Download - Do an Trang Bi Dienmay Doa 2620A
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINHKHOA ĐIỆN
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌCĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH CỦA MÁY DOA
NGANG 2620A DÙNG HỆ THỐNG T-Đ
Giảng viên hướng dẫn hướng dẫn: VŨ ANH TUẤN
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Viên
Nội dung đồ án môn học trang bị điện:
1. Giới thiệu về máy doa ngang 2620A
2. đánh giá phương án truyền động cũ và phương án thay thế
3. Thiết kế mạch lực hệ truyền động
4. Thiết kế hệ thống điều khiển mở van
5. xây dưng đặc tính tĩnh của hệ truyền động
6. Xét tính ổn định và hiệu chỉnh hệ thống
7. Thuyết minh sơ đồ nguyên lý hệ truyền động
Ngày giao đề tài : Ngày 17 tháng 04 năm 2010
Ngày hoàn thành đề tài : ngày 16 tháng 05 năm 2010
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trong công cuộc công nghiệp hoá đất nước, yêu cầu tự động hoá
trong máy sản xuất ngày càng cao, điều khiển linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ và hiệu xuất
sản xuất cao. Mặt khác , với công nghệ thông tin và công nghệ điện tử phát triển ngày
càng cao và nhu cầu con người ngày càng đòi hỏi ngững sản phẩm sản xuất ra đạt độ
chính xác và độ thẩm mỹ cao.
Trong thời đại hiện nay các phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp cắt gọt kim loại
luôn đòi hỏi những máy cắt gọt kim loại hiện đại như Có khả năng tự động hoá cao,
độ chính xác tuyệt đối. Có khả năng điều chỉnh tốc độ trơn, rộng và bằng phẳng, kết
cấu gọn nhẹ, hiệu xuất cao và chi phí vận hành ít nhất nhưng đảm bảo tính kinh tế.
Trong quá trình thực hiện làm đồ án bản thân được sự hướng dẫn tận tình của
thầy giáo đã tạo điều kiện cho tôi được hoàn thành đồ án của mình. Tuy đã có nhiều
cố gắng, song Kiến thức rộng và thực tế còn hạn chế nên khó tránh khỏi những sai
sót, tôi rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy Cô giáo để đồ án của tôi được hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vinh, ngày: 26/05/2010
Sinh viên thực hiện:
Trần Văn Viên
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 1
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: TRANG BỊ ĐIỆN
Tên đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao của máy doa ngang 2620A
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MÁY DOA NGANG 2620A
1. Đặc điểm công nghệ :
Máy doa ngang 2620A là loại máy doa vạn năng dùng để gia công lỗ đã khoan
hoặc khoét mà kích thước giữa các tâm lỗ yêu cầu độ chính xác tuyệt đối cao từ cấp 9
đến cấp 7 và ra = 6,3 ÷ 1,25μm. Với dao doa có chất lượng tốt, chọn chế độ cắt và để
lượng dư phù hợp, doa có thể đạt độ chính xác cấp 6. Doa đạt độ cứng vững cao, lưỡi
cắt thường bố trí không đối xứng nên khắc phục được độ rumg động.
Ngoài ra còn thực hiện một số nguyên công phụ khác như: khoan, phay bằng
dao phay mặt đầu, gia công ren....
Khi thực hiện các nguyên công trên máy doa thì sản phẩm đạt độ chính xác và
độ bóng rất cao.
Chuyển động chính trên máy doa là chuyển động quay của dao doa, còn
chuyển động ăn dao có thể là:
- Chuyển động ngang của bàn giá chi tiết gia công
- Giá dao hướng kính lắp trên mâm cặp thực hiện chạy hướng kính để xén mặt Sk
- Chuyển động di chuyển dọc trục của trục chính mang đầu dao
- Chuyển động phụ là: Chuyển động theo chiều thẳng đứng của ụ dao và Các động cơ
truyền động bơm dầu của hệ thống bôi trơn và động cơ bơm nước làm mát.
Đặc tính cơ của máy doa yêu cầu phải tuyệt đối cao với độ ổn định tốc độ phải
<10%. Hệ thông truyền động ăn dao phải đảm bảo độ tác động nhanh cao, dừng máy
chính xác, đảm bảo sự liên động với truyền động chính và làm việc tự động.
2. Yêu cầu đối với truyền động điện và trang bị điện của máy doa ngang 2620A.
*Truyền động chính:
Là truyền động quay của mâm cặp chi tiết cần gia công. Yêu cầu động cơ
mang dao doa phải đảo chiều quay đảm bảo nhẹ nhàng. Phạm vi điều chỉnh tốc độ
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 2
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
yêu cầu D=130:1, với độ bằng phẳng điều chỉnh =1,26. Hệ truyền động trục chính
cần phải hãm dừng nhanh.
Hiện nay hệ truyền động trục chính của máy doa ngang 2620A thường dùng hệ
truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hai cấp tốc độ tam
giác- sao kép. Ở những máy doa cỡ nặng có thể sự dụng động cơ một chiều, điều
chỉnh tốc độ trơn trong phạm vi rộng. Nhờ vậy có thể đơn giản kết cấu cơ khí. Mặt
khác có thể hạn chế được mô men ở vùng tốc độ thấp bằng phương pháp điều chỉnh
tốc độ hai vùng.
3.Truyền động ăn dao.
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ của truyền động ăn dao yêu cầu D=1500:1. Lượng ăn
dược điều chỉnh trong phạm vi 2mm/ph ÷ 600mm/ph. Khi di chuyển nhanh, có thể
đạt 2,5m/ph ÷ 3m/ph. Lượng ăn dao(mm/ph) ở những máy cỡ nặng yêu cầu được giữ
không đổi
- Đặc tính cơ tuyệt đối cứng với độ ổn định tốc độ <10%. Hệ thống truyền động ăn
dao yêu cầu độ tác động nhanh rất cao, dừng chính xác, đảm bảo liên độngvới hệ
truyền động trục chính trong chế độ máy làm việc tự động.
- Trong máy doa ngang hệ truyền động ăn dao là hệ truyền động một chiều T-Đ. Hệ
đảm bảo dải điều chỉnh tốc độ rộng D=1500:1, độ bằng phẳng trong điều chỉnh tốc độ
φ 1, đặc tính cơ tuyệt đối cứng
CHƯƠNG II: ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG CŨ VÀ PHƯƠNG
ÁN THAY THẾ .
I . Khái niệm chung :
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẻ của khoa học kỹ thuật, các máy sản xuất ngày
một đa dạng dẩn đến hệ thống trang bị điện ngày càng phức tạp và đòi hỏi sự chính
xác và tin cậy cao. Một hệ thống truyền động không những phải đảm bảo được yêu
cầu công nghệ, mà còn phải ổn định. Tuỳ theo loại máy công tác mà có những yêu
cầu khác nhau, rất cần thiết cho giữ ổn định tốc độ, mô men với độ chính xác nào đó
trước sự biến động về 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 rải.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 3
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Bộ biến đổi này có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau để tạo ra như hệ thống máy
phát, khuyếch đại từ, hệ thống van. Chúng được điều khiển theo những nguyên tắc
khác nhau với những ưu điểm khác nhau. Do đó để có được một phương án phù hợp
Sơ đồ nguyên lý :
-Động cơ Đ truyền động cho máy sản xuất, máy sản xuất được cấp điện phần
ứng từ máy phát F. Động cơ sơ cấp kéo máy phát F và động cơ một chiều KĐB ĐK,
động cơ ĐK củng kéo máy phát tự kích từ K để cấp điện kích từ cho động cơ Đ và
máy phát F.
Biến trở RKK dùng để điều chỉnh dòng điện kích từ của máy phát tự kích từ F. Nghĩa
là để điều chỉnh điện áp phát ra cấp cho các cuộn kích từ máy phát KTF và cuộn dây
động cơ KT Đ. Biến trở RKF dùng để điều chỉnh dòng kích từ máy phát F, do đó
điện áp phát ra của máy phát F đặt vào phần ứng động cơ Đ. Biến trở RK Đ dùng để
điều chỉnh dòng kích từ động cơ, do đó thay đổi tốc độ động cơ nhờ thay đổi từ
thông.
Phương trình đặc tính cơ của động cơ của động cơ Đ.
d
uu
d k
RI
k
U
.
Với U =UF – R .I hay u
d
uEuD
d
Ik
RR
k
FE.
.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 4
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Từ phương trình đặc tính cơ của hệ F
- Đ ta có họ đặc tính cơ của hệ là
những đường thẳng song song nằm ở
cả bốn góc phần t của mặt phẳng tọa
độ với đặc tính cứng
* Đánh giá chất lượng của hệ thống :
- Ưu điểm :
+ Phạm vi điều chỉnh dể dàng và lớn,
+ Có khả năng điều chỉnh rất bằng phẳng,
+ Tổn hao khi mở máy, đảo chiều quay và khi điều chỉnh tốc độ bé, vì quá trình này
được thực hiện trên mặt kích từ.
+ Có thể đảo chiều động cơ một cách dể dàng.
+ Có khả năng quá tải cao.
+ Đặc tính quá độ tốt, thời gian quá độ ngắn.
+ Điện áp đầu ra của máy phát bằng phẳng có lợi cho động cơ.
+ Có khả năng giử cho đặc tính cơ của động cơ cao và không đổi trong quá trình làm
việc.
- Nhược điểm :
+ Hệ thống sử dụng nhiều máy điện quay cho nên gây ồn, kết cấu cơ khí cồng kềnh
chiếm nhiều diện tích
+ Tổng công suất đặt lớn.
+ Vốn đầu tư ban đầu lớn.
+ Máy điện một chiều thường có từ dư lớn, đặc tính từ hóa có trể nên khó điều chỉnh
sâu tốc độ.
II. Hệ truyền động tiristo - Động cơ :
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 5
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Sơ đồ gồm :
- FT : Máy phát tốc dùng để phản hồi âm tốc độ phần ứng của động cơ.
- BBĐ : Bộ biến đổi dùng tiristor biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều
cấp cho động cơ.
- Đ : Động cơ một chiều kích từ độc lập kéo máy sản xuất.
- TH - KĐ : Khâu tổng hợp và khuyếch đại tín hiệu.
- UCd : tín hiệu đặt vào.
- .n : tín hiệu phản hồi âm tốc độ.
* Nguyên lý làm việc của hệ thống :
Giả thiết ban đầu hệ thống đã được đóng vào lới điện với điện áp thích hợp , lúc này
động cơ vẩn chưa làm việc. Khi đặt vào hệ thống một điện áp ứng với một tốc độ nào
đó của động cơ thông qua khâu tổng hợp khuyếch đại và mạch phát xung (FX) sẻ
xuất hiện các xung đưa tới cực điều khiển của các van bộ biến đổi. Nên lúc này các
van đó đang đặt điện áp thuận thì van đó sẻ mở. Đầu ra của BBĐ có điện áp UCd đặt
lên phần ứng của động cơ dẩn đến động cơ quay, tốc độ của nó ứng với UCd ban đầu.
Trong quá trình làm việc, nếu một nguyên nhân nào đó làm cho tốc độ động cơ giảm
thì ta thấy :
Uđk = Ucd - .n , nên khi n giảm i Uđk tăng i giảm iUđ tăng in tăng tới điểm làm việc
yêu cầu. Khi n tăng quá mức cho phép thì quá trình xẩy ra ngược lại, chính là qua
trính ổn định tốc độ.
* Họ đặc tính của hệ thống
Sức điện động của BBĐ
Eb = Ebm . cos = Ub (Ub = U đầu ra của bộ biến đổi ).
Eb = Kđk = Ucđ . Kb (Uđ - .n) = ar cos.bm
dbdk
E
nUKK ).(.
Phương trình đặc tính cơ của hệ thống :
dd
ub
dd
dbdk
dd
ub
dd
d
K
RR
K
nUKK
K
RR
K
U
..
).(.
.
u
bdk
ub
bdk
dbdk IKK
RR
KK
UKK
..1..1
..
