Đồ án tốt nghiệp trang bị điện

Đồ án tốt nghiệp trang bị điện Ngày nay trong các lĩnh vực sảm xuất của nền kinh tế quốc dân cơ khí hoá có liên quan chặt chẽ đến điện khí hoá và tự động hoá.Hai yếu tố đó cho phép đơn giản kết cấu cơ khí của máy sảm xuất lao động nâng cao chất lượng kỹ thuật của quá trình sảm xuất và giảm nhẹ cường độ lao động. Việc tăng sảm xuất lao động và giảm giá thành thiết bị điện củâmý là hai yếu tố chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện và tự động hoá nhưng chúng mâu thuẫn nhau.Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp,một bên là hai yếu tố cần hạn chế số lượng thiết bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp. Vậy việc lựa chọn một hệ thống truyền động và tự động hoá thích hợp cho một máy là một bài toán khó. Môn học trang bị điện đề cập đến phần điện của các máy gia công kim loại là những máy chủ yếu và quan trọng trong công nghiệp nặng của nền kinh tế quốc dân.

Lời Nói Đầu

Ngày nay trong các lĩnh vực sảm xuất của nền kinh tế quốc dân cơ khí hoá cóliên quan chặt chẽ đến điện khí hoá và tự động hoá.Hai yếu tố đó cho phép đơngiản kết cấu cơ khí của máy sảm xuất lao động nâng cao chất lượng kỹ thuật củaquá trình sảm xuất và giảm nhẹ cường độ lao động

Việc tăng sảm xuất lao động và giảm giá thành thiết bị điện củâmý là hai yếu

tố chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện và tự động hoá nhưng chúng mâuthuẫn nhau.Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp,một bên là hai yếu tốcần hạn chế số lượng thiết bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp

Vậy việc lựa chọn một hệ thống truyền động và tự động hoá thích hợp chomột máy là một bài toán khó

Môn học trang bị điện đề cập đến phần điện của các máy gia công kim loại lànhững máy chủ yếu và quan trọng trong công nghiệp nặng của nền kinh tế quốcdân

Mỗi loại máy có dặc điểm làm việc và phương pháp xác định phụ tải, công suấtđộng cơ truyền động cho máy và các đặc điểm yêu cầu đối với hệ thống trang bịcủa máy,các khâu điển hình và sơ đồ điều khiển riêng biệt

Đôi với em là một sinh viên khoa điện sau khi học tập và nghiên cứu về môn họctrang bị điện, dưới sự hướng dẫn tận tình của giáo viªn cùng với nội dung yêu cầucủa môn học,nội dung đề tài đã được giao.Em rất mong được sự quan tâm và giúp

đỡ của các thầy cô để em hoàn thành tốt đò án môn học trang bị điện

Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n !

phÇn I: Giíi thiÖu chung vÒ m¸y bµo giêng

I, §Æc ®iÓm c«ng nghÖ

1 Giíi thiÖu chung vÒ m¸y bµo giêng.

M¸y bµo giêng lµ lo¹i m¸y cã thÓ gia c«ng c¸c chi tiÕt lín chiÒu dµi bµn m¸y cã thÓdµi tíi 1,5 ÷ 15m

Tuú thuéc vµo chiÒu dµi bµn m¸y vµ lùc kÐo, cã thÓ ph©n m¸y bµo giêng thµnh 3lo¹i :

- Lo¹i nhá: chiÒu dµi bµn m¸y Lb < 3m; lùc kÐo Fk = 30 ÷ 50 KN

- Lo¹i trung b×nh : Lb = 4 ÷ 5m; Fk = 50 ÷ 70 KN

- Lo¹i lín : Lb > 7m; Fk > 70 KN

H×nh 1:H×nh d¹ng bªn ngoµi cña m¸y bµo giêng

1- Chi tiÕt cÇn gia c«ng 5- Xµ ngang

2- Bµn m¸y 6- Trô m¸y

3- Dao c¾t 7- Th©n m¸y

4- Bµn dao 8- Hép ®iÒu khiÓn

2 Các chuyển động cơ bản của máy bào giờng

2.1 Chuyển động chính.

- Chuyển động chính của máy bào giờng là chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn máy Trong quá trình làm việc, bàn máy di chuyển qua lại theo các chu kỳ lặp đi lặp lại Mỗi chu kỳ gồm 2 hành trình thuận và ngợc ở hành trình thuận, máy thực hiện gia công chi tiết, gọi là hành trình cắt gọt ở hành trình ngợc, bàn máy chạy về vị trí ban đầu, không thực hiện cắt gọt, nên gọi là hành trình không tải

