Đồ án trang bị điện TRANG BI điện CHO máy mài 3a130

ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN SVTT: PHẠM THANH SANG GVHD: LÊ THẾ HUÂN ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN TRANG BI ĐIỆN CHO MÁY MÀI 3A130 GVHD: LÊ THẾ HUÂN SVTH: PHẠM THANH SANG LỚP: 11CĐ-Đ3 TPHCM 6/2014 LỜI NÓI ĐẦU SVTT: PHẠM THANH SANG ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Ngày lĩnh vực sản xuất kinh tế quốc dân, khí hoá có liên quan chặt chẽ đến điện khí hoá tự động hóa Hai yếu tố sau cho phép đơn giản kết cấu khí máy sản xuất, tăng suất lao động, nâng cao chất lượng kĩ thuật trình sản xuất giảm nhẹ trình lao động Việc tăng suất lao động máy giảm giá thành thiết bị điện máy hai yêu cầu chủ yếu hệ thống truyền động điện tự động hoá chúng mâu thuẫn Một bên đòi hỏi sử dụng hệ thống phức tạp, bên lại yêu cầu hạn chế số lượng thiết bị chung máy số thiết bị cao cấp MỤC LỤC SVTT: PHẠM THANH SANG ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY MÀI 3A130 A Đặc điểm truyền động điện trang bị điện cho máy mài B Máy mài 3A130 CHƯƠNG II: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, SƠ ĐỒ MẠCH A Sơ đồ mạch động lực B Sơ đồ mạch điều khiển C Nguyên lý hoạt động a Nguyên lý khởi động b Nguyên lý làm việc c Nguyên lý điều chỉnh tốc độ d Nguyên lý ổn định tốc độ D Liên động bảo vệ E Đánh giá ưu nhược điểm hệ thống truyền động khuếch đại từ-động CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ TRUYỂN ĐỘNG A Giới thiệu phương án truyền động B Tính chọn mạch động lực CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỞ VAN I Nguyên lý thiết kế mạch điều khiển II Thiết kế mạch phát xung điều khiển KẾT LUẬN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY MÀI SVTT: PHẠM THANH SANG ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Máy mài có hai loại chính: Máy mài tròn máy mài phẳng Ngoài có máy khác như: máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy mài cắt, máy mài v.v… Thường máy mài có ụ chi tiết bàn, kẹp chi tiết ụ đá mài, có trục với đá mài Cả hai ụ đặt bệ máy Máy mài tròn có hai loại: máy mài tròn ngoài, máy mài tròn Trên máy mài tròn chuyển động chuyển động quay đá mài; chuyển động ăn dao di chuyển tịnh tiến ụ đá dọc trục (ăn dao dọc trục) di chuyển tịnh tiến theo hướng ngang trục (ăn dao ngang) chuyển động quay chi tiết (ăn dao vòng) Chuyển động phụ di chuyển nhanh ụ đá chi tiết v.v… A Đặc điểm truyền động điện Truyền động Thông thường máy không yêu cầu điều chỉnh tốc độ, nên sử dụng động không đồng rôto lồng sóc Ở máy mài cỡ nặng, để trì tốc độ cắt không đổi mòn đá hay kích thước chi tiết gia công thay đổi Ở máy mài trung bình nhỏ v = 50 ÷ 80 m/s nên đá mài có đường kính lớn tốc độ quay đá khoảng 1000vg/ph Ở máy có đường kính nhỏ, tốc độ đá cao Động truyền động động đặc biêt, đá mài gắn trục động cơ, động có tốc độ (24000 ÷ 48000) vg/ph, lên tới (150000 ÷ 200000) vg/ph Nguồn động biến tần, máy phát tần số cao (BBT quay) biến tần tĩnh Tiristor Mô men cản tĩnh trục động thường 15 ÷ 20% momen định mức Mô men quán tính đá cấu truyền lực lại lớn: 500 ÷ 600% momen quán tính động cơ, cần hãm cưỡng động quay đá Không yêu cầu đảo chiều quay đá Truyền động ăn dao Ở máy cỡ nhỏ, truyền động quay chi tiết dùng động không đồng nhiều cấp tốc độ (điều chỉnh số đôi cực) Ở