Đồ án hệ thống van động cơ

Lời nói đầu Trong điều kiện công kiến thiết nước nhà bước vào thời kỳ công nghiệp hoá - đại hoá với hội thuận lợi khó khăn thách thức lớn Điều đặt cho hệ trẻ, người chủ tương lai đất nước nhiệm vụ nề Đất nước cần sức lực trí tuệ lòng nhiệt huyết trí thức trẻ, có kỹ s tương lai Sự phát triển nhanh chóng cách mạng khoa học kỹ thuật nói chung lĩnh vực điện - điện t - tin học nói riêng làm cho mặt xã hội thay đổi ngày Trong hoàn cảnh đó, để đáp ứng điều kiện thực tiễn sản xuất đòi hỏi người kĩ sư điện tương lai phải trang bị kiến thức chuyên nghành cách sau rộng Trong khuôn khổ chương trình đào tạo kỹ s nghành tự động hoá; nhằm giúp cho sinh viên trước trường có điều kiện hệ thống hoá lại kiến thức trang bị trường có điều kiện tiếp cận với mô hình kỹ thuật chuyên nghành thực tiễn sản xuất, đồng thời giúp cho sinh viên có hội tư độc lập nghiên cứu thiết kế.dể trang bị tốt kiến thức trường môn tự động hóa cho sinh viên thiết kế đồ án tổng hơp hệ điện Trên tinh thần làm việc nghiêm túc, với lỗ lực cao b ản thân nội dung đồ án xây dựng sở tính toán logic khoa học có tính thuyết phục cao Bản đồ án trình b ày m ột cách logic,gọn nhằm giúp cho người đọc dễ hiểu, số liệu lấy từ tài liệu có uy tín Tuy nhiên, kiến thức hạn chế, phạm vi thời gian có hạn, lượng kiến thức lớn nên đồ án không kh ỏi khiếm khuyết Em mong nhận góp xây d ựng thầy bè bạn để đồ án hoàn thiện Trong qúa trình làm đồ án em nhận s ự giúp đỡ, hướng dẫn, bảo nhiệt tình thầy giáo góp ý xây dựng bạn bè đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn Tác giả thiết kế Sinh Viên phần i giới thiệu chung hệ thống van-động giới thiệu chung I- Khái niệm chung Ngày với phát triển khoa học kỹ thu ật, máy sản suất ngày đa dạng có nhiều ch ức dẫn tới hệ thống trang bị điện ngày phức tạp đòi hỏi độ xác, tin cậy cao Do biến đổi lượng điện xoay chiều thành chiều sử dụng nhiều thiết bị hệ thống máy phát, khuyếch đại từ, hệ thống van Chúng điều khiển theo nguyên tắc khác có ưu, nhược điểm khác nhau; kết hợp hệ thống với động điện chiều ta có hệ thống truyền động có chất lượng khác Do để có phương án truyền động phù hợp với t ừng loại công nghệ đòi hỏi nhà thiết kế phải có so sánh logic dựa tiêu kỹ thuật kinh tế II- Nội dung chọn phương án Trong thực tế, đứng trước vấn đề có nhiều phương án giải Tuy nhiên phương án có ưu, nhược điểm riêng nhiệm vụ nhà thiết kế phải chọn phương án tốt Đối với hệ thống truyền động đơn giản yêu cầu cao cần dùng động c xoay chiều với hệ thống điều khiển đơn giản Còn hệ thống truyền động phức tạp có yêu cầu cao chất lượng điều chỉnh trơn, dải điều chỉnh rộng, đảo chều phải dùng động chiều, hệ thống điều khiển với phải đảm bảo yêu cầu có khả tự động hoá cao Như vậy, để chọn hệ thống truyền động phù hợp phải dựa vào công nghệ máy t đưa phương án đáp ứng yêu cầu công nghệ Để chọn phương án tốt phương án đưa cần so sánh chúng kỹ thu ật kinh tế Đối với truyền động động điện chiều biến đổi phần tử quan trọng, định đến chất lượng hệ thống Do việc chọn lựa phương án ta chọn