Đồ án môn học truyền động điện tự động đề tài tính toán và thiết kế truyền động cho cơ cấu nâng hạ cầu trục

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP  ĐỒ ÁN MƠN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa SVTH: Bùi Thành Đạt - MSSV: 19142291 TP Thủ Đức, tháng 06 năm 2022 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC o0o -TP Thủ Đức, tháng 06 năm 2022 PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN Họ tên sinh viên thực hiện: Bùi Thành Đạt MSSV:19142291 Lớp:191421C Chuyên ngành: CNKT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Nội dung: Báo cáo môn học Đồ án Truyền Động Điện Tự Động GV hướng dẫn đánh giá: TS Nguyễn Thị Mi Sa NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ: Nội dung & khối lượng báo cáo: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………… Ưu điểm: ………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………… 1|Page SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa Khuyết điểm ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………… Nhận xét chung: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… … Điểm số: ………… Điểm chữ: ……………………………………………… TP Thủ Đức, ngày……tháng 06 năm 2022 GIẢNG VIÊN ĐÁNH GIÁ TS Nguyễn Thị Mi Sa 2|Page SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: CƠ SỞ, LÝ THUYẾT CỦA VIỆC TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA CHƯƠNG 1: ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 1.1 KHÁI NIỆM, ĐẶC ĐIỂM, THÀNH PHẦN CẤU TẠO 1.1.1 Động điện khơng đồng pha gì? 1.1.2 Đặc điểm, thành phần cấu tạo, nguyên lý hoạt động 1.2 ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KĐB PHA 12 1.3 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KĐB PHA .15 1.4 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ ĐẾN ĐẶC TÍNH CƠ .19 1.4.1 Ảnh hưởng điện áp nguồn cấp .19 1.4.2 Ảnh hưởng tần số nguồn cấp 20 1.4.3 Ảnh hưởng điện trở điện kháng mạch stator 21 1.4.4 Thêm điện trở phụ vào mạch Rotor 22 1.5 CÁC CHẾ ĐỘ HÃM CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 23 1.5.1 Hãm tái sinh 24 1.5.1.1 Hãm tái sinh tải đảo chiều quay .24 1.5.1.2 Hãm tái sinh hạ tải cách đảo chiều từ trường quay 25 1.5.2 Hãm ngược 27 1.5.2.1 Đảo thứ tự pha điện áp Stator .27 1.5.2.2 Hãm ngược cách thêm điện trở phụ đủ lớn vào mạch rotor động rotor dây quấn mang tải 28 1.5.3 Hãm động 29 1.5.3.1 Hãm động tự kích 29 3|Page SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa 1.5.3.2 Hãm động kích từ độc lập 30 1.6 KHỞI ĐỘNG CHO ĐỘNG CƠ 31 1.6.1 Giảm điện áp phần Stator 32 1.6.1.1 Đổi nối tam giác 32 1.6.1.2 Sử dụng máy biến áp tự ngẫu 33 1.6.1.3 Khởi động mềm (soft starter) .34 1.6.2 Tăng tổng trở mạch khởi động 36 1.6.2.1 Thêm điện trở phụ vào mạch Stator .36 1.6.2.2 Thêm