Phương án thiết kế hệ thống trang bị điện cho cầu trục

NỘI DUNG LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

Hệ thống truyền động điện là tổ hợp nhiều thiết bị điện và cơ dùng để biến đổi năng lượng từ dạng điện năng sang cơ năng, công việc khác nhau nên yêu cầu điều chỉnh tốc độ của hệ thống phù hợp với phụ tải của máy sản xuất là một yêu cầu quan trọng. Để có được phương án truyền động phù hợp xét trên cả hai khía cạnh kỹ thuật và kinh tế cho truyền động, ở đây em đưa ra một số phương án mà đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật công nghệ của truyền động để từ đó làm căn cứ chọn ra phương án tốt nhất.

THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC

+ Nhóm các hệ thống điều khiển đồng bộ: Là nhóm mà các hệ thống điều khiển đưa ra các xung suất hiện trên cực điều khiển của các tiristo đúng thời điểm cần mở và lặp đi lặp lại với chu kì thường bằng chu kì nguồn xoay chiều cấp cho bộ chỉnh lưu (ngoài ra trong một số trường hợp chu kì xung có thể bằng 1/2 chu kì nguồn). + Nhóm các hệ thống điều khiển không đồng bộ: Nhóm này tạo ra các chuỗi xung điều khiển với tần số thường cao hơn nhiều lần tần số nguồn cung cấp và trong quá trình làm việc tần số xung được tự động thay đổi để đảm bảo một lượng ra nào đó (Ud, Id ..) không thay đổi. Hệ thống này tạo ra các xung điều khiển nhờ việc so sánh giữa tín hiệu điện áp tựa hình răng cưa thay đổi theo chu kì điện áp lưới và có thời điểm xuất hiện phù hợp góc pha của lưới với điện áp điều khiển một chiều có trị số thay đổi được.

Hệ thống này có nhược điểm là khá phức tạp, song nó có những ưu điểm nổi bật như: khoảng điều chỉnh góc mở α rộng, Ýt phụ thuộc vào sự thay đổi của điện áp nguồn, dễ tự động hoá, mỗi chu kì của điện áp anốt của tiristo chỉ cú một xung được đưa đến mở nờn giảm tổn thất trong mạch điều khiển. *, Phương pháp phát xung điều khiển sử dụng diốt hai cực gốc ( UJT ) Phương pháp này cũng tạo ra các xung nhờ việc so sánh giữa điện áp răng cưa xuất hiện theo chu kì nguồn xoay chiều với điện áp mở của UJT. Qua những phân tích ở trên ta thấy rằng với yêu cầu công nghệ của truyền động ăn dao của máy doa là khoảng điều chỉnh rất rộng, độ sụt tốc độ nhỏ nên phải sử dụng các phản hồi - tức là cần phải tổng hợp nhiều tín hiệu điều khiển.

Để truyền xung điều khiển đến các chân điều khiển của các tiristo tốt nhất là dùng biến áp xung, biến áp xung vừa có thể cách ly giữa mạch động lực với mạch điều khiển, vừa có thể đồng thời đưa nhiều xung đến mở các tiristo nối tiếp hay song song. Trong một số hệ thống điều khiển bộ chỉnh lưu để đảm bảo tính đối xứng của tín hiệu điều khiển trên các van của sơ đồ chỉnh lưu, người ta thường sử dụng một mạch đồng bộ hoá - pháp sóng răng cưa chung và khâu so sánh chung.

TÍNH CHỌN THIẾT BỊ

Việc tính chọn thiết bị có ý nghĩa rất quan trọng cả về mặt kỹ thuật và kinh tế, việc tính chọn càng chính xác bao nhiêu thì hệ thống càng làm việc an toàn bấy nhiêu, hơn nữa việc tính chọn thiết bị chính xác còn nâng cao đựơc hiệu xuất của hệ thống. - Chọn máy biến áp Động lực nhằm tạo ra điện áp thích hợp và số pha cần thiết cách ly tải với lưới điện, hạn chế dòng ngắn mạch, giảm gia tốc của các van. + Quá trình gia tốc dòng, do cắt máy biến áp ở chế độ không tải hay tải nhỏ để bảo vệ an toàn cho các van trước các tác nhân nên trên ta dùng các phân tử R- C mắc song với các tiristor như hình vẽ.