Họ đặc tính cơ của hệ thống nh hình vẽ :
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 6
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
* Đánh giá chất lượng của hệ thống :
- Ưu điểm :
+ Tác động nhanh không gây ồn và dể tự động hóa do các van bán dẩn có hệ số
khuyếch đại công suất cao.
+ Công suất tổn hao nhỏ, kích thước và trọng lượng nhỏ. Giá thành hạ dể bảo dưởng sửa chữa.
- Nhược điểm :
+ Mạch điều khiển phức tạp, điện áp chỉnh lưu có biểu đồ đập mạch cao, gây
đến tổn thất phụ đáng kể trong động cơ và hệ thống.
+ Chuyển đổi làm việc khó khăn hơn do đường đặc tính nằm trong ở mặt phẳng
tọa độ.
+ Trong thành phần của hệ biến đổi có máy biến áp nên hệ số cos thấp.
+ Do vai trò chỉ dẩn dòng một chiều nên việc chuyển đổi chế độ làm việc khó
khăn đối với các hệ thống đảo chiều.
Do có vùng làm việc gián đoạn của đặc tính nên không phù hợp truyền động
động cơ tải nhỏ.
* Các sơ đồ nối dây của bộ chỉnh lưu có điều khiển
Trong kỹ thuật điện hiện nay có nhiều trường hợp phải sử dụng nguồn điện
áp một chiều có trị số thay đổi được để cung cấp cho các phụ tải khác nhau tuỳ
thuộc mục đích sử dụng. Các nguồn điện áp một chiều nhà máy phát điện một
chiều, các bộ biến đổi tĩnh (Khuyếch đại từ) có khá nhiều nhược điểm, trong đó có
nhược điểm cơ bản là tổn thất riêng khá lớn. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật
bán dẫn và vi mạch điện tử thì việc sử dụng các bộ chỉnh lưu bán dẫn có điều
khiển ngày càng được phổ biến và có nhiều ưu việt.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 7
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
* Sơ đồ nối dây hình tia:
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL - Đ hình tia 3 pha và sơ đồ thay thế
* Sơ đồ hình cầu:
Đặc điểm của sơ đồ chỉnh lưu cầu:
- Số van chỉnh lưu bằng 2 lần số pha của điện áp nguồn cung cấp, trong đó có m van
có katôt nối chung (các van 1, 3, 5) tạo thành cực dương của điện áp nguồn ; m van
có anôt chung ( 2, 4, 6) tạo thành cực âm của điện áp chỉnh lưu
- Mỗi pha của điện áp nguồn nối với 2 van, 1 ở nhóm anôt chung, 1 ở nhóm katôt
chung.
Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL- Đ hình cầu 3 pha và sơ đồ thay thế.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 8
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
* Nguyên lý làm việc của BBĐ xoay chiều - một chiều
- Sơ đồ tia:
Xét sơ đồ tia 3 pha katôt nối chung. Để một Thyristor mở cần có 2 điều kiện
+ Điện áp Anôt - Katôt phải dương ( UA > 0)
+ Có tín hiệu điều khiển đặt vào điện cực điều khiển và Katôt của van
Do đặc điểm vừa nêu mà trong sơ đồ tia 3 pha
các van chỉ mở trong một giới hạn nhất định.
Ví dụ: ở pha A, trong khoảng wt = 0 uA>0.
Tuy nhiên ở các khoảng wt = 0 /6 uC > uA
và wt = 5 /6 ub > uA
Như vậy van T1 nối vào pha A chỉ có thể mở
trong khoảng wt = /6 5 /6. Trong khoảng
này nếu tín hiệu đến cực điều khiển của T1 thì T1
mở. Tương tự với T2 và T3.
Thời điểm 0 = wt = /6 đợc gọi là thời điểm mở tự nhiên của sơ đồ chỉnh lưu 3
pha. Nếu truyền tín hiệu mở van chậm hơn thời điểm mở tự nhiên một góc độ điện thì
khoảng dẫn dòng cuả van sẽ thay đổi (nhỏ hơn 2 /3) dẫn đến trị số trung bình của
điện áp chỉnh lưu sẽ giảm đi. Khi góc mở càng lớn thì Ud càng nhỏ
- Sơ đồ cầu: Từ kết cấu của sơ đồ chỉnh lưu cầu ta có nhận xét: Để có dòng qua phụ
tải thì trong sơ đồ phải có ít nhất 2 van cùng thông, một ở nhóm anôt chung, một ở
nhóm katôt chung. Vậy với giả thiết là sơ đồ làm việc ở chế độ dòng liên tục và bỏ
qua quá trình chuyển mạch thì khi bộ chỉnh lưu cầu m pha làm việc, ở một thời điểm
bất kỳ trong sơ đồ luôn có 2 van có thể dẫn dòng khi có xung điều khiển: Van ở
nhóm katôt chung nối với pha có điện áp dương nhất và van ở nhóm anôt chung nối
với pha có điện áp âm nhất. Thời điểm mở tự nhiên của sơ đồ cầu cũng được xác định
như đối với sơ đồ tia có số pha tương ứng:
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 9
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Để điều khiển điện áp chỉnh lưu trên phụ tải một chiều ta thay đổi thời điểm đưa
xung điều khiển đến các cực điều khiển của các van, làm thay đổi khoảng dẫn dòng
của van làm điện áp trung bình của chỉnh lưu thay đổi.
Đặc điểm của các sơ đồ hình tia là ngoài các thời gian chuyển mạch các van ứng với (là khoảng thời gian khi một van nào đó đang ngừng làm việc và van tiếp sau đang
bắt đầu làm việc )dòng điện phụ tải id bằng dòng điện trong van đang mở. Do đó dòng
điện trong mạch phụ tải được xác định bởi sức điện động pha làm việc của máy biến
áp , còn độ sụt áp trong bộ biến đổi thì được xác định bởi độ sụt áp trên pha đó .
ở sơ đò cầu, bên ngoài chu kỳ chuyển mạch vẩn có hai van làm việc đồng thời .Dòng
điện phụ tải chảy liên tiếp qua hai van và hai pha của máy biến áp dưới tác dụng của
hiệu số sức điện động của các van tương ứng, nghỉa là dưới tác dụng của sức điện
động dây. Sau một chu kỳ biến thiên của điện áp xoay chiều cả sáu van của bộ biến
đổi đều tham gia làm việc.
trị số trung bình của sức điện động chỉnh lưu Ed ở trạng thái dòng điện liên tục được
xác định như sau : Ed = Eđmcos
Trong đó Eđm là trị số cực đại của sức điện động chỉnh lưu ứng với trường hợp 0
Với sơ đồ 3 pha hình tia trị số cực đại của sức điện động chỉnh lưu là :
Eđm1 =1,17E2f .Với sơ đồ cầu là Eđm2 =2,34E2f
Trong đó E2f là trị số hiệu dụng của s.đ.đ pha thứ cấp máy biến áp
Kết luận : Để phù hợp với yêu cầu của đề tài thì ta chọn bộ chỉnh lưu cầu 3 pha.
c, Dòng điện chỉnh lưu trên phụ tải một chiều:
Do điện áp chỉnh lưu lặp đi lặp lại 2m (hoặc m) lần trong một chu kỳ của điện áp
nguồn nên ở chế độ xác lập thì dòng qua tải cũng lặp đi lặp lại như vậy (tuỳ thuộc sơ
đồ chỉnh lu là tia hay cầu, số pha chẵn hay lẻ). Như vậy chỉ cần biết dòng và áp trên
tải trong khoảng thời gian là 1/m chu kỳ hay là tương đương góc độ điện 2 / q
( q=2m hoặc q = m). Để xác định dòng và áp trên tải ta dựa vào sơ đồ thay thế của
chỉnh lưu trong một khoảng thời gian làm việc của một van.
Hình 2.7 : Sơ đồ thay thế của chỉnh lưu trong khoảng thời gian làm việc của van.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 10
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
- U: tổng đại số điện áp nguồn xoay chiều tác động trong mạch vòng nối với các van
đang dẫn dòng trong sơ đồ ở thời gian đang xét.
- Nếu là sơ đồ tia thì chỉ có 1 van mở, u = uf.
- Nếu là sơ đồ cầu thì có 2 van ở 2 pha khác nhau cùng làm việc, u = ud.
- Nếu chọn mốc thời gian xét t = 0 là thời điểm bắt đầu mở một van trong sơ đồ thì :
u = Um.sin(wt + )
+ Um - Biên độ điện áp nguồn (pha hoặc dây)
+ góc pha đầu, được xác định: = / 2 - / q +
- T đặc trưng cho van đang dẫn dòng, ở sơ đồ tia là 1 van, sơ đồ cầu là 2 van nối tiếp
nhau, bỏ qua sụt áp trên van
- Ed, Rd, Ld là các phần tử của phụ tải
- Ud, Id - dòng và áp trên tải.
Phương trình cân bằng điện áp từ sơ đồ thay thế:
dmd
ddd EtUdt
diLiR )sin(.. (2-5)
Giải phương trình này ta nhận được biểu thức của dòng điện chỉnh lưu:
])(1
)sin(1[]
)(1
)sin(1[
2
/
20
arctgt
Iearctg
Iii mt
md (2-6)
Tuỳ thuộc đặc tính phụ tải, dạng sơ đồ, giá trị góc điều khiển mà có thể có các chế độ
làm việc khác nhau:
- Nếu trong toàn bộ thời gian làm việc id >0 ta có chế độ dòng tải liên tục
- Nếu trong một chu kỳ làm việc mà dòng tải có q khoảng bằng không và q khoảng
khác không ( q = m nếu là sơ đồ tia, q = 2m nếu là sơ đồ cầu ) ta có chế độ dòng tải
gián đoạn.
- Chế độ giới hạn giữa 2 chế độ nêu trên được gọi là chế độ dòng biên liên tục.
d, Đảo chiều trong hệ thống T - Đ :
Do tính chất dẫn dòng theo một chiều của chỉnh lưu và để phù hợp với truyền động
có công suất đã chọn ta dùng phương án đảo chiều trong hệ T- Đ là dùng 2 bộ biến
đổi .Một bộ biến đổi làm việc ở chế độ thuận,một bộ thuận làm việc ở chế độ quay
ngược.Để điều khiển các bộ biến đổi ta dùng phương pháp điều khiển chung.Đây là
phương pháp được dùng phổ biến trongh các truyền động đảo chiều tần số lớn mà
còn giảm số lượng thiết bị.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 11
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Sơ đồ nguyên lý của hệ T- Đ dùng 2 bộ biến đổi nối song song ngược điều khiển
chung:
Hình vẽ 2.8 : Sơ đồ nguyên lý T- Đ dùng 2 bộ biến đổi.
Trong sơ đồ biến đổi dùng hai bộ biến đổi có 1 hệ phát xung điều khiển chung đồng
thời phát xung đến 2 bộ biến đổi .Trong đó một bộ làm việc ở chế độ chỉnh lưu và
một bộ làm việc ở chế độ nghịch lưu chờ.
Phương án này làm giảm số lượng thiết bị và tăng tần số đảo chiều .Tuy nhiên ở
chế độ dòng gián đoạn hoặc ở chế độ chuyển đổi làm việc giữa hai bộ biến đổi thì
xuất hiện dòng không cân bằng nên người ta nối thêm các cuộn kháng cân bằng
trong mạch.
III. Chọn phương án truyền động :
Qua quá trình phân tích hai hệ thông F - Đ và T- Đ ta thấy chúng có những ưu điểm
nhựơc điểm nhất định. Cả hai hệ thống đều đáp ứng được yêu cầu công nghệ đặt ra.
Nhưng xét về chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật thì mổi hệ thống đạt được những đặc điểm
khác nhau. Cụ thể ta thấy hệ F - Đ dể điều chỉnh tốc độ, chuyển đổi trạng thái hoạt
động linh hoạt vì đặc tính hệ thống năm đều bốn góc phần t. Với hệ thống F - Đ khi
lắp đặt chiếm diện tích lớn, cồng kềnh nhưng hiệu suất lại không cao. Khi làm việc
lại gây ồn ào, rung động mạnh, công lắp đặt lớn, vốn đằu tư cao.