máy lớn dùng hệ thống biến đổi - động chiều điều chỉnh điện áp phần ứng Truyền động ăn dao dọc bàn máy tròn cỡ lớn thực theo hệ BBĐ-ĐM với D = (20 ÷ 25)/1 SVTT: PHẠM THANH SANG ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Truyền động phụ: Truyền động phụ máy mài truyền động ăn di chuyển nhanh đầu mài, bơm dầu hệ thống bôi trơn, bơm nước làm mát thường dùng hệ truyền động xoay chiều với động không đồng roto lồng sóc B Trang bị điện cho máy mài Máy mài 3A130 Thiết bị máy mài Trên máy có động không đồng pha roto lồng sóc cấp điện áp ∆/Y-220/380V động chiều quay chi tiết mài + Động ĐMN quay đá mài tròn kiểu A051-4 công suất 4,5kW, tốc độ 1440 vòng/phút + Động ĐT bơm thủy lực kiểu A042-6, (1,7kW-930 v/p) + Động ĐML quay đá mài lỗ kiểu A0 Π 31-2, (1kW-2680 v/p) + Động ĐD bơm dầu bôi trơn trục đá kiểu A0 + Động ĐM bơm chất lỏng làm mát kiểu Π Π 012-4, (0,08kW-1400 v/p) A22, (0,15kW-2800 v/p) Π + Động ĐG để gạt phoi kiểu A0 012-4, (0,08kW-1400v/p) + Động ĐC quay chi tiết mài; công suất 0,75kW; số vòng quay định mức 2500 vòng/phút Mạch điều khiển máy cấp điện áp 127V, mạch chiếu sáng cục 36V Trong công nghiệp gia công chi tiết kim loại, máy mài dùng để gia công láng sau gia công máy tiện, máy phay, máy bào, lượng thừa gia công máy mài ít, phạm vi lượng thừa vài phần 10 ly Gia công chi tiết mà nhiều máy khác không làm Máy mài gia công đạt độ xác cao lực cắt tương đối lớn đặc biệt độ dày lát mài mỏng mài lần mà sử dụng nhiều lần mài SVTT: PHẠM THANH SANG ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN • GVHD: LÊ THẾ HUÂN Mạch động lực Bao gồm: + Aptomat AP dùng để đống cắt nguồn điện, bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực + Máy biến áp động lực BA Làm nhiệm vụ cung cấp điện áp phù hợp cho chỉnh lưu đồng thời đảm bảo cách ly mạch động lực lưới điện để an toàn cho vận hành sửa chữa + Bộ chỉnh lưu cầu pha gồm tiristor nhận lượng từ máy biến ápvà chỉnh lưu điện áp xoay chiều thành chiều cung cấp cho động + Các R-C bảo vệ áp cho tiristor + Máy phát tốc: để láy tín hiệu phản hồi tốc độ cho mạch khuếch đại trung gian phục vụ trình trì ổn định tốc độ động + Động chiều Đ : động chiều kích từ độc lập dùng để quay chi tiết mài + Mạch hãm (Rh) dùng để hãm động • Mạch điều khiển Bao gồm: + Mạch khuếch đại trung gian: Làm nhiệm tổng hợp khuếch đại mạch điều khiển làm tăng độ nhạy, độ ổn định, độ rộng phạm vi điều chỉnhcủa hệ thống ( thay đổi Uđk thay đổi Udc => thay đổi góc mở α ) Đầu vào tổng hợp tín hiệu tín hiệu chủ đạo tín hiệu phản hồi âm tốc độ láy từ máy phát tốc, mạch tổng hợp tín hiệu khuếch đại trung gian sử dụng IC khuếch đại thuật toán tiristor + Mạch tạo sóng cưa: Là mạch so sánh tín hiệu điện áp cưa tín hiệu điện áp điều khiển mạch bao gồm tiristor, tụ điện trở + Mạch so sánh: tín hiệu cưa tín hiệu điều khiển đưa vào mạch so sánh nhằm tạo thời điểm phát xung, mạch sử dụng IC khuếch đậi thuật toán SVTT: PHẠM THANH SANG ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN + Mạch sửa xung khếch đại xung: Tạo xung điều khiển tiristor Máy biến áp đồng tạo tín hiệu đồng cung cấp cho khuếch đại điều khiển, Mạch sử dụng IC khuếch đại thuật toán, tụ tranzito điện trở + Mạch nguồn: Sử dụng IC ổn áp chiều (+12V & -12V) cung cấp cho mạch điều khiển tụ lọc tín hiệu xoay chiều sóng hài SVTT: PHẠM THANH SANG ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN CHƯƠNG II: GVHD: LÊ THẾ HUÂN NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, SƠ ĐỒ MẠCH Sơ đồ máy mài 3A130 SVTT: PHẠM THANH SANG ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN C Nguyên lý làm việc a Nguyên lý khởi động Muốn khởi động ta dặt Ucd đóng hệ thống vào lưới điện thông qua Aptomat AP công tắc tơ K Khi đầu vào khuếch đại Uv = Ucd , có giá trị lớn làm cho hệ thống khuếch đại bão hòa Ura = Udk, có trị số lớn làm cho sức điện động biến đổi Ebbđ, điện áp Uư có giá trị lớn dòng Id = Ebbd Rbbd + Ru Khi dòng Id >>Ic nên có giá trị lớn ( Iư = Id) du dt > tốc độ động bắt đầu tăng quán tính động cơ, mức tăng tốc độ quay nhanh, trị số chênh lệch điện áp đầu vào điều chỉnh tốc độ lớn -> đầu nhanh đạt đến giá trị biên dòng điện cưỡng nhanh chóng tăng Lúc Id = Im tác dụng điều chỉnh dòng điện làm cho Id tiếp tục tăng mạnh Trong giai đoạn điều chỉnh tôc độ trạng thái không bão hòa nhanh chóng bão hòa, điều chỉnh dòng điện không bão hòa để bảo đảm tác dụng điều chỉnh dòng điện Iư = Ebbd − Eu Ibbd − Iu Quá trình tiếp diễn tốc độ tăng dòng lại giảm nên đặc tính hở đến tốc độ đạt giá trị (mà Uv = Ucd – r.n < Uvbb ) độ khuếch đại thoát khỏi vòng bão hòa, làm việc vùng khếch đại tuyến tính, lúc phản hồi âm tốc độ bắt đầu tham gia điều khiển hệ nên hệ chuyển sang khởi động theo trạng thái đặc tính hệ kín, tốc độ tiếp tục SVTT: PHẠM THANH SANG 10 ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Bảo vệ kích từ động H rơle PO Khi động có kích từ hệ thống khuếch đại từ động làm việc Liên động chế độ mài tròn mài lỗ hãm cắt KB E Đánh giá ưu nhược điểm hệ thống truyền động khuếch đại từ - động a Ưu điểm +Khả khởi động làm việc tin cậy +Thực điều khiển cách tuyến tính +Sơ đồ thực điều chỉnh khuếch đại từ tương đối đơn giản… b Nhược điểm: + Tổn hao riêng tương đối lớn, hiệu suất thấp +Phạm vi điều chỉnh hẹp + Độ xác không cao, tính trễ lớn + Kết cấu sơ đồ cồng kềnh, chi phí đắt, không phổ biến Vậy để khắc phục nhược điểm mà đảm bảo yêu cầu công nghệ máy ta phải thay phương án truyền động SVTT: PHẠM THANH SANG 14 ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG A Giới thiệu phương án truyền động dùng hệ Truyền Động ( T-Đ ) Hệ T- Đ động chiều hệ truyền động mà biến đổi điện mạch chỉnh lưu tirsistor dùng để làm nguồn điều chỉnh điện áp để cấp cho phần ứng cho cuộn kích từ động Điện áp điều chỉnh cách biến đổi thời gian làm việc van khoảng thông Trong thực tế ta dùng loại van có điều khiển hạn chế, nghĩa điều chỉnh thời điểm đầu khoảng thông, ngắt mạch dòng điện chưa giảm không Do việc điều chỉnh điện áp biến đổi van thực cách biến đổi thời điểm thông van Việc rút ngắn thời hạn trạng thái thông van khoảng dẫn đặc trưng góc thông α Nguyên lý để điều chỉnh tốc độ động điện chiều SVTT: PHẠM THANH SANG 15 ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Hệ truyền động chỉnh lưu – động chiều chỉnh lưu liên hệ nguồn xoay chiều với tải chiều, nghĩa đổi điện áp xoay chiều nguồn thành điện áp chiều phụ tải Sơ đồ nguyên lý: Sơ đồ khối hệ truyền động Thay đổi điện áp điều khiển Uđk đầu vào khối tạo xung, thời điểm tạo xung thay đổi dẫn đến góc mở α thay đổi dẫn đến điện áp chỉnh lưu đặt lên phần ứng động Ud thay đổi dẫn đến thay đổi