điện kháng phụ mạch Stator 37 1.6.2.3 Thêm điên trở phụ mạch Rotor 39 PHẦN II: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 41 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN U CẦU MỞ MÁY QUA BA CẤP ĐIỆN TRỞ 41 CÁC THÔNG SỐ ĐỊNH MỨC BAN ĐẦU 41 2.1 Tính tốn dịng điện định mức phía Stator 41 2.2 Tính tốn dịng điện định mức phía Rotor 41 2.3 Tính tốn phần trở kháng ngắn mạch 42 2.4 Tính tốn dịng điện mở máy 43 2.5 Tính tốn tốc độ trượt định mức s 43 2.6 Tính tốn tốc độ từ trường tốc độ định mức động 43 2.7 Tính tốn momen định mức động 44 2.8 Đặc tính tự nhiên 45 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ MỞ MÁY, ĐỘNG CƠ MỞ MÁY QUA BA CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ 46 3.1 TÍNH TỐN GIỚI HẠN MOMEN LỚN NHẤT VÀ NHỎ NHẤT LÚC MỞ MÁY: 46 3.2 TÍNH TỐN GIÁ TRỊ ĐIỆN TRỞ PHỤ CẦN ĐỂ MỞ MÁY .47 4|Page SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa CHƯƠNG 4: YÊU CẦU NÂNG TẢI 49 4.1 TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐƯỢC THÊM VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ NÂNG TẢI BẰNG ½ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC 49 4.2 TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐƯỢC THÊM VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ NÂNG TẢI BẰNG 14 TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC 50 CHƯƠNG 5: YÊU CẦU HẠ TẢI .53 5.1 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG ¼ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CÓ MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC .53 5.2 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG ½ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CĨ MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC .54 5.3 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CÓ MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC .56 5.4 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG LẦN TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CÓ MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC .57 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 5|Page SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tính tốn thiết kế truyền động điện cho cấu nâng hạ cầu trục dùng động AC khơng đồng pha có số liệu sau (đề nhóm số 6): P đm (w) Cơng suất động U1đm (V) Điện áp định mức 2p Số cực từ N1 Số vòng pha dây quấn stator 55 400 10 65 N2 Số vòng pha dây quấn rotor 35 Kdq1 Hệ số dây quấn stator 0,955 Kdq2 Hệ số dây quấn rotor 0,955 m1 Số pha dây quấn stator m2 Số pha dây quấn rotor R1 (Ω) Điện trở dây quấn stator 0,25 R2 (Ω) Điện trở dây quấn rotor 0,06 X1 (Ω) Điện kháng dây quấn stator 0,35 X2 (Ω) Điện kháng dây quấn rotor 0,055 I0 η cosφ Dịng điện khơng tải Hiệu suất Hệ số công suất 35 0,85 0,855 