Đề tài : Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ Chỉnh lưu – động cơ một chiều

Tham khảo luận văn - đề án ''đề tài : thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ chỉnh lưu – động cơ một chiều'', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc thầy giáo, cô giáo Khoa Điện – trường Đại học SPKT Vinh dạy dỗ trang bị cho em kiến thức chuyên ngành quý giá năm học vừa qua Đặc biệt Th.S Vũ Anh Tuấn - Người trực tiếp hướng dẫn em thực đề tài Qua em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Do trình độ thời gian nghiên cứu có hạn chế, nên khơng tránh khỏi thiếu sót, nhược điểm Vì vậy, em mong nhận quan tâm, đóng góp ý kiến cách thẳng thắn, chân thành thầy, cô giáo Khoa độc giả để đề tài ngày hoàn thiện, đầy đủ, có ý nghĩa lý luận ngồi thực tiễn Một lần em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày 30 tháng năm 2011 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thắm GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -1- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN Hình 1-1: Hình dạng bên ngồi máy doa 12 Hình1-2: Sơ đồ hệ thống truyền động ăn dao máy doa 2620……………… 16 Hình 2-1: Hệ truyền động T – Đ đảo chiều dịng kích từ 20 Hình 2-2: Sơ đồ khối hệ thống T – Đ nhờ đảo chiều dòng phần ứng 21 Hình 2-3: Sơ đồ khối hệ thống T – Đ 22 Hình 2-4: Sơ đồ đặc tính hệ T – Đ .23 Hình 2-5: Sơ đồ chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng 26 Hình 2-6: Phương án cấp xung chỉnh lưu cầu pha 27 Hình 2-7: Sơ đồ chỉnh lưu cầu pha điều khiển không đối xứng 27 Hình 2-8: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL - Đ hình tia pha sơ đồ thay 28 Hình 2-9: Đồ thị chỉnh lưu Tiristor hình tia pha 30 Hình 2-10: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL- Đ hình cầu pha sơ đồ thay .31 Hình 2-11: Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu ba pha 33 Hình 2-12: Sơ đồ mạch điều khiển riêng rẽ 37 Hình 2-13: Sơ đồ nối song song ngược hệ thống CL – Đ 38 Hình 2-14: Mạch động lực thiết bị bảo vệ 49 Hình 3-1: Sơ đồ khối khâu phát xung theo nguyên tắc pha đứng 53 Hình 3-2: Nguyên lý điều khển chỉnh lưu 55 Hình 3-3: Mạch tạo xung cưa giản đồ thời gian 56 Hình 3-4: Mạch dùng hai Transitor 57 Hình 3-5: Đồ thị điện áp khâu tạo xung 58 Hình 3-6: Sơ đồ dùng IC khuếch đại thuật toán 59 Hình 3-7: Sơ đồ mạch tạo xung cưa 60 Hình 3-8: Sơ đồ mạch mạch so sánh 61 Hình 3-9: Giản đồ điện áp khâu so sánh 63 Hình 3-10: Sơ đồ nguyên lý mạch sửa xung 64 Hình 3-12: Sơ đồ nguyên lý mạch khuyếch đại truyền xung 66 Hình 3-13: Giản đồ điện áp đầu biến áp xung .67 Hình 3-14: Sơ đồ nguyên lý mạch truyền xung 68 Hình 3-15: Sơ đồ tổng hợp mạch điều khiển hệ thống .69 Hình 3-16: Hình chiếu lõi biến áp xung 71 Hình 3-17: Sơ đồ mạch tạo nguồn nuôi 74 Hình 3-18: Sơ đồ khối tạo điện áp chủ đạo .74 Hình 3-19: Sơ đồ khối phản hồi âm dòng điện 75 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -2- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3-20: Khâu phản hồi tốc độ .76 Hình 3-21: Sơ đồ tổng hợp mạch khuếch đại trung gian 77 Hình 3-22: Sơ đồ chân IC TL 084 .78 Hình 5-1: Sơ đồ thay mạch chỉnh lưu điều khiển 86 Hình 5-2: Sơ đồ cấu trúc khâu chỉnh lưu 87 Hình 5-3: Sơ đồ thay động điện chiều .87 Hình 5-4: Sơ đồ cấu trúc động điện chiều .88 Hình 5-5: Sơ đồ cấu trúc hệ thống .89 Hình 7-1: Thư viện khối chuẩn Simulink 100 Hình 7-2: Đồ thị mô tả biến đổi hệ thống 104 Hình 7-3: Kết mô hoạt động động điện chiều……………….105 Hình 7-4: Kết mơ hoạt động mạch vịng dịng điện 106 Hình 