Bài tập lớn cơ cấu chấp hành và điều khiển

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN CƠ CẤU CHẤP HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN Giáo viên hướng dẫn ThS Vũ Tuấn Anh Sinh viên thực hiện Phạm Bá Trung 2019606156 Nguyễn.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN CƠ CẤU CHẤP HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN Giáo viên hướng dẫn: ThS Vũ Tuấn Anh Sinh viên thực hiện: Phạm Bá Trung 2019606156 Nguyễn Minh Trường 2019606048 Nguyễn Quốc Trường 2019606401 Hà Nội-2021 PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp: Cơ điện tử Khóa:14 Tên nhóm: Nhóm 22 3.Họ tên thành viên: Phạm Bá Trung 2019606156 Nguyễn Minh Trường 2019606048 Nguyễn Quốc Trường 2019606401 II Nội dung học tập Phần thuỷ khí: Một thiết bị nâng tải nặng trang bị hai xy lanh thuỷ lực (Hình 1) Giả thiết xy lanh giống hệt lực phân bố Để thực điều này, hai trục piston nối tới bàn máy phải kéo với vận tốc Tải trọng tĩnh cực đại tác dụng lên pittong 100 kg, vận tốc chuyển động ổn định pittong 0.05 m/s, thời gian tăng tốc từ tới 0.05m/s (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=70at Một mạch phải mở rộng sử dụng chia lưu lượng Hai van chiều yêu cầu dẫn dòng thuỷ lực trở qua chia lưu lượng Một trọng lượng đặt xy lanh để minh hoạ cho tải phía 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, 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: Pđm = 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  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 𝑚𝑎𝑥 𝑀𝑚𝑚  200%Mđm , mở máy với cấp điện trở Bài 3: Động chiều kích từ độc lập có thông số: Pđm = 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  Iư = 60 A, Rưf = Bài Động không đồng ba pha có thơng số Pđm = 22,5 kW; Uđm = 380V; nđm = 1460vg/ph; r1 = 0,2; r’2 = 0.24; x1 = 0,39; x’2 = 0,46 Hãy xác định tốc độ động  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 = 0,75 Câu 5: Cho động khơng 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 = 50Hz) Tốc độ định mức động cơ: nđm = 980 vòng/phút Hiệu suất định mức : đm = 93,5% Hệ số công suất lúc tải định mức: cosđm = 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 TS Nguyễn Anh Tú GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ths Vũ Tuấn Anh MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU CHƯƠNG 1: PHẦN THỦY KHÍ, THỦY LỰC 1.1 Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình hệ thống 1.1.1 Vẽ biểu đồ trạng thái 1.1.2 Lưu đồ tiến trình hệ thống 1.2 Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề 1.2.1 Tính chọn xy lanh 1.2.2 Tính chọn bơm nguồn 1.2.3 Thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề 10 1.2.4 Thiết kế mạch điện điều khiển 10 CHƯƠNG 2: PHẦN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 11 Bài 11 Bài 12 Bài 13 Bài 15 