Dây quấn Rotor Stator đấu Y/Y Sức từ động stator > sức từ động rotor 20% Động làm việc tần số 50Hz Yêu cầu tính toán thiết kế sau: Động mở máy qua cấp điện trở phụ Tính điện trở phụ mở máy, biết động kéo tải định mức Tính tốn điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải lên với tốc độ là: 1/2nđm 1/4 nđm Tính tốn điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để hạ tải với tốc độ là: 1/4nđm, 1/2nđm, nđm, 2nđm Biết moment cản hạ tải 0,8 lần Mđm 6|Page SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, sống kinh tế ngày phát triển, nhu cầu người sinh hoạt sản xuất, lao động ngày tăng cao Đặc biệt công việc nặng nhọc nâng hạ cần cẩu xây dựng hay thiết bị di chuyển tiện lợi thang máy hay thiết bị sữa chữa ô tô…Và để thực cơng việc đó, hệ thống nâng hạ cầu trục đời phục vụ nhu cầu, công việc người đáp ứng hiệu kinh tế Với hướng dẫn tận tình Nguyễn Thị Mi Sa, em tiến hành làm đồ án môn Truyền Động Điện Tự Động với đề tài “Tính tốn thiết kế truyền động cho cấu nâng hạ cầu trục” Do đó, để làm rõ nguyên lý hoạt động cấu tạo động cho hệ thống nâng hạ cầu trục Cụ thể làm em gồm nội dung sau: ✓ Lý thuyết động không đồng pha: đặc tính cơ, cách khởi động, mở máy qua cấp điện trở, đặc tính hãm… ✓ Tính tốn số liệu: dịng điện, mơ men động cơ; cấp điện trở mở máy; tốc độ, dòng điện nâng tải hạ tải… Và để làm rõ điều này, đến làm chi tiết sau 7|Page SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa PHẦN 1: CƠ SỞ, LÝ THUYẾT CỦA VIỆC TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA CHƯƠNG 1: ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 1.1 KHÁI NIỆM, ĐẶC ĐIỂM, THÀNH PHẦN CẤU TẠO 1.1.1 Động điện khơng đồng pha gì? - Dựa theo tượng cảm ứng điện từ có tốc độ rotor thay đổi so với tốc độ từ trường mà người ta xây dựng nên động điện xoay chiều không đồng pha, tùy theo nhu cầu mức điện áp mà người ta chế tạo mẫu mã động với tốc độ khác - Động không đồng 3pha (AC Induction Motor) giúp chuyển đổi lượng điện thành , tạo momen lực…Với ưu điểm như: thiết kế đơn giản; dễ dàng lắp đặt, sữa chữa; chi phí đầu tư, vận hành thấp; hiệu suất làm việc cao, tuổi thọ dài…; dãi công suất nhiều cho ta dễ dàng lựa chọn… mà sử dụng phổ biến nhiều lĩnh vực khác công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, … đời sống 1.1.2 Đặc điểm, thành phần cấu tạo, nguyên lý hoạt động - Động không đồng pha cấu tạo gồm thành phần chính: Phần Stato (đứng yên) gồm cuộn dây đồng quấn khung ghép lại thép kỹ thuật điện.Khi cho dòng điện chạy qua đó, điện biến đổi thành hệ thống đường sức từ trường lơng có hướng, khép kín mạch từ Phần Rotor (chuyển động quay động cơ) chia làm hai dạng: rotor lồng sóc dây quấn Nhưng thực tế, động rotor lồng sóc chiến ưu dễ dàng chế tạo lắp đặt, chi