đồ án tổng hợp hệ điện cơ_thiết kế hệ truyền động cho xe con cầu trục tải 10 tấn

Vì vậy, các hệ truyền động điện luôn luôn đợc quan tâm nghiên cứu nâng caochất lợng để đáp ứng các yêu cầu công nghệ mới với mức độ tự động hoá cao.. Đặc biệt, do côngnghệ sản xuất các t

- Lực cản chuyển động khi tải định mức 4000 N

- Hiệu suất cơ cấu() 0.82

Yêu cầu các nội dung:

 Nêu các yêu cầu về công nghệ và truyền động

 Chọn phơng án truyền động Tính chọn công suất động cơ và mạch lực

 Xây dựng cấu trúc điều khiển tổng hợp hệ

 Thiết kế mạch điều khiển

 3 Hệ truyền động động cơ một chiều dùng phơng pháp xung

điện trở Roto

Tài liệu tham khảo: Trang bị máy công nghiệp dùng chung

Danh sách sinh viên thực hiện đề tài

Số thứ tự Nhóm sinh viên Giáo viên hớng dẫn

húng ta biết rằng sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia phụ thuộc rất nhiều vào mức

độ cơ giới hoá và tự động hoá các quá trình sản xuất Trong quá trình sản xuất ,máynâng - vận chuyển đóng vai trò quan trọng Cầu trục là một trong nhiều cơ cấu nhvậy Nó là cầu nối giữa các hạng mục sản xuất, giữa các phân xởng trong nhà máy,giữa các máy công tác trong một dây chuyền sản xuất v.v Với vai trò là mũi nhọncủa kỹ thuật hiện đại, lĩnh vực tự động hoá đang phát triển với tốc độ ngày càng cao.Những thành tựu của lý thuyết Điều khiển tự động, Tin học công nghiệp, Điện tửcông suất, Kỹ thuật đo lờng đã và đang đợc triển khai trên quy mô rộng lớn, tạonên những thiết bị và dây chuyền công nghiệp sản xuất tự động với năng suất cao vàchất lợng tốt

Sinh viên: Nguyễn Đăng Phú 1 Tự Động Hoá 3_K44

Truyền động điện có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuối cùng của một côngnghệ sản xuất Đặc biệt trong dây chuyền sản xuất tự động hiện đại, truyền đồng

điện đóng góp vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất và chất lợng sảnphẩm Vì vậy, các hệ truyền động điện luôn luôn đợc quan tâm nghiên cứu nâng caochất lợng để đáp ứng các yêu cầu công nghệ mới với mức độ tự động hoá cao

Việc tăng năng suất máy sản xuất và giảm giá thành thiết bị điện của máy là haiyêu cầu cần chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện và tự động hoá sản xuất songchúng thờng mâu thuẫn nhau Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp, mộtbên lại yêu cầu hạn chế số lợng thiết bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp Vậyviệc lựa chọn một hệ thống truyền động điện và tự động hoá thích hợp cho cơ cấusản xuất là không đơn giản

Với việc ứng dụng rộng rãi các tiến bộ kỹ thuật trong lĩnh vực điện tử - tin học,các hệ truyền động điện đợc phát triển và có thay đổi đáng kể Đặc biệt, do côngnghệ sản xuất các thiết bị điện tử công suất ngày càng hoàn thiện nên các bộ biến

đổi điện tử công suất trong hệ truyền động điện không những đáp ứng đợc yêu cầutác động nhanh, độ chính xác cao mà còn góp phần làm giảm kích thớc và hạ giáthành của hệ thống

Việc nghiên cứu và học tập một cách nghiêm túc và sâu sắc môn học Tổng hợp

hệ điện cơ là một trong những đòi hỏi quan trọng đối với sinh viên ngành Tự động hoá XNCN Nó phù hợp với yêu cầu phát triển ngày càng cao và phong phú của nền

công nghiệp nớc ta cũng nh sự phát triển nh vũ bão của các thành tựu công nghệ hiện