7-5: Kết mô khâu phản hồi tốc độ hệ truyền động 106 Hình 7-6: Kết mơ khâu phản hồi tác động 108 DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -3- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH TT 10  KÝ HIỆU Đ ĐB BBĐ STĐ MFT MBA BAX KĐTG KĐTT MĐKĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NỘI DUNG Động Đồng Bộ biến đổi Sức từ động Máy phát tốc Máy biến áp Biến áp xung Khuếch đại trung gian Khuếch đại thuật toán Máy điện khuếch đại MỤC LỤC PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ MÁY DOA NGANG 2620A 10 Chức năng, công dụng máy doa .10 Phân loại máy doa 10 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -4- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Kết cấu máy doa 2620A 11 Đặc điểm công nghệ .11 Yêu cầu truyền động điện máy doa 12 5.1 Truyền động .12 5.2 Truyền động ăn dao 12 5.3 Thông số kỹ thuật .12 Các chế độ vận hành máy 13 Các yêu cầu trang bị điện cho truyền động ăn dao máy doa 2620A 13 7.1 Phạm vi điều chỉnh tốc độ 13 7.2 Độ trơn điều chỉnh .13 7.3 Độ ổn định tốc độ làm việc 13 7.4 Sự phù hợp đặc tính điều chỉnh đặc tính 14 7.5 Yêu cầu tự động hạn chế phụ tải 14 7.6 Yêu cầu hãm dừng xác .15 7.7.Yêu cầu đảo chiều………………………………………………………….15 7.8 Yêu cầu kinh tế 15 Sơ đồ truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 15 PHẦN II: THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG 19 I KHÁI QUÁT CHUNG 19 II HỆ THỐNG CHỈNH LƯU - ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 20 Hệ truyền động chỉnh lưu – động chiều 20 Một số hệ truyền động T – Đ 20 Sơ đồ khối hệ truyền động Tiristor – động (T – Đ ) 21 3.1 Giới thiệu sơ đồ: 21 3.2 Nguyên lý làm việc .22 3.3 Họ đặc tính hệ thống T – Đ 23 Đánh giá chất lượng hệ thống T – Đ 24 4.1 Ưu điểm: 24 4.2 Nhược điểm: 24 III LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠCH CHỈNH LƯU 25 Mạch chỉnh lưu cầu pha 26 1.1 Mạch chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng .26 1.1.1 Sơ đồ nguyên lý 26 1.1.2 Nguyên lý hoạt động .26 1.2 Mạch chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng .27 1.2.1 Sơ đồ nguyên lý 27 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -5- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2.2 Nguyên lý hoạt động .27 Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha 28 2.1 Sơ đồ nối dây hình tia ba pha 28 2.2 Đặc điểm sơ đồ hình tia ba pha 29 2.3 Nguyên lí làm việc .29 Sơ đồ hình cầu 31 3.1 Sơ đồ nguyên lý 31 3.2 Đặc điểm sơ đồ chỉnh lưu cầu .32 3.3 Nguyên lí làm việc sơ đồ cầu .32 Kết luận 34 IV LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐẢO CHIỀU 35 V PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN 37 Phương án điều khiển riêng rẽ (điều khiển độc lập) .37 Phương án điều khiển chung (phụ thuộc) 37 VI TÍNH CHỌN THIẾT BỊ MẠCH ĐỘNG LỰC .39 Chọn động truyền động 39 Các thông số lại động .39 Tính chọn van động lực 40 Tính tốn máy biến áp chỉnh lưu 42 Tính chọn cuộn kháng cân 43 Tính chọn cuộn kháng san 44 Tính chọn thiết bị mạch bảo vệ .46 7.1 Bảo vệ nhiệt độ cho van bán dẫn 46 7.2 Bảo vệ dòng điện cho van 47 7.3 Bảo vệ điện áp cho van .48 VII XÂY DỰNG SƠ ĐỒ MẠCH LỰC 48 1.Giới thiệu thiết bị sơ đồ: 50 Nguyên lý làm việc mạch động lực 50 PHẦN III: THIẾT KẾ MẠCH PHÁT XUNG ĐIỀU KHIỂN .52 I KHÁI QUÁT CHUNG 52 II CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÁT XUNG ĐIỀU KHIỂN 52 Phương pháp phát xung điều khiển theo nguyên tắc pha đứng 52 Phương pháp phát xung điều khiển sử dụng điốt hai cực gốc (UJT ) 53 Phương pháp phát xung