đồ án tbd máy bào giường

TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN oOo -ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRANG BỊ ĐIỆN Họ tên sinh viên: ; Lớp: DHDDTCK13 Đề tài: Thiết kế trang bị điện cho truyền động máy bào giường Các thơng số cho trước: - Chiều dài hành trình bàn : Lb = m - Tốc độ di chuyển bàn cắt gọt : Vth = 14m/phút - Tốc độ di chuyển bàn : Vng = 3Vth - Hiệu suất định mức máy : đm = 0,8 - Vật liệu chi tiết gia công : Thép - Trọng lượng bàn máy : Gb = 3.103 kg - Trọng lượng chi tiết : Gct = 7.103 kg - Dao cắt : Thép gió - Bán kính quy đổi lức cắt trục động điện : 0,01 - Mơmen qn tính phận chuyển động : 8,6 kg/m2 Chế độ cắt Lượng chạy dao mm/htkép Chiều sâu cắt S1 = 1,3 mm S2 = 0,8 mm S3 = 0,4.mm t1 = mm t2 = 12 mm t3 = 20 mm Nội dung thực hiện: - Tính chọn cơng suất động - Lựa chọn phương án truyền động - Tính chọn thiết bị mạch động lực - Xây dựng sơ đồ điều khiển trình bày nguyên lý làm việc sơ đồ - Đánh giá chất lượng hiệu chỉnh hệ thống - Bản vẽ mạch động lực mạch điều khiển (A3) Yêu Cầu: - Thời gian nhận đồ án: 10/10/2020 - Thời gian hoàn thành Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Văn Độ LỜI NÓI ĐẦU Cùng với q trình cơng nghệp hóa đất nước, u cầu tự động hóa sản xuất ngày cao, điều khiển linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ hiệu suất sản xuất cao Mặt khác, vơi công nghệ thông tin công nghệ điện tử phát triển ngày cao nhu cầu người ngày đòi hỏi sản phẩm sản xuất đạt độ xác độ thẩm mỹ cao Trong thời đại phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp cắt gọt kim loại ln đòi hỏi máy cắt gọt kim loại đại như: có khả tự động hóa cao, độ xác tuyệt đối; có khả điều chỉnh tốc độ trơn, rộng phẳng, kết cấu gọn nhẹ,hiệu suất cao chi phí vận hành đảm bảo tính kinh tế Trong q trình làm đồ án, hướng dẩn tận tình thầy giáo khoa Điện đặc biệt thầy giáo Nguyễn Văn Độ giúp đỡ em nhiều việc hoàn thiện đồ án Tuy có nhiều cố gắng, song kiến thức thực tế hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót, em mong bảo thầy cô giáo để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày tháng năm 2021 Sinh viên Trần Văn Song CHƯƠNG I: TÍNH CHỌN CƠNG SUẤT ĐỘNG CƠ I Cơ sở lý thuyết tính chọn cơng suất cho động truyền động máy bào giường Phụ tải truyền động Phụ tải truyền động xác định biểu thức lực kéo tổng hai thành phần lực cắt lực ma sát gờ trượt với bàn máy Ta có: - Ở hành trình thuận: + Lực ma sát: Trong đó: hệ số ma sát bàn máy gờ trượt thành phần thẳng đứng lực cắt trọng lượn chi tiết khối lượng bàn máy - + Lực cắt: Ở hành trình ngược: ; nên lực kéo tổng là: Quá trình bào chi tiết máy bào giường tiến hành với công suất gần không đổi P = cosnt Nghĩa lực cắt lớn ứng với tốc độ nhỏ ngược lại Tuy nhiên máy hạng nặng đồ thị phụ tải có dạng sau: Hình 2.1: Đố thị phụ tải động hạng nặng b Cơ lý thuyết tính chọn cơng suất động cho truyền động máy bào giường Việc chọn cơng suất cho động truyền động máy bào giường quan trọng kể tiêu kỹ thuật tiêu kinh tế Nếu chọn động có cơng suất lớn cơng suất u cầu động phải làm việc chế độ non tải làm cho hiệu suất hệ số công suất thấp, vốn đầu tư lớn nên