đại trên thế giới

Cũng để đáp ứng nhu cầu học tập môn học " Tổng hợp hệ điện cơ " việc làm đồ

án môn học là rất phù hợp và cần thiết Bản đồ án này thực hiện việc "Thiết kế hệ

truyền động cho cầu trục" Tuy nhiên để tổng hợp đợc một hệ truyền động cho cầu

trục một cách hoàn chỉnh không phải đơn giản Trong phạm vi và yêu cầu của môn

học này ta chỉ nghiên cứu tổng hợp hệ thống truyền động cho động cơ di chuyển

xe cầu ở đây ngoài việc tính toán các thông số và giá trị cần thiết cho mạch động

lực và mạch điều khiển, thiết kế mạch điều khiển ,còn có sự quan tâm đến việc xâydựng cấu trúc điều khiển tổng hợp hệ truyền động T-Đ, thiết kế các bộ điều chỉnhcho mạch vòng phản hồi nối cấp, thực hiện mô phỏng các đặc tính hệ thống bằng ch-

ơng trình Simulink của phần mềm MATLAB.

Trong quá trình thực hiện, với sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn

Tự động hoá XNCN đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy giáo –PGS.TS Bùi Quốc

Khánh cùng các sinh viên khác cộng với sự nỗ lực của bản thân, bản đồ đã đợc hoàn

thành Tuy nhiên, do thời gian tơng đối ngắn và trình độ chuyên môn còn hạn chếnên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em mong nhận đợc sự góp ý củacác thầy cô giáo và các bạn để bản đồ án này đợc hoàn thiện hơn

Hà nội , Ngày 15/05/2003

Sinh viên : Nguyễn Đăng Phú

Thông thờng cầu trục đợc điều khiển nhờ ngời lái ngồi điều khiển trong cabin,theo yêu cầu của nơi sản xuất, bộ điều khiển có thể đặt ngoài cầu trục, từ một tủ điềukhiển đặt ở nền phân xởng.

Phân loại cầu trục :

Sinh viên: Nguyễn Đăng Phú 3 Tự Động Hoá 3_K44

3 2

1

+ Theo đặc điểm cấu tạo :

 Cầu trục kiểu cầu (cầu trục)

 Loại trung bình : TĐ% =15 ữ 25%, số lần đóng máy trong một giờ là 120

 Loại nặng : TĐ% = 25 ữ 40%, số lần đóng máy trong một giờ là 240

 Loại rất nặng : TĐ% = 40 ữ 60%,số lần đóng máy trong một giờ > 240

+ Theo chức năng :

 Cầu trục vận chuyển : sử dụng rộng rãi, yêu cầu chính xác không cao

 Cầu trục lắp ráp : phần lớn dùng trong các nhà máy, xí nghiệp nhất làtrong các nhà máy cơ khí Nó dùng để lắp ghép các chi tiết máy móc, yêucầu có độ chính xác cao

1.1.1 Cấu tạo cơ bản của cầu trục

Cầu trục hai dầm hiện nay đợc sử dụng rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp,dùng để cẩu các cấu kiện sắt thép, các phôi sản phẩm, lắp ráp các thiết bị máymóc

Tuỳ theo tải trọng, theo chế độ làm việc hoặc theo cấu tạo của cơ cấu dichuyển, cầu trục hai dầm cũng đợc chia thành nhiều loại Nhng dù có cấu tạo đơngiản hay phức tạp thì cấu tạo cơ bản của cầu trục gồm ba phần : xe cầu, xe con và cơcấu nâng hạ

2 - Xe con:

Xe con đợc thiết kế lắp đặt trên xe cầu, di chuyển dọc cầu, tạo điều kiện chocầu trục phục vụ đợc suốt khẩu độ gian nhà phân xởng

3 - Cơ cấu nâng hạ:

Cơ cấu nâng hạ thờng có tang cắt thành rãnh xoắn hai chiều để cuộn cáp nâng

và hạ Cuối hai đầu dây cáp mắc palăng kép để đảm bảo nâng hạ tải trọng theo

ph-ơng thẳng đứng, đồng thời tăng số lợng cáp có khả năng chịu lực tốt Toàn bộ cơ cấutang, hộp truyền bánh răng và động cơ xe con đợc đặt trên xe con di chuyển ngangnhà phân xởng

Ngoài ra còn có cơ cấu phanh hãm, gồm ba loại : phanh guốc, phanh đĩa vàphanh đai Khi động cơ của cơ cấu đóng vào lới điện thì đồng thời động cơ phanhcũng có điện, mở má phanh giải phóng trục động cơ để động cơ làm việc Khi độngcơ ngừng làm việc, động cơ phanh mất điện, ép chặt má phanh vào trục động cơ đểhãm Cầu trục loại nặng thờng dùng hai phanh để đảm bảo an toàn

1.1.2 Các chuyển động của cầu trục

+ Chuyển động của xe cầu : chuyển động này giúp cho toàn bộ cầu trục tiếnhay lùi theo phơng ngang, dọc theo đờng ray

+ Chuyển động của xe con : chuyển động theo phơng vuông góc với chuyển

động của xe cầu trên mặt phẳng ngang

+ Chuyển động của cơ cấu nâng hạ : nâng hạ tải trọng theo phơng đứng

1.1.3 Đặc điểm công nghệ của cầu trục

Cầu trục làm việc trong môi trờng rất nặng nề, đặc biệt là ở ngoài hải cảng,trong các nhà máy hoá chất, xí nghiệp luyện kim

Các khí cụ điện, thiết bị điện trong hệ truyền động và trang bị điện cầu trụcphải làm việc tin cậy trong điều kiện nghiệt ngã của môi trờng

Các động cơ truyền động cầu trục thờng mô men thay đổi theo tải trọng, nhất

là cơ cấu nâng hạ, mô men thay đổi rõ rệt

Hệ truyền động các cơ cấu của cầu trục yêu cầu quá trình tăng tốc và giảm tốcxảy ra rất êm Bởi vậy mô men động trong quá trình quá độ phải đợc hạn chế theo kĩthuật an toàn

Năng suất của cầu trục quyết định bởi hai yếu tố : tải trọng của các thiết bị và

số chu kì bốc ,xúc trong một giờ Số lợng hàng hoá bốc, xúc trong mỗi một chu kìkhông nh nhau và nhỏ hơn tải trọng định mức cho nên phụ tải đối với động cơ chỉ

đạt ( 60 70 )% công suất định mức của động cơ

Do làm việc trong điều kiện nặng nề, thờng xuyên làm việc quá tải nên cầutrục đợc chế tạo có độ bền cơ khí cao, khả năng chịu quá tải lớn

Nguyên lí làm việc cầu trục hai dầm : Biến các chuyển động quay tròn của

các động cơ điện dẫn động qua hộp giảm tốc thành các chuyển động tịnh tiến, vào

ra, lên xuống

1.2 Yêu cầu truyền động điện

Các động cơ truyền động đều làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại có số lần

đóng điện lớn Đa số các cầu trục đều làm việc trong điều kiện môi trờng nặng nề

Sinh viên: Nguyễn Đăng Phú 5 Tự Động Hoá 3_K44

nh trong các nhà máy cơ khí, hoá chất, luyện kim ,chế độ quá độ xảy ra nhanh khi

mở máy và đảo chiều

Các thiết bị cầu trục phải đảm bảo đợc các yêu cầu về công nghệ và năng suất, đảmbảo an toàn cho ngời và thiết bị, đơn giản trong các thao tác Cụ thể là :Đặc tính tải

- Phụ tải của cơ cấu nâng hạ là phụ tải thế năng Động cơ cho truyền động nânghạ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

Trên hình vẽ là giản đồ phụ tải của cơ cấu nâng hạ với thời gian mở máy và thời gianphanh coi nh bằng 0 Trong đó:

t1: Thời gian hạ không tải t2: thời gian nâng tải

t4: thời gian nâng không tải t02: thời gian nghỉ

Qua giản đồ phụ tải ta thấy đây là phụ tải ngắn hạn lặp lại biến đổi Động cơ làmviệc ở chế độ ngắn hạn lặp lại với yêu cầu có đảo chiều

b Yêu cầu về khởi động và hãm truyền động

- Đối với truyền động nâng hạ tải gia tốc khởi động nhỏ nhất là tkd 5V (s)

với v - tốc độ nâng tải (m/s)

