luận văn tốt nghiệp thiết kế truyền động ăn dao máy mài 3a130 dùng hệ t-đ

Khoa Điện: Trường ĐH SPKT Vinh Đồ án: TBĐ Lời nói đầu Ngày nay trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, cơ khí hoá cóliên quan chặt chẽ đến điện khí hoá và tự động hóa.. Tr

Trang 1

Khoa Điện: Trường ĐH SPKT Vinh Đồ án: TBĐ

Luận văn tốt nghiệp

Đề tài: “ Thiết kế hệ truyền động ăn dao máy mài 3A130

dùng hệ T-Đ "

Trang 2

Lời nói đầu

Ngày nay trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, cơ khí hoá cóliên quan chặt chẽ đến điện khí hoá và tự động hóa Hai yếu tố sau cho phép đơngiản kết cấu cơ khí của máy sản xuất, tăng năng suất lao động, nâng cao chất lượng

kĩ thuật của quá trình sản xuất và giảm nhẹ quá trình lao động

Việc tăng năng suất lao động máy và giảm giá thành thiết bị điện của máy làhai yêu cầu chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện và tự động hoá nhưng chúngmâu thuẫn nhau Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp, một bên lại yêucầu hạn chế số lượng thiết bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp Vậy việc lựachọn một hệ thống truyền động điện và tự động hoá thích hợp cho máy là một bàitoán khó

Đồ án môn học Trang bị điện với đề tài “ Thiết kế hệ truyền động ăn dao máy mài 3A130 dùng hệ T-Đ " bao gồm các nội dung sau:

1 Giới thiệu về máy mài 3A130

2 Đánh giá phương án truyền động cũ và phân tích phương án thay thế

3 Tính chọn các thiết bị chủ yếu mạch động lực

4 Thiết kế hệ thống điều khiển mở van

5 Xây dựng đặc tính tĩnh của hệ thống truyền động

6 Xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống

7 Xây dựng và thuyết minh sơ đồ nguyên lý hệ truyền động

Với sự nhiệt tình giúp đỡ của các thầy cô tổ bộ môn, thầy giáo hướng dẫn và nỗlục của bản thân em đã hoàn thành đề tài đồ án môn học Trang bị điện Tuy nhiên đồ

án không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiếnnhận xét để quyển đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Tô Văn Quảng

Trang 3

Chương I: GIỚI THIỆU PHAY

I Đặc điểm công nghệ

Hình 1- Hình dáng chung của máy màiMáy mài có hai loại chính: Máy mài tròn và máy mài phẳng Ngoài ra còn cócác máy khác như: máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy mài cắt, máy mài răngv.v… Thường trên máy mài có ụ chi tiết hoặc bàn, trên đó kẹp chi tiết và ụ đá mài,trên đó có trục chính với đá mài Cả hai ụ đều đặt trên bệ máy Sơ đồ biểu diễn côngnghệ mài được giới thiệu ở hình 1

Máy mài tròn có hai loại: máy mài tròn ngoài (h 2a), máy mài tròn trong (h2b) Trên máy mài tròn chuyển động chính là chuyển động quay của đá mài; chuyểnđộng ăn dao là di chuyển tịnh tiến của ụ đá dọc trục (ăn dao dọc trục) hoặc dichuyển tịnh tiến theo hướng ngang trục (ăn dao ngang) hoặc chuyển động quay củachi tiết (ăn dao vòng) Chuyển động phụ là di chuyển nhanh ụ đá hoặc chi tiết v.v…

Trang 4

b) Máy mài tròn trong

c) Máy mài mặt phẳng bằng biên đá

d) Máy mài mặt phẳng bằng mặt đầu (bàn chữ nhật)