- Đặc điểm của chuyển động chính máy bào giờng là đảo chiều với tần số lớn Phạm

vi điều chỉnh tốc độ di chuyển bàn máy nằm trong dải rộng và ổn định trong suốt quátrình gia công chi tiết (đặc tính cơ cứng)

- Qúa trình quá độ chiếm tỉ lệ đáng kể trong chu kỳ làm việc, chiều dài bàn máy cànglớn thì quá trình quá độ ảnh hởng càng lớn Để thấy rõ, ta xét đồ thị tốc độ bàn máy

nh sau

- Đồ thị tốc độ bàn máy đợc vẽ trên hình 2

Hình 2: Đồ thị tốc độ bàn máy bào giờng

Đây là dạng đồ thị thờng gặp, trong thực tế còn có nhiều dạng khác đơn giản hoặcphức tạp hơn

Giả thiết bàn máy đang ở đầu hành trình thuận và đợc tăng tốc đến tốc độ Vo = 5 ữ15m/ph (tốc độ vào dao) trong khoảng thời gian t1 Sau khi chạy ổn định với tốc độ

Vo trong khoảng thời gian t2 thì dao cắt vào chi tiết (dao cắt vào chi tiết vói tốc độthấp để tránh sứt dao hoặc h hỏng chi tiết) Bàn máy tiếp tục chạy với tốc độ ổ định

Vo cho hết thời gian t3 thì lại tăng tốc đến tốc độ vth (tốc độ cắt gọt) Trong thời gian t5bàn máy chuyển động với tốc độ Vth và thực hiện gia công chi tiết Gần hết hành trìnhthuận, bàn máy sơ bộ giảm tốc đến tốc độ vo, dao đợc đa ra khỏi chi tiết khi tốc độbàn máy là Vo Sau đó bàn máy đảo chiều sang hành trình ngợc đến tốc độ Vng, thựchiện hành trình không tải, đa bàn máy về vị trí ban đầu Gần hết hành trình ngợc bànmáy giảm tốc độ sơ bộ đến v0, đảo chiều sáng hành trình thuận, thực hiện một chu kìmới

Tốc độ hành trình thuận đợc xác định tơng ứng bởi chế độ cắt; thờng Vth= 5 ữ 120m/ph Tốc độ gia công lớn nhất có thể đạt Vmax = 75 ữ 120 m/ph

Để tăng năng suất của máy, tốc độ hành trình ngợc thờng đợc chọn lớn hơn tốc độ hành trình thuận: Vng= (2 ữ 3)Vth

Năng suất của máy phụ thuộc vào số hành trình kép trong một đơn vị thời gian :

Trong đó : TCK : thời gian của một chu kì làm việc của bàn máy, [s]

tth : thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình thuận, [s]

tng : thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình ngợc, [s]

- Giả sử tốc độ của bàn máy lúc tăng và giảm tốc độ là không đổi thì :

Trong đó : + Lth, Lng : chiều dài hành trình của bàn máy ứng với tốc độ ổn định Vth ,Vng hành trình thuận, ngợc

+Lg.th, Lh.th : chiều dài hành trình bàn máy trong quá trình tăng tốc (gia tốc) và quá trình giảm tốc (hãm) ở hành trình thuận.

+ Lg.ng, Lh.ng : chiều dài hành trình bàn máy trong quá trình tăng tốc, giảm tốc ở hành trình ngợc

+ Vth , Vng : tốc độ hành trình thuận, ngợc của bàn máy

Thay tth (1 - 2) và tng(1 - 3) vào (1 - 1) ta có :

Trong đó : L = Lth + Lg.th + Lh.th = Lng + Lg.th + Lh ng : là chiều dài bàn máy

k = Vth/Vng: là tỉ số giữa tốc độ hành trình ngợc và hành trình thuận tdc: thời gian đảo chiều của bàn máy

Từ (1 - 4) ta thấy: khi đã chọn tốc độ cắt Vth thì năng suất của máy phụ thuộc vào hệ số k và thời gian đảo chiều tdc Khi tăng k thì năng suất của máy tăng, nhng khi k > 3 thì năng suất của máy tăng không đáng kể vì lúc đó thời gian đảo chiều tdc lại tăng Nếu chiều dài bàn Lb > 3 thì tdc ít ảnh hởng đến năng suất máy mà chủ yếu làk

Khi Lbbé, nhất là khi tốc độ thuận lớn thì tdc ảnh hởng nhiều đến năng suất Vì vậy một trong các điều cần chú ý khi thiết kế truyền động chính máy bào giờng là phấn đấu giảm thời gian quá trình quá độ

