Chế tạo panel điều khiển động cơ điện một chiều

Chế tạo panel điều khiển động cơ điện một chiều

TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hưng Yên, ngày 14 tháng 06 năm 2013 Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Thị Thu Hằng Page 1 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Hưng Yên, ngày 14 tháng 06 năm 2013 Giáo viên phản biện Trần Xuân Tiến Page 2 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Nước ta đường tiến lên công nghiệp hoá - đại hoá theo định hướng xây dựng chủ nghĩa xã hội Đảng ta đề ba cách mạng, cách mạng khoa học kỹ thuật then chốt để tạo cải cho xã hội Trong giai đoạn công nghiệp hoá - đại hoá đất nước, người thiếu máy móc phương tiện từ trước đến giúp đỡ người giải nhiều vấn đề mà người khả thực Hiện nay, chúng em sinh viên theo học Trường ĐH SPKT Hưng Yên trang bị kiến thức cần thiết lý thuyết lẫn tay nghề để sau với vốn kiến thức trang bị chúng em góp phần nhỏ bé để làm giàu cho đất nước Thời gian vừa qua chúng em giao đề tài:” Chế tạo panel điều khiển động điện chiều” Sau nhận đề tài với bảo tận tình cô giáo hướng dẫn Nguyễn Thị Thu Hằng , thầy Nguyễn Văn Thắng thầy cô khoa.Với lỗ lực mình, chúng em hoàn thành đề tài Tuy nhiên trình làm việc cố gắng trình độ có hạn kinh nghiệm, nên tránh sai sót Vậy chúng em kính mong bảo thầy cô để đề tài chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo giúp đỡ em hoàn thành đề tài Page 3 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Page 4 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Khái niệm chung 1.1.1 Tầm quan trọng động điện chiều Cho đến động điện chiều chiếm vị trí quan trọng hệ điều chỉnh tự động truyền động điện , sử dụng rộng hệ thống đòi hỏi có độ xác cao vùng điều chỉnh rộng quy luật điều chỉnh phức tạp Cùng với tiến văn minh nhân loại chứng kiến phát triển rầm rộ kể quy mô lẫn trình độ sản xuất đại Trong phát triển ta dễ dàng nhận khẳng định điện máy tiêu thụ điện đóng vai trò quan trọng thiếu Nó trước bước làm tiền đề làm mũi nhọn định thành công hệ thống sản xuất công nghiệp Không quốc gia ,một sản xuất không sử dụng điện máy điện a Khái niệm Động điện nói chung động điện chiều nói riêng thiết điện từ quay, làm việc theo nguyên lý điện từ, đặt vào từ trường dây dẫn cho dòng điện chạy qua dây dẫn từ trường tác dụng lực từ vào dòng điện (vào dây dẫn) làm dây dẫn chuyển động Động điện biến đổi điện thành b Cấu tạo Gồm hai phần: - Phần đứng yên (gọi phần tĩnh ) - Phần chuyển động (gọi phần quay ) Hình 1.1 Cấu tạo chung động điện chiều 1.1.2 Ưu điểm động chiều Do tính ưu việt hệ thống điện xoay chiều: Để sản xuất, để truyền tải , máy phát động điện xoay chiều có cấu tạo đơn giản công suất lớn, dễ vận hành, mà máy điện (động điện) xoay chiều ngày sử dụng rộng rãi phổ biến Tuy nhiên động điện chiều giữ vị trí định công nghiệp giao thông vận tải, nói chung thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục phạm vi rộng (như máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện ) Mặc dù so với động không đồng để chế tạo động điện chiều cỡ Page 5 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP giá thành đắt sử dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp ưu điểm mà máy điện chiều thiếu sản xuất đại Ưu điểm động điện chiều dùng làm động điện hay máy phát điện điều kiện làm việc khác Song ưu điểm lớn động điện chiều điều chỉnh tốc độ khả tải Nếu thân động không đồng đáp ứng đáp ứng phí thiết bị biến đổi kèm (như biến tần ) đắt tiền động điện chiều điều chỉnh rộng xác mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản đồng thời lại đạt chất lượng cao Ngày hiệu suất động điện chiều công suất nhỏ khoảng 75% ÷ 85%, động điện công suất trung bình lớn khoảng 85% ÷ 94% Công suất lớn động điện chiều vào khoảng 100000kw điện áp vào khoảng vài trăm 1000v Hướng phát triển cải tiến tính nâng vật liệu, nâng cao tiêu kinh tế động chế tạo máy công suất lớn vấn đề rộng lớn phức tạp với