- Thời gian hãm cũng đợc tính tơng tự nh trên

c Yêu cầu về hàm và dừng khẩn cấp

- Sử dụng phanh hãm để hạn chế tốc độ khi chuẩn bị dừng và khi mất điện phanhhãm phải dừng truyền động ở hiện trạng tránh rơi tự do

- Dừng chính xác tại nơi lấy và trả tải

d Độ chính xác

- Dải điều chỉnh tốc độ

1

30 05 , 0

5 , 1

VD: các cầu trục lắp ráp phải thoả mãn yêu cầu về dừng máy chính xác nên

đòi hỏi có đờng đặc tính cơ cứng, có đờng đặc tính cơ thấp, có nhiều đờng đặc tínhtrung gian để mở máy và hãm êm Việc điều chỉnh tốc độ các cơ cấu đều đợc thựchiện bằng phơng pháp điện trong phạm vi tơng đối rộng (ở các cầu trục thông thờng

D  3 : 1; ở các cầu trục lắp ráp D  10 : 1 hoặc lớn hơn )

+ Bộ phận chuyển động phải có phanh hãm điện từ để giữ chặt các trục truyền

động khi động cơ mất điện ở cầu trục di chuyển kim loại nóng chảy, để cho an toànngời ta dùng hai phanh hãm trên trục động cơ

Phanh hãm là bộ phận không thể thiếu trong cơ cấu chính của cầu trục Phanh dùngtrong cầu trục thờng có 3 loại: Phanh guốc, phanh dĩa và phanh đai Nguyên lý hoạt

động cơ bản giống nhau mô tả cơ cấu phanh đai gồm

ời ta dùng 2 phanh để đảm bảo an toàn

+ Công suất động cơ cần phải đủ để đảm bảo thời gian khởi động trong quy

định

+ Việc tăng công suất động cơ lên quá lớn cũng không cho phép do:

+ Khi P  có khả năng làm tăng gia tốc cầu trục (cơ cấu nâng hạ) có thể dẫntới đứt dây treo hay tải bị dật mạnh

+ Tăng vốn đầu t ban đầu

+ Phải thiết kế để cơ cấu làm việc an toàn ở chế độ nặng nề nhất

+ Các thiết bị cầu trục phải đảm bảo làm việc an toàn ở điện áp bằng 85%

điện áp định mức

- Điện áp cung cấp cho cầu trục không vợt quá 500 V

- Mạng điện xoay chiều hay dùng là 220 V, 380V

- Mạng điện một chiều là 220V, 440V

- Điện áp chiếu sáng của cầu trục không đợc vợt quá 220V

- Điện áp chiếu sáng khi sửa chữa phải nhỏ hơn 36V, không dùng biến áp tựngẫu để cung cấp cho mạch điện chiếu sáng, sửa chữa

+ Các mạch điện và các động cơ phải đợc bảo vệ ngắn mạch và quá tải trên200% bằng các rơle dòng điện cực đại, không dùng bảo vệ nhiệt vì các động cơ làmviệc ở chế độ ngắn hạn lặp lại Trong mạch khống chế phải bố trí các thiết bị bảo vệ

để loại trừ hiện tợng động cơ tự khởi động khi điện áp lới phục hồi (sau khi mất

điện)

Sinh viên: Nguyễn Đăng Phú 7 Tự Động Hoá 3_K44

Gph3

21

Nc

+ Đối với cầu trục cỡ lớn, phải dùng các thiết bị khắc phục hiện tợng vênhgiàn cầu.