2.2 Chuyển động ăn dao :

Chuyển động ăn dao là sự dịch chuyển bàn dao sau mõi hành trình kép của chuyển

động chính Cứ sau khi kết thúc 1 hành trình ngợc thì bàn dao lại dịch chuyển theo chiều ngang 1 khoảng gọi là lợng ăn dao

Chuyển động ăn dao làm việc có tính chất chu kỳ Trong mỗi hành trình kép làm việc 1 lần, từ thời điểm đảo chiều từ hành trình ngợc sang hành trình thuận, và kết thúc trớc khi dao cắt vào chi tiết

Cơ cấu ăn dao làm việc với tần số lớn (có thể đạt tới 1000 lần/giờ) Hệ thống di chuyển đầu dao theo 2 chiều (di chuyển làm việc và di chuyển nhanh)

Chuyển động ăn dao có thể thực hiện bằng nhiều hệ thống: cơ khí, điện khí, thuỷ lực, khí nén Nhng thông thờng sử dụng hệ thống điện cơ (động cơ điện và hệ thống

Lợng ăn dao trong một hành trình kép khi truyền động bằng hệ trục vít – êcu đợctính nh sau:

+ t là bớc răng của trục vít hoặc thanh răng

+ T là thời gian làm việc của trục vít hoặc thanh răng

Từ hai biểu thức trên ta thấy: đề chỉnh lợng ăn giao S bằng cánh thay đổi thời gian

có thể sử dụng nguyên tắc hành trình (sử dụng công tắc hành trình) hoặc nguyên tắc thời gian (dùng các rơle thời gian) Các nguyên tắc này đơn giản nhng năng suất máy thờng bị hạn chế Vì lợng ăn giao lớn, thời gian làm việc phải dài, nghĩa là thời gian

đảo chiều từ hành trình thuận sang hành trình ngợc phải dài, mà trờng hợp này khôngcho phép

Để thay đổi tốc độ làm việc, ta có thể dùng nguyên tắc tốc độ: điều chỉnh tốc độ bản thân động cơ hoặc sử dụng hộp tốc độ nhiều cấp Nguyên tắc này tuy phức tạp hơn nguyên tắc trên nhng có thể giữ đợc thời gian làm việc của truyền động nh nhau với các lợng ăn giao khác nhau

2.3 Các chuyển động phụ:

Ngoài chuyển động chính và chuyển động ăn dao Máy bào giờng còn có nhiều chuyển động khác nh :

- Chuyển động chạy nhanh bàn giao, xà máy

- Chuyển động nâng đầu dao trong hành trình ngợc

- Các chuyển động hút (gạt), phoi, bơm dầu, quạt mát

Thông thờng các chuyển động này đợc thực hiện bởi động cơ KĐB ~ 3 pha và namchâm điện

3 Phụ tải của truyền động chính

Phụ tải của truyền động chính đợc xác định bởi lực kéo tổng Nó là tổng của hai thành phần lực cắt và lực ma sát:

Quá trình bào chi tiết ở máy bào giờng đợc tiến hành

với công suất gần nh không đổi tức là lực cắt lớn tơng

Phần II Lựa chọn công suất động cơ truyền động

Đặc điểm cửa truyềnn động chính máy bao giờng la đảo chiều với tần số lớn,

momen khởi động, hãm lớn Quá trình quá độ chiếm tỉ lệ đáng kể trong chu kì

lớnviệc Chiều dài hành trình bàn cũng giảm, ảnh hởng của quá trình quá độ cũng tăng Vì vậy khi chọn công suất truyền động chính máy bao giờng cần xét cả phụ tải tĩnh lẫn phụ tải động

I.Tập hợp số liệu ban đầu

1 Dao cắt :Thép gió P18

2 Trọng lợng bàn máy: Gb = 15000 N

3 Trọng lợng chi tiết: Gct = 70000 N

4 Bán kính quy đổi lực cắt về trục động cơ điện ρ = 0,012

5 Hiệu suất định mức của cơ cấu: η = 0,75

6 Hệ số ma sát giữa bàn với gờ trợt: à = 0,06

7 Chiều dài máy: L = 5 m

8 Mômen quán tính của hệ quy về trục động cơ: j = 0,15 kg.m29.Vật liệu chi tiết gia công : thép

- Tốc độ cắt phụ thuộc vật liệu gia công,vật liệu dao,kích thớc dao dạng,gia công

điều kiện làm mát vvv theo công thức kinh nghiệm

m

2 0 2 1

2 0 8 0

Y S F

X t F

FK2 = 21750 + (70.000 + 15.000 +21750x0,4) x 0,06 = 27370 (N) + Chế độ 3:

87 , 5 0 20

2 0 6 0

- Công suất đầu trục động cơ khi cắt: chính là công suất động cơ trong hành trìnhthuận

η

1000 60

.

th

V F

P = [kw]

+ Chế độ 1: 21.26( )

75,0.10.27,22

10.9,27.13

10.37,27.13

10.88,29.13

có công suất : Pđm ≥Ptt max

Lực cắt

Fz (KN)

Trọnglợng ct

Gb + Gct (N)

Lực kéoFk(N)

Côngsuất đầu trục Pth (KW)

Côngsuất tínhtoán Ptt(KW)

V

V P

Do đó ta chọn động cơ cho truyền động bàn máy bào giờng là động cơ 1 chiều kích từ độc lập Có các số liệu :

Kí hiệu Pđm

(KW) (v/ph)nđm (A)Iđm r+ r cp rCKS(Ω) Số nhánhII 2a (MVA)φ

Uđm(V)

.2

s rad

⇒ kφ = U - I(r + rp)/ω

⇒ kφđm = [Uđm – Iđm.(r + rp)]/ωđm

= [400 – 238 x 0,0295] : 83,7 = 4.7

III Xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần và kiểm nghiểm động cơ đã chọn.

1 Xác định các chế độ làm việc của động cơ trên đồ thị vận tốc bàn máy:

Để kiểm nghiểm động cơ đã chọn theo điều kiện phát nóng ta phải xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần i = f(t); trong đó có xét tới cả chế độ làm việc xác lập và quá trình quá độ

Chia đồ thị tốc độ của động cơ trong một hanh trình kép (hình 4) thanh 14 khoảng từ t1 ữ t14

Hình 4: Đồ thị vận tốc bàn máy bào giờng trong một hành trình kép

Trong đó:

- Khoảng t1 - bàn máy tăng tốc độ tới vo , không cắt gọt tơng ứng với động cơ làm việc không tải (ω1).

- Khoảng t2 - động cơ làm việc với tốc độ ổn định, không tải

- Khoảng t3 - bắt đầu gia công chi tiết, động cơ làm việc với tốc độ ổn định, có tải

- Khoảng t4 - giai đoạn động cơ tăng tốc độ đến ωth tơng ứng với tốc độ Vth với bàn máy, có tải

- Khoảng t5 - giai đoạn cắt gọt, động cơ làm việc với tốc độ ổn định ωth.

- Khoảng t6 - động cơ giảm tốc độ đến ω1, có tải

- Khoảng t6 - động cơ làm việc ổn định với tốc độ ω1 , có tải

- Khoảng t8 - dao ra khỏi chi tiết, động cơ làm việc không tải với tốc độ ω1.

- Khoảng t9,t10 - động cơ đảo chiều từ thuận sang ngợc

- Khoảng t11 - động cơ làm việc không tải với tốc độ ωng tơng ứng với tốc độ ωng của bàn máy

- Khoảng t12 - động cơ giảm tốc độ ở chiều ngợc

- Khoảng t13 - động cơ làm việc ổn định với tốc độ ω1.

- Khoảng t14 - động cơ đảo chiều từ ngợc sang thuận, bàn máy bắt đầu thực hiện một hành trình kép mới

Nh vậy, trong một hành trình kép có các khoảng thời gian động cơ làm việc ổn định không tải là t2,t8,t11,t13 và có tải là t3,t5,t7 Các khoảng thời gian động cơ làm việc ở quá

trình quá độ t1,t4,t6,t9,t10,t12,t14 Ta phải xác định đợc dòng điện động cơ trong tất cả cáckhoảng thời gian đó.

2 Xác định dòng điện phần ứng trong chế độ làm việc ổn định:

Để xác định đợc dòng điện phần ứng trong chế độ xác lập, ta tiến hành xác định đợcmô men điện từ của động cơ, từ đó dựa vào biểu thức mô men điện từ để tính đợc dòng điện phần ứng Do động cơ làm việc với các giá trị phụ tải khác nhau trong một chu kỳ nên ta cần phải tính đợc dòng điện ứng với các chế độ làm việc đó

- Công suất trên đầu trục động cơ khi không tải ở hành trình thuận:

60.1000

0,06 70000).13.

(15000 60.1000

th ).v ct G b

(G p

83,7

3 47.10 4,7.238

(N.m) dm

3 10 dm

P dm I dm k.

o M

- Dòng điện động cơ khi không tải: 118,5 (A)

4,7

557 dm

k.

