Thiết kế hệ truyền động trục cán máy cán nóng liên tục

Sau đó là công đoạn cán thép: cán thép là quá trình làm biến dạng phôithép chủ yếu ở trạng thái nóng để đạt các kích thước hình học độ vằn gai, độcứng để phục vụ chủ yếu cho xây dựng, cá

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây cả nước ta đang bước vào công cuộc côngnghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, sự giáo dục đóng vai trò quan trọng trongcông cuộc này đặc biệt là đào tạo ra đội ngũ có tay nghề cao biết kết hợp chặtchẽ lý thuyết và thực tiễn vào lao động sản xuất

Cùng với sự phát triển của các ngành kỹ thuật điện điện tử, công nghệthông tin, ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hoá đã và đang đạt được nhiềutiến bộ mới Tự động hoá quá trình sản xuất đang được phổ biến rộng rĩatrong các hệ thống công nghiệp trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nóiriêng Tự động hoá không những làm giảm nhẹ sức lao động cho con người

mà còn góp phần rất lớn trong việc nâng cao năng suất lao động, cải thiện chấtlượng sản phẩm

Với mục tiêu công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, ngày càng cóthêm nhiều xí nghiệp mới sử dụng kỹ thuật cao, đòi hỏi cán bộ kỹ thuật và kỹ

sư điện những kiến thức về điện tử công suất, về truyền động điện, về vi mạch

và xử lý trong công tác kỹ thuật hiện tại

Để đáp ứng những nhu cầu khó khăn đó em được giao nhiệm vụ làm đồ

án "Thiết kế hệ truyền động trục cán máy cán nóng liên tục".

Việc làm đồ án tốt nghiệp đã giúp em ôn lại phần lý thuyết đã được học

ở trường, biết vận dụng được lý thuyết được học ở trường vào thực tiễn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá xínghiệp công nghiệp và đăc biệt là Th.s Nguyễn Thị Liên Anh đã tận tìnhhướng dẫn em hoàn thành đồ án này

Hà Nội ,ngày 10/4/2013 Sinh viên thực hiệnNguyễn Ngọc Tuân

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CÁN 1.1.LÝ THUYẾT CÁN.

Cán là một hình thức gia công bằng áp lực để làm thay đổi hình dạng vàkích thước của vật thể kim loại dựa vào biến dạng dẻo của nó

Yêu cầu quan trọng trong quá trình cán là ứng suất nội biến dạng dẻo,không được lớn, đồng thời kim loại vẫn giữ được độ bền cao

Cán là phương pháp biến dạng kim loại giữa hai trục cán quay ngượcchiều, phôi được biến dạng liên tục và di chuyển nhờ sự quay liên tục của trụccán, ma sát giữa trục cán và phôi Phôi cán ăn vào trục cán nhờ lực ma sát tiếpxúc giữa phôi và trục cán, do cấu tạo trục quay nên khi phôi bị lực ma sát Tkéo vào khe hở giữa hai trục cán phát sinh ra lực P, lực P ta gọi là lực cán.Dưới tác dụng của lực cán P vật cán bị giảm chiều cao từ H tơi h, phần kimloại bị biến dạng trên chủ yếu làm cho vật cán dài ra, còn một phần làm chovật cán giãn rộng từ B tới b

Hình 1.1: Sơ đồ quá trình cán trong trục phẳng

Để sản suất ra được những sản phẩm của thép như: Thép thanh, théptấm, thép dây hay thép hình… người ta tiến hành các công đoạn sau :

Đầu tiên là việc nấu luyện thép công việc này được tiến hành tại các nhàmáy luyện kim nấu luyện thép là quá trình đun nóng chảy thép sau khi đượcchuyển từ quặng hoặc từ thép phế liệu tuỳ theo mục đích sử dụng mà người tacho thêm các thành phần hoá học như C, Mg, Ti, Si, Cr, Pb, As… vào thép đểtăng độ cứng hoặc độ dẻo độ bền trong từng môi trường sau đó thếp được đúcthành hình dạng nhất định Phôi thép này được đưa vào các nhà máy cán thực

hiện công việc cán để tạo thành sản phẩm thép phục vụ mọi lĩnh vực trong đờisống hàng ngày.