điều khiển theo pha ngang .53 III PHÁT XUNG ĐIỀU KHIỂN THEO NGUYÊN TẮC PHA ĐỨNG 53 Sơ đồ khối hệ thống điều khển theo nguyên tắc pha đứng 53 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -6- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1 Giới thiệu sơ đồ 53 1.2 Nguyên lý làm việc .54 Các khâu mạch phát xung điều khiển theo nguyên tắc pha đứng .55 2.1 Mạch đồng hóa phát xung cưa (khâu đồng pha) .55 2.1.1 Sơ đồ sử dụng Transitor tụ điện 56 2.1.2 Sơ đồ dùng hai transistor 57 2.1.3 Sơ đồ dùng IC khuếch đại thuật toán 59 2.2 Khâu so sánh .60 2.3 Khâu tạo xung 63 2.3.1 Mạch sửa xung 64 2.3.2 Mạch khuếch đại truyền xung 65 IV TÍNH CHỌN THIẾT BỊ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 69 Tính chọn BAX 69 Tính tầng khuếch đại cuối 71 Tính chọn C2 R11 .71 Tính chọn tầng so sánh 72 Tính chọn khâu đồng pha (mạch đồng hóa) .72 Tính chọn khâu tạo điện áp chủ đạo .72 V THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI TRUNG GIAN 72 Mạch tạo nguồn nuôi 73 Khối tạo điện áp chủ đạo 74 Khâu phản hồi âm dịng có ngắt 74 Khâu tổng hợp mạch vòng tốc độ 75 VI TÍNH CHỌN THIẾT BỊ MẠCH KHUẾCH ĐẠI TRUNG GIAN 77 Tạo nguồn nuôi .77 Tính chọn IC khuếch đại thuật tốn .77 Tính chọn khâu phản hồi tốc độ 78 Tính chọn khâu phản hồi âm dòng điện 79 Hệ số khuếch đại chỉnh lưu K  79 Hệ số khuếch đại động KĐ .80 Hệ số khuếch đại trung gian KTG 80 PHẦN IV: XÂY DỰNG VÀ THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 83 Nguyên lý làm việc mạch động lực 83 Nguyên lý làm việc mạch điều khiển 83 2.1 Nguyên lý ổn định tốc độ điều chỉnh tốc độ 83 2.2 Khả hạn chế phụ tải 84 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -7- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3 Quá trình đảo chiều động .84 2.4 Hãm dừng 84 PHẦN V: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG 85 I ĐẶT VẤN ĐỀ 85 II XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG 85 Mơ tả tốn học chỉnh lưu điều khiển 85 Mơ tả tốn học động điện chiều kích từ độc lập .86 Bộ khuyếch đại tỷ lệ máy phát tốc 88 Xây dựng sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống kín với phản hồi .88 4.1 Khảo sát chế độ động hệ thống 88 4.2 Xây dựng hàm truyền hệ thống 89 III XÁC ĐỊNH HÀM TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG 91 Hàm truyền khâu phản hồi tốc độ .91 Hàm truyền khâu phản hồi âm dòng điện 91 Hàm truyền BBĐ hệ thống .91 Hàm truyền động chiều .92 PHẦN VI: XÉT ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG 94 I XÉT TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG .94 Tiêu chuẩn ổn định đại số .94 1.1 Điều kiện cần để hệ thống ổn định: 94 1.2 Tiêu chuẩn ổn định Hurwitz .94 Xét tính ổn định hệ thống .94 PHẦN VII: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VÀ CHẠY TRÊN PHẦN MỀN MATLAB .96 I GIỚI THIỆU PHẦN MỀN MATLAB/SIMULINK 96 II THƯ VIỆN KHỐI CHUẨN CỦA SIMULINK 97 Thư viện khối Sources (Khối phát tín hiệu): 97 Thư viện khối Sinks 99 Thư viện khối Continuous 100 Thư viện khối Dicrete (tín hiệu rời rạc hay tín hiệu số Z) 101 Thư viện khối Nonlinear (các khâu phi tuyến) .102 Thư viên khối Signal & System: 102 Thư viện chứa khối toán học Math: .102 Thư viện chứa khối Function & Tables: .104 Thư viện khối mở rộng Simulink: 104 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -8- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  III ỨNG DỤNG MATLAP KHẢO SÁT SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG 104 Mô biến đổi hệ thống 104 Mô hoạt động động điện chiều 105 Mơ hoạt động mạch