Bài 5: 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Biểu đồ trạng thái Hình Lưu đồ tiến trình hệ thống Hình Mạch thủy lực cho hệ thống 10 Hình Mạch điện điều khiển hệ thống 10 Hình Đường đặc tính tự nhiên đường đặc tính nhân tạo 12 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Áp suất tỉ lệ với đường kính CHƯƠNG 1: PHẦN THỦY KHÍ, THỦY LỰC 1.1 Vẽ biểu đồ trạng thái, lưu đồ tiến trình hệ thống 1.1.1 Vẽ biểu đồ trạng thái Hình 1 Biểu đồ trạng thái 1.1.2 Lưu đồ tiến trình hệ thống Hình Lưu đồ tiến trình hệ thống 1.2 Tính chọn xy lanh, tính chọn bơm dầu, thiết kế mạch thủy lực đáp ứng yêu cầu đề 1.2.1 Tính chọn xy lanh Các kích thước xylanh thủy lực là: đường kính ngồi xylanh, chiều dài hành trình piston, đường kính cần piston Để xác định kích thước xylanh trước tiên phải xác định tải trọng cực đại tác dụng lên piston Tải trọng bao gồm tải trọng tĩnh tải trọng động Tải trọng tĩnh đề có, tải trọng động xuất piston tăng tốc hay giảm tốc a, Đường kính xy lanh 𝐹 𝐷 = 2√ 𝜋 𝑝 Với F = Pt + Pđ, đó: Pt: Tải trọng tĩnh cực đại Pđ: Tải trọng động Δ𝑣 0,05 = 100 = 5(𝑁) Δ𝑡 => F = Pt + Pd = 1000 + = 1005 (N) 𝑃đ = 𝑚 𝑎 = 𝑚 +Áp suất chất lỏng làm việc: p = 70 (at) = 6864655 Pa 1005 ⇒ 𝐷 = 2√ = 0,0137(𝑚) = 13,7(𝑚𝑚) 𝜋 6864655 Lấy trịn đường kính D=16mm Xác định lại áp suất chất lỏng làm việc xy lanh thắng tải trọng tác dụng: 4PK × 1005 × 1,3 p= = = 648,79 (N/cm2 ) = 64.8 (bar) 2 πD π × 1,6 Đường kính cần pittong d phụ thuộc vào áp suất p theo tỷ lệ P 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 mômen hãm đổi chiều so với chế độ động Áp dụng phương trình cân điện áp cho động điện chiều kích từ độc lập 13 𝑈ư = 𝐸ư + 𝐼ư (𝑅ư + 𝑅ư𝑓 ) Khi động làm việc chế độ định mức 𝑈đ𝑚 = 𝐸đ𝑚 + 𝐼đ𝑚 (𝑅ưđ𝑚 + 𝑅ư𝑓 ) Quy đổi giá trị tốc độ động cơ: 𝑛đ𝑚 = 1000 ( 𝑣𝑔 1000 𝑟𝑎𝑑 = 104,7 ( ) ) ⟺ 𝜔đ𝑚 = 𝑝ℎ 9,55 𝑠 Mô men định mức động cơ: 𝑀đ𝑚 = 𝑃đ𝑚 = 276,95(𝑁 𝑚) ωđ𝑚 Từ thông động cơ: 𝐾 đ𝑚 = 𝑀đ𝑚 Iđ𝑚 = 3,5 (Wb) Điện trở định mức động cơ: 𝑅đ𝑚 = 𝑈đ𝑚 − 𝐾𝜙đ𝑚 𝜔đ𝑚 − 𝑅ư𝑓 𝐼đ𝑚 440 − 3,5.104,7 − = 0,93 Ω 79 Tốc độ không tải lí tưởng: 𝑅đ𝑚 = 𝜔0 = 𝑈ư𝑑𝑚 440 𝑟𝑎𝑑 = = 125,7 ( ) 𝐾𝜙đ𝑚 3,5 𝑠 Phương trình cân điện áp cho mạch điện động cơ: 𝑈ư = 𝐸ư − 𝐼ưℎ (𝑅ưℎ + 𝑅ư𝑓 ) Dòng điện momen điện từ chế độ làm việc hãm tái sinh âm tốc độ quay động lớn tốc độ không tải định mức 𝐼 = ⟺{ℎ 𝑈 − 𝐸 𝐾𝜙𝜔0 − 𝐾𝜙𝜔 = ∆𝑃2 = 0,02𝑃đ𝑡 Công suất điện từ động 𝑃đ𝑡 = 𝑃𝑐ơ + ∆𝑃2 = 𝑃2 + ∆𝑃2 + ∆𝑃𝑐𝑘 = 𝑃đ𝑚 + 0,02𝑃đ𝑡 + 15%∆𝑃 (Ở chế độ định mức: 𝑃2 = 𝑃đ𝑚 )  𝑃đ𝑡 = 55+0,15.3,82 1−0,02 = 56,71(𝑘𝑊) 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐH Công nghiệp Hà Nội (n.d.) Giáo trình Cơ cấu chấp hành điều khiển ĐH Cơng nghiệp Hà Nội (n.d.) Giáo trình Hệ thống tự động thủy khí 18 ... 1.2.4 Thiết kế mạch điện điều khiển 10 CHƯƠNG 2: PHẦN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 11 Bài 11 Bài 12 Bài 13 Bài 15 Bài 5: 16... ) 