(Tiểu luận) mồn học tổng hợp hệ điện cơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ ĐỒỒ ÁN MỒN HỌC TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ Giảng viên hướng dẫn : Đinh Văn Nghiệp Sinh viên thực : Phạm Quang Phúc Mssv : K185520216381 Lớp HP : 54TĐH5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ Họ tên sinh viên: Phạm Quang Phúc Tên đề tài : ‘Thiết kế hệ thống truyền động điện theo yêu cầu máy sản xuất ’’Nội dung: I Thuyết minh Chọn phương án , tính tốn quy đổi thơng số Thiết kế mạch động lực; Thiết kế mạch điều khiển; Khảo sát chất lượng hệ thống; Thuyết minh sơ đồ nguyên lý II Các vẽ: 03 vẽ khổ A0 Sơ đồ nguyên lý; Giản đồ điện áp, dòng điện mạch lực mạch điều khiển; Đặc tính hệ thống Thơng số máy sản xuất: - Tải phản kháng có MC = const; Tốc độ định mức nđm = 1500 vịng/phút - Cơng suất định mức Pđm=25 kW; hiệu suất truyền: = 90% - Dải điều chỉnh tốc độ D=50/1; Sai lệch tĩnh St= 5% - Thời gian độ 2s ; Độ q điều chỉnh 15%; Mơ men qn tính J t=0.006 kgm2 Yêu cầu: dùng biến đổi sơ đồ cầu pha Ngày tháng năm 2021 Giáo viên hướng dẫn Đinh Văn Nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nước, tiêu chí để đánh giá phát triển công nghiệp quốc gia mức độ tự động hóa q trình sản xuất Sự phát triển nhanh chóng máy tính điện tử - cơng nghệ thông tin thành tựu lý thuyết điều khiển tự động làm sở cho phát triển tương xứng lĩnh vực tự động hóa Ngày tự động hóa điều khiển q trình sản xuất sâu vào nhiều lĩnh vực tất khâu trình sản xuất Trong học kỳ để áp dụng lý thuyết với thực tế em giao đồ án môn học Tổng hợp hệ điện với đề tài là: “Thiết kế hệ thống TBĐ-TĐH cho máy sản xuất (với yêu cầu số liệu cho trước)” Với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn Đinh Văn Nghiệp thầy cô giáo môn Đến đồ án em hồn thành Do kiến thức chun mơn cịn hạn chế nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Vậy em mong bảo, góp ý thầy giáo để đồn án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn đặc biệt em xin cảm ơn thầy Đinh Văn Nghiệp giúp đỡ em để đồ án hoàn thành thời hạn Thái Nguyên, ngày tháng năm 2021 Sinh viên thiết kế Phạm Quang Phúc MỤC LỤC ĐỒ ÁN MÔN HỌC TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ I Thuyết minh II Các vẽ: 03 vẽ khổ A0 Giáo viên hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: LỰA CHỌN CẤU TRÚC HỆ THỐNG, TÍNH TỐN, QUY ĐỔI THÔNG SỐ VỀ TRỤC ĐỘNG CƠ 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Lựa chọn cấu trúc hệ thống 1.3 Các tiêu 1.4 Tính tốn quy đổi thông số PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC 2.1 Đặt vấn đề 2.2 Phân tích, lựa chọn động điện 2.2.1 Động chiều kích từ độc lập 2.2.2 Động chiều kích từ nối tiếp 2.2.3 Động điện chiều kích từ hỗn hợp 2.2.4 Lựa chọn động truyền động 2.3 Phân tích lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động 2.3.1 Đặt vấn đề Động điện chiều kích từ độc lập có: 2.3.2 