có hiệu kinh tế thấp Nếu chọn động có cơng suất nhỏ u cầu động ln bị làm việc chế độ tải làm giảm tuổi thọ động không đảm bảo suất cần thiết, chi phí cho việ bảo dưỡng thay tăng nên hiệu mang lại thấp Vì vậy, việc chọn cơng suất đông truyền động đáp ứng yêu cầu kinh tế kỹ thuật suất máy II Phụ tải truyền động Vận tốc chế độ cắt: Vật liệu làm dao thép gió P18, nằm khoảng 18 24 nên chọn Vật liệu gia cơng thép tra bảng ta có: = 0,15 0,2 = 0,15 = 0,35 0,8 = 0,35 m = 0,1 0,2 m = 0,1 T = 60 80 (ph) T = 60 (ph) Phụ tải truyền động xác định lực kéo tổng Nó hai thành phần lực cắt lực ma sát: : Lực cắt : Lực ma sát Xác định lực cắt: Vật liệu chi tiết gia công thép dao cắt thép gió, nên chọn: = 208, = 1, = 0,75, n = a Chế độ cắt 1: Vận tốc cắt: = 8,87 (m/p) Lực cắt: = 9,81 = (N) Lực ma sát: : hệ số ma sát gờ trượt, ta chọn = 0,08 = 0,4 thành phần áp lực lên dao cắt : khối lượn bàn Ta có: = 0,08.[0,4.19873,8 + 9,8.(3 + 7.)] = 8476 (N) Do đó: = = 19873,8 + 8476 = 28349,8 (N) Công suất đầu trục động chế độ cắt 1: = = = 8,3 (kW) Công suất tính tốn chế độ cắt 1: = = 8,3 = 24,9 (kW) b Chế độ cắt Vận tốc cắt: = = = 9,89 (m/p) Lực cắt: = 9,81 = 9,81.208 = 20712,4 (N) Lực ma sát: = Ta có: = 0,08.[0,4.20712,4 + 9,8.(3000 + 7000)] = 8502,8 (N) Do đó: = = 20712,4 +8502,8 = 29215,2 (N) Cơng suất đầu trục động chế độ cắt 2: = = = 8,5 (kW) Cơng suất tính tốn chế độ cắt 2: = = 8,5 = 25,5 (kW) c Chế độ cắt Vận tốc cắt: = = = 11,7 (m/p) Lực cắt: = 9,81 = 9,81.208 = 20526 (N) Lực ma sát: = Ta có: = 0,08.[0,4.20526 + 9,8.(3000 + 7000)] = 8496,8 (N) Do đó: = = 20526 + 8496,8 = 28752,8 (N) Công suất đầu trục động chế độ cắt 3: = = = 8,4 (kW) Cơng suất tính tốn chế độ cắt 3: = = 8,4 = 25,2 (kW) III Tính chọn động Từ số liệu tính tốn ta nhận thấy: Vậy ta chọn công suất định mức động thỏa mãn là: 25,5(kW) Mặt khác, hệ thống phương án truyền động chọn hệ truyền động động chiều dùng phương pháp chỉnh lưu Đồng thời, thực tế, để động làm việc an toàn, người ta phải dự trữ hệ số án toàn cho động Ở ta chọn hệ số an tồn là: = 1,05 Do đó: = 1,05 = 1,05.25,5 = 26,7 (kW) Như ta chọn động loại : 91 Kiểu ( kW) (V) (A) (V/ph) 42 220 222 750 J (A) (Kg.m2) 0,047 10,3 VI Xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần kiểm nghiệm động chọn Xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần Để kiểm nghiệm động chọn có thỏa mãn với điều kiện làm việc làm việc khơng ta kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng động Muốn ta phải xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần động cơ: I = f(t) Trong có xét đến chế độ làm việc xác lập chế độ độ động Muốn ta tiến hành theo trình tự sau: + Công suất đầu trục động không tải hành trình thuận: = Trong đó: = 0,6 = 0,6 6,4.