Thiết kế hệ thống truyền động chính máy bào giường

Thiết kế hệ thống truyền động chính máy bào giường

I LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

II LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ………

………

………

………

………

………

………

………

………

Lời nói đầu

Cùng với quá trình công nghiệp hoá đất nước, yêu cầu tự động hoá trong máy sản

xuất ngày càng cao, điều khiển linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ và hiệu xuất sản xuất cao Mặt

khác, với công nghệ thông tin và công nghệ điện tử phát triển ngày càng cao và nhu cầu

con người ngày càng đòi hỏi ngững sản phẩm sản xuất ra đạt độ chính xác và độ thẩm mỹ

cao

Trong thời đại hiện nay các phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp cắt gọt kim loại luôn

đòi hỏi những máy cắt gọt kim loại hiện đại như Có khả năng tự động hoá cao, độ chính

xác tuyệt đối Có khả năng điều chỉnh tốc độ trơn, rộng và bằng phẳng, kết cấu gọn nhẹ,

hiệu suất cao và chi phí vận hành ít nhất nhưng đảm bảo tính kinh tế

Trong quá trình làm đồ án, được sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo khoa

Điện đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Văn Hà đã giúp đỡ em rất nhiều trong việc hoàn thiện

đồ án của mình Tuy đã có nhiều cố gắng, song Kiến thức rộng và thực tế còn hạn chế nên

khó tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy Cô giáo để đồ án

của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Vinh ngày: 20/8/2011 Sinh viên

Nguyễn Văn Ngọc

Chương I ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ LỰA CHỌN CÔNG SUẤT VÀ CHỦNG LOẠI ĐỘNG

CƠ

I ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ

1 Giới thiệu chung về máy bào giường

1.1 Khái quát chung về máy cắt kim loại

Máy cắt kim loại được dùng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách căt bớt các lớp kim loại thừa để sau khi gia công chi tiết có hình dáng gần đúng yêu cầu, hoặc thỏa mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ chính xác nhất định về kích thước và độ bóng cần thiết của bề mặt gia công

Tùy thuộc vào quá trình công nghệ đặc trưng bởi phương pháp gia công, dạng dao, đặc tính chuyển động… Các máy cắt kim loại đượ chia thành các loại cơ bản như : Máy Tiện, Máy Phay, Máy Bào, Máy Khoan, Máy Doa, Máy Mài…

1.2 Khái quát chung về máy bào giường

Máy Bào Giường là máy có thể gia công các chi tiết lớn, chiều dài bàn có thể từ 1,5m đến 12m Tùy theo chiều dài bàn máy và lực kéo có thể phân máy bào giường thành

3 loại:

- Máy cở nhỏ: Chiều dài bàn Lb < 3m, lực kéo Fk = 30  50 kN

- Máy cở trung: Chiều dài bàn Lb = 4  5m, lực kéo Fk = 50  70 kN

- Máy cở nặng: Chiều dài bàn Lb > 5m, lực kéo Fk > 70kN

Hình 1.1 Hình dạng bên ngoài máy bào giường

Chi tiết gia công 1 được kẹp chặt trên bàn máy 2 chuyển động tịnh tiến qua lại Dao cắt 3 được kẹp trên bàn dao đứng 4, bàn dao được được kẹp chặt trên xà ngang 5 cố định khi gia công, xà ngang 5 được giử cố định trên khung máy 6

Trong quá trình làm việc, bàn máy di chuyển qua lại theo các chu kỳ lặp đi lặp lại, mỗi chu kỳ gồm hai hành trình thuận và ngược Ở hành trình thuận thực hiện gia công chi tiết nên gọi là hành trình cắt gọt Ở hành trình ngược bàn máy chạy về vị trí ban đầu mà không cắt gọt, nên gọi là hành trình không tải

Cứ sau khi kết thúc hành trình ngược thì bàn dao lại di chuyển theo chiều ngang một khoảng gọi là lượng ăn dao s(mm/htkép) Chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn máy gọi là chuyển động chính Dịch chuyển của bàn dao sau mỗi hành trình kép gọi là chuyển động ăn dao Chuyển động phụ là những di chuyển nhanh của xà, bàn dao, nâng đầu dao của hành trình không tải

2 Các loại truyền động cơ bản của máy bào giường

2.1 Truyền động chính

Là chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn máy Đặc điểm chuyển động chính của máy bào giường là đảo chiều với tần số lớn.Phạm vi điều chỉnh tốc độ di chuyển bàn máy nằm trog dãi rộng và ổn định trong suốt quá trình gia công chi tiết

Quá trình quá độ chiểm tỉ lệ đáng kể trong chu kỳ làm việc, chiều dài bàn máy càng lớn thì quá trình quá độ càng lớn

Trên hình 1.2 là đồ thị tốc độ cơ bản thường gặp nhất, trong thực tế còn có nhiều dạng đơn giản hay phức tạp hơn

Giả thiết bàn máy đang ở đầu hành trình thuận và được tăng tốc đến tốc độ V0 = 5

15m/ph (gọi là tốc độ vào dao) trong khoảng thời gian t1

- Sau khi chạy ổn định với tốc độ V0 trong khoảng thời gian t2 thì dao cắt bắt đầu vào chi tiết Dao cắt vào chi tiết ở tốc độ thấp nhằm mục đích tránh sứt mẻ dao hoặc chi tiết

- t3 dao cắt vào chi tiết và cắt với tốc độ V0 cho đến hết thời gian t3

- t4 là khoảng thời gian bàn máy tăng tốc từ tốc độ V0 đến tốc độ Vth gọi là tốc độ cắt gọt

- t5 là khoảng thời gian gia công chi tiết với tốc độ cắt gọt Vth không đổi

- t6 gần hết hành trình thuận, bàn máy sơ bộ giảm tốc độ từ tốc độ cắt gọt về tốc độ

V0 trong khoảng thời gian t6

- t7 là thời gian tiếp tục gia công nhưng ở tốc độ V0

- t8 là khoảng thời gian dao được đưa ra khỏi chi tiết nhưng bàn máy vẫn chạy với tốc độ V0

- t9 là thời gian bàn máy được giảm tốc về 0 để đảo chiều sang hành trình ngược

- t10 là thời gian bàn máy tăng tốc nhanh sau khi đảo chiều sang hành trình ngược đến tốc độ Vng gọi là tốc độ không tải