Trang 5

1 Chi tiết gia công

2 Đá mài

3 Chuyển động chính

4 Chuyển động ăn dao dọc

5 Chuyển động ăn dao ngang

Máy mài phẳng có hai loại: mài bằng biên đá (hình 2c) và mặt đầu (h 2d).Chi tiết được kẹp trên bàn máy tròn hoặc chữ nhật Ở máy mài bằng biên đá, đá màiquay tròn và chuyển động tịnh tiến ngang so với chi tiết, bàn máy mang chi tiếtchuyển động tịnh tiến qua lại Chuyển động quay của đá là chuyển động chính,chuyển động ăn dao là di chuyển của đá (ăn dao ngang) hoặc chuyển động của chitiết (ăn dao dọc) Ở máy mài bằng mặt đầu đá, bàn có thể là tròn hoặc chữ nhật,chuyển động quay của đá là chuyển động chính, chuyển động ăn dao là di chuyểnngang của đá (ăn dao ngang) hoặc chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn mang chitiết (ăn dao dọc)

Một tham số quan trọng của chế độ mài là tốc độ cắt (m/s):V= 0,5d.ωđ.10-3

với d - đường kính đá mài, [mm]; ωđ - tốc độ quay của đá mài, [rad/s]

Ở máy mài trung bình và nhỏ v = 50 ÷ 80 m/s nên đá mài có đường kính lớnthì tốc độ quay đá khoảng 1000vg/ph Ở những máy có đường kính nhỏ, tốc độ đá

Trang 6

rất cao Động cơ truyền động là các động cơ đặc biêt, đá mài gắn trên trục động cơ,động cơ có tốc độ (24000 ÷ 48000) vg/ph, hoặc có thể lên tới (150000 ÷ 200000)vg/ph Nguồn của động cơ là các bộ biến tần, có thể là các máy phát tần số cao(BBT quay) hoặc là các bộ biến tần tĩnh bằng Thyristor

Mô men cản tĩnh trên trục động cơ thường là 15 ÷ 20% momen định mức

Mô men quán tính của đá và cơ cấu truyền lực lại lớn: 500 ÷ 600% momen quántính của động cơ, do đó cần hãm cưỡng bức động cơ quay đá Không yêu cầu đảochiều quay đá

2 Truyền động ăn dao

a/ Máy mài tròn : Ở máy cỡ nhỏ, truyền động quay chi tiết dùng động cơkhông đồng bộ nhiều cấp tốc độ (điều chỉnh số đôi cực) với D = (2 ÷ 4):1 Ở cácmáy lớn thì dùng hệ thống biến đổi - động cơ một chiều (BBĐ-ĐM), hệ KĐT – ĐM

có D = 10/1 với điều chỉnh điện áp phần ứng

Truyền động ăn dao dọc của bàn máy tròn cỡ lớn thực hiện theo hệ BBĐ-ĐMvới D = (20 ÷ 25)/1

Truyền động ăn dao ngang sử dụng thuỷ lực

b/ Máy mài phẳng: Truyền động ăn dao của ụ đá thực hiện lặp lại nhiều chu

kỳ, sử dụng thuỷ lực Truyền động ăn dao tịnh tiến qua lại của bàn dùng hệ truyềnđộng một chiều với phạm vi điều chỉnh tốc độ D = (8 ÷ 10):1

3 Truyền động phụ: Truyền động phụ trong máy mài và truyền động ăn di chuyển

nhanh đầu mài, bơm dầu của hệ thống bôi trơn, bơm nước làm mát thường dùng hệtruyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ roto lồng sóc

III Máy mài 3A 130

Trên máy có 6 động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc cấp điện áp 220/380V và một động cơ một chiều quay chi tiết mài

∆/Y-+ Động cơ ĐMN quay đá mài tròn ngoài kiểu A051-4 công suất 4,5kW, tốc độ 1440

Trang 7

+ Động cơ ĐT bơm thủy lực kiểu A042-6, (1,7kW-930 v/p)

+ Động cơ ĐML quay đá mài lỗ kiểu A031-2, (1kW-2680 v/p)

+ Động cơ ĐD bơm dầu bôi trơn ở trục đá kiểu A0012-4, (0,08kW-1400 v/p).+ Động cơ ĐM bơm chất lỏng làm mát kiểu A22, (0,15kW-2800 v/p)

+ Động cơ ĐG để gạt phoi kiểu A0012-4, (0,08kW-1400v/p)

+ Động cơ ĐC quay chi tiết mài; công suất 0,75kW; số vòng quay định mức là 2500vòng/phút