(1 - 0,8) = 0,768 (kW) = ( = (3000 +7000).9,89.0,08 = 7,91 (kW) Vậy: = 0,768 + 7,91 = 8,678 (kW) + Momen không tải động cơ: = Với: = = = 78,5 (rad/s) = = = 2,66 (Vb) Suy ra: = = 2,66.222 - = 55,5 (N.m) + Xác định momen động đẩy tải hành trình thuận: = = = + = 55,5 + = 521,4(N.m) + Xác định dịng điện lúc khơng tải: = = = 20,8 (A) + Xác định dòng điện lúc đẩy tải: = = = 196 (A) + Công suất động hành trình ngược dùng phương pháp điều chỉnh điện áp hai dải tốc độ: = = 0,768 = 2,3 (kW) + Momen điện từ hành trình ngược: = = 55,5 + = 94,9 (N.m) + Dịng điện hành trình ngược: = = = 35,6 (A) + Dòng điện độ: = 2,5 = 2,5.222 = 555 (A) + Xác định khoảng thời gian làm việc: _ Thời gian độ: = Trong đó: j = 10,3 + 8,6 = 18,9 (kg/m2) : Là dòng điện phụ tải động Với khoảng thời gian t1, t9, t12, t14 động không mang tải nên Ic = 0, = 0, = V0/60 = 10 (rad/s) Nên: t1 = t9 = t14 = = 0,12 (s) t = t6 = Nhìn vào đồ thị ta thấy khoảng thời gian t4 t6 Ic = Ith = 10 (rad/s) = 23,3 (rad/s) Vậy: t4 = t6 = = = 0,26 (s) + Các khoảng thời gian t 10 t12 q trình chạy khơng tải động cơ, dựa vào đồ thị ta có: Ic = 0; = = 58,3 (rad/s) Vậy: t10 = = = 0,74 (s) t12 = = = 0,45 (s) Thời gian làm việc tốc độ v0 xác định theo kinh nghiệm vận hành ta có: t13 = 1,5t1 =0,18 (s) t2 = t8 = 0,6t13 = 0,1 (s) t3 = t7 = 0,4t13 = 0,072 (s) Thời gian làm việc tốc độ Vth: t5 = Ta có: L5 = Lb =Lb -[/60 = - [(0,12 + 0,12) +(0,26 + 0,26) +14(0,1 +0,072 +0,1 +0,1)] = 5,7 (m) Nên: t5 = = = 0,4 phút = 24 (s) Thời gian làm việc tốc độ Vng: t11 = Ta có: L11 = Lb = Lb - [/60 = - [.0,74 + 0,45 + 0,12 +6.0,72]/60 = 5,5 (m) Nên: t11 = = = 0,13 phút = 7,8 (s) Từ giá trị dòng điện khoảng thời gian làm việc ta cosddoof thị dòng điện khoảng thời gian làm việc sau: Hình 2.1: Đồ thị vận tốc dịng điện tồn phần động truyền động máy giường + Thời gian làm việc chi kỳ là: = = (t1+ t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7 + t8 + t9 + t10 + t11 +t12 + t13 + t14) = (3t1 + 2t4 + t10 + t13 + 2t7 + 2t2 + t5 + t11) b Kiểm nghiệm động chọn + Kiểm nghiệm theo điều kiện phát sóng: = bào Ta có: = (t1 + t4 + t6 + t9 + t12 + t14)+ (t2 + t8)+(t3 + t5 + t7)+(t11 + t13) =5552.(0,12.3 +0,26.2+0,74+0,45)+20,82.(0,1+0,1)+1962.(24+0,072)+35,62.(0,18+9,6) =1574843 Suy ra: Iđt = = 208,8 (A) Kiểm tra theo điều kiện Iđt Iđm cho thấy: Iđm = 222(A); Iđt = 208,8 (A) Vậy động thỏa mãn điều kiện phát nóng + Kiểm nghiệm động theo điều kiện tải momen Điều kiện: Mđm Trong đó: λ = hệ số tải momen động Chọn λ = = = 2,66.555 = 1479,6 (N.m) = = 493,2 Ta có: = = 2,66.222 = 590,52 (N.m) Suy ra: thỏa mãn Kết luận: Động chọn thỏa mãn tiêu yêu cầu CHƯƠNG II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG I Khái niệm chung Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, máy sản xuất ngày đa dạng dẫn đến hệ thống trang bị điện ngày phức tạp đòi hỏi xác tin cậy cao Một hệ thống truyền động phải đảm bảo yêu cầu công nghệ, mà phải ổn định Tùy theo loại máy cơng tác mà có u cầu khác nhau, cần thiết cho giữ ổn định tốc độ, momen với độ xác trước biến động tải thơng số nguồn Do bố biến đổi lượng điện xoay chiều thành chiều sử dụng rộng rãi Bộ biến đổi sử dụng nhiều thiết bị khác để tạo hệ thống máy phát, khuyếch đại từ, hệ thống van… Chúng điều khiển theo nguyên tắc khác với ưu điểm khác Do để có phương án phù hợp với loại cơng nghệ địi hỏi nhà thiết kế phải so sánh tiêu kinh tế _ kỹ thuật để đưa phương án tối ưu Nội dung phương án Trên thực tế, có nhiều phương án để giải Tuy nhiên phương án có ưu nhược điểm Nhiệm vụ nhà thiết kế phải chọn phương án tối ưu