Thiết kế hệ thống truyền động điện BBĐ van-Động cơ một chiều không đảo chiều quay

GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN Lời Nói Đầu Trong công xây dựng phát triển đất nước ta bước vào thời kỳ cơng nghiệp hố - đại hoá với thành tựu đạt củng khó khăn thách thức đặt Điều đặt cho hệ trẻ nói chung kỹ sư “Nghành tự động hoá - cung cấp điện” nói riêng nhiệm vụ quan trọng Đất nước cần đội ngũ lao động có trí thức lịng nhiệt huyết để phục vụ phát triển đất nước Sự phát triển nhanh chóng cách mạng khoa học kỹ thuật nói chung lĩnh vực điện - điện tử nói riêng làm cho mặt xã hội thay đổi ngày Trong hồn 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 sâu rộng Em giao cho làm đồ án môn học với nội dung đề tài “Thiết kế hệ thống truyền động điện BBĐ van-Động chiều không đảo chiều quay” Với lỗ lực thân giúp đỡ tận tình giảng viên Nguyễn Thị Thành ,đến đồ án em hoàn thành Do kiến thức chun mơn cịn hạn chế, tài liệu tham khảo có hạn, nên đồ án em khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong bảo, góp ý thầy, giáo bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN CHƯƠNG 1:PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Khi thiết kế hệ thống truyền động điện người thiết kế phải đưa nhiều phương án để giải Nhiệm vụ người thiết kế phải tìm phương án tối ưu phù hợp với yêu cầu đặt Trước hết yêu cầu kỷ thuật sau yêu cầu kinh tế Việc lựa chọn phương án truyền động có ý nghĩa quan trọng thiết kế ảnh hưởng trực tiếp đến dây chuyền sản xuất chất lượng sản phẩm hiệu kinh tế 1.1) Phân tích chọn động truyền động Để thiết kế hệ truyền động phù hợp với yêu cầu người ta đưa nhiều phương án khác nhau, sau sánh phương án phương diện kinh tế kỹ thuật để chọn phương án tối ưu Theo yêu cầu đề tài, em lựa chọn động truyền động động chiều kích từ độc lập Trong thực tế động điện chiều kích từ độc lập thường có phương pháp điều chỉnh tốc độ sau ∗ Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng ∗ Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng ∗ Điều chỉnh từ thông kích từ 1.1.1 Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng a ) Sơ đồ nguyên lý GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN ω H1.1 sơ đồ nguyên lý ωο Giả thiết : tn U = Uđm = const r f1 ΦΦ = Φđm = const r f2 R = Var m b ) Phương trình đặc tính h3 U R +R f ω = ®m *M K Φ ®m (K Φ ®m)2 r f3 H1.2 Đường đặc tính c ) Dạng đặc tính Khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng ta có dạng đặc tính hình H1.2 d ) Nhận xét Từ phương trình đặc tính dạng đặc tính ta thấy thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng (tăng Rf) làm cho : ∗ Đặc tính mềm R + Rf ∗ Độ sụt tốc độ ∆ω = (K Φ dm)2 M tăng lên GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN (K Φ dm)2 R + Rf ∗ Độ cứng đặc tính β = ∗ Mức độ phù hợp tải giảm P = U.I = const Φ M = K Iư = const 1.1.2 Thay đổi điện áp cấp cho mạch phần ứng a) Sơ đồ nguyên lý tổng quát H1.3 sơ đồ thay Trong : BBĐ : biến đổi dùng để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp chiều điều chỉnh sức điện động Eb theo yêu cầu Rb : điện trở mạch phần ứng Rư : điện trở biến GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN đổi phụ thuộc vào loại thiết bị Giả thiết : U = Var Φ = Φ dm = const R=const b) Phương trình đặc tính ω= Eb RΣ M K Φ dm (K Φ m)2 Với RΣ =Rư+Rb c) Dạng đặc tính Khi thay đổi điện áp mạch phần ứng động ta họ đặc tính song song với hình vẽ d) Nhận xét Khi thay đổi điện áp mạch phần ứng ta có tốc độ không tải lý tưởng ωox = E bx K Φ ®m khác Độ cứng β = const Mức độ phù hợp tải [Mc] = K Φ đm.Iđm= P = U.I = var Mđm = const Dải điều chỉnh rộng ,điều chỉnh trơn vô cấp Sai số tốc độ nhỏ ,dể tự động hoá GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN Khả tải lớn tổn thất lượng nhỏ Phương pháp điều chỉnh điện áp mạch phần ứng phương pháp triệt để kể không tải lý tưỡng điều chỉnh tốc độ vùng tải 1.1.3 Thay đổi từ thơng kích từ a) Sơ đồ ngun lý Khi thay đổi từ thơng kích từ động chiều kích từ độc lập điều chỉnh mơ men điện từ động M =K Φ Iư điều chỉnh sức điện động quay E =K Φ ω động Do kết cấu máy điện nên ta thường giảm từ thông Φ Giả thiết U = Uđm = const R = const Φ = Var b) Phương trình đặc tính ω= U dm R M K Φ (K Φ)2 ωox = Tốc độ khơng tải lý tưỡng : Độ cứng đặc tính : β= U ®m =var KΦx (K Φ x )2 =var R GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH đặc tính điện : SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN Inm = U ®m R = const Dạng đặc tính e ) Đặc tính Đặc tính điện d) Nhận xét: Ta thấy mạch kích từ động mmột chiều kích từ độc lập mạch phi tuyến hệ điều chỉnh từ thông củng phi tuyến Khi giảm từ thơng mức độ tốc độ động tăng lênvà đồng thờiphải đảm bảo điều kiện chuyển mạch cổ góp Nhưng giảm từ thơng φ q nhiều giảm φ qn tính tốc độ ω thay đổi chậm so với từ thông φ nên E = Kφ.ω giảm → Iư tăng lên → M = Kφ.Iư tăng lên Mặt khác φ giảm nhiều Iư tăng lớn gây nên sụt áp mạch phần ứng tăng lên → công suất động giảm → tốc độ giảm Như điều chỉnh giảm từ thông φ GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH ∗ Độ cứng đặc tính giảm β = SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN (K Φ x )2 R ↓↓ ∗ Sai lệch tĩnh tăng lên ∗ Hệ thống có giải điều chỉnh hẹp ∗ Phương pháp thay đổi từ thông phù hợp với tải  Pc = U.I = const  Mc = var * Tuy nhiên phương pháp lại có tiêu kinh tế cao ,tổn thất lượng nhỏ Qua phân tích cụ thể phương pháp điều chỉnh tốc độ ta thấy mổi phương pháp điều chỉnh có ưu nhược điểm riêng phù hợp với yêu cầu công nghệ Căn công nghệ đề tài ta thấy phương pháp thay đổi tốc độ cách điều chỉnh điện áp mạch phần ứng động có nhiều ưu điểm bật phù hợp với yêu cầu truyền động ăn dao máy doa như: • • • • • Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng Điều chỉnh trơn điều chỉnh vô cấp Sai lệch tĩnh nhỏ , β=const toàn dải điều chỉnh Dể thực tự động hoá Mức độ phù hợp tải • Mc = const • Pc = var Do ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp mạch phần ứng động 1.2 Phân tích chọn biến đổi chỉnh lưu Từ phân tích ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp mạch phần ứng Phương pháp phải dùng biến đổi (BBĐ) BBĐ khâu quan trọng hệ thống truyền động điện yếu tố GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN định đến chất lượng hệ thống Sau ta đưa phương án để lập hệ điều áp sau Phương án I : Hệ thống van - động (T - Đ) Phương án II : Hệ thống máy phát- động (F- Đ) Phương án III: Hệ thống xung áp - động (ĐAX - Đ) 1.2.1 Hệ thống van động (T-Đ) a) Sơ đồ khối b) Nguyên lý làm việc Bộ biến đổi biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp chiều Khi thay đổi giá trị điện áp Uđk ta thay đổi góc điều khiển α nhờ thay đổi sức điện động biến đổi Eb = Ebm.cosα → thay đổi điện áp đặt vào mạch phần ứng động Ud = f(α) → thay đổi tốc độ động c) Phương trình đặc tính E cosα - ΔU V R b + R + R ck ω = bm *M K Φ dm (K Φ dm)2 GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN Khi bỏ qua sụt áp thuận van →∆UV = E cosα R b + R + R ck ω = bm *M K Φ dm (K Φ dm)2 Trong : E b = E bm.cosα : Sức điện động biến đổi Rb, Rư , Rck : Điện trở biến đổi ,phần ứng động ,cuộn kháng d) Dạng đặc tính Khi thay đổi giá trị góc điều khiển α=0÷1800 Eb =-Ebm÷ Ebm ta nhận họ đường thẳng song song với bố trí nửa mặt phẳng bên phải hệ trục (M ,ω) hình vẽ bên (H 12) e) Nhận xét ưu nhược điểm BBĐ van-động Ưu điểm : • Điều chỉnh trơn điều chỉnh vơ cấp • Dể dàng điều chỉnh ,tác động nhanh 10 ... CHƯƠNG 1:PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Khi thiết kế hệ thống truyền động điện người thiết kế phải đưa nhiều phương án để giải Nhiệm vụ người thiết kế phải tìm phương án tối ưu phù... án để lập hệ điều áp sau Phương án I : Hệ thống van - động (T - Đ) Phương án II : Hệ thống máy phát- động (F- Đ) Phương án III: Hệ thống xung áp - động (ĐAX - Đ) 1.2.1 Hệ thống van động (T-Đ)... phương án truyền động có ý nghĩa quan trọng thiết kế ảnh hưởng trực tiếp đến dây chuyền sản xuất chất lượng sản phẩm hiệu kinh tế 1.1) Phân tích chọn động truyền động Để thiết kế hệ truyền động phù