- t11 là khoảng thời gian bàn máy chạy ngược ở tốc độ Vng không đổi

- t12Gần hết hành trình ngược, bàn máy được giảm tốc về tốc độ V0 trong khoảng thời gian t10

- t13 là khoảng thời gian bàn máy vẫn chạy ngược với tốc độ V0 và bắt đầu giảm tốc

về 0 để đảo chiều

- t14 là thời gian vận tốc giảm về 0 và đảo chiều để kết thúc một chu kỳ làm việc

và chuẩn bị cho chu kỳ làm việc tiếp theo

Tốc độ hành trình thuận Vth được xác định tương ứng bởi chế độ cắt, thường thì tốc

độ hành trình thuận nằm trong khoảng từ 5 đến 120 m/ph, tốc độ gia công có thể đạt 75 

120 m/ph Do hành trình ngược là hành trình chạy không tải nên để tăng hiệu suất của máy người ta thường chọn tốc độ hành trình ngược lớn hơn tốc độ hàn trình thuận

Tức là : Vng = k.Vth ( thường k = 23)

Năng suất của máy phụ thuộc vào số hành trình kép trong một đơn vị thời gian :

ng th

Trong đó : + Tck Là thời gian một chu kỳ làm việc của bàn máy, [s]

+ tth Là thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình thuận, [s]

+ tng Là thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình ngược, [s] Giả sử tốc độ bàn máy lúc tăng và giảm tốc độ không đổi thì:

+

2 /

.

th

th h th g th

th th

V

L L

.

ng

ng h ng g ng

ng ng

V

L L

+ Vth,Vng Là tốc độ hành trình ngược của bàn máy

Thay các giá trị của tth, tng ở (2) và (3) vào (1) ta được:

dc ng

đc ng th

ng

ng h ng g ng ng th

th h th g th th

t V

L k t

V L V L

V

L L

V

L V

L L V L n

1/

/

1

2/2

/

1

.

k  Là tỉ số giữa tốc độ hành trình ngược và hành trình thuận

+ tđc Là thời gian đảo chiều của máy

Từ 1 – 4 ta thấy khi đã chọn tốc độ cắt tới hạn Vth thì năng suất của máy phụ thuộc

vào hệ số k và thời gian đảo chiều của máy tđc Khi tăng k thì năng suất của máy tăng nhưng khi k > 3 thì năng suất của máy tăng không đáng kể vì lúc đó thời gian đảo chiều

tăng Nếu chiều dài bàn Lb > 3m thì tđc ít ảnh hưởng đến năng suất mà chủ yếu là k Khi

Lb bé nhất là khi tốc độ thuận lớn nhất Vth = 75  120 m/ph thì tđc ảnh hưởng nhiều đế năng suất Vì vậy khi thiết kế máy bào giường phải giảm thời gian quá trình quá độ

Một trong những biện pháp hiệu quả là xác định tỉ số truyền tổi ưu của cơ cấu truyền động của động cơ đến trục làm việc, Đảm bảo máy khởi động với gia tốc cao nhất

Công thức xác định tỉ số truyền tổi ưu:

Mc M

Mc



 ( ) 2Trong đó: + M: Mômen của động cơ lúc khởi động, Nm

+ Mc: Mômen cản trên trục làm việc, Nm + Jm,Jđ: Mômen quán tính của máy và động cơ, kg.m

Nếu coi Mc = 0 thì: iư =

đ

m

J J

Việclựa chọn tỉ số truyề tổi ưu ở máy bào giường là khá quan trọng Thời gian quá

độ phụ thuộc vào mômen quán tính của máy Mômen quán tính của máy tỉ lệ với chiều dài máy

Tuy nhiên thời gian quá trình quá trình quá độ không thể giảm nhỏ quá được vì bị hạn chế bởi:

- Lực động phát sinh trong hệ thống

- Thời gian quá trình quá độ phải đủ lớn để di chyển đầu dao

+ Phạm vi điều chỉnh tốc độ: D = max ngmax

min thmin

V V

Như vậy phạm vi điều chỉnh tốc độ nằm trong khoảng D = (12,530)/1

2.2 Truyền động ăn dao

Là sự dịch chuyển của bàn dao sau mỗi hành trình kép của chuyển động chính Cứ sau khi kết thúc một hành trình ngược thì bàn dao lại dịch chuyển theo chiều ngang một khoảng gọi là lượng ăn dao

Chuyển động ăn dao làm việc có tính chất chu kỳ, trong mỗi hành trình kép làm việc một lần, từ thời điểm đâỏ chiều từ hành trình ngược sang hành trình thuận, và kết túc trước khi dao cắt vào chi tiết,

Cơ cấu ăn dao làm việc với tần số rất lớn( có thể đạt 1000 lần/giờ) Hệ thống di chuyển đầu dao vận hành theo hai chiều là di chuyển làm việc và di chuyển nhanh Chuyển động ăn dao có thể thực hiện bằng nhiều hệ thống: Cơ khí, điện khí, thủy lực, khí nén… Nhưng đồng thời sử dụng hệ thống điện cơ.(động cơ điện và hệ thống trục vít – êcu hoặc bánh răng, thanh răng)

Lượng ăn dao trong một hành trình kép bằng hệ trục vít – êcu được tính như sau:

S = ωtv.t.T Đối với hệ truyền động bánh răng – thanh răng được tính bằng công thức:

S = ωbr.t.z.T Trong đó: + ωtv, ωbr Là tốc độ của trục vít và bánh răng

+ z Là số răng của bánh răng + t là bước răng của trục vít hoặc thanh răng + T là thời gian làm việc của trục vít hoặc thanh răng

Từ hai biểu thức trên ta thấy: Để điều chỉnh lượng ăn dao S bằng cách thay đổi thời gian

có thể sử dụng nguyên tắc hành trình(công tắc hành trình) hawocj nguyên tắc thời gian(dùng các rơle thời gian) Sử dụng các nguyên tắc này thì đơn giản nhưng năng suất thường bị hạn chế, vì lược ăn dao lớn, thời gian làm việc phải dài, nghĩa lf thời gian đảo chiều thừ hành trình thuận sang hành trình ngược phải dài, mà trường hợp này thì không cho phép

