Bài tập lớn cơ cấu chấp hành và điều khiển bao gồm phần máy uốn tôn thủy lực và bài tập về phần động cơ điện. File tài liệu nhằm đáp ứng một số vấn đề còn chưa rõ trong quá trình làm bài tập lớn. Đồng thời nếu trong tài liệu có sai sót mong được mọi người thông cảm và bỏ qua.
I BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC CƠ CẤU CHẤP HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN Hà Nội-2020 PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp: Cơ điện tử Khóa K14 Tên nhóm: Nhóm 13 3.Họ tên thành viên II Nội dung học tập Phần thuỷ khí: Máy uốn tơn thuỷ lực dài m lắp ráp với xy lanh liên kết dấm máy ép hình Hai xy lanh phải thực hành trình làm việc tốc độ Áp suất làm việc phải hiệu chỉnh thích hợp với vật liệu chi tiết phôi Tải trọng tĩnh cực đại tác dụng lên pittong 5000 kg, vận tốc chuyển động ổn định pittong 0.06 m/s, thời gian tăng tốc từ tới 0.06m/s (s) là; thời gian giảm tốc cuối hành trình thời gian tăng tốc; thời gian pittong thực hành trình s; áp suất chất lỏng làm việc p=50at Máy ép phải có khả vận hành chế độ bước (INCHING) Máy ép phải đến trạng thái dừng nút dừng khẩn cấp (EMERGENCY STOP) ấn nhấn Hoạt động sinh viên - Nội dung 1: Vẽ biểu đồ thái, lưu đồ tiến trình hệ trạng thống? - Nội dung 2: Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? Phần động điện Bài 1: Cho động chiều kích từ độc lập có thơng số: P đm = 2,2 KW; Uđm = 110V; Iđm = 25,6A; nđm = 1430 vg/phút Vẽ đặc tính tự nhiên, đặc tính nhân tạo với Rưf = 0,78 Ω Bài 2: Tìm trị số cấp mở máy động chiều kích từ độc lập có: Pđm = 13,5 KW; Uđm = 110 V; Iđm = 145 A; nđm = 1050 vg/ph Biết M max mm = 200% M đm , mở máy với cấp điện trở 3 Bài 3: Động chiều kích từ độc lập có thơng số: P đm = 29 KW; Uđm = 440 V; Iđm = 79 A; nđm = 1000 vg/ph; Rư = 0,05 Rđm làm việc chế độ hãm tái sinh Xác định ω Iư = 60 A, Rưf = Bài Động không đồng ba pha có thơng số Pđm = 22,5 kW; Uđm = 380V; nđm = 1460vg/ph; r1 = 0,2Ω; r’2 = 0.24Ω; x1 = 0,39Ω; x’2 = 0,46Ω Hãy xác định tốc độ động ω mô men phụ tải định mức, mạch rôto mắc thêm điện trở phụ quy đổi stato 1,2Ω; mạch stato mắc thêm điện kháng X1f = 0,75Ω Câu 5: Cho động không đồng pha rotor lồng sóc có thơng số sau: Cơng suất định mức động cơ: Pđm = 55 KW Áp dây định mức: Vđm = 660V / 380V – Y/∆ (Tần số nguồn điện f = 50 Hz ) Tốc độ định mức động : nđm = 980 vòng/phút Hiệu suất định mức : ηđm = 93,5% Hệ số công suất lúc tải định mức: cosϕđm = 0,86 Bội số dòng điện mở máy động mI = Khi cấp nguồn áp pha 380V (áp dây) vào động cơ, lúc mang tải định mức xác định: Tần số rotor? Dòng điện định mức cấp vào stator động cơ? Công suất điện từ? Khi biết tổn hao ma sát cơ, quạt gió chiếm 15% tổng tổn hao động cơ; tổn hao thép chiếm 25% tổng tổn hao III Nhiệm vụ học tập Hoàn thành tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án theo thời gian quy định (từ ngày …/…/2020 đến ngày …/…/2020) Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề giao trước giảng viên sinh viên khác IV Học liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án Tài liệu học tập: Giáo Trình Truyền Động Điện, Hệ Thống Tự Động Thủy Khí 4 Phương tiện, nguyên liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính KHOA/TRUNG TÂM GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Mục lục Danh mục hình ảnh Phần Thủy Khí Nội dung1: Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình hệ thống - Biểu đồ trạng thái Hình Biểu đồ trạng thái hệ thống - Lưu đồ tiến trình hệ thống Hình Lưu đồ tiến trình hệ thống Nội dung 2: Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề Tính chọn xi lanh: a Đường kính xi lanh: Các kích thước xilanh lực là: đường kính xy lanh, chiều dài hành trình pittong, đường kính cần pittong Để xác định kích thước xy lanh lực trước tiên phải xác định tải trọng cực đại tác dụng lên pittong Tải trọng bao gồm tải trọng tĩnh tải trọng động Tải trọng tĩnh đề có, tải trọng động xuất pittong tăng tốc hay giảm tốc đước xác định cơng thức: + Trong đó: m : khối lượng vật thể chuyển động tịnh tiến a : gia tốc vật thể trước đạt tốc độ ổn định - Đường kính xylanh lực xác định theo cơng thức + Trong đó: P= : tải trọng tĩnh K : hệ số kể tới ảnh hưởng tổn thất p : áp suất chất lỏng làm việc p =50 at = 490,33 N/ - Tải trọng động : = - Tải trọng tổng cộng : P = = 5000 + 30,6 = 5030,6 N Vậy: = = 4,12 cm Lấy đường kính xi lanh D theo tiêu chuẩn D = 40 mm Xác định lại áp suất chất lỏng làm việc xy lanh thắng tải trọng tác dụng : - Đường kính cần d pittong xác định gần phụ thuộc vào áp suất p theo tỷ số sau: p15at 15 at p 50 at 50at p 80 at - Áp suất chất lỏng làm việc điều kiện toán là: p = > 50 at Vì ta chọn => Đường kính cần pittong có giá trị d = 0,7.D = 28 mm b Xác định hành trình pittong: - Đoạn đường pittong chuyển động có gia tốc là: - Đoạn đường pittong chuyển động đều: - Hành trình pittong: tính chọn bơm dầu - Thể tích cần để đẩy xy lanh hành trình tiến ra: 10 - Thể tích để đẩy xy lanh hành trình thu về: - Gọi lưu lượng thực bơm Q, thời gian hoàn thành chu trình là: Chọn bơm có lưu lượng tăng dần bước 1ml/vịng đến đạt 5ml; hiệu suất thể tích 90% (, hiệu suất tổng 80% ( Bơm điều khiển trực tiếp thông qua mô tơ điện có tốc độ 1430 vịng/phút - Ta có lưu lượng riêng bơm: + Trong đó: Q lưu lượng thực bơm hiệu suất thể tích n tốc độ quay động - Vậy ta cần chọn bơm có lưu lượng riêng là: 1.126 3, thiết kế mạch thủy lực: a, mạch thủy lực 11 Hình Mạch thủy lực điều khiển hệ thống B, mạch điện điều khiển: 12 Hình Mạch điều khiển hệ thống C, danh sách thiết bị 13 S Thiết bị TT Số lượng Bộ bơm cấp dầu Van tràn Xilanh tác động kép Van đảo chiều 4/3 điện từ tác động kép Van tiết lưu chiều Rơle trễ Nút nhấn giữ trạng thái Rơle Công tắc thường mở tác động rơle 10 Cơng tắc hành trình thường đóng 11 Cơng tắc hành trình thường mở 12 Van điện từ Phần Động điện Câu Giải: Đường đặc tính tự nhiên qua điểm điểm A động làm việc chế độ định mức với Rưf =0 Ω điểm B động tốc độ khơng tải lí tưởng Quy đổi tốc độ động : 14 Vậy A(14,7;149,7) điểm thuộc đặc tính tự nhiên Tốc độ khơng tải lí tưởng (Iư=0) Vậy B(0;191,6) điểm thuộc đường đặc tính tự nhiên *Đường đặc tính nhân tạo đường thẳng qua điểm B điểm C động làm việc chế độ định mức với Rưf = 0,78 Ω Phương trình cân điện áp chế độ định mức Rưf = Ω: Udm=Rư.Idm+Kdm.dm Phương trình cân điện áp chế độ nhân tạo Rưf =0,78 Ω: Udm=Rư.(Idm+ Rưf )+Kdm.nt Vậy C(14,7;115) điểm thuộc đường đặc tính nhân tạo Đặc tính tự nhiên nhân tạo động 15 Hình Đặc tính tự nhiên đặc tính nhân tạo động Câu Quy đổi tốc độ động : ndm = 1050 vg/phút ⇔ Pdm = Kdm Idm dm K Φ dm = ⇒ Pdm 13,5.1000 = = 0,84(W b) (T) I dm ωdm 146.110 Phương trình cân điện áp chế độ định mức: Udm=Rư.Idm+Kdm.dm Ru = ⇒ U dm − K Φ dm ωdm 110 − 0,84.110 = = 0,12(Ω) I dm 146 Pdm =Mdm.dm M dm = ⇒ Mà Pdm 13,5.1000 = = 122,8( N m) ωdm 110 max max M mm = 200% M dm ⇒ M mm = 2.122,8 = 245, 6( N m) Ta có : 16 max M mm = K Φ dm I mm = K Φ mm ⇒ Rf = U dm ( Ru + R f ) K Φ dm U dm 0,84.110 − Ru = − 0.12 = 0, 256(Ω) max M mm 245, Với số cấp khởi động m=3 => λ = Ta chọn I1 = 2Idm Mà R1 = = = 0.38 λ = = 1.47 R1 = λ.Ru = 1,37.0,12 =0.176 R2 = Ru = 0.26 R3 = Ru = 0.38 Vậy R1 – Ru = 0.056 R2 – Ru = 0.084 R3 – Ru = 0.12 Vậy ta có cấp điện trở mở máy là: R f = 0, 256(Ω) ,; R f = 0, 085(Ω) Câu Bài giải Điện trở định mức: Rđm=Uđm/Iđm=5,57 Ω Điện trở phần ứng: Rư=0,05Rđm=0,28 Ω Tốc độ góc định mức: Mơ men định mức động cơ: Suy ra: 17 Tốc độ không tải lý tưởng: ω0=Uđm/=121,6(rad/s) Hãm tái sinh tốc độ quay động lớn tốc độ không tải lý tưởng (ω > ω0 ) Khi hãm tái sinh, sức điện động động lớn điện áp nguồn: E > U, động làm việc máy phát song song với lưới trả lượng nguồn, lúc dịng hãm mơmen hãm đổi chiều so với chế độ động Suy ra: Khi Iư = 60 (A), Rưf = I2= - Iư Phương trình cân điện áp: Ta có: Mà: Câu Bài giải Tốc độ góc định mức động là: Moment định mức động là: Tốc độ từ trường quay động là: Hệ số trượt động là: Xét động hoạt động chế độ mang tải thay đổi giá trị điện trở điện kháng: Điện kháng ngắn mạch động là: Vì moment phụ tải moment định mức 18 Điện áp pha là: Ta có Vậy tốc độ động 14,04 (rad/s) Câu 5: Bài làm Xét động làm việc chế độ định mức Quy đổi giá trị tốc độ động cơ: Với Tần số Rotor: Hiệu suất định mức Công suất định mức stator Mà Cường độ dòng điện định mức cấp vào stator Tổn hao công suất động Công suất điện từ 19 ... lớp: Cơ điện tử Khóa K14 Tên nhóm: Nhóm 13 3.Họ tên thành viên II Nội dung học tập Phần thuỷ khí: Máy uốn tôn thuỷ lực dài m lắp ráp với xy lanh liên kết dấm máy ép hình Hai xy lanh phải thực hành. .. tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án Tài liệu học tập: Giáo Trình Truyền Động Điện, Hệ Thống Tự Động Thủy Khí 4 Phương tiện, nguyên liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính KHOA/TRUNG... điện từ? Khi biết tổn hao ma sát cơ, quạt gió chiếm 15% tổng tổn hao động cơ; tổn hao thép chiếm 25% tổng tổn hao III Nhiệm vụ học tập Hoàn thành tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án theo thời gian