thông số đầu động Đặc tính hệ thống a Chế độ dòng liện tục Phương trình đặc tính ω= U cl R + Rcl U Cosα R + Rcl − M = − M K e Φ K e Kµ Φ KeΦ K e Kµ Φ Thay đổi góc điều khiển α= ( 0÷π) điện áp chỉnh lưu ta đặc tính họ song song nằm 1/2 bên phải hệ tọa độ (M0ω) Những đặc tính không thuộc nửa bên trái van không cho dòng điện phản ứng đổi chiều Khi tốc độ không tải lý tưởng tùy thuộc vào góc điều khiển α SVTT: PHẠM THANH SANG 16 ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN ω0 = β= Và độ cứng đặc tính : U cos α K e Φ m ( kφdm ) R + Rcl b Chế độ dòng gián đoạn Phương trình đặc tính : ω= U m Cosγ sin(α o − γ ) Sin (α o − γ + λ ) exp(λ cot gγ ) KΦ  m − exp(λ cot gγ) Khi làm việc chế độ dòng gián đoạn đường đặc tính không đường thẳng mà đường cong có độ cứng thấp B Tính chọn mạch động lực Lựa chọn sơ đồ nối dây mạch động lực chỉnh lưu Trong hệ thống truyền động chỉnh lưu điều khiển - động chiều , biến đổi điện mạch chỉnh lưu điều khiển có suất điện động Ed phụ thuộc vào giá trị pha xung điều khiển (góc điều khiển) Chỉnh lưu dùng làm nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng dòng điện kích thích động Tùy theo yêu cầu cụ thể truyền động mà dùng sơ đồ chỉnh lưu thích hợp Đối với truyền động ăn dao máy mài tròn có công suất nhỏ, nguồn cấp lưới điện pha nên ta xét sơ đồ cầu pha sơ đồ chỉnh lưu hai chu kỳ có biến áp trung tính a Sơ đồ chỉnh lưu hai chu kỳ có biến áp trung tính Sơ đồ mạch điện SVTT: PHẠM THANH L SANG L R L 17 L ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Sơ đồ chỉnh lưu hai chu kỳ với biến áp trung tính Biến áp phải có hai cuộn dây thứ cấp với thông số giống hệt nhau, coi sơ đồ chỉnh lưu chu kỳ hoạt động dịch pha 1800 Ở chu kỳ có van dẫn cho dòng điện chạy qua Cho nên hai chu kỳ sóng điện áp tải trùng với điện áp cuộn dây có van dẫn điện áp tải đập mạch hai chu kỳ, có tần số đập mạch hai lần tần số điện áp xoay chiều b Sơ đồ cầu pha Sơ đồ mạch điện: U2 T1 T2 T3 T4 R SVTT: PHẠM THANH SANG L 18 ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Sơ đồ chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng Trong chu kỳ UAB> 0, điện áp anot Tiristor T dương (catot T2 âm), có xung điều khiển cho hai van T1, T đồng thời, van dẫn để đặt điện áp lưới lên tải Điện áp tải chiều trùng với điện áp xoay chiều chừng Tiristor dẫn (khoảng dẫn Tiristor tùy thuộc vào tính chất tải) Đến chu kỳ sau, điện áp đổi dấu (UAB[...]... dẫn cho dòng điện chạy qua Cho nên cả hai nữa chu kỳ sóng điện áp tải trùng với điện áp cuộn dây có van dẫn điện áp tải đập mạch trong hai nữa chu kỳ, có tần số đập mạch bằng hai lần tần số điện áp xoay chiều b Sơ đồ cầu một pha Sơ đồ mạch điện: U2 T1 T2 T3 T4 R SVTT: PHẠM THANH SANG L 18 ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển đối xứng Trong nữa chu kỳ UAB> 0, điện. .. pha nên ta chỉ xét sơ đồ cầu một pha và sơ đồ chỉnh lưu hai nữa chu kỳ có bi n áp trung tính a Sơ đồ chỉnh lưu của hai nữa chu kỳ có bi n áp trung tính Sơ đồ mạch điện SVTT: PHẠM THANH L SANG L R L 17 L ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Sơ đồ chỉnh lưu hai nữa chu kỳ với bi n áp trung tính Bi n áp phải có hai cuộn dây thứ cấp với thông số giống hệt nhau, có thể coi đây là sơ đồ chỉnh lưu một nữa... ta chọn sơ đồ nối dây của bộ bi n đổi là sơ đồ chỉnh lưu cầu có