biến đổi thông qua việc xét hệ thống ( biến đổi - động ) III- ý nghĩa việc lựa chọn phương án Việc so sánh lựa chọn phương án hợp lý có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, thể qua mặt: + Đảm bảo yêu cầu công nghệ máy sản suất + Đảm bảo làm việc tin cậy, lâu dài + Giảm giá thành sản phẩm tăng năg suất lao động + Khi sảy hỏng hóc sửa chữa, thay dễ dàng với linh kiện , thiết bị dự trữ s ẵn có, dễ kiếm, dễ mua 2-2 phương án truyền động I- Phương án I a b c Hệ thống máy điện khuyếch đại - động cơ: 1,Giới thiệu hệ thống a, Sơ đồ ∋ MY Đ/C ckđ Đ ft ckf kđ uđk ϒn ucđ Hình 2-1 + FT :là máy phát tốc , có nhiệm vụ khâu phản hồi âm tốc độ + CKĐ, CKF: cuộn kích từ động máy điện khuyếch đại + KĐ: khâu khuyếch đại, thực nhiệm vụ khuyêch đai tín hiệu điều khiển UĐK +U đ :là điện áp đặt 2, Hoạt động hệ thống Giả sử động sơ cấp Đ/C quay với tốc độ ω= const , ta đặt vào hệ thống điện áp đặt U đ , thông qua mạch khuyếch đại, cuộn dây CKF cấp điện, ∋MY kích thích phát điện áp chiều cấp cho động → động quay Do đặc điểm ∋MY có cuộn dọc, cuộn ngang ; cuộn ngang nối ngắn mạch nên có dòng điện l ớn sinh từ thông lớn Do hệ thống có hệ số khuyếch đại lớn - Nếu trình làm việc nguyên nhân mà làm cho tốc độ đông giảm, qua biểu thức Uđk =Uđ - ϒn ta thấy n giảm U đk tăng qua mạch khuyếch đại ICKF tăng Ud tăng → tốc độ động tăng trị số yêu cầu Khi tốc độ động tăng mức trình diễn ngược lại Đó nguyên lý ổn định tốc độ 3, Họ đặc tính hệ thống ta có : ICKF = KKĐUđk = KKĐ ( Uđ - ϒn ) E ∋ = Kd KNICK∋ ω∋ E∋ = KdKNKKĐ ω∋ (Uđ- ϒn ) đặt :KdKNKKĐ ω = K → E∋MY= K(U - ϒn ) Xây dựng phương trình đặc tính hệ thống: Uu R + R uE − ud Iu Kd φd Kd φd Uu = E EMY E R + R ud ⇒ n = EMY − uE Iu Kd φd Kd φd n= ⇔n= K( Ucd − γn) R uE + R ud − Iu Kd φd Kd φd Sau biến đổi biểu thức ta được: n= KU cd R − I Kd φd + γ K Kd φd u (*) Trong : K = KđKNKKĐω∋ Uđ : điện áp đặt n0 max R = Rư∋ + Rưđ Phương trình ( ∗ ) phương trình đặc tính hệ thống Ta thấy độ cứng đặc tính là: n0 R β= Kd φd + γ K Độ cứng có mạch vòng phảHình n 2-2 hồi âm tốc độ cải thiện nhiều Họ đặc tính hệ thống vẽ hình 2-2 4, Đánh giá chất lượng hệ thống a, Ưu điểm + Hệ thống làm việc linh hoạt + Họ đặc tính có dạng tuyến tính +Việc điều chỉnh thực mạch kích từ nên thuận tiện cho tự động hoá , nâng cao chất lượng hệ thống + Có hệ số khuyếch đại lớn b, Nhược điểm + Có nhiều thiết bị quay ,gây ồn + Hiệu suất sử dụng điện thấp η = ηĐ/C ; η∋ ηđ = 0,3 - 0,5 + Diện tích lắp đặt lớn, đòi hỏi móng đặc biệt III - Phương án II Hệ thống van - động cơ: (T - Đ ) 1,Giới thiệu a, Sơ đồ b,Các phần tử sơ đồ + Đ: động chiều kích từ độc lập,thực chức biến lượng điện chiều thành truyền động cho cấu sản xuất + BBĐ: biến đổi van có điều khiển , thực chức biến lượng điện xoay chiều thành lượng điện chiều cung cấp cho động + Uđ tín hiệu điện áp đặt + FT máy phát tốc thực chức khâu phản hồi âm tốc độ +TH & KĐ khối tổng hợp khuyếch đại tín hiệu + FX mạch phát xung a b c bbđ ckđ đ ft xđk fx Hình 2-3 2, Hoạt động hệ thống th & kđ ϒn Uđ Giả sử ban đầu hệ thống đóng vào lưới với điện