Sau đó là công đoạn cán thép: cán thép là quá trình làm biến dạng phôithép chủ yếu ở trạng thái nóng để đạt các kích thước hình học độ vằn gai, độcứng để phục vụ chủ yếu cho xây dựng, cán thép chiếm một vị trí quan trọngtrọng chu trình của nhà máy luyện kim Hầu như là gần 3/4 thép được luyện ra

là qua cán và chi có 1/4 thép được luyện ra là dùng để đúc thành sản phẩmhoặc qua rèn ép từ thép thỏi Sản phẩm của xưởng cán thì vô cùng phong phú

từ loại đơn giản nhất như thép lá đến loại có hình thù phức tạp và kích thướccũng có rất nhiều loại có đến hàng 4000-5000 loại sản phẩm có kích thướckhác nhau Song song với sự phát triển của loại sản phẩm loại kích thước thìmáy cán cũng được cải tiến và phát triển từ loại nhỏ đến loại lớn từ loại khônghiện đại đến loại hiện đại, từ thủ công đến cơ khí và ngày nay tự động hoátrong công nghệ cán đang rất phát triển và được chú trọng trong công cuộccông nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước

1.2.MÁY CÁN VÀ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN.

1.2.1.Cấu tạo máy cán.

13

±0

Hình 1.2 Cấu tạo máy cánMáy cán là một loại máy gia công kim loại bằng áp lực (không tạophôi) để cán sản phẩm có hình dáng, kích thước nhất định máy cán gồm ba bộphận chính: Các giá cán, bộ truyền động, nguồn động lực động cơ truyền độnggiá cán.

-Cơ cấu và thiết bị truyền.

Bộ phận truyền động gồm hộp giảm tốc, trục khớp nối, hộp bánh răngtruyền lực Tuỳ theo từng yêu cầu và công nghệ, về cấu tạo của máy cán, theotừng nhiệm vụ mà cơ cấu và thiết bị truyền đối với từng giá cán có thể khácnhau

Đối với máy cán lớn như máy cán thô, cán lá thép dày hay máy cán cótốc độ lớn thì các trục cán được truyền động riêng rẽ từ hai động cơ riêng biệttới các trục cán không qua hộp bánh răng hình a, b trên hình 2.1

Còn đối với một số máy cán khác thì việc truyền động được thực hiệnbởi một động cơ chung (gọi là truyền động nhóm) thông qua hộp bánh răng,hộp giảm tốc hoặc tăng tốc trên đường dẫn động từ động cơ tới trục của giácán hình c, d trên hình 2.1

- Động cơ điện truyền động trục cán

Đối với máy cán thường sử dụng động cơ không đồng bộ, hoặc động cơ mộtchiều kích từ độc lập có yêu cầu điều chỉnh tốc độ

1.2.2 Phân loại giá cán.

Có thể phân loại máy cán theo công dụng, theo số giá cán trong máycán, theo số trục cán có trong giá cán và theo cỡ kích thước của sản phẩm.Còn tại phân xưởng cán thì phân loại theo tên sản phẩm cuối cùng, theo cách

bố trí của các máy các trong xưởng theo công nghệ cán

Máy cán phôi là loại máy chuyên sản xuất phôi ban đầu cho các máycán khác, máy sản xuất ra hai loại phôi chính: phôi thỏi có tiết diện vuông vàphôi tấm có tiết diện hình chữ nhật

Máy cán hình là loại máy cán dùng để cán thép hình Sản phẩm củamáy có rất nhiều loại và rất đa dạng Máy cán hình chia làm ba loại:

Máy cán tấm: Tuỳ thuộc vào chiều dày sản phẩm mà phân ra máy cántấm dày, máy cán tấm trung bình máy cán tấm mỏng máy cán tấm cực mỏng.Tuỳ thuộc vào trạng thái nhiệt độ các kim loại khi cán mà ta chia ra máy cántấm nóng, máy cán tấm nguội

Máy cán ống được phân loại theo sản phẩm: máy cán tóp ống, hệ thốngmáy hàn ống, máy cán uốn hình Và theo công nghệ cán ta có: máy cán ống tựđộng, máy cán ống liên tục, máy cán ống khứ hồi, hệ thống hàn ống bằngphương pháp hồ quang điện trở

Phân loại máy cán theo cách bố trí các thiết bị chính (giá cán ):

Máy cán có một giá cán

Máy cán bố trí theo hàng có các giá cán bố trí thành một hay nhiềuhàng ngang, các máy cán được dẫn động chung bằng một động cơ hoặc dẫnđộng riêng biệt tuỳ theo ý đồ công nghệ