Ngoài ra để thay đổi tóc dộ làm việc ta có thể sử dụng nguyên tắc tốc độ: Điều chỉnh tốc độ bản thân động cơ hoặc sử dụng hộp tốc độ nhiều cấp Nguyê tắc này tuy phức tạp hơn nguyên tắc trên, nhưng có thể giử được thời gian làm việc của truyền động như nhau với các lượng ăn dao khác nhau

2.3.2 Truyền động kẹp nhả xà

Là truyền động được định vị để kẹp chặt xà trên hai trục của máy để gia công chi tiết, hoặc nới lỏng xà để nâng giá dao, hạ dao Truyền động được thực hiện nhờ động cơ xoay chiều qua hệ thống cơ khí Tác dụng của lực nêm chặt bao nhiêu tùy ý do ta điều

chỉnh chuyển động với việc nâng hạ xà như trên

2.3.3 Bơm dầu

Khi cấp điện cho hệ truyền động làm việc thì bơm dầu cũng phải được làm việc, lượng dầu trong máy đảm bảo thì rơle áp lực mới hoạt động kích hoạt làm kín mạch cho chuyển động của bàn Áp lực cần thiết là 2,5 at, hệ thống bơm dầu được thực hiện từ động

cơ xoay chiều

2.3.4 Quạt gió

Động cơ quạt gió là động cơ xoay chiều đảm bảo cho hoạt động của máy làm việc

với nhiệt độ cho phép

3 Phụ tải của truyền động chính

Phụ tải của truyền động chính được xác định bởi lực kéo tổng Nó là tổng của hai thành phần lực cắt và lực ma sát

Fk = FZ + FmsTrong đó: + Fk là lực kéo tổng, [N], + FZ Là lực cắt, [N]

3.2 Ở chế độ không tải

Do thành phần lực cắt bằng không nên lực ma sát:

Fms = μ.g(mct + mb) Lực kéo tổng :

Fk = Fms = μ.g(mct + mb) Quá trình bào chi tiết ở máy bào giường được tiến hành với công suất gần như không đổi tức là lực cắt lớn tương ứng với tốc độ cắt nhỏ và lực cắt nhỏ tương ứng với tốc

II TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT VÀ CHỦNG LOẠI ĐỘNG CƠ

1 Tập hợp các số liệu ban đầu

+ Mômen quán tính của hệ quy về trục động cơ điện: J= 20,2kg/m2

1.1 Tốc độ góc khi vào dao

)/(1001,0.60

6

20

40

2 Lựa chọn chủng loại và tính chọn sơ bộ động cơ

2.1 Lựa chọn chủng loại động cơ

Đổi chiều khi hết chu kỳ làm việc là đặc điểm làm việc của máy bào giường, do vậy yêu cầu của hệ truyền động cho máy bào giường là khả năng quá tải lớn, mômen khởi động lớn Do vậy đối với máy bào giường thì ta chọn động cơ một chiều với ưu điểm mômen khởi động lớn, dễ điều chỉnh tốc độ, dễ điều chỉnh chiều quay

Do công nghệ phát triển nên ngày nay người ta đã thiết kế các van điện tử dùng để chỉnh lưu dòng xoay chiều thành một chiều với công suất lớn, hiệu suất cao

Nhược điểm cơ bản của động cơ một chiều là do cấu tạo phức tạp nên giá thành đắt

2.2 Tính chọn sơ bộ công suất động cơ

2.2.1 Tính toán lực kéo tổng

Fk1 = FZ0 + (Gb + Gct + Fy0).μ Trong đó: + FZ0 = Fth = 25kN

+ μ Là hệ số ma sát μ = 0,06 + Fy0 là thành phần thắng đứng của lực cắt:

Fy0 = 0,4Fz0 = 0,4Fth = 0,4.25 = 10kN

 Fk1 = FZ0 + (Gb + Gct + Fy0).μ = 25 + (200 + 150 + 10).0,06 =46,6kN

= 46600 (N)

2.2.2 Công suất đầu trục động cơ

 Ở chế độ không tải(tốc độ vào dao)

)(13,676,0.1000.60

6.46600

1000.60

0

1 1

2 2

th k th

V F

Trong đó: + Fk2 = FZmax + (Gb + Gct + Fyth).μ = Fth + (Gb + Gct + 0,4Fth).μ

= 25 + (200 + 150 + 10)0,06 = 46,6 kN = 46600 N + η là hiệu suất định mức của cơ cấu, η = 0,76

)(44,2076,0.1000.60

20.46600

1000.60

40.44,20

2

V

V P P

th

ng th

 Bảng các số liệu dùng tính toán chọn động cơ

Bảng 1.1 Các số liệu dùng tính toán chọn động cơ

CĐ cắt V th (m/ph) V ng (m/ph) F Z (kN) G b + G ct

(kN) F k (kN) P th (kW) P tt (kW)

Từ các số liệu đã tính toán ở trên ta chọn động cơ có công suất: Pđm  40,88kW Dựa vào bảng thông số các động cơ điện một chiều ta chọn động cơ có các thông số như sau:

Bảng 1.2 Thông số động cơ điện một chiều loại Л101

600 2 60

2

s rad

0225,0.223220

vb r

r I U k

đm

p u đm đm







3 Kiểm nghiệm lại động cơ đã chọn

3.1 Các thông số động cơ khi không tải

 Tổn hao không tải của động cơ ở hành trình thuận

1  0,6.20,44.1 0,76 2,94( )

.6,

.60

6.10.20010

.150

1000.60

0 0

 Mô men không tải của động cơ

)(19,9483,62

10.42223.42,310

3 3

M

đm

đm đm







 Mô men điện từ lúc không tải

10

10.94,219,94

3 0

,3

19,388

0

k

M I

đm





3.2 Các thông số của động cơ khi tải đầy

 Mô men điện từ của động cơ trong hành trình thuận khi tải đầy

Mđtth = M0+Mth = M0+ 708,00( )

3,33

10.44,2019,9410

2

Nm P

708

A k

M I

đm

đtth



3.3 Các thông số của động cơ trong hành trình ngược

 Công suất động cơ trong hành trình ngược khi dùng phương pháp đảo chiều điện

áp ở cả dải tốc độ

)(08,1020

40.04,5

.