vốn kiến thức hạn hẹp phạm vi đề tài em đề cập nhiều vấn đề lớn mà đề cập tới vấn đề thiết kế điều chỉnh tốc độ có đảo chiều động chiều kích từ độc lập Phương pháp chọn băm xung chưa phương pháp mang lại hiệu kinh tế cao sử dụng rộng rãi tính đặc điểm mà ta phân tích đề cập sau 1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động động điện chiều 1.2.1 Cấu tạo động điện chiều Động điện chiều phân thành hai phần chính: Phần tĩnh phần động Hình 1.2 Sơ đồ cắt dọc ngang động điện chiều Page 6 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP a Phần tĩnh hay stato Hay gọi phần kích từ động cơ,là phận sinh từ trường Gồm có mạch từ dây kích thích lồng mạch từ (nếu động kích từ nam châm điện) - Mạch từ làm sắt từ - Dây quấn kích thích hay gọi dây quấn kích từ làm dây điện từ (êmay).Các cuộn dây điện từ nối tiếp với Hình 1.3 Đây phần đứng yên máy Cực từ Là phận sinh từ trường gồm có lõi sắt cực từ dây quấn kích từ lồng lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại tán chặt Trong động điện nhỏ dùng thép khối Cực từ gắn chặt vào vỏ máy nhờ bulông Dây quấn kích từ quấn dây đồng bọc cách điện cuộn dây bọc cách điện kỹ thành khối tẩm sơn cách điện trước đặt cực từ Các cuộn dây kích từ đặt cực từ nối tiếp với Hình 1.4.Đây cực từ động Cực từ phụ Cực từ phụ đặt cực từ dùng để cải thiện đổi chiều Lõi thép cực từ phụ thường làm thép khối thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống dây quấn cực từ Cực từ phụ gắn vào vỏ máy nhờ bulông Page 7 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Gông từ Gông từ dùng làm mạch từ nối liền cực từ, đồng thời làm vỏ máy Trong động điện nhỏ vừa thường dùng thép dày uốn hàn lại Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc Có động điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy Các phận khác Bao gồm: - Nắp máy : Để bảo vệ máy khỏi vật rơi vào làm hư hỏng dây quấn an toàn cho người khỏi chạm vào điện Trong máy điện nhỏ vừa nắp máy có tác dụng làm giá đỡ ổ bi Trong trường hợp nắp máy thường làm gang - Cơ cấu chổi than: Để đưa dòng điện từ phần quay Cơ cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt hộp chổi than nhờ lò xo tì chặt lên cổ góp Hộp chổi than cố định giá chổi than cách điện với giá Giá chổi than quay để điều chỉnh vị trí chổi than cho chỗ Sau điều chỉnh xong dùng vít cố định lại b Phần quay hay rôto Bao gồm phận sau Phần sinh suất điện động có mạch từ làm vật liệu sắt từ (lá thép kĩ thuật ) xếp lại với Trên mạch từ có rãnh để lồng dây quấn phần ứng (làm dây điện từ ) Cuộn dây phần ứng gồm nhiều bối dây nối với theo quy luật định Mỗi bối dây gồm nhiều vòng dây đầu dây bối dây nối với phiến đồng gọi phiến góp Các phiến góp ghép cách điện với cách điện với trục gọi cổ góp hay vành góp Tỳ cổ góp cặp trổi than làm than graphit ghép sát vào thành cổ góp nhờ lò xo Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo rôto Page 8 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lõi sắt phần ứng Dùng để dẫn từ Thường dùng thép kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng hai mặt ép chặt lại để giảm tổn hao dòng điện xoáy gây nên Trên thép có dập hình dạng rãnh để sau ép lại đặt dây quấn vào Trong động trung bình trở lên người ta dập lỗ thông gió để ép lại thành lõi sắt tạo lỗ thông gió dọc trục Trong động điện lớn lõi sắt thường chia thành đoạn nhỏ, đoạn có để khe hở gọi khe hở thông gió Khi máy làm việc gió thổi qua khe hở làm nguội dây quấn lõi sắt Trong động điện chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng ép trực tiếp vào trục Trong động điện lớn, trục lõi sắt có đặt giá rôto Dùng giá rôto tiết kiệm thép kỹ thuật điện giảm nhẹ trọng lượng rôto Hinh 1.6 Đây lõi sắt động Dây quấn phần ứng Dây quấn phần ứng phần phát sinh suất điện động có dòng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm dây đồng có bọc cách điện Trong máy điện nhỏ có công suất vài kw thường dùng dây có tiết diện tròn Trong máy điện vừa lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật Dây quấn cách điện cẩn thận với rãnh lõi thép Để tránh quay bị văng lực li tâm, miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt đai chặt dây quấn Nêm có làm tre, gỗ hay bakelit Page 9 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1.7 Dây quấn phần ứng Cổ góp Dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành chiều Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có mạ cách điện với lớp mica dày từ 0,4 đến 1,2mm hợp thành hình trục tròn Hai đầu trục tròn dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại Giữa vành ốp trụ tròn cách điện mica Đuôi vành góp nhô cao lên để hàn đầu dây phần tử dây quấn phiến góp dễ dàng Hình 1.8 Cổ góp phiến góp động điện chiều 1.2.2.Nguyên lý làm việc động điện chiều Động điện có hai nguồn lượng - Nguồn kích từ cấp vào cuộn kích từ để sinh từ thông kích từ - Nguồn phần ứng đưa vào hai chổi than để đưa vào hai cổ góp phần ứng Khi cho điện áp chiều vào hai chổi điện dây quấn phần ứng có điện Các dẫn có dòng điện nằm từ trường chịu lực tác dụng làm rôto quay Chiều lực xác định quy tắc bàn tay trái.Quy tắc bàn tay trái định hướng lực từ trường tác động lên đoạn mạch có dòng điệnchạy qua đặt từ trường.Đặt bàn tay trái cho đường sức từ hướng vào long bàn tay,chiều từ cổ tay dến ngón tay hướng theo chiều dòng điện ngón tay choãi 900 chiều lực điện từ Page 10 10 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Dao cắt kẹp chặt bàn dao đứng Bàn dao đặt xà ngang cố định gia công Trong trình làm việc, bàn máy di chuyển qua lại theo theo chu kỳ lặp lặp lại, chu kỳ gồm hai hành trình thuận ngược Ở hành trình thuận, thực gia công chi tiết, nên gọi hành trình cắt gọt Ở hành trình ngược, bàn máy chạy vị trí ban đầu, không cắt gọt, nên gọi hành trình không tải Cứ sau kết thúc hành trình ngược bàn dao lại di chuyển theo chiều ngang khoảng gọi lượng ăn dao Chuyển động tịnh tiến qua lại bàn máy gọi chuyển động Dịch chuyển bàn dao sau hành trình kép chuyển động ăn dao.Chuyển động phụ di chuyển nhanh xà, bàn dao, nâng đầu dao hành trình không tải b Các chuyển động máy bào giường • Chuyển động - Chuyển động chính: Là chuyển động qua lại bàn máy có gá chi tiết gia công Việc đảo chiều chuyển động bàn thực cách đảo chiều quay động truyền động có ảnh hưởng nhiều đến suất làm việc máy bào giường Đây chuyển động mang tính chu kỳ Hình 5.5 Giai đoạn: t1 - bàn máy tăng tốc tới V0, không cắt gọt kim loại, tương ứng với động làm việc không tải t21 - Động làm việc với tốc độ ổn định, không tải t22 - Bắt đầu gia công chi tiết, động làm việc với tốc độ ổn định, có tải t3 - Động tăng tốc độ đến ωth ứng với tốc độ vth bàn máy, có tải t4 - Giai đoạn cắt gọt, động làm việc với tốc độ ổn định ωth t5 - Động giảm tốc đến ω1, có tải t61 - Động làm việc ổn định với tốc độ ω1, có tải t62 - Dao khỏi chi tiết, động làm việc không tải với tốc độ ω1 Page 59 59 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP t7, t8 - Động dảo chiều từ thuận sang ngược t9 - Động làm việc không tải với tốc độ không tải ωngứng với vng bàn máy t10 - Động giảm tốc chiều ngược t11 - Động làm việc ổn định với tốc độ ω1 t12 - Đông đảo chiều từ ngược sang thuận, bàn máy bắt đầu thực hành trình kép Từ đồ thị ta thấy thời gian bàn máy làm việc theo hành trình ngược không thực cắt gọt Vậy muốn giảm thời gian vô ích ta thực cách tăng tốc độ hành trình ngược Thường Vng = k.Vth (k=2 ÷3) • Chuyển động ăn dao Là chuyển động tịnh tiến bước bàn dao hành trình kép máy Kết thúc hành trình bàn máy bàn dao dịch chuyển sang ngang lần.Tần số dịch chuyển bàn dao lên đến 1000 lần • Các chuyển động phụ - Chuyển động di chuyển nhanh bàn dao - Chuyển động nâng hạ xà - Chuyển động kẹp xà, nới xà - Chuyển động bơm dầu bôi trơn, nâng đầu dao 5.2.2 Mạch điện truyền động máy bào giường 7210 a Giới thiệu trang thiết bị sơ đồ - Động Đ động truyền động cho bàn máy cấp nguồn từ máy phát điện chiều F - Máy điện khuếch