Máy cán liên tục: loại máy cán này thường có hai nhóm giá cán Nhómthứ nhất làm nhiệm vụ cán thô thường được bố trí liên tục nhóm thứ hai làmnhiệm vụ cán tinh thường được bố tríu theo hàng

1.2.3 Các thông số cơ bản

Căn cứ vào đặc trưng biến dạng của vật cán và cách bố trí trục cán màquá trình cán có thể chia thành ba dạng: Cán dọc (Sản là thép tấm thép hình),cán ngang (cán bánh răng, cán chu kỳ), cán nghiêng (cán ngang xoắn)

Trong luận văn này tác giả chỉ đề cập đế cán dọc và chỉ nói đến các thông sốđặc trưng cho quá trình cán dọc

Cán dọc là quá trình làm biến dạng kim loại một cách liên tục giữa haitrục cán Nhờ có hai trục cán quay ngược chiều nhau và nhờ có ma sát tiếpxúc mà vật cán biến dạng và đi ra phía trước Nhờ ma sát tiếp xúc vật cánđược ăn liên tục vào trục cán và biến dạng Sau biến dạng chiều dày vật cán

giảm dần, chiều dài tăng lên và chiều rộng cũng tăng lên chút ít và hình dángcủa vật cán thay đổi Vùng biến dạng là vùng kim loại biến dạng dẻo nằmtrong phạm vi tác dụng của trục cán Vùng ABCD được gọi là vùng biếndạng.

Góc α được gọi là góc ăn kim loại hay là góc tạo bởi cung tiếp xúc AB(hoặc CD) giữa bề mặt trục cán và kim loại Ở các máy cán khác nhau, sảnphẩm cán khác nhau thì góc α sẽ khác nhau

Cung AB = CD = 1 là chiều dài cung tiếp xúc hay chiều dài của vùng biếndạng

H1,H2: Chiều cao của vật cán trước và sau khi biến dạng

B1,B2: Chiều rộng của vật cán trước và sau khi biến dạng

L1,L2: Chiều dài của vật cán trước và sau khi biến dạng

O

w 1

w 2

Hình 1.3 Sơ đồ vùng biến dạng của kim loại khi cán

Lượng ép tuyệt đối (∆h) là hiệu số chiều cao của vật cán trước và sau khi biếndạng Lượng ép tuyệt đối được biểu thị bằng công thức:

H

H

H −

.100

Từ hình 2.2 ta có :

=

∆ 2

= R.∆h (2.4) Vậy chiều dài cung tiếp xúc tỉ lệ thuận với đường kính trục cán và độnén ép

 Hệ số dãn nở dài khi cán (hệ số kéo dài):

Là tỉ số giữa chiều dài sau khi cán L2 và trước khi cán L1

tổng : Hệ số kéo dài tổng cộng của vật cán sau n lần cán

Ln,Lo: Chiều dài của vật cán sau n lần cán và chiều dài phôi cán ban đầu Fo,Fn: Diện tích tiết diện của phôi cán ban đầu và thành phẩm sau n lần cán

n

F

F F

F F

λ lg

lg

lg 0 −

Như vậy nếu biết được tiết diện ngang ban đầu của phôi cán, tiết diệncủa sản phẩm và biết được hệ số kéo dài trung bình thì tính ngay được số lầnphải cán

1.3.CÔNG NGHỆ CÁN NÓNG LIÊN TỤC.

1.3.1.Công nghệ cán nóng.

Muốn cán nóng bất kỳ một kim loại nào đều phải nung, việc nung kimloại đến nhiệt độ cán rất quan trọng, nó quyết định năng suất và chất lượngcủa sản phẩm cán Mục đích của việc nung kim loại trước khi cán là: tăng tínhdẻo, giảm trở kháng biến dạng, vì vậy mà gia công sẽ dễ dàng Nung phôitrước khi cán còn làm giảm lực cán, hạ thấp lượng tiêu hao điện, tăng tuổi thọlàm việc cho trục cán và các thiết bị của máy cán, Làm cho thành phần hóahọc của phôi được đồng đều, tăng được lực ép dẫn tới năng suất cao, chấtlượng sản phẩm tốt Vì vậy phải xác định được nhiệt độ nung thích hợp chotừng loại thép, từng loại kim loại

Nếu nhiệt độ nung phôi quá cao thì phôi bị cháy hoặc quá nhiệt dẫntới phế phẩm nhiều Nếu nhiệt độ nung phôi quá thấp thì tính dẻo của kim loạikém, trở kháng biến dạng lớn dẫn tới chất lượng sản phẩm xấu, không đảmbảo an toàn cho thiết bị

