Môn kỹ thuật điều khiển và tự động hoá đề tài thiết kế hệ thống truyền động băng tải có điều khiển bằng động cơ một chiều

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN DỰ ÁN LIÊN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI CÓ ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Giáo viên hướng dẫn: TS GIÁP QUANG HUY Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN HẬU NGUYỄN TRUNG HIẾU LÊ HỮU KHANG LƯƠNG THANH TRÀ NGUYỄN THÀNH TRUNG Nhóm HP: 20.32A Lớp SH: 20TDH2 Ngành: Kỹ thuật điều khiển Tự động hố 123docz Mục lục CHƯƠNG 1: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI 1.1 Cơ cấu truyền động băng tải 1.2 Xác định thành phần mô men tải, mô men quán tính hệ 1.2.1 Momen quán tính 1.2.2 Công thức quy đổi moment quán tính trục động cơ: 1.3 Công suất yêu cầu hệ 1.3.1 Momen 1.3.2 Công suất 1.4 Kiểm tra độ phù hợp động 10 1.5 Chọn thiết bị đo vận tốc 11 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 12 2.1 Đặc tính cơ, đặc tính điện 12 2.2 Hãm động 13 2.3 Đảo chiều động 14 2.4 Mạch động lực : 15 2.5 Tính chọn van chỉnh lưu 15 2.5.1 Nguyên lý 15 2.5.2 Điện áp ngược van: 17 2.5.3 Dòng điện làm việc van: 18 2.5.4 Kết luận: 18 2.6 Tính tốn lọc LC : 19 2.7 Mạch bảo vệ Thyristor 19 2.8 Tính chọn biến áp lực 19 2.8.1 Điện áp chỉnh lưu tải 19 2.8.2 Công suất tối đa tải 20 2.8.3 Công suất biểu kiến máy biến áp 20 2.8.4 Tính tốn sơ mạch từ 20 2.8.5 Tính tốn dây quấn, số vịng kích thước dây 20 123docz 123docz CHƯƠNG 1: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI 1.1 Cơ cấu truyền động băng tải Hình 1.1 Mơ truyền động cho băng tải 123docz Đồ thị tốc độ dự kiến tải động Tốc độ dự kiến băng tải: v= m/s Bán kính rulo: r= 0.05 m Khối lượng vật nặng: m= kg Đồ thị dự kiến tốc độ động v (m/s) 12 18 20 t(s) -1 + Quá trình băng chuyền quay theo chiều kim đồng hồ, gồm ba giai đoạn: Giai đoạn tăng tốc: kéo dài khoảng 2s Tốc độ tăng từ đến giá trị ổn định 20 cm/s + Giai đoạn ổn định: băng tải hoạt động với tốc độ ổn định 20 cm/s khoảng thời gian 6s + Giai đoạn giảm tốc: kéo dài 2s Tốc độ giảm từ 20 cm/s + Quá trình băng tải đảo chiều hoạt động tương tự + Mục đích q trình tăng tốc giảm tốc để hệ thống hoạt động trơn tru mượt mà hơn, tránh giật nảy r = 05 ≈ 20 rad / s 20∗60 Số vòng quay phút: n= ≈ 190(vòng / phút) ω= + v 2π - Chọn động có tốc độ trục khoảng 4690 vòng/phút 123docz 10 + Suy tỉ lệ truyền lực là: i= n = ωi 190 = 4620 24 + Chọn tỉ số hộp giảm tốc gắn trục động cơ: i1= 12 + Giả sử hiệu suất hộp giảm tốc 100% + Sau có tỉ lệ truyền lực, nhóm thiết kế hệ truyền lực sử dụng bánh Một bánh có đường kính cm