Đề tài thiết kế hệ thống truyền động điện bbđ van động cơ một chiều không đảo chiều quay

GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN

Lời Nói Đầu.

Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước ta đang bước vào thời kỳ công

nghiệp hoá - hiện đại hoá với những thành tựu đã đạt được củng như những khó khăn

thách thức đang đặt ra . Điều này đặt ra cho thế hệ trẻ nói chung và những kỹ sư

“Nghành tự động hoá - cung cấp điện” nói riêng nhiệm vụ hết sức quan trọng. Đất

nước đang cần một đội ngũ lao động có trí thức cũng như lòng nhiệt huyết để phục

vụ và phát triển đất nước .

Sự phát triển nhanh chóng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật nói chung và

trong lĩnh vực điện - điện tử nói riêng làm cho bộ mặt của xã hội thay đổi từng ngày.

Trong hoàn cảnh đó, để đáp ứng được những điều kiện thực tiễn của sản xuất đòi hỏi

những người kĩ sư điện tương lai phải được trang bị những kiến thức chuyên nghành

một cách sâu rộng.

Em đã được giao cho làm đồ án môn học với nội dung đề tài “Thiết kế hệ thống

truyền động điện BBĐ van-Động cơ một chiều không đảo chiều quay”

Với sự lỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của giảng viên Nguyễn Thị Thành

,đến nay đồ án của em đã được hoàn thành. Do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, các

tài liệu tham khảo có hạn, nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất

mong được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy, cô giáo cùng các bạn để bản đồ án của em

được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn.

1

GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN

CHƯƠNG 1:PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG

ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Khi thiết kế một hệ thống truyền động điện thì người thiết kế phải đưa ra nhiều

phương án để giải quyết .

Nhiệm vụ của người thiết kế là phải tìm ra được phương án tối ưu nhất phù hợp

với yêu cầu đặt ra .Trước hết là yêu cầu về kỷ thuật sau đó là yêu cầu về kinh tế .Việc

lựa chọn phương án truyền động có ý nghĩa hết sức quan trọng trong thiết kế nó ảnh

hưởng trực tiếp đến dây chuyền sản xuất chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế .

1.1) Phân tích chọn động cơ truyền động

Để thiết kế hệ truyền động phù hợp với yêu cầu người ta đưa ra nhiều phương

án khác nhau, rồi sau đó sánh các phương án trên phương diện kinh tế và kỹ thuật để

chọn ra phương án tối ưu nhất. Theo yêu cầu của đề tài, em lựa chọn động cơ truyền

động là động cơ một chiều kích từ độc lập.

Trong thực tế đối với động cơ điện một chiều kích từ độc lập thường có 3 phương

pháp điều chỉnh tốc độ như sau .

∗ Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng

∗ Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng

∗ Điều chỉnh từ thông kích từ

1.1.1 Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng

a ). Sơ đồ nguyên lý

2

GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN

H1.1 sơ đồ nguyên lý

Giả thiết :

U = Uđm = const

ΦΦ = Φđm = const

R = Var

b ). Phương trình đặc tính cơ

* M

(K )

R +R

K

U

= 2

®m

f

®m

®

Φ

-

Φ

ω m

H1.2 Đường đặc tính cơ

c ). Dạng đặc tính cơ

Khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng ta có dạng đặc tính cơ như hình H1.2 .

d ). Nhận xét

Từ phương trình đặc tính cơ và dạng đặc tính cơ ta thấy khi thay

đổi điện trở phụ mạch phần ứng (tăng Rf) làm cho :

∗ Đặc tính cơ mềm đi

∗ Độ sụt tốc độ ∆ω =

.M

(K )

R R

2

f

Φdm

+

tăng lên

3

ω

ωο

t n

r f1

r f2

r f3

m 0

h 3

GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN

∗ Độ cứng đặc tính cơ β =

f

2

R R

(K ) dm

+

Φ

giảm

∗ Mức độ phù hợp tải P = U.I = const

M = K

Φ

.Iư = const

1.1.2 Thay đổi điện áp cấp cho mạch phần ứng

a) Sơ đồ nguyên lý tổng quát

H1.3 sơ đồ thay thế

Trong đó :

BBĐ : là bộ biến đổi dùng để biến đổi điện áp xoay chiều của thành

điện áp một chiều và điều chỉnh sức điện động Eb của nó theo yêu cầu

Rb : là điện trở mạch phần ứng

Rư : là điện trở trong của bộ biến

4

GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN

đổi phụ thuộc vào loại thiết bị

Giả thiết :

U = Var

const Φ = Φdm =

R=const

b) Phương trình đặc tính cơ

.M

(K )

