Tính chọn công suất và thiết kế hệ thống truyền động điện cho truyền động chính của máy bào giường sử dụng hệ truyền động máy phát - động cơ

MỤC LỤC

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG

Các hệ thống truyền động điện

    Trong hệ truyền động máy phát - động cơ (F - Đ), nguồn cấp cho phần ứng động cơ là bộ biến đổi máy điện (máy phát điện một chiều kích từ độc lập). Động cơ Đ truyền động máy sản xuất MSX được cấp điện phần ứng từ máy phát F. Động cơ sơ cấp kéo máy phát F với tốc độ không đổi là động cơ điện không đồng bộ ĐK. Động cơ ĐK cũng kéo luôn máy phát tự kích từ K để cấp điện kích từ cho động cơ Đ và máy phát F. Biến trở Rkk dùng để điều chỉnh dòng điện kích từ của máy phát tự kích K nghĩa là để điều chỉnh điện áp phát ra cấp cho các cuộn kích từ máy phát KTf và cuộn kích từ động cơ KTđ. Biến trở Rkf dùng để điều chỉnh dòng kích từ máy phát F do đó điều chỉnh điện áp phát ra của máy phát F đặt vào phần ứng động cơ Đ. Biến trở Rkđ dùng để điều chỉnh dòng kích từ động cơ, do đó thay đổi tốc độ động cơ nhờ thay đổi từ thông. a) Phương trình đặc tính cơ. * Sơ đồ nguyên lý hệ máy điện khuếch đại từ trường ngang - động cơ (MKĐN - Đ) dùng để điều chỉnh tốc độ động cơ Đ qua điều chỉnh điện áp đặt vào phần ứng động cơ (hình vẽ 10). Kích từ cho MKĐN gồm có 4 cuộn:. - CK1: cuộn chủ đạo hay cuộn điều khiển. - CK2: cuộn phản hồi dương dòng điện. - CK4: cuộn phản hồi mềm hay cuộn ổn định. Sức từ động tổng kích từ MKĐN khi hệ thống làm việc là:.  Điện áp phát ra của MKĐN quyết định tốc độ động cơ sẽ được đặt bởi chiết áp R1. nghĩa là bởi trị số s.t.đ. chủ đạo F1. lớn) sau đó lại hạn chế sự cưỡng bức (vì Σ. bị giảm do F3 tăng theo UMĐKĐN) và cuối cùng kết thúc quá trình cưỡng bức kích từ.

    Hình 7: Sơ đồ nguyên lý hệ F-Đ có máy điện khuếch đại tự kích từ
    Hình 7: Sơ đồ nguyên lý hệ F-Đ có máy điện khuếch đại tự kích từ

    THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

    Thiết kế mạch Điều khiển

      Để đáp ứng được các yêu cầu công nghệ của truyền động bàn máy bào giường cũng như các chỉ tiêu về chất lượng làm việc cho nên trong đồ án này em chọn phương pháp điều khiển theo pha đứng để phát xung điều khiển cho 2 bộ biến đổi. + Uđk : là điện áp điều khiển mạch phát xung điều khiển, là điện áp một chiều (Uđk quyết định góc điều khiển ). + UđkT : là điện áp điều khiển tiristo, là chuỗi các xung điều khiển lấy từ đầu ra hệ thống điều khiển và được truyền đến cực điều khiển G và K của thyristor. Mạch đồng bộ hoá và phát sóng răng cưa :. - Để tạo ra một hệ thống các xung xuất hiện lặp đi lặp lại với chu kỳ bằng chu kỳ nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu và điều khiển được thời điểm xuất hiện xung trong mỗi chu kỳ ta phải sử dụng các mạch phát xung. Để điều khiển được các tín hiệu điều khiển nó là tín hiệu cũng biến đổi một cách chu kỳ thì ta phải tạo ra các điện áp dạng răng cưa, để làm được điều đó ta phải có mạch ĐBH-FSRC. a) Mạch đồng bộ hoá. Trong mạch đồng bộ này điện áp vào là điện áp lưới, điện áp xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu, điện áp ra cũng là điện áp xoay chiều hình sin có cùng tần số trùng hoặc lệch một góc pha xác định.

      Giả thiết mở bão hoà nên trên cuộn sơ cấp được đặt điện áp bằng +UCC nên xuất hiện dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp của BAX tăng dần có dấu (**) như hình vẽ dẫn đến trên cuộn thứ cấp của BAX xuất hiện một xung điện áp có cực tính dương ở phía dấu (*) và xung ra qua D7 và truyền đến cực điều khiển G của thyristor 2.6. Khâu phản hồi âm dòng có ngắt không phải tham gia hoàn toàn vào hệ thống, chỉ khi động cơ bị quá tải hoặc lúc khởi động máy Uđo > Uss lúc đó phản hồi âm dòng có ngắt mới tham gia vào hệ thống. Mạch này gồm các khuếch đại thuật toán OA và điốt D, tín hiệu phản hồi dòng được thực hiện bởi bộ biến dòng BI qua bộ chỉnh lưu cầu điốt 1 pha để tạo ra tín hiệu phù hợp bởi điện trở điều chỉnh WR3 (biến trở) tín hiệu này được đưa vào đầu vào OA.