vịng dòng điện 105 Mô khâu phản hồi tốc độ hệ truyền động 106 Mô hệ thống có hai khâu phản hồi tác động .107 Kết luận 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 LỜI NÓI ĐẦU Cuộc cách mạng khoa học công nghệ ngày phát triển mạnh mẽ đáp ứng yêu cầu đặt lĩnh vực đại hóa trang thiết bị máy móc phục vụ cho q trình sản xuất Để đáp ứng cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm sức lao động tiết kiệm chi phí, hạ giá thành việc thiết kế, tính tốn để chế tạo máy móc khâu quan GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn -9- SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP trọng đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững quy trình sản xuất loại máy Đồng thời, dựa vào việc so sánh tiêu kinh tế - kỹ thuật phương án nhằm mục đích đảm bảo máy móc thiết bị chế tạo tối ưu Chính vậy, qua đợt làm đồ án tốt nghiệp lần giúp em có thêm hội, thời gian để tìm hiểu học tập cách sâu hơn, cụ thể lý thuyết trang bị điện Đó học kinh nghiệm quan trọng vô ý nghĩa kỹ sư tương lai chúng em Nhận thức tầm quan trọng em làm việc với tinh thần nghiêm túc, vận dụng kiến thức thân, ý kiến đóng góp bạn bè đặc biệt hướng dẫn, bảo tận tình Th.S Vũ Anh Tuấn giúp em khắc phục thiếu sót yếu điểm Xuất phát từ yêu cầu thực tế, đồ án nghiên cứu “Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ Chỉnh lưu – động chiều” Nội dung phần thuyết minh tính tốn cụ thể sau: Giới thiệu máy doa 2620A Thiết kế mạch lực hệ truyền động Thiết kế mạch phát xung điều khiển Xây dựng thuyết minh sơ đồ nguyên lý hệ truyền động Xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ truyền động Xét ổn định hiệu chỉnh hệ thống Mô hệ thống chạy phần mềm Matlab PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ MÁY DOA NGANG 2620A Chức năng, công dụng máy doa Máy doa ngang 2620A nằm nhóm máy cắt gọt kim loại thứ ba Đây loại máy có vai trị quan trọng cơng nghiệp Loại máy có hệ thống trang bị điện đại, gia cơng nhiều loại chi tiết khác nhau, khả cơng nghệ dùng để doa, khoan, khoét, phay với nguyên công sau: GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 10 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Kết luận: Hệ thống tuyến tính ổn định Như với khâu phản hồi âm tốc độ âm dịng điện có ngắt kết hợp ta hệ thống làm việc ổn định, đáp ứng yêu cầu tải đảm bảo cho động truyền động làm việc an tồn, tự động khống chế có cố xảy PHẦN VII: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VÀ CHẠY TRÊN PHẦN MỀN MATLAB I GIỚI THIỆU PHẦN MỀN MATLAB/SIMULINK MATLAB – phần mềm tiếng công ty MathWorks, ngôn ngữ hiệu cao cho tính tốn kỹ thuật viết logo phần mềm Nó tích hợp tính tốn, thị lập trình mơi trường dễ sử dụng Các ứng dụng tiêu biểu MATLAB bao gồm: - Khả tính tốn mạnh - Phát triển thuật tốn - Chứa Simulink môi trường mạnh để mô hệ thống động học tuyến tính phi tuyến - Đồ họa khoa học kỹ thuật - Phát triển ứng dụng với giao diện đồ họa GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 96 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Có kiến trúc mở, ủng hộ việc xây dựng thêm module tính tốn kỹ thuật theo chuẩn cơng nghiệp Tên phần mềm MATLAB bắt nguồn từ thuật ngữ “Matrix Laboratory” Đầu tiên viết FORTRAN để cung cấp truy nhập dễ dàng tới phần mềm ma trận phát triển dự án LINPACK EISPACK Sau viết ngơn ngữ C sở thư viện nêu phát triển thêm nhiều lĩnh vực tính tốn khoa học ứng dụng kỹ thuật Ngoài MATLAB với khả phong phú đề cập sau, phần mềm MATLAB trang bị thêm ToolBox – gói chương trình (thư viện) cho