Mạch điều khiển máy cấp điện áp 127V, mạch chiếu sáng cục bộ 36V

Trong công nghiệp gia công chi tiết kim loại, máy mài dùng để gia công lángsau khi gia công trên máy tiện, máy phay, máy bào, vì lượng thừa trên gia công máymài rất ít, phạm vi lượng thừa cũng vài phần 10 ly Gia công những chi tiết tôi mànhiều máy khác không làm nổi Máy mài gia công đạt độ chính xác cao do lực cắttương đối lớn đặc biệt độ dày của lát mài mỏng vì thế không thể mài một lần mà sửdụng nhiều lần mài

Chương II : ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG CŨ VÀ PHÂN

TÍCH PHƯƠNG ÁN THAY THẾ

I Giới thiệu chung:

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

án Tuy nhiên mỗi phương án đều có những ưu nhược điểm nhất định, vấn đề đặt ra

là phải lựa chọn phương án nào để phù hợp với công nghệ đề ra, người thiết kế phảiđưa ra phương án nào tối ưu nhất phù hợp với các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật

Đối với các hệ thống mà không có yêu cầu cao thì có thể dùng động cơ xoaychiều với hệ thống điều khiển đơn giản, còn đối với những công nghệ có yêu cầucao thì nên dựng động cơ điện một chiều và hệ thống điều khiển có khả năng tựđộng hoá cao Đối với hệ thống này thì bộ biến đổi ở trong mạch điều khiển có vai

Trang 8

trò quyết định cho chất lượng của hệ thống Bộ biến đổi có thể là bộ biến đổiThyristor hoặc khuếch đại từ

Việc so sánh và lựa chọn phương án truyền động hợp lý nhất có ý nghĩa quantrọng nó thể hiện qua các tiêu chí sau:

+ Đảm bảo được yêu cầu 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 hư hỏng có thể sửa chữa và thay thế dễ dàng

II Phương án truyền động cũ – Dùng hệ thống khuếch đại từ-Động cơ

1 Sơ đồ nguyên lý: (Hình 3)

a/ Giới thiệu thiết bị của sơ dồ:

Trên máy có 6 động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc cấp điện áp 220/380V và một động cơ một chiều quay chi tiết mài

∆/Y-+ Động cơ ĐMN quay đá mài tròn ngoài kiểu A051-4 công suất 4,5kW, tốc độ 1440vòng/phút

+ Động cơ ĐT bơm thủy lực kiểu A042-6, (1,7kW-930 v/p)

+ Động cơ ĐML quay đá mài lỗ kiểu A031-2, (1kW-2680 v/p)

+ Động cơ ĐD bơm dầu bôi trơn ở trục đá kiểu A0012-4, (0,08kW-1400 v/p).+ Động cơ ĐM bơm chất lỏng làm mát kiểu A22, (0,15kW-2800 v/p)

+ Động cơ ĐG để gạt phoi kiểu A0012-4, (0,08kW-1400v/p)

+ Động cơ ĐC quay chi tiết mài; công suất 0,75kW; số vòng quay định mức là 2500vòng/phút

Mạch điều khiển máy cấp điện áp 127V, mạch chiếu sáng cục bộ 36V

Trang 9

Trang 10

b/ Nguyên lý làm việc của sơ đồ:

Đóng các aptomat A1, A2, A3 Ấn nút khởi động M1 khởi động từ KT tácđộng, động cơ ĐT bơm thủy lực và động cơ ĐD bơm dầu bôi trơn làm việc Chọnchế độ mài tròn ngoài hoặc mài lỗ do vị trí của hãm cắt HC1 quyết định Khi màitròn ngoài, tiếp điểm HC1 39- 41 đóng, ấn nút khởi động M2, khởi động từ KMN tácđộng, động cơ quay đá mài ngoài ĐMN làm việc Khi mài lỗ, tiếp điểm HC1 39- 45đóng, ấn nút M2 khởi động từ KML tác động, động cơ quay đá mài lỗ ĐML làmviệc

Động cơ quay chi tiết ĐC có hai chế độ làm việc:

Làm việc không tự động: Tiếp điểm của công tắc CT 49-51 đóng Khống chế sự làmviệc của động cơ quay chi tiết ĐC bằng nút ấn khởi động MĐ và ngừng làm việc củađộng cơ ĐC bằng nút dừng DĐ

Làm việc tự động: Tiếp ddierm của công tắc CT 51-53 đóng Khống chế sự làm việccủa động cơ quay chi tiết bằng hãm cắt HC2 Khi ụ đá mài tiến vào chi tiết, tiếp điểmhãm cắt HC2 35-53 đóng, rơ le trung gian RTG tác động kéo theo khởi động từ KĐC

tác động, động cơ quay chi tiết làm việc Cùng lúc đó khởi động từ KH làm việc,động cơ bơm chất lỏng làm mát ĐM và động cơ tách phoi ĐG quay Khi ụ đá lùi vềphía sau, tiếp điểm của hãm cắt HC2 mở ra, rơ le trung gian RTG, khởi động từ KĐC,

KH bị cắt điện làm cho động cơ ĐC ngừng làm việc

Để dừng nhanh động cơ ĐC, thực hiện quá trình hãm động năng, trong lúcmáy làm việc các tiếp điểm thường kín RTG 35-61 và KĐC 61-63 mở ra, khởi động từ

Trang 11

DĐ hay chuyển tay gạt thủy lực đưa ụ đá lùi về phía sau, hãm cắt HC2 35-53 rơ le

RTG và công tắc tơ KĐC mất điện Khởi động từ H tác động, tiếp điểm H 50-56 đónglại khép mạc phần ứng động cơ vào điện trở hãm Rh để hãm động năng

2.Ưu nhược điểm của phương án truyền động cũ

a/ Ưu điểm:

- Khả năng khởi động và làm việc tin cậy.

- Thực hiện điều khiển một cách tuyến tính

- Sơ đồ thực hiện điều chỉnh bộ khuếch đại từ tương đối đơn giản

b/ Nhược điểm:

- Tổn hao riêng tương đối lớn, hiệu suất thấp

- Phạm vi điều chỉnh hẹp

- Độ chính xác không cao, tính trễ lớn

- Kết cấu của sơ đồ còn cồng kềnh, chi phí đắt, không phổ biến

Vậy để khắc phục được những nhược điểm trên mà vẫn đảm bảo yêu cầu củacông nghệ của máy ta phải thay thế bởi phương án truyền động mới

Trang 12

III Phương án truyền động dùng hệ T - Đ

Hệ T- Đ một chiều dùng bộ biến đổi là một loại nguồn điện một chiều khi nối

nó vào mạch phần ứng với động cơ điện một chiều kích từ độc lập ta sẽ được hệ Đ

T-Khác với máy phát điện một chiều bộ biến đổi trực tiếp nối biến dòng xoay chiều thành dòng một chiều không qua một khâu trung gian cơ học nào

Hiện nay Tiristor được dùng phổ biến để tạo ra các bộ chỉnh lưu có điềukhiển bởi các tính chất ưu việt của chúng : Gọn nhẹ, tổn hao ít, tác động nhanh

1 Nguyên lý điều khiển động cơ điện một chiều:

Nhận năng lượng từ lưới xoay chiều thông qua bộ chỉnh lưu biến dòng xoaychiều thành dòng một chiều Cấp cho phần ứng động cơ điện một chiều

Trang 13

Khi mô men tải Mt tăng thì dòng điện động cơ tăng dẫn đến năng lượng điện

từ tăng Khi điện áp nguồn nhỏ hơn sức điện động thì năng lượng của cuộn dây lớnlàm cho năng lượng ra đủ sức để duy trì dòng điện đến thời điểm mở van kế tiếp

b/ Chế độ dòng gián đoạn

Do mạch của động cơ có điện cảm và điện cảm ấy có tích lũy năng lượng.Nếu dòng điện nhỏ, lượng tích lũy năng lượng của cuộn dây nhỏ nên xả năng lượngnhỏ, vì vậy điện áp của lưới nhỏ hơn sức điện động của động cơ; năng lượng củacuộn dây xả ra để đảm bảo anot dương hơn catot không đủ duy trì tính chất liên tục

của dòng điện Lúc này dòng điện qua van trở về 0 trước khi van kế tiếp bắt đầudẫn

