Đồ án tốt nghiệp công nghệ truyền động điện máy doa ngang

Thiết kế mạch động lực

Phơng pháp chọn công suất động cơ cho máy

Việc chọn đúng công suất động cơ truyền động là hết sức quan trọng Nếu chọn công suất động cơ lớn hơn trị số cần thiết thì vốn đầu t sẽ tăng, động cơ thờng xuyên chạy non tải làm cho hiệu suất và hệ số công suất thấp Nếu chọn công suất động cơ nhỏ hơn trị số yêu cầu thì máy sẽ không đảm bảo năng suất cần thiết, động cơ thờng chạy quá tải, làm giảm tuổi thọ động cơ dẫn đến hay phải sửa chữa.

Quá trình xác định công suất động cơ có thể chia làm 2 bớc sau :

Bớc 1 : Chọn sơ bộ công suất dộng cơ theo trình tự sau : a xác định công suất hoạc mô men tác dụng trên truc làm việc của hộp tốc độ(pz hoặc Mz ).nếu trong một chu kỳ,phụ tải của truyền động thay đổi thì phải xác định Pz (hoặc mz), cho tất cả các gia đoạn trong chu kỳ b, Xác định công suất trên trục động cơ điện và thành lập đồ thị phụ tải tĩnh Muốn thành lập đồ thị phụ tải cho truyền động trong một chu kỳ ta phải xác định công suất hoặc mômen trên trục động cơ và thời gian làm việc ứng với từng giai đoạn

- Công suất trên trục dộng cơ xác định theo biểu thức:

 Trong đó:  hiệu suất của cơ cấu truyền động ứng với phụ tải Pz.

Giá trị hiệu suất của cơ cấu truyền đông xác định theo: hi hi ms t

   Đồ thị trong thực tế xác định hiệu suất bằng đờng cong kính nghiệm

= f(Pz) cho ở các sổ tay cơ khí.

Công suất cắt đợc xác định theo công thức: z z z

(kW) Trong đo: Lực cắt(N)

Vz: Tốc độ cắt (m/ph)

Thời gian làm việc của từng gia đoạn có thể xác định tuỳ thuộc điều kiện làm việc của từng cơ cấu truyền đông nh khoảng đờng di chuyển của bộ phận làm việc, thời gian làm việchoặc điều khiển máy… trong đó có thời gian hữu công ( thời gian làm việc thực sự) và thời gian vô công (thời gian làm việc không tải, điều kiện máy chuyển đổi trạng thái làm việc…) thời gian hữu công đợc xác định theo công thứcứng với tờng loạii máy, thời gian vô công đ- ợc lấy theo kinh nghiệm vận hành, c, Dựa vào đồ thị phu tải tĩnh đã xây dựng ở phần b tiến hành tính toán trọn động cơ:

- Khi chế độ làm việc là dài hạn, phụ tải biến đổi(loại phổ biến) động cơ thờng đợc chọn theo đại lợng trung bình hoặc đặng trị

- Khi chế độ làm việc là gắn hạn lặp lại động cơ đợc chọn theo phụ tải làm việc và hệ số dòng điện tơng đối.

- Khi chế độ làm việc là gắn hạn, động cơ đợc chọn theo phụ tải làm việc và thời gian có tải trong chu kỳ.

Bớc 2: Kiểm nghiệm động cơ theo những điều kiện cần thiết :

SV: Đỗ Mạnh Hởng - Lớp TĐH K42

Tuỳ thuộc vào đặc điểm của cơ cấu truyền động mà động cơ đã chọn đ- ợc kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng, quá tải và mở máy. Để kiểm theo điều kiện phát nóng, xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần bao gồm phụ tải tĩnh ( tĩnh ở bớc 1) và phụ tải động, phụ tải động của động cơ phát sinh quá trình quá độ (QTQĐ) và đợc xác định từ quan hệ :

Trong đó : J Mômen quán tính của toàn hệ thống truyền đông quy đổi về trục động cơ điện: d / dt- giá trị tốc độ hệ thống.

Sau khi lập đồ thị phụ tải toàn phần i= t1(t); M= f2(t) P= F3(t) hoặc đồ thị tổn hao trong động cơ P = f4 (t) theo các đại lợng đẳng trị hoănk tổn hao trung bình ta kiêm nghiệm điều kiện phát nóng Nếu thời gian các quá trình quá độ (QTQĐ) không đáng kể so với thời gian làm việc ổn định và động cơ đã đợc chọn sơ bộ theo phơng pháp nóng Cchú ý là đối với các động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại trị số ĐM% phải lấy theo đồ thị phụ tải toàn phần.