Trong giai đoạn CNH – HĐH ngày nay với xu thế chung hướng tới mục tiêu yêu cầu
tối ưu nhất đảm bảo tính khoa học, gọn nhẹ không gây ồn, ít ảnh hưởng đến môi trư-
ờng xung quanh. Với hệ truyền động F - Đ mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng còn
nhiều hạn chế chưa đáp ứng được yêu cầu CNH – HĐH hiện nay.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 12
BBD2
CB1 CB2
CB4 CB3
3 pha 3 pha
Hệ thống FX
BBD1
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Ngày nay với nền công nghiệp hiện đại người ta đang dần tiến hành thay thế hệ thống
truyền động F - Đ bằng các hệ truyền động khác. Với hệ truyền động T - Đ có hệ số
khuyếch đại lớn, dể tự động hoá do tác động nhanh chính xác, công suất tổn hao nhỏ.
Kích thước nhỏ và gọn nhẹ.
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẻ của khoa học công nghệ xu hướng tự động hoá
các hệ thống tự động, gia công chính xác, nên điều khiển hệ thống được thực hiện
bằng cách lắp ghép hệ thống với các bộ điều khiển tự động như PLC, vi xử lý.
Nhìn chung hệ thống T - Đ đáp ứng được yêu cầu đặt ra. Với những ưu điểm và
những đặc điểm phù hợp cách truyền động.Vậy em chọn phương án truyền động T -
Đ.
Bởi vì hệ T-Đ có chế độ tác động nhanh và dễ tự động hoá , phù hợp với yêu cầu của
sự phát triển khoa học kỹ thuật đó là tối ưu hoá, tự động hoá gia công chi tiết chính
xác, độ tin cậy cao giảm được sức lao động và tăng năng xuất, kích thươc cơ khí gọn
nên phần cơ khí của máy gọn tạo nên tính thẩm mỹ của hệ thống.
Vì kinh tế vốn đầu t và chi phí vận hành thấp hơn nhiều so với hệ truyền động F-Đ.
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG
Muốn xây dựng sơ đồ mạch động lực phải chọn được sơ đồ chỉnh lưu để làm bộ biến
đổi cho mạch, như đã biết ở phần II, hệ T-Đ có tác động nhanh, sđđ Eđ của bộ biến
đổi. Khi biến đổi từ 0 đến 2
, trị số Eđ biến thiên từ Eđm đến 0. Rõ ràng là các đặc
tính cơ và đặc tính tốc độ của truyền động điện là một họ các đường thẳng song song
với nhau. Các đường thẳng đó cắt trục tung tại những điểm tương ứng với các tốc độ
không tải lý tưởng
' 0 =dm
vdm
K
UE
cos
Đặc tính cơ và đặc tính tốc độ của truyền động điện khi bộ biến đổi là việc ở trạng
thái động điện gián đoạn không thể biểu diễn bằng giải tích được.
Trường hợp bộ biến đổi là việc ở trạng thái dòng điện liên tục, nếu biến đổi góc thông
van thì tốc độ không tải lý tưởng giả định 0' biến đổi trong một phạm vi rộng.
Nếu 20
thì 0' =0 và động cơ làm việc ở trạng thái hãm động năng. Khi 2
,
0'0 , hệ thống truyền động điện sẽ làm việc ở trạng thái hãm tái sinh. Khi đó, năng
lượng do máy điện một chiều sinh ra sẽ được bộ biến đổi van biến thành năng lượng
điện xoay chiều để truyền vào lưới cung cấp. Khi này, bộ biến đổi van làm việc ở
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 13
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
trạng thái nghịch lưu với đặc điểm sau: dòng điện trong mạch của nguồn xoay chiều
chảy dưới tác dụng của s.đ.đ. E của động cơ. trong phần lớn khoảng dẫn của van,
dòng điện này chảy ngược chiều sđđ của các cuộn dây máy biến áp.
Để không xảy ra hiện tượng ‘‘đột biến nghịch lưu’’ với dòng điện trong mạch lớn
gấp nhiều lần so với lúc làm việc bình thường, dễ gây hỏng trong bộ biến đổi, mà
trước hết là gây nguy hiểm cho các van, ta phải hạn chế góc thông van:
)(max
Trong đó: là khoảng thời gian để phục hồi tính chất ngắt của van.
Trong đó: là khoảng thời gian để phục hồi tính chất ngắt của van.
Khi tần số lưới là 50Hz, góc phục hồi tính chất ngắt của van ion bằng khoảng 120.
Đối với Tiaristo, thời gian phục hồi tính chất ngắt không quá 150 s , tương ứng với
3 .
Thường thường, khi phân tích hoạt động của bộ biến đổi ở trạng thái nghịch lưu,
người ta sử dụng khái niệm ‘‘ góc thông trước’’ của van .
Tương ứng để loại trừ hiện tượng’’đột biến nghịch lưu’’ ta có điều kiện hạn chế sau:
min .
Trong thực tế ở các hệ thống truyền động, van, người ta áp dụng ba phương pháp
biến đổi chiều mômen động cơ sau:
1 Biến đổi chiều từ thông động cơ khi chiều dòng điện phần ứng không đổi
(hình 3.1).
(3.1) (3.2) (3.3)
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 14
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
2 Biến đổi cực tính điện áp phần ứng nhờ các công tắc chuyển đổi (bộ đảo
chiều) (hình 3.2).
3.Biến đổi cực tính điện áp phần ứng nhờ bộ biến đổi van hai nhóm (hình
3.3).
Khi áp dụng hai phương pháp đầu, động cơ được xung cấp từ bộ điều khiển
đơn (bộ biến đổi một nhóm). Tuy nhiên, khi đó rất khó thực hiện chuyển đổi từ
trạng thái động cơ sang trạng thái hãm với chiều quay không đổi. Sơ đồ đầu là rẻ
nhất và đơn giản nhất, song có nhược điểm là thời hạn đảo chiều lớn, bằng khoảng
(0,5 - 2,5)s ,( do hằng số thời gian của cuộn dây kích từ động cơ không lớn). Sơ đồ
thứ hai tuy có thời hạn đảo chiều nhỏ hơn nhưng van không thể dưới 0,1s vì trong
quá trình đảo chiều, phải đảm bảo thứ tự tác động nhất định trong hệ thống điều
khiển truyền động điện.
Đối với các hệ thống truyền động yêu cầu đảo chiều nhanh và cần có trạng thái động
cơ hay trạng thái hãm trong cùng một chiều quay của động cơ, người ta sử dụng các
sơ đồ có hai nhóm van (bộ biến đổi kép). Mỗi nhóm dẫn dòng điện theo một chiều
nên bộ biến đổi có khả năng dẫn điện theo cả hai chiều. Bộ biến đổi như vậy có thể
được nối theo nhiều sơ đồ khác nhau. Có 2 bộ chỉnh lưu điều khiển là sơ đồ đấu chéo
và sơ đồ song song ngược. Về mặt nguyên lý thì sơ đồ đấu chéo hoặc sơ đồ song
song ngược hoạt động tương tự như nhau. Khi BBĐ này làm việc thì BBĐ kia nghỉ,
khi đổi chế độ của BBĐ thì dòng điện qua tải được đổi chiều. Thực tế người ta hay sử
dụng sơ đồ đấu song song ngược với các phương pháp điều khiển khác nhau. Trong
sơ đồ song song ngược, cả hai nhóm van đều đựơc cung cấp từ một nhóm dây cuốn
thứ cấp của máy biến áp.
Khi hệ thống truyền động điện làm việc ở trạng thái động cơ, một nhóm van, ví
dụ 1V, làm việc ở trạng thái chỉnh lưu còn nhóm kia 2V bị khoá hoặc chuẩn bị làm
việc ở trạng thái nghịch lưu. Trong trường hợp thứ hai, để loại trừ hiện tượng truyền
năng lượng do 1V biến đổi vào lưới qua 2V ta phải bảo đảm Eđ2> Eđ1. Nếu 2V làm
việc ở trạng thái chỉnh lưu, thì 1V phải được khoá hoặc chuẩn bị làm việc ở chế độ
nghịch lưu. Khi đó, tương ứng với trường hợp trên, ta có Ed1 Ed2: Như vậy nói
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 15
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
chung Edn1 Edc2 , trong đó Edn1 , Edc2 – s.đ.đ của các nhóm van bộ biến đổi làm việc ở
trạng thái nghịch lưu và chỉnh lưu.
Khi hệ thống truyền động điện làm việc ở trạng thái hảm tái sinh, một nhóm van
làm việc ở trạng thái nghịc lưu, còn nhóm van kia bị khoá hoặc chuẩn bị làm việc
ở chế độ chỉnh lưu. Trường hợp này cũng phải đảm bảo quan hệ Edn1 Edc2
Trạng thái làm việc của bộ biến đổi van đảo chiều phụ thuộc rất nhiều vào phương
thức điều khiển cả hai nhóm van . Khi điều khiển chung, tín hiệu điền khiển được
đưa vào cả hai nhóm van sao cho đảm bảo được Edn1 Edc2 . Trường hợp này cần
hạn chế dòng điện cân bằng chạy giữa hai nhóm van dưới tác dụng của các trị số
tức thời của s.đ.đ các nhóm van. Do đó trong mạch của bộ biến đổi người ta nối
các cuộn kháng cân bằng CB1 – CB4, như hình vẽ.
Hình 3.4 : Sơ đồ nối song song ngượccủa hệ thống CL - Đ có đảo chiều quay.
Để loại trừ dòng điện cân bằng người ta sử dụng phương pháp điều khiển riêng
các nhóm van của bộ biến đổi . Khi đó các tín hiệu điều khiển (xung) chỉ được đưa
vào nhóm van đang làm việc, còn ở nhóm van kia (nhóm không làm việc tại thời
điểm dang xét ) không có xung điều khiển nên nó bị ngắt. để thay đổi trạng thái làm
việc của bộ biến đổi người ta dùng một thiết bị biến đổi đặc biệt để ban đầu làm mất
xung điều khiển trên nhóm van đang làm việc, rồi sau đó một khoảng thời gian ngắn
(5 - 10 s) đưa xung điều khiển lên nhóm van thứ hai.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 16
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Ta có sơ đồ mạch lực như sau :
Hình 3.5 : Sơ đồ mạch lực của hệ truyền động.
Trong sơ đồ gồm có:- Máy biến áp BA :Làm nhiệm vụ cung cấp nguồn cho mạch
- CK là cuộn kháng dùng để lọc nguồn 1 chiều gọi là cuộn kháng san bằng.
- BD là các máy biến dòng được sữ dụng để lấy tín hiệu âm dòng điện, đưa trở
lại khống chế đầu vào mạch điều khiển.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 17
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
- Các bộ R-C được mắc song song với các Tiristor trong các quá trình chuyển
mạch và biến thiên dt
di
dt
du; .
- Đ là động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập, dùng để truyền động cho hệ thống.
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỞ VAN
I . KHÁI QUÁT CHUNG
Như ta đã biết, để các van của bộ chỉnh lưu có thể mở tại thời điểm mong muốn
thì ngoài điều kiện tại thời điểm đó trên van có điện áp thuận thì trên cực điều khiển
G và K của van phải có điện áp điều khiển (thường gọi là tín hiệu điều khiển). Để có
hệ thống tín hiệu điều khiển xuất hiện đúng theo yêu cầu mở van người ta sử dụng
mạch điện tạo ra các tín hiệu đó gọi là mạch điều khiển.
Điện áp điều khiển các Tiristor phải đáp ứng được các yêu cầu cần thiết về công suất,
biên độ cũng như thời gian tồn tại. Do đặc điểm của Tiristor là khi van đã mở thì việc
tồn tại tín hiệu điều khiển nữa hay không cũng không ảnh hưởng đến dòng qua van.