R R K

Cos U M K

K

R R K

U

e

cl e

do e

cl e

Φ

α

Φ

Khi đó tốc độ không tải lý tưởng tùy thuộc vào góc điều khiển 

m e

do K

U



 Φ

α cos

ω0

Trang 14

Và độ cứng đặc tính cơ :  

Rcl R

1

) cot exp(

) (

) sin(

.

g

g Sin

Cos U K

o o

Trang 15

Khả năng linh hoạt khi đổi trạng thái làm việc không cao, khả năng quá tải

về dòng và áp của van kém sức điện động của bộ biến đổi có biên độ đập mạch lớn

gây tổn hao phụ trong động cơ và làm xấu điều kiện chuyển mạch trên cổ góp củađộng cơ làm xấu điện áp nguồn

IV Đánh giá phương án truyền động cũ và mới

Qua phân tích, đánh giá các ưu nhược điểm của các hệ truyền động, mỗiphương án truyền động có những ưu nhược điểm riêng, mỗi hệ thống đều đáp ứngnhững tiêu chí về kỹ thuật riêng như:

Hệ truyền động dùng KĐT phạm vi điều chỉnh hẹp, tính trễ không cao, hiệusuất không cao

Hệ truyền động T - Đ gọn nhẹ có hệ số khuếch đại lớn, dễ tự dộng hóa, có độchính xác cao, công suất tổn hao nhỏ

Với những ưu điểm và những đặc điểm phù hợp với cách truyền động, nhìnchung hệ T-Đ đáp ứng yêu cầu đặt ra Do đó ta chọn hệ truyền động T-Đ cho hệ

thống ăn dao của máy.

Chương III : TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHỦ YẾU CỦA

MẠCH ĐỘNG LỰC

Trang 16

I Giới thiệu một số sơ đồ chỉnh lưu

1 Mạch chỉnh lưu cầu một pha :

Trang 17

thời thì các van này sẽ được dẫn để đặt điện áp lưới lên tải, với điện áp một chiềutrên tải có chiều trùng với nữa chu kỳ trước

Mạch chỉnh lưu cầu một pha có thể không dùng máy biến áp, giá trị điện áptrung bình một chiều ra tải, nếu tăng giá trị góc điều khiển  thì điện áp trung bình

sẽ giảm, ngược lại nếu giảm góc điều khiển  thì điện áp trung bình sẽ tăng, giá trị

điện áp trung bình ra tải là U 0 ứng với   0 dòng điện trung bình qua tải

d

d Z

2 Mạch chỉnh cầu ba pha:

Sơ đồ mạch điện:

Trang 18

Hình 8 :Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha Hoạt động của sơ đồ:

Nhóm anốt(NA) gồm 3 tiristor T1, T3, T5 tạo thành một chỉnh lưu tia 3 phacho điện áp dương; nhóm catốt(NK) gồm 3 tiristor T2,T4,T6 tạo thành một chỉnh lưutia 3 pha cho điện áp âm, hai nhóm này gộp lại thành cầu 3 pha điều khiển đối xứng

Dòng chạy qua tải là dòng chạy từ pha này về pha kia, do đó tại mỗi thờiđiểm cần mở 2 Tiristor, chúng ta cần cần cấp 2 xung điều khiển đồng thời ( mộtxung ở nhóm anot, một xung ở nhóm catot )

Trang 19

Hình 9 Giản đồ điện ápTại thời điểm t1 cần mở T1 của pha A phía NA cấp xung X1, đồng thời tại đócấp thêmxung X4 cho T4 của pha B phía NK Các thời điểm tiếp theo cũng tương tự.Thứ tự cấp xung điều khiển cũng cần tuân thủ theo đúng thứ tự pha

Khi cấp đúng các xung điều khiển, dòng điện sẽ được chạy từ pha có điện ápdương hơn về pha có điện áp âm hơn Trong khoảng t1-t2 pha A có điện áp dươnghơn, pha B có điện áp âm hơn, dòng điện chạy từ A về B qua T1,T4

