Đồ án: Đánh giá chất lượng và hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động hệ T-Đ pptx

Đồ án tốt nghiệp

Đồ án: Đánh giá chất lượng và hiệu

chỉnh hệ thống hệ truyền động hệ T-Đ

-6-

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG I - GIỚI THIỆU VỀ MÁY MÀI TRÒN 3A130.…………………...…..7

I. Đặc điểm công nghệ……………………………………………………………..7

II. Các đặc điểm về truyền động điện và trang bị điện của máy mài ..……….....7

1. Truyền động chính………………………………………………………………9

2. Truyền động ăn dao…………………………………………………….……...10

3. Truyền động phụ……………………………………………………………...10

III. Máy mài 3A 130……………………………..……………………………….....10

1. Giới thiết bị điện của máy…………………………………………..……........11

2. Nguyên lý làm việc của sơ đồ…………………………………………………11

3. Liên động và bảo vệ…………………………………………...………………13

4.Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống truyền động khuếch đại từ - động cơ…..13

CHƯƠNG II - THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG...... …………….15

I. Giới thiệu phương án truyền động dùng hệ T - Đ ……………………..…..15

1. Nguyên lý điều chỉnh tôc độ hệ T - Đ…………………………………………16

2. Đặc tính cơ…………………………………………………………………….16

3. Đánh giá chất lượng hệ thống T - Đ…………………………………………...18

II. Tính chọn mạch động lực…………………………………………………….18

1. Lựa chọn sơ đồ mạch động lực………………………………………………..18

2. Lựa chọn phương án mạch lực và tính chọn các thiết bị cho mạch lực……….21

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỞ VAN.......................31

I. Nguyên lý thiết kế mạch điều khiển………………………………………….31

1. Yêu cầu của mạch phát xung điều khiển............................................................31

2. Cấu trúc mạch điều khiển theo pha đứng……………………………………...32

3. Nguyên lý làm việc…………………………………………………………….33

II. Thiết kế mạch phát xung điều khiển

1. Mạch đồng bộ hoá và phát xung răng cư¬a…………………………………….33

-7-

Đồ án tốt nghiệp

2.Khâu so sánh……………………………………………………………………35

3 . Khâu tạo xung………………………………………………………………...36

III. Tính toán các thông số của mạch điều khiển……………………………….40

1. Tính biến áp xung………………………………………………………………42

2. Tính tầng khuếch đại cuối cùng...........................................................................42

3. Tính chọn tầng so sánh........................................................................................43

4. Chọn khâu đồng pha ..........................................................................................44

5. Tính chọn máy biến áp nguồn nuôi và đồng pha……………………………….45

6. Tính toán thiết kế mạch vòng tự động điều chỉnh.¬¬¬¬............................................45

7. Tính hệ số khuếch đại của bộ biến đổi…………………………………………51

8. Tính hệ số khuếch đại trung gian……………………………………………….52

CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG VÀ THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ TRUYỀN

ĐỘNG…………………………………………………………………….53

I. Xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ truyền động …………………………………...53

1. Giới thiệu sơ đồ:……………………………………………………………….53

2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống…………………………………………………54

II. Nguyên lý làm việc của hệ thống……………………………………………...56

1. Nguyên lý khởi động………………………………………………………….56

2. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ………………………………………………….56

3. Nguyên lý ổn định tốc độ……………………………………………………..58

CHƯƠNG V : XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CÂU TRÚC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG………...59