Vì thế hạn chế công suất của mạch phát tín hiệu điều khiển và giảm tổn thất trên vùng
cực điều khiển tạo ra các tín hiệu điều khiển Tiristor có dạng xung.
Trong hệ thống truyền động ta dùng các hệ thống phát xung điều khiển đồng bộ,
khống chế theo nguyên tắc pha đứng với sơ đồ khối như sau :
Hình 4.1: Sơ đồ khối của khâu phát xung theo nguyên tắc pha đứng.
- Khối 1 : Khối đồng bộ hóa và phát xung răng ca khối này có nhiệm vụ lấy tín
hiệu đồng bộ hóa và phát ra điện áp hình răng cưa đưa đến khối so sánh.
- Khối 2 : Khối so sánh có nhiệm vụ so sánh hai tín hiệu điện áp hình răng cưa URC
và điện áp điều khiển Uđk để phát ra xung điện áp đưa tới mạnh tạo xung.
- Khối 3: Khối tạo xung có nhiệm vụ tạo ra các xung điều khiển đa tới
U1: Điện áp lưới xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu.
urc: điện áp tựa hình răng ca lấy từ đầu ra của khối ĐBH - FXRC
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 18
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
uđk: điện áp điều khiển một chiều dùng để điều khiển giá trị góc mở cực điều khiển
của Tiristor.
Nguyên lý làm việc cơ bản của mạch phát xung theo nguyên tắc pha đứng:
Điện áp cấp cho mạch động lực của BBĐ được đưa đến mạch đồng bộ hoá của
khối 1. Trên đầu ra của mạch đồng bộ hoá có điện áp hình sin cùng tần số với điện
áp nguồn cung cấp và được gọi là điện áp đồng bộ.Điện áp đồng bộ được đưa vào
mạch phát xung răng cưa để tạo ra điện áp răng cưa cùng tần số với điện áp cung cấp.
Điện áp răng cưa và điện áp điều khiển (thay đổi được trị số) đưa vào mach so
sánh sao cho cực tính của chúng ngược nhau. Tại thời điểm trị số của 2 điện áp này
bằng nhau thì đầu ra của mạch so sánh thay đổi trạng thái xuất hiện xung điện áp.
Như vậy xung điện áp có tần số xuất hiện bằng với tần số xung răng cưa bằng với
tần số nguồn cung cấp. Thay đổi trị số nguồn điều khiển sẽ làm thay đổi thời điểm
xuất hiện xung ra của mạch so sánh. Xung này có thể đưa đến cực điều khiển của
Thyristor để mở van.
Thực tế thì xung đầu ra của mạch so sánh thường không đủ độ rộng và biên độ để
mở van, do đó người ta sử dụng mạch khuyếch đại và truyền xung. Nhờ đó mà các
xung ra của mạch này đủ điều kiện mở chắc chắn các Thyristor.
Mỗi Thyristor cần có một mạch phát xung, do đó trong sơ đồ có bao nhiêu van cần
có bấy nhiêu mạch phát xung. Vấn đề là phải phối hợp sự làm việc của các mạch phát
xung này để phù hợp với quy luật mở các van ở mạch động lực.
Từ sơ đồ khối của của mạch ta có thể phân tích và thiết kế từng khối chức năng
1. Khâu đồng bộ hoá và phát xung răng cưa:
Có rất nhiều loại mạch điện để tạo ra xung răng cưa nhưng trong trường hợp này
chọn khâu đồng bộ hoá sau :
Thiết bị của mạch gồm :
- BAĐ là máy biến áp đồng bộ xoay chiều một pha gồm một cuộn dây pha sơ cấp và
hai cuộn dây pha thứ cấp có cực tính ngược nhau. Để lấy tín hiệu đồng bộ và hai
cuộn dây pha thứ cấp còn lại độc lập với hai cuộn dây trên dùng để cung cấp điện áp
nguồn nuôi cho mạch điều khiển.
- Trên mạch ra của cuộn dây thứ cấp lấy tín hiệu đồng bộ có các phần tử là mạch tạo
điện áp răng cưa, trong đó :
+ Mạch gồm Tr2, ĐZ, R4, WR là mạch ổn định dòng để nạp tụ.
+ URC là điện áp răng cưa đầu ra của sơ đồ.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 19
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
+ U0 là điện áp ổn định trên điốt ổn áp DZ; ic1, ic2 là dòng điện cực góp Tr1 và Tr2
Hình 4.2 : Mạch tạo xung răng cưa
- Nguyên lý làm việc của khâu đồng bộ hóa và phát xung răng cưa :
Điện áp Ucb2 giữa cực phát ra và cực Tr2 là Ucb2 = U0 - ic2.RWR, với RWR là trị số
điện trở của biến trở WR. Do sụt áp giữa cực phát va cực gốc của một Tranzitor hầu
như không đổi nên ta xem Ucb2 = A = const, vậy ta có : ic2 = (U0- Ucb2)/RWR = 1 const
mặt khác ta lại có dòng điện qua cực góp Tr2 là không đổi.
Ta giả thiết rằng : tại t = 0 thì Uđb = 0 và bắt đầu chuyển sang chu kỳ dương, tại t
= 0 thì điện áp trên tụ C = 0.
Vậy sau thời điểm t = 0 thì Uđb > 0 nên điốt D được đặt điện áp thuận, D sẽ mở dẩn
đến có dòng điện tử cuộn thứ cấp BAĐ đi qua R2 và D, nếu bỏ qua sụt áp rất nhỏ trên
cuộn dây máy biến áp đồng bộ hóa và trên điốt D thì trên R2 được đặt điện áp bằng
toàn bộ sức điện động thứ cấp BAĐ tức là Uđb. Điện áp sụt trên R2 lúc này có thể dư-
ơng đặt vào cực phát Tr2 còn thế âm dặt vào cực gốc Tr1, do vậy mạch gốc phát
Tranzitor bị đặt điện áp ngược và Tr1 khóa và tụ được nạp điện bởi dòng cực góp Tr2
có giá trị ổn định. Điện áp trên tụ tăng dần theo quy luật UC = I.t/c đây là quy luật
tuyến tính.
Hình 4.3 : Đồ thị điện áp khâu tạo xung
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 20
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Đến thời điểm t = thì Uđb = 0 và bắt đầu chuyển sang nửa chu kỳ âm. Van D bị
đặt điện áp ngược và khóa lại do vậy điện áp đồng bộ không tác động đến mạch gốc
phát của Tr1 nữa lúc này dưới tác động của nguồn cung cấp một chiều qua điện trở
định thiên R1 trong mạch định thiên trong kiểu phân áp gồm R1 và R2 mà Tr1 mở. Khi
Tr1 mở thì tụ ngừng nạp và bắt đầu phóng điện qua mạch góp phát của Tr1 và điện trở
bảo vệ Tranzitor R3. Người ta tính chọn các điện trở R1, R2 và Tr2 sao cho Tr1 mở bảo
hòa với dòng cực góp là 1.
Vậy tụ C sẻ ngừng phóng điện khi điện áp trên tụ giảm xuống bằng sụt áp bảo
hòa của Tr1 cộng với sụt áp trên R3 gây nên bởi dòng mở bảo hoà của Tr1; UR3 = iR3,
sụt áp bảo hòa trên một Tranzitor rất nhỏ nên ta có thể bỏ qua, mặt khác R3 và I cũng
có giá trị rất nhỏ (1 – 5 mA) nên ta có thể bỏ qua sụt áp trên R3. nh vậy thì tụ C phóng
đến điện áp bằng không tại t = vt và do Tr1 vẩn mở nên tụ vẩn giử nguyên giá trị điện áp bằng không cho đến
thời điểm t =2 . Tại thời điểm này thì Uđb = 0 và lại bắt đầu chuyển sang dương,
điốt D lại được đặt điện áp thuận và lại mở và Tr1 lại bị khóa, do vậy tụ C lại được
nạp tương tự như khi t = 0 và sự làm việc của sơ đồ lặp lại như chu kỳ vừa xét.
Điện áp răng cưa trên đầu ra cũng chính là điện áp trên tụ C và dạng điện áp ra URC
được cho trên đồ thị điện áp. Với sơ đồ này thì biên độ điện áp răng cưa không phụ
thuộc vào biện độ điện áp đồng bộ, dạng điện áp ra đã gần giống hình răng cưa và độ
dài sườn trước(giai đoạn nạp tụ) cũng đạt đến 1800 ta sẻ sử dụng sườn này của URC.
Trong sơ đồ thì R3 là điện trở hạn chế dòng phóng của tụ C qua Tr1 mở để bảo vệ Tr1,
còn WR để điều chỉnh tiến độ điện áp răng cưa cho phù hợp với yêu cầu.
2. Khâu so sánh.
Để tạo ra một hệ thống xung xuất hiện một cách chu kỳ với chu kỳ bằng chu kỳ
điện áp răng cưa (cũng là chu kỳ nguồn cung cấp cho bộ chỉnh lưu) và điều khiển đ-
ược thời điểm xuất hiện các xung ta sử dụng mạch so sánh. Có thể thực hiện khâu so
sánh theo nhiều mạng khác nhau, ở đây ta dùng IC khuyếch đại thuật toán và cách nối
hai tín hiệu URC và Uđk theo cách tổng hợp song song sơ đồ như sau.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 21
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Hình 4.4 :Sơ đồ khâu so sánh
a, Thiết bị của mạch gồm :
- IC1 là IC khuyếch đại thuật toán có nhiệm vụ khuyếch đại và so sánh tín hiệu
URC và Uđk. URC là điện áp răng ca có chu kỳ theo điện áp thuận đặt lên các van ở
mạch động lực, còn Uđk là điện áp điều khiển.
- Điốt D2 bảo vệ đầu ra của mạch so sánh.
b, Nguyên lý làm việc :
Các điện áp răng cưa URC và điện áp điều khiển Rđk được đưa vào mạch so sánh
với cực tính khác nhau.
Cụ thể trên sơ đồ ta có URC > 0 còn Uđk < 0 , IC thuật toán làm nhiệm vụ so sánh
và tại thời điểm dkRC UU thì đầu ra khối so sánh Ura sẻ thay đổi trạng thái cụ thể :
Khi dkRC UU : Ura < 0 < 900
dkRC UU : Ura > 0 > 900
dkRC UU : Ura đổi chiều.
Như vậy điện áp của khâu so sánh là dạng xung có 2 mức bão hào dương và bão
hoà âm .các xung điện pá này được đưa tới
Quá trình này được mô tả trên giản đồ điện áp của mạch điều khiển.
Hình 4.5 :Giản đồ điện áp
3 . Khâu tạo xung.
Để đảm bảo yêu cầu về độ chính xác của thời điểm xuất hiện xung, sự đối xứng của
xung ở các kênh khác nhau... mà người ta thiết kế cho khâu so sánh làm việc với
công suất xung ra nhỏ, do đó xung ra của khâu so sánh chưa đáp ứng đủ các thông số
yêu cầu của cực điều khiển Tiristor.Để có xung có đủ các thông số yêu cầu cần thiết
ta phải thực hiện khuếch đại xung, thay đổi lại độ dài xung, trong một số trường hợp
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 22
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
cần phải phân chia các xung, và cuối cùng là truyền xung ra của mạch phát xung đến
cực điều khiển và katôt của Thyristor. Vì vậy mà ta phải sử dụng một số mạch điện
để thực hiện các công việc đã nêu,các mạch này thường bao gồm:
- Mạch khuyếch đại xung
- Mạch sữa xung.
- Mạch phân chia xung.
- Mạch chuyển xung đến Thyristor (thường được gọi là thiết bị đầu ra).
Toàn bộ các mạch này được ghép chung vào một khâu gọi là khâu tạo xung. tuỳ từng
trường hợp cụ thể mà có thể có đầy đủ các phần mạch riêng để thực hiện đầy đủ các
nhiệm vụ đã nêu, có trường hợp chỉ có một hoặc một số mạch nhất định nào đó
* Thiết bị của mạch bao gồm :
- R7, C1, D2, Tr2, Tr4 có nhiệm vụ sửa xung.