phí giá thành rẻ Nó gồm đồng đúc xuyên qua rãnh rotor nối tắt hai đầu, kèm theo cánh tản nhiệt quạt làm mát 8|Page SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa Phần đứng yên Stato có cuộn dây quấn Stator rotor lồng sốc Rotor dây quấn 9|Page SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa ➢ Tính cấp điện trở theo phương pháp tỉ số Ta có cơng thức: Smax = 𝑅′ 2 √𝑅12 +𝑋𝑒𝑞 Dựa vào đồ thị ta có giá trị tốc độ điểm là: + ND = 414,9 (v/ph) + NG = 267,0 (v/ph) + NI = (v/ph) Từ ta có tỉ lệ sau để tính cấp điện trở phụ R’f: 𝑆𝑚𝑎𝑥−𝐵 𝑅′2 0,171 0,208 = ⇒ = ⇒ R′f1 = 0,1673 (Ω) 𝑆𝑚𝑎𝑥−𝐷 𝑅′2 + 𝑅′f1 − 414,9 0,208+𝑅′f1 600 𝑆𝑚𝑎𝑥−𝐵 𝑅′2 0,171 0,208 = ⇒ = ⇒ 𝑅′f2 = 0,4671 (Ω) 𝑆𝑚𝑎𝑥−𝐺 𝑅′2 + 𝑅′𝑓2 − 267 0,208+𝑅′𝑓2 600 𝑆𝑚𝑎𝑥−𝐵 𝑅′2 0,171 0,208 = ⇒ = ⇒ 𝑅′f3 = 1,0084 (Ω) 𝑆𝑚𝑎𝑥−𝐼 𝑅′2 + 𝑅′𝑓3 − 0,208 + 𝑅′𝑓3 600 ➢ Tính cấp điện trở theo phương pháp đồ thị: 𝑅′2 𝐿𝐵 0,208 600 − 600 (1 − 0,171) = ↔ = => R′f1 = 0,1673 (Ω) 𝑅′2 + 𝑅′f1 LD 0,208 + 𝑅′f1 600 − 414,9 𝑅′2 𝐿𝐵 0,208 600 − 600 (1 − 0,171) = ↔ = => R′f2 = 0,4671 (Ω) 𝑅′2 + 𝑅′f2 LG 0,208 + 𝑅′f2 600 − 267 𝑅′2 𝐿𝐵 0,208 600 − 600 (1 − 0,171) = ↔ = => R′f3 = 1,0084 (Ω) 𝑅′2 + 𝑅′f3 LI 0,208 + 𝑅′f3 600 − Kiểm tra dòng điện mở máy qua cấp trở phụ: I’mm = 𝑈1đ𝑚 √3 ′ √(𝑅1 +𝑅 +𝑅′f3 ) +𝑋𝑒𝑞 𝑆 = 400 √3 √(0,25+0,208+1,0084) +0,542 = 147,786 (A) Nhận xét: Sau thêm cấp điện trở phụ dịng mở máy động giảm khoảng 55% so với ban đầu chưa có điện trở phụ (I’mm/Imm*100% = 45,3%) 48 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa CHƯƠNG 4: U CẦU NÂNG TẢI Ta tính tốn điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải lên với tốc độ là: 1/2nđm 1/4 nđm 4.1 TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐƯỢC THÊM VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ NÂNG TẢI BẰNG ½ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC Ta có: nđm = 544,2 (v/ph) Gọi n1 tốc độ ứng với đường đặc tính số 1 2 Do đó: n1 = nđm = 544,2 = 272,1(v/ph) 60.𝑓 + ns = 𝑝 = 60.50 = 600 (v/ph) → 𝜔s = 2𝜋∗𝑛𝑠 60 = 2𝜋∗600 60 = 20𝜋 (rad/s) Lúc hệ số trượt s1 tương ứng với tốc độ lúc là: s1 = 𝑛𝑠 −𝑛1 𝑛𝑠 600−272,1 = 600 = 0,5465 Ta tính điện trở phụ cấp ứng với tốc độ lúc giảm ½ so với tốc độ định mức thêm vào Rotor quy đổi Stator sau: 3.𝑉 (𝑅′ + 𝑅′1𝑓 ) Mđm = 𝑠1 𝜔𝑠 [(𝑅1 + 𝑅′ +𝑅′1𝑓 𝑠1 2 ] ) +𝑋𝑒𝑞 3.( = 400 ) (0,208+ 𝑅′1𝑓 ) √3 0,208+𝑅′1𝑓 0,5465.20𝜋[(0,25+ 0,5465 ) +0,542 ] = 879,65 (N.m) Giải nghiệm phương trình ta tìm giá trị R’1f là: 𝑅′1𝑓 = { 1,0143 (Ω) −0,1215 (Ω) Vì R1f > 0, nên ta chọn 𝑅′1𝑓 = 1,0143 (Ω) Điện trở phụ lúc cần quy Rotor là: Do đó: 𝑅𝑓 = 𝑅′1𝑓 𝐾𝑞đ = 1,0143 1,862 = 0,293 (Ω) 49 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa Đặc tính nâng tải động với tốc độ ½ lần tốc độ định mức 4.2 TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐƯỢC THÊM VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ NÂNG TẢI BẰNG 𝟏⁄𝟒 TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC Ta có: nđm = 544,2 (v/ph) Gọi n2 tốc độ ứng với đường đặc tính số 1 4 Do đó: n2 = nđm = 544,2 = 136,05 (v/ph) + ns = 60.