I. Đặt vấn đề……………………………………………………………………….59

II. Xây dựng Sơ đồ cấu trúc hệ thống …………………………………………...59

1. Mô tả toán học chỉnh lưu điều khiển…………………………………………..59

2. Mô tả toán học động cơ một chiều kích từ độc lập…. ………………………..60

3. Bộ khuếch đại tỷ lệ và máy phát tốc…………………………………………..62

4. Xây dựng sơ đồ cấu trúc……………………………………………………….62

CHƯƠNG VI : XÉT TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG………...67

I. Xây dựng đặc tính tĩnh......................................................................................67

1. Đặc tính cao nhất………………………………………………………………..67

2. Đặc tính thấp nhât……………………………………………………………….68

2. Kiểm tra chất lượng tĩnh………………………………………………………...69

-8-

Đồ án tốt nghiệp

II. Xét tính ổn định của hệ thống……...………………………………………...70

1. Tiêu chuẩn ổn định đại số………………...………………………………….…70

2 Xét tính ổn định……………………………………………... ……………...…71

CHƯƠNG VII : Mô phỏng hệ thống và chạy trên phần mềm Matlab…………...72

I. Giới thiệu phần mền simulink…………………………………………………72

II. Hàm truyền của các khâu

1. Hàm truyền của khâu phản hồi tốc độ…………………………………….…...72

2 Hàm truyền của khâu phản hồi dòng điện…………………... ……………..…72

3. Hàm truyền bộ biến đổi …………………………………………………….....73

4. Đặc tính động……………………………………………………………….…73

III. Mô phỏng hệ thống………………………………………………………...….73

1. Mô phỏng bộ biến đổi…………………………………………………..…….73

2. Mô phỏng động cơ điện……………………………………………………….74

3. Mô phỏng hoạt động mạch vòng dòng điện…………………………………..75

4. Mô phỏng khâu phản hồi tôc độ của hệ thống………………………………..75

Kết luận……………………………………………………………………………....77

Tài liệu tham khảo.......................................................................................................78

-9-

Đồ án tốt nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, cơ khí hoá có liên

quan chặt chẽ đến điện khí hoá và tự động hóa.Việc tăng năng suất lao động và giảm

giá thành thiết bị điện là hai yêu cầu chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện. Một

bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp, một bên lại yêu cầu hạn chế số lượng thiết

bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp. Vậy việc lựa chọn một hệ thống truyền động

điện và tự động hoá thích hợp cho máy sản xuất là một bài toán khó.

Sau thời gian học tập tại trường ĐHSPKT Vinh, em đã nhận đồ án tốt nghiệp

Trang bị điện với đề tài:

Đánh giá chất lượng và hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động hệ T-Đ

Sau 2 tháng làm đồ án với sự nổ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của Thầy

giáo Nguyễn Anh Tuấn và các thầy cô trong khoa, nay đồ án tốt nghiệp của em đã

được hoàn thành.

Đồ án của em bao gồm năm chương chính sau:

Chương I: Tổng quan về hệ truyền động T-Đ.

Chương II: Mô hình hoá hệ truyền động T-Đ.

Chương III: Ứng dụng Matlap và Simulink để đánh giá chất lượng hệ truyền

động T-Đ.

Chương IV: Các phương pháp hiệu chỉnh hệ truyền động T-Đ.

Chương V: Hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động T-Đ.

Đồ án của em đã hoàn thành, song do kiến thức cũng như tài liệu còn nhiều hạn

chế nên không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, em kính mong sự đóng góp ý kiến của

các thầy cô để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn và bản thân em có kinh

nghiệm bổ sung kiến thức được tốt hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Lê Duy Hoàng

-10-

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG T-Đ

Khi thiết kế phương án truyền động cho một hệ thống thì ta có thể có nhiều

phương án. Tuy nhiên một phương án thì có một ưu nhược điểm nhất định. Vấn đề đặt

ra là phải lựa chọn phương án nào để phù hợp với yêu cầu công nghệ đề ra người thiết

kế phải đưa ra được phương án nào tối ưu nhất phù hợp nhất về các chỉ tiêu kinh tế, kỹ

thuật.

Đối với các hệ thống mà không có yêu cầu cao thì có thể dùng động cơ điện xoay

chiều với hệ thống điều khiển đơn giản, còn đối với những hệ thống có yêu cầu cao về

chất lượng thì nên dùng động cơ điện một chiều và các hệ thống điều khiển có khả

năng tự động hoá cao. Đối với hệ thống này thì bộ bién đổi ở trong mạch điều khiển

có vai trò rất quan trọng nó quyết định cho chất lượng của hệ thống. Bộ biến đổi ở đây

có thể là Thyristo hoặc là máy phát điện một chiều.

Việc so sánh và chọn lựa phương án truyền động hợp lý nhất có ý nghĩa rất quan

trọng nó được thể hiện qua các mặt sau :

- Đảm bảo được yêu cầu công nghệ của máy sản xuất đề ra .

- Đảm bảo độ làm việc lâu dài và tin cậy.

- Giảm giá thành sản phẩm và tăng năng suất lao động.

- Khi xảy ra hỏng hóc có thể sữa chữa và thay thế dễ dàng.

