Thiết kế Hệ thống Truyền Động Van Sử Dụng Động Cơ Một Chiều Không Đảo Chiều Quay
MỤC LỤC
Động cơ một chiều kích từ độc lập
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có cuộn kích từ mắc vào nguồn một chiều độc lập (hình 1.9) (đối nguồn có công suất không đủ lớn) và cũng có thể cuộn kích từ mắc song song với mạch phần ứng (đối nguồn một chiều có công suất vô cùng lớn). - §ường đặc tính cơ là đường thẳng và động cơ làm việc ổn định khi tốc độ không đổi thì mô men điện từ bằng mô men trên trục động cơ ,điểm làm việc trên đặc tính tương ứng giao điểm đặc tính tải với đặc tính cơ tự nhiên. Như vậy khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một họ đặc tính song song với đặc tớnh cơ tự nhiờn (β=const) (Hình1.10), khi thay đổi điện ỏp : mô men ngắn mạch của động cơ giảm, độ cứng β= const,tốc độ động cơ thay đổi.
Loại động cơ này có 2 cuộn dây kích từ một cuộn mắc song song ,một mắc nối tiếp với phần ứng động cơ vì vậy nó tận dụng được các ưu điểm của động cơ một chiều kích từ nối tiếp và kích từ độc lập. Có cấu tạo đơn giản đặc biệt là động cơ rô to lồng sóc, có kích thước nhỏ làm việc tin cậy trọng lượng nhỏ dễ sử dụng,Vận hành sửa chữa, làm việc trực tiếp với lưới điện 3 pha, giá thành đầu tư dẻ. Dải điều chỉnh rộng, điều chỉnh thuận lợi dễ dàng khi thay đổi một trong các thông số vật lý của động cơ, có thể điều chỉnh trơn điều chỉnh vô cấp, mô men khởi động lớn, quá trình khởi động êm, thời gian khởi động nhỏ hệ số quá tải lớn.
Hiện nay trong các nhà máy đều có các hệ truyền động điện để đáp ứng yêu cầu công nghệ từ yêu cầu đơn giản đến phức tạp để nâng cao chất lượng sản phẩm, năng suất lao động chẳng hạn như hệ truyền động máy tiện khi bắt đầu gia công chi tiết thì yêu cầu tốc độ giảm để tránh mẻ dao, khi ra dao yêu cầu di chuyển nhanh để tăng độ nhẵn bề mặt chi tiết và nâng cao năng suất. - Bộ biến đổi van động cơ có nhiều ưu điểm như: Các van đều làm từ những linh kiện bán dẫn điện tử đơn giản nên sơ đồ đơn giản, gọn nhẹ, không gây ồn, chi phí thấp, hiệu suất cao, dễ thực hiện tự động hoá, tác động nhanh, phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, điều chỉnh trơn và phù hợp với nhiều loại phụ tải.
Chọn ph−ơng pháp h∙m
Tính chọn thiết bị mạch động lực
Theo yêu cầu đề tμi: Động cơ truyền động hệ thống đ−ợc chọn với các thông số sau (Theo bảng tra do Bộ môn TĐH cung cấp). Máy biến áp động lực lμ thiết bị biến đổi nguồn điện xoay chiều từ lưới. Kr :Hệ số phụ thuộc vμo sơ đồ chỉnh lưu vμ đặc điểm của tải, Tra bảng II-2.
Tiristor lμ thiết bị bán dẫn để biến đổi nguồn điện xoay chiều thμnh nguồn. Muốn có các van chỉnh lưu lμm việc tin cậy vμ an toμn lâu dμi, thì cần phải chọn các van chịu đ−ợc trong điều kiện lμm việc nặng nề nhất, cả khi phụ tải thay đổi vẫn đảm bảo. Ungmax: giá trị điện áp ng−ực lớn nhất đặt vμo mạch các cực K-A của van IT: Giá trị tính toán của dòng điện trung bình qua van đối với sơ đồ chỉnh lưu tia hai pha.
Id: Dòng điện chạy qua động cơ do bộ chỉnh lưu cung cấp (lμ giá trị trung bình của dòng điện tải). Ta có giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu, đối với sơ đồ chỉnh lưu tia 2 pha được xác định theo biểu thức. Nh− vậy căn cứ vμo các kết quả tính toán đ−ợc vμ điều kiện để chọn Tiristor tra sách điện tử công suất lớn.