Khi kiêm nghiệm theo điều kiện quá tải, đối với động cơ không đồng bộ cần xết tới hiện tợng sụt áp của lới điện Thông thờng cho phép sụt áp 10% nên mômen tới hạn của động cơ trong tính toán kiểm nghiệm chỉ còn :

Mtđm mômen tới hạn định mức theo số liệu của động cơ điện.

Tính toán số liệu

Tốc độ ăn dao: Vad = 0,036 – 261,6 mm/s

Bán kính quy đổi (P=Vad/D) =0,0017m

Mô men quán tính cơ cấu:J=0,01Kgm 2

+ Tốc độ ăn dao: Vad = 0,036 – 261,6 mm/s

+ Bán kính qui đổi (P – Vad/WD) = 0,0017m

+ Mô men quán tính cơ cấu: J = 0,01 Kgm 2

Ta có: Công suất cắt của động cơ. ad ad ad

Trong đó: Vad = 261,6mm/s = 261,6.10 -3 60 (m/ph)

261 , 6.10 −3 60.3000 60.1000 =0 , 78( kW ) Công suất trên trục động cơ:

Ta có bán kính qui đổi là: P=

Số vòng của động cơ là.

Tra bảng ta có thể chọn động cơ tơng đơng với số liệu tính toán đợc kiÓu

Công suất định mức: Pđm = 3,2 (KW)

Số vòng của động cơ: 1500 (vòng/phút) Điện trở phần ứng: r + rcp = 1,032 () rCKS = 198 () Dòng kích từ song song định mức: Iktđm = 0,84 (A)

Mô men quán tính phần ứng (Kgm 2 ): J = 0,15 (Kgm 2 ) Điện áp đặt vào động cơ định mức: Uđm = 220V

Số thanh dẫn tác dụng phần ứng: 972

Số thanh song song tác dụng phần ứng: 2

Số vòng dây 1 cực cuộn song song: WCKS = 1750

Từ thông hữu ích: mvb = 4

Tốc độ quay cho phép cực đại: 3000 (V/ph)

Khối lợng động cơ: 75Kg

Lựa chọn pha truyền động cho hệ truyền động ăn dao máy doa:

1 0 lựa chọn phơng án truyền động Đ2.1 Hệ truyền động máy phát - Động cơ 1 chiều (F – D) D)

Hệ thống máy phát động cơ (F-D) là hệ thống truyền động điện mà bộ biến đổi điện là máy phát điện một chiều kích từ độc lập Máy phát này thờng do động cơ sơ cấp không đồng bộ ba pha điều khiển quay và coi tjd quay của máy phát là không đổi.

Chế độ làm việc của hệ: Trong mạch lực của hệ F –D không có phần tử phi tuyến nào nên hệ có n đặc tính động rất tốt, rât linh hoạt khi chuyển các trạng thái làm việc. sơ đồ khối hệ (F-D) Động cơ chấp hành (Đ) có thể làm việc ở chế độ điều chỉnh đợc cả 2 phía Kích thích máy phát (F) và kích thích động cơ (Đ) đảo chiều quay bàng các đảo chiều dòng kích thích máy phát, hãm động năng khi dòng kích thích máy phát bằng không, hãm tái sinh khi giảm tốc độ hoặc khi đảo chiều dòng kích từ, hãm ngợc ở cuối giai đoạn hãm tái sinh khi đảo chiều hoặc khi làm việc ổn định với mô men tải có tính chất thế năng. Đặc điểm của hệ F-D : Ưu điểm nổi bật của hệ F-D là sự chuyển đổi trạng thái làm việc rất linh hoạt, khả năng quá tải lớn Do vậy thờng sử dụng hệ truyền động F - Đ ở các máy khai thác trong công nghiệp mỏ Nhợc điểm quan trọng nhất của hệ F – D là dùng nhiều máy điện quay trong đó ít nhất là 2 máy điện một chiều, gây ồn lớn, hiệu suất thấp (không quá 75%),công suất lắp đạt máy ít nhất gấp

3 lần công suất động cơ chấp hành Ngoài ra do các máy phát một chiều có từ d, đặc tính từ hoá có trễ nên khó điều chỉnh sâu tốc độ.

