Đề tài thiết kế hệ thống truyền động điện bbđ van – động cơ một chiều không đảo chiều quay

111Equation Chapter Section 1BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KĨ THUẬT CÔNG NGHIỆP -    - ĐỒ ÁN I: CƠ SỞ NGÀNH ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động điện BBĐ van – Động chiều không đảo chiều quay Giảng viên:Th.s Phạm Quang Huy Họ tên : Lã Quốc Chiến Lớp : DHTD14A4HN Mã sinh viên : 20104300227 Nam Định , năm 2022 Đồ án môn học MỤC LỤC ỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN I.1 Tên đầu mục cấp I.1.1 Tên đầu mục cấp .4 I.1.2 Tên đầu mục cấp .4 I.2 Tên đầu mục cấp .4 I.2.1 Tên đầu mục cấp .4 I.2.2 Tên đầu mục cấp .4 I.2.3 Tên đầu mục cấp .4 CHƯƠNG II TÊN CHƯƠNG II.1 Tên đầu mục cấp II.1.1 Tên đầu mục cấp II.1.2 Tên đầu mục cấp II.2 Tên đầu mục cấp II.2.1 Tên đầu mục cấp II.2.2 Tên đầu mục cấp II.2.3 Tên đầu mục cấp KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Đồ án môn học MỞ ĐẦU Viết ngắn gọn nội dung đồ án theo hướng dẫn GVHD Phần mở đầu cần nêu ý: đề tài tìm hiểu, nghiên cứu, vấn đề cần thực hiện; phương pháp thực (nếu có); lý lựa chọn đề tài; kết tìm hiểu (nghiên cứu) nhóm sinh viên thực đồ án có phù hợp với vấn đề đặt hay khơng; tính thực tế đồ án (với đề tài nghiên cứu ứng dụng), định hướng phát triển mở rộng đồ án (nếu có); kiến thức kỹ mà sinh viên đạt Đồ án mơn học CHƯƠNG I PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN I.1 Phân tích chọn động truyền động 1.1.1 Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng a) Sơ đồ nguyên lý b) Phương trình đặc tính c) Dạng đặc tính Khi thay đổi điện mạch phần ứng ta có dạng đặc tính (H3) d) Nhận xét Từ phương trình đặc tính dạng đặc tính ta thấy thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng (tăng ) làm cho * Đặc tính mềm * Độ sụt tốc độ tăng lên * Độ cứng đặc tính giảm * Mức độ phù hợp tải P=U.I=const Đồ án môn học e) Nhận xét ưu nhược điểm BBĐ van động Ưu điểm: + Điều chỉnh trơn điều chỉnh vô cấp + Dễ dàng điều chỉnh , tác động nhanh + Phạm vi điều chỉnh rộng + BBĐ gọn nhẹ, chắn không cần móng + Để tự động hóa van có hệ số công suất cao Nhược điểm: + Kém linh hoạt chuyển đổi + Điều khiển độ nhạy tín hiệu điều khiển lớn + Đảo chiều gặp khó khăn + Đặc tính mềm hệ F-D 1.1.2.Thay đổi điện áp cấp cho mạch phần ứng a) Sơ đồ nguyên lý tổng quát Trong : BBĐ:là biến đổi dùng để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp chiều điều chỉnh sức điện động theo yêu cầu : điện trở mạch phần ứng : điện trở biến đổi phụ thuộc vào loại thiết bị Giả thiết : U = V ar Đồ án môn học R= const b) Phương trình đặc tính với = c) Dạng đặc tính Khi thay đổi điện áp mạch phần ứng động ta họ đặc tính song song với hình vẽ (H6) d) Nhận xét Khi thay đổi điện áp mạch phần ứng ta có tốc độ khơng tải lý tưởng khác Độ cứng Mức độ phù hợp tải : P = U.I = var []= Dải điều chỉnh rộng , điều chỉnh trơn vô cấp Sai số tốc độ nhỏ , dễ tự động hóa Khả tải lớn, tổn thất lượng nhỏ Phương pháp điều chỉnh điện áp mạch phần ứng phương pháp triệt để kể không tải lý tưởng điều chỉnh tốc dộ vùng tải 1.1.3 Thay đổi từ thơng kích từ a)Sơ đồ ngun lý Đồ án môn học Khi thay đổi từ thông kích từ động chiều kích từ độc lập điều chỉnh mơ men điện từ động M= điều chỉnh sức điện động quay E=K động Do kết cấu máy điện nên ta thường giảm từ thơng Giả thiết: R=const b)Phương trình đặc tính *M Tốc độ khơng tải lý tưởng : =var Độ cứng đặc tính : =var Đặc tính điện : c)Dạng đặc tính Đặc tính (H8) Đặc tính điện (H9) Đồ án mơn học d) Nhận xét Ta thấy mạch kích từ động chiều kích từ độc lập mạch phi tuyến hệ điều chỉnh từ thông phi tuyến Khi giảm từ thông mức độ tốc độ động tăng lên đồng thời phải đảm bảo điều kiện chuyển mạch cổ góp Nhưng giảm từ thơng q nhiều giảm qn tính tốc độ thay đổi chậm so với từ thông nên giảm tăng lên tăng lên Mặt khác từ thông giảm nhiều tăng lớn gây nên sụt áp mạch phần ứng tăng lên công suất động giảm tốc độ giảm 1.1.4 Nhận xét chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ Qua phân tích cụ thể phương pháp điều chỉnh tốc độ ta thấy mổi phương pháp điều chỉnh có ưu nhược điểm riêng phù hợp với yêu cầu công nghệ Căn công nghệ đề tài ta thấy phương pháp thay đổi tốc độ cách điều chỉnh điện áp mạch phần ứng động có nhiều ưu điểm bật phù hợp với yêu cầu truyền động ăn dao máy doa Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng Điều chỉnh trơn điều chỉnh vô cấp Đồ án môn học Sai lệch tĩnh nhỏ, = const toàn dải điều chỉnh Dễ thực tự động hóa Mức độ phù hợp tải = const Do ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp mạch phần ứng động 1.2 Phân tích lựa chọn biến đổi chỉnh lưu 1.2.1 Phân tích hệ thống van động (T-Đ) a) Sơ đồ khối b) Nguyên lý làm việc Bộ biến đổi điện áp xoaychiều thành điện áp chiều Khi thay đổi giá trị điện áp ta thay đổi góc điều khiển nhờ thay đổi sức điện động biến đổi thay đổi điện áp đặt vào mạch phần ứng động thay đổi tốc độ động c) Phương trình đặc tính Khi bỏ qua sụt áp thuận van Đồ án mơn học  Tính hệ số khuếch đại biến đổi: Để tính hệ số khuếch đại biến đổi ta xây dựng mối quan hệ: Ud = f(α) ; α = f(Uđk) Ud = f(Uđk) Xác định đường: U đk = f(α) Ta có: α = (1-) Trong đó: chọn : Là biên độ điện áp cưa Thơng thường Ta chọn Urcmax = 10V Udk = (1- ).Urcmax = (1- ).10 Xác định đường Ud = f(α) ta cho  biến thiên xác định giá trị Udk Kết thành lập bảng sau: Xác định quan hệ: Ud = f(Udk)   12     Udk 10 8,3 6,6 3,3 Ud 240 231,8 207,8 170 120 Ta có đồ thị biểu diễn quan hệ Udk  : 78 Đồ án môn học Đồ thị biểu diễn quan hệ Udk  Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Udk Ud Ta có quan hệ Ud = f(Udk) quan hệ phi tuyến 79 Đồ án môn học Để xác định hệ số khuếch đại biến đổi ta phải tuyến tính hóa quan hệ Ud = f(Udk) Từ đồ thị ta tuyến tính hóa đoạn AB Ta có hệ số khuếch đại biến đổi là:  Tính hệ khuếch đại hệ thống: Ta có Với: => Chọn điện áp phản hồi tốc độ định mức 12(v) => D = 50:1 [St]= 0,1 Vậy hệ số khuếch đại khuếch đại yêu cầu là: Hệ số khuếch đại trung gian là: CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 4.