Đối với hệ truyền động điện đơn giản khơng có u cầu cao cần dùng động điện xoay chiều với hệ thống truyền động đơn giản Với hệ thống truyền động phức tạp có yêu cầu cao công nghệ, chất lượng điều chỉnh trơn, dải điều chỉnh rộng phải dùng động điện chiều Các hệ điều chỉnh kèm theo phải đảm bảo u cầu cơng nghệ có khả tự động hóa cao Như vây, để chọn hệ thống truyền động phù hợp phải dựa vào công nghệ máy, công suất làm việc để đưa phương án cụ thể để đáp ứng yêu cầu Để chọn phương án tốt các phương án đề cần phải so sánh kỹ thuật kinh tế Ý nghĩa việc lựa chọn Việc lựa chọn phương án hợp lý có ý nghĩa đắc biệt quan trọng, thể qua mặt + Đảm bảo yêu cầu công nghệ máy sản xuất + Đảm bảo làm việc lâu dài, tin cậy + Giảm giá thành sản phẩm, tăng suất + Dễ dàng sữa chữa, thay xảy cố II Các phương án truyền động Hệ truyền động máy phát - động (F - Đ) Trong hệ truyền động máy phát _ động (F - Đ) nguồn cung cấp phần ứng động biến đổi máy điện (máy phát điều khiển kích từ độc lập) Sơ đồ nguyên lý: ~3 PHA CK K RKK K F ÐK UF co cau san xuat Ð UÐ RK Ð CK Ð T N RKF N CK F T Hình 2.1:sơ đồ hệ truyền động F - Đ Động Đ truyền động cho máy sản xuất, máy sản xuất cấp điện phần ứng từ máy phát F Động sơ cấp kéo máy phát F động chiều KĐB ĐK, động ĐK kéo máy phát tự kích từ K để cấp điện kích từ cho động Đ máy phát F Biến trở RKK dùng để điều chỉnh dịng điện kích từ máy phát tự kích từ F Nghĩa để điều chỉnh điện áp phát cấp cho cuộn kích từ máy phát KTF cuộn dây động KT Đ Biến trở RKF dùng để điều chỉnh dịng kích từ máy phát F, điện áp phát máy phát F đặt vào phần ứng động Đ Biến trở RK Đ dùng để điều chỉnh dịng kích từ động cơ, thay đổi tốc độ động nhờ thay đổi từ thơng Phương trình đặc tính động Đ: = Với: U = UF - R.I hay = Từ phương trình đặc tính hệ F-Đ ta có họ đặc tính hệ đường thẳng song song nằm góc phần tư mặt phẳng tọa độ với đặc tính Đánh giá chất lượng hệ thống: _ Ưu điểm: + Phạm vi điều chỉnh dễ dàng lớn + Có khả điều chỉnh cân + Tổn hao mở máy, đảo chiều quay điều chỉnh tốc độ bé, trình thực mặt kích từ + Có thể đảo chiều động cách dễ dàng + Có khả tải cao + Đặc tính độ tốt, thời gian độ ngắn + Điện áp đầu máy phát phẳng có lợi cho động + Có khả giữ cho đặc tính động cao khơng đổi q trình làm việc _ Nhược điểm: góc điều khiển Cho biến thiên từ = (0 /2) ta trị số U d lập bảng sau: /12 /6 /4 /3 /2 Ud (V) 239,86 231,69 207,72 169,61 120 + Xây dựng quan hệ = f(Uđk) Khi thay đổi giá trị điện áp điều khiển (U đk) giá trị góc điều khiển thay đổi theo Ứng với (Uđk) khác nhauta nhận giá trị Căn vào đồ thị U đk điện áp tựa Urc, ta thấy góc biến đổi theo Uđk với quy luật sau: = (1- ) Uđk = Urc.(1- ) Mặt khác với vi mạch khuếch đại thuật tốn tín hiệu U rcmax = 14 (V) nên biên độ cực đại Urc Urcmax = 14 (V) Song thực so sánh U rc dịch cho Urc = = /2, nghĩa ta sử dụng nửa biên độ cực đại U rc Uđk = (1- ) = f.(1- ) Cho biến thiên từ ( /2) ta trị số Uđk lập thành bảng: Uđk(V) 5,83 4,7 3,5 2,33 Quan hệ Ud = f.(Uđk) Ud Uđk(V) 239,86 231.69 5,83 207,72 4,7 169,61 3,5 120 2,33 0 + Vẽ đồ thị quan hệ Ud Uđk Tuyến tính hóa đoạn đặc tính AB, ta tính hệ số khuếch đại của biến đổi sau = = 22,8 Ta có: = 22,8 ; = 0,0016 ; I = 222(A) ; RƩ = 0,047 (Ω); = 3,5 ; S t 5% chọn St = 4% ; D = 3; nđm = 750 (v/p) thay vào (7) ta được: K = 157 + Tính ky: ta có K = Ky = Ky = = 1,97 Hệ số khuếch đại yêu cầu (Kyc) toàn hệ thống Kyc = = 1,97.22,8.3,5.0,016 = 2,5 Tóm lại mạch khuếch đai trung gian có hệ số khuếch đại Kyc = 2,5 Để thực mạch khuếch đại trung gian này, sử dụng vi mạch khuếch đại thuật toán A741 mắc nối tiếp với điện trở chức IV Trình bày nguyên lý làm việc sơ đồ Mạch động lực Đ: Động điện chiều kích từ độc lập BA2: Máy biến áp cấp nguồn cho lưu MCCB: Áp tơ mát đóng cắt nguồn điện mạch động lực - Mạch chỉnh lưu cầu pha dùng biến đổi song song ngược - Cuộn dây cân CB1, CB4 để giảm dòng cân pha biến đổi - Các mạch R - C để báo vệ điện áp, dòng cho van Mạch điều khiển (của pha) Nguyên lý làm việc sơ đồ Đóng áp tơ mát AP1, AP2 để cấp nguồn cho mạch động lực mạch điều khiển, mạch điều khiển phát lệnh mở van cho góc mở α1< 900, α2>900, α1 + α2 = 1800 Với α1 góc m T1 ÷ T 6, α2 góc m T7 ÷ T 14 Khi khối tạo xung tạo xung điều khiển, xung đưa tới mạch sửa xung để điều khiển mở van T thông qua biến áp xung Để tạo tín hiệu điều khiển xuất thời điểm yêu cầu ta phải tạo tín hiệu nhờ mạch điều khiển khuyếch đại trung gian Tín hiệu so sánh vớiđiện áp cưa Nếu thay đổi độ lớn U đk thay đổi thời gian xuất xung, nghĩa thay đổi góc mở α1, α2 chỉnh lưu để điều chỉnh tốc độđộng phù hợp với chu kỳ cắt gọt Ta dùng cơng t ắc hành trình để cấp tín hiệu Khi muốn điều khiển bàn máy chạy chậm để vào dao cho an tồn góc mở α1 phải lớn, cần Uđk nhỏ ngược lại muốn tăng tốc giảm α1 Khi K1 đóng động làm việc tốc độ ω0 ứng với vận tốc máy V Khi K2 đóng động tăng tốc đến tốc độ V th.Khi K3 đóng động giảm tốc độ tới ω0để dao chuẩn bị đảo chiều quay Khi K đóng động đảo chiều quay tăng tốc lên tốc độ ωng, Khi K5 đóng động giảm tốc độ tới ωng xuống ω0 để chuẩn bị đảo chiều quay để tiến hành trình gia cơng lặp lại chu kỳ điều khiển Chương V ĐÁNH GIÁ TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG I TÍNH TỐN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN Các tham số bản: + : Hệ số phản hồi âm tốc độ  = 0,0682 + : Tổng điện trở mạch phần ứng = 0,105 () + : Trị số dòng điện tải, tính theo dịng định mức động + = 251,2 (A) + : Hệ số khuếch đại động 2.Hệ số khuếch đại động Ta có = = = = 3.Hệ số khuếch đại biến đổi = tg = Quan hệ = f() xuất phát từ hai quan hệ: = f()  = f() * Xây dựng quan hệ = f(): + Coi hệ thống làm việc chế độ dòng điện liên tục: = cos Trong đó: + = 241,38 điện áp chỉnh lưu không tải biến đổi +  góc điều khiển Cho  biến thiên từ  = (0  /2) ta trị số lập thành bảng sau: Bảng 5.1: Quan hệ góc mở  điện áp Ud * Xây dựng quan hệ  = f() + Khi thay đổi giá trị điện áp điều khiển () giá trị góc điều khiển  thay đổi theo Ứng với () khác ta nhận giá trị  Căn vào đồ thị điện áp tựa , ta thấy góc  biến đổi theo với quy luật sau: = ( - => (1- ) Mặt khác với vi mạch khuếch đại thuật tốn tín hiệu =  14 (V) nên biên độ cực đại = 14 (V) Song thực so sánh dịch cho =  = /2, nghĩa ta sử dụng nửa biên độ cực đại == (1- )=> =f (1- ) Cho  biến thiên từ  = (0  /2) ta trị số lập thành bảng : (v) /12 /6 /4 /3 /2 5,83 4,7 3,5 2,33 Bảng 5.2: Quan hệ góc mở  điện áp =>Quan hệ =f() Bảng 5.3: quan hệ điện áp + Ta có = = = 25,84 4.Hệ số khuếch đại trung gian + Ta có thơng số có: + thay giá trị vào (7) ta được: k = [ – ] =.