áp thích hợp, lúc động chưa làm việc Khi ta đặt vào hệ thống điện áp đặt U đ ứng với tốc độ động cơ.Thông qua khâu TH & KH mạch FX suất xung đưa tới chân điều khiển van biến đổi biến đổi , lúc nhóm van đặt điện áp thuận , van mở với góc mở α Đầu BBĐ có điện áp Ud đặt nên phần ứng động → động quay với tốc độ ứng với Uđ ban đầu Trong trình làm việc, nguyên nhân làm cho tốc độ động giảm qua biểu thức : UĐK = Uđ - ϒn n giảm → UĐK tăng → α giảm → Ud tăng → n tăng điểm làm việc yêu cầu Khi n tăng mức cho phép trình diễn ngược lại Đây nguyên lý ổn định tốc độ 3,Họ đặc tính hệ thống Sức điện động BBĐ: Eb = Ebm cosα = Ub ( Ub =Uư : điện áp đầu biến đổi ) Eb = KKĐKb( Uđ - ϒn ) α = actg K KD K b ( U d − γn) E bm A0 100 Zmin Z0 Ib Vminv Vminr Vc0 Ung USmax f0 Hệ số khuếch đại điện áp hở mạch 1MΩ Trở nháy vào 150 Ω Trở nháy 200 mA Dòng điện phần cực vào ± 13 v Điện áp vào cực đại ± 14 v Điện áp cực đại mvi Điện áp lệch đầu vào ± 0,4 mv Ngưỡng điện áp bão hòa ± 18 v Điện áp nguồn cực đai 1MHZ tần số cắt f) Các phần tử logic mạch Mạch logic gửi xung mạch phát xung sử dụng phần tử sau AND: Dùng loại 4081 nguồn nuôi VCC=3 ÷15 (v) NOR: Dùng loại 4001 nguồn nuôi VCC=3 ÷15 (v) NOT: Dùng loại 4019 nguồn nuôi VCC=3 ÷15 (v) OR: Dùng loại 4071 nguồn nuôi VCC=3 ÷15 (v) g) Các Tranzitor quang (photo quang ) Các Tranzitor quang sử dụng để laays tín hiệu kiểm tra dòng điện sơ đồ chỉnh lưu Chọn loạiN35 theo kinh nghiệp sử dụng dòng qua ốt quang có cường độ ID=70 ÷ 100 (mA) Thì Tranzitor quang mớ bão hòa (Tranzitor quang làm việc chế độ bão hòa tốt nhất) PHÂN iv XÂY DựNG ĐặC TíNH TĩNH Và KIểM TRA CHấT lượng tĩnh I ĐẶT VẤN ĐỀ Trong qỳa trỡnh làm việc hệ thống truyền động điện tự động, nhiễu loạn nhiều nguyên nhân khác mà hệ thống bị ổn định Tính ổn định hệ thống tính hệ thống trở lại trạng thái ban đầu nhiễu loạn sau khoảng th ời gian khả xác lập trạng thái ổn định sai lệch đầu vào thay đổi Xây dựng đặc tính tĩnh hệ thống xây dựng đặc tính n = ƒ(I) n = ƒ(M) qua kiểm tra độ sụt tốc độ, tức đánh giá sai lệch tĩnh hệ thống xem có đảm bảo yêu cầu đặt công nghệ truyền động hay không; đồng thời kiểm tra giá trị dũng điện ngắt, dũng điện dừng, hóm xem cú đảm bảo an toàn cho hệ thống hay không Từ ta tiến hành hiệu chỉnh hệ thống để hệ thống làm việc an toàn, tin cậy đặt yêu cầu mong muốn Đồng thời đánh giá lực tải hệ thống; khả tác động nhanh hệ thống độ an toàn hệ thống trỡnh làm việc Do động chiều kích từ độc lập có đặc tính n = ƒ(I) n = ƒ(M) đồng dạng tức suy đặc tính n= ƒ(M) từ đặc tính n= ƒ(I) ta xây dựng quan hệ n = ƒ(I) gọi đặc tính hệ thống Khi xây dựng đặc tính ta đưa giả thiết sau: + Động làm việc chế độ dài hạn + Hệ số khuyếch đại biến đổi số + Thyristor phần tử bán dẫn tác động nhanh quán tính + Điện trở phần ứng động không thay đổi suốt qúa trỡnh làm việc + Điện cảm phần ứng động cuộn kháng đủ lớn để chỡ dũng điện tải liên tục II XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH Dựa vào đặc tính tĩnh hệ thống ta thấy phản hồi âm dũng õm tốc độ có xu hướng làm ổn ddịnh hệ thống Chỉ có phần