Đang tải... (xem toàn văn)
Luận văn, khóa luận tốt nghiệp, báo cáo là sản phẩm kiến thức, là công trình khoa học đầu tay của sinh viên, đúc kết những kiến thức của cả quá trình nghiên cứu và học tập một chuyên đề, chuyên ngành cụ thể. Tổng hợp các đồ án, khóa luận, tiểu luận, chuyên đề và luận văn tốt nghiệp đại học về các chuyên ngành: Kinh tế, Tài Chính & Ngân Hàng, Công nghệ thông tin, Khoa học kỹ thuật, Khoa học xã hội, Y dược, Nông - Lâm - Ngữ... dành cho sinh viên tham khảo. Kho đề tài hay và mới lạ giúp sinh viên chuyên ngành định hướng và lựa chọn cho mình một đề tài phù hợp, thực hiện viết báo cáo luận văn và bảo vệ thành công đồ án của mình.
Lời Nói Đầu. Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá - hiện đại hoá với những thành tựu đã đạt được củng như những khó khăn thách thức đang đặt ra . Điều này đặt ra cho thế hệ trẻ nói chung và những kỹ sư “Nghành tự động hoá - cung cấp điện” nói riêng nhiệm vụ hết sức quan trọng. Đất nước đang cần một đội ngũ lao động có trí thức cũng như lòng nhiệt huyết để phục vụ và phát triển đất nước . Sự phát triển nhanh chóng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật nói chung và trong lĩnh vực điện - điện tử nói riêng làm cho bộ mặt của xã hội thay đổi từng ngày. Trong hoàn cảnh đó, để đáp ứng được những điều kiện thực tiễn của sản xuất đòi hỏi những người kĩ sư điện tương lai phải được trang bị những kiến thức chuyên nghành một cách sâu rộng. Em đã được giao cho làm đồ án môn học với nội dung đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển tốc độ động cơ một chiều không đảo chiều quay” Bản đồ án này gồm 5 phần: * Phần I: Phân tích lựa chọn phương án TĐĐ và xây dựng hệ thống. * Phần II: Tổng hợp hệ thống. * Phần III: Tính chọn thiết bị. * Phần IV: Thiết kế sơ đồ nguyên lý. * Phần V: Khảo sát chất lượng hệ thống. Với sự lỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Võ Quang Vinh ,đến nay đồ án của em đã được hoàn thành. Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, các tài liệu tham khảo có hạn, nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy, cô giáo cùng các bạn để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn. Phần I Phân tích lựa chọn phương án TĐ Đ và xây dựng hệ thống. A. Chọn phương án truyền động *) Đặt vấn đề Khi thiết kế một hệ thống truyền động điện thì người thiết kế phải đưa ra nhiều phương án để giải quyết . Nhiệm vụ của người thiết kế là phải tìm ra được phương án tối ưu nhất phù hợp với yêu cầu đặt ra .Trước hết là yêu cầu về kỷ thuật sau đó là yêu cầu về kinh tế .Việc lựa chọn phương án truyền động có ý nghĩa hết sức quan trọng trong thiết kế nó ảnh hưởng trực tiếp đến dây chuyền sản xuất chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế . I) Phân tích chọn động cơ truyền động Để thiết kế hệ truyền động phù hợp với yêu cầu người ta đưa ra nhiều phương án khác nhau, rồi sau đó sánh các phương án trên phương diện kinh tế và kỹ thuật để chọn ra phương án tối ưu nhất. Theo yêu cầu của đề tài, em lựa chọn động cơ truyền động là động cơ một chiều kích từ độc lập. Trong thực tế đối với động cơ điện một chiều kích từ độc lập thường có 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ như sau . ∗ Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng ∗ Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng ∗ Điều chỉnh từ thông kích từ 1 . Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng a ). Sơ đồ nguyên lý Giả thiết : U = U đm = const Φ Φ = Φ đm = const R = Var b ). Phương trình đặc tính cơ Φ - Φ ω m c ). Dạng đặc tính cơ Khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng ta có dạng đặc tính cơ như hình (H3) d ). Nhận xét Từ phương trình đặc tính cơ và dạng đặc tính cơ ta thấy khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng (tăng R f ) làm cho ∗ Đặc tính cơ mềm đi ∗ Độ sụt tốc độ ∆ω = Φ + tăng lên ck§ ® + - - + u ¦ h 2 r I ¦ ω ω ο tn r r r m h 3 ∗ Độ cứng đặc tính cơ β = + Φ giảm ∗ Mức độ phù hợp tải P = U.I = const M = K Φ .I ư = const 2 . Thay đổi điện áp cấp cho mạch phần ứng a ). Sơ đồ nguyên lý tổng quát Trong đó : BBĐ : là bộ biến đổi dùng để biến đổi điện áp xoay chiều của thành điện áp một chiều và điều chỉnh sức điện động E b của nó theo yêu cầu R b : là điện trở mạch phần ứng R ư : là điện trở trong của bộ biến đổi phụ thuộc vào loại thiết bị Giả thiết : U = Var const dm =Φ=Φ R = const b ). Phương trình đặc tính cơ Φ - Φ ω Σ = ® bb® u ck§ I ¦ r r e e ¦ + u h 4 ! h 5 I ¦ m h 6 ω ω ο tn ω ο1 ω ο2 ω ο3 m e e e e Với Σ R =R ư +R b c ). Dạng đặc tính cơ Khi thay đổi điện áp mạch phần ứng động cơ ta được một họ đặc tính cơ song song với nhau như hình vẽ (H6). d ). Nhận xét Khi thay đổi điện áp mạch phần ứng ta sẽ có các tốc độ không tải lý tưỡng " #" Φ ω khác nhau Độ cứng β = const Mức độ phù hợp tải P = U.I = var [M c ] = K Φ đm .I đm = M đm = const Dải điều chỉnh rộng ,điều chỉnh trơn và vô cấp Sai số tốc độ nhỏ ,dể tự động hoá Khả năng quá tải lớn và tổn thất năng lượng nhỏ Phương pháp điều chỉnh điện áp mạch phần ứng là phương pháp triệt để kể cả khi không tải lý tưỡng và điều chỉnh tốc độ trong bất kỳ vùng tải nào . 3 . Thay đổi từ thông kích từ a ). Sơ đồ nguyên lý (H.7) Khi thay đổi từ thông kích từ động cơ một chiều kích từ độc lập chính là điều chỉnh mô men điện từ của động cơ M =K Φ .I ư và điều chỉnh sức điện động quay E =K Φ .ω của động cơ .Do kết cấu của máy điện nên ta thường giảm từ thông Φ . $ ® - + bb® ck§ + - h 7 u u ¦ r u¦ I ¦ Giả thiết : U = U đm = const R = const Φ = Var b ). Phương trình đặc tính cơ Φ - Φ ω = Tốc độ không tải lý tưỡng : %& " #" Φ ω Độ cứng đặc tính cơ : β = %& " Φ ở đặc tính cơ điện : I nm = = const c ). Dạng đặc tính cơ Đặc tính cơ H 8 Đặc tính cơ điện H 9 ' m h 8 ω ω ο 2 ω ο 1 ω ο φ 2 φ 1 φ m ( m ( m ( ω ο ω ο 1 ω ο 2 I I( h 9 φ φ 2 φ 1 ω d). Nhận xét: Ta thấy rằng mạch kích từ của động cơ mmột chiều kích từ độc lập là mạch phi tuyến cho nên hệ điều chỉnh từ thông củng là phi tuyến .Khi giảm từ thông ở một mức độ nào đó thì tốc độ động cơ tăng lênvà đồng thờiphải đảm bảo điều kiện chuyển mạch cổ góp. Nhưng nếu giảm từ thông φ quá nhiều vì khi giảm φ do quán tính tốc độ ω sẽ thay đổi chậm hơn so với từ thông φ nên E = Kφ.ω giảm → I ư tăng lên → M = Kφ.I ư tăng lên. Mặt khác khi φ giảm quá nhiều thì I ư tăng quá lớn gây nên sụt áp trong mạch phần ứng tăng lên → công suất động cơ giảm → tốc độ giảm Như vậy khi điều chỉnh giảm từ thông φ thì ∗ độ cứng đặc tính cơ giảm β = " Φ ↓↓ ∗ Sai lệch tĩnh tăng lên ∗ Hệ thống có giải điều chỉnh hẹp ∗ Phương pháp thay đổi từ thông phù hợp với tải P c = U.I = const M c = var * Tuy nhiên phương pháp này lại có chỉ tiêu kinh tế cao ,tổn thất năng lượng nhỏ . 4 . Nhận xét chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ ) Qua những phân tích cụ thể 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ trên ta thấy mổi phương pháp điều chỉnh đều có những ưu nhược điểm riêng phù hợp với từng yêu cầu công nghệ .Căn cứ công nghệ của đề tài ta thấy phương pháp thay đổi tốc độ bằng cách điều chỉnh điện áp mạch phần ứng động cơ có nhiều ưu điểm nổi bật phù hợp với yêu cầu truyền động ăn dao máy doa như Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng Điều chỉnh trơn và điều chỉnh vô cấp Sai lệch tĩnh nhỏ , β=const trong