3.2.1 Chọn kiểu loại động cơ a. Động cơ điện 1 chiều
- Ưu điểm: Khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, có thể điều chỉnh vô cấp số vòng quay và trị số mô men trong phạm vi rộng.
- Nhược điểm: Giá thành cao, mau hỏng hơn động cơ xoay chiều, đòi hỏi cần phải có thiết bị chỉnh lưu.
- Phạm vi sử dụng: Hay dùng trong các thiết bị vận chuyển bằng điện, thang máy, máy trục…
b. Động cơ điện xoay chiều:
- Động cơ 1 pha: Loại động cơ này có công suất tương đối nhỏ có thể mắc vào mạng điện chiếu sáng, nên thường dùng cho các thiết bị dân dụng như quạt, máy giặt.
- Động cơ 3 pha: Động cơ 3 pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, gồm 2 loại:
Động cơ 3 pha đồng bộ:
- Ưu điểm: Có tốc độ quay không đổi, không phụ thuộc vào trị số tải trọng và không điều chỉnh được. So với động cơ không đồng bộ thì loại này có hiệu suất và cosϕ cao, hệ số quá tải lớn.
- Nhược điểm: Giá thành của chúng tương đối cao và phải có thiết bị khởi động động cơ, do vậy thường dùng khi công suất động cơ lớn (trên 100 kw).
Động cơ 3 pha không đồng bộ gồm có 2 loại: Rô to dây cuốn và Rô to lồng sóc.
- Động cơ 3 pha không đồng bộ rôto dây cuốn: Cho phép điều chỉnh vận tốc trong phạm vi ngắn (khoảng 5%) có dòng mở máy nhỏ nhưng cosϕ thấp, đắt,
kích thước lớn và vận hành phức tạp, thường dùng khi điều chỉnh vận tốc trong một phạm vi hẹp.
- Động cơ 3 pha không đồng bộ rô to lồng sóc (còn gọi là rô to ngắn mạch):
Có kết cấu đơn giản, giá thành thấp, dễ bảo quản làm việc tin cậy. Tuy nhiên loại này có nhược điểm là hiệu suất và hệ số cosϕ thấp hơn (so với động cơ đồng bộ) không điều chỉnh được vận tốc.
⇒ Nhờ có các ưu điểm trên, động cơ xoay chiều 3 pha rô to lồng sóc được sử dụng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp. Với hệ dẫn động cơ khí (hệ dẫn động băng tải, xích tải, gầu tải … dùng với các hộp giảm tốc) nên sử dụng loại động cơ này. Vậy chọn động cơ xoay chiều 3 pha không đồng bộ rô to lồng sóc.
3.2.2. Chọn công suất động cơ Theo [II]
- Động cơ được chọn phải có công suất Pđc và số vòng quay đồng bộ thoả mãn điều kiện :
Pđc ≥ Pct nđb≅ nsb
+ Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức
t CT
Σ
P = P η Trong đó:
Pct : là công suất cần thiết trên trục động cơ.
Pt : là công suất tính toán trên trục máy công tác.
ηΣ : hiệu suất truyền động chung của toàn hệ thống.
η = η η η ηΣ 12 42 3 4 Tra bảng 2.3 [3], ta có:
η1: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ. η1= 0,97 η2: Hiệu suất một cặp ổ lăn. η2 = 0,995 η3: Hiệu suất khớp nối. η3 = 1 η4: Hiệu suất bộ truyền đai. η4 = 0,96
⇒ηΣ = 0.972.0,9954.1.0,96 = 0,885
Trong trường hợp tải không đổi thì công suất tính toán là công suất làm việc trên trục máy:
Công suất cần thiết phải có ở nguồn phát động là:
lvdc t
P 1
P 1,29(kw)
0,885
∑
= = =
η
Như vậy, động cơ cần chọn phải có công suất Pđc ≥ 1,29(kw).
3.2.3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ:
db
n 60f
= p (vòng/phút)
Trong đó: f :tần số dũng điện xoay chiều. f = 50 Hz thường sử dụng f = 50Hz do đó số vòng quay của động cơ sẽ là 3000; 1500; 1000; 750 Vòng/phút v.v…tương ứng với số đụi cực p = 1; 2; 3; 4; v.v…. Rừ ràng khi số vũng quay đồng bộ của động cơ càng tăng thì số đôi cực càng giảm, do đó khuôn khổ kích thước, khối lượng và giá thành của động cơ càng giảm, trong khi đó hệ số công suất (cosφ) và hiệu suất càng tăng. Vì vậy người sử dụng mong muốn động cơ có số vòng quay cao.
Tuy nhiên nếu vận tốc làm việc thấp mà sử dụng động cơ với số vòng quay cao ( số đôi cực ít) sẽ phải giảm tốc nhiều lần hơn, tức là phải sử dụng hệ số dẫn động với tỷ số truyền lớn hơn, dẫn đến kích thước và giá thành các bộ truyền tăng lên. Vì vậy trong thiết kế cần phải phối hợp hai yếu tố vừa nêu, đồng thời cần căn cứ vào sơ đồ hệ dẫn động để chọn số vòng quay thích hợp cho động cơ.
p là số đôi cực tra bảng P1.3[II] ta có 2p=4 ⇒p=2 => db 60.50
n 1500
= 2 = (vòng/phút)
Vì kể đến sự trượt nên ndb =1450(vòng / phút)
⇒ tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống xác định.
db sb
ct
n 1450
u 14,36
n 101
= = =
Số vòng quay của trục công tác là:n =101 vòng/phútCT ( )
Mà hộp giảm tốc khai triển 2 cấp có tỷ số truyền nên dùng und (8÷40)
⇒Số vòng quay đồng bộ của động cơ trong khoảng : ndb = nct.und = 101. (8÷40)=(808÷4040)
Vậy ta chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : ndb= 1500v/ph (Vì usb=14,36 ∈ und (8÷40))
3.2.4. Chọn động cơ thực tế
Dựa vào điều kiện: ( )
( )
đc ct
đb
P P 1,29 Kw n 1500 v / ph
≥ =
=
Pđc ≥ Pct = 1,29(Kw) Với nđb = 1500(v/ph) tra bảng P1.3[II].
Ký hiệu Công suất P(kw)
N(v/ph) η(%) cosϕ K dn
T T
max dn
T T
4A80B4Y3 1,50 1400 77 0,83 2 2,2
3.3. Kiểm tra điều kiện quá tải, điều kiện mở máy cho động cơ