Để tính được hệ số khuyếch đại của bộ biến đổi ta xây dựng quan hệ Ud = f (α) quan hệ được xuất phát từ. Theo nguyên lý điều khiển pha đứng ta có quan hệ giữa Uđk và α như sau:. max Rc max. II/ TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN 1 - Tính chọn khâu tạo điện áp chủ đạo. Căn cứ vào tốc độ định mức của động cơ và sai lệch tĩnh của hệ thống ta chọn máy phát tốc có các thông số sau:. Căn cứ vào tốc độ định mức của máy phát tốc và của động cơ ta chọn bộ truyền bánh răng có tỉ số truyền i = 1,77 để truyền tốc độ từ động cơ đến máy phát tốc. Hệ số phản hồi tốc độ : Khi tốc động cơ là định mức thì điện áp ra là 12V do đó hệ số phản hồi tốc độ ϒ được tính. Từ thẩm của lừi sắt từ: à. Thể tích lừi sắt từ:. Với Q là tiết diện lừi sắt I2' là dũng thứ cấp quy đổi sang sơ cấp. Điện tử công suất). Ta nuôi KĐTT bằng nguồn 15V, để cho điện áp răng cưa được chính xác thì trong suốt thời gian tô C được nạp điện áp đầu ra phải không đặt tới trị số bão hoà. Ta biết công suất mỗi BAX là 7 W, có 6 BAX sử dụng công suất của nguồn nuôi; đồng thời cũng tính dến công suất nuôi cho các khối khác như khuyếch đại, so sánh, phản hồi.

XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TĨNH XÉT ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG

Xây dựng đặc tính tĩnh của hệ thống là xây dựng đặc tính n = ƒ(I) hoặc n = ƒ(M) qua đó kiểm tra được độ sụt tốc độ, tức là đánh giá được sai lệch tĩnh của hệ thống xem có đảm bảo yêu cầu đặt ra của công nghệ truyền động của công nghệ xúc của cầu trục hay không, đồng thời cũng kiểm tra các giá trị dòng điện ngắt, dòng điện dừng, hãm xem có đảm bảo an toàn cho hệ thống hay không. Từ đó đánh giá được năng lực quá tải của hệ thống, khả năng tác động nhanh của hệ thống cũng như độ an toàn của hệ thống trong quá trình làm việc. Trong qúa trình làm việc của hệ thống truyền động điện tự động, do nhiễu loạn hoặc do nhiều nguyên nhân khác mà hệ thống có thể bị mất ổn định.

Tính ổn định của hệ thống là tính hệ thống có thể trở lại trạng thái ban đầu khi nhiễu loạn mất đi sau một khoảng thời gian nào đó hoặc khả năng xác lập trạng thái ổn định mới khi sai lệch đầu vào thay đổi. Dựa vào đặc tính tĩnh của hệ thống ta thấy rằng các phản hồi âm dòng và âm tốc độ luôn có xu hướng làm ổn định hệ thống. Trong sơ đồ nguyên lý ta tạo ra khâu hiệu chỉnh thứ nhất và thứ hai nhờ hai IC của khối tổng hợp và khuyếch đại trung gian.

THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

Trong qúa trình làm việc nếu có sự thay đổi của tải, giả sử tải tăng khiến tốc độ động cơ giảm ⇒ ( Ucđ - ϒn) sẽ tăng ⇒ điện áp điều khiển sẽ tăng ⇒ góc mở α1 giảm ⇒ Ud1 tăng kéo tốc độ động cơ trở lại điểm làm việc yêu cầu. Khi muốn thay đổi tốc độ ta điều chỉnh biến trở R30 khi đó điện áp chủ đạo sẽ thay đổi, dẫn đến điện áp điều khiển thay đổi ⇒ góc mở α thay đổi ⇒ điện áp chỉnh lưu thay đổi ⇒ tốc độ động cơ thay đổi theo. Giả sử trong qúa trình làm việc tải của hệ thống tăng quá mức cho phép khi đó dòng phần ứng động cơ sẽ tăng quá mức cho phép, điều này là không cho phép.

Khi dòng phần ứng tăng quá giá trị ngắt thì khâu ngắt dòng sẽ tham gia tác động làm giảm điện áp điều khiển ⇒ góc mở α có xu hướng tiến tới 900 làm cho điện áp chỉnh lưu giảm và dòng phần ứng sẽ không tăng quá lớn. Giả sử T đang đóng và động cơ đang quay theo chiều thuận nếu ta đồng thời mở T và đóng N thì điện áp chủ đạo đảo từ dương sang âm ⇒ điện áp đầu ra của khâu khuyếch đại trung gian sẽ đảo dấu từ âm sang dương. Khi tốc độ động cơ giảm dần thì diốt D7 khoá lại khiến điện áp điều khiển của nhóm van anốt chung có giá trị dương ⇒ động cơ chuyển từ hãm tái sinh sang hãm ngược.