Thiết kế hệ truyền động cho thang máy chở hàng

1 C¸c yªu cÇu vÒ c«ng nghÖ vµ truyÒn ®éng......31.1. Kh¸i niÖm chung vÒ thang m¸y.........................................................31.2. Yªu cÇu chung vÒ c«ng nghÖ vµ truyÒn ®éng...................................9Ch­¬ng 2Lùa chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng.........................122.1. Dïng hÖ truyÒn ®éng ®éng c¬ mét chiÒu dïng ph­¬ng ph¸p chØnh l­u........................................................122.2. HÖ truyÒn ®éng xoay chiÒu cã ®iÒu chØnh tèc ®é..............................15Ch­¬ng 3 TÝnh to¸n c«ng suÊt ®éng c¬ vµ m¹ch lùc.......193.1. TÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬.............................................................193.2. TÝnh to¸n m¹ch biÕn ®æi cÊp cho ®éng c¬........................................243.3. TÝnh to¸n m¹ch chuyÓn ®æi cÊp cho phÇn kÝch tõ cÊp cho ®éng c¬.............................................................................26Ch­¬ng 4 tæNG HîP HÖ THèNG.............................................................284.1. M¹ch vßng dßng ®iÖn.........................................................................284.2. M¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é.............................................................31Ch­¬ng 5Thݪt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn..............................................365.1. §iÒu khiÓn TIRISTO..........................................................................365.2. HÖ thèng ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ chØnh l­u.............................................37Ch­¬ng 6 KÕt qu¶ m« pháng trªn phÇn mÒm Matlab.......42Tµi liÖu tham kh¶o..................................................................................44

tổng hợp hệ điện Giáo viên hớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Tên đề tài: Thiết kế hệ truyền động cho thang máy chở hàng Các thông số kỹ thuật: Số tầng n: Chiều cao tầng nhà h0: [m] Tốc độ truyền động v: 2,5 [m/s] Gia tốc cực đại amax: 1,5 [m/s2] Trọng lợng cabin G0: 1500 [kg] Tải trọng định mức Gđm: 1300 [kg] Đờng kính puli D: 0,4 [m] Yêu cầu nội dung: Nêu yêu cầu công nghệ truyền động Chọn phơng án truyền động Tính chọn công suất cho động mạch lực Xây dựng cấu trúc tổng hợp hệ Thiết kế mạch điều khiển Mô hệ thống sử dụng phần mềm Matlab/Similink Phơng án thiết kế: Hệ truyền động động xoay chiều dùng phơng pháp điều chỉnh tần số Hệ truyền động động chiều dùng phơng pháp chỉnh lu Tài liệu tham khảo: Điện tử công suất Truyền động điện Tự động điều chỉnh truyền động điện Trang bị điện cho máy công nghiệp dùng chung Các đặc tính động truyền động điện MụC LụC Chơng Các yêu cầu công nghệ truyền động 1.1 Khái niệm chung thang máy 1.2 Yêu cầu chung công nghệ truyền động Chơng Lựa chọn phơng án truyền động 12 2.1 Dùng hệ truyền động động chiều dùng phơng pháp chỉnh lu 12 2.2 Hệ truyền động xoay chiều có điều chỉnh tốc độ 15 Chơng Tính toán công suất động mạch lực 19 3.1 Tính chọn công suất động 19 3.2 Tính toán mạch biến đổi cấp cho động 24 3.3 Tính toán mạch chuyển đổi cấp cho phần kích từ cấp cho động 26 Chơng tổNG HợP Hệ THốNG 28 4.1 Mạch vòng dòng