đại từ trường ngang KĐM cung cấp nguồn kích từ cho máy phát (CKF) KĐM có cuộn kích từ Ba cuộn kích từ CK1- CK2- CK3 cuộn điều khiển nối tiếp chiều có chức cuộn chủ đạo, phản hồi âm điện áp, phản hồi dương dòng điện phần ứng phản hồi mềm sức điện đông máy phát, điện áp tổng đặt lên cuộn dây có thành phần điện áp tương ứng sau U13 = Ucđ - Ua + Ui ± Uôđ Trong đó: U13 điện áp tổng đặt lên cuộn dây CK1, CK2, CK3 Ucđ điện áp chủ đạo, lấy biến trở BTT (đối với hành trình thuận) BTN ( hành trình ngược) Ua điện áp phản hồi âm điện áp Ui điện áp phản hồi dương dòng điện Page 60 60 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Uôđ điện áp phản hồi mềm lấy điện trở 5R Ở chế độ xác lập nhánh cầu điều chỉnh cho cầu cân Uôđ = Trong trình độ từ thông máy phát thay đổi, cuộn CKF có điện cảm nên cầu cân bằng, điện áp phản hồi mềm khác không tỉ lệ với đạo hàm sức điện động máy phát, tức phản ánh dao động sức điện dộng máy phát Trong sơ đồ có cuộn kích từ KĐM CK4 có chức khâu phản hồi âm dòng điện có ngắt, tạo cho động đặc tính máy xúc, hạn chế dòng điện động trình tĩnh trình độ Nguyên lý làm việc khâu phản hồi dòng điện có ngắt giải thích sau: Khi dòng điện nhỏ giá trị dòng điện ngắt ( Iư < Ing) sụt áp cuộn dây cực từ phụ động máy phát ∆U = ( RCFF + RCFĐ).IƯ = β.RƯ∑IƯ Còn nhỏ điện áp so sánh USS lấy điện trở 3R, van 1V 2V không thông, cuộn CK4 dòng điện chạy qua từ trường cuộn CK4 sinh = Khi Iư > Ing tương ứng ∆U > Uss, van 1V hoăc V dẫn dòng, cuộn dây CK4 xuất dòng điện qua, lúc cuộn CK4 sinh sức từ động có chiều ngược với sức từ động cuộn CK1-CK2- CK3 sinh ra, dẫn đến sức từ động tổng KĐM giảm ⇒ điện áp đặt lên cuộn CKF giảm ⇒ điện áp đầu máy phát giảm, tốc độ động giảm nhanh dòng điện phần ứng tăng, tạo đường đặc tính dốc lớn Muốn điều chỉnh tốc độ động ta thay đổi điện áp chủ đạo lấy biến trở BTT (chiều thuận) BTN (chiều ngược) Nguyên lý làm việc hệ thống Trong sơ đồ động khởi động cưỡng Hệ số cưỡng trì mức độ cho phép thời gian đủ dài Sau cho lệnh khởi động, điện áp chủ đạo đưa vào mạch kích thích KĐM (cuộn CK1- CK2 –CK3) U13 có giá trị cực đại động khởi động cưỡng giới hạn cho phép sơ đồ dùng khâu điện trở phi tuyến gồm bóng đèn BĐ khâu phân mạch 4V-3R-2V (hoặc 3V – 3R – 1V) Khi U13 tăng làm điện trở BĐ tăng theo, làm điện trở tổng mạch cuộn dây CK1-CK2-CK3 tăng lên Khi điện áp cuộn dây đủ lớn, van 4V, 2V mở, xuất dòng phân mạch ip Dòng điện lớn điện áp U13 lớn, nhờ dòng điện cuộn CK1-CK2-CK3 trì mức độ cho phép không đổi trình khởi động Trong thời gian khởi động khâu phản hồi âm dòng điện có ngắt có tác dụng hạn chế dòng điện nhỏ trị số dòng điện cho phép Sơ đồ có khả làm việc chế độ tự động thử máy Để khởi động động chế độ tự động, ta ấn nút MT MN Giả thiết ấn nút MT, công tắc tơ KL, T Page 61 61 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP R tác động, biến trở BTN bị ngắn mạch, biến trở BTT nối vào nguồn chiều nối cuộn CK1- CK2- CK3 vào điện áp chủ đạo KĐM F kích từ cưỡng động Đ khởi động cưỡng đưa bàn chạy theo chiều thuận Ở đầu hành trình thuận, công tắc hành trình 2KC bị ấn, rơle RC tiếp điện.Tốc độ cắt chọn lớn 15 – 20m/phút tiếp điểm RC phân mạch biến trở BTT làm điện áp chủ đạo có trị số tương ứng với tốc độ thấp bàn(V0 = 12 – 15m/pt – tốc độ vào dao) Sau dao cắt vào chi tiết, công tắc hành trình 2KC không bị ấn nữa, tiếp điểm phục hồi, rơle RC điện Tốc độ động tiếp tục tăng lên trị số ứng với điện áp chủ đạo biến trở BTT Cuối hành trình thuận, chổi tiếp xúc tiếp điểm hành trình 1KH đẩy phía trái, phần biến trở BTT bị ngắn mạch, Ucđ lại giảm xuống trị số tương ứng với tốc độ V0 bàn máy, dao khỏi chi tiết, sau công tắc hành trình 1KC bị ấn, cắt điện T, kết thúc hành trình thuận Mặt khác, công tắc tơ N tác động ngắn mạch biến trở BTT, đưa biến trở BTN vào mạch kích từ KĐM, máy phát kích từ theo chiều ngược động bắt đầu quay ngược Khi bàn máy chạy ngược công tắc hành trình 1KC sau chổi tiếp xúc 1KH trả vị trí ban đầu để