đặc tính làm việc có đặc tính cứng dễ ổn định Do ta xét ổn định vùng này, vùng có phản hồi âm tốc độ tác dụng Sơ đồ khối hệ thống lúc biểu diễn hỡnh 5.1 Uc® (-) Ky Kπ (-) (-) KΙ n RΣ β γ Kd (-) ing i¦ Trong đú: Ucđ: Tín hiẹu điện áp đặt tốc độ Ky: Hệ số khuếch đại mạch khuếch đại trung gian Kπ : Hệ số khuếch đại biến đổi Kd : Hệ số khuếch đại động KI: Hệ số khuếch đại khâu phản hồi âm dòng điện γ : Hệ số khuếch đại khâu phản hồi âm tốc độ Iư.RΣ : Nhiễu loạn phụ tải Ing: Tín hiệu dòng điện ngắt Xây dựng đặc tính cao nhất: Ta biết tốc độ lớn động thường giới hạn độ bền học phần quay động tốc độ cao phận chịu tác động lực điện lớn nên bị hỏng Hơn lúc tia lửa điện chổi than vành góp làm hỏng vành góp Để đảm bảo an toàn cho hệ thống làm việc lâu dài đường đặc tính cao phải đường ứng với tốc độ định mức động n đm =1500 (v/p) Căn vào nguyên lý hệ thống đường đặc tính có đoạn ứng với trạng thái làm việc hệ thống Đoạn 1: Đoạn làm việc ổn định, có khâu phản hồi âm tốc độ tác động Đoạn 2: Có đồng thời hai mạch vòng phản hồi âm tốc độ âm dòng điện tác động Đoạn 3: Lúc tốc độ giảm đủ nhỏ làm cho mạch vòng phản hồi âm tốc độ bị bão hoà nên khâu ngắt dòng tác động Các đoạn đặc tính tuyến tính (đoạn thẳng) nên ta cần tìm đoạn điểm xây dựng đoạn đặc tính a Xây dựng đoạn đặc tính thứ nhất: Đây đoạn làm việc ổn định hệ thống.Trong đoạn có mạch vòng phản hồi âm tốc độ tác động u cd K − I u RΣ k d Phương trình đặc tính: n = + γ K n(1 + γ K ) + I u RΣ k d ⇒ u cd = K Đường đặc tính cao qua điểm định mức (Iđm, nđm) nên ta tính U cd = 1500.(1 + 0.0076.23685,5) + 1, 04.18, 4.7, 47 = 11, 47 (V) 23685,5 + Tốc độ không tải lý tưởng (điểm ứng với giá trị Iư = 0) n omax = U cd K 11, 47.23685,5 = = 1500, 79 + γ.K + 0, 0076.23685,5 +Tốc độ ứng với điểm cuối đoạn đặc tính (n 1) ta biết động điện chiều I tăng (Iư ≥ Idm.1,2) phải tiến hành hạn chế tăng dòng điện Vậy đặt Ing=1,2Iđm = 1,2.18,04=27,6 (A) Thay Iư =Ing vào biểu thức (I)ta xác định tốc độ nng n= 11, 47.23685,5 1, 04.7, 47.27, u cd K − I u RΣ k d = − = 1490, 62 + γ K + 0, 0076.23685,5 + 0, 0076.23685,5 Vậy đoạn đặc tính thứ qua điểm A = (Iư = 0, n = nođm) = (0; 1500,79) B = (Iư = Ing, n = nng) = (27,6; 1490,62) b Xây dựng đoạn đặc tính thứ hai: Trong đoạn Iư > Ing nên có hai vòng phản hồi tác động Phương trình đặc tính Từ sơ đồ cấu trúc hệ thống ta có [ ] Ud = {( u cd − γ n ).K y − K I β ( I ng − I u ) }.K π = ⇒ n( n + I u RΣ Kd [ ] + γ K y K π ) = U cd K y K π − K I K π β ( I ng − I u ) − I u RΣ Kd ⇒n= [ ] U cd K − K I K π β I ng + I u ( RΣ − K I K π β ) Kd + γ K Đoạn đặc tính thứ hai qua điểm đầu điểm B Ta cần xác định thêm điểm Ta có : Ing = (1,2 ÷ 1,5)Iđm Chọn Ing = 1,2Iđm = 1,2.18,4=27,6(A) Id = (2,2 ÷ 2,5)Iđm Chọn Id = 2,5.Iđm= 2,5.18,4 =46 (A) Ubh = Ucc-(1 ÷ 1,5) = 15 – =14(V) (ucđ-γnbh) ky = ubh ⇒ nbh = n = u cd − U bh Ky + γ K 14 85,66 = 1489,16(v / p ) 0,0076 11,47 − = Để xác định dòng điện vị trí bão hoà (I bh) ta xác định hệ số phản hồi dòng điện sau: Uđkbh = Ucđmax - γ nbh = 11,47 - 0.0067.1487,7 = 1,5 (V) K ω = KI = u bh 14 = = 