điện 28 4.2 Mạch vòng điều chỉnh tốc độ 31 Chơng Thíêt kế mạch điều khiển 36 5.1 Điều khiển TIRISTO 36 5.2 Hệ thống điều khiển thiết bị chỉnh lu 37 Chơng Kết mô phần mềm Matlab .42 Tài liệu tham khảo 44 Chơng Các yêu cầu công nghệ truyền động 1.1 Khái niệm chung thang máy 1.1.1 Khái niệm Thang máy thiết bị vận tải dùng để chở ngời hàng hoá theo phơng thẳng đứng nghiêng góc nhỏ 15 so với phơng thẳng đứng Nó loại hình máy nâng chuyển đợc sử dụng rộng rãi ngành sản xuất kinh tế quốc dân nh ngành khai thác hầm mỏ, ngành xây dựng, luyện kim, công nghiệp nhẹ nơi thang máy đợc sử dụng để vận chuyển hàng hoá, sản phẩm, đa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác Nó thay cho sức lực ngời mang lại suất cao Đặc điểm vận chuyển thang may so với phơng tiện vân chuyển khác thời gian chu kì vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy làm tăng vẻ đẹp tiện nghi công tình.Nhiều quốc gia giới qui định, nhà cao tầng trở lên phải đợc trang bị thang máy để đảm bảo cho ngời lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian tăng suất lao động Giá thành thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá thành công trình chiếm khoảng (6 -> 7)% hợp lý Đối với công trình đặc biệt nh nhà máy, bệnh viện, khách sạn số tầng nhỏ nhng yêu cầu phục vụ phải đợc trang bị thang máy Với nhà nhiều tầng có chiều cao lớn viểc trang bị thang máy cần thiết để phục vụ việc lại nhà Nếu vấn đề vận chuyển ngời nhà không đợc giải dự án xây dựng nhà cao tầng không thành thực Thang máy thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, liên quan trực tiếp tới tài sản tính mạng ngời Vì yêu cầu chung thang máy thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng, sửa chữa phải tuân thủ cách nghiêm ngặt yêu cầu kỹ thuật an toàn đợc qui định tiêu chuẩn, qui trình, qui phạm Thang máy có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu cha đủ điều kiện đa vào sử dụng mà phải có đầy đủ thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy nh: điện chiếu sáng dự phòng điện, điện thoại nội bộ, chuông báo, hãm bảo hiểm, an toàn cabin, khoá an toàn cửa tầng, cứu hộ điện nguồn Việt Nam từ trớc tới thang máy chủ yếu đợc sử dụng công nghiệp để trở hàng đợc phổ biến Nhng giai đoạn kinh tế nớc ta có bớc phát triển mạnh nhu cầu sử dụng thang máy lĩnh vực ngày tăng lên 1.1.2 Phân loại thang máy: Thang máy đợc thiết kế chế tạo đa dạng, với nhiều kiểu, nhiều loại khác để phù hợp với mục đích sử dụng công trình Có thể phân loại thang máy theo nguyên tắc đặc điểm sau: Theo công dụng: thang máy đợc phân thành loại: - Thang máy chuyên chở ngời: khách sạn, chung c, công sở - Thang máy chuyển chở ngời có tính đến hàng kèm: siêu thị, khu triển lãm - Thang máy chuyên chở bệnh nhân: bệnh viện, khu điều dỡng - Thang máy chuyên chở hàng có ngời kèm: nhà máy, công xỡng, kho - Thang máy chuyên chở hàng ngời kèm Theo hệ thống dẫn động cabin: - Thang máy dẫn động điện: loại dẫn động cabin lên xuống nhờ động điện truyền qua hộp giảm tốc tới puly ma sát tang cáp - Thang máy thuỷ lực (Bằng xilanh-pittong): Thang máy đợc đẩy lên từ dới lên nhờ pittong-xilanh thuỷ lực nên hành trình bị hạn chế(thờng tối đa 18m) - Thang máy khí nén Theo vị trí đặt tời kéo: Đối với thang máy điện: - Thang máy có tời kéo đặt phía giếng thang - Thang máy có tời kéo đặt phía dới giếng thang Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bánh tời kéo dẫn động đặt cabin Đối với thang máy thuỷ lực: buồng máy đặt tầng Theo hệ thống vận hành: - Theo mức độ tự động: + loại tự động + loại bán tự động - Theo tổ hợp điều khiển: + điều khiển đơn + điều khiển kép + điều khiển theo nhóm - Theo vị trí điều khiển: + điều khiển cabin + điều khiển cabin + điều khiển cabin Theo thông số bản: - Theo tốc độ di chuyển cabin: + loại tốc độ thấp: v < 1m/s + loại tốc độ trung bình: v = -> 2,5m/s + loại tốc độ cao: v = 2,5 -> m/s + loại tốc độ cao: v > 4m/s - Theo khối lợng vận chuyển cabin: + loại nhỏ : Q < 500 kg + loại trung bình Q = 500 -> 1000kg + loại lớn Q = 1000 -> 1600kg + loại lớn Q > 1600kg Theo kết cấu cụm bản: - Theo kết cấu tời kéo: + tời kéo có hộp giảm tốc + tời kéo hộp giảm tốc + tời kéo có sử dụng động tốc độ, hai tốc độ, động điều chỉnh vô cấp, động cảm ứng tuyến tính + tời kéo có puly ma sát tang cáp để dẫn động cho cabin lên xuống - Theo hệ thống cân bằng: + Có đối trọng + Không có đối trọng + Có cáp xích cân dùng cho thang máy có hành trình lớn + Không có cáp xích cân - Theo cách treo cabin: + Treo trực tiếp vào dầm cabin + Có palăng cáp (Thông qua puly trung gian) vào dầm cabin + Đẩy từ dới đáy cabin lên thông qua puly trung gian - Theo hệ thống cửa cabin: cửa, hai cửa - Theo hãm bảo hiểm an toàn cabin Theo vị trí cabin đối trọng giếng thang: - Đối trọng bố trí phía sau - Đối trọng bố trí bên Theo quĩ đạo di chuyển cabin: - Thang máy thẳng đứng - Thang máy nghiêng - Thang máy zigzag 1.1.3 Cấu tạo thang máy: Thang máy có nhiều kiểu dạng khác nhng nhìn chung có phận sau: tời kéo, cabin hệ thống treo cabin, cấu đóng mở cửa cabin hệ thống phanh bảo hiểm; cáp nâng; đối trọng hệ thống cân bằng; hệ thống ray dẫn hớng cho cabin đối trọng; phận giảm chấn cho cabin đối trọng đặt giếng thang; hệ thống hạn chế tốc độ tác động lên bảo hiểm để dừng cabin tốc độ hạ vợt mức cho phép; tủ điện điều khiển trang thiết bị điện để điều khiển tự động thang máy; cửa cabin cửa tầng hệ thống khoá liên động Một số phận chính: a, Cáp thép : Cáp thép chi tiết quan trọng đợc sử dụng hầu hết máy nâng nói chung thang máy nói riêng Yêu cầu chung cáp phải là: o An toàn sử dụng o Độ mềm cao dễ uốn cong, đảm bảo nhỏ gọn cấu máy, đảm bảo độ êm dịu không gây ồn làm việc cấu máy nói chung o Trọng lợng riêng nhỏ, giá thành thấp, đảm bảo độ bền lâu Trong thang máy ngời ta dùng từ 3ữ5 sợi làm cáp treo, treo buồng thang b, Puly-puly ma sát: Puly chi tiết dùng để dẫn cáp ma sát (gọi tắt Puly ma sát), thờng đợc dùng phổ biến thang máy Puly ma sát có rãnh riêng biệt mà không theo hình xoắn ốc Số rãnh cáp Puly ma sát tuỳ thuộc vào số sợi cáp dẫn động máy cách mắc cáp Một số Puly ma sát có phủ chất dẻo để tăng ma sát Rãnh Puly cáp có độ cứng đảm bảo độ mòn cáp rãnh Puly Hình dạng mặt cắt rãnh cáp Puly có ảnh hởng lớn đến khả kéo tuổi thọ c, Tang cáp: Ngời ta thờng sử dụng tang cáp thang máy chở hàng (không có đối trọng), loại có kích thớc cồng kềnh đòi hỏi công suất động lớn so với công suât động dùng Puly ma sát Trong máy nâng nói chung