điều khiển một pha A Sơ đồ động lực KC T1 T2 T3 T4 D0 SVTT: PHẠM THANH SANG CK 19 Rh KC ÐC ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Sơ đồ mạch động lực Diốt D0 có tác dụng : giảm độ nhấp nhô của điện áp và dòng điện tải; tăng hiệu suất của bộ chỉnh lưu; không cho phép chế độ nghịch lưu phụ thuộc Tính chọn các thiết bị mạch lực Sơ đồ nguyên... sơ đồ hình 3.1 như sau Khi điện áp xoay chiều hình sin đặt vào anod của tiristor, để có thể điều khiển được góc mở α của tiristor trong vùng điện áp + anod, ta cần tạo một điện áp tựa tam giác, ta thường gọi điện áp tựa là điện áp răng cưa U RC Như vậy điện áp tựa cần có trong vùng điện áp dương anod SVTT: PHẠM THANH SANG 22 ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Dùng điện áp một chiều UĐK so sánh... tiristor qua khếch đại thuật toán A1 tạo xung chữ nhật đối xứng Ub, phần dương của điện áp chữ nhật qua Đz tới A2 tích phân thành điện áp tựa Urc Còn phần âm của xung điện áp làm tranzitor mở nên A2 bị ngắn mạch, điện áp Urc = 0, trong vùng điện áp Ub âm trên đầu ra của A2 chúng ta có chuỗi điện áp Urc gián đoạn 2 Khâu so sánh Khâu so sánh có nhiệm vụ so sánh giữa điện áp Urc và điện áp Udk, tìm thời điểm... sin cùng tần số với điện áp nguồn cung cấp và được gọi là điện áp đồng bộ Điện áp đồng bộ được đưa vào mạch phát xung răng cưa để tạo ra điện áp răng cưa cùng tần số với điện áp cung cấp Điện áp răng cưa và điện áp điều khiển ( thay đổi được trị số ) đưa vào mạch so sánh sao cho cực tính của chúng ngược nhau Tại thời điểm trị số hai điện áp này bằng nhau thì đầu ra của mạch so sánh thay đổi trạng thái,... điều khiển 1 Mạch đồng bộ hoá và phát xung răng cưa Nhiệm vụ: Tạo ra 1 hệ thống các xung có dạng răng cưa tuyến tính xuất hiện lặp đi lặp lại với chu kỳ bằng chu kỳ nguồn xoay chiều cấp cho sơ đồ chỉnh lưu Khâu đồng bộ hoá: Để tạo ra điện áp đồng bộ với điện áp xoay chiều cấp cho mạch chỉnh lưu Ta có thể sử dụng các mạch phân áp bằng điện trở hay kết hợp giữa điện trở và điện dung, điện cảm Tuy nhiên,... được điện áp cao giữa mạch điều khiển và mạch động lực, do vậy ít được sử dụng SVTT: PHẠM THANH SANG 25 ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Phương pháp phổ bi n hiện nay là sử dụng bi n áp đồng bộ trong đó cuộn sơ cấp được nối vào lưới còn thứ cấp là điện áp đồng bộ Khâu phát xung răng cưa : Để tạo ra một hệ thống các xung xuất hiện lặp đi lặp lại với chu kỳ bằng chu kỳ nguồn xoay chiều cung cấp cho. .. UđkT : Điện áp điều khiển tiristor là chuỗi xung điều khiển lấy từ đầu ra hệ thống điều khiển (cũng là đầu ra của khâu truyền xung) và được truyền đến điện cực điều khiển G và K của tiristor 3 Nguyên lý làm việc SVTT: PHẠM THANH SANG 24 ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN Điện áp cấp cho mạch động lực được đưa đến mạch đồng bộ hoá và phát xung răng cưa của khối 1 Đầu ra của mạch đồng bộ hoá có điện. .. tirsito, đủ công suất, cách ly mạch lực và mạch điều khiển Sơ đồ nguyên lý mạch phát xung điều khiển mở van SVTT: PHẠM THANH SANG 27 ĐỒ ÁN: TRANG BỊ ĐIỆN GVHD: LÊ THẾ HUÂN KẾT LUẬN Đồ án tốt nghiệp là một nhiệm vụ hết sức quan trọng đối với mỗi sinh viên để có thể hoàn thành khóa học của mình Với việc thiết kế hệ truyền động ăn dao cho máy mài tròn 3A130 dùng hệ chỉnh lưu động cơ một chiều, nhiệm vụ này