Slide truyền động điện đại học bách khoa hà nội chương 1 những vấn đề chung của truyền động điện

Chương NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN co ng c om 1.1 Cấu trúc hệ truyền động điện 1.2 Phần hệ truyền động điện 1.3 Phương trình chuyển động hệ truyền động 1.4 ĐTC trạng thái làm việc hệ truyền động điện g th an 8/25/2010 du on 1.1 Cấu trúc hệ truyền động điện cu u 1.1.1 Định nghĩa hệ truyền động điện 1.1.2 Hệ truyền động máy sản xuất 1.1.3 Cấu trúc chung hệ truyền động điện 1.1.4 Phân loại hệ truyền động điện 8/25/2010 Về ñầu chương CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.1.1 Định nghĩa hệ truyền động điện co ng c om Hệ truyền động điện Về ñầu chương g th an 8/25/2010 du on 1.1.2 Hệ truyền động máy sản xuất u Xét ví dụ: cu a) Truyền động máy bơm nước b) Truyền động cần trục c) Truyền động mâm cặp máy tiện 8/25/2010 Về ñầu chương CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt om a) Truyền động máy bơm nước co ng c Biến ñổi Về ñầu chương g th an 8/25/2010 cu u du on b) Truyền động cần trục 8/25/2010 Về ñầu chương CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt co ng c om b) Truyền động cần trục Về ñầu chương g th an 8/25/2010 cu u du on c) Truyền động mâm cặp máy tiện 8/25/2010 Về ñầu chương CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt co ng c om c) Truyền động mâm cặp máy tiện Về ñầu chương g th an 8/25/2010 cu u du on c) Truyền động mâm cặp máy tiện 8/25/2010 Về ñầu chương CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.1.3 Cấu trúc chung hệ truyền động điện Phần Phần điện BĐ TL Đ CT om Lưới ng c ĐK co Lệnh đặt Về ñầu chương g th an 8/25/2010 u du on 1.1.4 Phân loại hệ truyền động điện cu a) Theo đặc điểm động b) Theo tính điều chỉnh c) Theo mức độ tự động hóa d) Một số cách phân loại khác 8/25/2010 Về ñầu chương CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.2 Phần hệ truyền động điện 1.2.1 Các đại lượng đặc trưng cho phần om tử học c 1.2.2 Sơ đồ tính tốn phần co ng 1.2.3 Phân loại mơmen cản Về đầu chương g th an 8/25/2010 du on 1.2.1 Các đại lượng đặc trưng cho phần tử học Chuyển động quay cu u Chuyển động thẳng Đại lượng Ký hiệu Lực Đơn vị Đại lượng Ký hiệu Đơn vị F, P, G N, KG Momen M, Mc Nm Vận tốc v m/s Tốc độ (góc) n vịng/phút ω rad/s s-1 Gia tốc a m/s2 Gia tốc góc ε rad/s2 s-2 Trọng lượng m kg Momen quán tính J kgm2 Qui đổi: 1KG=9,81N; rad/s=9,55 vg/ph; 8/25/2010 Về ñầu chương CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.2.2 Sơ đồ tính tốn phần a) Qui đổi mơmen cản Mc (tốc độ) trục om động c b) Qui đổi mơmen qn tính (tốc độ) trục co ng động J Về ñầu chương on g th an 8/25/2010 cu u du Sơ đồ tính tốn phần đơn khối Quy ñổi 8/25/2010 Về ñầu chương CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt a) Qui đổi mômen cản trục động Mc Nguyên tắc qui đổi: co ng c P M ω Pdc = M i.qd ω = i = i i ηi ηi om Ta có: Về đầu chương g th an 8/25/2010 du on a) Qui đổi mômen cản trục động Mc cu u • Qui đổi mômen Mi tác động vào phần tử thứ i làm việc tốc độ ωi tốc độ ω: M i.qd = M i i.η i = ω/ωi: tỷ số truyền lực từ trục động đến trục thứ i η: hiệu suất truyền lực từ trục động đến trục thứ i • Tương tự, phần tử i chuyển động thẳng với tốc độ Vi có lực tác động Fi thì: P F v Pdc = M i.qd ω = i = i i hay ηi ηi M i.qd = Fi ρ.η ρ = ω/Vi 8/25/2010 Về ñầu chương CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tổng quát, momen cản tổng quy đổi trục động om 1 M C = ∑ Mk + ∑ Fl i η ρ l ηl k l k k c Trong đó: + k số phần tử quay có momen Mk tác động lên co ng + l số phần tử chuyển động thẳng có lực Fl tác động lên Về đầu chương on g th an 8/25/2010 du b) Qui đổi mơmen qn tính trục động J cu u Nguyên tắc quy đổi bảo toàn động hệ trước sau qui đổi: + Động phần tử quay thứ i: ωi2 ω2 Wd = Ji.qd = Ji 2 8/25/2010 Về ñầu chương 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt co ng c om a) Phân loại mơmen cản Mc theo chiều tác dụng Về đầu chương g th an 8/25/2010 du on b)Phân loại theo hàm số phụ thuộc mômen cản tốc độ- ĐTC máy sản xuất (4) Quan hệ Mc =f(ω) gọi ĐTC máy sản xuất cu u - Momen cản loại máy tiện: Mc = Mco + Mdm ωdm Mdm.ωdm ≈ ω ω 8/25/2010 Về ñầu chương 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt b)Phân loại theo hàm số phụ thuộc mômen cản tốc độ- ĐTC máy sản xuất (4) ng c om - Momen cản loại cần trục co MC = Mđm = const Về ñầu chương g th an 8/25/2010 du on b)Phân loại theo hàm số phụ thuộc mômen cản tốc độ- ĐTC máy sản xuất (4) cu u - Momen cản loại quạt gió M c = M co  ω   ω    ≈ M dm  + M dm   ωdm   ωdm  8/25/2010 Về ñầu chương 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt b)Phân loại theo hàm số phụ thuộc mômen cản tốc độ- ĐTC máy sản xuất (4) ng M ω ≈ dm ω ωdm ωdm co M c = M co + M dm c om - Momen cản loại ma sát nhớt Về ñầu chương on g th an 8/25/2010 cu u du - Momen cản loại ma sát nhớt Xem thêm loại tải máy bơm trục vít me: http://en.wikipedia.org/wiki/Progressive_cavity_pump 8/25/2010 Về đầu chương 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Diễn tả tổng quát loại tải công thức chung q q = -1, 0, 1, co ng c om M c = M co  ω   + M dm   ωdm  Về ñầu chương on g th an 8/25/2010 Bài tập cu u du Tìm hiểu loại tải nguyên lý hoạt động máy đây: 8/25/2010 Về ñầu chương 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt co ng c om Bài tập (tiếp) Về ñầu chương cu u du on g th an 8/25/2010 Câu hỏi • Giả sử động quay với tốc độ không đổi Momen cản trục động Mc có thay đổi theo thời gian khơng? • Động kéo loại tải gì? q=? 8/25/2010 Về ñầu chương 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om c) Phân loại mômen cản theo thời gian tác dụng - Đồ thị phụ tải + Một ñộng ñiện chạy liên tục năm nghỉ tháng sau chạy tiếp Động làm việc chế ñộ nào? co ng + Động chiều ñược cấp ñiện theo chu kỳ sau: Đóng điện 1ms, cắt ñiện 3ms Hỏi ñộng làm việc chế ñộ nào? Về ñầu chương g th an 8/25/2010 u Tải mômen không đổi, tốc độ thay đổi Tải mômen thay đổi, tốc độ thay đổi Tải công suất không đổi Tải công suất không đổi, mômen không đổi Tải mômen khởi động lớn theo sau mômen không đổi cu • • • • • du on d) Cách phân loại khác(*) 8/25/2010 Về ñầu chương (*) AC Induction Motor Fundamentals, 2003, Microchip Technology Inc 21 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tải mômen không đổi, tốc độ thay đổi co ng c om • mơmen khơng đổi bất chấp tốc độ thay đổi • Tải cầu trục, thang máy, vận thăng, máy nâng hạ, băng tải máy cấp liệu, Về ñầu chương on g th an 8/25/2010 cu u du Tải mơmen thay đổi, tốc độ thay đổi • Momen tỷ lệ bình phương lần tốc độ, cơng suất tỷ lệ bậc ba với tốc độ • Tải quạt, bơm, 8/25/2010 Về đầu chương 22 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tải cơng suất khơng đổi co ng c om • Momen tỷ lệ nghịch với tốc độ công suất giữ không đổi mơmen tốc độ thay đổi • Loại tải thường gặp ngành giao thông vận tải, loại tải có u cầu mơmen lớn tốc độ thấp đặc biệt lúc khởi động để gia tốc; sau giảm dần khởi động xong Về ñầu chương g th an 8/25/2010 cu u du on Tải công suất khơng đổi, mơmen khơng đổi • Đây loại tải hay gặp ngành công nghiệp sản xuất giấy • Khi tốc độ nhỏ mức xác định mơmen giữ khơng đổi, tốc độ vượt q ngưỡng xác định mơmen giảm tỷ lệ nghịch với tốc độ để đảm bảo công suất không đổi 8/25/2010 Về đầu chương 23 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tải mơmen khởi ñộng lớn theo sau mômen không ñổi co ng c om • Đây loại tải có đặc tính mơmen có giá trị lớn tốc độ thấp, tốc độ vượt ngưỡng xác định mơmen giữ khơng đổi • Đây đặc tính tải loại máy đúc ép, máy đùn chất dẻo, Về ñầu chương g th an 8/25/2010 on 1.3 Phương trình chuyển động hệ truyền động du - Vật chuyển ñộng thẳng m ∑ Fi = m.a cu u a - Vật chuyển ñộng quay Jt ε - Với hệ truyền ñộng ñiện - Gia tốc hệ 8/25/2010 ∑ M i = J t ε ∑M ε= i = M − M c = M dg dω dt Về đầu chương 24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.3 Phương trình chuyển động hệ truyền động ⇒ Ta thu ñược M − Mc = J t dω dt Jt- mômen qn tính hệ thống ”phương trình chuyển động hệ truyền động điện” “phương trình động lực học hệ thống truyền ñộng ñiện” c om - Qui ước dấu: + Chọn chiều quay roto ñộng làm chuẩn dương (ω>0) + Mơmen động sinh M>0 M chiều với ω + Mômen cản Mc>0 Mc ngược chiều với ω + Công suất ñiện Pñ>0 ñiện truyền từ lưới vào ñộng + Công suất Pcơ>0 truyền từ ñộng ñến máy sản xuất co ng - Câu hỏi: + Khi ñộng tăng tốc, giảm tốc, quay ổn định (quan hệ mơmen ñộng sinh mômen tải phải nào)? Về ñầu chương g th an 8/25/2010 du on 1.4 ĐTC trạng thái làm việc hệ truyền động điện cu u 1.4.1 ĐTC máy sản xuất 1.4.2 ĐTC động điện 1.4.3 Độ cứng ĐTC 1.4.4 Các trạng thái làm việc động 1.4.5 Khái niệm độ ổn định tĩnh hệ truyền động điện 8/25/2010 Về ñầu chương 25 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đặc tính cơ: ĐTC quan hệ hai đại lượng học mơmen (cản động sinh ra) tốc ñộ quay roto ñộng om 1.4.1 ĐTC máy sản xuất Mc = f(ω) - Độ cứng ñặc tính βc = dMc/dω co ng c 1.4.2 ĐTC ñộng ñiện M = f(ω) - ĐTC tự nhiên? - ĐTC nhân tạo? Về ñầu chương g th an 8/25/2010 dM ∆M ≈ dω ∆ω du β= on 1.4.3 Độ cứng ĐTC β* = hay dM * dω* cu u M* = M/Mđm; ω*=ω/ωđm; ω*=ω/ω0 ω ω1 β0 ω1 M1 β≈ M1 M2 M − M1 0 ω2 − ω1 Do hầu hết ĐTC ñộng ñiện có β0 Mc ω M cω< M cω> co ng c om M cω< • Miền làm việc động bị giới hạn yếu tố nào? (Động làm việc được-an toàn-trong toàn mặt phẳng [M,ω])? Về ñầu chương on g th an 8/25/2010 du 1.4.5 Khái niệm độ ổn định tĩnh Xét ñiểm A: cu u ω Mc (βc>0) ω Mc (βc>0) ω2 A ωA A ωA ω1 M (β0) B ωB M (β>0) B ωB Mc1 MB MB M Mc2 M2 M c M1 om ω1 Điều kiện ổn ñịnh: ng ⇒ Điểm B khơng ổn định (β>βc) co β < βc Về ñầu chương Bài tập du on g th an 8/25/2010 cu u • Tìm điểm làm việc ổn định số điểm làm việc xác lậpcác điểm cắt hình bên ω M Mc2 Mc1 Mc3 a) 8/25/2010 M Trở ñầu chương 29 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài tập ω M Mc1 Mc2 om c • Tìm điểm làm việc ổn định số điểm làm việc xác lậpcác điểm cắt hình bên M co ng b) Trở ñầu chương cu u du on g th an 8/25/2010 30 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .. .1. 1 .1 Định nghĩa hệ truyền động điện co ng c om Hệ truyền động điện Về ñầu chương g th an 8/25/2 010 du on 1. 1.2 Hệ truyền động máy sản xuất u Xét ví dụ: cu a) Truyền động máy bơm nước b) Truyền. .. chương g th an 8/25/2 010 du on 1. 4 ĐTC trạng thái làm việc hệ truyền động điện cu u 1. 4 .1 ĐTC máy sản xuất 1. 4.2 ĐTC động điện 1. 4.3 Độ cứng ĐTC 1. 4.4 Các trạng thái làm việc động 1. 4.5 Khái niệm độ... 8/25/2 010 Về ñầu chương CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1. 2 Phần hệ truyền động điện 1. 2 .1 Các đại lượng đặc trưng cho phần om tử học c 1. 2.2 Sơ đồ tính tốn phần co ng 1. 2.3 Phân