9,3(v / p) U dkbh 1,5 Ky K ω = 85,66 = 9,2(v / p ) 9,3 n = [ubh - kI β(Iư -Ing )] kπ kd - Iư RΣ kd Tại điểm dừng: n = 0, Iư = Id ta = n = [ubh - kI β(Iư -Ing )] kπ kd - Iư RΣ kd I d RΣ 46.1,04 − U bh − 14 Kπ 37,07 β =− = = 0,07(v / p ) K I ( I d − I ng ) 9,2(46 − 27,06) Tại điểm D: Iư = Ibh ta nbh = [Ubh - kI β(Ibh -Ing )] kπ kd - Iư RΣ kd I bh = − [U bh + K I β I ng ].K Π K d − nbh ( RΣ + K I K Π β ).K d = [14 + 9,2.0,07.27,06].37,07.7,47 − 1487,7 = 27,85(v / p) (1,04 + 9,2.37,07.0,07)7,47 Vậy đoạn đặc tính thứ hai qua điểm: C(27,85 ; 1489,16) c.Xây dựng đoạn đặc tính thứ ba: Ibh ≤ I ≤ Id : Lúc tốc độ động đạt đến mức đủ nhỏ, làm cho mạch phản hồi âm tốc độ bão hoà Vậy mạch vòng hạn chế dòng điện tác động Đoạn đặc tính qua điểm : Khi I= Id =46 n=0 đường đặc tính đI qua điểm: D=(46;0) Xây dựng đặc tính thấp Đường đặc tớnh thấp đường giới hạn pham vi điều chỉnh: D = 100/1 Điểm ứng với trị số dũng định mức nhỏ nhấ (ứng với I ng = 27,6) n dmin = n dm 1500 = = 15 D 100 U dmin = n d (1 + γK) + I dm R uΣ K D K = 15.(1 + 0, 0076.23685,5) + 18, 4.1, 04.7, 47 = 0,1207 (V) 23685,5 Tốc độ khụng tải ứng với đường đặc tớnh thấp n o = U d K 0,1207.23685,5 = = 15, 79 (vũng/phỳt) + γK + 0, 0076.23685,5 Như đặc tớnh thấp qua hai điểm là: A’ = (nomin, Iư = 0) = (15,79; 0) B’ = (nomin, Iư = Ing) = (15; 27,6) Vậy ta cú đặc tớnh hỡnh 5.2 Kết luận: Ta cú cỏc toạ độ để xỏc định đặc tớnh tĩnh hệ thống sau: A = (Iư = 0, n = nođm) = (0; 1500,79) B = (Iư = Ing, n = nng) = (27,6; 1490,62) C = (Iư = Ibh, n = nbh) = (27,85;1489,16) D = (Iư = Id, n = 0) = (46; 0) A’ = (nomin, Iư = 0) = (15,79; 0) B’ = (ndmin, Iư = Ing) = (15; 27,6) n(vg/ph) A nomax B nđm Nng nbh nomin nngmin nbhmin A’ C B’ D Iđm Ing Ibh Hỡnh 5.2 Đặc tớnh tĩnh hệ thống III.KIểM TRA CHấT LƯợng tĩnh Id I [A] Kiểm tra độ sụt tốc độ tương đối (Sai lệch tĩnh St%) Sai lệch tốc độ tương đối lớn lại xảy đường đặc tớnh thấp Vậy ta kiểm tra chất lượng tĩnh ứng với đường đặc tớnh thấp a- Sai lệch tĩnh: St = n o − n d 15, 79 − 15 = = 0, 05 n o 15, 79 Ta thấy St = 0,05 thoả điều kiện St ≤ [S] Vậy h ệ đảm bảo chất lượng tĩnh b- Dải điều chỉnh: D= n dm 1500 = = 100 n d 15 c- Độ trơn điều chỉnh: Vỡ ta sử dụng sơ đồ biến đổi Thyristor nờn cú thể điều chỉnh điện ỏp cung cấp cho phần ứng động cỏch vụ cấp Do vậy: ξ= ωi + →1 ωi IV Kết luận Qua việc xõy dựng kiểm tra cỏc thụng số St, D, ợ chế độ tĩnh ta thấy hệ thống ta vừa thiết k ế đảm bảo yờu cầu đề PHầN v THUYếT MINH SƠ Đồ NGUYÊN Lý I GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ NGUYÊN Lí HỆ THỐNG Sơ đồ tổng hợp hệ thống mô tả hỡnh 3.22 phụ lục Sơ đồ nguyờn lý hệ truyền động điện van-động chiều gồm cỏc phần sau: Mỏy biến áp động lực (BAĐL) Làm nhiệm vụ cung cấp điện áp phù hợp cho chỉnh lưu cầu m ột pha Tạo số pha phù hợp cho biến đổi Đồng thời mỏy biến ỏp động lực cũn tham gia làm giảm tốc độ dũng qua van Trờn sơ đồ ta kớ hiệu BAĐL, mắc theo sơ đồ hỡnh Ä-Y-1 Aptụmỏt AB Dùng để đóng, cắt nguồn, bảo vệ tải, ngắn mạch cho mạch động lực Mỏy phỏt tốc (FT) Đo lường biến đổi tốc độ trờn trục