lĩnh vực ứng dụng đa dạng xử lý tín hiệu, nhận dạng hệ thống, xử lý ảnh, mạng nơ ron, logic mờ, tối ưu hóa, phương trình đạo hàm riêng, sinh tin học, Đây tập hợp mã nguồn viết MATLAB dựa theo thuật tốn mới, hữu hiệu mà người dùng chỉnh sửa bổ sung thêm hàm Simulink phần mềm mô hệ thống động học môi trường Matlab Đặc điểm Simulink lập trình dạng sơ đồ cấu trúc hệ thống Nghĩa là, để mô hệ thống mơ tả dạng phương trình vi phân, phương trình trạng thái, hàm truyền đạt hay sơ đồ cấu trúc cần chuyển sang chương trình Simulink dạng khối khác theo cấu trúc cần khảo sát Với cách lập trình người nghiên cứu hệ thống thấy trực quan dễ hiểu Trong mơi trường Simulink tận dụng khả tính tốn, phân tích liệu, đồ hoạ Matlab sử dụng khả toolbox khác như: toolbox xử lý tín hiệu số, logic mờ điều khiển mờ, nhận dạng, điều khiển thích nghi, điều khiển tối ưu…vv Việc Simulink kết hợp với toolbox tạo công cụ mạnh để khảo sát động học hệ tuyến tính phi tuyến môi trường thống II THƯ VIỆN KHỐI CHUẨN CỦA SIMULINK Mơi trường lập trình Simulink tạo nên từ khối chuẩn thư viên Simulink Các thư viện Simulink bao gồm khối sau: GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 97 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 7-1: Thư viện khối chuẩn Simulink Sau tìm hiệu cụ thể tác dụng cách làm việc khối hay dùng thư viện Thư viện khối Sources (Khối phát tín hiệu): Thư viện gồm khối tạo nguồn tín hiệu khác Trong thư viện Sources có khối bảng đây: Tên khối Band-LimitedWhite Noise Chirp-Signal Clock Constant Digital Clock Discrete Pulse Generator From Workspace From file Pule Generator Ramp Random Number Repeating Sequence Signal Generator Sine Wave GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn Chức Đưa nhiễu trắng vào hệ Tạo sóng sin tần số Cấp thời gian thực Tạo đại lượng khơng đổi, tín hiệu đầu vào khơng đổi Cấp thời gian, với thời gian lấy mẫu Khối phát tín hiệu dao động rời rạc Đọc liệu vùng nhớ đệm Đọc liệu từ file Tạo xung với chu kỳ khác Phát tín hiệu đường y = ax + b Tạo số ngẫu nhiên phân bố chuẩn Tạo tín hiệu tuỳ ý lặp lại theo chu kỳ Tạo dạng tín hiệu khác Tạo tín hiệu hình sin - 98 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tạo tín hiệu dạng hàm bậc thang đơn vị (hàm bước nhảy) Step Uniform Random Tạo số ngẫu nhiên phân bố Number - Constant: Khối tạo nên hắng số Hằng số véctơ hay ma trận, hay tín hiệu đơn tùy ta khai báo constant Muốn nháy đúp vào khối ta mở cửa sổ Block Parameters nhập tham số sau ấn OK Ở ô interpret véctơ parameters chọn ta khai báo tham số véctơ hàng hay véctơ cột, không chọn véctơ hàng hay cột mà ta khai báo dùng véctơ với chiều dài n - Step Ram: Dùng để tạo tín hiệu bậc thang hay tín hiệu dốc tuyến tính Chúng ta khai báo giá trị đầu/giá trị cuối thời điểm bắt đầu bước nhảy Trong hộp parameter ta nhập Step time: nhập thời gian bắt đầu bước nhảy Initial value: Nhập giá trị ban đầu trước có bước nhảy Final value: giá trị cuối bước nhảy Sample time: mô cho hệ liên tục; mô cho hệ gián đoạn - Signal Generator Pulse Generator: Signal Generator tạo tín hiệu kích thích khác ví dụ sin, cưa Còn Pulse Generator tạo xung chữ nhật với biên độ tần số độ rộng xung thay đổi - Sine Wave: Tạo tín hiệu hình sin cho hai loại liên tục (sample time = 0) cho gián đoạn với (sample time = 1) Cơ sở quan hệ y=Amplitude.sin(Fequency.time+phase) - Repeating Sequency: Tạo tín hiệu tuần hoàn tuỳ ý Thư viện khối Sinks Ở gồm khối dùng để hiển thị ghi lại kết mô đầu khối hệ thống khảo sát Trong thư viện Sinks có khối