𝑓 𝑝 = 60.50 = 600 (v/ph) → 𝜔s = 2𝜋∗𝑛𝑠 60 = 2𝜋∗600 60 = 20𝜋 (rad/s) Lúc hệ số trượt s2 tương ứng với tốc độ lúc là: S2 = 𝑛𝑠 −𝑛2 𝑛𝑠 = 600−136,05 600 = 0,773 Ta tính tốn điện trở phụ cấp ứng với tốc độ lúc giảm ¼ so với tốc độ định mức thêm vào Rotor quy đổi Stator sau: Mđm = 3.𝑉 (𝑅′ + 𝑅′2𝑓 ) 𝑠2 𝜔𝑠 [(𝑅1 + 𝑅′ +𝑅′2𝑓 𝑠2 2 ] ) +𝑋𝑒𝑞 400 ) (0,208+ 𝑅′2𝑓 ) √3 0,208+𝑅′2𝑓 0,773.20𝜋[(0,25+ ) +0,542 ] 0,773 3.( = = 879,65 (N.m) 50 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa Giải nghiệm phương trình ta tìm giá trị R’2f là: 𝑅′2𝑓 = { 1,5209 (Ω) −0,0856 (Ω) Vì R’f > 0, nên ta chọn 𝑅′2𝑓 = 1,5209 (Ω) Điện trở phụ lúc cần quy Rotor là: 𝑅𝑓 = 𝑅′2𝑓 𝐾𝑞đ = 1,5209 1,862 = 0,4396(Ω) Đặc tính nâng tải động với tốc độ ¼ lần tốc độ định mức Đồ thị biểu diễn đặc tính nâng tải động 51 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa Nhận xét: Dựa vào đồ thị biểu diễn đặc tính nâng tải động ta thấy việc tăng điện trở phụ vào mạch rotor lớn hệ số trượt lớn, tốc độ nâng tải giảm, cịn giúp giảm dịng khởi động qua cơng thức: 𝑈𝑝 𝐼𝑘đ = √(𝑅1 + 𝑅′ + 𝑅′𝑓 )2 + 𝑋𝑒𝑞 Nhưng R’f lớn làm cho hệ số trượt lớn từ động chuyển từ nâng tải sang hạ tải, không đáp ứng cầu động Vì phải chọn R’f động cần nâng tải phải đảm bảo hệ số trượt s nhỏ 52 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa CHƯƠNG 5: YÊU CẦU HẠ TẢI Tính tốn điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để hạ tải với tốc độ là: 1/4nđm, 1/2nđm, nđm, 2nđm Biết moment cản hạ tải 0,8 lần Mđm 5.1 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG ¼ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CÓ MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC Ta có nđm = 544,2 (v/ph) Gọi n3 tốc độ động ứng với đường đặc tính số 3: n3 = − 𝑛đ𝑚 =− 544,2 = -136,05 (v/ph) (Dấu “-” động hạ tải nên n3 < 0) Ta có giá trị ns 𝜔s ban đầu là: + ns = 60.𝑓 𝑝 = 60.50 = 600 (v/ph) → 𝜔s = 2𝜋∗𝑛𝑠 60 = 2𝜋∗600 60 = 20𝜋 (rad/s) Gọi s3 hệ số trượt động lúc này: s3 = 𝑛𝑠 −𝑛3 𝑛𝑠 = 600−(−136,05) 600 = 1,227 Vì Mô men cản động 0,8 lần mơ men định mức nên để động hạ tải với tốc độ ¼ tốc độ định mức, ta có cơng thức: 3.𝑉 (𝑅′ + 𝑅′3𝑓 ) 0,8*Mđm = 𝑠3 𝜔𝑠 [(𝑅1 + 𝑅′ +𝑅′3𝑓 𝑠3 3.