gắn vào trục động cơ, cịn lại có đường kính cm coi roller 1.2 Xác định thành phần mơ men tải, mơ men qn tính hệ 1.2.1 Momen qn tính - Cơng thức tính momen qn tính đĩa trịn: J= Trong đó: m R2 ( kg m2) m [kg] khối lượng bánh R [m] bán kính bánh - Khối lượng bánh sắt có đường kính cm, độ dày giả sử 0.6 cm: m=D V =7800∗( π∗0.032∗0.006)=0.132(kg ) - Momen quán tính bánh có đường kính 6cm: J - 1= 1 2 −5 2 m R = 2∗0.132∗0.03 ≈ 6∗10 (kg m ) Khối lượng bánh sắt có đường kính 3cm, độ dày giả sử 0.6cm: m=D V =7800 (π∗0.0152∗0.006)=0.033(kg) J - Momen qn tính bánh có đường kính 3cm 2= 2mR = −6 2∗0.033∗0.015 ≈ 3.71∗10 (kg m ) Tổng momen quán tính: 123docz J=J 1+J 2=6∗10−5 +3.71∗10−6=0.64∗10−4 (kg m2 ) 1.2.2 Công thức quy đổi moment quán tính trục động cơ: J iqd∗ω2 Wd = J i∗1 J = iqd i2 +ρ = m Ji∗ωi 2 =m −4 =0.64∗10 ( 24 v2 ) + ( (kg 484 )2 =0.037 1.3 Công suất yêu cầu hệ 1.3.1 Momen - Giả sử hiệu suất truyền động hệ 90%, phần tổn hao gây thành phần gây ma sát hệ truyền lực sử dụng bánh răng, ma sát roller băng tải, cản trở trục động ma sát, môi trường xem bỏ qua + bỏ qua Phương trình đặc tính hệ truyền động: Quy đổi lực quán tính Mc=0 tải thành momen quán tính trục động ma sát nên momen cản tải + Phương trình momen điện từ quy trục động cơ: M −M c=J - Từ 0s đến 2s: (tăng tốc) M 1=J dω 0.037∗20 = dω dt =¿ M =J dω dt =0.37(Nm) dt2 - Từ 2s đến 8s: (chạy ổn định) M 2=J dωz 0.037∗0 = =0(Nm) dt6 - Từ 8s đến 10s: (giảm tốc) M 3=J dω = 0.037∗−20 =−0.37 (Nm) dt2 - Từ 10s đến 12s: (đảo chiều tăng tốc) M =J dω = 0.037∗−20 =−0.37(Nm) dt2 - Từ 12s đến 18s: (đảo chiều chạy ổn định) M 5=J dω dt6 = 0.037∗0 =0(Nm) 123docz - Từ 18s đến 20s: (đảo chiều giảm tốc) M 6=J dω = 0.037∗20 =0.37(Nm) dt2 - Momen đẳng trị: M đt= - ∑ M2 Δt √ ∑ Δt =√ 0.372 2+(−0.37)2 2+(−0.37)2 20 2+(0.37)2.2 Chọn hệ số an toàn cho động cơ: k =1.3 ¿ >M đm=Mđt∗1.3=0.23∗1.3=0.3 Nm Hình 1.3 Đồ thị momen theo thời gian 1.3.2 Công suất 484 (rad/s) 12 -484 - P=M ω(t ) 10 18 20 t(s) =0.23 Nm 123docz ... 1: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI 1.1 Cơ cấu truyền động băng tải Hình 1.1 Mơ truyền động cho băng tải 123docz Đồ thị tốc độ dự kiến tải động Tốc độ dự kiến băng tải: v= m/s Bán... TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG BĂNG TẢI 1.1 Cơ cấu truyền động băng tải 1.2 Xác định thành phần mơ men tải, mơ men qn tính hệ 1.2.1 Momen quán tính 1.2.2 Cơng thức... hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ động điện phải cần có biến đổi Đối với hệ truyền động hệ truyền động chỉnh lưu Thyristor – Động (T-D) Để điều chỉnh điện áp phần ứng động chiều cần có thiết