0

M 0

- Tốc độ động cơ ở hành trình thuận: ωth = Vth/60.ρ

= 13 : (60 x 0,012) = 20,83 (rad/s)

- Mômen điện từ của động cơ ở hành trình thuận khi đầy tải:

(N.m) 1605,07

20,83

3 21,8.10 557

th

3 10 th

P o M th M o M dt.th M

= +

=

+

= +

=

ω

Vậy dòng điện phần ứng là : I = Mđt.th / k.Φđm = 1605,07 : 4,7 = 341,5 (A)

- Công suất động cơ trong hành trình ngợc: Khi dùng phơng pháp điều chỉnh tốc độ bằng các thay đổi điện áp trong mạch phần ứng trong cả dải điều chỉnh thì:

ng

3 10 ng

P o M ng M o M dt.ng M

41,7 1066,8 (

ω

= +

=

+

= +

=

- Dòng điện trong hành trình ngợc: Ing = Mđt.ng / k.Φđm = 1066,8 : 4,7 = 227 (A)

3 Dòng điện trong các khoảng thời gian quá trình quá độ:

Với:

- Đồ thị vận tốc bàn máy, tốc độ động cơ có dạng lý tởng nh hình vẽ I-2

- Hệ thống truyền động điện có các khâu tự động điều chỉnh, đảm bảo hạn chế dòng điện phần ứng và duy trì nó không đổi trong thời gian quá trình quá độ

- Do đó chọn: Iqđ = (2 ữ 2,5) Iđm = 2.238 = 476 (A)

4 Xác định các khoảng thời gian làm việc:

+ Thời gian của quá trình quá độ đợc xác định bằng:

)(

).kI(I

J)

(MM

J

dm c

qd 1

2 c qd

Φω

Mqd, Iqd – Momen, dòng điện động cơ trong quá trình quá độ

Mc, Ic – momen, dòng điện phụ tải của động cơ

ω2, ω1 – tốc độ ở cuối và đầu quá trình quá độ

+ Tính các khoảng thời gian:

)(

).kII

Jt

t

dm c

qd 14

(13,89118,5).4,7

(476

1,25t

(20,83341,5).4,7

(476

1,25t

(30,5118,5).4,7(476

(30,58118,5).4,7(476

∑Li - tổng chiều dai hành trình bàn trong các giai đoạn quá trình quá

độ và các đoạn bàn máy di chuyển với tốc độ V0

(m)

13,9

60

0,09)12,5.(0,09

0,024)0,016

0,01610.(0,024

0,027)5.(0,027

14

60

)tt12,5(

)tttt10(

)tt

++

++

+

−

=

++

++++

s

=

=t5

- Tơng tự t11 là thời gian ngợc không tải

(m)

5.0,02715.0,08

30.0,1214

60

t5

tt

15

t30

L

=

++

+

−

=

++

+

−

=

04,0.10

.10

Vậy 0,31 ( )

45

91,13

s

=

=

t11

5 Xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần: i = f(t)

Dựa vào giá trị dòng điện và các khoảng thời gian tơng ứng đã đợc xác định ở trên,

ta vẽ đợc đồ thị phụ tải toàn phần nh hình vẽ 5

Hình 5 : Đồ thị dòng điện toàn phần của động cơ truyền động bàn máy bào giờng

6 Kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện phát nóng và quá tải về mômen:

+ Từ đồ thị dòng điện toàn phần ta tính đợc dòng điện đẳng trị

- Biểu thức dòng điện đẳng trị:

- Điều kiện kiểm nghiệm: IđmĐ ≥ Iđt

tttttttttttttt

)ttt(I)tttt(I)ttttttt

(

I

I

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

7 5 3

2 th 13 11 8 2

2 0 14 12 10 9 6 4 1

2

qd

dt

+++++++++++++

+++

++++

++++++

- Điều kiện kiểm nghiệm:

λ

M

Mdm ≥ LVMAX

Với λ = (2 ữ 4) là hệ số quá tải động cơ

- Momen cực đại của động cơ: MLVMAX = kφđm Iqđ; Mđm = kφđm Iđm

Do Iqđ = 2,5.Iđm nên MLVMAX = 2,5.Mđm

Vậy động cơ đã chọn phù hợp với yêu cầu công nghệ MBG là:

- Máy phát điện một chiều (F) phát điện áp đặt lên phần ứng động cơ Đ.

