Bài giảng truyền động điện tự động chương 1 phạm khánh tùng

TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG Biên soạn: Phạm Khánh Tùng Bộ môn Kỹ thuật điện – khoa Sư phạm kỹ thuật http://hnue.edu.vn/directory/tungpk Giới thiệu + Cấu trúc chung hệ thống truyền động điện tự động (HTTĐĐTĐ) + Đặc tính loại động hệ thống truyền động điện tự động cụ thể + Phân tích phương pháp điều chỉnh tốc độ động vấn đề điều chỉnh tốc độ hệ “bộ biến đổi - động ” + Khảo sát trình độ HT-TĐĐTĐ với thông số hệ phụ tải Giới thiệu + Tính chọn phương án truyền động nguyên tắc để chọn công suất động điện + Các nguyên tắc điều khiển tự động HT-TĐĐTĐ + Phân tích đánh giá mạch điều khiển tự động điển hình máy hệ thống có sẵn + Nguyên tắc làm việc phần tử điều khiển logic + Tổng hợp mạch điều khiển logic + Thiết kế mạch điều khiển tự động máy hệ thống theo yêu cầu công nghệ CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG (TĐĐ TĐ) 1.1 Cấu trúc hệ truyền động điện tự động Khái niệm Hệ truyền động điện tự động (TĐĐ TĐ) tổ hợp thiết bị điện, điện tử, v.v phục vụ cho cho việc biến đổi điện thành cung cấp cho cấu công tác máy sản suất, gia cơng truyền tín hiệu thơng tin để điều khiển q trình biến đổi lượng theo u cầu công nghệ CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Cấu trúc CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Cấu trúc - Phần lực (mạch lực): Lưới điện (nguồn điện) cấp điện đến biến đổi (BBĐ) động điện (ĐC) truyền động phụ tải (MSX) Các biến đổi: + Bộ biến đổi máy điện (máy phát điện chiều, xoay chiều, máy điện khuếch đại) + Bộ biến đổi điện từ (khuếch đại từ, cuộn kháng bảo hoà) + Bộ biến đổi điện tử, bán dẫn (chỉnh lưu thyristor, điều áp chiều, biến tần transistor, thyristor) Động điện: + Một chiều, xoay chiều, loại động đặc biệt CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Cấu trúc - Phần điều khiển (mạch điều khiển): + Cơ cấu đo lường + Bộ điều chỉnh tham số cơng nghệ + Khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt phục vụ cơng nghệ cho người vận hành + Mạch ghép nối với thiết bị tự động khác với máy tính điều khiển CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 1.2 Phân loại hệ thống truyền động điện tự động - Truyền động điện không điều chỉnh: Động nối trực tiếp với lưới điện, dẫn động quay máy sản xuất với tốc độ định - Truyền động có điều chỉnh: Theo cầu cơng nghệ sản xuất có hệ truyền động điều chỉnh sau + Truyền động điện điều chỉnh tốc độ + Truyền động điện tự động điều chỉnh mô men, lực kéo + Truyền động điện tự động điều chỉnh vị trí (Các hệ hệ truyền động điện tự động nhiều động cơ) CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN - Theo cấu trúc tín hiệu điều khiển: Truyền động điện tự động điều khiển số, truyền động điện tự động điều khiển tương tự, truyền động điện tự động điều khiển theo chương trình - Theo đặc điểm truyền động: Truyền động điện tự động với động điện chiều, động điện xoay chiều, động bước, v.v - Theo mức độ tự động hóa: Truyền động khơng tự động truyền động điện tự động - Ngoài ra, cịn có hệ truyền động điện khơng đảo chiều, có đảo chiều, hệ truyền động đơn, truyền động nhiều động cơ, v.v CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Để xác định điểm làm việc, dựa vào phương trình động học:  M   Mc   d J       (  x ) dt x  d  x  d  x  Từ đây, điều kiện để ổn định tĩnh:  M   M c      0  d  x  d  x Hoặc biểu diễn dạng độ cứng đặc tính cơ:   c  CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Ví dụ: Xét hai điểm làm việc giao điểm hai đường đặc tính ω(M) ω(Mc): Hai điểm làm việc