- Tr3, Tr4, D3, D4, BAX có nhiệm vụ khuyếch đại và truyền xung cung cấp cho cực
G của Tiristor.
* Nguyên lý làm việc của mạch tạo xung :
- Xung truyền đến cực điều khiển Tiristor dùng máy biến áp xung BAX. Máy
biến áp xung ghép giữa đầu ra của tầng khuyếch đại công suất xung với cực điều
khiển G và K của Tiristor.
- Khuyếch đại xung : dùng tầng khuyếch đại Đalinhtơn mạch khuyếch đại có hệ
số khuyếch đại là : 21 trong đó 21 , là hệ số khuyếch đại của Tr3 ,Tr4)
Sửa xung : Khi điện áp đầu ra của khâu so sánh có giá trị dương, tụ C1 sẽ nạp (D2
khoá Tr3, Tr4 mở bởi xung dương theo đường + USS R7 - C1 Tr3 Tr4 -
USS nên UC1 : UCC(+) điện áp đầu ra của khâu so sánh có giá trị âm, đi ốt D2 phân cực
thuận, Tr3 và Tr4 khóa, tụ C1 phóng điện ( + C1 ) R7 USS D2 (-C1) tụ C1
phóng nhanh về 0 và nạp lại với điện áp có cực tính ngựơc lại với hằng số thời gian = R7.C1. Do đó Tr3 và Tr4 không khóa lại ngay mà dần khóa lại tùy thuộc , quá
trình đó gọi là quá trình sửa xung.
Xuất phát từ nguyên lý hoạt động của khâu so sánh ta thấy: Khi thấy đổi trị số
điện áp điều khiển Uđk để thay đổi góc điều khiển thì độ dài của các xung ra của
khâu so sánh thay đổi. II . THIẾT KẾ MẠCH KHUYẾCH ĐẠI TRUNG GIAN
Mạch khuyếch đại trung gian gòm các khâu điện áp chủ đạo ,khâu tổng hợp tín
hiệu ,khâu phản hồi âm dòng điện và tốc độ.các khâu này đều sử dụng các vi mạch
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 23
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
khuyếch đại thuật toán kết hợp với các linh kiện liên quan nên tín hiệu ra là tuyến
tính so với tín hiẹu vào thông số qua hẹ số khuyếch đại
1. Mạch khuyếch đại và tạo xung ( mạch tạo điện áp chủ đạo ).
Hình 4.10 : Sơ đồ mạch điện áp chủ đạo
Khuyếch đại thuật toán OA và các điot,điện trở ding để nhận tín hiệu U0 Vào và tạo
ra điện áp chủ đạo(tín hiệu chủ đạo).
2. Khâu tổng hợp mạch vòng âm tốc độ :
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 24
R20 R2
1
C
R19
R19
R18
OA4OA3
R23 R2
2
RU
R0
OA5 FT
R24
+UC
C
+UC
C
-UCC
-UCC
-UCC
UdkN
+Ud
kT
Ucd
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Hình 4.11 :Sơ đồ mạch vòng âm tốc độ
Tín hiệu phản hồi âm tốc độ được cấp từ máy phát tốc (FT) nên cùng trục với động
cơ.tín hiệu này tỷ lệ tuyến tính với tốc độ cơ.
Trong đó :
OA3 :Khâu tổng hợp và khuyếch đại.(KCO)
OA4 : Khâu tổng hợp và khuyếch đại dòng (KI)
OA5 : Dùng để lấy trạng thái theo yêu cầu Ucd điện áp chủ đạo.
Ngoài ra các công tắc hành trình còn có các điện điện cực hạn chế ,bảo vệ máy khi
bị sự cố.khuyếch đại thuật toán và các linh kiện khác nhận tín hiệu U0 vào đầu vào và
tạo ra các tín hiệu chủ đạo.
Nguyên lý hoạt động :
Giả sử bàn máy nằm ở hành trình thuận để chuẩn bị cho các quá trình làm việc .khi
bàn máy chuyển động thì các tay gạt của bàn máy sẽ gạt vào tiếp điểm số 1 để đóng
tiếp điểm k1 cho tốc độ bàn máy tăng lên U0 chuẩn bị vào dao và lần lượt tương
tự ,bàn máy sẽ gạt vào vị trí 2,3,4,5 và quay lại làm việc ở chù kỳ tiếp theo.
3. Mạch tạo nguồn nuôi :
Do trong mạch điều khiển có sử dụng khuyếch đại thuật toán (OA) nên càn có 2
nguồn nuôi ngược dấu ,cùng độ lớn để lấy điểm chung làm điểm nối mát.
Hình 4.12 : Sơ đồ tạo nguồn.
Điện áp xoay chiều được chỉnh lưu nhờ bộ chỉnh lưu cầu 3 pha,điện áp ra được giữ
ổn định nhờ 2 IC 7815 và 7915 và được lọc phẳng bởi các tụ lọc.Cuối cùng đưa ra 2
nguồn nuôi +UCC Và -UCC.Có điểm chung là 0 của máy biến áp .hai nguồn nuôI này là
2 nguồn nuôI các vi mạch và nó cũng là điện áp ngưỡng.
4. Mạch vòng dòng điện :
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 25
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Trong sơ đồ :
OA 6 ,OA7 là các bộ khuyếch đại thuật tuần tự có hệ số khuyếch đại như nhau. tín
hiệu phản hồi dòng được lấy trên điện trở điều chỉnh R thông qua bộ biến dòng và bộ
chỉnh lưu cầu 3 pha .tín hiệu đó dẫn vào đầu OA6 .Sau đó vào đầu vào OA7 để so
sánh với Udk bởi 2 điot D10 và D11.
Hình 4.13 :Sơ đồ mạch vòng dòng điện
Từ những phân tích trên ta có thể tổng hợp được thành mạch điều khiển của máy
tiện như hình vẽ.
III. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN
1: Tính toán mạch động lực.
a. Các thông số cơ bản của đông cơ :
- Điện trở mạch phần ứng của đông cơ :
)074,0222
220).85,01.(5,0)1.(5,0
udm
udmu I
UR
- Điện cảm mạch phần ứng động cơ :
mHHInp
UL
dmdm
dmu 8,0)(0008,0
222.1500.2.14,3.2
60.220.25,0
....2
60..
.
b. Tính chọn Tiristor :
Tính chọn dựa vào các yếu tố cơ bản dòng tải, điều kiện toả nhiệt, điện áp làm
việc, các thông số cơ bản của van được tính như sau:
- Điện áp ngược lớn nhất mà Tiristor :
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 26
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
)(27,2303
.220.
.. 2max VK
UKUKU
u
dnvnvn
Trong đó : Knv= 6 , Ku =
6.3
Điện áp ngược của Tiristor cần chọn :
Unv = KdtU . Unmax = 1,8 .230,27 = 414,476 414,5 (V).
Trong đó : KdtU = 1,8 là hệ số dự trữ điện áp.
- Dòng điện làm việc của van được tính theo dòng hiệu dụng :
Ilv = Ihd = Khd .Id = )(17,1283
222
3A
I d .
Chọn điều kiện làm việc của van là cánh toả nhiệt và đầy đủ diện tích toả nhiệt.
không có quạt đối lưu không khí ,với điều kiện làm việc đó dòng điện định mức của
van cần chọn :
Idm = Ki .I lv = 3,2 . 128,17 = 410,15 (A) 410 (A)
(Ki = 3,2 là hệ số dự trữ dòng điện).
Từ thông số Unv, Idm ta chọn 12 thysistor loại T35N500BOF do mỹ sản xuất có các
tham số sau :
Điện áp ngược cực đại : Un = 500 V
Dòng điện địng mức của van : Idm = 35 A.
Đỉnh xung dòng điện : Ipik = 1100 A
Dòng điện xung điều khiển : Idk = 0,2 A
Điện áp của xung điều khiển : Udk = 1,4 V
Dòng điện rò : Ir =20 mA
Sụt áp lớn nhất của tiristor ở trạng thái dẫn là : U = 2 V
Tốc độ biến thiên điện áp : dt
dU1000V/s
Thời gian chuyển mạch : tcm = 120 s
Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép : Tmax = 125 0C
c. Tính toán máy biến áp chỉnh lưu:
Như ở phần thiết kế ta đã chọn máy biến áp có tổ nối dây Y/Y o ,ở phần này ta tính
toán các thông số cho nó. Máy biến áp được chon theo điều kiện:
+ Sđmba ≥ Stt
+ I1fđm ≥ I1dm
+ I2fđm ≥ I2dm
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 27
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
+ U2fdm ≥ KuKrKỏKa.Udm
Điện áp thứ cấp được chọn theo biểu thức
U2fdm ≥ KuKrKỏKa.Udm
Trong đó Uđm là điện áp định mức động cơ
Ku llà hệ số xét tới ản hưởng khả ảnh hưởng dao động trong phạm vi
cho phép của điện áp lưới. Thường lấy Ku = 1,05 → 1,1 ta chọn
Ku = 1,1
Kỏ là hệ số kể đến góc điều khiển nhỏ nhất (ỏmin ), ta chọn ỏmin = 30o
→ ỏmax = 150o → kỏ = 1/cos ỏmin = 2/ 3
Kr là hệ số xét đến sự sụt áp trên điện trở thuần của máy biến áp,
trên điện cảm của cuộn dây thứ cấp máy biến áp, do chuyển mạch, do sụt áp trên
dây nối và cuộn kháng, mà trên cá van. Kr thường đựoc chọn từ 1,15 → 1,25 ta
chong Kr = 1,15.
Ka là hệ số phụ thuộc sơ đồ chỉnh lưu.
Ka = 85,0
2
632
2
fdm
fdm
do
ïdm
U
U
U
U
Cuối cùng tat hay các gia trị cá hệ số vào ta được.
U2fđm ≥ 0,85.1,1.(2/3).1,15 = 260
chọn giá trị hiệu dụng của dòng pha thứ cấp.
để đơn giản giản ta bỏ qua giá trị dòng cân bằng khi đó ta có:
I2đm =Iđm/3 = 222/3 = 74 (A)
giá trị hiệu dụng của dòng pha sơ cấp:
3
.2.2
dmdm
ImI
Với m =U2/U1 = 260/220 = 1,18 là hệ số biến áp suy ra I1đm = 123,5 (A).
*S = ( S1 +S2)/2 = 1,345.Pd = 1,345.55 = 73,975 (Kw)
Dựa vào các số liệu đả tính đựơc ở trên ta chọn máy biến áp có số liệu sau:
U1fđm (v) U2fđm (v) Sđm (Kva) Iđm (A) I2đm (A)
220 260 75 222 74
d. Tính chọn thiết bị bảo vệ mạch động lực.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 28
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Ta biết rằng các thyistor là phần tử rất nhạy với sự biến thiên đột ngột của điện áp
hay dòng điệ, đặc trưng cho nhữn hiện tượng này là gia tốc dòng điện và điện áp di/dt
và du/dt. Các nguyên nhân gây ra những hiện tượng này bao gồm.
+ quá gia tốc dòng, áp do quá trình chuyển mạch.
+ quá gia tốc dòng, áp do cộng hưởng.
+ quá gia tốc dòng do cắt máy biến áp ở ché độ không tảI hay tảI nhỏ.
để bảo vệ an toàn cho các van trước những tác nhân trên ta ding các phần tử R, C mắc
song song với các thysitor như hình vẽ:
trị số R, C có thể tra theo các đường cong được xây dung bằng máy tính các quan hệ
Ua/Up:
G = b/ựo; H = ựo.Uk
KUC
LI
F.
với b = R/2L
L là điện cảm quy đổi của toàn bộ mạch tra đường cong ta được C = 0,3;
R = 5Ω.
2. Tính toán mạch điều khiển.
a. tính chọn khâu tạo điện pá chủ đạo.
chọn biến trở R30 = 4,7 KΩ công suet tiêu tán trên điện trở là.
)W(0478,04700
152
30RP
Chọn R30 = 4,7kΩ, 1w
b. tính chọn khâu phản hồi tốc độ.
Căn cứ vào tốc độ định mức của động cơ và sai lệch tỉnh của hệ thống ta chọn sai
lệch tỉnh của hệ thống có các thông số sau;
Kiểu Uđm (V) Iđm ( A) nđm (v/ph) Rư( Ù) m (kg)
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 29
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
∏.101 100 0.08 800 200 4,8
Căn cứ vào tốc độ định mức của máy phát tốc và của động cơ ta chọn bộ truyền bánh
răng có tỷ số i = 2. để truyền tốc độ từ đông cơ đến MFT.
điện trở mạch ngoài của MFT:
)(125008,0
10031
dm
dm
I
UR
điện áp phản hồi lấy ra là 12 v từ đó ta chọn 31R =47 kΩ, 2w.
Hệ số phản hồi tốc độ: khi tốc độ động cơ là định mức thì điện pá ra là 12v do đó hệ
số phản hồi tốc độ đựoc tính:
)./(004.03000
12phvv
c. tính chọn BAX.
Tỷ số biến áp xung thưòng là:
n 3:22
1 U
U
ta chọn n = 3 để đảm bảo transitor mở khi điện áp lưới dao động ta chọn U2 = 8v,
I2 = 2A, điện áp đặt lên cuộn sơ cấp BAX:
U1 = n.U2 = 3.8 = 24v
dòng sơ cấp BAX 6,03
222
n
II v
chọn vật liệu sắt từ 330 hình chữ I I I làm việc trên một phần của đặc tính từ hoá
ÄB = 0,7T , ÄH = 50A/m có khe hở
từ thẩm của lõi sét từ:
46
0
10.4,110
7,0
H
B
Vì mạch từ có khe hở nên phải tính từ thẩm trung bình sơ bộ chọn chiều dài
đường sức l = 0,1m khe hở lkh = 10-5m.
3
45
10.8,5
10.4,1
1,010
1,01
1
kh
TB
l
Thể tích lỏi sắt từ:
)(157,0
6,0.24.15,0.10.10.8,5'...... 3
2
63
220 cm
B
IUStlQV xTB
Với Q là tiết diện lỏi sắt. I’2 là dòng thứ cấp quy đổi sang sơ cấp.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 30
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Chọn v = 16,35cm3 ta sẻ chọn được các kích thước ( theo bảng II.2 điện tử công
suất).
Q = 163cm2, l = 10,03cm. a = 1,2cm, h = 3cm, c = 1,2 cm, e = 1,8 cm, H = 4,2 cm,
B = 1,6 cm, p = 7w.
Số vòng cuộn sơ cấp BAX:
16676,0.10.63,1.7,0
10.6.24
..
.W
4
4
1
KQB
tU x
W1 = 166 vòng, K = 0,76 là hệ số lấp đầy.
Số vòng cuộn thứ cấp BAX
W2 = W1/ 3 = 56 (vũng)
d. tính khâu khuyếch đại xung.
Căn cứ vào dòng sơ cấp BAX 0,6A ta chọn Tr là loại A1013 có: Pk = 9 mw, nhiệt
độ làm việc max là 150o, f = 15 MH, Uceo = 160 v, Ucb = 6v, Ik = 1A, õ = 60, Tr
làm việc ở chế độ xung.
Như vậy Ip3 = 600/60 = 10mA, Ip3 chính là IC, Tr2 do đó ta chọn Tr5,Tr6 loại
A1015 có Pk = 400 mw, f = 80 MHz Tmax = 125oC, Uce =50v, Ube = 5v,
Ic = 150mA, õ = 70.
e. tính chọn khâu điện áp động bộ.
Chọn biến áp đồng bộ là biến áp đầu Ä/ Y0; điện áp pha thứ cấp Uf2đm = 24v
Trên biến áp đồng bộ cũng đặt luôn các cuộn dây tạo địên áp nguồn nuôI cho mạch
điều khiển. Ta biết công suất mỗi BAX là 7W, có 6 BAX sử dụng công suất của
nguồn nuôI; đồng thời cũng tính đến công suất nuôi cho các khối khác như khuyếch
đại, so sánh, phản hồi… như vật sơ bộ chọn công suất của biến áp đồng bộ là
100VA. điện áp ra thứ cấp là: Uf2dm=24v. chọn các tụ lọc C1 ữ C7 là 200àF , 30V
f. tính chọn khâu tổng hợp tín hiệu
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 31
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
khâu tổng hợp tín hiệu cỉ có nhiệm vụ tổng hợp tín hiệu mà không yêu cầu có hệ số
khuyếch đại lớn. Sơ bộ chọn hệ số khuyếch đại của khâu =2; các giá trị điện trở sẽ
được xác định khi hiểu chỉnh xong hệ thống
g. xác định hệ số khuyếch đại của bộ biến đổi
do mạch phần ứng của động cơ có điện cảm lớn nên ta coi dòng phần ứng là dòng
liên tục.
Ud = fdmU2
23 .cos = 304,1cos
= 2
(1-
6dkU
)
Ud = 304,1cos2
(1-
6dkU
)
Từ đây ta xây dựng được quan hệ Uđ = f(Uđk) thực tế quan ệ này là phi tuyến để đơn
giản ta tuyến tính hoá đoạn đặc tín làm việc. đặc tính có dạng như hình vẽ
* hệ số khuyếch đại của bộ biến đổi KBĐ = ÄUd / Äuđk = (265,7 - 0,332 )/ (4 -
0,004) = 66,4
h. Tính chọn khâu khuyếc đại trung gian
tính chọn khâu khuyếc đại trung gian: hệ số khuyếch đại của hệ thống được tính theo
đặc tính cơ thấp nhất và sai lệch tính yêu cầu gọi Än là độ sụt tốc độ ở đặc tín cơ
thấp nhất
Än = S*. nomin
S* = (n0min - nmin )/ n0min
nomin = nmin/ (1- S* ) = nđm / (1 - S*) . D
Gọi K là hệ số khuyếch đại của hệ thống.
Ta có: K = KBĐ.KTH.KTG.KĐ .KHC
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 32
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Phương trình đặc tính cơ hệ kín là:
n
KRIKUn Ddmcd
1
...
Độ sụt tốc độ Än = Iđm.R.KĐ/ (1+ n) (1)
Mặt khác Än = S* . n0min = S* .nđm / (1- S*)D (2)
Từ (1) và (2) ta cú:
)
*1
*.
..(
1
S
Sn
KRIK
dm
Ddm
Với KĐ = 7,8 ; nđm = 3000 v/ph ; S* ≤ 3% ; D = 30
R = Rưđ + Rtx + RCK + RCKcb = 1,61+ 0,33 + 0,48 + 0,48
R = 2,92 Ù
Thay các giá trị trên vào (3) ta tín được:
K ≥ 446630,5
Như vậy hệ số khuyếch đại của bộ khuyếch đại trung gian là:
KTG ≥ K/ ( KHC.KBĐ.KĐ.KTH )
Thay số vào ta có: KTG ≥ 1149,8 . Chọn KTG = 2000
Cuối cùng hệ số khuyếch đại của ệ thống là:
K = KBĐ.KTH.KTG.KĐ.KHC = 621504
l. Chọn khâu cải thiện chất lượng động
Khi khởi động tốc độ động cơ bằng không và kâu ngắt dòng chưa kịp tác động do có
quán tính lớn. Góc mở ỏ lúc này phụ thuộc vào điện áp lấy ra trên R39 tức là phụ
thuộc vào điện áp của IC6. dòng ngắt lớn hay nhỏ phụ thuộc vào việc ta chọn biến trở
này vì lúc này khâu ngắt dòng bị loại ra khỏi mạch.
Dòng dừng thường đựơc chọn: Iđ = 2 ữ 2,5Iđm = 18 ữ 22,5A. sơ bộ chọn dòng dừng là
Iđ = 18A. vì tốc độ bằng 0 nên điện áp ra bộ biến đổi sẻ rơI toàn bộ trên transitor và
điện trở mạch phần ứng, tức là Ud = RI0 + ÄU
Ud = 2,92.18 + 1,4 = 53,96 V
khi đó điện áp đièu khiển là: uđk = Ud / KBĐ = 53,96/ 66,4 = 0,81 V
điện áp đầu ra IC6 phảI là
urIC6 = HCK '
1.uđk
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 33
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
với K'HC = R43 2 / R43 urIC6 = 0,81/ 0,323 = 2,51 V
Ta chọn R40 = 50 KÙ ; R35 = R37 =R38 = R36 = R34 = R39 = 10 KÙ
Khi đó ta có: urIC6 = 2,516 - 2,5. u'R34
u'R34 là một phần điện áp láy trên u'R34.ta có thể viết: u'R34 = A. n
giả sử động cơ đang chạy ở tốc độ n1 mà ta giảm tốc độ lúc này điện áp đầu ra IC4
giảm từ KTG.KTH (- Ucđ + n1 xuống giá trị KTH.KTG ( - Ucđ+ n2
do tốc độ n chưa kịp giảm nên diôt D7 thông, điên áp đặt lên R34 là điện áp của IC6,
BBĐ 2 sẻ mở theo điện áp này, để động cơ hảm táI sinh được thì điên áp ra của
BBĐ2 phảI nhỏ hơn sđđ e, tức là:
2,51 - 2,5.A. .n1 < KTH.KTG n1 - Ucđ 1
2,51 - 2,5.A .n1 > KTHKTG ( .n1 - Ucđ 1 )
A > n
nUKK cdTGTH
..5,2
).(.15,2 1
để đơn giản ta chọn: A < 2,51/ (2,5 .n1)
Tốc độ n1 lớn nhất chọn bằng1600v/ph
A < 083,03000.0075,0.5,2
51,2
+khi đảo chiều từ quay thuân sang quay ngược ta củng cần hạn chế dòng điên hãm.
vì dòng điện đảo chiều thì sụt áp trên các trisitor củng đảo chiều. sơ bô chọ dòng điện
hãm bằng 22A, hãm từ tốc độ cao nhất.
Sức điện động của BBĐ ngựoc 2 đựơc tính: 1600 = (Ud - ÄU - IHR)KĐ
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 34
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Ud = 139,5 V
Vì BBĐ 2 mắc ngựơc với BBĐ 1 nên: KBĐ2 = -KBĐ1 = -66,4 uđk2 = Ud / KBĐ2 = 139,5/ (-66,4) = - 2,1V
điện áp đầu ra IC6 phảI là:
urIC6 = - 2,1/ 0,323 = - 6,5V
Mặt khác ta có: urIC 6 = 2,51- 2,5A. .n
- 6,5 = 2,51 - 2,5A.0,0075.1600
A = 0,3 ( < 0,8 )
Như vậy khối cảI thiện chất lượng động sẻ làm việc thoả mản cả yêu cầu hạn chế
dòng điện hãm và yêu cầu động cơ đựoc hãm táI sinh khi giảm tốc.
urIC 6 = 2,51 - 0,005631.n khi động cơ quay thuận
urIC 6 = 2,51 + 0,00563.n khi động cơ quay ngựơc
CHƯƠNG V. XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TĨNH
1. Đặt vấn đề.
Xây dựng đặc tính tĩnh của hệ thống là xây dựng đặc tính n = f(I) hoặc n = f(M)
qua đó kiểm tra được độ sụt tốc độ tức là đánh giá được sai lệch tĩnh của hệ thống
có đựơc bảo yêu cầu đặt ra của công nghệ truyền động ăn dao của máy doa hay
không ; đồng thời cũng kiểm tra các giá trị dòng điện ngắt dòng điện dừng , hãm
xem có đãm bảo cho an toàn công nghẹ hay không. từ đó đánh giá được năng lực
quá tải của hệ thống; khả năng tác động nhanh của hệ tống cũng như độ an toàn
của hệ thống thong quá trình làm việc.
Do động cơ một chiều kích từ độc lập có n = f(I ) và n = f(m) đồng dạng nhautức
là có thể suy ra đặc tính n = f(M)từ đặc tính n =f(I) do đó ta chỉ xây dựng quan hệ
n = f(I) và gọi là đặc tính cơ của hệ thống.
Khi xây dung đặc tính tĩnh ta đưa ra cá giả thiết sau.
- độngc olư làm việc ở chế độ dài hạn.
- Hệ số khuyếch đại của bộ biến đổi là hằng số.
- điện trở phần ứng của động cơ không thay đổi trong quá trình làm việc.
- Thysitor là phần tử bán dẩn tác động nhanh kông có quán tính.
- điện cảm phần ứng của động cơ và các cuộn kháng dủ lớn để duy trì dòng điện
tải là liên tục.
2. Xây dựng đặc tính.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 35
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
a. Xây Dựng đặc tính trong quá trinh làm việc.
Viết phương trình kiêchop cho động cơ ta có:
Ud = Ke n + ÄU
ÄU = 1,4 V là sụt áp trên các transitor n = (Ud - IưR - ÄU )KĐ với KĐ = 1/ Ke = 7,8
SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỆ THỐNG
Từ sơ đồ cấu trúc ta viết được:
n = (Ucđ - n).KTGKTHKBĐKHCKĐ - (ÄU +IưR).KĐ
K
KRIUkUn Ducd
1
).(
Trong đó:K là hệ số khuyếch đại của đại: K = 621504R là điện trở mạch phần ứng: R = 2,92 Ω+ khi: n = nmax; Iđm = 9A Ucđ = Ucđmax = 12,0029V + khihi: n = nmin ; Iđm = 9 A Ucđ = Ucđmin = 0,0153 V *điểm không tải lý tưởng: ( I = 0)
nomax 041,3000621504.0075,01
8,7.4,1621504.0029,12
(v/ph)
nomin 037,2621504.005,01
8,7.4,1621504.0153,0
(v/ph)
* điểm giớ hạn vùng làm việc, chọn Ing = 12,5 A
Ucđ = Ucđmax n = 1599, 979 v/ ph
Ucđ = Ucđmin n = 1,976 v/ph
*đánh giá chất lượng tĩnh:
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 36
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
S* = ( n0min - nmin ) / n0min = ( 2,037 - 2 )/ 2,037 = 0,0181 = 1,81 %
[ S*] < 3 % Như vậy sai lệch tốc độ tĩnh đãm bảo yêu cầu.
b. Xây dung đặc tính ở vùng ngắt dòng.
đặc tính khi khâu cải thiện chất lượng động chưa tham gia và khâu KĐTG chưa
bảo hoà.
điện áp điều khiển đựoc tính như sau:
udk = [2322
23)('
RR
RIIUU nguTG
TG
].K’HC
( ở đây ta bỏ qua dòng điện rẽ qua R34 vì dòng này nhỏ )
Với K'HC = R432 / R43 = 0,323
đặt R23 / ( R22 + R23 ) = ỏ uđk = [ uTG (1- ỏ) - ỏ.õ( I - Ing) ] K'HC
Từ sơ đồ khối của mạch lúc này ta viết được:
n=(Ucđ - n) KTHKTGK'HC (1- ỏ)KBĐKĐ - ỏ .õ'K'HCKBĐKĐ(I - Ing) - (ÄU + I.R) .KĐ
(1)
Điểm C có toạ độ: (12,5; 2999; 979) phảI nằm trên đường (1). Do đó ta có:
K
KIRUKU
K
KIRUKU Dcd
I
DIcd
1
).(.
.).1(1
).()1.(.
(tức là đường ngắt dòng phảI cắt đường làm việc ở toạ độ I = 12,5)
Sơ đồ cấu trúc của hệ thốngkhi khâu cải thiện chất lượng động chưa tham gia
và khâu KĐTG chưa bảo hoà.
Từ đây ta tìm đựơc: K1(1 - ỏ) = K
Với K1 = KTG.KTH.KBĐ.KĐ.K'HC(1 - ỏ)
Và K = KTH.KHC.KTG.KBĐ.KĐ
(1 - ỏ) = KHC / K'HC = 0,3/ 0,323 = 0,9285
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 37
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
ỏ = 0,0714
Từ đây ta chọn R22: 500/ ( 500 + R22) = 0,0714 R22 = 6,5 KÙ
Hệ số phản hồi dòng õ'sẽ được chọn khi ta xây dựng xong đường đặc tính có sự tham
gia của khâu cải thiện chất lượng động.
Đặc tính khi có sự tham gia của khâu cảI thiện chất lượng động:
Đánh giá sự tham gia của khối: để khối tác động thì điôt D7 phảI mở. Tức là:
(Ucđ - n) KTH.KTG ≥ 2,51 + 0,005631. n
+ Khi Ucđ = Ucđmax = 12,0029 V thỡ n ≤ 2999,967 v/ ph
+ Khi Ucđ = Ucđmin =0,0135 V thỡ n ≤ 1,9386 v/ ph
Ta biết rằng: điều kiện để khâu KĐTG bảo hòa là.
Ucđ - ∆n ≥ 13/ KTHKTG
Khi Ucđ = Ucđmax thỡ n ≤ 2999,953 v/ph
Khi Ucđ = Ucđmin thỡ n ≤ 1,606 v/ph
Như vvậy đặc tính tĩnh sẽ không có vùng khâu KĐTG bão hào vì trước đố khâu cải
thiện chất lượng động đả tác dụng. Sơ đồ khối lúc này là:
Sơ đồ cấu trúc của hệ thống khi khâu cảI thiện chất lượng động đã tác động.
Từ sơ đồ khối ta có:
n = (2,51 + 0,005631.n).0,323.KBĐ.KĐ - (ÄU + I.R)KĐ
n = 7056,3 - 392,9I (*)
(*) Là phương trình đường thẳng,với n = 2999,968v/ph thì I = 13,88A.
điểm toạ độ (13,88; 2999,968) phảI nằm trên đường (1) khi Ucđ = Ucđmax.
Ta có:
I
Icd
K
KU
.1
05,327'.483,16.968.2999 max
Với K1 = KTH.KTG.K'HC.KBĐ.KĐ(1- ỏ) = 621308,226
Giải phương trình trên ta được:
õ' = 1,4471
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 38
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Như vậy tốc độ của vùng ngắt dòng chỉ có khssu ngắt dòng tác động là:
n = 133,3047Ucđ + 0,044 - 0,008595 I
* Đặc tính cao nhất đi qua các điểm: A (9 ;3000,041) , B (9 ; 3000) ,
C (12,5 ; 2999,979) , E (13,88 ; 2999,968) , F (18 ; 0) .
*Đặc tính thấp nhất đi qua các điểm: D (0 ; 2,037) G (12,5 ; 1,976) ,
H (17,95 ; 1,9836) , K (18 ; 0).
Đặc tính tĩnh của hệ thống.
CHƯƠNG VI. XÉT TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG.
1. Mục đích và ý nghĩa.
Trong quá trình làm việc của hệ thống truyền động điện tự động, do nhiễu loạn hoặc
do nhiều nguyên nhân khác mà hên thống mất tính ổn định. tính ổn định của hệ
thống.tính ổn đinh là tính hệ thống có thể trở lại trang tháI ban đầu khi nhiễu loạn
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 39
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
mất đI sau một khoảng thời gian nào đó hoặc khả năng xác lập trạng tháI ổn định mới
khi sai lệch đầu vào thay đỏi.
Xét ổn định cho hệ thống là xem hệ thống có ổn địmh hay không dựa vào các tiêu
chuẩn ổn địmh .từ đo ta tiến hành hiệu chỉnh hệ thốngđẻ hệ thống làm việc an toàn ,
tin cậy dạt được các yêu cầu mong muốn .
Dựa vào đặc tính tĩnh của hệ thống ta they rằng các phản hồi âm dòng và âm tốc độ
luôn có xu hướng làm ổn định hệ thống. chỉ có phần đặc tính làm việc có đặc tính cơ
lớn nhất là dễ mất ổn định hơn cả. Do đó ta chỉ xét ổn định ở vùng này, trong vùng
này chỉ có âm phản hồi âm tốc độ tác dụng. Sơ đồ khối của hệ thống lúc này được
biểu diễn trên hình vẽ sau:
2. Xét tính ổn định của hệ thống.
Hàm truyền của hệ thống là:
W = BDBDHCTGTH
BDBDHCTGTH
wKKKK
wKKKK
.....1
....
.
Trong đó: WBĐ = KBĐ/ (1 + TBĐP ) là hàm truyền của bộ biến đổi. TBĐ = 1 / 2qf là hằng số thời gian của bộ biến đổi.
q là tần số xung chỉnh lưu. q = 3
f = 50 Hz là tần số lưới.
TBĐ = 1 / (2.3.50) = 3,33 . 10-3s
+ Điện cảm phần động cơ được tính:
Lư = Uđm / (P.Iđm.nđm) = 5,7.220/ (1,2.9.3000) = 0,0566 H
=5,7 là hệ số cấu tạo của động cơ.
Lư∑ =LCK + LCK1 + Lư = 125 + 200 + 56,6 = 381,6 mH
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 40
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
T = l∑ / R∑ = 381,6 / 2,92 = 0,13 s
TM = 0372,055,9.375
)8,7.(92,2.75,0
.55,9.375
. 2
2
2
B
t
K
RGD
WĐ = 1... 2 PTPTT
K
MEM
D
WP = KPTPTTPT
K
MEMBD .)1...).(1.( 2
= 28,466210.40510.58,49.10.58,159
62150442437 PPP
Trong đó: WĐ là hàm truyền của động cơ.
Rt là điện trở tổng: RRt
K =KTGKTHKHCKBĐKĐ là hệ số khuyếch đại của hệ thống.
TE = T
Lập bảng Raox:
159,58.10-7 405.10-4
49,58.10-4 4662,28
389,99
4662,28
Ta thấy các số hạng trong cột thứ nhất của bảng raox đều dương như vậy hệ thống đã
ổn định.
3. Hiệu chỉnh hệ thống:
Ta tiến hành hiệu chỉnh hệ thống theo đặc tính biên độ lôgarit. Muốn vậy trứơc hêt ta
đưa hệ tống về phản hồi âm một đơn vị .
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 41
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
W0 )1.)(1(
.2
PTPTTPT
K
MEMBD
W0 )12)(1(
.
122
12
PTPTPT
K
Với T2 = TBĐ = 3,33.10-3 s
ự2 = 1/ T2 = 300 rad/s lgự2 = 2,4771 dec
T1 = EM TT .
ự1 = 1/ T1 = 14,38 lgự1 = 1,1577 dec
20lg K = 73,37
ợ = E
M
T
T
4
từ các số liệu trên ta vẽ được đặc tính Lo là đặc tính biên độ_loga của hàm W0.
tiến hành xây dung Lm là đặc tính biên độ – lôgarit mong muốn dựa trên các
chỉ tiêc chất lượng động.
ọmax ≤ 30%
Tmax ≤ 0,3 (s)
Từ chỉ tiêu trên ọmax ≤ 30% theo giáo trình tự động điều chỉnh, tra đường cong xác
định tần số cắt ực ta có:
Tmax = c4
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 42
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Với điều kiện Tmax ≤ 0,3 (s) ực = 13ð. Từ ực = 13ð kẻ đường có độ nghiêng –
20db.dec.vùng trung tầncủa Lm giới hạn bởi ự2 và ự3 = ực2/ 2 = 5,559 rad/s
lgự3 = 0,745.
Từ điểm ự3 vừa xác định trên Lm kẻ đường nghiêng-20db/dec,đường này cắt Lo tại ự4
và vùng hạ tần của Lm là ự ữ ự4.
Vùng tần số cực thấp của Lm trùng với Lo. bằng tính toán hình học ta tính được:
ự4 = 0,22 rad lgự4 = - 0,656
Từ ự2 kẻ đường nghiêng-60db/dec, vùng tần số lớn hơn ự2 là vùng cao tần của
Lm.