I. KHÁI NIỆM CHUNG

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì các máy sản xuất ngày một

đa dạng, đa năng hơn dẫn đến hệ thống trang bị điện ngày càng phức tạp, đòi hỏi độ

chính xác cao và tin cậy

Một hệ thống truyền động điện không những phải đảm bảo yêu cầu công nghệ mà

còn phải đảm bảo có một chế độ đặt trước ổn định như về thời gian quá độ, dải điều

chỉnh, ổn định tốc độ…Tuỳ theo các loại máy công tác mà có nhũng yêu cầu khác

nhau cần thiết cho việc ổn định tốc độ, mômen với độ chính xác cao nào đó trước sự

-11-

Đồ án tốt nghiệp

biến đổi của tải và các thông số nguồn…Do đó bộ biến đổi năng lượng điện xoay

chiều thành một chiều đã và đang được sử dụng rộng rãi.

Bộ biến đổi này có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau chế tạo ra như hệ thống

máy phát, khuếch đại từ, hệ thống van chúng được điều khiển theo những nguyên tắc

khác nhau với những ưu, nhược điểm khác nhau.

Khi có một yêu cầu kỹ thuật sẽ có nhiều phương án lựa chọn, giải quyết song mỗi

phương án lại có một số ưu, nhược điểm khác nhau về ứng dụng của chúng trong từng

hoàn cảnh cụ thể cho phù hợp yêu cầu. Để đáp ứng các yếu tố có sử dụng hài hoà giữa

các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật.

Với những hệ thống truyền động đơn giản, không có yêu cầu cao về chất lượng và

truyền động thì ta nên dùng động cơ xoay chiều đơn giản song với những hệ thống có

yêu cầu cao về chất lượng và truyền động, về thay đổi tốc độ, độ chính xác thì người

ta thường chọn động cơ một chiều có dải điều chỉnh phù hợp.

Đối với truyền động của động cơ điện một chiều thì bộ biến đổi rất quan trọng. Nó

quyết định đến chất lượng của hệ thống do vậy việc lựa chọn phương án và lựa chọn

bộ biến đổi thông qua việc xét các hệ thống.

Cho đến nay trong công nghiệp sử dụng bốn loại bộ biến đổi chính:

- Bộ biến đổi máy điện gồm: động cơ sơ cấp kéo máy phát một chiều hoặc máy

điện khuếch đại (KĐM).

- Bộ biến đổi điện từ: khuếch đại từ (KĐT).

- Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn: chỉnh lưu tiristo.

- Bộ biến đổi xung điện áp một chiều: tiristo hoặc tranzito.

Tương ứng với việc sử dụng các bộ biến đổi mà ta có các hệ truyền động như sau:

- Hệ truyền động máy phát-động cơ (F-Đ)

- Hệ truyền động máy điện khuếch đại-động cơ (MĐKĐ-Đ).

- Hệ truyền động khuếch đại từ-động cơ (KĐT-Đ).

- Hệ truyền động chỉnh lưu tiristo-động cơ (T-Đ).

- Hệ truyền động xung áp-động cơ (XA-Đ).

-12-

Đồ án tốt nghiệp

II. HỆ TRUYỀN ĐỘNG MÁY PHÁT-ĐỘNG CƠ

2.1. Hệ thống máy phát – động cơ đơn giản

Là bộ dùng một máy phát điện để cấp cho động cơ có thể là máy phát xoay chiều,

một chiều, thay đổi mạch phần ứng…

• AK động cơ xoay chiều KĐB ( hệ thống công suất lớn sử dụng động cơ đồng bộ)

kéo các máy F, K quay với tốc độ không đổi.

• Máy phát kích thích K cung cấp kích thích cho động cơ một chiều và máy phát F.

• Máy phát F cung cấp cho mạch phần ứng của động cơ Đ kéo máy sản xuất.

 Nguyên lý làm việc của hệ thống:

Động cơ xoay chiều AK kéo các máy phát K, F quay với tốc độ không đổi. Máy

phát K là máy phát tự kích phát ra điện áp cung cấp kích thích cho máy phát F và động

cơ Đ.

Nhờ có kích thích, máy phát F phát ra điện áp cung cấp cho động cơ Đ. Động cơ

Đ quay kéo theo máy công tác quay. Trong quá trình làm việc từ thông động cơ giữ

nguyên.

Để điều chỉnh tốc độ tiến hành thay đổi kích thích máy phát ( nhờ biến trở ).

Để đảo chiều quay đảo chiều dòng kích từ máy phát nhờ cầu dao đảo chiều.

-13-

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống F – Đ đơn giản