Trong hệ truyền động các cơ cấu của cầu trục ,các động cơ có sơ đồ điều riêngbiệt Chính vì thế việc tổng hợp bộ điều chỉnh cho từng loại cơ cấu truyền động là

độc lập nhau

Động cơ truyền động cầu trục, nhất là đối với cơ cấu nâng hạ ,mômen thay đổitheo tải trọng rất rõ rệt Khi không có tải trọng ( không tải ) mômen của động cơkhông vợt quá (15  20)% Mđm Đối với động cơ di chuyển xe con mômen của

động cơ bằng (35  50)% Mđm ,và bằng (50  55 )% Mđm đối với động cơ di chuyển

xe cầu

Quan hệ giữa mô men và tải trọng mô tả trên hìnhM/Mđm

12

3

0,2 0,4 0,6 0,8Trong hệ truyền động các cơ cấu cấu máy nâng - vận chuyển nói chung và cầu trục nói riêng ,yêu cầu quá trình tăng tốc và giảm tốc xảy ra phải êm Bởi vậy mômen

động trong quá trình quá độ phải đợc hạn chế theo yêu cầu kĩ thuật an toàn

Những năm gần đây ,do sự phát triển của kĩ thuật bán dẫn, kĩ thuật biến đổi

điện năng công suất lớn ,các hệ truyền động điện cho cầu trục đã dùng nhiều bộ biến

đổi Thyristor thay cho các hệ cổ điển dùng máy điện khuếch đại cũng nh khuếch đại

từ Hệ truyền động các cơ cấu cầu trục dùng bộ biến đổi Thyristor - DC Motor (T-Đ)

đối với cơ cấu di chuyển, do có ảnh hởng của mômen phản kháng cho nên sơ đồkhống chế đảo chiều đơn giản dùng các Contactor đảo chiều trong mạch phần ứngcủa động cơ

Chế độ làm việc của các cơ cấu cầu trục đợc xác định từ yêu cầu của quá trìnhcông nghệ ,chức năng của cầu trục trong dây chuyền sản xuất Cấu tạo và kết cấucủa cầu trục rất đa dạng Khi thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển và hệ thốngtruyền động điện phải phù hợp với từng loại cụ thể Ví dụ nh cầu trục trong phân x-ởng luyện thép lò Mactanh ,trong các phân xởng nhiệt luyện phải đảm bảo các chỉ

G/G

đm

1,00,80,60,40,2

tiêu kĩ thuật trong chế độ quá độ Cầu trục trong các phân xởng lắp ráp phải đảm bảoquá trình mở máy êm ,dải điều chỉnh tốc độ rộng ,dừng chính xác đúng nơi lấy hàng

và hạ hàng v.v

Từ những đặc điểm trên đây có thể đa ra những yêu cầu cơ bản đồi với hệ truyền

động cho các cơ cấu của cầu trục nh sau:

 Sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển tự động đơn giản

 Các phần tử cấu thành có độ tin cậy cao, đơn giản về cấu tạo và thay thế dễdàng

 Sơ đồ bảo vệ phải có mạch bảo vệ điện áp " không " ,bảo vệ quá tải và ngắnmạch

 Quá trình mở máy diễn ra theo một quy luật định sẵn

 Có công tắc hành trình hạn chế hành trình tiến ,lùi cho xe cầu ,xe con và hạnchế hành trình lên xuống của cơ cấu nâng - hạ

 Đảm bảo hạ hàng ở tốc độ thấp

 Tự động cắt nguồn cấp khi có ngời làm việc trên xe cầu

 Sơ đồ điều khiển cho từng động cơ phải riêng biệt

Sinh viên: Nguyễn Đăng Phú 9 Tự Động Hoá 3_K44

Chơng II : Phân tích và lựa chọn phơng án

Qua tìm hiểu yêu cầu công nghệ của cơ cấu nâng hạ cầu trục 120 tấn em xinnêu một số nhận xét sau:

Hệ thống truyền động cầu trục làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại (NHLL) ở

hệ thống này chế độ làm việc NHLL đợc biẻu thị một cách dứt khoát rõ ràng về cảthời gian nghỉ và thời gian chu kỳ Khi máy không làm việc động cơ đợc ngắt hoàntoàn khỏi nguồn

Để điều chỉnh tốc độ cho hệ thống này ta có thể dùng 2 loại hệ truyền độngvới động cơ một chiều hoặc xoay chiều