Điều chỉnh điện áp mạch phần ứng 2.3.3 Điều chỉnh điện trở phụ mạch phần ứng 2.3.4 Điều chỉnh từ thông động 2.3.5.Lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ 2.4 Phân tích chọn Bộ biến đổi điện áp 2.4.1 Bộ biến đổi máy phát - Động (F-Đ) 2.4.2 Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn 2.4.3 Bộ biến đổi xung áp : 2.4.4 Kết luận chọn biến đổi 2.5 Phân tích sơ đồ mạch lực 2.5.1 Giới thiệu số sơ đồ chỉnh lưu 2.5.2 Chọn sơ đồ chỉnh lưu 2.6 Phân tích lựa chọn trạng thái hãm động 2.6.1 Các phương pháp hãm dừng động PHẦN 1: LỰA CHỌN CẤU TRÚC HỆ THỐNG, TÍNH TỐN, QUY ĐỔI THÔNG SỐ VỀ TRỤC ĐỘNG CƠ 1.1 Đặt vấn đề Trong sản xuất giá trị, chất lượng suất sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố Một yếu tố dây truyền sản xuất, dây truyền đại hệ thống phức tạp Bất kỳ dây truyền sản xuất có phận truyền động, tạo từ phối hợp nhiều thiết bị khác Ứng với công nghệ yêu cầu đưa nhiều phương án truyền động khác Vì vấn đề đặt phải phân tích lựa chọn phương án tối ưu Một phương án truyền động gọi tối ưu sử dụng hợp lý thiết bị khai thác tối đa khả chúng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trình xác lập trình độ đồng thời phải đáp ứng tiêu kinh tế (tri phí đầu tư,chất lượng suất sản phẩm …) Hiện hầu hết công nghệ sử dụng động điện làm truyền động 1.2 Lựa chọn cấu trúc hệ thống Cấu trúc chung hệ thống truyền động điện thể hình 1.1: Hình 1.1: Cấu trúc chung hệ truyền động điện Trong hệ thống truyền động điện gồm có phần điện phần khí: a Phần điện: + BBĐ: Là biến đổi biến điện từ lưới cơng nghiệp có tần số điện áp cố định thành dạng (điện) cần thiết với thông số yêu cầu để cấp cho động + Đ: Là động điện phần tử trung tâm thiếu truyền động điện + ĐK: Là điều khiển b Phần khí: + TBL: Khâu truyền biến lực + M: Máy sản xuất Giới thiệu số hệ điều tốc: a Hệ điều tốc phản hồi âm điện áp dương dòng điện: Sơ đồ nguyên lý hệ thống: Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý hệ điề tốc có phản hồi âm tốc độ dương dòng điện Đối với hệ điều tốc tăng hệ số phản hồi áp, tăng hệ số phản hồi dòng giới hạn định sai lệch tốc độ giảm Trong số trường hợp, lựa chọn phù hợp hệ số phản hồi áp ( ) hệ số phản hồi dịng ( ) phối hợp phản hồi tương đương phản hồi âm tốc độ, biện pháp cho phép đơn giản hóa thiết bị lấy tín hiệu phản hồi mà lại đảm bảo hệ có phản hồi tương đương với phản hồi âm tốc độ (thường gọi phản hồi âm tốc độ đẳng trị), loại tín hiệu phản hồi cho chất lượng tốt hệ ĐCTĐTĐĐ trì tốc độ theo lượng đặt trước không đổi Sơ đồ cấu trúc hệ thống: (Hình 1.3) Hình 1.3 Sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn định hệ điều tốc vịng kín có phản hồi âm điện áp dương dòng điện b Hệ điều tốc có phản hồi âm tốc độ âm dịng điện có ngắt: Sơ đồ ngun lý hệ thống: Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý hệ điều tốc phản hồi âm tốc độ âm dịng điện có ngắt Khi sử dụng