Từ thực tế kết hợp với lý thuyết ta có công thức kinh nghiệm để xácđịnh nhiệt độ nung tối ưu kim loại là:

C T

T nung = chay − ( 200 + 150 ) 0

Trong đó:

Tchảy: nhiệt độ nóng chảy của từng kim loại và hợp kim (0C)

Đối với thép người ta nung ở nhiệt độ nhỏ hơn công thức trên một ít đểtránh hiện tượng thoát cacbon và cháy nhằm đảm bảo chất lượng của thép vàtăng chất lượng sản phẩm:

C T

T nung = chay − ( 100 + 150 ) 0

1.3.2.Công nghệ cán nóng liên tục.

Máy CNLT là loại máy cán chỉ quay theo một chiều và gồm nhiều hộpcán đặt nối tiếp nhau Phôi cán được cán cùng một lúc qua lần lượt các hộpcán

Fi.vi = const

Trong đó:

Fi: Tiết diện phôi trước khi vào hộp cán thứ i

vi: Tốc độ phôi trước khi vào hộp cán thứ i

Nếu ta không đảm bảo chắc chắn điều kiện trên thì xảy ra hiện tượngsau:

Cán nén (ép): Khi khối lượng ra của một hộp cán nhỏ hơn khối lượngphôi tới

Cán kéo (căng): Khi khối lượng phôi ra của một hộp cán lớn hơn khốilượng phôi tới

Máy CNLT có các đặc điểm sau:

Được thiết kế với tốc độ cao nên cho năng suất cao, chênh nhiệt giữacác hộp cán thường nhỏ nên chất lượng sản phẩm tốt, tuổi thọ của trục cán caohơn, giảm được năng suất tiêu hao năng lượng

Máy cán làm việc với tốc độ cao nên thường xuất hiện phụ tải xung vàdao động giữa các hộp cán

Kim loai cán trên nhiều hộp cán cùng một lúc nên giữa các hộp cánphải có mối liên hệ chặt chẽ về tốc độ

Yêu cầu chung cho điều chỉnh tốc độ trong máy CNLT là:

Duy trì được tốc độ ứng với một chế độ cán nhằm đảm bảo quan hệ tốc

chỉnh tốc độ cán được thực hiện bằng việc thay đổi điện áp phần ứng hoặcthay đổi giá trị kích từ.

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ MẠCH LỰC

2.1 LỰA CHỌN CỦA BỘ CHỈNH LƯU

Trong trường hợp này là động cơ một chiều, tức là trên sơ đồ thày thế

có dạng R + L + E

2.1.1 Chỉnh lưu cầu một pha đối xứng có điều khiển.

Để đơn giản cho quá trình phân tích ra xem dòng điện chỉnh lưu id làdòng liên tục và không có hiện tượng chuyển mạch giữa các van, tức là tạimột thời điểm chỉ có một van dẫn dòng

Tại θ = α ta phát xung ở cặp Thiristo 1 1 và 4 Khi θ = α + π ta phátxung mở cặp Thiristo 2 và 3, α gọi là góc mở van (hay góc điều khiển ) tính

từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên

U2 là trị số hiệu dụng Điện áp pha cuộn thứ cấp biến áp nguồn

Căn cứ vào bảng các tham số chính của các mạch chỉnh lưu trong quyểntài liệu "Hướng dẫn thiết kế mạch điện tử công suất" của thầy Phạm Quốc Hải

ta có các tham số chính của mạch chỉnh lưu cầu một pha như sau:

Giá trị trung bình của dòng điện van Iv = Id/2

Trong đó Id là trị số trung bình dòng điện ra tải Điện áp ngược lớn nhất

Trị số hiệu dụng dòng điện cuộn thứ cấp máy biến áp nguồn Sba = 1,23.Pd

Trong đó Pd là công suất một chiều trên tải.Pd = Udo Id

Hệ số đập mạch của điện áp chỉnh lưu Kđm = 0,67

Nhận xét: Sơ đồ này có thể cấp dòng tải lên tới 100(A) và điện áp ra tải

từ 10 (V) trở lên

Ưu điểm của sơ đồ này so với chỉnh lưu hình tia là không nhất thiếtphải có biến áp nguồn, khi điện áp ra tải phù hợp với cấp điện áp nguồn xoaychiều ta có thể mắc trực tiếp mạch chỉnh lưu và lưới điện Do sụt áp trên cácvan gấp đôi sơ đồ hình tia nên không thích hợp với tải Cần dòng lớn nhưngđiện áp lại nhỏ