Động cơ một chiều có u điểm là có khả năng điều chỉnh tốc độ trong phạm vi

rộng,dễ tạo đờng đặc tính cơ học phù hợp với yêu cầu làm việc của máy,có khả năngquá tải cao,cần có nguồn điện một chiều Nói chung việc dùng hệ truyền động mộtchiều có thể đạt đợc đặc tính điều chỉnh rất lí tởng song hệ làm việc kém tin cậy, giáthành hệ thống đắt, nguồn cấp riêng do vậy chỉ trong những trờng hợp có công suấtlớn và yều cầu cao về truyền động mới dùng hệ này Trong yều cầu đề bài nêu, ứngdụng trong một hệ công suất không lớn và không cần điều chỉnh quá chính xác dovậy ta bỏ qua giải pháp này

Động cơ xoay chiều có hiệu quả kinh tế cao , đạt yêu cầu về đặc tính khởi

động cũng nh đặc tính điều chỉnh Hệ truyền động này dùng động cơ không đồng bộ

3 pha Loại động cơ này đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, chiếm tỉ lệ rất lớn

so với động cơ khác

Tuy nhiên động cơ KĐB có cấu tạo phần cảm và phần ứng không tách biệt

Từ thông động cơ cũng nh mô men động cơ sinh ra phụ thuộc nhiều vào tham số

Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động diện động cơ không đồng bộ là hệ

điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh

Trong công nghiệp thờng sử dụng bốn hệ điều chỉnh tốc độ :

+ Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ

+ Điều chỉnh xung điện trở mạch rô to

 Điện áp không sin có nhiều thành phân sónghài bậc cao.

 Tổn thất phụ do dòng FUCAULT lớn

 Moment và tốc độ dao động khi vận hành

có điều khiển hoặc động cơ một chiều

 Đắt tiền hiệu quả kinh tế thấp

 Chỉ phù hợp điều khiển động cơ công suấtlớn

 ứng dụng trong các hệ cần thay đổi tốc độ nhiều động cơcùng một lúc hoặc các hệ đơn lẻ có yêu cầu tốc độ cao.

 Khi làm việc với động cơ KĐB Rotor lồng sóc sẽ có kếtcấu đơn giản vững chắc giá thành hạ, làm việc trong nhiềumôi trờng khác nhau

 Có rất nhiều bộ biến tần của nhiều hãng khác nhau bàntrên thị trờng

Nhợc điểm:

 Mạch điều khiển rất phức tạp

 Giá thành bộ biến tần còn đắt

Điều chỉnh xung điện trở mạch rô to:

Đây là một phơng pháp điều chỉnh đơn giản và cổ điển đã đợc sử dụng trớc đây rấtnhiều Nguyên lí điều chỉnh dựa trên việc thay đổi điện trở bên Rôto thay đổi đờng

đặc tính cơ động cơ KĐB dẫn đến thay đổi tốc độ Phơng pháp này có nhợc điểm làtổn thất trên điện trở lớn và tốc độ ổn định kém song ngời ta vẫn dùng vì các u điểmsau: điều chỉnh đợc ở tốc độ thấp ,tốc độ điều chỉnh nhỏ hơn tốc độ cơ bản, tự độnghoá trong điều chỉnh đợc dễ dàng, hạn chế đợc dòng mở máy, các thao tác điềuchỉnh đơn giản, giá thành chi phí vận hành thấp, vì vậy đợc sử dụng với các hệthống làm việc ngắn hạn và ngắn hạn lặp lại, các hệ thống có yêu cầu về tốc độkhông cao nh cầu trục, cần trục, cơ câú nâng hạ, thang máy, …

Kết hợp với yêu cầu của đề bài vì vậy quyết định chọn phơng pháp điều chỉnhxung điện trở Rotor cho hệ cầu trục đã cho

Khi điều chỉnh điện trở thêm vào Rôto:

Điện trở trong mạch Roto động cơ KĐB là Rr=Rrd+Rf

trong đó Rrd là điện trở dây quấn Roto, Rf là điện trở ngoài mắc thêm vàoRôto

Khi điều chỉnh giá trị điện trở mạch Rôto thì moment tới hạn của động cơKĐB không thay đổi và độ trợt tới hạn tỉ lệ bậc nhất với điện trở Nếu coi đoạn đặctính làm việc của động cơ KĐB tức là đoạn có độ trợt từ s=0 tới s=sth là thẳng thìkhi điều chỉnh điện trở ta có thể viết

Mạch điều khiển gồm điện trở mạch một chiều R1 và khoâ bán dẫn K đấu song

song đóng cắt một cách chu kì để điều chỉnh giá trị trung bình của điện trởtoàn mạch Khi K đóng điện trở R1 bị loại ra khỏi mạch, dòng điện Rôto tăng lên.Khi K ngắt điện trở R1 lại đợc đa vào mạch dòng điện Rôto lại giảm xuống Với tân

số đóng cắt nhất định nhờ có cuộn cảm Lk mà dòng điện Rôto coi nh không đổi và

có một giá trị điện trở tơng đơng Re trong mạch một chiều Thời gian ngắt Tđ

Tn=Tck-Nếu điều chỉnh trơn tỉ số giữa thời gian đóng và thời gian ngắt ta điều chỉnhtrơn giá trị điện trở trong mạch Rôto

Re=R1Td/(Td+tn)=R1Td/Tck=R1

Điện trở tơng đơng trong mạch một chiều tính đổi về mạch xoay chiều ở Rôtotheo quy tắc bảo toàn công suất tổn hao trong mạch Rôto Cơ sở để tính: Tổn haocông suất là nh nhau

Với chỉnh luu cầu 3 pha thì điện trở tính đổi là: Rf=1/2Re=0.5R1

Khi có điện trở tính đổi dễ dàng dựng đợc đặc tính cơ theo phơng pháp thôngthờng, họ đặc tính cơ này quét kín phần mặt phẳng giới hạn bởi đặc tính cơ tự nhiên

 Lực cản chuyển động khi tải định mức ( Fc ) : 4000N

 Lực cản chuyển động khi tải không tải ( FC0 ) : 2000N

 Hiệu suất cơ cấu (  ) : 0,82

Thời gian xe dừng để tháo tải trọng : t01 = 150s

Thời gian lấy tải : t02 = 100s

Trong các cơ cấu chuyển động của cầu trục momen phụ tải của mỗi loại đều

có khác nhau, momen hay lực tác dụng lên hệ thống nâng luôn luôn có chiều không

đổi( chiều lực hút của trái đất) không phụ thuộc vào chiều quay của động cơ Cònmomen phụ tải của hệ thống qua lại thì có chiều thay đổi khi chiều quay của động cơthay đổi Từ đó ta thấy rằng phụ tải và tơng ứng với chế độ làm việc của hai loại hệthống trên là khác nhau

b b

dc

D

i.

v i.

n n







Mỗi chu kỳ làm việc của xe trục có bốn giai đoạn lấy tải , di chuyển tải, tháotải, di chuyển xe không về vị trí ban đầu Thời gian xe chạy hết quãng đờng l=28mlà:

t= * 60 56

30

28 V

Công suất tĩnh trên trục động cơ khi tải bằng định mức :

G G

G

dm 0

0





Tra đồ thị ta tìm đợc hiệu suất động cơ trong trờng hợp này là =0,78

Vậy công suất tính trên trục động cơ khi xe cầu chạy không tải :

Vậy nếu chọn sơ bộ công suất theo công suất trung bình thì ta có:

Với DM%=30%

Vì không có trị số tiêu chuẩn của thời gian đóng điện tơng đối là 30% nên ta quy đổi

về hệ số đóng điện là 25% Công suất định mức động cơ sau khi quy đổi là:

P dm P dm 2 55kW

% 25

% 30

Tốc độ yêu cầu của động cơ đợc xác định từ tốc độ bánh xe:

35 , 0 14 , 3

31 5 , 0 60

60

Ta tiến hành chọn công suất động cơ điện theo các thông số sau:

1 Pđm cỡ 2.55kW

2 nđm =846 vòng/phútTra sổ tay đặc tính cơ trong tài liệu “ Đặc tính cơ truyền động điện” củaVesennhepski ta chọn động cơ xoay chiều KĐB 3 pha Rôto dây quấn MT 12_6 cócác thông số sau:

% 100 56 2 t

t t.

