(TIỂU LUẬN) THIẾT kế hệ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG điện sử DỤNG ĐỘNG cơ một CHIỀU KÍCH từ độc lập

DỰ ÁN LIÊN MÔNKỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ 2 PBL2 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP Người hướng dẫn: PGS.TS.. CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN

DỰ ÁN LIÊN MÔN

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ 2 (PBL2)

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP

Người hướng dẫn: PGS.TS Lê Tiến Dũng

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thái Bảo

Bùi Đức Lâm

Lê Đức Thành Hoàng Lê Nhật Trường

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN

Động cơ điện một chiều ngày nay vẫn đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp bởi những tính năng mà nó mang lại như: không cần nguồn xoay chiều, thực hiện việc thay đổi tốc độ động cơ một cách dễ dàng,… Chính vì những lí do đó mà chúng em chọn động cơ một chiều để thực hiện thiết kế hệ thống truyền động điện sử dụng động cơ một chiều kích từ độc lập

Vì động cơ điện 1 chiều là có moment mở máy lớn, do đó sẽ kéo được tải nặng khi khởi động

Động cơ điện một chiều là máy điện quay được dùng để biến đổi năng lượng điện một chiều thành cơ năng Động cơ điện một chiều bao gồm: Động cơ điện một chiều kích từ độc lập, song song, nối tiếp, hỗn hợp

Máy điện một chiều có thể là máy phát hoặc động cơ điện và có cấu tạo giống nhau Những phần chính của máy điện một chiều gồm phần cảm (phần tĩnh) và phần ứng (phần quay) Ngoài ra còn có bộ phận chổi than, cổ góp

Hình 1.1 Bảng phân chia công việc

1.2.2 Sơ đồ Gantt của dự án

10/09/2020/09/202230/09/202210/10/2020/10/202230/10/202209/11/202219/11/2029/11/202209/12/2022

Phân chia nhóm và chọn loại động cơ, tải

Tính toán số liệu cần thiết cho yêu cầu của tải

Thiết kế mạch công suất Thiết kế mạch điều khiển

Mô phỏng Bản vẽ chi tiết Thi công và thực nghiệm mô hình

Tổng hợp báo cáo Hoàn thiện mô hình và hiệu chỉnh báo cáo

Hình 1.2 Sơ đồ Gantt

CHƯƠNG 1:

TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ TẢI

2 Giới thiệu khái quát hệ thống truyền động điện

2.1 Mô tả hệ thống:

Yêu cầu của đề tài:

một chiều kích từ độc lập

Các số liệu ban đầu:

Hình 2.1 Mô hình hoạt động của động cơ

Từ yêu cầu của đề tài, ta sẽ đi thiết kế một bộ điều khiển tốc độ cho động cơ sao cho hệ thống có khả năng điều chỉnh tốc độ theo giá trị mong muốn của tải

Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống của truyền động điện

2.3 Đồ thị tốc độ dự kiến của động cơ

Hình 2.3: Đồ thị đặc tính tải của động cơ

= = , à =

= ,

ω m =

u

=

40

≈ 6,15 (rad/s) ≈ 58,76 (vòng/phút)

2.4 Tốc độ dự kiến trên đầu động cơ

Hình 2.4 Đồ thị tốc độ dự kiến trên đầu động cơ Dựa vào đồ thị tốc độ dự kiến trên đầu động cơ, ta xác định được quá trình diễn ra trong các giai đoạn:

= 0( / ) ế đế = 6,15( / )

- Giai đoạn 2 (từ giây 0,5 đến giây 4): Tốc độ quay của động cơ ổn định với = 6,15( / )

- Giai đoạn 4 (từ giây 4,5 đến giây 5): Tốc độ quay của động cơ ổn định với = 0( / )

với = − 6,15( / )

- Giai đoạn 7 (từ giây 10 đến giây 11): Tốc độ quay của động cơ giảm dần về = 0( / )

Momen điện từ động cơ cung cấp:

2

+ = (6,5.

−3

)

1 = 6,55 ( )

1

0,5−0

= + = (6,5 10 ) 0,1 + 6,5 10 1 = 6,55 ( )

2

4−0,5

.1 = 6,44 ( )

3

4,5−4

.1 = 0( )

4

5−4,5

= + = (6,5 10 ) 0,1 + 6,5 10 1 = 6,55 ( )

5

5,5−5

= + = (6,5 10 ) 0,1 + 6,5 10 1 = 6,55 ( )

6

7,5−5,5

= + = (6,5 10 ) 0,1 + 6,5 10 1 = 6,55 ( )

7

Đồ thị momen điện từ của động cơ sau khi tính toán:

Hình 2.5: Đồ thị momen điện từ của động cơ Công suất của động cơ điện một chiều được xác định qua biểu thức:

=

== 6,55.10 −3 0 = 0( )

= = 6,55.10−3 6,15 = 0,0403( ) = = 6,5.10−3 6,15 = 0,04( )

== 6,5.10 −3 6,15 = 0,04( )

= = 6,44.10 −3

6,15 = 0,0396( )

== 6,44.10 −3 0 = 0( )

== −6,44.10 −3

0 = 0( )

= = −6,44.10−3 −6,15 = 0,039606( ) = = −6,52.10−3 −6,15 = 0,040098( )

= = −6,52.10−3 −6,15 = 0,040098( ) = = −6,44.10−3 −6,15 = 0,39606( )

- Từ 0,5  4(s): P = 0,04 (W)

- Từ 4  4,5(s):P = -0,0396.t + 0,198 (W)

- Từ 5,5  7,5(s): P = 2,40.10-4 t + 0,038253 (W)

∑ 2 ∆

= √

1

∑ ∆

1

= √ (6,55 10 −3 ) 2 , 0,5 + (6,5 10 −3 ) 2 3,5 + (6,44 10 −3 ) 2 1,5+0 2 0,5 + (6,25 10 −3 ) 2 2

8

= 6,222 10−3( )

∑ 2 ∆

= √

= √

∑ ∆ 8

1

= ∫ (0,0403 ) 2 + ∫ 0,04 2 + ∫ (−0,0396 t + 0,198) 2

+ ∫ (0,079212 – 0,39606) 2 + ∫ (2,40.10 − 4 + 0,038253) 2

+ ∫ 7,58(−0,0802 + 0,641568)2 = 9,8996.10−3 (W)  = 0,035 (W)

Với các giá trị momen đặc trị và công suất đặc trị vừa tính ở trên nên ta lựa chọn

động cơ:

= (1 ÷ 1,3)

= (1 ÷ 1,3)

= 1,3 = 1,3.0,035 = 0,0455( )

2.6 Kiểm nghiệm lại động cơ

Tốc độ quay cực đại mong muốn của động cơ:

40

= = 6,5 ≈ 6,15 (rad/s) ≈ 58,76 (vòng/phút)

Từ đồ thị tốc độ và momen điện từ ta thấy tốc độ động cơ cần đáp ứng lớn nhất là 60 vòng/phút trong khi tốc độ định mức 10000 vòng/phút và momen điện từ cần đáp ứng lớn hơn so với momen định mức → Sử dụng thêm hộp số

để tăng momen và giảm tốc độ cho động cơ

60 = 166,7

Dựa vào công suất định mức và momen định mức trên, chọn động cơ DC Servo VZ43FC1B5640007L

phút)