:


46

TRƯỜNG ĐHSPKT VINH W hmm

KHOA ĐIỆN

=

K (T 2 P + 1) (T 2 P + 1) 2 (T 42 P 2 + 2.0,26.T 4 P + 1)

Ta có đặc tính tần số pha – loga là: 2ωξ T 4 1 − ω 2T 42

ϕ 1 = −actg ϕ 2

ω T 2 = −arctg ω

= arctgựT 3 Từ đây ta vẽ được các đường đặc tính ϕ ự cộng các đặc tính lại ta được đường ϕ hự của hệ Qua đặc tính ϕ ự ta thấy: trong phạm vi L ự > 0 có một lần ϕ ự chuyển từ lớn hơn xuống dưới đường (-ð) và một lần lần chuyển từ dưới đường (-ð) (-ð) lên phía trên, tức là số điểm chuyển đổi C+ = C-. vì vậy hệ kín ổn định. Hình 5-6:đặc tính biệ độ – lôgarit (a), đặc tính pha- logarit của hệ thống sau hiệu chỉnh. ϕ 3


47


KHOA ĐIỆN

20lgK 40db/de c 20db/d ec 0

ϕ ω 60db/d ec

ω 4

ω 3

CHƯƠNG VII: THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ TRUYỀN ĐỘNG. I - GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ Hệ thống TBĐ điều khiển động cơ truyền động chính máy tiện thoả mản các yêu cầu sau: - Khởi động cơ theo cả hai chiều - Dừng động cơ - Tự động ổn định tốc độ và hạn chế dòng điện phụ tải. - Phạm vi điều chỉnh tốc độ tốt. D = 15. 1 - Mạch động lực - Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập - Máy biến áp cung cấp nguồn cho bộ chỉnh lưu. - Aptomat bảo vệ và cắt điện cho mạch. - Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển cung cấp nguồn 1 chiều cho động cơ gồm 2 bộ mắc song song và ngược nhau - Các cuộn cân bằng dòng điện CB1, CB2, CB3, CB4 . - Máy phát tốc FT để tạo ra khâu phản hồi âm tốc độ. ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

48


KHOA ĐIỆN

- Các mạch R – C bảo vệ quá tải áp cho Tiristor.

2 - Mạch điều khiển - Hai hệ phát xung điều khiển cho các Tiristor 1 bộ phát xung thuận và 1 bộ phát xung ngược. Các bộ này đều sử dụng Transistor,BAX, KĐThuật toán , để bảo vệ và báo tín hiệu xung. - MBA đồng bộ để tạo ra tín hiệu đồng bộ cho các kênh phát xung. - Tín hiệu điều khiển được tổng hợp từ điện áp chủ đạo tín hiệu như hồi âm tốc độ tín hiệu phản hồi âm dòng điện - Bộ nguồn nuôi tạo ra nguồn nuôi cho các IC. II NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA SƠ ĐỒ . Đóng Aptomat Aptomat cung cấp điện cho hệ thống TĐĐ (Mạch kích từ từ máy biến áp động lực, nguồn nuôi mạch điều khiển). Khi chi tiết được gá lên mâm cặp ta phát lệnh điều khiển mở các van T 1 – T12 với góc mở α 1 < 900 ; α 1 > 900 sao cho α 1 + α 2 = 1800 ( α 1 - góc mở của T1 - T6 ; α 1 - góc mở của T 7 – T12 ). Khi khối tạo xung tạo ra các xung sau đó các xung này được đưa tới mạch gửi xung để điều khiển mở Thyristor thông qua máy MBX để tạo ra các xung điều khiển xuất hiện đúng theo yêu cầu. Ta phải chọn tín hiệu điều khiển. Mạch khuyếch đại trung gian và tín hiệu này được so sánh với tín hiệu răng cưa. Nếu thay đổi độ lớn U đk thì sẽ thay đổi thời gian xuất hiện xung. Nghĩa là thay đổi được góc mở α 1 ( α 2 ) của các bộ chỉnh lưu. Để điều khiển được tốc độ động cơ phù hợp với các chu trình cắt gọt. Ta dùng công tắc hành trình để cấp tín hiệu. Khi muốn bàn máy chạy chậm để vào dao an toàn thì góc mở α của bộ biến đổi phải lớn → Uđk nhỏ. Ngược lại muốn tăng tốc độ bàn dao để tăng năng suất thì góc mở α nhỏ → Uđk lớn. Khi K 1 đóng động cơ có tốc độ nhỏ để vào dao thì K 2 đóng → động cơ tăng tốc đến Vth , để tăng năng suất máy K 3 đóng → động cơ giảm tốc độ xuống V 0 để ra dao an toàn và đảo chiều động cơ. K 4 đóng động cơ chạy theo chiều ngược và tốc độ được tăng dần lên. Khi K 5 đóng → động cơ giảm tốc độ và đảo chiều chuẩn bị quá trình gia công tiếp theo. Sau đó lặp lại chu trình mới. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ


49


KHOA ĐIỆN

Với giả thiét động cơ đang làm việc ở vùng khấu ngắt dòng không tác động. Nếu thay đổ điện áp trên biến trở R ở đầu vào OA3 làm cho điện áp ra OA1 (U cđ ) thay đổi dẫn đến Uđk = Ucđ - γ .n thay đổi .Khi U đk thay đổi với góc mở α thay đổi ( Vì U đkT ,UđkN thay đổi ) → U chỉnh lưu U đ thay đổi có nghĩa là điện áp đặt vào phần ứng thay đổi → tốc độ động cơ thay đổi. Nguyên lý đảo chiều quay Trong quá trình làm việc bàn máy sẽ gạt vào các tay gạt . Các công tắc hành trình làm việc phù hợp với máy .Tại các thời điểm U cđ sang âm do quán tính cơ tốc độ động cơ vẫn dương → γ .n dương nên điện áp đặt vào OA3 là U cđ - γ .n = -Ucđ - γ .n có giá trị âm và có giá trị tuyệt đối lớn → OA4, OA5 làm việc ở chế độ bảo hoà nên α = α max ,Ucđ rất âmdo đó mất dòng qua BBĐ thuận. Vì tất cả s.đ.đ động cơ và điện áp chỉnh lưu trung bình của BBĐ1 đều tác động → các dòng ngược chiều qua van → các van BBĐ thuận khoá lại do điện áp ngược đầu ra OA4 ngược đầu cuộn điện áp OA5 nên α 2 = α max điện áp chỉnh lưuBBĐ ngược lớn nhất và dương. Đồng thời s.đ.đ động cơ lại đang cùng chiều dòng điện qua bộ ngược động cơ → dòng điện phần ứng động cơ đảo chiều và tăng rất nhanh. Khi Iư = Ing thì khâu phản hồi âm dòng điện tác động , thực tế thì điện áp đầu ra OA7 rất âm nên xuất hiện 1dòng điện từ OA5 qua R22 → D → đầu ra củae OA7 gây nên sụt áp lớn trên R22, điện áp này > U bh → UdkN rất âm → α 2 < 90 0 BBĐ ngược làm việc ở chế độ nghịch lưu và động cơ làm việc ở chế độ hảm tái sinh. Tốc độ động cơ giảm xuống đạt một giá trị nào đó thì U đkN = 0 , α 2 = 90 0 sau đó tốc độ tiếp tục giảm thì α 2

<

90 0 BBĐ chuyển sang khoá khi tốc độ bằng 0 thì động cơ sẽ khởi động theo

chiều ngược lại tiến tới làm việc ổn định ở tốc độ đặt của bàn máy theo chiều ngược lại


50


KHOA ĐIỆN

với từng loại công nghệ 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 Nội ddun ungg phư phươn ơngg án 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 với hệ thống truyền động đơn giản. Với hệ thống truyền động phức tạp có yêu cầu cao về công nghệ, chất lượng như điều chỉnh trơn, dải điều chỉnh rộng thì phải dùng động cơ điện một chiều. Các hệ điều chỉnh kèm theo phải đảm bảo các yêu cầu công nghệ và có khã năng tự động hóa cao. Như vậy, để chọn được hệ thống truyền động phù phù hợp thì chúng ta phải dựa vào công nghệ của máy, công suất làm việc để đa ra những phương án cụ thể để đáp ứng yêu cầu của nó. Để chọn được phương án tốt nhất trong các phương án đa ra thì cần phải so sánh về kỹ thuật - kinh tế Đối với truyền động của động cơ điện một chiều thì bộ biến đổi rất quan trọng, nó quyết định đến chất lượng hệ thống. Do vậy việc lựa chọn phương án và lựa chọn bộ biến đổi thông qua việc xét các hệ thống. thống. 2. ý nghĩa của việc lựa chọn : Việc lựa chọn phương án hợp lý có một ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nó ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN

51


KHOA ĐIỆN

được thể hiện qua các mặt. + Đảm bảo được yêu yêu cầu công nghệ máy 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).


52

Do an Trang Bi Dienmay Doa 2620A

Recommend Documents