V

V P P

th

ng th

 Mô men điện từ trong hành trình ngược

)(38,24567

,66

10.08,1019,9410

M M

38,245

A k

M I



3.4 Các khoảng thời gian làm việc của động cơ

 Thời gian quá độ

   2 11

.)

qđ qđ

k I I

J M

M

J t

Trong đó: + J = Jpư + Jqđ = 12 + 20,2 = 32,2 (kg/m2)

+ Mqđ, Iqđ : Mômen và dòng điện trong quá trình quá độ + Mc, Ic : Mômen và dòng điện phụ tải của động cơ + ω1, ω2: Tốc độ đầu và cuối quá trình quá độ

 Các khoảng thời gian làm việc

) ( 51 , 113

0 2 1 0

s rad

A I

14 9

) / ( 10

) ( 02 , 207

2

0 1

s rad

s rad

A I

I

th

th C

)(75,71

2

1

s rad

A I

I

ng

ng C

)/(10

)(75,71

2

0 1

s rad

s rad

A I

I

ng

ng C

+ 0,422 0,106( )

4

1.4

1

3

13 8

- Thời gian máy làm việc ở tốc độ thuận t5:

th V

L

5  Trong đó: + Vth = 20 (m/ph) là tốc độ làm việc ở chu kỳ thuận

+ l5 là chiều dài bàn máy trong khoảng thời gian làm việc

2

V V t t

V L L L

)(49

,

14

106,0317,0106,0317,06918,0918,02

206281,0281,02

660

115

49,14

5

V

L t

L

11  Trong đó: + Vth = 40 (m/ph) là tốc độ làm việc ở chu kỳ ngược

+ l11 là chiều dài bàn máy trong khoảng thời gian màn máy trở về

10

2

2

.

V t V t V V t

V L L L

)(84,13281,0.2

6422,0.6426,1.2

406677,1.2

4060

1



)(76,20)(346,040

84,13

11

V

L t

3.5 Xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần I = f(t)

Dựa vào đồ thị dòng điện và các khoảng thời gian tương ứng đã xác định ở phần trên

ta vẽ được đồ thị phụ tải toàn phần như sau:

Hình 1.4 Đồ thị dòng điện toàn phần của động cơ truyền động bàn máy MBG

3.6 Kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện phát nóng và quả tải về mômen

3.6.1 Kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng

t

t I

) ( 816 , 21 422 , 0 76 , 20 317 , 0 317 , 0

) ( 908 , 5 281 , 0 426 , 1 677 , 1 281 , 0 918 , 0 918 , 0 281 , 0

13 11

8

2

14 12 10 9 6

4

1

s t

t

t

s t

t

t

t

s t

t t t t

t

t

) ( 436 , 71 712 , 43 816 , 21 908

,

5

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

s

t t t t t t t t t t t t t t

712,43.02,207816,21.51,113908,5.446

2

A t

t I I

i

i i

M

Trong đó: + Mđm là mômen định mức của động cơ

+ Mlvmax là mômen làm việc cực đại + λ = 2  4 là hệ số quá tải cho phép về mômen động cơ

max

Nm M

M

đm lv

max

Nm M

Chương II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG

I PHƯƠNG ÁN 1: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY PHÁT - ĐỘNG CƠ (F - Đ)

1 Sơ đồ nguyên lí hệ thống F - Đ đơn giản

Hệ thống máy phát - động cơ (F - Đ) là hệ truyền động điện mà BBĐ điện là máy phát điện một chiều kích từ độc lập Máy phát này thường do động cơ sơ cấp không đồng

bộ 3 pha kéo quay và coi tốc độ quay của máy phát là không đổi

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống F - Đ đơn giản

Trong đó:

- Đ : Là động cơ điện một chiều kéo cơ cấu sản xuất, cần phải điều chỉnh tốc độ

- F : Là máy phát điện một chiều, đóng vai trò là BBĐ, cấp điện cho động cơ Đ

- ĐK : Động cơ KĐB 3 pha kéo máy phát F, K có thể thay thế bằng một nguồn năng lượng khác

- K : Máy phát tự kích, để cấp nguồn điện cho các cuộn kích từ CKF và CKĐ

* Đối với hệ thống F - Đ ta có thể điều chỉnh tốc độ theo hai hướng như sau:

+ Để cho n Đ < n cb: Điều chỉnh biến trở RKF của máy phát tăng để giảm dòng điện qua cuộn kích từ CKF thay đổi, do đó từ thông kích từ F của máy phát thay đổi (giảm), làm cho UF giảm, tốc độ động cơ giảm xuống đạt nĐ < ncb

Như vậy, bằng cách điều chỉnh biến trở RKF, ta điều chỉnh điện áp phần ứng động

cơ Đ trong khi giữ từ thông không đổi: Đ = đm

+ Đảo chiều: Cặp tiếp điểm T đóng hoặc N đóng, dòng điện kích từ máy phát ICKF

đảo chiều, do đó đảo chiều từ thông  , do đó U đảo dấu, dẫn đến động cơ Đ đảo chiều

* Khi thực hiện hãm thì động cơ Đ sẽ qua 2 giai đoạn hãm tái sinh:

+ Tăng Đ về định mức

+ Giảm điện áp phần ứng động cơ về 0

2 Hệ thống máy phát động cơ F - Đ với các phản hồi có sử dụng máy điện khuyếch đại từ trường ngang (MKĐ)

+ Nhược điểm của hệ F - Đ đơn giản trên là:

- Đặc tính cơ mềm hơn đặc tính tự nhiên

- Khi phụ tải thay đổi làm tốc độ động cơ thay đổi, không có khả năng ổn định tốc độ

Điều đó không đáp ứng được yêu cầu ổn định tốc độ của hệ Nên phải đưa các khâu phản hồi để ổn định tốc độ động cơ của hệ thống được duy trì không đổi

Thay vì sử dụng máy phát kích thích K, người ta đưa vào hệ thống máy điện khuyếch đại từ trường ngang (MKĐ) Đó là máy điện một chiều đặc biệt có 2 cặp chổi than, trong đó có một cặp ngang trục được nổi ngắn mạch Nhờ vậy dòng điện chạy trong dây quấn ngang trục khá lớn tạo ra từ trường của máy lớn nên hệ số khuếch đại của máy rất lớn Trên máy có nhiều cuộn kích thích, trong đó có một cuộn chủ đạo (W1) được cung cấp từ nguồn một chiều độc lập có thể thay đổi được trị số Các cuộn còn lại được nối với các khâu phản hồi Từ trường do các cuộn phản hồi cùng chiều hoặc ngược chiều với từ trường chính là do tính chất của phản hồi