[ ] = 206,66 + Vậy hệ số khuếch đại trung gian là: Ta có k = = => = = = 2,62 Hệ số khuếch đại yêu cầu () toàn hệ thống Ta có: =  = 2,62.25,84.3,052.0,0682 = 14,10 + Tóm lại mạch khuếch đại trung gian có hệ số khuếch đại = 14,10 Để thực mạch khuếch đại trung gian này, sử dụng vi mạch khuếch đại thuật toán A741 mắc nối tiếp với điện trở chức II.KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ TĨNH CỦA HỆ THỐNG Khái niệm chung Khảo sát chế độ tĩnh hệ thống tiến hành nhằm mục đích để kiểm tra độ cứng đặc tính hệ thống Xem có đảm bảo sụt tốc độ tương đối hay khơng qua mơ tả q trình diễn biến hệ thống chế độ làm việc nó, từ đánh giá chất lượng tĩnh hệ thống truyền động máy bào giường Xây dựng đặc tính tĩnh Căn vào hệ thống thiết kế ta có sơ đồ cấu trúc sau Hình 5.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống Trong đó: + : Tín hiệu điện áp đặt tốc độ (điện áp chủ đạo) + : Hệ khuếch đại tốc độ + : Hệ khuếch đại dòng điện + : Hệ số khuếch đại biến đổi = 10,07 + : Hệ số khuếch đại động chiều = 3,052 + : Hệ số phản hồi tốc độ + : Hệ số phản hồi dòng điện Ở ta sử dụng xen xơ dòng điện hệ số phản hồi =0,04 + + Điện trở biến đổi điện trở mạch phần ứng (sử dụng biến đổi cầu pha có + Từ sơ đồ ta có trường hợp: - TH1: Khi hệ thống có khâu phản hồi âm tốc tham gia n = - =- TH2 : Khi hệ thống có hai khâu phản hồi âm tốc âm dịng có ngắt tham gia : n==- TH3 : Khi hệ thống có âm dịng tham gia n()(  ) 2.1 Xây dựng đường đặc tính cao Căn vào nguyên lý hệ thống đường đặc tính có đoạn ứng với trạng thái làm việc hệ thống - Đoạn 1: Đoạn làm việc ổn định, có khâu phản hồi âm tốc độ tác động - Đoạn 2: Có đồng thời hai mạch vòng phản hồi âm tốc độ âm dòng điện tác động - Đoạn 3: Lúc tốc độ giảm đủ nhỏ làm cho mạch vòng phản hồi âm tốc độ bị bão hồ nên cịn khâu ngắt dịng tác động Các đoạn đặc tính tuyến tính (đoạn thẳng) nên ta cần tìm đoạn điểm xây dựng đoạn đặc tính 2.1.1 Xây dựng đoạn đặc tính thứ Đây đoạn làm việc ổn định hệ thống máy bào giường Trong đoạn có mạch vịng phản hồi âm tốc độ tham gia - Phương trình đặc tính:n = (I) -> = - Đường đặc tính cao qua điểm định mức (, ) nên ta tính được: = = 44,21 (v) + Tốc độ không tải lý tưởng (điểm ứng với giá trị = 0) = = 605,3 (v/p) + Tốc độ ứng với điểm cuối đoạn đặc tính () Ta biết động điện chiều tăng ( 1,2.) phải tiến hành hạn chế tăng dòng điện Vậy đặt = 1,2 = 1,2.223 = 267,6 (A) Thay = vào biểu thức (I) ta xác định tốc độ == 599,6 (v/p) Vậy đoạn đặc tính thứ qua điểm: + -A (0;605,3) + (223;600) +B(267,6;599,6) 2.1.2 Xây dựng đường đặc tính thứ hai Trong đoạn > nên I  1(I) = có hai vịng phản hồi tác động Phương trình đặc tính n= = Đoạn đặc tính thứ hai qua điểm đầu cuối B C điểm B (267,6; 599,54) xác định Ta phải xác định điểm C Tại C (Ic,nc) tốc độ n đủ nhỏ làm cho mạch vòng phản hồi âm tốc độ đạt mức bão hoà ( - .n) = const  = + Ở sử dụng vi mạch khuếch đại thuật tốn A74 có U = 14 (V) chọn = 14(V) +Tốc độ bão hồ có: ( - ).