toàn dải điều chỉnh Dể thực hiện tự động hoá Mức độ phù hợp tải M c = const P c = var Do đó ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp mạch phần ứng động cơ . II. Phân tích chọn bộ biến đổi chỉnh lưu Từ những phân tích ta đã chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp mạch phần ứng .Phương pháp này là phải dùng bộ biến đổi (BBĐ) .BBĐ là một khâu quan trọng của hệ thống truyền động điện là một trong những yếu tố quyết định đến chất lượng của hệ thống . Sau đây ta đưa ra 3 phương án để lập hệ điều áp như sau. Phương án I : Hệ thống van - động cơ (T - Đ) Phương án II : Hệ thống máy phát- động cơ (F- Đ) Phương án III: Hệ thống xung áp - động cơ (ĐAX - Đ) 5 . Hệ thống van động cơ (T-Đ) a ). Sơ đồ khối * b ). Nguyên lý làm việc Bộ biến đổi biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều .Khi thay đổi giá trị điện áp U đk ta thay đổi được góc điều khiển α nhờ đó thay đổi được sức điện động của bộ biến đổi E b = E bm .cosα → thay đổi được điện áp đặt vào mạch phần ứng động cơ U d = f(α) → thay đổi được tốc độ động cơ. c ). Phương trình đặc tính cơ +#, +- . Φ - Φ Δ-α ω ++ = Khi bỏ qua sụt áp thuận trên 1 van →∆U V = 0 +#, +- Φ - Φ α ω ++ = e e + #, α e I ¦ r ck r v u% r ¦ !/01 h 11 u ® ck§ + u h 10 I ¦ ω ο 2 h 12 ω ω ο ω ο 1 m ng ts ®n [...]... khi rụto quay ngc chiu vi chiu quay tng ng ca t trng do in ỏp ngun gõy ra Mt khỏc ph ti mang tớnh cht phn khỏng nờn ta ch xột trng hp o chiu in ỏp phn ng khi ng c ang quay Gi s ng c ang lm vic xỏc lp ti im a trờn c tớnh t nhiờn vi ph ti Mc1 Ta i chiu in ỏp phn ng v a thờm iờn tr ph R f vo mch phn ng ng c s chuyn sang lm vic im b trờn c tớnh bin tr chiu quay ngc.Ti b do quỏn tớnh nờn rụto vn quay theo... th tng h thng truyn ng.Qua phõn tớch trờn ta thy h thng truyn ng T- cú nhiu u im ni bt phự hp vi yờu cu cụng ngh III.Phõn tớch chn phng phỏp hóm dng ng c Hóm l tng thỏi ng c sinh ra mụ men quay ngc chiu vi tc quay ca rụ to Trong tt c cỏc trng thỏi hóm ng c u lm vic ch mỏy phỏt Nh phn trc ta ó chn c mt chiu kớch t c lp i vi lai ng c ny cú 3 trng thỏi hóm l : - Hóm tỏi sinh - Hóm ngc - Hóm ng nng... iu chnh t khong D = 10 ữ 30 Nhc im S dng nhiu mỏy in quay nờn hiu sut thp =s F Cng knh chim din tớch lp t ,gõy n ,nn múng phc tp Cụng sut lp t ln = (4ữ5)ln cụng sut ng c Vn u t ln ,ch tiờu kinh t thp 7 H thng xung ỏp ng c (XA-) a ) S nguyờn lý ca h AX- khi dựng khoỏ Tiristor rb đ IƯ ckĐ c t1 rƯ t2 ebđ = U l e=k vo 13 + h 15 - Sơ đồ thay thế hệ ĐAX-Đ h 16 Trong ú : : ng c mt chiu T1 : Tiristo cú... trờn c tớnh bin tr chiu quay ngc.Ti b do quỏn tớnh nờn rụto vn quay theo chiu c cũn mụ men ó i chiu chng li chiu quay nờn tc gim nhanh theo on bc Ti c tc bng khụng nu ct phn ng khi li ng c s dng li.Cũn nu vn tip tc úng phn ng vo li v nu ti c mụ men ca ng c ln hn mụ men cn M c2 thỡ ng c s quay ngc cui cựng lm vic ti im d Trờn on hóm ngc bc vỡ in ỏp i cc tớnh nờn Ih = Ul E (U + E ) = l 900 v phi lm cho dũng phn ng gim nhanh v khụng Lỳc ny ct xung iu khin khoỏ BB1 n thi im (t2) c xỏc nh bi cm . tài, em lựa chọn động cơ truyền động là động cơ một chiều kích từ độc lập. Trong thực tế đối với động cơ điện một chiều kích từ độc lập thường có 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ như sau . ∗ Thay. dung đề tài Thiết kế hệ thống điều khiển tốc độ động cơ một chiều không đảo chiều quay Bản đồ án này gồm 5 phần: * Phần I: Phân tích lựa chọn phương án TĐĐ và xây dựng hệ thống. * Phần. sau. Phương án I : Hệ thống van - động cơ (T - Đ) Phương án II : Hệ thống máy phát- động cơ (F- Đ) Phương án III: Hệ thống xung áp - động cơ (ĐAX - Đ) 5 . Hệ thống van động cơ (T-Đ) a ). Sơ đồ