A B thỏa mãn điều kiện Mđg = → tốc độ hệ không đổi + Trường hợp A: β < βc (vì β < βc = → xác lập ổn định + Trường hợp B: β > βc (vì β > βc = → không ổn định CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG HỌC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Trong hệ TĐĐ TĐ có thiết bị điện + cơ, phận có nhiệm vụ chuyển từ động đến phận làm việc máy sản xuất biến thành cơng hữu ích Động điện có phần điện (stato) phần (roto trục) CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Phần phụ thuộc vào kết cấu, vật liệu loại máy, với đặc điểm đa dạng phức tạp, phải đưa dạng điển hình đặc trưng cho loại, phần có dạng tổng quát đặc trưng gọi mẫu học truyền động điện Mẫu học (đơn khối) : Mô tả vật thể rắn quay xung quanh trục với tốc độ động cơ, có mơmen qn tính J, chịu tác động mômen động (M) mômen cản (Mc) CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Tính chất đàn hồi hệ động học: + Tính đàn hồi lớn xuất hệ thống có mạch động học dài khơng chứa phần tử đàn hồi + Sự biến dạng phần tử nhỏ số phần tử lớn nên tồn máy trở nên đáng kể + Trong trường hợp phần khí hệ khơng thể thay tương đương mẫu học đơn khối mà phải thay mẫu học đa khối CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Mẫu học đa khối Hệ chuyển động quay Hệ chuyển động tịnh tiến Hệ ruyền động có khâu khí đàn hồi trục mềm CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Câu hỏi ôn tập Chức nhiệm vụ hệ thống truyền động điện ? Có máy loại máy sản xuất cấu công tác ? Hệ thống truyền động điện gồm phần tử khâu ? Lấy ví dụ minh họa máy sản xuất mà anh (chị) biết ? Mơmen cản hình thành từ đâu ? Đơn vị đo lường ? Cơng thức quy đổi mơmen cản từ trục cấu công tác trục động cơ? Mơmen qn tính ? Đơn vị đo lường ? Cơng thức tính quy đổi mơmen qn tính từ tốc độ ωi tốc độ trục động ? CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Thế mơmen cản năng? Đặc điểm thể đồ thị theo tốc độ ? Lấy ví dụ cấu có mơmen cản Thế mơmen cản phản kháng? Lấy ví dụ cấu có mơmen cản phản kháng Định nghĩa đặc tính máy sản xuất Phương trình tổng qt giải tích đại lượng phương trình ? Hãy vẽ đặc tính máy sản xuất sau: máy tiện; cần trục, máy bào, máy bơm 10 Viết phương trình chuyển động cho hệ truyền động điện có phần dạng mẫu học đơn khối giải thích đại lượng phương trình ? CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 11 Dùng phương trình chuyển động để phân tích trạng thái làm việc hệ thống truyền động tương ứng với dấu đại lượng M Mc ? 12 Định nghĩa đặc tính động điện ? 13 Định nghĩa độ cứng đặc tính ? Có thể xác định độ cứng đặc tính theo cách ? 14 Phân biệt trạng thái động trạng thái hãm động điện dấu hiệu ? Lấy vị dụ thực tế trạng thái hãm động cấu mà anh (chị) biết ? 15 Chiều dòng lượng nh- động làm việc trạng thái động ? CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 16 Chiều dòng lượng động làm việc trạng thái máy phát ? 17 Điều kiện ổn định tĩnh ? Phân tích điểm làm việc xác lập ổn định tĩnh tọa độ [M, ω] [Mc, ω] CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ... Truyền động điện tự động điều khiển số, truyền động điện tự động điều khiển tương tự, truyền động điện tự động điều khiển theo chương trình - Theo đặc điểm truyền động: Truyền động điện tự động. .. điện tự động với động điện chiều, động điện xoay chiều, động bước, v.v - Theo mức độ tự động hóa: Truyền động không tự động truyền động điện tự động - Ngồi ra, cịn có hệ truyền động điện khơng đảo... VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHƯƠNG : KHÁI NIỆM VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN