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 Giáo viên hướng dẫn ThS Vũ Tuấn Anh Sinh viên thực hiện Chu Văn Anh 2019604769 Nguyễn T.
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 Giáo viên hướng dẫn: ThS Vũ Tuấn Anh Sinh viên thực hiện: Chu Văn Anh 2019604769 Nguyễn Tiến Anh 2019605462 Nguyễn Thành An 2019603570 Hà Nội-2021 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nội, ngày năm 2021 tháng Giáo viên hướng dẫn ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Hà Nội, ngày năm 2021 tháng Giáo viên chấm phản biện (BM01) PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp: Cơ điện tử Khóa: 14 Tên nhóm: Nhóm Họ và tên thành viên : Chu Văn Anh MSV: 2019604769 Nguyễn Tiến Anh MSV: 2019605462 Nguyễn Thành An MSV: 2019603570 II Nội dung học tập Phần thuỷ khí: Một xy lanh tác động kép sử dụng để mở và đóng cửa buồng đốt hình Tải trọng tĩnh cực đại tác dụng lên pittong là 150 kg, vận tốc chuyển động ổn định pittong là 0.05 m/s, thời gian tăng tốc từ tới 0.05m/s là (s) là; thời gian giảm tốc cuối hành trình thời gian tăng tốc; thời gian pittong thực hành trình 4s; áp suất chất lỏng làm việc p=30at Đóng cửa phải tiến hành trơn tru và hiệu chỉnh tốc độ số Tốc độ hiệu chỉnh van tiết lưu chiều Van an toàn phải lắp để giữ đối áp và ngăn cản cánh cửa nặng không kéo cần piston khỏi xy lanh thời gian vận hành đóng cửa Hoạt động sinh viên - Nội dung 1: Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình hệ thống? - Nội dung 2: Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, và thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề bài? Phần động điện Bài 1: Cho động chiều kích từ độc lập có thông 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 = 200%Mđm , mở máy với cấp điện trở 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 R đm làm việc chế độ hãm tái sinh Xác định ω Iư = 60 A, Rưf = Bài 4: Động không đồng ba pha có thơng số P đm = 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 X 1f = 0,75Ω Bài 5: Cho động không đồng pha rotor lồng sóc có thơng số sau: Công 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 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: Bài giảng hệ thống tự động thủy khí, tài liệu Fluid Sim Phương tiện, nguyên liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính KHOA/TRUNG TÂM GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS.Nguyễn Anh Tú ThS Vũ Tuấn Anh MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU Danh mục hình ảnh I PHẦN THỦY KHÍ I.1: Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình hệ thống I.1.1: Biểu đồ trạng thái: Hình 1: Biểu đồ trạng thái I.1.2: Lưu đồ tiến trình hệ thống: Hình 2: Lưu đồ thuật tốn I.2: : Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, thiết kế mạch thủy lực điều khiển I.2.1: Tính chọn xy 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: P= ma Trong đó: m: khối lượng vật thể chuyển động tịnh tiến a: gia tốc vật thể chuyển động trước đạt vận tốc tối đa a) Đường kính xy lanh xác định cơng thức: Trong đó: K: hệ số kể tới ảnh hưởng tổn thất P: áp suất chất lỏng làm việc Tải trọng động: Tải trọng tổng cộng: Vậy: Lấy trịn đường kính D theo tiêu chuẩn D=40mm Xác định lại áp suất chất lỏng làm việc xy lanh thắng tải trọng tác dụng: 10 Đường kính cần pittong d xác định gần phụ thuộc vào áp suất p theo tỉ số sau: 50 Bảng 1: Áp suất tỉ lệ với đường kính Áp suất chất lỏng làm việc điều kiện tốn p = 15,96 at ta chọn (lưu ý: at = 98066.5 Pa => p=1.565MPa) Đường kính cần pittong có giá trị d=20mm, D=40mm b) Xác định hành trình pittong: - Đoạn đường pittong chuyển động có gia tốc là: - Đoạn đường pittong chuyển động đều: - Hành trình pittong: I.2.2: Tính chọn bơm dầu - Thể tích cần để đẩy xy lanh hành trình tiến ra: - Thể tích để đẩy xy lanh hành trình thu về: - Gọi lưu lượng thực bơm Q, thời gian hoàn thành chu kỳ là: 11 Lấy bơm có lưu lượng tăng dần bước 1ml/vòng đến đạt 5ml; hiệu suất thể tích 88%, hiệu suất tổng 80% Bơm điều khiển trực tiếp thông qua mơ tơ điện có tốc độ 1430 vịng/phút Ta có lưu lượng riêng bơm: Vậy ta cần chọn bơm có lưu lượng riêng 1,97ml/vg Cơng suất truyền động động cơ: I.2.3: Thiết kế mạch thủy lực điều khiển I.2.3.1: Mạch thủy lực 12 Hình 3: Mạch thủy lực 13 I.2.3.2: Mạch điều khiển: Hình 4: Mạch điện điều khiển 14 I.2.3.3: Danh sách thiết bị sử dụng STT Thiết bị 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 Nút nhấn thường mở không giữ trạng thái Nút nhấn thường 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 Nam châm điện Bảng 2: Danh sách thiết bị sử dụng 15 CHƯƠNG II: PHẦN ĐIỆN II.1: Bài Cho động chiều kích từ độc lập có thơng số: P dm = 2,2 KW; Udm= 110V; Idm = 25,6A; ndm = 1430 vg/phút Vẽ đặc tính tự nhiên, đặc tính nhân tạo với R ưf = 0,78 Ω Lời giải: Đường đặc tính tự nhiên qua điểm điểm A động làm việc chế độ định mức với Rưf =0 Ω điểm Bkhi động tốc độ khơng tải lí tưởng Quy đổi tốc độ động : 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 16 Phương trình cân điện áp chế độ nhân tạo Rưf =0,78 Ω: Udm=( Rư + Rưf ).Idm +Kdm.nt Vậy C(14,7;115) điểm thuộc đường đặc tính nhân tạo Đặc tính tự nhiên nhân tạo động M II.2: Bài 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 = 200%Mđm , mở máy với cấp điện trở 17 Lời giải: Chọn , động hoạt động bình thường nên Ta có : Với cấp số khởi động Vì Do : Suy : Vậy trị số cấp mở máy : II.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 = Lời giải: Phương trình hàm tái sinh: Tốc độ quay động hãm: 18 Tại = ta có: Vậy : II.4: Bài 4: Động không đồng ba pha có thơng số P đm = 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 Lời giải: Phương trình đặc tính cơ: Trong đó: Ω) Thay vào (1) ta : Ta có: 19 Vậy tốc độ động cơ: II.5: Bài 5: Cho động khơng đồng pha rotor lồng sóc có thông số sau: Công 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 Lời giải: 1, Tốc độ stator: Hệ số trượt: => Tần số dòng điện rotor: Tốc độ rotor n2=980 (vòng/phút) => = ==> f2=16.33(Hz) 2, Ta có 20 Ud=380V=U1; Id=I1; 3, Tính cơng suất điện từ 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ĐH Công nghiệp Hà Nội, Bài giảng Cơ cấu chấp hành điều khiển, 2018 [2] ĐH Công nghiệp Hà Nội, Giáo trình Hệ thống tự động thủy khí, NXB KHTN & CN, 2019 [3] ĐH Công nghiệp Hà Nội, Giáo trình Truyền động điện, NXB KH&KT, 2015 [4] T V Chính, Máy điện (lý thuyết tập), NXB Xây Dựng, 2016 22 ... LIỆU THAM KHẢO [1] ĐH Công nghiệp Hà Nội, Bài giảng Cơ cấu chấp hành điều khiển, 2 018 [2] ĐH Cơng nghiệp Hà Nội, Giáo trình Hệ thống tự động thủy khí, NXB KHTN & CN, 2 019 [3] ĐH Cơng nghiệp Hà... động cơ: I.2.3: Thiết kế mạch thủy lực điều khiển I.2.3 .1: Mạch thủy lực 12 Hình 3: Mạch thủy lực 13 I.2.3.2: Mạch điều khiển: Hình 4: Mạch điện điều khiển 14 I.2.3.3: Danh sách thiết bị sử dụng... thường mở tác động rơle 10 Công tắc hành trình thường đóng 11 Cơng tắc hành trình thường mở 12 Nam châm điện Bảng 2: Danh sách thiết bị sử dụng 15 CHƯƠNG II: PHẦN ĐIỆN II .1: Bài Cho động chiều