- Động cơ (Đ) kéo bàn máy chuyển động

- Máy phát tốc (FT): phát ra điện áp phản hồi lên cuộn dây kích từ CK4

- Cuộn CK1 :là cuộn chủ đạo

- Cuộn CK4 :Là cuộn nhận phản hồi tốc độ

2 Nguyên lí hoạt động của hệ thống :

- Động cơ (AK) kéo máy phát (F) và máy khuyếch đại từ trờng ngang (MKĐ)quay với tốc độ không đổi

- Máy khuyếch đại (MKĐ) cấp kích từ cho máy phát F và máy phát F phát ra

điện áp một chiều đặt lên phần ứng động cơ làm cho động cơ Đ quay

- Máy phát tốc (FT) đợc gắn đồng trục với động cơ Đ phát ra điện áp phản hồi lêncuộn kích từ của MKĐ

+ Nguyên lí điều chỉnh tốc độ:

Khi ta thay đổi điện áp chủ đạo (Ucđ) đặt vào cuộn chủ đạo (CK1) sẽ làm chosuất điện động F1 thay đổi  dẫn đến điện áp đầu ra của MKĐ (đặt lên cuộn CKF)thay đổi  nên điện áp đặt lên phần ứng (U ) cũng thay đổi và làm cho tốc độ độngcơ nĐ thay đổi

RRCB

∅

Đ

F T AK

- Khi đó STĐ tổng của MKĐ : F = F1 – F4.

- Khi khởi động nĐ nhỏ  F4 nhỏ  F lớn  làm cho máy khởi động nhanh.Nhng nếu gia tốc khởi động quá lớn  tăng nhanh (F = i.W)  F giảm và duy trì gia tốc khởi động

- Nếu có sự biến động của phụ tải làm cho nĐ thay đổi  F4 thay đổi và làm cho F thay đổi theo hớng ổn định tốc độ

- Trong quá trình làm việc khi cần dừng động cơ Đ, ngời ta cho F1 = 0 để cho

U = 0  nĐ = 0 Tuy nhiên do máy phát có từ d cho nên điện áp: phát ra của nó vẫn

có giá trị (3 ữ 6%)Uđm làm cho động cơ Đ quay với tốc độ thấp đợc gọi là ‘’tốc độ

bò ‘’ Nhờ có khâu phản hồi âm tốc độ mà khi F1=0  F= - F4 ngợc chiều với suất

điện động ban đầu nên điện áp đầu ra của MKĐ đồi chiều, khử từ d của máy phát

và khử đợc tốc độ bò của động cơ

- Trong thực tế ngời ta cũng có thể thay các khâu phản hồi âm áp dơng dòng, phản hồi mềm sức điện động máy phát thay thế cho khâu phản hồi âm tốc độ, mà tính năng làm việc có kết quả tơng tự

- Hệ thống sử dụng nhiều máy điện quang nên gây tiếng ồn lớn

- Hệ thống cồng kềnh, chiếm diện tích lớn, nên làm tăng kích thớc của máy

- Và do có nhiều khâu trung gian tham gia nên hiệu suất của hệ thống không cao

- Tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ của máy mà BBĐ có thể là 1 bộ hay nhiều bộ,

sử dụng 1 pha hay 3 pha và có thể dùng chỉnh lu hình tia hay hình cầu

~3pha

DĐ

Hình2-2

- Để điều chỉnh tốc độ động cơ, ta đặt tín hiệu điều khiển ĐK lên biến trở R và

đa vào bộ phát xung (BFX) rồi đa tín hiệu đến bộ biến đổi

- Hệ thống sử dụng khâu phản hồi tốc độ, lấy từ máy phát tốc (FT) để nâng cao tính ổn định tốc độ của động cơ, và cả hệ thống

- Khả năng làm việc ổn định với phụ tải nhỏ khá hạn chế

- Hệ số cosϕ nói chung của hệ thống (0,6 ữ 0,65)

- Khi hệ thống truyền động có công suất lớn, dòng điện không sin gây ra tổn hao phụ trong hệ thống và ảnh hởng đáng kể đến đện áp của lới

*Qua phân tích sơ bộ hai phơng án truyền động trên: Hệ thống truyền động F - Đ

và T - Đ

Ta thấy :

Mỗi hệ thống đều có những u điểm riêng và nhợc điểm riêng Nhng nhìn

chung, điều khiển động cơ bằng bộ biến đổi thyris tor là phơng pháp linh hoạt nhất hiện nay Nó cho phép dùng những tín hiệu công suất nhỏ lấy từ các khí cụ không tiếp điểm để tạo ra đợc các đặc tính tĩnh và động của động cơ thoả mãn yêu cầu công nghệ