chuẩn bị cho chu kỳ làm việc Gần cuối hành trình ngược, 2KH ngắn mạch phần biến trở BTN làm cho tốc độ động giảm xuống trị số tương ứng với tốc độ bàn 12 – 15m/ph Hết hành trình ngược, công tắc tơ 2KC bị ấn, công tắc tơ N bị điện, công tắc tơ T tiếp điện, bàn đảo chiều sang hành trình thuận tăng tốc độ đến 12 – 15m/ph Hãm xảy sau ấn nút dừng Đ, Công tắc tơ KL, T N rơle R điện Điện áp chủ đạo biến trở BTT BTN tác dụng, cuộn dây CK1-CK2-CK3 nối vào điện áp máy phát (UF) có dấu ngược với Ucđ trước hãm, dòng điện cuộn CK1-CK2-CK3 đảo chiều; động hãm tái sinh, sau thời gian trì rơle R, phần biến trở 1R bị ngắn mạch, điện áp phản hồi giảm đi, trình hãm tái sinh chuyển sang giai đoạn thứ lúc ding Chế độ thử máy thực nút ấn TT TN, công tắc tơ KL không làm việc, nên hệ thống làm việc ấn nút Sơ đồ không cho phép động làm việc trường hợp sau đây: - Không đủ áp lực dầu hệ thống bôi trơn (tiếp điểm RAL mở) - Bàn máy di chuyển phạm vi cho phép (tiếp điểm KC mở) Hệ thống đảm bảo phạm vi điều chỉnh tốc độ D = 15/1 với độ sụt tốc độ không 6% Nhược điểm hệ thống có liên quan mạch động lực mạch điều khiển Điều gây khó khăn cho vận hành sửa chữa, hiệu chỉnh hệ thống Page 62 62 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.6 Sơ đồ nguyên lý mạch điện máy bào giường 7210 5.3 Trang bị điện - điện tử máy doa 5.3.1 Đặc điểm làm việc, yêu cầu truyền động điện trang bị điện máy doa a Đặc điểm công nghệ Máy doa dùng để gia công chi tiết với nguyên công: Khoét lỗ trụ, khoan lỗ, dùng để phay Thực nguyên công gia công máy doa đạt độ xác độ bóng cao Máy doa chia thành hai loại chính: Máy doa đứng máy doa ngang Máy doa ngang dùng để gia công chi tiết cỡ trung bình Hình 5.7- Hình dạng bên máy doa ngang Page 63 63 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bệ máy; Trụ sau; Giá đỡ; Bàn gá chi tiết gia công; Trụ chính; Trụ trướcTrên bệ máy đặt trụ trước 6, có ụ trục Trụ sau có đặt giá đỡ để giữ trục dao trình gia công Bàn quay gá chi tiết dịch chuyển ngang dọc bệ máy Ụ trục dịch chuyển theo chiều thẳng đứng trục Bản thân trục dịch chuyển theo phương nằm ngang Chuyển động chuyển động quay dao doa (trục chính) Chuyển động ăn dao chuyển động ngang, dọc bàn máy ngang chi tiết hay di chuyển dọc trục mang đầu dao Chuyển động phụ chuyển động thẳng đứng ụ dao v v… b Yêu cầu truyền động điện trang bị điện máy doa +,Truyền động chính: Yêu cầu cần phải đảo chiều quay, phạm vi điều chỉnh tốc độ D = 130/1 với công suất không đổi, độ trơn điều chỉnh φ = 1,26 Hệ thống truyền động cần phải hãm dừng nhanh Hiện nay, hệ thống truyền động máy doa thường sử dụng động không đồng rô to lồng sóc hộp tốc độ (động có hay nhiều cấp tốc độ) Ở máy doa cỡ nặng sử dụng động điện chiều, điều chỉnh tốc độ trơn phạm vi rộng Nhờ vậy, đơn giản kết cấu khí, mặt khác hạn chế mômen vùng tốc độ thấp phương pháp điều chỉnh tốc độ hai vùng c Truyền động ăn dao: Phạm vi điều chỉnh truyền động ăn dao D = 1500/1 Lượng ăn dao điều chỉnh phạm vi 2mm/ph ÷600mm/ph, di chuyển nhanh, đạt tới 2,5 m/ph ÷3m/ph Lượng ăn dao (mm/ph) máy cỡ nặng yêu cầu giữ không đổi tốc độ trục thay đổi Đặc tính cần có độ cứng cao, với độ ổn định tốc độ < 10% Hệ thống truyền động ăn dao phải đảm bảo độ tác động nhanh cao, dừng máy xác, đảm bảo liên động với truyền động làm việc tự động Ở máy doa cỡ trung bình nặng, hệ thống truyền động ăn dao sử dụng hệ thống khuếch đại máy điện - động điện chiều hệ thống T – Đ 5.3.2 Sơ đồ điều khiển máy doa ngang 2620 a Thông số kĩ thuật Máy doa 2620 máy có kích thước cỡ trung bình - Đường kính trục chính: 90mm - Công suất động truyền động chính: 10kW - Tốc độ quay trục điều chỉnh phạm vi: (12,5 ÷1600) vg/ph - Công suất động ăn dao: 2,1kW - Tốc độ động ăn dao điều chỉnh phạm vi (2,1 ÷1500) vg/ph; tốc độ lớn nhất: 3000 vg/ph Page 64 64 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Động truyền động động không đồng rôto lồng sóc hai cấp tốc độ: 1460 Việc chuyển đổi tốc độ từ thấp đến