2.1 Hệ thống F - Đ với phản hồi âm tốc độ

Phản hồi được thực hiện qua máy phát tốc Roto của FT được nối đồng trục với rotor động cơ Điện áp phát ra của FT tỉ lệ bậc nhất với tốc độ của động cơ

Ta có: F2 = I2W2

EFT = KeFTnFT = KeFTn

UFH =  dc với  là hệ số phản hồi âm tốc độ

Hệ thống này có khả năng ổn định tốc độ khi phụ tải thay đổi nhờ khâu phản hồi

âm tốc độ: Khi động cơ đang làm việc với phụ tải Mc và tốc độ đạt yêu cầu nyc Vì lý do nào đó, mômen phụ tải đặt lên trục động cơ thay đổi khác nyc thì nhờ quá trình phản hồi

âm tốc độ hệ thống sẽ tự động ổn định tốc độ đạt nyc

Hình 2.2: Hệ thống F - Đ với phản hồi âm tốc độ

Quá trình tự động này được giải thích như sau: Giả sử khi Mc tăng sẽ làm cho nĐgiảm < nyc Mà khi n giảm nên EFT giảm do đó I2 giảm  F2 giảm nên F = F1 - F2 tăng dẫn đến EKĐMĐ tăng nên UĐ tăng do đó n tăng đạt đến nyc Và khi Mc giảm thì quá trình sẽ

tự động xảy ra theo chiều ngược lại để tốc độ động cơ đạt nyc

+ Phản hồi được thực hiện qua điện trở R và khâu so sánh gồm Uss, Rss và van D

+ Khi Iư bé hơn trị số cho phép thì Uph < Uss do đó van D khóa nên F2 = 0

+ Khi Iư lớn hơn Icp dẫn đế Uph > Uss do đó van D mở nên F2  0  F = F1 - F2giảm xuống làm giảm s.t.đ của MĐKĐ, dẫn đến kích thích máy phát giảm, động cơ giảm tốc độ nên động cơ được bảo vệ

Hình 2.3: Hệ thống F - Đ với phản hồi âm dòng có ngắt

+ Hãm động năng khi kích thích máy phát bằng không

+ Hãm tái sinh khi giảm tốc độ hoặc khi đảo chiều dòng kích từ

+ Hãm ngược ở cuối giai đoạn hãm tái sinh khi đảo chiều hoặc khi làm việc ổn định với tải có tính thế năng (khi hạ tải trọng)

 Như vậy hệ thống F - Đ có đặc tính điền đầy cả 4 góc phần tư của mặt phẳng toạ độ + Ưu điểm nổi bật của hệ thống là khả năng quá tải lớn, sự chuyển đổi trạng thái làm việc rất linh hoạt

+ Do các phần tử trong hệ thống là tuyến tính nên quá trình quá độ của hệ thống rất tốt + Có khả năng giữ cho đặc tính có độ cứng cao và không đổi trong suốt giải điều chỉnh

+ Hệ số cos khá cao

3.2 Nhược điểm

Nhược điểm cơ bản của hệ thống F - Đ là sử dụng nhiều máy điện quay do đó chiếm diện tích không gian lớn, gây tiếng ồn lớn trong quá trình làm việc Máy phát điện một chiều có từ dư lớn nên điều chỉnh tốc độ ở vùng tốc độ thấp và rất thấp rất khó khăn

Hệ thống F - Đ rất thích hợp với các truyền động có phạm vi điều chỉnh tốc độ lớn, phụ tải biến động trong phạm vi rộng, quá trình quá độ chiếm phần lớn thời gian làm việc của hệ thống (thường xuyên khởi động, hãm, đảo chiều )

II PHƯƠNG ÁN 2: HỆ TRUYỀN ĐỘNG THYRISTOR - ĐỘNG CƠ (T - Đ)

Hệ truyền động T - Đ là hệ truyền động, động cơ điện một chiều kích từ động lập Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng hoặc phần cảm động cơ thông qua các bộ biến đổi (BBĐ) chỉnh lưu dòng thyristor

- Tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ của máy mà BBĐ có thể là 1 bộ hay nhiều bộ,

sử dụng 1 pha hay 3 pha và có thể dùng chỉnh lưu hình tia hay hình cầu

- Để điều chỉnh tốc độ động cơ, ta đặt tín hiệu điều khiển ĐK lên biến trở R và đưa vào bộ phát xung (BFX) rồi đưa tín hiệu đến bộ biến đổi

- Hệ thống sử dụng khâu phản hồi tốc độ, lấy từ máy phát tốc (FT) để nâng cao tính ổn định tốc độ của động cơ và cả hệ thống

+ Khả năng làm việc ổn định với phụ tải nhỏ khá hạn chế

+ Hệ số cos nói chung của hệ thống thấp (0,6  0,65)

+ Khi hệ thống truyền động có công suất lớn, dòng điện không sin gây ra tổn hao phụ trong hệ thống và ảnh hưởng đáng kể đến điện áp của lưới

+ Mạch điều khiển phức tạp

III CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG BÀN MÁY BÀO GIƯỜNG

Qua phân tích sơ bộ hai phương án truyền động trên: Hệ thống truyền động F - Đ

và T - Đ.Ta thấy: Mỗi hệ thống đều có những ưu điểm riêng và nhược điểm riêng Nhưng nhìn chung, điều khiển động cơ bằng bộ biến đổi thyristor là phương pháp linh hoạt nhất hiện nay Nó cho phép dùng những tín hiệu công suất nhỏ lấy từ các khí cụ không tiếp điểm để tạo ra được các đặc tính tĩnh và động của động cơ thoả mãn yêu cầu công nghệ

Dùng thyristor ta có thể thực hiện nhiều trạng thái mà hệ thống F - Đ cũng như các

hệ khác không thể hoặc khó thực hiện được Nhờ BBĐ thyristor mà các trạng thái cưỡng bức của truyền động điện trở nên ổn định hơn Vì thyristor không có quán tính nên trong

hệ truyền động chỉ còn hai nơi tích luỹ năng lượng, được đặc trưng bởi hai lượng quán tính: quán tính cơ của phần ứng động cơ mang bộ phận làm việc của máy và quán tính điện trở của máy phần ứng