( = ] ) +𝑋𝑒𝑞 400 ) (0,208+ 𝑅′3𝑓 ) √3 0,208+𝑅′3𝑓 1,227.20𝜋[(0,25+ 1,227 ) +0,542 ] = 0,8*879,65 = 703,72 (N.m) Giải nghiệm phương trình ta tìm giá trị R3f là: 𝑅′3𝑓 = { 3,4737 (Ω) −0,0632 (Ω) Vì R’f > 0, nên ta chọn 𝑅′3𝑓 = 3,4737 (Ω) Điện trở phụ lúc cần quy Rotor là: 𝑅𝑓 = 𝑅′3𝑓 𝐾𝑞đ = 3,4737 1,862 = 1,0041 (Ω) 53 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa Đồ thị biểu diễn đặc tính hạ tải động với tốc độ 1/4 lần tốc độ định mức 5.2 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG ½ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CĨ MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC Ta có nđm = 544,2 (v/ph) Gọi n4 tốc độ động ứng với đường đặc tính số 4: n4 = − 𝑛đ𝑚 =− 544,2 = -272,1 (v/ph) (Dấu “-” động hạ tải nên n4 < 0) Ta có giá trị ns 𝜔s ban đầu là: + ns = 60.𝑓 𝑝 = 60.50 = 600 (v/ph) → 𝜔s = 2𝜋∗𝑛𝑠 60 = 2𝜋∗600 60 = 20𝜋 (rad/s) Gọi s4 hệ số trượt động lúc này: s4 = 𝑛𝑠 −𝑛4 𝑛𝑠 = 600−(−272,1) 600 = 1,4535 Vì Mơ men cản động 0,8 lần mô men định mức nên để động hạ tải với tốc độ ½ tốc độ định mức, ta có cơng thức: 0,8*Mđm = 3.𝑉 (𝑅′ + 𝑅′4𝑓 ) 𝑠4 𝜔𝑠 [(𝑅1 + 𝑅′ +𝑅′4𝑓 𝑠4 3.( = ] ) +𝑋𝑒𝑞 400 ) (0,208+ 𝑅′4𝑓 ) √3 0,208+𝑅′4𝑓 1,4535.20𝜋[(0,25+ 1,4535 ) +0,542 ] 54 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa = 0,8*879,65 = 703,72 (N.m) Giải nghiệm phương trình ta tìm giá trị R4f là: 𝑅′4𝑓 = { 4,1534 (Ω) −0,0365 (Ω) Vì R’f > 0, nên ta chọn 𝑅′4𝑓 = 4,1534 (Ω) Điện trở phụ lúc cần quy Rotor là: 𝑅𝑓 = 𝑅′4𝑓 𝐾𝑞đ = 4,1534 1,862 = 1,2005 (Ω) Đồ thị biểu diễn đặc tính hạ tải động với tốc độ 1/2 lần tốc độ định mức 55 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa 5.3 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CÓ MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC Ta có nđm = 544,2 (v/ph) Gọi n5 tốc độ động ứng với đường đặc tính số 5: n5 = −𝑛đ𝑚 = −544,2 (v/ph) (Dấu “-” động hạ tải nên n5 < 0) Ta có giá trị ns 𝜔s ban đầu là: + ns = 60.𝑓 𝑝 = 60.50 = 600 (v/ph) → 𝜔s = 2𝜋∗𝑛𝑠 60 = 2𝜋∗600 60 = 20𝜋 (rad/s) Gọi s5 hệ số trượt động lúc này: s5 = 𝑛𝑠 −𝑛5 𝑛𝑠 = 600−(−544,2) 600 = 1,907 Vì Mơ men cản động 0,8 lần mô men định mức nên để động hạ tải với tốc độ tốc độ định mức, ta có cơng thức: 0,8*Mđm = 3.( 3.𝑉 (𝑅′ + 𝑅′5𝑓 ) 𝑠5 𝜔𝑠 [(𝑅1 + 𝑅′ +𝑅′5𝑓 𝑠5 = 2 ] ) +𝑋𝑒𝑞 400 ) (0,208+ 𝑅′5𝑓 ) √3 0,208+𝑅′5𝑓 1,907.20𝜋[(0,25+ 1,907 ) +0,542 ] = 0,8*879,65 = 703,72 (N.m) Giải nghiệm phương trình ta tìm giá trị R5f là: 𝑅′5𝑓 = { 5,5141 (Ω) 0,017 (Ω) Vì hai giá trị R’5f > 0, nên ta xét smax > s5: Với 𝑅′5𝑓 = 5,5141 (𝛺) ta có: 𝑠𝑚𝑎𝑥5 = 𝑅2′ +𝑅′5𝑓 √𝑅1 +𝑋𝑒𝑞 0.208+5,5141 = √0.252 +0.542 = 9,616 (nhận smax > s5) Với 𝑅′5𝑓 = 0,017 (𝛺) ta có: 𝑠𝑚𝑎𝑥5 = 𝑅2′ +𝑅′5𝑓 √𝑅1 +𝑋𝑒𝑞 0.208+0,017 = √0.252 +0.542 = 0,378 (loại smax < s5) 56 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa Vậy ta nhận 𝑅′5𝑓 = 5,5141 (𝛺) Điện trở phụ lúc cần quy Rotor là: 𝑅𝑓 = 𝑅′5𝑓 𝐾𝑞đ = 5,5141 1,862 = 1,594 (Ω) Đồ thị biểu diễn đặc tính hạ tải động với tốc độ tốc độ định mức 5.4 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG LẦN TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CÓ MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC Ta có nđm = 544,2 (v/ph) Gọi n6 tốc độ động ứng với đường đặc tính số 6: n6 = −2 𝑛đ𝑚 = −2.544,2 = -1088,4 (v/ph) (Dấu “-” động hạ tải nên n5 < 0) Ta có giá trị ns 𝜔s ban đầu là: + ns = 60.