động thành điện ỏp để trỡ ổn định tốc độ đặt động Ta sử dụng mỏy phỏt tốc để tạo mạch vũng phản hồi õm tốc độ Nâng cao độ cứng đặc tính Bộ khuếch đại trung gian Tổng hợp tín hiệu đặt tín hiệu phản hồi lượng dư khuếch điều khiển nhằm thay đổi giá trị điện áp biến đổi T đú đưa tớn hiệu điều khiển hợp lý, làm tăng độ nhạy, độ ổn định, mở rộng phạm vi điều khiển hệ thống, giảm sai lệch tĩnh tớn hiệu Uđk đưa đến khõu so sỏnh để so sỏnh với điện ỏp cưa Ta sử dụng cỏc IC thuật toỏn làm việc chiế độ khuếch đại gồm IC: IC3, IC4 IC5 IC3 để lấy tớn hiệu phản hồi õm tốc độ, IC5 để lấy tớn hiệu õm dũng cú ngắt, IC4 để tổng hợp hai phản hồi õm tốc độ va õm dũng điện để đưa Uđk phỏt đến khối so sỏnh Bộ biến đổi cầu cầu ba pha có điều khiển d ựng Thyristor (T1 ữ T6) Dùng để biến điện áp xoay chiều thành điện áp chiều cung cấp cho động Bộ gồm Thyristor: T1 ữ T6 Trong quỏ trỡnh chuyển đổi cỏc van cú thể gõy biến đổi đột nhột điện ỏp du/dt Để đảm bảo cho van khụng bị đỏnh thủng ta dựng mạch R-C mắc song song với cỏc van Thụng qua mạch R-C lượng biến thiờn điện ỏp nhỏ Mặt khỏc mạch R-C cũn cú tỏc dụng phõn nhỏnh dũng điện ngược (dũng điện ngược phần phúng qua tụ tiờu tỏn trờn điện trở) Trờn sơ đồ biến đổi ta cũn sử dụng cỏc tiếp điểm K để khởi động, dừng mỏy Cuộn khỏng lọc (CKD) Dùng để lọc sóng hài bậc cao sau chỉnh lưu, tạo dũng phẳng cấp cho động Động chấp hành (Đ) Trong hệ thống truyền động điện, động cú tỏc dụng biến đổi điện thành cung cấp cho mỏy sản xuất đối tượng điều chỉnh đáp ứng yêu cầu công nghệ Cỏc nguồn chiều Tạo nguồn chiều ổn định tạo điện áp chủ đạo nguồn nuôi cho toàn hệ thống điều khiển Ta sử dụng cỏc sơ đồ chỉnh lưu điụt, lọc tụ cỏc vi mạch 7815 7915 Ở đầu ta thu điện ỏp ± 15V cấp cho cỏc Tranzitor, IC, mạch khuếch đại trung gian, mạch chủ đạo Khối tạo điện ỏp cưa Khối tạo điện ỏp hỡnh rang cưa để so sỏnh với điện ỏp điều khiển khõu so sỏnh nhằm tạo thời điểm phỏt xung 10 Mạch so sỏnh Cú nhiệm vụ so sỏnh điện ỏp điều khiển điện ỏp hỡnh cưa để tạo xung định gúc điều khiển ỏ 11 Khối tạo xung Khối gồm cỏc mạch sửa xung, khuếch đại xung truyền xung Tạo cỏc xung điều khiển Thyristor đỳng qui luật điều khiển đỳng yờu cầu tớn hiệu điều khiển độ lớn công suất, tạo độ lệch pha cần thiết đưa tới điều khiển Thyristor mạch động lực II NGUYấN Lí LÀM VIỆC Khởi động - Ấn nỳt M cấp điện cho cụng tắc tơ K Khi cuộn dõy K cú ện t ỏc động làm kớn cỏc tiếp điểm thường hở hở mạch cỏc tiếp điểm thường kớn Điện trở hón Rh cắt khỏi mạch phần ứng động Cấp điện ỏp chiều cho cuộn kớch từ, đặt biến trở WR vị trớ so cho Ucđ = const Đúng ỏptụmỏt cấp nguồn cho chỉnh lưu mạch phỏt xung ều khiển cho chỉnh lưu mạch phỏt xung điều khiển V ỡ b ộ ch ỉnh lưu cấp nguồn mạch điều khiển làm việc phỏt cỏc t ớn hiệu điều khiển cho cỏc Thyristor chỉnh lưu theo qui luật đặt tr ước Bộ biến đổi làm việc cấp điện ỏp chiều cho mạch phần ứng động Do ban đầu tốc độ n = 0, Iư = nờn Uđk cú giỏ trị nhỏ làm cho KBĐ cú giỏ trị lớn xu làm cho Iư lớn Ta Iư = Id, mà Id > Ic nờn dn/dt > → Động bắt đầu tăng tốc Khi n tăng thỡ I