cao tương ứng với chuyển đổi từ đấu ∆ thành đấu YY ngược lại thực tay gạt khí 2KH liên quan đến thiết bị chuyển đổi tốc độ Nếu tiếp điểm 2KH hở, dây quấn động đấu tương ứng với tốc độ thấp.Khi tiếp điểm 2KH kín, dây quấn động đấu YY tương ứng tốc độ cao Tiếp điểm 1KH liên quan đến thiết bị chuyển đổi tốc độ trục Nó trạng thái hở thời gian chuyển đổi tốc độ kín chuyển đổi xong Động đảo chiều nhờ công tơ 1T, 1N, 2T, 2N Giả thiết 1KH, 2KH kín Sau ấn nút khởi động MT (hoặc MN) động khởi động qua cấp Lúc đầu động đấu ∆ (tốc độ thấp) công tắc tơ Ch có điện Sau thời gian trì Rơle thời gian Rth, công tắc tơ Ch điện, công tắc tơ 1NH, 2NH có điện, động đấu YY (tốc độ cao) Sau ấn nút dừng D, động được hãm ngược đến dừng máy, Quá trình hãm giải thích sau: Để chuẩn bị mạch hãm kiểm tra tốc độ động cơ, Ở sơ đồ dùng rơle để kiểm tra tốc độ RKT Khi máy làm việc theo chiều thuận, tiếp điểm RKT- kín sẵn, rơle 1RH có điện Do trình hãm, công tắc tơ 2N có điện, đổi nối hai ba pha điện áp stato để thực hãm ngược động Khi tốc độ động giảm nhỏ, tiếp điểm RKT-1 mở ra, công tắc tơ 2N điện, trình hãm kết thúc Để hạn chế dòng điện hãm, đưa điện trở phụ vào mạch stato Quá trình hãm động chiều ngược xảy tương tự, khác tiếp điểm RKT-2 điều khiển tác động công tắc tơ 2T Muốn điều chỉnh ( thử )máy, ấn nút TT TN Ở chế độ này, dây quấn động đấu ∆ có điện trở phụ mạch stato (2T 2N có điện) nên tốc độ động thấp Trong sơ đồ có động động bơm dầu bôi trơn ĐB Nó đóng cắt điện đồng thời với động nhờ công tắc tơ K8 tiếp điểm liên động Page 65 65 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN MỞ MÁY VÀ HÃM ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU QUA CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ 6.1 Thông số động Pđm= 0,2 kw, Uđm= 220V , nđm= 2000V/P , Iđm= 1,2 A, Iư = 0.1A, Uư = 220V 6.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý a Sơ đồ nguyên lý b Sơ đồ mạch điều khiển c Nguyên lý hoạt động •Mở máy: Ấn nút M1(5;7) , K1(9;0) có điện ,đóng tiếp điểm trì k1( 5;7) tiếp điểm thường đóng k1 (11;13), k1 (23;27) mở để k2 k1 điện Đồng thời , Page 66 66 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP mạc động lực tiếp điểm thường mở k1 (2;6) đóng lại cấp nguồn cho phần ứng động mở máy theo chiều thuận qua cấp điện trở phụ R1,R2 (8;10) Khi role thời gian Rth1 có điện tiếp điểm thường mở k1 (5;15) đóng lại, sau thời gian đặt tiếp điểm thường mở đóng chậm Rth1 (15;19) đóng lại ,cuộn hút công tắc tơ k3 (19;0) cuộn hút role thời gian Rth2 (19;0) có điện ,tiếp điểm k3 mạch động lực đóng lại loại bỏ cấp điện trở phụ thứ R1 Sau khoảng thời gian đặt , tiếp điểm thường mở đóng chậm Rt2 (13;19) đóng lại, K4 ( 21;0 ) có điện , đóng tiếp điểm trì K4 (15;21) ; K4(15;17) mở dẫn tới Rth1 (17;0) , K3(19;0) , Rth2(19;0) điện mạch động lực , tiếp điểm K4 đóng ngắn mạch R2 , loại bỏ nốt điện trở phụ R2 Động chuyển sang làm việc đường đặc tính tự nhiên tiếp điểm K4 (3;23) đóng lại , role trung gian TG (25;0) có điện , đóng tiếp điểm trì TG (3;23) chuẩn bị cấp nguồn cho cuộn hút KH , chuẩn bị trình hãm •Quá trình dừng hãm động Ấn nút dừng D , cuộn hút K1 (9;0) điện , mở tiếp điểm trì K1 (5;7) Trên mạch động lực ,tiếp điểm K1 mở ,dừng cấp nguồn cho phần ứng động Khi đó, cuộn hút KH, Rth3 có điện tiếp điểm K1 (23;27) đóng lại , đồng thời tiếp điểm thường mở KH mạch động lực đóng lại nối điện trở hãm vào mạch phần ứng động Khi động bị ngắt khỏi nguồn quán tính , phần ứng động quay cộng với cuộn kích từ cấp nguồn nên động trở thành máy phát điện , phần điện phát tiêu tán điện trở hãm Sau thời gian đặt tiếp điểm thường đóng mở chậm Rth3 (23;25) mở , cuộn hút TG (25;0) điện , tiếp điểm trì TG (3;23) cuộn hút KH , Rth3 điện cắt điện trở hãm khỏi mạch phần ứng động kết thúc trình hãm động •Liên động bảo vệ Sử dụng nút bấm kép M1, M2 để K1, K2 điện Các tiếp điểm thường đóng K1, K2, KH ngăn không cho cuộn hút K1, K2,KH điện Sử dụng áp tô mát role nhiệt để bảo vệ cố tải ngắn mạch 6.3 Tính toán lự chọn thiết bị Pđm= 0,2 kw, Uđm= 220V , nđm= 2000V/P , Iđm= 1,2 A, Iư = 0.1A, Uư = 220V Phác thảo đặc tính khởi động Page 67 67 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP = 0.76 Xác định bội số dòng khởi động : I1 = 2Iđm Rư =0,5 (1-ηđm) = 22 (Ω) λ = = = 1.6 6.3.1 Xác định điện trở phụ R1= λ Rư = 1,6 22 = 35,2 (Ω) R2 = λ R1 =1,6 35,2 = 56,32 (Ω) Rf1 = R1 –Rư = 35,2– 22= 13, (Ω) Rf2 = R2 –R1 = 56,32 -35,2 = 21,12(Ω) Công suất điện trở hãm U = I.