= => = = = 569,8 (v/p) + Để xác định dịng điện vị trí bão hồ () ta xác định hệ số phản hồi dòng điện sau: Đối với động truyền động thường chọn: = (1,2  1,5)và dòng khởi động = (2,2  2,5) Chọn = 1,2 = 1,2.223 = 267,6 (A) = 2,5 = 2,5.223 = 557,5 (A) + Xét trạng thái hệ thống có mạch vịng dịng điện tham gia n  (   )  (   ) Tại điểm C: = ta được: n  (   )  (   ) = = = 396,6(A) Vậy đoạn đặc tính thứ hai qua điểm:+B (276,6;599,6) +C(396,6;569,8) 2.1.3 Xây dựng đoạn đặc tính thứ Lúc tốc độ động đặt đến mức đủ nhỏ, làm cho mạch phản hồi âm tốc độ bão hồ Vậy cịn mạch vịng hạn chế dịng điện tác động Phương trình đặc tính: n=( +) – () Đoạn đặc tính qua hai điểm điểm C (396,6;569,8) điểm khởi động động D (, 0) Tính lại trị số dòng khởi động điểm khởi động: 0= n  (   )  (   ) = = = 560,6(A) + Vậy điểm D (560,6;0) 2.1 Xây dựng đường đặc tính thấp Đường đặc tính thấp đường giới hạn phạm vi điều chỉnh D = Điểm ứng với trị số dòng định mức:= = = 89,96 (v/p) 2.2.1 Xây dựng đoạn đặc tính thứ Trị số điện áp chủ đạo nhỏ = = 6,9 (V) Tốc độ không tải lý tưởng: = = = 94,47 (v/p) Điểm cuối đoạn đặc tính B ' (', ') Ta có trị số dịng điện ngắt () khơng đổi với đường đặc tính ' = = 267,6 (A) = = = 89,06(v/p) Đoạn đặc tính thứ qua điểm:+A’ (0 ;94 ,47) +B’(223;89,96) +C’(267,6;89,06) Đoạn đặc tính xây dựng cách qua điểm song song với đoạn đặc tính đường cao '(223;89,96) dùng đoạn 2.2.2 Xây xựng đoạn đặc tính thứ hai Theo phần tử phần trước ta có + Tốc độ bão hồ = = = 553,99 (A) + Đoạn đặc tính thứ hai đường đặc tính thấp qua hai điểm đầu cuối +B’(267,6;89,06) +C’(553,99;23,12) 2.2.3 Đoạn đặc tính thứ Căn vào phương trình đặc tính có phản hồi dịng điện tham gia nhận thấy thơng số phương trình chung cho đường đặc tính Vậy đường đặc tính có chung điểm khởi động (; 0) Thay thơng số điểm C'(553,99;23,12) vào phương trình đặc tính có phản hồi dịng điện tham gia ta thấy thơng số thoả mãn phương trình kết luận điểm C' thoả mãn nằm đoạn CD đường đặc tính giới hạn đoạn đặc tính thứ đường nằm đường thẳng 2.3.4 Biểu diến đường đặc tính điện Đặc tính điện ứng với chiều quay thuận động Hình 5.2 Đặc tính điện hệ thống Kiểm tra chế độ tĩnh Sai lệch tốc độ tương đối lớn xảy đường đặc tính thấp Vậy kiểm tra nghiệm chế độ tính đường giới hạn n= 100 = 100=4,774() Theo yêu cầu hệ thống thấy rằng: n% = 4,774% < [n%] = 5% Hệ thống đảm bảo chất lượng tĩnh III.KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Xây dựng sơ đồ cấu trúc + Sơ đồ cấu trúc hệ thống Hình 5.3: Sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống + số thời gian điện từ động cơ: = = = 0,0071(s) +hằng số thời gian điện cơ: = = = 0,027(s) + Chỉnh lưu cầu pha nên thời gian trễ:  = 0,00167(s) 1.1 Xác định hàm truyền hệ thống phản hồi dòng điện + Ở ta bỏ qua nhiễu phụ tải ((p) =  (p) = 0) + Ta thấy > nên thay đổi dòng điện nhanh thay đổi tốc độ(hay sức điện động) xét cho mạch vịng dịng điện ta bỏ qua tác dụng sức điện động sơ đồ cấu trúc hệ thống có sơ đồ sau: Hình 5.4: Sơ đồ cấu trúc mạch vịng dịng điện Hình 5.5: Sơ đồ cấu trúc mạch vịng dịng điện dạng điển hình * Lựa chọn sơ đồ cấu trúc điều chỉnh + Hàm truyền đối tượng : (P)= = = + Ta thấy khâu phản hồi âm dòng điện tham gia vào hệ thống xảy trình độ, thời gian tham gia khâu nhỏ cần phải có độ xác cao Do ta hiệu chỉnh thàn hệ thống điển hình loại I + Theo tối ưu modul ta có: (PI) (p)= + Tổng hợp tham số: = = 0,0071(s)=> (p)= + Hàm truyền hệ thống sau ta chọn điều chỉnh PI làm khuếch đại dòng điện: =>(p)=(p).