giảm Quỏ trỡnh tiếp diễn đến n = n bh thỡ khuếch đại đặt Ud điện ỏp phản hồi õm tốc độ tham gia giỳp cho động làm việc ổn định với: Iư = Ic Quỏ trỡnh điều chỉnh tốc độ - Để điều chỉnh tốc độ động ta tiến hành điều chỉnh điện áp đặt lên phần ứng động nhờ điều chỉnh góc mở Thyristor Nh vậy, trỡnh điều chỉnh tốc độ động thực chất trỡnh điều chỉnh góc mở ỏ Thyristor Muốn thay đổi góc mở ỏ ta thay đổi điện áp đầu vào khuếch đại trung gian (bằng cách thay đổi ện áp chủ đạo nhờ biến trở trượt) - Ở chế độ tĩnh ta đặt điện áp chủ đạo giá trị tới đầu vào khuếch đại trung gian Qua khuếch đại trung gian tín hiệu đưa với độ khuếch đại lớn (điện áp điều khiển) so sánh với điện áp cưa khâu so sánh Tại thời điểm mà |UĐK |≥ |Urc| xung khâu so sánh đưa tới mạch sửa xung, mạch khuếch đại xung đưa tới điều khiển Thyristor Ta thấy rằng, gúc mở cỏc Thyristor lớn hay nhỏ hoàn toàn phụ thuộc vào UĐK mà khụng phụ thuộc vào Urc - Như vậy, điện áp Ucđ tăng lên làm UĐK giảm xuống (do Ucđ tăng làm đầu IC3 giảm dẫn điến dầu IC giảm theo) tạo thời gian xuất xung sớm (góc m Thyristor gi ảm xuống), điện áp đặt vào phần ứng động tăng (do Ud=[Ud0(1+cosα)/2] (V) ) ngược lại - Giả sử động làm việc với tốc độ ổn định , vỡ lý làm cho tốc độ động giảm xuống (hoặc tăng lên) U ph= γn giảm xuống (hoặc tăng lên) dẫn đến U v =Ucđ- Uph tăng lên (hoặc giảm xuống) kéo theo UĐK giảm xuống (hoặc tăng lên) Lúc này, thời điểm xuất góc mở Thyristor sớm (hay muộn) nên điện áp đầu biến đổi tăng (hay giảm) dẫn đến tốc độ động tăng lên (hay giảm xuống) bù lại ổn định Quỏ trỡnh hóm dừng động Khi hóm ta ấn nỳt Đ, cuộn cụng tắc tơ K b ị điện làm hở cỏc tiếp điểm thường hở cắt điện toàn hệ thống khỏi lưới điện, tiếp điểm thường kớn K lại đưa mạch hóm vào làm việc hóm dừng mỏy Ta thấy cắt hệ thống khỏi lưới điện thỡ U ưd = quán tính nên n ≠ dẫn đến EĐ ≠0 Chớnh vỡ điện trở hóm Rh đưa vào phần ứng động cho phép dũng chạy qua tiờu tỏn lượng tích lu ỹ c động trước Rh, quỏ trỡnh hóm xảy nhanh [...]... trình đặc tính cơ của hệ thống từ phương trình này ta có họ đặc tính cơ của n hệ thống như hình vẽ n0max Iư 0 -n0max Hình 2-6 4, Đánh giá chất lượng hệ thống a,Ưu điểm + Hệ thống này được dùng ở những nơi có nguồn một chiều có công suất » công suất của động cơ và khi đó trong sơ đồ thay thế có thể bỏ qua R b và đặc tính cơ có độ cứng cao + Hệ thống này dùng ít van động lực + Dễ tự động hoá b, Nhược... phát nóng động cơ ( có thể khắc phục nhược điểm này bằng cách mắc thêm các cuộn kháng ) + Hệ thống làm việc có cosϕ nhỏ IV - Phương án III Hệ thống xung áp - động cơ 1, Giới thiệu a, Sơ đồ ckđ u d0 đ mk ft + xk xm fx Hình 2-5 kđ uđk ϒn ucđ b,Các phần tử của hệ thống + Đ: động cơ một chiều kích từ độc lập thực hiện chức năng biến đổi điện năng một chiều thành cơ năng truyền động cho cơ cấu sản xuất... tốc độ thấp hệ thống rất dễ rơi vào làm việc ở chế độ dòng gián đoạn mà muốn khác phục điều này cần phải có cuộn kháng với LK rất lớn Từ những phân tích như vậy ta thấy rằng phương án II có tính ưu việt hơn cả Ta chọn phương án II là phương án