ngời ta dùng tang cáp lớp, trờng hợp dung lợng cáp tang lớn để giảm dung lợng tang ngời ta dùng tang nhiều lớp cáp Khi tang quay biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến truyền lực dẫn động tới cáp phận khác Tang ma sát loại tang có đặc điểm không cố định đầu cáp tang mà lên tang số vòng, tang quay thì nhánh cáp vào với lực căng Fc = Fmax nhánh nhả với lực căng Fn = Fmin Tang truyền chuyển động nhờ ma sát cáp tang Tang ma sát gồm loại hình trụ loại có đờng kính thay đổi Khả kéo cần thiết tang ma sát U để dịch chuyển tải trọng đợc tính từ lực cản dịch chuyển tải trọng điều kiền làm việc với hệ số an toàn cần thiết Lực căng cáp nhỏ Fmin nhánh nhả đợc tính từ điều kiện lực căng ban đầu để truyền lực ma sát từ điều kiện độ võng cho phép cáp Vậy lực căng cáp lớn Fmax nhánh cần thiết để dịch chuyển tải trọng là: Fmax = U + Fmin d, Phanh an toàn: Để tránh cho ca bin rơi giếng thang đứt cáp hạ với tốc độ vợt giá trị cho phép, phanh an toàn tự động dừng giữ ca bin tựa ray dẫn hớng Ca bin tất loại thang máy phải đợc trang bị phanh an toàn Phanh an toàn đợc đợc trang bị cho đối trọng đối trọng nằm lối phần diện tích có ngời đứng Theo nguyên tắc làm việc có loại phanh dừng đột ngột phanh dừng êm dịu, phanh dừng đột ngột thờng đợc áp dụng loại thang máy có vận tốc cỡ 0.71m/s, theo kết cấu có loại phanh nh phanh kiểu nêm kiểu cam Đối với loại thang máy có tốc độ 1m/s loại thang máy đợc sử dụng bệnh viện thờng dùng loại phanh dừng êm dịu với phận công tác nêm kẹp Phanh an toàn thờng lắp với cáp nâng(đợc sử dụng cho thang máy dùng tang cáp) mắc với hạn chế tốc động (dùng cho thang máy sử dụng Puly ma sát) 1.2 Yêu cầu chung công nghệ truyền động: Yêu cầu thang máy dễ điều khiển, di chuyển êm dịu, dừng xác đảm bảo an toàn điện hay đứt cáp Thang máy đợc bố trí công sở, nhà nơi mà ngời sử dụng có trình độ hiểu biết nhiều thang máy hệ thống điều khiển đơn giản dễ sử dụng Cũng ngời ta thích dùng động điện không đồng rôto lồng sóc rôto dây quấn Tuy nhiên động rôto lồng sóc dùng cho thang máy chạy chậm không đáp ứng dợc yêu cầu dừng máy xác, đồ thị tốc độ tối u số lần đóng điện bị hạn chế Ngày nhờ phát triển công nghệ bán dẫn mà động chiều đợc sử dụng phổ biến Để đảm bảo tính chất an toàn mạch khống chế ngời ta bố trí nhiều công tắc chuyển đổi, công tắc hành trình tiếp diểm điều kiện, dùng phanh hãm điện phanh hãm bảo hiểm Phanh bảo hiểm giữ buồng thang máy chỗ đứt cáp, điện tốc độ di chuyển vợt (20->40)% tốc độ định mức Phanh bảo hiểm thờng dùng loại kiểu kìm, đảm bảo cho thang máy dừng êm Phanh bảo hiểm thờng đợc lắp phía dới buồng thang Cùng với cấu phanh bảo hiểm, buồng thang có trang bị thêm cấu hạn chế tốc độ kiểu ly tâm Khi buồng thang di chuyển làm cho cấu hạn chế tốc độ kiểu ly tâm quay Khi tốc độ di chuyển buồng thang tăng cấu đai truyền làm cho tang truyền quay kìm ép chặt buồng thang vào dẫn hớng hạn chế tốc độ buồng thang Buồng thang chuyển động êm hay không phụ thuộc vào gia tốc mở máy hãm máy Tốc độ di chuyển trung bình thang máy tăng cách giảm thời gian mở máy hãm máy, có nghĩa tăng gia tốc Nhng gia tốc lớn gây cảm giác khó chịu cho khách hàng Bởi gia tốc tối u a 2m/s2 Một yếu tố định việc tăng giảm gia tốc độ giật