2 Hệ truyền động Tisisto - Động cơ một chiều (T-Đ) có đảo chiều quay

Do chỉnh lu Tisito dẫn dòng theo một ciều và chỉ điều khiển đợc khi mở, còn khoá theo điện áp lới cho nên truyền động van thực hiện đảo chiều khó khăn và phức tạp hơn truyền động máy phát - động cơ (F - Đ) Cấu trúc mạch lực cũng nh cấu trúc mạch điều khiển hệ truyền động T - Đ đảo chiều có yêu cầu an toàn cao và có logic điều khiển chặt chẽ.

Có 2 nguyên tắc cơ bản để xây dựng hệ truyền động (T-Đ) đảo chiều.

- Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dòng kích từ động cơ.

- Giữ nguyên chiều dòng kích từ và đảo chiều dòng điện phần ứng.

Trong thực tế, các sơ đồ truyền động (T-Đ) có nhiều song đều thực hiện theo một trong hai nguyên tắc trên và đợc phân ra làm 5 loại sơ đồ chính nh sau:

Truyền động dùng một biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay bằng đảo chiều dòng kích từ (dùng cho công suất lớn rất ít đảo chiều).

Truyền động dùng một bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay bằng công tắc tơ chuyển mạch ở phần ứng (từ thông dữ không đổi) dùng cho công suất nhỏ, tần số đảo chiều thấp.

Truyền động dùng 2 bộ biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển riêng.

Truyền động dùng 2 bộ biến đổi song song ngợc điều khiển chung

Truyền động dùng hai bộ biến đổi nối theo sơ đồ chéo điều khiển chung

Sơ đồ (4, 5) dùng cho giải công suất vừa và lớn có tần số đảo chiều cao so với 3 loại trên thì nó thực hiện đảo chiều êm hơn nhng lại có kích thớc cồng kềnh, vốn đầu t và tổn thất lớn hơn.

Mỗi loại sơ đồ đều có u nhợc điểm riêng và thích hợp với từng loại tải và yêu cầu công nghệ, về nguyên tắc xây dựng mạch điều khiển có thể chia làm 2 loại chính: Điều khiển riêng và điều khiển chung Sơ đồ (1), (2), (3) có nguyên tắc mạch điều khiển gần giống nhau và phải khoá các bộ biến đổi mạch phần ứng để cắt dòng, sau đó tiến hành chuyển mạch, nh vậy khi điều khiển tồn tại một thời gian gián đoạn sơ đồ (4), (5) dùng nguyên tắc điều khiển liên tục.

Hệ truyền động Tisisto - Động cơ một chiều (T-Đ) chỉnh lu ba pha

Hệ truyền động T - Đ theo sơ đồ nối dây hình cầu ba pha.

Cấu 3 pha gồm 6 tiristor, chia làm 2 nhóm

Nhóm anốt chung T2, T4 và T6 Điện áp các pha thứ cấp máy biến áp. a 2 v  2V sin b c v 2 sin 2

  góc  đợc tính từ giao điểm của các nửa hình sinh.

Hoạt động của sơ đồ:

Giả thiết T5 và T6 đang cho dòng chảy qua Vf = vc, VG = vb.

  cho xung điều khiển mở T1 Tiristor này mở vì va >

0 sự mở của T1 làm cho T5 bị khoá lại một cách tự nhiên vì va > vc lúc này T6 và T1 cho dòng chảy qua Điện áp trên tải ud = uab = va – vb.

     cho xung điều khiển mở T2 Tiristor này mở vì khi

T6 dẫn dòng, nó đặt vb làm anốt T2 Khi   2 thì vb > vc Sự mở của T2 làm cho T6 khoá lại 1 cách tự nhiên vì vb > vc các xung điều khiển lệch nhau 2

 ®- ợc lần lợt đa đến cực điều khiển của các Tiristor theo thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6,1… trong mỗi nhóm khi một Tiristor mở nó sẽ khoá ngay Tiristor dẫn dòng trớc nã.

Giả thiết T1 và T2 đang dẫn dòng.

Khi   1 cho xung điều khiển mở T3 do Lc  0 nên ** i T 3 không thể đột ngột tăng từ 0 để Ic1 và dòng i T 1 cũng không thể đột ngột giảm từ Id xuống

0 Cả ba Tiristor đều dẫn dòng T1, T2, T3.

Hai nguồn ea và eb nối ngắn mạch.

Nếu chuyển gốc toạ độ từ 0 sang  ta có: a 2 e 2.v sin 5

  Điện áp ngắn mạch uc = eb – ea = 6.v sin2   

Dòng điện chảy trong T1 là i T 1

Dòng điện chảy trong T3 là i = i T 3 c

Giả thiết quá trình trung dẫn kết thúc khi  = 2 và ký hiệu     2 1 là góc trùng dẫn.

Khi i 0 ta có biểu thức sau

    Trong khoảng 1; 2: T2 dẫn dòng, T1 và T3 trùng dẫn dòng

Từ ba phơng trình trên ta có: a b d c e e

Do trùng dẫn (Lc  )) nên giá trị trung bình của điện áp tải bị giảm đi một lợng U 

Nếu thay 3 Tiristor T2, T4, T6 thành 3 điốt D2, D4, D6 ta có sơ đồ càu không đối xứng.

Trên hình vẽ Ud1 là thành phần điện áp tải do nhóm catốt chung tạo ra còn Ud2 là thành phần điện áp tải do nhóm anốt chung tạo ra vì mạch tải có điện cảm lớn nên dòng tải đợc nắn thẳng id = Id.

Giá trị tức thời của điện áp tải

Ud = Ud1 – Ud2. Giá trị trung bình của điện áp tải

Ud = Ud1 – Ud2. Trong đó:

 Hoạt động của sơ đồ:

Trong khoảng 0 1: T5 và D6 cho dòng tải id = Id chảy qua D6 đặt điện thế vb lên anốt D2.

Khi   1 điện thế catốt D2 và vc bắt đầu nhỏ hơn vb, điốt D2 mở, dòng tải id = Id chảy qua D5 và T5, Ud = 0.

Khi    cho xung điều khiển mở T1.

Trong khoảng   2 , 3 : T1 và D2 cho dòng tải tải Id chảy qua D2 đặt điện thế vc lên anốt D4.

Khi   3 điện thế catốt D4 và va bắt đầu nhỏ hơn vc, điốt D4 mở Dòng tải Id chảy qua D4 và T1, Ud = 0.

Góc mở  về nguyên tắc có thể biến thiên từ 0   Điện áp chỉnh lu có thể điều chỉnh đợc từ giá trị lớn nhất đến 0. Ưu điểm của sơ đồ là đơn giản, rẻ tiền song điện áp chỉnh lu chứa nhiều thành phần sóng hài, cần có bộ lọc tốt.

Hoạt động của sơ đồ nối dây chỉnh lu tia ba pha.

Chế độ dòng liên tục: Khi dòng điện chỉnh lu id là liên tục thì có thể dựng đợc đồ thị các quá trình dòng điện và điện áp Suất điện động chỉnh lu là những đoạn hình sin nối tiếp nhau, giá trị của suất điện động chỉnh lu đợc tính nh sau:

Sơ đồ chỉnh l u tia 3 pha Sơ đồ thay thế chỉnh l u tia 3 pha

e: Tần số góc của điện áp một chiều

: Góc mở van (hay góc điều khiển) tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên.

0: Góc điều khiển tính từ thời điểm suất điện động xoay chiều bắt đầu dơng. P: Số xung áp điện mạch trong một chu kỳ điện áp xoay chiều.

Hiện tợng chuyển mạch: Trong sơ đồ chỉnh lu tia ba pha, khi phát xung nhằm để mở 1 van Tiristor thì điện áp anốt của pha đó phải dơng hơn điện áp của pha có van đang dẫn dòng Do đó mà dòng điện của van đang dẫn sẽ giảm dần về không, còn dòng điện của van kế tiếp sẽ tăng dần lên Do có điện cảm trong mạch mà quá trình này xảy ra từ từ cùng tại một thời điểm cả 2 van đều dẫn dòng và chuyển dòng cho nhau, quá trình này gọi là chuyển mạch giữa các van.

Tính toán mạch động lực

Đ3.1 Tính và chọn Tiristor: Điện áp ngợc của van: Un = Knv.U2 d 2 u víi U U

Trong đó: Ud, UN, U2: điện áp tải, điện áp ngợc, điện áp xoay chiều của van.

Hệ số điện áp ngợc (Knv) và điện áp tải (Ku) trong sơ đồ chỉnh lu cầu ba pha đối xứng Knv = 6 u

Thay sơ đồ ta đợc: n  

 2,34  Để có thể chọn van theo điện áp hợp lý thì điện áp ngợc của van cần phải chọn lớn hơn điện áp làm việc qua hệ số dự trữ Kdtu > 1,6  Vậy ta có thể chọn Kdtu = 2.