R

K

E

2

dm m

b

Φ

-

Φ

ω

Σ =

Với

RΣ

=Rư+Rb

c) Dạng đặc tính cơ

Khi thay đổi điện áp mạch phần ứng động cơ ta được một họ đặc tính cơ song song

với nhau như hình vẽ .

d) Nhận xét

Khi thay đổi điện áp mạch phần ứng ta sẽ có các tốc độ không tải lý tưởng

®m

bx

ox K

E

=

Φ

ω

khác nhau

Độ cứng β = const

Mức độ phù hợp tải P = U.I = var

[Mc] = K

Φ

đm.Iđm= Mđm = const

Dải điều chỉnh rộng ,điều chỉnh trơn và vô cấp

Sai số tốc độ nhỏ ,dể tự động hoá

5

GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN

Khả năng quá tải lớn và tổn thất năng lượng nhỏ

Phương pháp điều chỉnh điện áp mạch phần ứng là phương pháp triệt để kể cả khi

không tải lý tưỡng và điều chỉnh tốc độ trong bất kỳ vùng tải nào .

1.1.3 Thay đổi từ thông kích từ

a) Sơ đồ nguyên lý

Khi thay đổi từ thông kích từ động cơ một

chiều kích từ độc lập chính là điều chỉnh

mô men điện từ của động cơ M =K

Φ

.Iư và

điều chỉnh sức điện động quay E =K

Φ

.ω của động cơ .Do kết cấu của máy điện

nên ta thường giảm từ thông

Φ

.

Giả thiết

U = Uđm = const

R = const

Φ

= Var

b) Phương trình đặc tính cơ

.M

(K )

R

K

U

2

dm

Φ

-

Φ

ω =

Tốc độ không tải lý tưỡng :

=var

K

U

=

x

®m

ox Φ

ω

Độ cứng đặc tính cơ : β =

=var

R

(K )

2 Φx

6

GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN

ở đặc tính cơ điện : Inm =

R

U®m

= const

e ). Dạng đặc tính cơ

Đặc tính cơ

Đặc tính cơ điện

d). Nhận xét:

Ta thấy rằng mạch kích từ của động cơ mmột chiều kích từ độc lập là mạch phi

tuyến cho nên hệ điều chỉnh từ thông củng là phi tuyến .Khi giảm từ thông ở một

mức độ nào đó thì tốc độ động cơ tăng lênvà đồng thờiphải đảm bảo điều kiện

chuyển mạch cổ góp.

Nhưng nếu giảm từ thông φ quá nhiều vì khi giảm φ do quán tính tốc độ ω sẽ thay

đổi chậm hơn so với từ thông φ nên E = Kφ.ω giảm → Iư tăng lên → M = Kφ.Iư

tăng lên.

Mặt khác khi φ giảm quá nhiều thì Iư tăng quá lớn gây nên sụt áp trong mạch phần

ứng tăng lên → công suất động cơ giảm → tốc độ giảm

Như vậy khi điều chỉnh giảm từ thông φ thì

7

GVHD:NGUYỄN THỊ THÀNH SVTH: NGUYỄN HỒNG QUÂN

∗ Độ cứng đặc tính cơ giảm β =

R

(K )

2 Φx

↓↓

∗ Sai lệch tĩnh tăng lên

∗ Hệ thống có giải điều chỉnh hẹp

∗ Phương pháp thay đổi từ thông phù hợp với tải

 Pc = U.I = const

 Mc = var

* Tuy nhiên phương pháp này lại có chỉ tiêu kinh tế cao ,tổn thất năng lượng

nhỏ .

Qua những phân tích cụ thể 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ trên ta thấy mổi

phương pháp điều chỉnh đều có những ưu nhược điểm riêng phù hợp với từng yêu

cầu công nghệ .Căn cứ công nghệ của đề tài ta thấy phương pháp thay đổi tốc độ

bằng cách điều chỉnh điện áp mạch phần ứng động cơ có nhiều ưu điểm nổi bật

phù hợp với yêu cầu truyền động ăn dao máy doa như:

• Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng

• Điều chỉnh trơn và điều chỉnh vô cấp

• Sai lệch tĩnh nhỏ , β=const trong toàn dải điều chỉnh

• Dể thực hiện tự động hoá

• Mức độ phù hợp tải

• Mc = const

• Pc = var

Do đó ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp mạch phần

ứng động cơ .

1.2. Phân tích chọn bộ biến đổi chỉnh lưu

Từ những phân tích ta đã chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi

điện áp mạch phần ứng .Phương pháp này là phải dùng bộ biến đổi (BBĐ) .BBĐ là

một khâu quan trọng của hệ thống truyền động điện là một trong những yếu tố quyết

8