Khi góc mở van nhỏ hoặc điện cảm lớn, trong mỗi khoảng dẫn của một vancủa nhóm này thì sẽ có hai van của nhóm kia đổi chỗ cho nhau

Điện áp ngược các van phải chịu ở chỉnh lưu cầu ba pha sẽ bằng 0 khi vandẫn và bằng điện áp dây khi van khóa

Hệ thống T - Đ không đảo chiều

Sơ đồ mạch điện :

II Lựa chọn phương án mạch lực và tính chọn các thiết bị cho mạch lực

Trang 20

Đối với máy mài 3A 130 động cơ một chiều quay chi tiết không yêu cầu đảochiều quay và có các cấp tốc độ khác nhau

với công suất nhỏ 0,75 kW Mạch chỉnh

Trang 21

lưu cầu 3 pha dùng cho động cơ một

chiều có công suất lớn, dải điều chỉnh

rộng nên ta chọn chỉnh lưu có điều

khiển cầu 1 pha làm phương án thiết

kế cho mạch lực

SVTH: Tô Văn Quảng page 21 GVHD: Vũ Anh Tuấn

Trang 22

A U

P I

I

đm

đm đm

max

 V I

I2  1 , 11 dmax  4 , 45

 A K

I I

ba

94 , 4 244 220

45 , 4

k

S  s. đmax  s. đmax. đ  1 , 23 220 4 , 01  1085

Trang 23

Khoa Điện: Trường ĐH SPKT Vinh Đồ Án: TBĐ

Số vòng dây của cuộn sơ cấp :

T

dm f B Q

U f

U W

44 , 4

1 1

Trong đó :

f m

S K

1085 6

m

S K

Q T  Q  

236 10

5 , 1 28 50 44 , 4

220

44 , 4

4 1

B Q f

U W

1

W

W U

U

W U

Trang 24

Hình 13 Sơ đồ kết cấu lõi thép máy biến áp

1085

2

J U

Chọn chiều dày cách điện cd  1mm

Tính số vòng dây của cuộn sơ cấp trên mỗi lớp :

41 2 685 , 1

3 2

Trang 25

641

W SL

B s  S. 1cd  6 1 , 685  10 , 11

Tính số vòng dây của cuộn thứ cấp trên mỗi lớp :

42 2 645 , 1

72 2

1 /

d

l lop

Số lớp cần quấn ở cuộn dây thứ cấp :

7 42

262 1

W SL

B T  T. 2cd  7 1 , 645  11 , 52

Tổng bề dày các cuộn dây :

B = Bs + BT +…+ cdt + cdn + cd12

Trong đó : cdt, cdn – bề dày ccsh điện trong cùng và ngoài cùng

cd12 – khoảng cách cách điện giữa các cuộn dây

Điện áp ngược lớn nhất đặt lên Tiristor : U n k nv  2U2  244 2  345 v

Điện áp ngược Tiristor cần chọn : Unv = kdtUUn = 1,6 345 = 552 (v)

GVHD : Vũ Anh Tuấn page 20 SVTH: Tô Văn Quảng

Trang 26

Dòng điện qua Tiristor : I T k hd I d 4 , 01 2 , 84 A

Cần chọn Tiristor có : IđmT = ki IT = 1,2.2,84 = 3,408 (A)

Ta chọn hệ số dự trữ điện áp và dòng điện kdtU = 1,6 ; ki = 1,2

Từ các thông số Unv, IđmT ta chọn loại Tiristor TLS106-6 với các thông số :

Ug(v)

Ih(A)

Ir(A)

∆U(v)

dU/dtv/s

Un – Điện áp ngược cực đại; Ir – Dòng điện rò

Iđm – Dòng điện làm việc cực đại; ∆U- Sụt áp trên Tiristor ở trạng thái dẫn

Ipik – Dòng điện đỉnh cực đại; dU/dt – Đạo hàm điện áp

Ig - Dòng điện xung điều khiển; tcm - Thời gian chuyển mạch

Ug – Điện áp xung điều khiển; Tmax – Nhiệt độ làm việc cực đại

Ih - Dòng điện tự giữ

3 Tính chọn các thiết bị bảo vệ

Các tiristor là các linh kiện bán dẫn công suất lớn nên cần được bảo vệ tốt

khi chúng làm việc trong mạch điện, chống các sự cố bất ngờ Đối với các hệ thốngdùng tiristor có 2 loại bảo vệ:

- Bảo vệ các tiristor khỏi bị hỏng Đó là các bảo vệ khỏi quá tải, ngắn mạchkhỏi quá áp và độ tăng trưởng dòng quá mức

Trang 27

- Bảo vệ hệ tiristor không bị ảnh hưởng của nhiễu bên ngoài cũng như không

gây nhiễu cho các hệ thống khác Đó là các bảo vệ khỏi độ tăng trưởng điện áp

dt du

quá mức và chống nhiễu cho radio

Bảo vệ quá điện áp :

Do quá trình đóng cắt các Tiristor được thực hiện bằng cách mắc R-C songsong với Tiristor Khi có sự chuyển mạch các điện tích tích tụ trong các lớp bán dẫnphóng ra ngoài tạo ra dòng điện ngược trong khoảng thời gian ngắn, sự biến thiênnhanh chóng của dòng điện ngược, gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong cácđiện cảm làm cho quá điện áp giữa anot và catot của Tiristor

Mạch R – C thường được dùng để bảo vệ quá điện áp nhờ quá trình nạp tụ C.Mạch R – C mắc song song với tiristor để chống quá áp khi dịch chuyển.(Theo tàiliệu trang bị điện điện tử công ngiệp trang 189 Vũ Quang Hồi)

Hình 14 Sơ đồ bảo vệ quá điện áp

Trang 28

Hình 15 Mạch R-C bảo vệ điện áp từ lướiTính chọn Diot đệm : (Thoả mãn điều kiện)

 V U

U U

= Ud0.cosmin và tương ứng tốc độ động cơ sẽ lớn nhất nmax = nđm

Khi góc mở lớn nhất  = max thì điện áp trên tải là nhỏ nhất : Ud min = Ud0.cosmax vàtương ứng tốc độ động cơ sẽ nhỏ nhất nmin

Ta có :

0

min max arccos

u dm u

R I

U

R I

U n

n D

 

   

 d u dm u

d U D I R D

Umin 1. max .1 ..

Rư = Rư + RBA = 4,11 + 1,62 =5,73 ()

Trang 29

52 , 60 02133 , 0

1

1 1

66 , 68 02133 , 0

2

2 2

1

2 1 2

W

W R R

R BA

01 , 4

220 15 , 0 5 , 0

1 5 , 0

dm

dm u

min

220

43 , 29 cos cos

U

U ar U

U ar

d

d d

667 , 0

2 2

L t t sb

R

X R

X R R

Z K

Trang 30

1 34 , 13

5 Tính chọn mạch khuếch đại trung gian

Mạch khuếch đại trung gian gồm các khâu tạo ra điện áp chủ đạo, khâu tổnghợp tín hiệu, phản hồi âm dòng, âm tốc độ, các khâu này đều sử dụng vi mạch thuậttoán kết hợp với các linh kiện điện tử có liên quan nên tín hiệu ra tuyến tính với tínhiệu vào thông qua các bộ khuếch đại thuật toán

Mạch tạo điện áp chủ đạo:

Hình 16 Sơ đồ mạch điều khiển tạo ra điện áp chủ đạo

a/ Tính chọn mạch phản hồi âm tốc độ dùng máy phát tốc :

Căn cứ vào tốc độ định mức của động cơ và sai lệch tĩnh của hệ thống tachọn được loại máy phát tốc như sau :

Kiểu Pđm(W) Uđm(V) Iđm(A) n đm(v/p) R()

Trang 31

b/ Tính chọn máy biến dòng BD cấp cho bộ chỉnh lưu đến khâu ngắt

Mã sản phẩm BD35 dòng 50/5 A (tra bảng PL 2.27 trang 350 hệ thống cung

cấp điện của Nguyễn Công Hiền)