Dòng điện chảy qua van:

2 6 Để đảm bảo an toàn cho tiristo làm việc lâu dài chọn hệ số dự trữ về dòng Ktdi = 1,2

Nh vậy tiristo có yêu cầu nh sau:

Ilv = 7,356 (A) Tra bảng về Tiristor ta chọn loại do Liên Xô sản xuất có ký hiệu là T-25 có các thông số kỹ thuật nh sau:

UN = 1kV (điện áp ngợc cực đại)

Ig = 0,3A (dòng điện xung điều khiển)

Ug = 5V (điện áp xung điều khiển)

U = 1 (Sụt áp trên van) da 20 dt 

(V/s) tCm = 35 s (thời gian chuyển mạch). Đ3.2 Tính toán máy biến áp

Công suất biểu kiến của máy biến áp:

Chọn mạch từ 3 trụ, tiết diện mỗi trụ đợc tính theo công thức kinh nghiệm:

Trong đó: K = 4  5 nếu là máy biến áp dầu

P = công suất biểu kiến của máy biến áp (V.A)

C = số trụ của máy biến áp f = tần số nguồn điện xoay chiều.

4565,967 3.50 = 10,47 cm 2 Tính máy biến áp: Điện áp chỉnh lu không tải:

Udo = Ud + Uv + Uba + Udn

Trong đó: Uv - sụt áp trên các van

Ud - Điện áp chỉnh lu

Uba = U1 + U2 sụt áp bên trong máy biến áp khi có tải bao gồm sụt áp trên điện trở Ur và sụt áp trên điện cảm Ur.

Udn - Sụt áp trên dây nối. Đây là máy biến áp cỡ nhỏ sụt áp máy biến áp:

Sụt áp trên điện trở Ur = 4% Ud.

Sụt áp trên điện kháng UL = 2% Ud

Sụt áp trên dây nối: Udn  0 Điện áp sụt trên hai tiristo mắc nối tiếp (trên mỗi van là U =1V; 2 van là: 2 x 1 = 2V Nh vậy ta có:

Ud0 =Ud 1,06 +2 "0 1,06 + 2 = 235,2 (V) Điện áp chỉnh lu không tải là:

Pd = Ud0 Id = 235,2 x 18,4 = 4,3277 (kW) Tính toán các thông số điện áp dòng điện của các cuộn dây: Điện áp của các cuộn dây.

- Điện áp của cuộn dây thứ cấp đợc tính:

= 100 (V) Điện áp của cuộn dây sơ cấp:

(Vì điện áp cuộn dây sơ cấp bằng điện áp nguồn)  chọn U1 = 380 (V)

Tỷ số máy biến áp: n 2 1

=0,263 Dòng điện các cuộn dây:

- Giá trị hiệu dụng của dòng thứ cấp của máy biến áp:

- Giá trị hiệu dụng của dòng sơ cấp máy biến áp:

Công suất tính toán máy biến áp:

Sbáp = 1,047 4,3277  4,53 (kVA) Tính toàn mạch từ:

Chọn mạch từ 3 trụ tiết diện mỗi trụ đợc tính toán theo công thức kinh nghiệm sau: Q = KQ.

KQ: hệ số phụ thuộc vào phơng thức làm mát.

KQ = 4  5 nếu là máy biến áp dầu.

KQ = 5  6 nếu là máy biến áp khô. m: Số trụ của máy biến áp. f: Tần số nguồn điện xoay chiều.

Vậy ta có thể chọn: Biến áp khô có KQ = 6

Số trụ là 3  m = 3 Tần số nguồn điện xoay chiều: f = 50(Hz) Thay số ta đợc tiết diện mỗi trụ:

Q 6 4530 3.50 = 32,97  33 (cm 2 ) + Tính dây quấn - số vòng và kích thớc dây:

- Số vòng của dây quấn đợc tính theo:

4, 44f.Q.B (vòng) Trong đó: W: Số vòng dây của cuộn dây cần tính.

U: Điện cấp của cuộn dây cần tính.

 Số vòng dây quấn sơ cấp:

Số vòng dây quấn thứ cấp máy biến áp:

W2 = W1.n = 471 0,263 = 124 (vòng) Tiết diện dây dẫn:

SCu: tiết diện của đồng.

I: Dòng điện chạy qua cuộn dây.

J: Mật độ dòng điện trong máy biến áp (chọn 1  2,75 A//mm 2 )

J = 2,5 A/mm 2 + Tiết diện dây dẫn sơ cấp.