(p)== = Trong đó: = 24 + Ta chọn lượng điều chỉnh dòng điện imax %  % tra bảng ta lấy max% = 4,3  ta có quan hệ :  = 0,5  0,00167.1385,9 = 0,5  = 0,217 + Kiểm tra điều kiện xử lý gần biến đổi: = = = 199,6 (rad/s) - Tra bảng quan hệ KT ta có: = = 27,1 < Hình 5.6: Bộ điều chỉnh PI + ta có quan hệ : kp = / ; i = ; Chọn = 20() =>=.=0,0217.20=4,34( ); = = = 0,355 (mF) + Ở = ; = ; Cp = sơ đồ mạch phản hồi dòng điện 1.1 Xác định hàm truyền hệ thống phản hồi tốc độ 1.2.1 Đơn giản hóa sơ đồ cấu trúc + Biến đổi mạch vòng dòng điện thành khâu tương ứng Hình 5.7: Sơ đồ cấu trúc mạch vịng dịng điện dạng điển hình + Hàm truyền mạch vịng dòng điện: (p)= = = - Điều kiện = = 141(rad/s) - Tra bảng quan hệ KT ta có:== = 27,1< Hình 5.9: Sơ đồ cấu trúc mạch vịng tốc độ 1.2.2 Lựa chọn sơ đồ cấu trúc điều chỉnh + Hàm truyền đối tượng : (p)= = = * Theo tối ưu đối xứng:(p)=(PI) + Tổng hợp tham số: = h ( = 1/); Ở chọn h =   5.0,0033  0,0165(s) + Hàm truyền hệ thống sau ta chọn điều chỉnh PI làm khuếch đại tốc độ: =>(p)=(p).(p)=() + Ta có:==0,81==36,36=>==44,89 + Thay giá trị vào (*) ta được: (p)=(p)(p)= Hình 5.10: Bộ điều chỉnh PI + ta có quan hệ : kp = Rp/ ; = ; Chọn = 20() =>=44,89.20=897,8();===0,825(mF) + Ở = ; Rp = ; Cp = sơ đồ mạch phản hồi tốc độ * Sơ đồ cấu trúc hệ thống sau ta chọn khuếch đại tốc độ dịng điện PI: Hình 5.11: Sơ đồ cấu trúc hệ thống + Hàm truyền hệ thống : (p)= => (p)= Kết luận Hiện nay, việc ứng dụng thành tựu khoa học tiên tiến vào thực tế ngành sản xuất nước ta khơng cịn điều mẻ, song việc ứng dụng ứng dụng vào đâu lại vấn đề lớn cần giải Chính việc nghiên cứu triển khai thành tựu khoa học kỹ thuật đặc biệt hệ thống điều khiển tự động hóa vào thực tế mang ý nghĩa lớn Qua trình tìm hiểu nghiên cứu đề tài em có kiến thức : Thiết kế hệ thống truyền động máy bào giường Do điều kiện khách quan lượng kiến thức thân hạn chế nên chắn cịn thiếu sót, em mong nhận sử bảo thầy cô giáo, bạn bè để học hỏi thêm Một lần em xin chần thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Độ thầy giáo mơn nhiệt tình hướng dẫn, động viên tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án Sinh Viên Trần Văn Song ... đồng hóa Mạch đồng hóa sử dụng máy biến áp đồng (BAĐ) để tạo điện áp đồng pha với pha nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu) Sơ đồ ngun lý mạch đồng hóa Hình 4.1: mạch đồng hoá giản đồ. .. nghệ máy, công suất làm việc để đưa phương án cụ thể để đáp ứng yêu cầu Để chọn phương án tốt các phương án đề cần phải so sánh kỹ thuật kinh tế Ý nghĩa việc lựa chọn Việc lựa chọn phương án hợp... T Hình 2.1:sơ đồ hệ truyền động F - Đ Động Đ truyền động cho máy sản xuất, máy sản xuất cấp điện phần ứng từ máy phát F Động sơ cấp kéo máy phát F động chiều KĐB ĐK, động ĐK kéo máy phát tự kích