Chương IV : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỞ VAN

I Nguyên lý chung của mạch điều khiển

1 Nhiệm vụ của mạch điều khiển:

Tạo ra các xung vào ở những thời điểm mong muốn để mở các van động lựccủa bộ chỉnh lưu

Tiristor chỉ mở cho dòng điện chảy qua khi có điện áp dương đặt trên Anốt

và có xung áp dương đặt vào cực điều khiển không còn tác dụng

Chức năng của mạch điều khiển :

- Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ dương củađiện áp đặt trên anot – catot của tiristor

- Tạo ra được các xung đủ điều kiện mở tiristor độ rộng xung tx < 10(s)

Biểu thức độ rộng xung:

dt di

I

x 

Trong đó: Iđt là dòng duy trì của tiristor

di/dt : tốc độ tăng trưởng của dòng tải

Đối tượng cần điều khiển được đặc trưng bởi đại lượng điều khiển là góc 

2 Phương pháp điều khiển theo nguyên tắc điều khiển chung.

Trang 32

Nguyên lý hoạt động của van là dẫn theo cặp T1T2 và T3 T4, vì vậy ở thờiđiểm 1 khi T3 T4 đang dẫn ta cho mở cặp T1T2 thì đồng thời có 2 nhóm van chuyểnmạch T3 chuyển cho T1, T4 chuyển cho T2

Hình 17 Giản đồ mở van

3 Nguyên tắc điều khiển Tiristor

Mạch điều khiển tiristor có thể phân loại theo nhiều cách Song các mạchđiều khiển đều dựa theo nguyên lý thay đổi góc pha và theo đó ta có hai nguyên lýkhống chế “ngang” và khống chế “đứng”

Khống chế “ngang “: là phương pháp tạo góc  thay đổi bằng cách dịch

chuyển điện áp ra hình sin theo phương ngang so với điện áp tựa

Nhược điểm: Góc  phụ thuộc vào dạng điện áp và tần số lưới, do đó độ chính xác

của góc điều khiển thấp

Khống chế “đứng” : là phuơng pháp tạo góc  thay đổi bằng cách dịch

chuyển điện áp chủ đạo theo phuơng thẳng đứng so với điện áp tựa răng cưa

- Phương pháp khống chế “đứng” có độ chính xác cao và khoảng điềukhiển rộng ( từ 0o -180o )

- Độ dốc sườn trước của xung đảm bảo hệ số khuyếch đại phù hợp

Trang 33

- Làm việc tin cậy,có độ chính xác cao, với độ nhạy theo yêu cầu

Nhược điểm: Mạch phát xung phức tạp.

4 Cấu trúc mạch điều khiển.

Hình 18 Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiểnKhối 1: là khối đồng bộ hoá và phát xung răng cưa, khối này có nhiệm vụ lấytín hiệu đồng bộ và phát ra điện áp hình răng cưa

Khối 2: là khối so sánh, có nhiệm vụ so sánh hai tín hiệu điện áp Urc và Uđk

để phát ra xung điện áp đưa tới mạch phát xung

Khối 3 : là khối tạo xung có nhiệm vụ tạo ra xung điều khiển đưa tới các cựcđiều khiển tiristor

U : là điện áp lưới xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu

Urc : Điện áp tựa thường có dạng hình răng cưa lấy từ đầu ra khối ĐBH&PXRC

Uđk: Điện áp điều khiển, đây là điện áp một chiều được đưa từ ngoài vàodùng để điều khiển giá trị góc 

UđkT : Điện áp điều khiển tiristor là chuỗi xung điều khiển lấy từ đầu ra hệthống điều khiển (cũng là đầu ra của khâu truyền xung) và được truyền đến điện cựcđiều khiển G và K của tiristor

5 Nguyên lý làm việc.

Tiêu đề	Thiết kế hệ truyền động ăn dao máy mài 3A130 dùng hệ T-Đ
Tác giả	Tô Văn Quảng
Người hướng dẫn	Vũ Anh Tuấn
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vinh
Chuyên ngành	Kỹ thuật Điện - Truyền Động
Thể loại	Luận văn tốt nghiệp
Thành phố	Vinh

Định dạng
Số trang	66
Dung lượng	2,5 MB