Chức năng để san bằng các xung áp chỉnh lưu đến mức độ nμo đó do phụ tải yêu cầu. Vì sóng hoμi bậc cao thì biên độ nhỏ (bậc cμng cao thì biên độ cμng nhỏ), nên đối với chỉnh lưu người ta chỉ xét đến lọc sóng cơ bản. Mạch R-C mắc song song vơi Tiristor có tác dụng để bảo vệ quá gia tốc du/dt cho các tiristor khi xảy ra quá độ trong mạch.
- Nguyên nhân bên ngoμi hường xẩy ra rất nhiều như khi đóng cắt không tải 1 máy bién áp trên đường dây, khi có xét đánh. Mạch R-C mắc song song với các tiristor có thể tránh đ−ợc hiện t−ợng mμ không mong muốn nói trên vμ bảo vệ quá điện áp do nhiều nguyên nhân gay ra. Theo luật đóng mở thì điện áp đột biến tăng sẽ biến thiên liên tục tại thời điểm xây ra quá độ qua tụ C, vì thế mμ khi có tốc độ tăng trưởng điện áp lốn vẫn dữ.
Tính chọn thiết bị mạch điều khiển
Nên cho dòng IB cμng nhỏ thì xung cμng ít mất đối xứng chọn thêm tầng khuếch đại trung gian Tr2 lμm việc ở chế độ khuếch đại, loại Mπ25 có các thông sè kü thuËt sau. Kω: Hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại trung gian KBBD: Hệ số khuếch đại của bộ biến đổi. KI: Hệ số khuếch đại của khâu phản hồi âm dòng điện γ: Hệ số khuếch đại của khâu phản hồi âm tốc độ I−.RΣ: Nhiễu loạn của phụ tải.
Ng−ợc lại, khi hệ thống không ổn định thì sau khi trạng thái cân bằng của nó bị phá vỡ thì các đại l−ợng của nó sẽ tăng vô hạn hoặc giảm về không mμ không thể lặp lại đ−ợc trạng thái cân bằng mới. Xây dựng đặc tĩnh của hệ thống lμ xây dựng mỗi quan hệ giữa tốc độ với mômen (n=f(M)) hoặc quan hệ tốc độ với dòng điện (n =f (I)). Khi xây dựng đặc tính tĩnh, đối với hệ thống truyền động điện có các phần tử lμm việc ở vùng phi tuyến vμ vùng tuyến tính nên ta cần có các giả thiết.
Kω: Hệ số khuếch đại của khâu phản hồi âm tốc độ KBBD : Hệ số khuếch đại của bộ biến đổi. KI: Hệ số khuếch đại của khâu phản hồi âm dòng điện γ : Hệ số khuếch đại của khâu phản hồi âm tốc độ I−.RΣ: Nhiễu loạn của phụ tải. Ta biết rằng tốc độ lớn nhất của động cơ thường được giới hạn bởi độ bền cơ học của phần quay của động cơ.
Căn cứ vμo nguyên lý của hệ thống thì mỗi đường đặc tính sẽ có 3 đoạn ứng với 3 trạng thái lμm việc của hệ thống. Đây lμ đoạn lμm việc ổn định của hệ thống.Trong đoạn nμy chỉ có mạch vòng phản hồi âm tốc độ tác động. Lúc nμy tốc độ của động cơ đã đạt đến mức đủ nhỏ, lμm cho mạch phản hồi âm tốc độ bão hoμ.
Đóng áp tô mát cung cấp điện cho hệ thống truyền động điện (mạch kích từ, máy biến áp động lực, nguồn nuôi mạch điều khiển. Để tạo ra các xung điều khiển, ta phải tạo ra tín hiệu điều khiển Uđk nhờ mạch khuếch đại trung gian vμ tín hiệu nμy đ−ợc so sánh với điện áp răng c−a. Do mạch khuếch đại trung gian tạo ra tín hiệu Uđk nên nó điều khiển đ−ợc góc mở α của bộ chỉnh lưu.
Khi khởi động dòng khởi động rất lớn nên mạch vòng dòng điện tham gia vμo để tự động hạn chế dòng điện đồng thời mạch vòng phản hồi âm tốc độ bị bão hoμ do UVIC3 = -Ucđ + γn rất âm (do n nhỏ) , động cơ đ−ợc khởi độngtrên đoạn đặc tính thứ 3 , tốc độ tăng dần đến điểm D thì mạch vòng tốc độ tham gia vμo để tăng độ cứng đặc tính cơ , động cơ đ−ợc khởi động trên. Với giả thiết động cơ đang lμm việc ở vùng khâu ngắt không tác động, lúc nμy ta thay đổi điện áp trên biến trở WR lμm cho Ucđ thay đổi lμm cho góc α thay đổi dẫn đến tốc độ thay đổi.