Độ giật () biến thiên gia tốc tăng giảm Khi gia tốc a 2m/s2 độ giật 20m/s3 Ngoài hệ truyền động có yêu cầu sau: o Yêu cầu truyền động: Truyền động hệ thang máy phải loại truyền động có đảo chiều quay o Yêu cầu gia tốc: gia tốc a m/s2 gia tốc cực đại a =1,5 m/s2 o Yêu cầu cấu hãm: + Buồng thang phải dừng xác + Không đợc rơi tự điện đứt dây treo + Quá trình hãm êm xác + Cơ cấu hãm phải giữ buồng thang chỗ tốc độ di chuyển 20 % tốc độ định mức o Yêu cầu tính chất mômen quán tính: J = const o Yêu cầu vận hành: Không đợc vận hành trạng thái bất bình thờng, cần đảo chiều tốc độ phải êm, tốc độ không đợc giảm đột ngột Khi lựa chọn hệ truyền động phải dựa yêu cầu sau: o Độ xác dừng máy o Tốc độ di chuyển buồng thang o Gia tốc lớn cho phép o Phạm vi điều chỉnh tốc độ Phụ tải thang máy phụ tải Sơ đồ sau cho ta thấy mối liên hệ quãng đờng, vận tốc, gia tốc độ giật nh sau: ta thấy trình di chuyển thang máy có giai đoạn: mở máy, chế độ ổn định, hãm xuống tốc độ thấp, buồng thang đến tầng hãm dừng Đối với thang máy chạy chậm có ba giai đoạn: mở máy, chế độ ổn định hãm dừng Dựa vào đồ thị tốc độ thang máy ta thấy phụ tải hệ truyền động loại phụ tải ngắn hạn lặp lại, trình mở máy, chuyển động với vận tốc ổn định, hãm máy đợc diễn liên tục lặp lặp lại suốt quãng đờng từ tầng tầng 10 R1C = 2kbd ki Ts Ru Tu = R3 C ki = R1 ` ki R3 R2 = 2Ts ki`.kbd Ru C Ta chọn: R1 = R2 = 1000 [ K ] ki` = ki = 0, 066 [s] R3C = Tu = 0, 012 R1C = 14,95 R3 = 8.104 R1 R3 = C = 14,97 = 14,97 106 [ K ] [ àF ] Vậy ta đợc điều chỉnh PI nh sau: 4.2 Mạch vòng điều chỉnh tốc độ 31 Do Ts số thời gian nhỏ nên đợc bỏ qua Sơ đồ tơng đơng với sơ đồ sau: 4.2.1 Mạch nhiễu loạn( U d # Mc = 0) Hàm truyền đối tợng điều chỉnh: S = Ru k ki kdmTc p (1 + pT )(1 + pTs ) Đặt 2Ts` = 2Ts + T ta có: S Ru k ki kdmTc p (1 + pTs` ) Cấu trúc hệ lúc là: F2` hàm truyền đạt sơ đồ ta có: 32 F2` = k R S = U d + R S R = F2` S (1 F2` ) Tổng hợp theo tiêu chuẩn tối u môđun thì: F2` = 1 + p + 2 p Với = 2T2` ` Vậy: F2 = R = 1 + 4T p + 8Ts`2 p ` s ki kdmTc Ru k 4Ts` Từ ta thấy điều chỉnh khâu P Mạch vòng tốc độ có hàm truyền đạt nh sau: F2 = 1 + 4T p + 8Ts`2 p ` s Trong đó: k = U d 10 = = 0, 07 142 R = 0, 066.1, 23.0, 044 0, 071 = 0,194.0, 07.Ts` Ts` Sau mô ta chọn Ts` = 0, 006 [s] Nh vậy: R = 0, 071 = 11,83 0, 06 Cấu trúc điều chỉnh nh sau: 33 Các thông số điều chỉnh đợc xác định nh sau: kp = R3 0, 071 = = 11,83 R1 0, 006 Chọn: R1 = R2 = [ K ] R3 = 11,83 [ K ] Nh ta có điều chỉnh nh sau: 4.2.2 Khi có xét đến nhiễu loạn( U d = Mc # 0) Để tín hiệu không phụ thuộc vào nhiễu M c ta phải bù khâu có hàm truyền đạt Wb(p) nh hình vẽ sau: Hàm truyền đạt hệ lúc là: FMc ( p ) = ( p ) (Wb R F1 W1 )W2 = M c ( p) + R FW S Nh đẻ hệ không phụ thuộc vào Mc thì: Wb R F1 W1 = Wb = W1 R F1 Trong đó: 34 W1 = kdm R = ki kdmTc Ru k 4Ts` F1 = 1 1 2 ki + 2Ts p + 2Ts p ki + 2Ts p Wb = Ru kTs` (1 + pTs ) (kdm ) Tc 35 Chơng Thíêt kế mạch điều khiển 5.1 Điều khiển TIRISTO: Tiristo mở cho dòng điện chạy qua có điện áp dơng đặt anốt có xung áp dơng đặt vào cực điều khiển Sau Tiristo mở xung điều khiển không tác dụng nữa, dòng điện chạy qua Tiristo thông số mạch định Mạch điều khiển có chức sau: Điều chỉnh đợc vị trí xung điều khiển