      Khi Iư < Ing thì tín hiệu phản hồi âm dòng không tham gia vào hệ thống Khi Iư > Ing, Iư tăng dần lên làm cho điện áp đầu ra của OA càng âm hơn khi đó điốt D sẽ mở phản hồi âm dòng có ngắt sẽ tham gia vào hệ thống. Điện áp xoay chiều được chỉnh lưu nhờ hai sơ đồ chỉnh lưu hình tia, điện áp ra được ổn định nhờ các vi mạch ổn áp và được lọc bởi các tụ đưa ra hai nguồn +15v và -15v có điểm chung là 0 của máy biến áp.

      TÍNH CHỌN THIẾT BỊ

        Trong các thiết bị chỉnh lưu người ta dùng máy biến áp (MBA) để tạo ra điện áp thích hợp, tao ra số pha cần thiết, cách li phụ tải với lưới điện, cải thiện dòng điện sơ cấp hạn chế dòng ngắn mạch. Điện áp sơ cấp lấy theo lưới điện, sức điện động thứ cấp và công suất tính toán được xác định từ điện áp dòng điện chỉnh lưu và sơ đồ nối van. Khi làm việc với dòng điện chạy qua, trên van có sụt áp, do đó có tổn hao công suất ∆P, tổn hao này sinh ra nhiệt đốt nóng van bán dẫn.

        Mặt khác van bán dẫn chỉ được làm việc ở dưới nhiệt độ cho phép (Tcp = 125oC).Chính vì vậy ta phải chọn chính xác hệ thống tản nhiệt để van làm việc an toàn, không bị chọc thủng vế nhiệt. *) Tính toán cánh tản nhiệt:. - Tổn thất công suất trên một thyristor:. : độ chênh lệch nhiệt độ so với môi trường;. Chọn nhiệt độ môi trường Tmt = 40oC. Nhiệt độ làm việc cho phép của thyristor Tcp = 125oC. Chọn nhiệt độ trên cánh tản nhiệt Tlv = 80oC. - Km: Hệ số toả nhiệt bằng đối lưu và bức xạ. Tổng diện tớch tản nhiệt của cỏnh:. Bảo vệ quá dòng điện cho van. Aptômat dùng để đóng cắt mạch động lực, tự động bảo vệ khi quá tảI và ngắn mạch tiristo, ngắn mạch đầu ra bộ biến đổi, ngắn mạch thứ cấp máy biến áp, ngắn mạch ở chế độ nghịch lưu. Có 3 tiếp điểm chính có thể đóng cắt bằng tay hoặc nam châm điện. Chỉnh định dòng ngắn mạch:. Dòng quá tải:. *)Chọn cầu dao có dòng định mức:. Bảo vệ quá điện áp cho van. *) Bảo vệ quá diện áp do quá trình dóng cắt tiristo được thực hiện bởi cách mắc R – C song song với tiristo. Khi có sự chuyển mạch, các điện tích tích tụ trong các lớp bán dẫn phóng ra ngoàI tạo ra dòng điện ngược trong khoảng thời gian ngắn. Sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây ra sđđ cảm ứng rất lớn trong các điện cảm làm cho quá điện áp giữa anôt và catôt của tiristo.

        - Udn.max: Biên độ thành phần sóng hài của điện áp chỉnh lưu (V). - I1*%: Trị số hiệu dụng của dòng điện sóng cơ bản lấy tỷ số theo dòng điện định mức của chỉnh lưu. Vậy : Điện cảm cuộn kháng lọc:. Chọn cuộn kháng lọc:. Các thông số tính được:. Ta chọn cuộn kháng lọc có các chỉ số:. + Tổng trở cuộn kháng:. + Công suất cuộn kháng lọc:. 2.Tính chọn mạch điều khiển. Tính toán mạch điều khiển thường được tiến hành ngược từ tầng khuếch đại trở lên. Tính chọn biến áp xung:. *) Chọn vật liệu làm lừi là sắt ferit HM. Điện trở R1 để hạn chế dòng điện đi vào khuếch đại thuật toán A1,thường chọn R1 sao cho dòng vào khuếch đại thuật toán Iv < 1mA.

        KHẢO SÁT HỆ THỐNG BẰNG MATLAB - SIMULINK

        • Thành lập sơ đồ cấu trúc và hàm truyền của hệ thống

          Tại thời điểm I= Ing thì tín hiệu điện áp lấy trên điện trở cũng có giá trị = 1 V. Trong thời gian thực hiện đề tài, với sự chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong khoa điện điện tử và đặc biệt là cô giáo Lê Thị Minh Tâm, đến nay đề tài “Thiết kế hệ thống truyền động điện cho máy bào giường”đã được hoàn thành. Em đã cố gắng vận dụng những kiến thức học ở trường để giải quyết những yêu cầu mà đề tài yêu cầu.

          Tuy nhiên do thời gian và trình độ chuyên môn có hạn nên đồ án còn tồn tại những thiếu sót và hạn chế. Chính vì vậy rất mong nếu đề tài này tiếp tục được giao cho các khoá sau thì sẽ khắc phục được những hạn chế trên, đảm bảo tính hoàn thiện của sản phẩm. Em cũng rất mong sự đóng góp ý kiến từ phía các thầy cô và các bạn để em có thêm nhiều kinh nghiệm trong công tác học tập, nghiên cứu và lao động sau này.

          Cuối cùng, Em xin cảm ơn quý thầy cô, gia đình và các bạn bè đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ để đề tài được hoàn thành. Trang bị điện điện tử máy gia công kim loại Nguyễn Văn Tiến; Vũ Quang Hồi.

          Sơ đồ biểu diễn hàm truyền trên matlab & simulinkMàW5 =
          Sơ đồ biểu diễn hàm truyền trên matlab & simulinkMàW5 =