Do đó so với hệ F - Đ sử dụng hệ T - Đ có quá trình quá độ hợp lí hơn, nên ta có thể tạo ra được những thiết bị tổ hợp hiện đại về công nghệ, để gia công các sản phẩm với chất lượng tốt hơn, tốc độ cao hơn, độ tin cậy cao, tiết kiệm năng lượng, luôn sẵn sàng

khởi động, bảo dưỡng đơn giản, không gây ồn ào, giá thành hạ hơn do vậy ta lựa chọn sử

dụng hệ T - Đ làm hệ truyền động cho bàn máy của máy bào giường

Chương III THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG

I LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠCH LỰC

Để cung cấp nguồn 1 chiều cho phần ứng động cơ một chiều kích từ độc lập, ta phải sử dụng một mạch chỉnh lưu để biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều có sẵn thành năng lượng dòng điện 1 chiều Thực tế có rất nhiều phương án có thể sử dụng được, tuy nhiên để có một mạch chỉnh lưu phù hợp với yêu cầu thiết kế ta cần xét một cách tổng quan về các sơ đồ chỉnh lưu Với yêu cầu thay đổi được điện áp đặt vào phần ứng động cơ thì các bộ chỉnh lưu điốt không thể làm thay đổi điện áp ra nên ta chỉ xét các mạch chỉnh

lưu điều khiển

Xét các dạng chỉnh lưu sau:

1 Chỉnh lưu Tiristor một pha:

- Chỉnh lưu một pha thường được chọn khi nguồn cấp là lưới điện một pha hoặc công suất tải không quá lớn so với công suất lưới (làm mất đối xứng điện áp lưới) và tải không có yêu cầu quá cao về chất lượng điện áp một chiều

- Chỉnh lưu một pha cho ta điện áp với chất lượng chưa cao, biên độ đập mạch điện

áp quá lớn, thành phần hài bậc cao lớn: điều này không đáp ứng được cho nhiều loại tải

- Đối với dòng tải lớn mà chọn các sơ đồ chỉnh lưu một pha thì sẽ gây ra sự mất đối xứng của lưới -> ảnh hưởng tới sự hoạt động của các thiết bị khác

Do nguồn cấp là lưới 3 pha công nghiệp nên việc sử dụng chỉnh lưu một pha có nhiều hạn chế, mặt khác do yêu cầu về chỉnh lưu và giá trị điện áp, dòng điện lớn nên ta không nên dùng chỉnh lưu một pha Yêu cầu cao về chất lượng điện áp một chiều cung cấp cho động cơ một chiều kích từ độc lập của máy bào giường đã lựa chọn ở trên đảm bảo tốc cho động cơ cần thực hiện với mạch chỉnh lưu nhiều pha hơn

2 Chỉnh lưu điều khiển hình tia 3 pha

2.1 Sơ đồ mạch điện:

Chỉnh lưu tia ba pha có cấu tạo từ một biến áp ba pha với thứ cấp đấu sao có trung tính, ba van bán dẫn nối cùng cực tính đối với tải, ba đầu katốt của 3 van bán dẫn nối cùng cực tính để nối tới tải, ba đầu Anốt nối tới các pha biến áp, tải được nối giữa đầu nối chung của van bán dẫn với trung tính như hình vẽ

R A

B C

Do tải có tải cảm lớn nên dòng điện trên tải là liên tục, tức là van dẫn sẽ vẫn dẫn khi điện áp âm mà van còn lại chưa mở

Xét: Van T1 đang dẫn, do suất điện động cảm ứng nên T1 vẫn dẫn điện cho đến thời điểm t2 Khi đưa xung vào mở T2 thì sẽ xuất hiện một điện áp ngược đặt vào T1 làm

T1 khoá lại và quá trình khoá T1 là quá trính khoá cưỡng bức Từ thời điểm t2  t3 thì T2dẫn điện, thời điểm t4 là khi chúng ta đưa xung mở T3

+ Giá trị trung bình của điện áp trên tải:

+ Giá trị điện áp ngược trên van: U ng  6 U 2

+ Dòng điện trung bình chảy qua thiristor: Iv = Id/3

+ Số lần đập mạch trong một chu kỳ là 3

Sơ đồ chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp ra tải chưa thật tốt lắm Điện áp ra

có độ đập mạch lớn  xuất hiện nhiều thành phần điều hoà bậc cao Hiệu suất sử dụng máy biến áp không cao

3 Chỉnh lưu cầu 3 pha

Hình 3.3 Mạch chỉnh lưu hình cầu 3 pha

+ Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng gồm có 6 triristor chia thành 2 nhóm :

- Nhóm katốt chung gồm 3 triristor: T1,T3,T5

- Nhóm anốt chung gồm 3 triristor: T2,T4,T6

+ Điện áp các pha thứ cấp MBA có phương trình :

+ Khi     

6

3

2 cho xung điều khiển mở T2 Tiristor này mở vì T6 dẫn dòng

nó đặt U b lên catốt T2 mà U b U2C Sự mở của T2 làm cho T6 khoá lại một cách tự nhiên vì U2b U2c

Các xung điều khiển lệch nhau

3



được lần lượt đưa đến các cực điều khiển của các

thyristor theo thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, Trong mỗi nhóm, khi 1 tiristor mở thì nó sẽ khoá ngay tristor trước nó, như trong bảng sau:

Bảng 3.1 Các thời điểm mở khóa của thiristor

6

2 6

+ Dòng điện chảy qua các van là: IT = Id/ 3

+ Công suất của máy biến áp : Sba=1,05.Pd

+ Điện áp ra đập mạch nhỏ do vậy mà chất lượng điện áp tốt

+ Hiệu suất sử dụng máy biến áp tốt do dòng điện chạy trong van đối xứng

+ Điện áp ngược trên van là lớn nhưng do Udo = 2,34U2 -> nó có thể được sử dụng với điện áp khá cao

3.5 Nhược điểm

+ Cần phải mở đồng thời hai van theo đúng thứ tự pha nên rất phức tạp

+ Sụt áp trong mạch van gấp đôi sơ đồ hình tia nên cũng không phù hợp với cấp điện áp ra tải dưới 10 V

+ Nó gây khó khăn khi chế tạo vận hành và sửa chữa

II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐẢO CHIỀU

1 Khái quát chung

Quá trình đảo chiều chuyển động bàn máy cũng có rất nhiều phương pháp, nhưng chung quy có 2 phương pháp :

+ Đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dòng kích từ

+ Đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dòng phần ứng

Tuy nhiên sử dụng phương pháp đảo chiều dòng kích từ có nhiều hạn chế, do cuộn cảm có hệ số tự cảm lớn (quán tính từ lớn) nên làm tăng thời gian đảo chiều, không thoả

mãn cho truyền động máy bào giường Vì vậy ta chỉ xét quá trình đảo chiều động cơ bằng đảo chiều dòng phần ứng

2 Các phương pháp đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dòng phần ứng

Với hệ truyền động T - Đ để đảo chiều dòng phần ứng động cơ có hai cách cơ bản:

+ Đảo chiều nhờ các tiếp điểm công tắc tơ đặt trên mạch phần ứng

+ Đảo chiều quay nhờ hai BBĐ triristor mắc song song ngược

2.1 Đảo chiều dòng điện phần ứng bằng cách dùng công tắc tơ

CK§

Trên sơ đồ : Cuộn kích từ CKĐ được cấp nguồn bởi một bộ chỉnh lưu CL2

Bộ chỉnh lưu CL1 tạo ra dòng điện một chiều có chiều không đổi ở phía đầu ra, trước khi đưa vào phần ứng động cơ, người ta bố trí các tiếp điểm công tắc tơ T và N sao cho khi điều khiển các công tắc tơ này đóng tiếp điểm thì đảo được chiều dòng điện phần ứng, dẫn đến đảo được chiều quay động cơ

Phương pháp này chỉ sử dụng cho các truyền động công suất nhỏ vì dòng hồ quang phát ra giữa các tiếp điểm lớn Mặt khác do quán tính cơ điện của các khí cụ lớn nên tần

số đảo chiều không cao, không phù hợp cho truyền động bàn máy bào giường

2.2 Đảo chiều dòng điện phần ứng bởi hai bộ chỉnh lưu cầu triristor mắc song song ngược

+ Muốn đảo chiều quay động cơ, ta đưa tín hiệu điều khiển vào 2 bộ chỉnh lưu sao cho CL1 hoặc CL2 mở để thay đổi chiều dòng điện phần ứng iưT và iưN

Phương pháp này vì sử dụng các khí cụ không tiếp điểm nên quá trình đảo chiều

êm, diễn ra nhanh, nhưng đòi hỏi mạch lực phức tạp hơn Quá trình đảo chiều còn phụ thuộc vào việc lựa chọn phương pháp điều khiển, đó là phương pháp điều khiển chung hay riêng:

Phương pháp điều khiển chung: Tại một thời điểm cả 2 BBĐ nhận được xung mở, nhưng chỉ có một BBĐ cấp dòng cho nghịch lưu, còn BBĐ kia làm việc ở chế độ chờ

Phương pháp này có các đặc tính cơ của hệ thống ở chế độ động và chế độ tĩnh rất tốt Nhưng nó lại làm xuất hiện dòng cân bằng tiêu tán năng lượng vô ích và luôn tồn tại do

đó cần phải có cuộn kháng san bằng để làm giảm dòng cân bằng Với sơ đồ hình cầu 3 pha mắc song song ngược thì cần phải có 4 cuộn kháng san bằng Phương pháp này điều khiển phức tạp

Phương pháp điều khiển riêng: Khi điều khiển riêng 2 BBĐ làm việc riêng rẽ nhau Tại một thời điểm chỉ phát xung điều khiển vào 1 BBĐ còn bộ kia bị khoá do không có xung điều khiển Phương pháp này, đặc tính đảo chiều của nó không tốt bằng phương pháp điều khiển chung, do có một khoảng thời gian trễ để dòng qua bộ van đang làm việc giảm về = 0 thì mới cho bộ van thứ hai mở Tuy nhiên nó lại có ưu điểm hơn là làm việc

an toàn vì không có dòng cân bằng chạy qua giữa các BBĐ và hệ thống điều khiển đỡ phức tạp hơn

Từ hai phương pháp điều khiển trên, do đặc điểm và yêu cầu công nghệ của máy bào giường, thấy rằng phương pháp đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dòng phần ứng bởi

hai bộ chỉnh lưu cầu triristor mắc song song ngược là phù hợp nhất nên em lựa chọn

phương pháp này và sử dụng phương pháp điều khiển chung để điều khiển các bộ chỉnh lưu Tiristor

III SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ MẠCH ĐỘNG LỰC TRUYỀN ĐỘNG BÀN MÁY BÀO GIƯỜNG

1 Giới thiệu sơ đồ

Trên sơ đồ :

+ ATM là áp tô mát nguồn, làm nhiệm vụ đóng cắt nguồn và bảo vệ ngắn mạch phía sơ cấp MBA

+ BA là máy biến áp 3 pha , biến điện áp lưới thành điện áp phù hợp với yêu cầu của

bộ chỉnh lưu và phù hợp điện áp đặt lên phần ứng động cơ

+ K là tiếp điểm thường mở của công tắc tơ, đóng cắt nguồn sau biến áp

+ BI là bộ biến dòng, cấp phản hồi âm dòng điện đưa tín hiệu đến khâu hạn chế dòng điện

+ BBĐ1, BBĐ2: là 2 bộ biến đổi (chỉnh lưu) triristor mắc song song ngược (cầu kép 3 pha) cấp nguồn cho phần ứng động cơ Đ

+ Đ: là động cơ 1 chiều, kích từ độc lập, kéo bàn máy chuyển động

+ CB1, CB2, CB3, CB4: là các cuộn kháng cân bằng để hạn chế dòng điện cân bằng

3 pha

AT BA K

BI

BB§1

BB§2

CB1 CB2

CB3 CB4

+ C - R: Là các tụ điện và điện trở , chức năng để bảo vệ cho các tiristor khỏi bị đánh thủng do quá gia tốc điện áp (du/dt ) khi xảy ra quá độ trong mạch (như quá trình chuyển mạch) của các tiristor trong sơ đồ chỉnh lưu hoặc khi đóng cắt không tải của máy biến áp Ngoài ra mạch R-C còn có tác dụng rẽ mạch dòng điện ngược đối với các tiristor Để bảo

vệ quá gia tốc dòng (di/dt) trong sơ đồ ta lợi dụng các cuộn cảm là cuộn kháng lọc san bằng và các cuộn dây thứ cấp máy biến áp động lực