phạm vi nửa chu kỳ dơng điện áp đặt anôt- catôt Tiristo Tạo đợc xung đủ điều kiện mở đợc Tiristo, (xung điều khiển thờng có biên độ từ đến 10 vôn, độ rộng xung t x=20ữ100 thiết bị chỉnh lu, tx 10 thiết bị biến đổi tần số cao ) Độ rộng xung đợc xác định theo biểu thức: tx = di/(di/dt) Trong : Idt-dòng trì Tiristo di/dt-tốc độ tăng trởng của dòng tải Cấu trúc mạch điều khiển Tiristo đớc trình bày hình sau: Cấu trúc mạch điều khiển Tiristor Trong đó: Ucm: Là điện áp điều khiển, điện áp chiều Ur: Là điện áp đồng bộ, điện áp xoay chiều biến thể nó, đồng với điện áp anôt-catốt Tiristo Hiệu điện áp (Ucm - Ur) đợc đa vào khâu so sánh 1, làm việc nh trigơ lật trạng thái, đầu ta nhận đợc chuỗi xung dạng 'sin chữ nhật ' Khâu điện áp hài trạng thái ổn định Khâu khâu khuếch đại xung Khâu biến áp xung 36 Bằng cách tác động vào Ucm , diều chỉnh đợc vị trí xung điều khiển, tức điều chỉnh góc 37 5.2 Hệ thống điều khiển thiết bị chỉnh lu: 5.2.1 Nguyên tắc điều khiển : Trong việc điều khiển chỉnh lu việc tạo thời điểm để phát xung mở Tiristor khâu quan trọng Việc điều khiển chỉnh lu thờng sử dụng hai nguyên tắc nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos để điều chỉnh vị trí xung nửa chu kỳ dơng điện áp đặt lên Tiristor Sau ta mô tả hai nguyên tắc điều khiển Sơ đồ trình bày hình nguyên tắc điều khiển kiểu arccos Ngời ta sử dụng hai điện áp : Điện áp đồng US vợt trớc điện áp UAK=Umsint Tiristor góc /2 Us =Usm cos t Điện áp điều khiển điện áp chiều điều chỉnh đợc biên độ theo hai chiều ( dơng âm ) Nếu đặt U S vào cổng đảo Ucm vào cổng không đảo khâu so sánh ta nhận đợc xung mảnh đầu khâu so sánh khâu lật trạng thái : Usm.cos= Ucm Vậy Ucm= Usm =0 Ucm =0 =/2 Ucm = -Usm = Nh điều chỉnh Ucm từ giá trị +Usm đến -Usm ta điều chỉnh đợc góc từ 0ữ Đối với nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính thời điểm xuất cân điện áp điều khiển U cm điện áp tựa (cũng điện áp đồng trùng pha với điện áp đặt lên A-K Tiristor thờng đặt vào đầu đảo 38 so sánh Thông thờng điện áp tựa thờng có dạng ca Nh cách biến đổi Ucm ngời ta điều chỉnh đợc thời điểm xuất xung theo đồ thị nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính nh sau: Hình : Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính Ta xác định góc điều khiển theo phơng trình: Với : góc mở Tiristor Uđk: điện áp điều khiển Usm: điện áp đồng cực đại Thông thờng ngời ta thờng lấy Ucmmax =Usm Nhận thấy góc hàm tuyến tính điện áp điều khiển U cm.Vậy ta điều khiển góc thông qua điều khiển điện áp chiều Nguyên tắc điều khiển hệ thống chỉnh lu điều khiển ba pha đối xứng: Nguyên tắc điều khiển chỉnh lu cầu pha đối xứng gồm kênh Một máy biến áp đồng pha nguồn điện áp điều khiển U cm chung cho kênh Cấu trúc kênh gần giống nh cấu trúc điều khiển Tiristor Yêu cầu sơ đồ phải đảm bảo luôn mở hai thyristor, nhóm catot chung nhóm Anot chung Có nh khởi động đợc thiết bị chỉnh lu đảm bảo hoạt động thiết bị làm việc chế độ dòng tải gián đoạn Chính mà sơ đồ có sử dụng cổng OR tổ hợp tín hiệu logic Vi mạch TCA780: Vi mạch TCA780 vi mạch phức hợp thực đợc chức mạch điều khiển : tề đầu điện áp đồng bộ, tạo điện áp 39 ca đồng bộ, so sánh tạo xung TCA780 hãng Siemens chế tạo điều chỉnh đợc góc từ ữ 