BÀI tập lớn cơ sở TRUYỀN ĐỘNG điện

BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bài tập lớn Cơ sở truyền động điện số 23: Cho: P đm = 2.5 kW = 2.510 3 W U đm = 220 V n đm = 1000 vòng/phút đm η = 0.8 m = 3 Yêu cầu: 1. Xây dựng đặc tính cơ tự nhiên 2. Xây dựng đặc tính cơ nhân tạo - Khi R f = 2,35R đm - Khi Φ = 0,8Φ đm 3. Tính toán R KĐ qua m cấp 4. Tính toán R hãm (động năng hoặc nối ngược) từ 1 điểm làm việc định mức (ω đm , M đm ) với điều kiện I hbđ = 2.5I đm . 5. Đề xuất sơ đồ điều khiển tự động khởi động hoặc hãm. 6. Thuyết minh nguyên lý hoạt động của sơ đồ trên. Bài làm: 1. Xây dựng đặc tính cơ tự nhiên: • Phương trình đặc tính cơ: 0 2 . ( ) u P R R U M M K K φ φ ω ω β + = − = − Với: 2 ( ) u P K R R φ β = + 1 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG. LỚP DTT52 – DH2 BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN • Vì đường đặc tính cơ tự nhiên là đường thẳng nên khi xây dựng ta chỉ cần xác định 2 điểm đặc biệt: Điểm không tải và điểm làm việc định mức. - Điểm không tải có tọa độ [M = 0; ω = ω 0 ] I đm = đmđm đm U P η = 8,0.220 10.5,2 3 = 14,2 (A) R u = 2 1 (1 - đm η ) đm đm I U = 2 1 (1 – 0,8) 2,14 220 = 1,55 (Ω) Tốc độ định mức: ω đm = 55,9 đm n = 55,9 1000 = 104,71 (rad/s)  kΦ đm = đm uđmđm RIU ω − = 71,104 55,1.2,14220 − = 1,89 Tốc độ không tải lý tưởng: ω 0 = đm đm K U φ = 89,1 220 = 116,4 (rad/s)  Điểm không tải: A [0; 116,4] - Điểm định mức có tọa độ: [M = M đm ; ω = ω đm ] Mô men định mức: M đm = đm đm P ω = 71,104 10.5,2 3 = 23,88 (N.m)  Điểm định mức: B [23,38; 104,71] - Vẽ đồ thị: 2 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG. LỚP DTT52 – DH2 BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ( ) /rad s ω ( ) M Nm 0 10 20 30 40 A B 23,38 2. Xây dựng đặc tính cơ nhân tạo: • Khi R f = 2,35 R u : Vì đường đặc tính cơ nhân tạo là đường thẳng nên khi xây dựng ta chỉ cần xác định 2 điểm đặc biệt: Điểm không tải và điểm làm việc định mức - Điểm không tải có tọa độ: [M = 0; ω = ω 0 ] = [0; 116,4] - Điểm định mức tọa độ: [M đm ; ω ntđt ] R f = 2,35 R u = 2,35.1,55 = 3,64 (Ω) ω ntđt = đm fu đm đm M k RR k U 2)( φφ + − = 88,23 89,1 64,355,1 89,1 220 2 + − = 81,71 (rad/s)  Điểm định mức: C [23,88; 81,71] - Vẽ đồ thị: 3 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG. LỚP DTT52 – DH2 104,7 116,4 BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ( ) /rad s ω ( ) M Nm 0 10 20 30 40 A B 23,38 C • Khi Φ = 0,8Φ đm Vì đường đặc tính cơ nhân tạo là đường thẳng nên khi xây dựng ta chỉ cần xác định 2 điểm đặc biệt: Điểm không tải và điểm làm việc định mức - Điểm không tải có tọa độ: [0; ω x0 ] ω x0 = 50,145 89,1.8,0 220 .8,0 === đm đm x đm k U k U φφ (rad/s)  Điểm không tải: [0; 145,50] - Điểm làm việc định mức ứng với M đm ta cần xác định độ sụt tốc độ tương ứng: ∆ω tndm = 19,16 )89,1.8,0( 55,1.88,23 )8,0()( 222 === đm uđm x uđm k RM k RM φφ (rad/s) ∆ω ntdm = ∆ω tndm 2         x đm φ φ = ∆ω tndm 2 8,0         đm đm φ φ = 19,16 )/(3,25 8,0 1 2 sRad=       - Vẽ đồ thị: 4 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG. LỚP DTT52 – DH2 104,7 81,71 116,4 BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ( ) /rad s ω ( ) M Nm 0 20 23,38 ntdm ω ∆ tndm ω ∆ 3. Tính 3 cấp R KĐ - Tính R KĐ bằng phương pháp giải tích: R 1 = R u + R f1 R 2 = R u + R f1 + R f2 ………………… R m = R u + R f1 + R f2 +… + R fm Tỉ số: 1 1 1 2 1 2 m m m m u R R I R I R R R λ − − − = = = = Đặt 1 2 I I λ = : Bội số dòng khởi động. R 1 = λ .R u R 2 = λ .R 1 = 2 λ .R u ………………… R m = m λ .R u Các giá trị của R p : R f1 = R 1 – R u = ( λ -1).R u 5 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG. LỚP DTT52 – DH2 145,5 116,4 BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN R f2 = R 2 – R 1 = ( λ -1).R 1 = λ ( λ -1).R u ………………… R fm = 1m λ − .( λ -1).R u - Tính toán R fKĐ :  Để đảm bảo điều kiện phát nóng của động cơ và để không làm giảm thời gian khơi động ta chọn: I 2 = 1,1.I đm = 1,1.14,2 = 15,62 [A] Ta có:  2 . dm dm m u u u U U R I I R R R λ = = 1 2 2 . . m dm dm m u u U U I R I R λ λ λ + => = => = Theo đầu bài: m=3 74,1 55,1.62,15 220 13 =+= λ Có: 18,2762,15.74,1. 21 2 1 ====>= II I I λλ [A] - Giá trị của R KĐ : 147,155,1).174,1().1( 1 =−=−= uf RR λ [Ω] 255,1).174,1.(74,1).1( 2 =−=−= uf RR λλ [Ω] 47,355,1).174,1.(74,1).1.( 22 3 =−=−= uf RR λλ [Ω] - Đồ thị đặc tính qua 3 cấp R KĐ : 6 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG. LỚP DTT52 – DH2 BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ,M I ω 0 2 I 1 I DTCTN a b c d e fg h i 1f 2f 3f 0 ω 4. Tính toán R hãm (động năng hoặc nối ngược) từ 1 điểm làm việc định mức (W đm , M đm ) với điều kiện I hbđ = 2,5I đm Theo giả thuyết ta có I đmhbđ I5,2 = nên M hbđ = 2,5M đm Đặc tính cơ khi hãm động năng: ω 0 ω A D B 0 M dm c M M = 2,5 hbd dm M M = E Dòng hãm ban đầu: 7 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG. LỚP DTT52 – DH2 BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN )(57,5 2,14.5,2 9,197 )(9,19771,104.89,1. Ω= − = − =+ === + − = hbd udm hu đmđmm nu udm hbđ I E RR VKE RR E I ωφ  R h = 5,57 - R u = 5,57 – 1,55 = 4,02 (Ω) 5. Đề xuất sơ đồ điều khiển tự động khởi động hoặc hãm: • Sơ đồ: 8 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG. LỚP DTT52 – DH2 BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 3th R 2th R 3f R 2f R 1f R CD CD h R CC CC KD D K 1K 2K 3K 3th R 2th R 1th R kt R /D C 1th R a K b K 1 K 2 K 1K 2K 3K h K W kt 9 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG. LỚP DTT52 – DH2 BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN • Các phần tử trong mạch: - D/C: Động cơ một chiều kích từ độc lập. - W kt : Cuộn kích từ. - R f1 , R f2 , R f3 , R 4f : Các điện trở phụ dùng để hạn chế dòng khởi động của động cơ. - K: Công tắc tơ dùng đóng cắt nguồn một chiều cung cấp cho mạch phần ứng động cơ. + K a , K b , K 1 : Các tiếp điểm thường mở của công tắc tơ K. + K 2 : Tiếp điểm thường đóng của công tắc tơ K. - 1K, 2K, 3K, 4K: Công tắc tơ gia tốc - R th1 , R th2 , R th3 , R 4th : Các rơ le thời gian có các tiếp điểm thường đóng đóng chậm, mở nhanh. - CD: Cầu dao. - CC: Cầu chì. - KD: Nút ấn khởi động. - D: Nút ấn dừng. 6. Thuyết minh nguyên lý hoạt động của sơ đồ điều khiển tốc độ khởi động hãm động cơ một chiều kích từ độc lập. • Quá trình khởi động: - Đóng cầu dao CD, nguồn một chiều được nối vào mạch điều khiển. Lúc này rơ le R th1 được cấp điện và mở nhanh tiếp điểm thường đóng R th1 . - Ở thời điểm t = 0 là thời điểm ấn nút KĐ, cuộn dây công tắc tơ (CTT) K được cấp điện và sẽ tác động đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường đóng: + Các tiếp điểm thường mở K a , K b đóng, cấp điện cho mạch động lực, đồng thời đóng K 1 để duy trì cho nút KĐ. + Mở tiếp điểm thường đóng K h cắt điện trở hãm ra khỏi động cơ. + Tiếp điểm K 2 mở, ngắt điện Rơ le R th1 . + Các rơ le R 2th , R 3th , R 4th có điện mở nhanh các tiếp điểm thường đóng R 2th , R 3th , R 4th  Lúc này động cơ bắt đầu hoạt động với toàn bộ điện trở phụ trong mạch Roto R f1 , R f2 , R f3 . 10 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG. LỚP DTT52 – DH2 [...]...BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN - Ở thời điểm t = t1 (t1 là thời gian chỉnh định Rf1), sau khi Rơ le R th1 1 mất điện một thời gian t tiếp điểm thường đóng (đóng chậm, mở nhanh) Rth1 đóng lại làm cho cuộn dây 1K có điện, tiếp điểm 1K đóng lại: f1 + Loại điện trở R ra khỏi mạch và động cơ chuyển sang khởi động trên đặc tính thứ hai với điện trở phụ Rf2, Rf3, + Làm cho rơ le R th 2 bị mất điện. .. Rth3 ngừng hoạt động một thời gian, tiếp điểm thường đóng R th3 đóng lại, cuộn dây 3K có điện, làm cho tiếp điểm 3K đóng lại: + Tác động nối ngắn mạch tách điện trở phụ R f3 ra khỏi mạch và động cơ khởi động trên đặc tính cơ tự nhiên tiến tới điểm làm việc ứng với giá trị Mô men tải Quá trình khởi động kết thúc Quá trình hãm: Khi ta muốn hãm động cơ, ấn nút D => cuộn dây CTT K mất điện các tiếp điểm... mất điện do dòng điện sẽ chạy qua 1K và th 2 - không chạy qua rơ le R nữa Đến thời điểm t = t2 (t2 là thời gian chỉnh định Rf2) sau khi rơ le Rth2 bị ngắt điện một thời gian tiếp điểm đóng chậm R th2 đóng lại làm cho cuộn dây 2K có điện, tiếp điểm 2K đóng lại: + Loại điện trở phụ Rf2 ra khỏi mạch Động cơ chuyển sang khởi động trên đặc tính thứ 3 với Rf3 th 3 • + Làm cho rơ le R bị mất điện - Đến thời... kết thúc Quá trình hãm: Khi ta muốn hãm động cơ, ấn nút D => cuộn dây CTT K mất điện các tiếp điểm Ka, Kb mở ra cắt phần ứng ra khỏi lưới, Kh tác động làm đóng kín mạch qua điện trở Rh => quá trình hãm động năng kích từ độc lập bắt đầu giảm dần tốc độ động cơ 11 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG LỚP DTT52 – DH2 . BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bài tập lớn Cơ sở truyền động điện số 23: Cho: P đm = 2.5 kW = 2.510 3 W U đm = 220 V n đm . LỚP DTT52 – DH2 BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN • Các phần tử trong mạch: - D/C: Động cơ một chiều kích từ độc lập. - W kt : Cuộn kích từ. - R f1 , R f2 , R f3 , R 4f : Các điện trở phụ dùng. 2,5M đm Đặc tính cơ khi hãm động năng: ω 0 ω A D B 0 M dm c M M = 2,5 hbd dm M M = E Dòng hãm ban đầu: 7 SINH VIÊN: TRẦN VĂN SÁNG. LỚP DTT52 – DH2 BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN )(57,5 2,14.5,2 9,197 )(9,19771,104.89,1. Ω= − = − =+ === + − = hbd udm hu đmđmm nu udm hbđ I E RR VKE RR E I ωφ 