Dùng thyris tor ta có thể thực hiện nhiều trạng thái mà hệ thống F - Đ cũng nh các

hệ khác không thể hoặc khó thực hiện đợc Nhờ BBĐ thyris tor mà các trạng thái ỡng bức của truyền động điện trở nên ổn định hơn Vì thyris tor không có quán tính nên trong hệ truyền động chỉ còn hai nơi tích luỹ năng lợng, đợc đặc trng bởi hai l-ợng quán tính : quán tính cơ của phần ứng động cơ mang bộ phận làm việc của máy

c-và quán tính điện trở của máy phản ứng

Do đó so với hệ F - Đ sử dụng hệ T - Đ có quá trình quá độ hợp lí hơn, nên ta có thể tạo ra đợc những thiết bị tổ hợp hiện đại về công nghệ, để gia công các sản phẩm với chất lợng tốt hơn và tốc độ cao hơn

Ngoài những u điểm nổi bật của hệ truyền động T - Đ nh đã kể ở trên thì: độ tin

CKĐ

FT

gây ồn ào , giá thành hạ hơn là điều kiện để chúng ta lựa chọn làm hệ truyền động cho bàn máy của máy bào giờng

Nguyên lí hoạt động và cấu tạo chi tiết của hệ thống đợc trình bày ở chơng sau

+ Đảo chiều quay động cơ nhờ dòng kích từ

+ Đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dòng phần ứng

Tuy nhiên sử dụng phơng pháp đảo chiều dòng kích từ có nhiều hạn chế , do cuộncảm có hệ số tự cảm lớn ( quán tính từ lớn ) nên làm tăng thời gian đảo chiều ,không thoả mãn cho truyền động máy bào giờng Vì vậy ta chỉ xet quá trình đảochiều động cơ bằng đảo chiều dòng phần ứng

1.Các phơng pháp đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dòng phần ứng

Đối với hệ truyền động T-Đ để đảo chiều dòng phần ứng động cơ có hai cách cơbản:

+ Đảo chiều nhờ các tiếp điểm công tắc tơ đặt trên mạch phần ứng

+ Đảo chiều quay nhờ hai BBĐ thyris to mắc song song ngợc

Đảo chiều dòng đIện phần ứng bằng các tiếp đIểm cơ khí :

Sơ đồ truyền động :

Trên sơ đồ : Cuộn kích từ CKĐ đợc cấp nguông bởi một bộ chỉnh lu CL2

Bộ chỉnh lu CL1 chỉnh lu ra dòng đIện một chều có chiều không đổi nhng phía

đầu ra , trớc khi đua vào phần ứng động cơ , ngời ta bố trí các tiếp đIểm công tắc tơ

T và N sao cho khi đIều khiển các công tắc tơ này đóng tiếp đIểm thì đảo đợc chiềudòng đIện phần ứng , dẫn đến đảo đợc chiều quay động cơ

Phơng pháp này chỉ sử dụng cho các truyền độn công suất nhỏ vì dong hồ quangphát ra giữa các tiếp đIểm lớn Mặt khác do quán tính cơ đIện của các khí cũ lớnnên tần số đảo chiều không cao , không phù hợp cho truyền động bàn máy bào gi-ờng

a Đảo chiều quay dòng điện phần ứng bởi hai bộ chỉnh lu cầu thyristo

mắc song song ngợc.

Sơ đồ truyền động :

Trên sơ đồ : + cuộn dây kích từ CKĐ đợc cấp nguồn bỏi CL3

với dòng điện có chiều không đổi

+Phần ứng động cơ đợc cấp nguồn bởi 2 bộ chỉnh lu CL1 và CL2 mắc songsong ngợc

+ Muốn đảo chiều quay động cơ , ta đa tín hiệu đIều khiển vào 2 bộ chỉnh lusao cho CL1 hoặc CL2 mở để thay đổi chiều dòng đIện phần ứng ITvà IN

Phơng pháp này , vì sử dụng các khí cụ không tiếp đIểm nên quá trình đảo chiều

êm , diễn ra nhanh , nhng đòi hỏi mạnh lực phức tạp hơn Quá trình đảo chiều còn phụ thuộc vào việc lựa chọn phơng pháp đIều khiển , đó là phơng pháp đIều khiển chung hay riêng :

+ Phơng pháp đIều khiển chung : Tại một thời đIểm cả 2 BBĐ nhận đợc xung

mở , nhng chỉ có một BBĐ cấp dòng cho nghịch lu , còn BBĐ kia làm việc ở chế

độ chờ Phơng pháp này có các đặc tính cơ của hệ thống ở chế độ động và chế độ

+ Phơng pháp đIều khiển riêng : Khi đIều khiển riêng 2 BBĐ làm việc riêng rẽ

nhau TạI một thời đIểm chỉ phát xung đIều khiển vào 1 BBĐ còn bộ kia bị xoá do

không có xung đIều khiển Phơng pháp này , dặc tính đảo chiều của nó không tốt

bằng phơng pháp đIều khiển chung , do có một khoảng thời gian trễ , Tuy nhiên nó

lạI có u đIểm hơn là làm việc an toàn vì không có dòng cân bằng chạy qua giữa các