phản hồi âm tốc độ, âm điện áp, dương dòng điện, âm áp dương dòng hỗn hợp hệ ĐCTĐTĐĐ dùng động chiều kích từ độc lập nâng cao độ cứng đặc tính điện đặc tính cơ, tức giảm sai lệch tốc độ, dẫn đến tăng độ xác trì tốc độ, tăng phạm vi điều chỉnh Tuy vậy, với việc sử dụng phản hồi tăng độ cứng đặc tính dẫn đến mơ men ngắn mạch tăng, gây nên q dịng q mức khởi động, hãm, đảo chiều tải Để khắc phục nhược điểm nêu phản hồi nâng cao độ cứng, người ta sử dụng phối hợp thêm vào hệ tín hiệu phản hồi khác (thêm mạch vòng điều chỉnh) phản hồi âm dịng điện có ngắt Trong sơ đồ cịn có phận biểu diễn khối ký hiệu KN (khâu ngắt), khâu có đặc tính đầu vào có tín hiệu ( I ƣ) với trị tuyệt đối nhỏ lượng định gọi tín hiệu ngắt (Ung = Ing) tín hiệu đầu khơng, giá trị tuyệt đối tín hiệu vào vượt giá trị tín hiệu ngắt đầu có tín hiệu - (Id - Ing) Khối khuếch đại KĐ thực tế có số tầng khuếch đại Các tín hiệu vào khối gồm ucđ, - n, - (Id - Ing) đưa chung vào khối đầu vào, có trường hợp tín hiệu đƣa vào khối khác nhau: tín hiệu ucđ - n tổng hợp khối đầu vào, tín hiệu khối đầu vào đƣợc tổng hợp với tín hiệu phản hồi âm dịng có ngắt (- (Id - Ing)) khối tiếp theo, tƣơng ứng với trường hợp nguyên lý hoạt động hệ có điểm khác sơ đồ khối hệ khác Phân tích phương trình đặc tính hệ ta thấy, cần tăng độ dốc đoạn đặc tính có phản hồi dịng ta phải tăng KKĐ, giai đoạn tín hiệu phản hồi tốc độ tác động mà ảnh hưởng lại ngược với phản hồi dịng nên nhiều trường hợp phải tăng hệ số KKĐ lớn, để bị ổn định khó thực với số hệ thống cũ, sử dụng khuếch đại máy điện khuếch đại (MĐKĐ) khuếch đại từ (KĐT) Xét yêu cầu công nghệ: Tải phản kháng, Mc = const Bộ truyền răng-bánh cần phải có động truyền động để đáp ứng cho hệ Động phần tử quan trọng hệ truyền động Hiện q trình cơng nghệ sử dụng động co để làm đối tượng truyền động Để cung cấp nguồn cho động truyền động ta cần có biến đổi để cung cấp nguồn điện áp phù hợp cho động cơ, điều chỉnh điệp áp cấp cho động cơ, để đáp ứng yêu cầu công nghệ đặt Hiện có nhiều loại biến đổi, tùy thuộc vào động truyền động Hệ thống yêu cầu dải điều chỉnh D=100/1, sai lệch tĩnh St=5%, có tự động hạn chế phụ tải Để có dải điều chỉnh rộng sai lệch tĩnh nhỏ, ta phải ổn định tốc độ Để ổn định tốc độ ta phải sử dụng phản hồi âm tốc độ Để hạn chế phụ tải ta sử dụng phản hồi âm dịng điện có ngắt Do hệ thống , ta sử dụng kết hợp phản hồi âm tốc độ phản hồi âm dịng điện có ngắt Cấu trúc hệ điều chỉnh tốc độ truyền động điện có phản hồi âm tốc độ âm dịng điện có ngắt Vậy ta có cấu trúc hệ thống là: Hình 1.5 Sơ đồ cấu trúc hệ thống - KĐ: Mạch tổng hợp tín hiệu - BBĐ: Bộ biến đổi - ĐC: Động truyền động -TL: Khâu truyền biến lực - MSX: Máy sản suất * Khối khuếch đại KĐ thức tế có nhiều tầng khuếch đại Các tín hiệu vào khối đưa chung vào khối đầu vào đưa vào khối khác tổng hợp lại Tuỳ vào trường hợp nguyên lý hoạt dộng hệ sơ đồ khối khác 10