2

% 100 2

% DM

02 01

5 , 0 4000

1000

v F P

5 , 0 2000

1000

v F

t P t P k

2

282 , 1 439 , 2 25 , 1

2

. 0

83 , 91 73 , 36 5 , 2

910 1000

n

V m m J

J K

J t  t dc   dm 

73 0 ) 846

5 0 )(

10 5 10 10 ( 5 91 ) 15 0 0675 0 ( 15

Trong đó Kt=0.15 là hệ số tính đến mômen quán tính các bộ phận quay ngang của cơcấu truyền lực,mđm,m0 khối lợng định mức của tải trọng và khối lợng định mức củatải trọng và khối lợng xe trục(kg)

Mômen quán tính của hệ thống quy đổi về trục động cơ khi không tải

)2=0.41(kgm2)Mômen trên trục động cơ khi xe chạy có tải là:

82 0 31 2

35 0 4000

035 2000

Mkđ = ( 74 , 38 33 , 048 ) 53 , 71

2

1 ) (

Và ta coi không đổi trong thời gian khởi động có tải và không tải

Thời gian khởi động có tải là :

) 04 , 27 71 , 53 ( 55 , 9

910 73 , 0 )

M M

n J

(s)

Thời gian khởi động không tải có thể tính đến gần đúng nh sau:

) 47 , 14 71 , 53 ( 55 , 9

910 41 , 0 )

M

n J

co kd

dm o

M M

n J

(s)

) (

55 , 9

M M

n J

(s)chiều dài x đi đợc trong thời gian mở máy có tải và không tải là:

60 2

V

m

dm m

V

m

dm m

dm





Trong đó Vđm là tốc độ xe thực tế khi động cơ quay về tốc độ định mức

Chiều dài xe đi đợc trong thời gian hãm máy có tải và không có tải là:

Ld1= 0 , 33 ( )

V

d dm

04 , 27 09 ,

47 , 14 09 ,

V2= 60. 0,57( )

2

s

m i

97 , 26

49 , 27

23 , 48 99 , 0 04 , 49 6 , 2

2 2 1 1 0

t

t

d d

lv lv

lv

Khi tính toán mômen đẳng trị ta chú ý đến hiện tợng kém toả nhiệt của động cơ khi

mở máy Nếu hệ số kém toả nhiệt =0,5 thì:

) (

) (

2 1 2 1

2

2 1

2 2

1

2

Nm t

t t t

t M t M t

t M

m m

co c

m m kd

58 , 28 61 ,

Trong đó Rd là điện trở tơng ứng với si(sđm)

*Tính chọn điện trở một chiều Ro:

Ro là điện trở mạch một chiều nó tơng đơng với điện trở Rfo=1/2Ro bênmạch Rôto.

<>Nhận xét: Nếu khoá K đóng cắt tạo giá trị điện trở trung bình từ 0R1

thì hoàn tòan điều khiển đợc tốc độ động cơ từ minmax

' 2 1

1

) (

)

s

r r r

U f

) (

)

2 1 2 ' 2 1

1

x x r

r r

b) Xét trờng hợp làm việc của động cơ: Nhìn vào biểu thức ta thấy dòng Rôto

sẽ nhỏ đi không tính đến dòng để chọn Diode trong trờng hợp này

 Điện áp ngơc đặt lên van: UDng= 6Erđm =6214= 499,67 V

+ Ith = A+ Iro = mA+ Tcf = o C*

2> Chọn điện cảm LK

Căn cứ vào hằng số thời gian bên Rôto (Quy đổi sang Stato)

l ới

áp kỳ chu lần Vài

R rqd R

L k L rs

Vậy Trs =5*0.02= 0.1(s)

LK =0,1(Rf0+Rf1+Rrqđ) =0.1*(2,385+1,696+21)=2,508(H)3> Tính chọn Transitor khoá

a Các thông số để chọn T

+ Icmax+ Ucemax+ 