=1,6 (mm 2 ) + Tiết diện dây dẫn thứ cấp:

= 6 (mm 2 ) + Đờng kính dây dẫn phía sơ cấp. d1 Cu 1

 = 1,42 (mm) Đờng kính dây dẫn phía thứ cấp: d2 Cu 2

Công suất máy biến áp là nhỏ ta chọn trụ hình chữ nhật với kích thớc Q

= a.b trong đó: a: bề rộng của trụ b: bề dày của trụ.

Chọn lá thép: Thờng là lá thép có độ dày 0,35 mm và 0,5mm.

Diện tích cửa sổ cần có:

Qcs = Qcs1 + Qcs2 (mm 2 ) Víi Qcs1 = kid - W1 SCu1

Trong đó: Qcs: diện tích cửa sổ.

Qcs1, Qcs2: Phần do cuộn sơ cấp và thứ cấp chiếm chỗ.

W1, W2: Số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp.

SCu1, SCu2: tiết diện dây dẫn phía sơ cấp, thứ cấp. kid: hệ số lấp dầy thờng chọn 2  3 chọn kid = 3

Qcs2 = 3 124 6 = 2232 (mm 2 ) Diện tích cửa sổ: Qcs = Qcs1 + Qcs2 = 4492,8 (mm 2 )

Chọn kích thớc cửa sổ, chiều cao cửa sổ h và chiều rộng cửa sổ c dựa vào các chỉ tiêu số phụ: h c b m n l a a c

   Đối với lõi thép thì: m = 2,5 n = 0,5 l = 1  1,5 là tốt nhất. Chiều rộng toàn bộ mạch từ C = 2 x C + x.a (x = 2 nếu là máy biến áp 1 pha X =3 nếu là máy biến áp 3 pha).

Chiều cao mạch H = h + z a (Z = 2 nếu là máy biến áp 1 pha, z = 3 nếu là máy biến áp 3 pha.)

Chọn theo tiêu chuẩn d1 = 6,5 (cm)

Chiều cao của trụ (chọn tỷ số l1 = 1 h d = (1,1  2,5)

Chọn theo tiêu chuẩn h = 150 (mm)

Dây quấn đợc bố trí theo chiều dọc trục với số vòng dây trên mỗi lớp:

 h: Chiều cao cửa sổ d: §êng kÝnh d©y quÊn hg: Khoảng cách điện với gông chọn: hg = 2d.

Số vòng dây trên mỗi lớp phía sơ cấp là:

Số vòng dây trên mỗi lớp phía thứ cấp là:

Số lớp dây trong cửa sổ: td

W ' + Số lớp dây trong cửa sổ phía sơ cấp:

= 4,57 (líp) Chọn Std1 = 5 lớp nh vậy có 471 chia thành 5 lớp, chọn 4 lớp đầu có 100 vòng lớp thứ 5 có: 471 - 4.100 q vòng.

+ Số lớp dây trong cửa sổ phía thứ cấp:

Chọn Std2 = 2 lớp: Lớp thứ nhất là 60 vòng, lớp thứ 2 là 64 vòng.

Bề dày của cuộn dây:

Bd= d Std + cdStd cd: bề dày của bìa cách điện chọn cd = 0,1mm

Bề dày cuộn sơ cấp:

Bề dày cuộn thứ cấp:

= 2,76 2 + 0,1 2 = 5,72 (mm) Tổng bề dày các cuộn dây:

Bd = Bd2 BSd2 + cd1 cdn cd1, cdn bề dày cách điện trong cùng và ngoài cùng.

Bd = 7,6 + 5,72 + 1 + 1 = 15,32 (mm) Kích thớc cửa sổ C = 2 Bd + C

C: Khoảng cách giữa cuộn dây và trụ (chọn C = (0,5  2)cm)

Chọn tỷ số l b a = 1,5  b = a 1,5  61 (mm) Chiều rộng toàn bộ mạch từ C = 2 C + 3 a=2 40,6+3 40,6= 203 (mm) Chiều cao mạch từ: H = h + 2a = 150 + 2 40,6 = 231,2 (mm)

Khối lợng sắt và đồng sử dụng:

MFe = UFe mFe (kg) Trong đó: UFe: thể tích khối sắt

MFe = 1,57 7,58 = 13,65 (kg) Khối lợng đồng

MCu = VCu mCu (kg) Trong đó:

VCu: Thể tích khối đồng

SCu: Tiết diện dây dẫn l: Chiều dài của các vòng dây mCu = 8,9 (kg/dm 3 ).