Qua L0 và Lm ta xác định đựơc Lhc = Lm – L0.
Từ đặc tính ta viết hàm hiệu chỉnh:
)1(
)1)(1(
)1(
1
2
132
4
PT
PTPT
PTWP
Từ đây ta đưa ra hai loại khối hiệu chỉnh như sau:
+ Khối thứ nhất là một khuyếch đại thuật toán kết hợp với tụ điện - điện trở hàm
truyền của khối hiệu chỉnh này là:
PT
PTK
u
uR
v
r
2
1
1
1
PW¦
Với: KR = R3/ R5 và T1 = R2C ; T2 = (R2 + R3)C
Loại này hiệu chỉnh cho dạng: T1 < T2:
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 43
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Đặc tính biên độ – lôgarit
+ khối hiệu chỉnh thứ hai là các điện trở kết hợp với tụ điện:
PT
PTKW RP
2
1
1
1
Với KR = R4/ (R4 + R5) ; T1 = R5C1
T2 = R4R5C1/ (R4+R5)
Loại này hiệu chỉnh cho các hàm có: T1 > T2
Như vậy để tạo hàm Whc ta dùng ba khâu hiệu chỉnh, hai khâu giống nhau có dạng
khối thứ nhất thực hàm truyền:
Khối hiệu chỉnh 2
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 44
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Chọn: C = 47ỡF R2 = 1,478 KÙ ; R3 = 95,2 KÙ
1
1
2
32
T
PTWhc
Chọn: C1 = 1ỡF R5 = 179,8 KÙ ; R4 = 1,086 KÙ
Trong sơ đồ nguyên lý ta tạo khâu hiệu chỉnh thứ nhất và thứ hai nhờ hai IC của khối
tổng hợp và khuyếch đại trung gian.
Sơ đồ mạch hiệu chỉnh như hình vẽ:
Sơ đồ mạch hiệu chỉnh
Khi mắc thêm khâu hiệu chỉnh thứ ba hệ số khuyếch đại của hệ thống bị giảm đi là:
8,179018,1
0186,1
43
4
RR
RKR (lần)
Do đố khâu tổng hợp và khuyếch đại trung gian phảI tính toán sao cho hệ số khuyếch
đại của hai khâu này và khâu thứ ba phảI đãm bảo:
KTG = KTHKKĐKR = 4000
Từ đây ta chọn được: R29 = 100 Ù ; R25 = 63,7 Ù.
c. Xéttính ổn định của hệ thống.
Hàm truỳen của hệ thống hở mong muốn sau khi hiệu chỉnh hệ thống là:
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 45
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
)1.26,0.2()1(
)1(
422
42
2
2
PTPTPT
PTKWhmm
Ta có đặc tính tần số pha – loga là:
24
24
11
2
T
Tactg
22 Tarctg
3 = arctgựT3
Từ đây ta vẽ được các đường đặc tính ự cộng các đặc tính lại ta được đường hự của
hệ
Qua đặc tính ự ta thấy: trong phạm vi Lự > 0 có một lần ự chuyển từ lớn hơn
xuống dưới đường (-ð) và một lần chuyển từ dưới đường (-ð) lên phía trên, tức là số
điểm chuyển đổi C+ = C-. vì vậy hệ kín ổn định.
Hình 5-6:đặc tính biệ độ – lôgarit (a), đặc tính pha- logarit của hệ thống sau hiệu
chỉnh.
CHƯƠNG VII: THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ TRUYỀN ĐỘNG.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
2C34
20lgK
-40db/dec
-20db/dec
-60db/dec
0
46
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
I - GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ
Hệ thống TBĐ điều khiển động cơ truyền động chính máy tiện thoả mản các yêu
cầu sau:
- Khởi động cơ theo cả hai chiều
- Dừng động cơ
- Tự động ổn định tốc độ và hạn chế dòng điện phụ tải.
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ tốt. D = 15.
1 - Mạch động lực
- Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập
- Máy biến áp cung cấp nguồn cho bộ chỉnh lưu.
- Aptomat bảo vệ và cắt điện cho mạch.
- Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển cung cấp nguồn 1 chiều cho động cơ
gồm 2 bộ mắc song song và ngược nhau
- Các cuộn cân bằng dòng điện CB1, CB2, CB3, CB4 .
- Máy phát tốc FT để tạo ra khâu phản hồi âm tốc độ.
- Các mạch R – C bảo vệ quá tải áp cho Tiristor.
2 - Mạch điều khiển
- Hai hệ phát xung điều khiển cho các Tiristor 1 bộ phát xung thuận và 1 bộ phát
xung ngược. Các bộ này đều sử dụng Transistor,BAX, KĐThuật toán , để bảo vệ và
báo tín hiệu xung.
- MBA đồng bộ để tạo ra tín hiệu đồng bộ cho các kênh phát xung.
- Tín hiệu điều khiển được tổng hợp từ điện áp chủ đạo tín hiệu như hồi âm tốc độ tín
hiệu phản hồi âm dòng điện
- Bộ nguồn nuôi tạo ra nguồn nuôi cho các IC.
II NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA SƠ ĐỒ .
Đóng Aptomat cung cấp điện cho hệ thống TĐĐ (Mạch kích từ máy biến áp động
lực, nguồn nuôi mạch điều khiển).
Khi chi tiết được gá lên mâm cặp ta phát lệnh điều khiển mở các van T1 – T12 với góc
mở 1 < 900 ; 1 > 900 sao cho 21 = 1800 ( 1 - góc mở của
T1 - T6 ; 1 - góc mở của T7 – T12 ).
Khi khối tạo xung tạo ra các xung sau đó các xung này được đưa tới mạch gửi
xung để điều khiển mở Thyristor thông qua máy MBX để tạo ra các xung điều khiển
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 47
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
xuất hiện đúng theo yêu cầu. Ta phải chọn tín hiệu điều khiển. Mạch khuyếch đại
trung gian và tín hiệu này được so sánh với tín hiệu răng cưa. Nếu thay đổi độ lớn Uđk
thì sẽ thay đổi thời gian xuất hiện xung. Nghĩa là thay đổi được góc mở 1 ( 2 ) của
các bộ chỉnh lưu. Để điều khiển được tốc độ động cơ phù hợp với các chu trình cắt
gọt. Ta dùng công tắc hành trình để cấp tín hiệu. Khi muốn bàn máy chạy chậm để
vào dao an toàn thì góc mở của bộ biến đổi phải lớn Uđk nhỏ.
Ngược lại muốn tăng tốc độ bàn dao để tăng năng suất thì góc mở nhỏ Uđk
lớn. Khi K1 đóng động cơ có tốc độ nhỏ để vào dao thì K2 đóng động cơ tăng tốc
đến Vth , để tăng năng suất máy K3 đóng động cơ giảm tốc độ xuống V0 để ra dao
an toàn và đảo chiều động cơ. K4 đóng động cơ chạy theo chiều ngược và tốc độ được
tăng dần lên.
Khi K5 đóng động cơ giảm tốc độ và đảo chiều chuẩn bị quá trình gia công tiếp
theo. Sau đó lặp lại chu trình mới.
Nguyên lý điều chỉnh tốc độ
Với giả thiét động cơ đang làm việc ở vùng khấu ngắt dòng không tác động. Nếu thay
đổ điện áp trên biến trở R ở đầu vào OA3 làm cho điện áp ra OA1 (Ucđ ) thay đổi dẫn
đến Uđk = Ucđ - n. thay đổi .Khi Uđk thay đổi với góc mở thay đổi ( Vì UđkT ,UđkN
thay đổi ) U chỉnh lưu U đ thay đổi có nghĩa là điện áp đặt vào phần ứng thay đổi tốc độ động cơ thay đổi.
Nguyên lý đảo chiều quay
Trong quá trình làm việc bàn máy sẽ gạt vào các tay gạt . Các công tắc hành trình
làm việc phù hợp với máy .Tại các thời điểm Ucđ sang âm do quán tính cơ tốc độ
động cơ vẫn dương .n dương nên điện áp đặt vào OA3 là Ucđ - .n = -Ucđ - .n
có giá trị âm và có giá trị tuyệt đối lớn OA4, OA5 làm việc ở chế độ bảo hoà nên
max ,Ucđ rất âmdo đó mất dòng qua BBĐ thuận. Vì tất cả s.đ.đ động cơ và điện áp
chỉnh lưu trung bình của BBĐ1 đều tác động các dòng ngược chiều qua van các
van BBĐ thuận khoá lại do điện áp ngược đầu ra OA4 ngược đầu cuộn điện áp OA5
nên max2 điện áp chỉnh lưuBBĐ ngược lớn nhất và dương. Đồng thời s.đ.đ động
cơ lại đang cùng chiều dòng điện qua bộ ngược động cơ dòng điện phần ứng
động cơ đảo chiều và tăng rất nhanh.
Khi Iư = Ing thì khâu phản hồi âm dòng điện tác động , thực tế thì điện áp đầu ra OA7
rất âm nên xuất hiện 1dòng điện từ OA5 qua R22 D đầu ra củae OA7 gây nên
sụt áp lớn trên R22, điện áp này > Ubh UdkN rất âm 02 90 BBĐ ngược làm việc
ở chế độ nghịch lưu và động cơ làm việc ở chế độ hảm tái sinh. Tốc độ động cơ giảm
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 48
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
xuống đạt một giá trị nào đó thì UđkN = 0 , 02 90 sau đó tốc độ tiếp tục giảm thì
02 90 BBĐ chuyển sang khoá khi tốc độ bằng 0 thì động cơ sẽ khởi động theo
chiều ngược lại tiến tới làm việc ổn định ở tốc độ đặt của bàn máy theo chiều ngược
lại
với từng loại công nghệ đòi hỏi các nhà thiết kế phải so sánh những chỉ tiêu kinh tế -
kỹ thuật để đưa ra phương án tối ưu.
1. Nội dung phương án :
Trên thực tế, có rất nhiều phương án để giải quyết. Tuy nhiên mổi phương án có
những ưu nhược điểm của nó. Nhiệm vụ của nhà thiết kế phải chọn ra phương án tối -
ưu nhất.
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 49
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Đối với những hệ thống truyền động điện đơn giản không có những yêu cầu cao thì
chỉ cần dùng động cơ điện xoay chiều với hệ thống truyền động đơn giản. Với hệ
thống truyền động phức tạp có yêu cầu cao về công nghệ, chất lượng như điều chỉnh
trơn, dải điều chỉnh rộng thì phải dùng động cơ điện một chiều. Các hệ điều chỉnh
kèm theo phải đảm bảo các yêu cầu công nghệ và có khã năng tự động hóa cao.
Như vậy, để chọn được hệ thống truyền động phù hợp thì chúng ta phải dựa vào công
nghệ của máy, công suất làm việc để đa ra những phương án cụ thể để đáp ứng yêu
cầu của nó. Để chọn được phương án tốt nhất trong các phương án đa ra thì cần phải
so sánh về kỹ thuật - kinh tế
Đối với truyền động của động cơ điện một chiều thì bộ biến đổi rất quan trọng, nó
quyết định đến chất lượng hệ thống. Do vậy việc lựa chọn phương án và lựa chọn bộ
biến đổi thông qua việc xét các hệ thống.
2. ý nghĩa của việc lựa chọn :
Việc lựa chọn phương án hợp lý có một ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nó
được thể hiện qua các mặt.
+ Đảm bảo được yêu cầu công nghệ máy sản xuất.
+ Đảm bảo được sự làm việc lâu dài, tin cậy.
+ Giảm giá thành sản phẩm, tăng năng suất.
+ Dể dàng sữa chữa, thay thế khi xẩy ra sự cố.
II. Các phương án truyền động:
1. Hệ truyền động máy phát - Động cơ : (F - Đ)
Trong hệ truyền động máy phát - Động cơ (F - Đ) nguồn cung cấp phần ứng động cơ
là bộ biến đổi máy điện (máy phát điều khiển kích từ độc lập).
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN 50