BBĐ , và hệ thống đIều khiển đỡ phức tạp hơn Do vậy ta chọn phơng pháp này để

đIều khiển truyền động đIện cho bàn máy bào giờng

Sơ đồ nguyên lí mạch động lực truyền động bàn máy bào giờng 7210

Để đảm bảo phù hợp với các yêu cầu truyền động , phơng pháp đảo chiều và

yêu cầu công nghệ nói chung Mạch lực của truyền động bàn máy bào giờng đợc

thiết lập nh sau :

a Sơ đồ nguyên lí : ( hình 3-4)

Trên sơ đồ :

+ AP là áp tô mát nguồn , làm nhiệm vụ đóng cắt nguồn và bảo vệ ngắn mạch

phía sơ cấp MBA

+ BA là máy biến áp 3 pha , biến điện áp lới thành điện áp phù hợp với yêu cầu

của bộ chỉnh lu và phù hợp đIện áp đặt lên phần ứng động cơ

+ K là tiếp đIểm thờng trở của công tắc tơ , đóng cắt nguồn sau biến áp

+ T1 là bộ biến dòng , cấp phản hồi âm dòng đIện đa tín hiệu đến khâu hạn chế

+ KH: cuộn kháng lọc san bằng , có chức năng san bằng dòng đIện mạch phầnứng động cơ, triệt tiêu các sóng hàI bậc cao.

+ H, RH : là tiếp đIểm , đIện trở hãm khống chế quá trình hãm động năng độngcơ khi dừng

+ Để đIều khiển mạch động lực , ta sử dụng bộ logics LOG tác động lên hai bộphát xung PX1 và PX2 và dẫn tín hiệu đIều khiển đến hai bộ biến đổi mở van:BBĐ1,BBĐ2

+ Đ : là động cơ 1 chiều , kích từ độc lập , kéo bàn máy chuyển động

β b.Nguyên lí làm việc của mạch động lực :

* Để khởi động , đóng AP cấp đIện cho BA, ấn nút khởi động , công tắc tơ K

đóng cấp đIện cho các BBA thyris to cấp nguồn cho phần ứng động cơ , và bộchỉnh lu đIốt cấp nguồn cho cuộn kích từ động cơ CKĐ Tuỳ thuộc vào tín hiệu chủ

đạo ở mạch khuyếch đạI trung gian mà BBĐ1 hay BBĐ2 làm việc(BBĐ1 làm việc thìBBĐ2 khoá và ngợc lạI) Động cơ Đ đợc cấp nguồn và quay kéo theo máy phát tốc(FT) quay đa tín hiệu phản hồi âm tốc độ về mạch đIều khiển , để ổn định tốc độ

Sự làm việc của 2 BBĐ mắc song song ngợc do tín hiệu sung ở mạch đIều khiểnquyết định Khi muốn dừng ấn nút dng ở mạch khống chế , cắt nguồn K mở tiếp

đIểm đồng thời cắt nguồn cho H đóng lạI thực hiện hãm động năng động cơ quaRH

* Hoạt động của các BBĐ:

Hai bộ biến đổi BBĐ1,BBĐ2 là hai bộ chỉnh lu cầu 3 pha đối xứng mắc songsong ngợc Mỗi bộ đều có hai nhóm thyris to là nhóm anốt chung và nhóm katốtchung Mối nhóm van cùng tên của 2 BBĐ đều có van ở vị trí giống nhau, việckhống chế 2 BBĐ theo nguyên tắc độc lập Do đó khi xét các BBĐ này ta chỉ xéthoạt động của 1 bộ , còn bộ kia hoàn toàn tơng tự

Sơ đồ chỉnh lu cầu 3 pha đối xứng gồm có 6 thyris to chia thành 2 nhóm :

+Nhóm katốt chung gồm 3 thyris to :T1,T3,T5

+Nhóm anốt chung gồm 3 thyris to : T2,T4,T6

Điện áp các pha thứ cấp MBA có phơng trình :

Ua = U2 sinωt

Ub = U2sin(ωt-2π/3)

Uc = U2sin(ωt-4π/3)

Góc mở α đợc tính từ giao đIểm của các nửa hình sin , khảo sát khi hệ thống

đang làm việc ổn định Xét trong chu kì đIện áp nguồn , với giả thiết T5 vàT6 đangcho dòng chạy qua Giản đồ đIện áp và dong đIện sau chỉnh lu nh (hình 3-5)