Chiều dài dây quấn đợc tính: tb tb t n tb l D D : Đ ờng kính trung bình của các cuộn dây

Dt , Dn: Đờng kính trong và ngoài của cuộn dây Đờng kính trong của các cuộn dây đợc tính:

D  a b cd Đờng kính ngoài của cuộn dây đợc tính:

Khối lợng đồng ở phía sơ cấp.

Dt  40,6 61  1 74,28 mm Đờng kính ngoài của cuộn dây sơ cấp:

Dn = 74,28 + (1,42+0,1).5 = 81,88 (mm). Đờng kính trung bình của cuộn dây sơ cấp:

Chiều dài của dây quấn sơ cấp:

L1 = W1. Dtb = 471 3,14 77,58 = 11473,6 (mm) = 114,736(m 3 ) Thể tích đồng ở cuộn sơ cấp.

VCu1 = SCu1 L1 = 1,6 114,736 = 183577,6 (mm 3 ) = 0,18m 3 Khối lợng đồng ở phía sơ cấp là: MCu1 = 0,18 8,9 = 1,602 (kg).

Khối lợng đồng ở phía thứ cấp: Đờng kính ngoài của cuộn dây thứ cấp:

= 73,28 + (2,76 + 0,1) 2 = 79 (mm) Đờng kính trung bình của cuộn dây thứ cấp.

Chiều dài của dây quấn thứ cấp.

L2 = W2  Dtb = 124 3,14 76,14 = 29,64(m 3 ) Thể tích đồng ở cuộn sơ cấp.

VCu2 = SCu2 L2 = 6 29,645 = 0,177m 3 Khối lợng đồng ở phía thứ cấp là:

Tính sụt áp máy biến áp.

Tổng sụt áp bên trong máy biến áp.

+ Điện áp rơi trên điện trở

Trong đó: R1, R2 - Điện trở thuần của cuộn sơ cấp và thứ cấp đợc tính nh sau:

Với  0, 0000172/ mm điện trở suất của đồng. l, S – Chiều dài và tiết diện của dây đồng.

+ Điện trở thuần phía sơ cấp.

    Điện trở thuần phía thứ cấp:

U1 = Rbap Id = 0,17 18,4 = 3,128 (V) Điện áp rơi trên điện kháng. d X

W2: Số vòng dây thứ cáp máy biến áp.

Rb1: Bán kính trong cuộn dây thứ cấp: b1  

   h: Chiều cao của cửa sổ lõi thép cd: Chiều dày bìa cách điện (cd = 1mm)

Bd1, Bd2: Bề dầy cuộn sơ cấp, thứ cấp.

 Vậy tổng sụt áp bên trong máy biến áp là:

        Đ3.3 Thiết kế cuộn kháng lọc

- Xác định góc mở cực tiểu và cực đại.

Chọn góc mở cực tiểu min = 10 0 với góc mở min là dự trữ ta có thể bù đợc sự giảm điện áp lới.

Khi góc mở nhỏ nhất  = min thì điện áp trên tải là lớn nhất. d max d 0 min ddm

U U cos U và tơng ứng tốc độ động cơ sẽ lớn nhất max min

Khi góhc mở  = max thì điện áp trên tải sẽ là nhỏ nhất. d min d0 max

U U cos và tơng ứng tốc độ động cơ sẽ là nhỏ nhất min.

Ta cã: d min do max d 0 c

Udmin đợc xác định nh sau: max dm dm min d min dm

    d min 2 min dm bap dt

+ Xác định điện cảm của cuộn kháng san bằng (cuộn kháng lọc)

Khi góc mỏ  càng tăng thì biên độ thành phần sóng hài bậc cao càng lớn ( đập mạch của điện áp và dòng điện tăng lên) sự đập này làm xấu chế độ chuyển mạch của vành góp Đồng thời gây tổn hao phụ dới dạng nhiệt

SV: Đỗ Mạnh Hởng - Lớp TĐH K42 trong động cơ Để hạn chế sự đập mạch này, ta phải mắc nối tiếp với động cơ một cuộn kháng lọc lớn để Im  Iđm.

Ngoài tác dụng hạn chế thành phần sóng hài bậc cao, cuộn kháng lọc còn có tác dụng hạn chế vùng dòng điện gián đoạn. Điện kháng lọc còn đợc tính khi góc mở  = max.