1800 Thông số chủ yếu TCA780 : Vi mạch TCA780 Điện áp nguồn nuôi : US = 18 v Dòng điện tiêu thụ : IS = 10mA Dòng điện : I = 50mA Điện áp ca : Ur.max = ( US ) v Điện trở mạch tạo điện áp ca : R9 = ( 20 ữ 500 ) k Điện áp điều khiển : U11 = - 0,5 ữ ( US ) v Dòng điện đồng : IS = 200àA Tụ điện : C10 = 0,5àF Tần số xung : f = ( 10 ữ 500 ) Hz Theo hình vẽ điều chỉnh điện áp chân 11 thay đổi đợc thời điểm phát xung chân 14 chân 15 Mặt khác cần dạng sóng hình sin đặt 40 vào chân ta phát xung hai thời điểm + Do cần vi mạch ta mở đợc hai van Hơn nữa, biến áp đầu vào không cần tới pha mà biến áp đồng cần pha đồng với pha điện áp nguồn Bộ phát xung chùm : Để tạo điều kiện mở chắn cho Tiristo ngời ta sử dụng phát xung chùm Bộ phát xung chùm đợc đa vào kết hợp phát xung phối hợp với xung điều khiển mở Tiristo Khi xung đa vào cực điều khiển Tiristo xung chùm Bộ phát xung chùm đợc thực thông qua cổng NOT dao động RC đợc đấu nh hình vẽ dới Tần số phát xung chùm đợc tính theo công thức : f = 1,4 RC Khi thay đổi giá trị điện trở R ta thay đổi tần số f xung đầu Để lắp ráp ta dùng hai cổng NOT vi mạch Cmos4069, nguồn cấp 3ữ15 (v) Mạch phát xung chùm Mạch điều khiển cho chiều chuyển động thang máy tín hiệu điều khiển cho van nh hình vẽ: ( dùng cho hớng chuyển động thang máy lên xuống, để đợc chu trình lên xuống cần hai chỉnh lu điều khiển giống nh ) 41 42 Chơng Kết mô phần mềm Matlab Sơ đồ khối thực mô Simulink nh sau: 10 Constant -KGain Saturation 012s+1 22 5.15 075s 003s+1 012s+1 Transfer Fcn5 T ransfer Fcn1 Transfer Fcn2 -K- 3s Gain1 Transfer Fcn Toc Transfer Fcn3 066 002s+1 Transfer Fcn4 Dong dien 07 004s+1 43 Kết ta nhận đợc mạch vòng tốc độ: Mạch vòng dòng điện: 44 Tài liệu tham khảo Điều chỉnh tự động truyền động điện Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dơng Văn Nghi Hà nội 2004 Trang bị điện cho máy công nghiệp dùng chung Vũ Quang Hồi, Nguyễn Văn Chất, Nguyễn Thị Liên Anh 2004 Địên tử công suất Nguyễn Bính 2000 Truyền động điện Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dơng Văn Nghi Hà nội 2000 Thang máy: Cấu tạo, lựa chọn, lắp đặt sử dụng Vũ Liêm Chính 2000 Hớng dẫn thiết kế đồ án môn học Điện tử công suất Nguyễn Văn Thịnh 45 [...]... tính chọn: o Dùng hệ truyền động động cơ xoay chiều có điều chỉnh tần số o Dùng hệ truyền động động cơ một chiều dùng phơng pháp chỉnh lu 2.1 Dùng hệ truyền động động cơ một chiều dùng phơng pháp chỉnh lu: Do chỉnh lu Tiristor dẫn dòng theo một chiều và chỉ điều khiển khi mở, còn khoá theo điện áp lới cho nên truyền động van thực hiện đảo khó khăn và phức tạp hơn truyền động máy phát - động cơ Cấu trúc... các u điểm của mình Nó trở thành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu quả với hệ truyền động chỉnh lu - triristo động cơ một chiều 15 Không giống nh động cơ một chiều, động cơ KĐB có cấu tạo phần cảm và phần ứng không tách biệt Từ thông động cơ cũng nh mô men động cơ sinh ra phụ thuộc nhiều vào tham số Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động diện động cơ không đồng bộ là hệ điều chỉnh nhiều tham số có... định v Hãm dùng Mở máy Đến tầng S a t 0 t1 t2 t3 a a Đồ thị tối u 11 Chơng 2 Lựa chọn phơng án truyền động Tính chọn phơng án truyền động cho hệ thống để thu đợc mô hình hệ thống tối u nhất trong qua trình làm việc với thời gian di chuyển tối u, êm dịu cũng nh tổn hao công suất và tổn hao năng lợng là nhỏ nhất, đồng thời các chi phí cũng hợp lý Trong truyền động thang máy thì động cơ là có đảo... Pdc NLĐL Pac,f2 MĐK Kết Luận: Qua phân tích hai loại hệ truyền động trên ta thấy cả hai phơng án đều có những u điểm thoả mãn yêu cầu công nghệ Tuy nhiên ở đây ta chọn phơng án dùng loại hệ truyền động chỉnh lu Tiristo - Động cơ có đảo chiều quay vì nó có các u điểm nổi bật sau đây: Độ tác động của hệ này nhanh và cao, không gây ồn và dễ tự động hoá do các van bán dẫn công suất có hệ số khuyếch đại công... dựng hệ truyền động động cơ không đồng bộ, ngời ta có xử lý hớng tiếp cận với các đặc tính điều chỉnh của truyền động động cơ một chiều Trong công nghiệp thờng sử dụng bốn hệ điều chỉnh tốc độ : 2.2.1 Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi tiristo: Nguyên tắc của phơng pháp này là mô men của động cơ KĐB tỷ lệ với bình phơng điện áp stato Do đó có thể điều chỉnh đợc mô men và tốc độ của động. .. rất cao Điều này thuận tiện cho việc thiết lập hệ thống điều chỉnh tự động nhiều vòng để nâng cao chất lợng các đặc tính tĩnh và đặc tính động của hệ thống Trong hệ truyền động một chiều này, em sẽ sử dụng mạch lực là sơ đồ ba pha bởi vì loại này có u điểm là dùng cho mọi dải công suất, có tần số đảo chiều lớn Đồng thời hai bộ biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển riêng hoạt động đóng mở độc lập với nhau,... 1: Truyền động dùng 1 bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay bằng đảo chiều dòng kích từ Loại sơ đồ này dùng cho công suất lớn và rất ít đảo chiều 12 Sơ đồ 2: Truyền động dùng 1 bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay bằng công tắc tơ chuyển mạch ở phần ứng ( từ thông giữ không đổi) Loại này dùng cho công suất nhỏ, tần số đảo chiều thấp Sơ đồ 3 : Truyền động dùng hai bộ biến đổi cấp cho. .. dòng chảy giữa các bộ biến đổi Sử dụng hệ truyền động chỉnh lu Tiristo - Động cơ có đảo chiều quay sẽ đạt đợc đồ thị tốc độ tối u (đối với loại truyền động xoay chiều thì chỉ đạt đợc dạng đồ thị gần giống mà thôi) 18 Tính toán công suất động cơ và mạch lực Chơng 3 3.1 Tính chọn công suất động cơ: 3.1.1 Tính chọn mô men tĩnh của động cơ: Để đơn giản ta giã sử thang máy luôn làm việc ở chế độ định mức Khi... điện động của các bộ chỉnh lu là ed1(t) và ed2(t) luôn khác nhau do đó vẫn xuất hiện thành phần xoay chiều của dòng điện cân bằng và để hạn chế dòng điện cân bằng này th ờng dùng các cuộn kháng cân bằng Lcb 2.2 Hệ truyền động xoay chiều có điều chỉnh tốc độ: Hệ truyền động này dùng động cơ không đồng bộ 3 pha Loại động cơ này đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, chiếm tỉ lệ rất lớn so với động cơ... trúc mạch lực cũng nh cấu trúc mạch điều khiển hệ truyền động T-Đ đảo chiều có yêu cầu an toàn cao và có logic điều khiển chặt chẽ Có hai nguyên tắc cơ bản để xây dựng hệ truyền động đảo chiều: o Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dòng kích từ động cơ o Giữ nguyên chiều dòng kích từ và đảo chiều dòng điện phần ứng Trong thực tế, các sơ đồ truyền động T - Đ đảo chiều có nhiều song đều thực