(Rf1+Rf2) =41.2(V) PRf = U Iđm = 41,2.1,2=49,44 (W) 6.3.2 Tính điện trở hãm Tại thời điểm ban đầu hãm ta có Ehbđ = Uư – Iư.Rư =220- 0,1.22 = 218 Khi hãm ta chọn Mh = Mđm, từ thông không đổi nên Ih = Idm = 2.1.2=2,4A Tổng điện trở hãm mạch phần ứng đó: Rh = =91(Ω) 6.3.3 Tính chọn aptomat Iap=2,5 Iđm= 2,5.1,2= 3(A) Như chọn áp : Iap=6(A) , U= 230/400 (v) 6.3.4 Tính chọn congtactor cấp nguồn đóng cắt Rfư IKĐT = 2,5 Iđm = 2,5 1,2 = (A) Vậy chọn công tắc tơ LS GMC (0) -22 6.3.5 Tính chọn dây dẫn Theo điều kiện phát nóng ta lấy dòng điện Iđm.1,4 =1,2.1,4=1,68mm2→ta chọn dây 1,5mm2 thỏa mãn điều kiện Page 68 68 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6.3.6 Tính lựa chọn role nhiệt Iđm RN ≥ Itt ≈ (1,2 ÷ 1,3 ) Iđmđc U đm ≥ U nguồn = 220 (v) Chọn RN loại MEC GTH-22 6.3.7 Tính lựa chọn role thời gian Uđm = 220V I=(2÷2,5)Iđm =2,5.1,2=3A 6.3.8 Tính lựa chọn role trung gian Uđm = 220V Iđm ≥3A 6.4 Thiết kế panel , mạch dây sản phẩm 6.4.1.Thiết kế panel Page 69 69 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6.4.2.Mạch dây 6.4.3 Sản phảm Page 70 70 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN Sau trình thực đồ án chúng em thu số kết sau: Hệ thống lại kiến thức môn học trang bị điện Tính toán, lựa chọn thiết bị mạch mở máy-hãm động điện DC kích từ độc lập Lựa chọn, tham khảo thiết bị thực tế trình nghiên cứu Rèn luyện tính kiên trì, logic, sáng tạo phương pháp làm việc nhóm Đặc biệt chúng em hoàn thiện sản phẩm theo yêu cầu đặt Với cố gắng nỗ lực thành viên nhóm chúng em hoàn thành đồ án theo thời gian Một lần chúng em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô khoa Điện - Điện Tử, đặc biệt cô Nguyễn Thị Thu Hằng thầy Nguyễn Văn Thắng trực tiếp hướng dẫn chúng em việc hoàn thành đồ án Chúng em mong nhận ý kiến nhận xét, góp ý thầy cô bạn để đồ án chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên, tháng năm 2013 Page 71 71 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Page 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 72 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tài liệu tham khảo Trang bị điện - điện tử công nghiệp, Vũ Quang Hồi, NXB Giáo Dục - 2000 Điều khiển tự động truyền động điện, Trịnh Đình Đề, Võ Trí An, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp - 1983 Giáo trình truyền động điện tự động, ThS Khương Công Minh, Tài liệu lưu hành nội Bộ môn Tự động-Đo Lường, ĐHBK - Đại học Đà Nẵng Truyền động điện, Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền, NXB KH KT -2001 Trang bị điên- điện tử máy gia công kim loại, Nguyễn Mạnh Tiến, Vũ Quang Hồi, NXB GiáoDục Trang bị điên- điện tử máy công nghiệp dùng chung, Vũ Quang Hồi, Nguyễn Văn Chất, Nguyễn Thị Liên Anh, NXB Giáo Dục Cơ sở truyền động điện tự động, Tsilikin M G (sách dịch), NXB KH KT - 1977 Điện tử công suất điều khiển động điện, Cyril W Lander (sách dịch), NXB Khoa học Kỹ thuật - 1993 Điện tử công suất, Nguyễn Bính, NXB Khoa học Kỹ thuật – 2000 Webside tham khảo: http://www.datasheetcatalog.com http://www.sunrom.com http://www.dientuvietnam.com http://www.google.com.vn http://www.cơđiệntử.info http://www.diendandientu.com.vn Page 73 73 [...]... đặc tính cơ nhân tạo Hình 1.10 Đặc tính cơ tự nhiên và nhân tạo 1.4 Phân loại Khi xem xét động cơ điện một chiều cũng như máy phát điện một chiều người ta phân loại theo cách kích thích từ các động cơ Theo đó ứng với mỗi cách ta có các loại động cơ điện Page 11 11 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Có 4 loại động cơ điện một chiều thường sử dụng - Động cơ điện một chiều kích... hệ truyền động, điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều có loại điều khiển theo mạch kín (ta có hệ truyền động điều chỉnh tự động) và loại điều khiển mạch hở (hệ truyền động điều khiển “hở”) Hệ điều chỉnh tự động truyền động điện có cấu trúc phức tạp, nhưng có chất lượng điều chỉnh cao và dải điều chỉnh rộng hơn so với hệ truyền động “hở” Ngoài ra các hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều còn... tính cơ tự nhiên Hình 3.1 Sơ đồ mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập qua 3 cấp điện trở Hình 3.2 Đặc tính cơ lúc mở máy động cơ điện một chiều kích từ độc lập qua 3 cấp điện trở 3.1.1 Đảo chiều quay động cơ Chiều từ lực tác dụng vào dòng điện được xác định theo quy tắc bàn tay trái Khi đảo chiều từ thông hay đảo chiều dòng điện thì từ lực có chiều ngược lại Vậy muốn đảo chiều quay điện một chiều. .. độc lập - Động cơ điện một chiều kích từ song song - Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp - Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp 1.4.1 Kích từ độc lập Khi nguồn một chiều có công suất không đủ lớn, mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập nhau nên I = Iư Hình 1.11.Sơ đồ nguyên lý động cơ một chiều kích từ độc lập 1.4.2 Kích từ song song Khi nguồn một chiều có công... với động cơ điện 1 chiều, đo tốc độ thông qua sức điện động phần ứng của động cơ EĐ= Ke.Φ.n (dùng rơ le điện áp mắc song song với phần ứng động cơ) Page 23 23 TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đối với động cơ KĐB, đo tốc độ gián tiếp qua sức điện động rotor, tần số dòng điện rotor và hệ số trượt Sơ đồ đặc trưng Hình 2.3.Mạch khởi động động cơ điện một chiều qua hai cấp điện. .. ra khỏi mạch động cơ nhờ đóng tiếp điểm K1 Động cơ chuyển sang làm việc tại điểm E trên đặc tính cơ tự nhiên và lại tăng tốc theo đặc tính này tới làm việc tại điểm A Tại đây ,momen động cơ Mđ cân bằng với momen Mc nên động cơ sẽ quay với tốc độ ổn định �A 3.2.4 Đảo chiều quay động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp Cũng như động cơ điện một chiều kích từ song song , động cơ điện một chiều kích từ... để đưa tốc động cơ với hiệu suất cao trong giới hạn rộng rãi 1:10 hoặc hơn nữa 1.6.5 Phương pháp điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động cơ Để điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ một chiều cần có thiết bị nguồn như máy phát điện một chiều kích từ độc lập, các bộ chỉnh lưu điều khiển … Các thiết bị nguồn này có chức năng biến năng lượng điện xoay chiều thành một chiều có sức điện động Eb điều chỉnh... là sức phản điện động Phương trình cân bằng điện áp di U = Eư + Rư.Iư +Iư dt Hình1.9.Sơ đồ nguyên lý của động cơ điện một chiều 1.3 Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều là quan hệ giữa tốc độ quay và mômen quay của động cơ: ω = f(M) hoặc n = f(M) trong đó : ω- tốc độ góc(rad/s) n - tốc độ quay (v/ph) M - momen(Nm) Có hai loại đặc tính cơ : Đặc tính cơ tự nhiên... của thông số điện đối với đặc tính cơ Ở động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp, dòng điện phần ứng cũng là dòng điện kích từ nên khả năng tải của động cơ hầu như không bị ảnh hưởng của điện áp Phương trình đặc tính cơ � = f(M) (hình 3.7) của động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp cho thấy đặc tính cơ bị ảnh hưởng bởi điện trở mạch động cơ (mạch phần ứng và cũng là mạch kích từ ) Đặc tính cơ tự nhiên... thêm tổn hao trong động cơ điện, nhưng đòi hỏi phải có nguồn riêng có điện áp điều chỉnh được 1.6 Các phương pháp cơ bản để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều 1.6.1 Khái niệm chung Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều là rất quan trọng nó có thể giúp ta dễ dàng chọn lựa phương phù hợp cho từng hệ thống riêng biệt Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều ưu