+ FT: Là máy phát tốc chức năng để lấy tín hiệu phản hồi âm tốc độ Tín hiệu điện áp trên mạch phần ứng của máy FT được lấy ra có trị số tỷ lệ với tốc độ động cơ sử dụng làm tín hiệu phản hồi âm tốc độ

+ AT1: Là áptômát bảo vệ khởi động từ

+ D,M: Là các nút ấn thường đóng và thường mở của khởi động từ

2 Nguyên lí làm việc của mạch động lực

+ Để khởi động, đóng ATM cấp điện cho BA, ấn nút khởi động, công tắc tơ K đóng cấp điện cho các BBĐ thyristo cấp nguồn cho phần ứng động cơ và bộ chỉnh lưu điốt cấp nguồn cho cuộn kích từ động cơ CKĐ Ta đồng thời cấp xung điều khiển cho BBĐ1 và BBĐ2, nhưng khi BBĐ1 làm việc thì BBĐ2 ở trạng thái chờ và ngược lại) Động cơ Đ được cấp nguồn, quay kéo theo máy phát tốc (FT) quay đưa tín hiệu phản hồi

âm tốc độ về mạch điều khiển để ổn định tốc độ

+ Khi muốn dừng ấn nút dừng ở mạch khống chế cắt nguồn, K mở tiếp điểm, động

cơ mất điện, mạch điện thực hiện hãm tái sinh tra năng lượng về lưới, động cơ dừng

+ Hoạt động của các BBĐ:

- Hai bộ biến đổi BBĐ1, BBĐ2 là hai bộ chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng mắc song song ngược Mỗi bộ đều có hai nhóm triristo là nhóm anốt chung và nhóm katốt chung Mối nhóm van cùng tên của 2 BBĐ đều có các van ở vị trí giống nhau, việc khống chế 2 BBĐ theo nguyên tắc điều khiển chung Do đó khi xét các BBĐ này ta chỉ xét hoạt động của 1

bộ, còn bộ kia hoàn toàn tương tự

- Hoạt động của mỗi BBĐ chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng như đã nêu ở chương trước

IV TÍNH CHỌN THIẾT BỊ TRONG MẠCH ĐỘNG LỰC

1 Các thông số cơ bản của động cơ

 Dòng điện định mức ở cuộn dây phần ứng động cơ

U

P I

đm đm

đm đm

76,0.220

42000

220)76,01(5,0)

1(5,0

.đm

u

đm u

U L

đm u đm

đm

2,251.600.2.2

60.22025

,0

2

60

2.1 Điện áp ngược lớn nhất mà tiristor phải chịu

)(26,2306

3

220.6

2

k

U k U k U

u

d nv

2.3 Dòng điện làm việc của van

)(03,1452,251.3

1

k I

k là hệ số dòng điện hiệu dụng của chỉnh lưu cầu ba pha

+ Chọn điều kiện làm việc của van là có cánh tản nhiệt và có đủ diện tính tản nhiệt, không

có quạt gió đối lưu không khí, ứng với điều kiện này thì dòng điện định mức của van cần chọn là :

- Điện áp ngược cực đại của van : Unv max = 500 (V)

- Dòng điện định mức của van : Iđmv = 600(A)

- Dòng điện đỉnh cực đại : Ipik max = 8000 (A)

- Dòng điện xung điều khiển : Ig max = 150 (mA)

- Điện áp xung điều khiển : Ug max = 5 (V)

- Sụt áp lớn nhất trên Tiristor ở trạng thái dẫn : Umax = 2,6 (V)

- Tốc độ biến thiên điện áp : 200 (V/s)

- Thời gian chuyển mạch của Tiristor : tcm = 2000 (s)

- Nhiệt độ làm việc cực đại : Tmax = 125 (0C)

3 Tính chọn máy biến áp

Chọn kiểu máy biến áp là máy biến áp khô 3 pha, 3 trụ có sơ đồ đấu dây ∆/Υ, làm mát bằng không khí tự nhiên Việc chọn sơ cấp đấu ∆ có tác dụng sẽ triệt tiêu được sóng điều hòa bậc 3 nên dạng sóng điện áp sẽ sine hơn Dựa vào các thông số của tải và

bộ chỉnh lưu ta tính được các thông số cơ bản của máy biến áp

3.1 Công suất biểu kiến của máy biến áp S ba

Sba = Ks.Pdmax (1) + Trong đó: + Ks là hệ số công suất của máy biến áp;với cầu 3 pha thì Ks = 1,05

+ Pdmax = Uđm.Id = Uđm .Iưđm =220.251,2 = 55264 (W) là công suất cực đại của tải

+ Thay vào (1) ta được: Sba = 1,05.55264 = 58027 (VA) = 58,027 (kVA)

3.2 Điện áp pha sơ cấp U 1f

U1f = Ulưới = 380 (V) ; do sơ cấp được đấu ∆

3.3 Điện áp pha thứ cấp U 2f

+ Ta có phương trình cân bằng điện áp khi có tải:

U2f = Ud0cos α = Uđm + 2∆Uv + ∆Uba + ∆Udn

+ Trong đó:

+ ∆Uv = 2,6 V – là sụt áp trên mỗi tiristor

+ ∆Uba – là sụt áp trên máy biến áp, chọn:

∆Uba = 6%Uđm = 0,06 220 = 13,2V + ∆Udn – là điện trở dây nối và có thể bỏ qua, ∆Udn  0

4 , 238

0

3.3 Dòng hiệu dụng thứ cấp I 2

I2 = k2.Id = k2.Iư.đm = 2 / 3.251,2 = 205,1 (A)

k2 – là hệ số dòng hiệu dụng thứ cấp; với cầu 3 pha k2 = 2 / 3

3.4 Dòng điện hiệu dụng sơ cấp I 1

3.5 Tính toán sơ bộ mạch từ

+ Tiết diện sơ bộ của trụ: QFe =

f m S

Q (2) Trong đó: + KQ – là hệ số phụ thuộc vào phương thức làm mát, với máy biến

áp khô thì KQ = 56 , vậy chọn KQ = 6

+ m = 3 là số trụ + f = 50 Hz là tần số điện lưới

Thay vào (2) ta được: 118( )

50.3

+ Chiều cao cửa sổ mạch từ h

- Hệ số hình dáng m = h/d tối ưu trong khoảng từ 23; chọn m = 3 Vậy chiều cao cửa sổ mạch từ là: h = m.d = 3 13 = 39(cm)