CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG DÀN NẮN
4.3.Các phương án truyền động
4.3.1.Phương án 1: Dùng động cơ điện một chiều
- Cơ sở lý thuyết:
Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập:
ω : Tốc độ động cơ. Uư : Điện áp phần ứng.
K : Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo động cơ ∅ : Từ thông Rư : Điện trở phần ứng Rp : Điện trở phụ M : Moment động cơ Hình 4.2: Đường đặc tính cơ
- Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều:
Thay đổi điện áp phần ứng Thay đổi điện trở phụ mạch roto Thay đổi từ thông kích thích
Phương pháp thay đổi từ thông kích thích ít được sử dụng. - Ưu điểm:
Điều chỉnh tốc độ đơn giản.
Công suất ổn định: luôn đủ để cung cấp cho giàn nắn hoạt động.
Giả sử ta cần cho dàn nắn quay với tốc độ ωx, và công suất cần thiết là Nx, khi đó động cơ phải cung cấp moment là Mx, từ phương trình đặc tính cơ ta sẻ tính được hiệu điện thế cần cung cấp cho motor là Uưx. Vậy, trong một giới hạn nhất định của vận tốc động cơ thì ta luôn có thể tìm được một giá trị Uưx sao cho công suất động cơ sinh ra đủ để dàn nắn hoạt động.
ωx
Chi phí cho bảo trì, sửa chữa nhỏ. - Nhược điểm:
Hiệu suất không cao.
4.3.2.Phương án 2: Dùng động cơ điện xoay chiều + bộ biến tần
- Cơ sở lý thuyết:
Hình 4.3: Sơ đồ bộ biến tần
Hình 4.4: Đường đặc tính của biến tần
Điện áp xoay chiều tần số cố định được chỉnh lưu thành nguồn một chiều nhờ bộ chỉnh lưu (CL), sau đó qua bộ lọc và bộ nghịch lưu (NL) sẽ biến đổi thành nguồn điện áp xoay chiều ba pha có tần số biến đổi cung cấp cho động cơ, qua đó có thể thay đổi tốc độ (f = p.n/60; với f: tần số dòng điện, p: số cặp cực của động cơ, n: tốc độ động cơ).
- Ưu điểm:
Điều chỉnh tốc độ đơn giản.
Hiệu suất cao hơn động cơ điện 1 chiều. Chi phí cho bảo trì, sửa chữa nhỏ.
- Nhược điểm:
Từ đường đặc tính cơ, ta thấy: khi biến tần hoạt động thì moment động cơ không thay đổi. Do đó, khi ω(n) giảm thì công suất động cơ giảm. Do vậy ta không thể giảm ω quá nhỏ vì khi đó công suất của động cơ không đủ cung cấp cho dàn nắn.
4.3.3. Phương án 3: Động cơ điện xoay chiều + Ly hợp từ (kiểu trượt)
- Nguyên lý hoạt động:
Hình 4.5: Sơ đồ ly hợp từ kiểu trượt
Khi cấp điện cho động cơ, trục động cơ 2 quay, được nối cứng với phần ứng 2 của ly hợp. và cấp nguồn cho cuộn kích thích 4 vào phần cảm 3 nhờ chổi than 5 và vành trượt 7 trên trục 6. Lúc đó trong phần ứng sẽ xuất hiện dòng Fu-cô. Sự tác dụng tương hổ giữa dòng điện trong phần ứng và từ thông của phần cảm sẽ sinh ra moment điện từ làm quay trục 6. Hệ số trượt của ly hợp từ phụ thuộc vào cường độ dòng điện trong cuộn kích thích và moment của phụ tại. Do đó, khi moment không đổi, ta có thể thay đổi tốc độ quay trục 6 bằng cách thay đổi cường độ dòng điện cuộn kích thích.
- Ưu điểm
Điều chỉnh tốc độ đơn giản. Hiệu suất cao.
Chi phí cho bảo trì, sửa chữa nhỏ. - Nhược điểm: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Công suất động cơ không ổn định (tương tự như khi dung biến tần).
4.3.4. Phương án 4: Động cơ thủy lực
Biến đổi áp năng của lưu chất thành cơ năng làm quay trục động cơ. Ta có thể thay đổi vận tốc quay, moment của động cơ bằng cách thay đổi lưu lượng, áp suất vào của động cơ.
- Ưu điểm:
Điều chỉnh tốc độ dễ dàng
Công suất và tốc độ của động cơ có thể điều chỉnh độc lập với nhau để luôn đảm bảo cho dàn nắn hoạt động.
- Nhược điểm:
Chi phí cho bảo trì, sửa chữa lớn. Hiệu suất thấp.
Qua 4 phương án trên ta chọn phương án 1 vì có những đặc điểm phù hợp với yêu cầu vận hành của dàn nắn.