Ta cã: Ud = U2 = E + R Id + R iL + L. di dt i di di di

U R L vì Ri 0 điốt

D2 khoá điện áp lúc này âm (-) và đợc đi qua R1 ở đầu A là điện áp âm hình

“sin” tại thời điểm ban đầu điện áp âm qua R2 làm cho điện áp nuôi mạch điều khiển (+E) gây lên một xung điện áp dơng đập vào cực bazơ của T1 làm cho T1 thông T1 thông đồng thời T2 cũng thông dẫn đến tụ C1 đợc nạp điện từ nguồn nuôi (+E) tới điốt ổn áp  T2  C; tụ C đợc nạp trong thời gian rất ngắn (ms),

Uc = 6(V) làm cho điện áp âm tại điểm (A) tăng dẫn đến T1 bị khoá Khi T1 bị khoá thì T2 cũng bị khoá theo Khi T2 bị khoá lúc này tụ điện C sẽ phóng điện qua T3 về cực âm của nguồn nuôi (-E) thời gian của tụ C phóng là 9(ms) tạo ra khâu điện áp răng ca Điện áp răng ca đợc đa vào cổng A1 của bộ so sánh, nó đợc so sánh với điện áp điều khiển ở đầu ra của bộ so sánh tạo thành một chuỗi xung hình chữ nhật Điốt D8 loại đi xung âm tức phía trên của Uđk lúc này tín hiệu điều khiển ic = 0 Qua phần tử Và (AND) (G1) iB = 1.

Cùng thời điểm đó điện áp U21 > 0 qua khâu so sánh phụ 0A3 nhận điện áp dơng (+) ở đầu ra của 0A3 là điện áp âm hình chữ nhật Diốt D10 loại đi xung âm  iE = 0, phần tử logic có ic = 1 và iE = 0 đầu ra của phần tử iG2 = 0. Điện áp U22 < 0 qua khâu so sánh phụ 0A2 nhận đợc điện áp âm nhng điót D6 và D7 loại xung âm của đầu vào 0A2 phần tử vào 0A2 là “0” đầu ra của 0A2 có phần tử logic là 1 (iF = 1); phần tử của G1 là iD = 1 hai phần tử này đi vào đầu của G3 Đầu ra của G3 là iH = 1 có xung điều khiển mở T6 và T7 đợc mở cùng lúc dẫn đến cuộn sơ cấp của máy biến áp xung BA2 có điện  đầu dây thứ cấp của biến áp có điện, lấy U2 = Ug = 5V dẫn transistor T4 mở khi T4 mở thì đồng thời cấ xung phụ cho transistor T5 mở tơng tự khi U21 < 0 và U22 >

0 thì qua khâu so sánh phụ 0A2 nhận đợc điện áp dơng đầu ra của phần tử oA2 là “0”; 0A3 nhận đợc điện áp âm, đầu ra của phần tử 0A3 là “1” vậy đầu ra của

G2 là “1” cho xung điều khiển mở T5 và T6 đợc mở cùng lúc  biến áp (ABA1) có điện  transistor T1 mở khi T1 mở thì đồng thời cấp xung phụ cho transistor T5 mở.

Tổng hợp hệ thống truyền động điện

Sơ đồ khối của hệ truyền động

Vòng điều chỉnh dòng điện ở trong bộ điều chỉnh là Ri dòng điều chỉnh tốc độ là R.

+ Thông số của động cơ trong hệ truyền động.

P®m = 3,2 (KW) ®m = 1500v/p U®m = 220(V) I®m = 18,4(A) 2p = 4 I§ = 0,15 (A)R = 1,032 J = 0,31 (kg/m 3 ) Các thống số điện ®m ®m ®m ®m ®m ®m

Hằng số thời gian cơ học: C   2   2 3   ®m

Hàm truyền của bộ biến đổi.

Hằng số thời gian của bộ biến đổi.

 m: Sè xung trong 1 chu kú m = 6 f: Tần số của dòng điện f = 50 (Hz)

- Hàm truyền của khâu phản hồi dòng điện

Hằng số bộ lọc: Ti = R.C = 10.10

Khâu phản hồi tốc độ:

Tổng hợp mạch vòng dòng điện

 Hàm truyền ở dạng gần đúng nh sau:

  áp dụng tiêu chuẩn tối u modun hàm truyền của bộ điều chỉnh dòng điện có dạng khâu tỷ lệ tích phân PI trong đó.

Hàm truyền của mcạh vòng là

 Tổng hợp mạch vòng tốc độ.

Xác định hàm truyền động cơ

SV: Đỗ Mạnh Hởng - Lớp TĐH K42 n i

Định dạng
Số trang	61
Dung lượng	557,06 KB