sau: Tên khối Display Scope Stop simulation To File To Workspace Chức Hiển thị tín hiệu dạng chữ số Khối quan sát Ngừng trình mơ lượng vào khác khơng Ghi liệu vào File Ghi liệu vào vùng làm việc GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 99 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XY graph Hiển thị đồ thị XY tín hiệu cử sổ đồ thị MATLAB Thư viện Sink (bao gồm khối truy suất chuẩn Simulink) - Scope: Nhờ scope ta hiển thị tín hiệu q trình mơ Khi có đồ thị zoom để xem tín hiệu theo ý muốn, vào hộp thoại scope thấy: + Number of axes: Tại ta nhập số trục toạ độ tương ứng với sơ tín hiệu đầu vào + Time range: Nếu điền thời gian cụ thể đồ thị biểu diễn thời điểm giá trị số xác định, không đặt auto + Tick lables: Nhãn cho trục giá trị trục hay không - XYGaph: Biểu diễn hai tín hiệu vào scalar toạ độ XY dạng đồ thị matlab ta đặt giới hạn cho trục Đầu vào thứ tương ứng với trục x, đầu vào thứ hai tương ứng với trục y GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 100 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thư viện khối Continuous Trong thư viện có khối hệ thống liên tục tuyến tính, khối biểu diễn hàm tuyến tính chuẩn Thư viện Linear gồm khối sau: Tên khối Derivative Integrator Memory Chức Tính vi phân theo thời gian lượng vào (d/dt) Tích phân tín hiệu Bộ nhớ ghi lại liệu Biểu diễn hệ thống khơng gian trạng thái State-Space tuyến tính Hàm truyền đạt tuyến tính khâu hệ Transfer Fcn thống Transport Delay Giữ chậm lượng vào theo giá trị thời gian cho trước Variable Transport Delay Giữ chậm lượng vào với khoảng thời gian biến đổi Hàm truyền theo Pole (điểm cực) Zero (điểm Zero-pole không) - Derivative: Phép tính đạo hàm tín hiệu đầu vào thực nhờ khối derivative Tín hiệu đầu có dạng u/t Trong  biến thiên đại lượng cần tính kể từ bước tính liền trước - Integrator: Khối Integrator lấy tích phân tín hiệu đầu vào khối Giá trị ban đầu khai báo hộp thoại khối ô Initial condition Nếu Initial condition chọn exterrnal biểu tượng khối xuất đầu vào thứ hai giành cho giá trị ban đầu lấy nguồn khối Đầu khối Integrator external reset chọn giá trị rising, falling, erithr hay leve, khối tự động giành thêm đầu giành cho giá trị reset - State-Space: GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 101 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Là mô hình trạng thái hệ tuyến tính (xem control systerm toolbox) - Transfer Fcn: Là mơ hình hố hàm truyền đại tương đương với lệnh tf (num, den) control systerm toolbox Thư viện khối Dicrete (tín hiệu rời rạc hay tín hiệu số Z) Thư viện có khối hệ thống rời rạc, khối tính tốn miền thời gian rời rạc Cụ thể bao gồm khối bảng sau: Tên khối DiscreteTransferEcn Discrete Zero-pole Discrete-Filter DiscreteState-Space Discrete-Time Integrator Fist Order Hold Unit Display Zero order Hold Chức Biểu diễn hàm truyền hệ rời rạc Biểu diễn hàm truyền hệ rời rạc thông qua Pole Zero Biểu diễn lọc HR FIR Biểu diễn hệ thống không gian trạng thái rời rạc Biểu diễn tích phân tín hiệu rời rạc theo thời gian Khâu tạo dạng bậc Hiển thị tín hiệu chu kỳ rời rạc Khâu tạo dạng bậc thang không Thư viện khối Nonlinear (các khâu phi tuyến) Thư viện Nonlinear có khối biểu diễn hàm phi tuyến điển hình khối hệ thống phi tuyến Cụ thể bao gồm khối sau: Dead Zone Quantizer Rate Limiter Relay Saturation Switch Mô tả vùng khơng nhạy (vùng chết) Lượng tử hố tín hiệu vào khoảng xác định Hạn chế phạm vi thay đổi tín hiệu Khâu rơle Khâu bão hồ tín hiệu (khâu hạn chế) Chuyển mạch hai