𝑓 𝑝 = 60.50 = 600 (v/ph) → 𝜔s = 2𝜋∗𝑛𝑠 60 = 2𝜋∗600 60 = 20𝜋 (rad/s) Gọi s6 hệ số trượt động lúc này: 57 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động s6 = 𝑛𝑠 −𝑛6 𝑛𝑠 = 600−(−1088,4) 600 GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa = 2,814 Vì Mơ men cản động 0,8 lần mô men định mức nên để động hạ tải với tốc độ tốc độ định mức, ta có cơng thức: 3.( 3.𝑉 (𝑅′ + 𝑅′6𝑓 ) 0,8*Mđm = 𝑠6 𝜔𝑠 [(𝑅1 + 𝑅′ +𝑅′6𝑓 𝑠6 = 2 ] ) +𝑋𝑒𝑞 400 ) (0,208+ 𝑅′6𝑓 ) √3 0,208+𝑅′6𝑓 2,814.20𝜋[(0,25+ 2,814 ) +0,542 ] = 0,8*879,65 = 703,72 (N.m) Giải nghiệm phương trình ta tìm giá trị R6f là: 𝑅′6𝑓 = { 8,2357 (Ω) 0,1241 (Ω) Vì hai giá trị R’6f > 0, nên ta xét smax > s6: Với 𝑅′6𝑓 = 8,2357 (𝛺) ta có: 𝑠𝑚𝑎𝑥6 = 𝑅2′ +𝑅′6𝑓 0.208+8,2357 √𝑅1 +𝑋𝑒𝑞 = √0.252 +0.542 = 14,19 (nhận smax > s6) Với 𝑅6𝑓 = 0,1241 (𝛺) ta có: 𝑠𝑚𝑎𝑥6 = 𝑅2′ +𝑅′6𝑓 0.208+0,1241 √𝑅1 +𝑋𝑒𝑞 = √0.252 +0.542 = 0,558 (loại smax < s6) Vậy ta nhận 𝑅′6𝑓 = 8,2357 (𝛺) Điện trở phụ lúc cần quy Rotor là: 𝑅𝑓 = 𝑅′6𝑓 𝐾𝑞đ = 8,2357 1,862 = 2,3805 (Ω) 58 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa Đồ thị biểu diễn đặc tính hạ tải động với tốc độ lần tốc độ định mức 59 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa Đồ thị biểu diễn đặc tính hạ tải động tương ứng với bốn cấp độ tốc độ (3): đường đặc tính số 3, (4): đường đặc tính số 4, (5): đường đặc tính số 5, (6): đường đặc tính số Nhận xét: Dựa vào đồ thị biểu diễn đặc tính hạ tải động tương ứng với ba cấp độ tốc độ ta thấy việc tăng điện trở phụ vào mạch rotor lớn tăng tốc độ hạ tải, giúp giảm dòng khởi động qua công thức: 𝑈𝑝 𝐼𝑘đ = √(𝑅1 + 𝑅′ + 𝑅′𝑓 )2 + 𝑋𝑒𝑞 Nhưng R’f lớn làm cho tốc độ lớn từ dẫn đến khó kiểm sốt, an tồn, gây thiệt hại cho động 60 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa KẾT LUẬN Qua báo cáo đồ án Truyền Động Điện Tự Động em biết nhiều động không đồng pha ứng dụng nó; biết điều chỉnh đặc tính cơ, đặc tính tốc độ, kéo tải, hạ tải, … Là sinh viên làm thiết kế điều khiển động cầu cẩu nên chắn khó tránh khỏi sai sót bước đầu tiên, nhờ em rút nhiều kinh nghiệm để phục vụ cho việc thiết kế sau Cảm ơn cô tạo điều kiện cho em góp ý, hướng dẫn để hồn thành tốt nội dung đồ án môn học Là bước tiến giúp em hồn thành kế hoạch hay báo cáo đồ án môn học khác cách tốt tới Em mong muốn có hội để thực dự án hay trải nghiệm thực tế mơn học để hồn thiện thân 61 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291 Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Truyền động điện tự động thầy TS Trần Quang Thọ Bài giảng Truyền động điện tự động thầy TS Nguyễn Phan Thanh 62 | P a g e SVTH: Bùi Thành Đạt - 19142291