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐỘNG LỰC Theo yêu cầu đề ta sử dụng biến đổi sơ đồ hình cầu pha Sơ đồ nguyên lý: 80 Đồ án môn học Sơ đồ chỉnh lưu hình cầu pha (hình 2.34) gồm có: - BA máy biến áp cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu, sơ đồ chỉnh lưu cầu pha khơng cần sử dụng BA nguồn cung cấp có điện áp phù hợp với yêu cầu sơ đồ không yêu cầu cách ly điện mạch động lực chỉnh lưu với nguồn điện xoay chiều - Các van chỉnh lưu có điều khiển từ T1 T6 dùng để biến đổi điện áp xoay chiều pha bên thứ cấp BA ua , ub , uc thành điện áp chiều đặt lên phụ tải gồm Rd , Ld , Ed Chỉ số van sơ đồ có khác so với sơ đồ tổng quát nêu: nhóm van kt chung ký hiệu sơ đồ tổng qt cịn nhóm van anơt chung có đổi vị trí Cách ký hiệu sơ đồ hình 2.34 có ý nghĩa số van sơ đồ nêu lên thứ tự làm việc van b, Sơ đồ mạch động lực psim 81 Đồ án môn học Sơ đồ mạch lực phần mềm Psim 82 Đồ án môn học 83 Đồ án mơn học Đồ thị dịng áp van, tải sơ đồ chỉnh lưu hình cầu pha 4.2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN Hình 4.4 sơ đồ mạch điều khiển 84 Đồ án môn học 4.3 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUN LÝ TỒN HỆ THỐNG Hình 4.5 sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống CHƯƠNG V: MÔ PHỎNG , KHẢO SÁT HỆ THỐNG 5.1 KẾT QUẢ MƠ PHỎNG, KHẢO SÁT 5.1.1 Kết mơ 85 Đồ án mơn học a Mạch động lực Hình 5.1: Mô mạch động lực psim  Kết mô mạch động lực psim Với � = 0° Hình 5.2: Kết mơ mạch động lực psim với tải RL � = 0° b, Mạch điều khiển psim 1) 86 Đồ án môn học Hình 5.6 Mạch điều khiển PSIM  Kết mơ mạch điều khiển psim Hình 5.7 Kết mô mạch điều khiển pha đứng PSIM 87 Đồ án môn học 5.1.2 Sơ đồ mô tồn mạch psim Hình 5.8 Sơ đồ mơ mạch tồn hệ thống PSIM  Kết mơ toàn mạch psim Giản đồ xung điều khiển cho kênh 88 Đồ án môn học Giản đồ dòng điện điện áp với Udk=5V Giản đồ dòng điện điện áp với Udk=8V Hình 5.9 Kết mơ toàn mạch PSIM 5.1.3 Nhận xét kết luận 89 Đồ án môn học *NHẬN XÉT:  Tất van phát xung  Thời gian phát xung theo yêu cầu  Kết mô đáp ứng yêu cầu đề KẾT LUẬN Trong trình làm đồ án giúp đỡ tận tình thầy PHẠM VĂN HUY, em hồn thành xong đề tài thiết kế hệ thống BBĐ van – Động chiều không đảo chiều quay Quá trình thực đề tài giúp em thu kết sau:  Hiểu cấu tạo nguyên lý động điện chiều cách kĩ hơn, biết cách tính tốn chọn loại động có cơng suất cho phù hợp tối ưu  Thông qua việc thiết kế tìm hiều rõ BBĐ dùng sơ đồ hình cầu pha biết điều chỉnh thơng số cho tối ưu hóa Thơng qua em có kinh nghiệm việc thiết kế , tính tốn mạch lực thành phần liên quan hoàn thành đề tài khác sau cách tốt  Thông qua việc mô mạch lực mạch điều khiển tìm hiều thêm nhiều phần mềm ứng dụng dùng để mô thiết kế mạch psim, proteus, matlab,  Giúp em rèn luyện kĩ tư độc lập, sáng tạo học hỏi thêm số kỹ hữu ích để phục vụ cho sau  Tuy nhiên q trình tính tốn thời gian khả năng, kinh nghiệm hạn chế nên khó tránh khỏi mắc phải thiếu sót  Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy PHẠM VĂN HUY cố gắng tận tình tạo điều kiện tốt cho em hồn thành môn Đồ án 90 Đồ án môn học TÀI LIỆU THAM KHẢO "Tài liệu học tập Điện tử công suất ứng dụng" Nguyễn Thị Thành, Nguyễn Cao Cường, trường Đại học Kinh tế kỹ thuật - công nghiệp Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh (2004), Điện tử công suất, Nxb Khoa học Kỹ thuật 91 Đồ án môn học 92