lượng vào Thư viên khối Signal & System: Thư viện Signal & System có khối biểu diễn tín hiệu hệ thống Cụ thể bao gồm khối sau: Tên khối Sub & Systems In1 Demux (phân kênh) Mux (Dồn kênh) Out1 GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn Chức Xây dựng hệ thống bên hệ thống lớn Tạo cổng vào cho hệ thống Tách tín hiệu véctơ thành tín hiệu vơ hướng Gộp tín hiệu thành véctơ Tạo cổng cho hệ thống - 102 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thư viện chứa khối tốn học Math: Thư viện Math có khối biểu diễn hàm toán học Cụ thể bao gồm khối sau: Tên khối Abs Combuanatoril logic Dot product Product Gain Matrix gain Math function MinMax Relational Sum Trigonometric Function Chức Biểu diễn giá trị tuyệt đối lượng vào Biểu diễn bảng chân lý Nhân giữ hai véctở Thực nhân lượng vào Bộ (khâu) khuếch đại BKĐ có hệ số khuếch đại Ma trận Các hàm tốn học Tìm giá trị min, max Tốn tử quan hệ Tính tổng lượng vào Hàm lượng giác Các khối thư viện có chức ghép tốn học tín hiệu khác Sau mô tả số khối hay dùng: - Sum: Đầu khối Sum tổng tín hiệu vào Với khối Sum ta cộng trừ nhiều tín hiệu cách khai báo vào Lits of signs - Khối Product Dot Product: Khối dot product cho ta tích vơ hướng véc tơ đầu vào Khối product thực phép nhân phần tử hay ma trận, phép chia tín hiệu đầu vào Tại Number of inputs: ta nhập số đầu vào Tại Multiplication: Chọn element-wise cần nhân chia phần tử tín hiệu, chọn Matrix muốn nhân chia tín hiệu dạng ma trận - Khối Gain, Matrix Gain, Slider Gain: Khối Gain có tác dụng khuếch đại tín hiệu đầu vào biểu thức khai báo ô Gain ta nháy đúp vào khối Khối Slider Gain cho phép người sử dụng thay đổi giá trị khuếch đại q trình mơ Khi nháy đúp chuột trái vào khối, cửa sổ khối ta nhập vào giá trị bé lớn nhất, ta thay đổi giá trị khuếch đại khoảng trượt Matrix Gain giống Gain khác chỗ phẩi khai báo tham số thích hợp để thực phép nhân ma trận Gain với đầu vào Thư viện chứa khối Function & Tables: GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 103 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Tên khối Fcn Matlab Fcn Look-Up Table 2-D S-Function  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chức Ứng dụng biểu thức toán định cho lượng vào Ứng dụng hàm Matlab cho lượng vào Biểu diễn tuyến tính đoạn hai lượng vào Đưa S-Function vào khối Thư viện khối mở rộng Simulink: - Additional Discrete: Khối mở rộng khối tín hiệu rời rạc - Additional linear: Khối mở rộng khối tín hiệu tuyến tính - Additional Sinks: Khối mở rộng khối quan sát - Filp Flops: Khối mở rộng chứa khối Trigơ - Linearization: Khối mở rộng tuyến tính hố - Transformations: Khối mở rộng khối biến đổi toán học III ỨNG DỤNG MATLAP KHẢO SÁT TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG Mơ biến đổi hệ thống - Sơ đồ cấu trúc: - Mơ phỏng: Hình 7-2: Đồ thị mơ biến đổi hệ thống Mô hoạt động động điện chiều - Sơ đồ cấu trúc: GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 104 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Mơ phỏng: Hình 7-3: Đồ thị mơ trình khởi động động điện chiều Mơ hoạt động mạch vịng dịng điện - Sơ đồ cấu trúc: - Mô phỏng: Khi khâu ngắt chưa tác động GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 105 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Khi khâu ngắt tác động Hình 7-4: Đồ thị mơ tác động mạch vịng dịng điện Mơ khâu phản hồi tốc độ hệ truyền động - Sơ đồ cấu trúc: GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 106 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Mơ phỏng: Hình 7-5: Đồ thị mơ khâu phản hồi tốc độ hệ truyền động Mô hệ thống có hai khâu phản hồi tác động - Sơ đồ cấu trúc: - Mô phỏng: a) Kết chạy thuận: GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 107 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b) Kết chạy ngược: Hình 7-6: Đồ thị mơ khâu phản hồi tác động chạy thuận (a); chạy ngược (b) GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 108 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Đồ án tốt nghiệp nhiệm vụ quan trọng sinh viên để hồn thành khóa học Sau ba tháng nghiên cứu tài liệu giúp đỡ, bảo Th.S Vũ Anh Tuấn em hoàn thiện đồ án Trong trình làm đồ án em nghiên cứu tìm hiểu tài liệu thư viện nhà trường, mạng internet tài liệu, giáo trình thầy giáo Th.s Vũ Anh Tuấn tìm giúp Và với hướng dẫn, bảo tận tình thầy, cô giáo khoa Điện – Trường Đại học SPKT Vinh với nổ lực thân em thu số thành định: + Biết cách trình bày kết cấu đồ án + Biết tìm tòi, chắt lọc tài liệu phù hợp cho nội dung đồ án + Qua đồ án em hiểu quy trình cơng nghệ thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng sơ đồ chỉnh lưu – động chiều Đồng thời thơng qua nhiệm vụ giúp em có nhìn tổng quát việc điều khiển máy gia công, cắt gọt kim loại sâu điều khiển hệ thống công nghiệp sử dụng sơ đồ chỉnh lưu - động chiều TÀI LIỆU THAM KHẢO [ 1] Ths Vũ Anh Tuấn, Khoa Điện, Trường Đại học SPKT Vinh, Đề cương giảng Trang bị điện GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 109 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP [2] Nguyễn Mạnh Tiến, Vũ Quang Hồi, Trang bị điện – điện tử máy gia công kim loại, Nhà xuất giáo dục [3] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [4] Nguyễn Bính, Điện tử cơng suất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội 2000 [5] Trần Văn Thịnh, Tính tốn thiết kế điện tử cơng suất, Nhà xuất giáo dục [6] Trần Văn Thịnh, Tài liệu hướng dẫn thiết kế thiết bị điện tử công suất, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, năm 2000 [7] Bộ môn TĐ-TL, Khoa Điện, Hệ truyền động chỉnh lưu – động cơ, http://www.scribd.com [8] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền, Truyền động điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2006 [9] TS Trần Thọ, PGS.TS Võ Quang Lạp, Cơ sở điều khiển tự động truyền động điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [10] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Điều chỉnh tự động truyền động điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2004 [11] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê, Cung cấp điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [12] Nguyễn Phùng Quang, Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2006 [13] http://www.ebook.edu.vn GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 110 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm ... án truyền động trình bày sau II HỆ THỐNG CHỈNH LƯU - ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Hệ truyền động chỉnh lưu – động chiều Hệ truyền động chỉnh lưu – động chiều chỉnh lưu liên hệ nguồn xoay chiều với tải chiều, ... ? ?Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ Chỉnh lưu – động chiều? ?? Nội dung phần thuyết minh tính tốn cụ thể sau: Giới thiệu máy doa 2620A Thiết kế mạch lực hệ truyền động. .. ngang 2620 15 PHẦN II: THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG 19 I KHÁI QUÁT CHUNG 19 II HỆ THỐNG CHỈNH LƯU - ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 20 Hệ truyền động chỉnh lưu – động chiều