dùng hệ thống van- động cơ PHầN II THIếT Kế MạCH Động lực và mạch điều khiển Mạch điện nguyên lý của hệ thống truyền động điện gồm hai phần: + Mạch động lực +... tính cơ của hệ thống: n= Ub R + Ru K K U R + Ru − b I u = KD b d − b I Kdφd Kd φd Kd φd Kd φd u ⇒n= K KD K b U cd Rb + Ru − I Kdφd K d φ d + γ K KD K b u Đây là phương trình đặc tính cơ của hệ thống. Từ n đây ta vẽ được họ đặc tính cơ của hệ thống trên hình n 2-4 0max m 0 Hình 2-4 4, Đánh giá chất lượng hệ thống a, Ưu điểm: + Do sử dụng các thiết bị bán dẫn ở bộ biến đổi nên hệ thống có độ tác động. .. cho sơ đồ chỉnh lưu, và trong quá trình làm việc thì tần số xung được tự động để đảm bảo cho một đại lượng đầu ra nào đó Nhóm các hệ thống điều khiển không đồng bộ này rất phức tạp nên nó ít được sử dụng, mà hiện nay người ta thường hay sử dụng các hệ thống điều khiển đồng b ộ Các hệ thống điều khiển đồng bộ thường sử dụng hiện nay bao gồm có ba phương pháp để thiết kế mạch điều khiển - Hệ thống điều... Mạch động lực là phần tử trực tiếp thực hiện các quá trình năng lượng theo yêu cầu công nghệ đặt ra Mạch điều khiển có chức năng diều khiển mạch động lực thực hiện các quá trình công nghệ Như vậy khi thiết kế sơ đồ nguyên lý phải đi t ừ mạch động lực A-Thiết kế mạch động lực các linh kiện bán dẫn được thiết kế theo hai sơ đồ, sơ đồ hình tia và sơ đồ hình cầu, được thực hiện cung c ấp điện cho động. .. - Các hệ thống phát xung điều khiển bộ chỉnh lưu hiện nay đang sử dụng được phân làm hai nhóm chính * Nhóm các hệ thống điều khiển đồng bộ: Các xung điều khiển suất hiện trên cực điều khiển của các Tiristor đúng thời điểm cần mở van và lặp đi lặp lai mang tính chất chu kỳ với chu kỳ bằng chu kỳ nguồn điện xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu * Nhóm các hệ thống điều khiển không đồng bộ: Hệ thống. .. đầu ra có sức điện động ra Eb Eb = t1 U TCK Sức điện động này được đặt nên động cơ và động cơ sẽ quay với tốc độ tương ứng với điện áp đặt ban đầu Khi muốn thay đổi tốc độ động cơ ta thay đổi Uđ Trong quá trình làm việc giả sử nguyên nhân nào đó mà tốc độ động cơ giảm khi đó qua mạch phản hồi âm tốc độ ta có: Uđk = Uđ - ϒn Khi n giảm → Uđk tăng → t1=KUđk tăng → Eb tăng và tốc độ động cơ sẽ tăng về giá... xung m ở cho van T và xung khoá cho mạch cho mạch khoá van MK + DO: là van diốt 2, Hoạt động của hệ thống Giả sử ban đầu ta đặt vào hệ thống một điện áp chủ đạo Uđ ( khi hệ thống đã được đóng vào nguồn một chiều ) qua nút tổng hợp tín hiệu ta có: Uđk = Uđ - ϒn Tuy nhiên ban đầu n = 0 → Uđk = Uđ , tín hiệu này qua mạch KĐ được đưa tới mạch FX sẽ pháp ra xng mở đưa tới chân điều khiển của van T và ở đầu... hình tia đơn giản, số van ít hơn hai lần so với s ơ đồ chỉnh lưu hình cầu 3 pha đối xứng Sơ đồ hình tia 3 pha có s ụt áp và tổn thất công suất chỉ trên 1 van nên ít hơn so v ới s ơ đồ hình cầu ( sơ đồ hình cầu có sụt áp và tổn thất công su ất trên hai van) tổn thất do cùng dẫn cũng ít hơn so v ới s ơ đồ hình cầu - Sơ đồ hình cầu có điện áp ngược đặt lên nhỏ hơn 2 lần so với sơ đồ hình tia, do đó cấp