2.1.2 Chỉnh lưu hình tia 3 pha.

Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu

2 d

Sba = 1,.35Pd

Nhận xét: Sơ đồ chỉnh lưu 3 pha hình tia bắt buộc phải có biến áp

nguồn để có điểm trung tính đưa ra tải, công suất máy biến áp này lớn hơncông suất một chiều 1,35 lần

Tuy nhiên sụt áp trong mạch van nhỏ nên thích hợp với phạm vi điện áplàm việc thấp Vì sử dụng nguồn 3 pha nên không làm lệch điện áp lưới vàcho phép nâng cao công suất tải lớn lên nhiều, mặt khác, độ đập mạch củađiện áp ra sau mạch chỉnh lưu giảm đáng kể nên kích thước bộ lọc cùng nhỏ

đi nhiều so với sơ đồ 1 pha

2.1.3 Chỉnh lưu 3 pha sơ đồ cầu.

Các tham số chính của mạch chỉnh lưu 3 pha sơ đồ cầu như sau:

Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu

Khi α = 0 thì Udo = 2,34 U2

Trị số trung bình dòng điện quan van,

d v

II3

Hế số đập mạch của điện áp chỉnh lưu Kđm = 0,057 sơ đồ chỉnh lưu cầu

3 pha gồm 6 Thiristo chia thành hai nhóm

2

2.U sin(θ − 4π

3 )

Góc mở α được tính từ giao điểm của các nửa hình sin.

Hoạt động của sơ đồ

Giả thiết T5 và T6 đang cho dòng chảy qua VF = U2c , VG = U2b khi θ =

θ1 = 6

π + α

cho xung điều khiển mở T1 Thiristo này mở vì U2a >0 Sự mở của

T1 làm cho T5 bị khoá lại một cách tự nhiên và U2a > U2c, Lúc này T6 và T1 chodòng chạy qua Điện áp trên tải Ud = Uab = U2a = U2b

Khi θ = θ2 =

3

6π + α

cho xung điều khiển mở T2 Thiristo này mở vì khi

T6 dẫn dòng, nó đặt U2b nên anốt T2 mà U2b > U2c Sự mở của T2 làm cho T6 bị

khoá lại một cách tự nhiên và U2b > U2c Các xung điều khiển lệch nhau 3

π

được lần lượt đưa đến cực điều khiển các Thiristo theo thứ tự 1, 2, 3,4, 5, 6,1…Trong mỗi nhóm khi 1 Thiristo mở nó sẽ khoá ngay Thiristo dẫn dòngtrước nó Tóm tắt bảng

Giá trị trung bình của điện áp trên tải

Đường bao giá trên biểu diễn điện thế cau F và VF Đường bao giá dướibiễu diễn điện thế cau G và VG.

Điện áp trên tải là Ud = VF -VG là khoảng cách thẳng đứng giữa haiđường bao

Ud =

5 6

2 6

3 6U6

2

π+α π

Ud =

7 6

2 3

6

3 6U6

π+α π

−2π

Nhận xét: Chỉnh lưu 3 pha sơ đồ cầu là loại được sử dụng nhiều nhất

trong thực tế vì có nhiều ưu điểm hơn cả Nó cho phép đấu thẳng vào lướiđiện 3 pha, độ đập mạch rất nhỏ (5%)

Nếu có dùng biến áp thì gây méo lưới điện ít hơn các loại trên đồng thờicông suất MBA cũng chỉ xấp xỉ công suất tải Công suất mạch chỉnh lưu này

có thể rất lớn đến hàng trăm kW.Nhược điểm của nó là một sụp áp trong mạchvan gấp đôi sơ đồ hình tia nên không phù hợp với cấp điện áp ra tải dới 10V

2.1.4 Kết luận

Sau khi đưa ra các sơ đồ trên ta có nhận xét:

Công suất tải của ta lớn nên nếu ta dùng sơ đồ cầ 1 pha sẽ gây ra méođiện áp lưới

Nếu dùng chỉnh lưu sơ đồ hình tia thì ta cần phải có biến thế Mặtkhác, do sơ đồ này có hệ số đập mạch của điện áp chỉnh lưu tương đối lớnnên phải dùng thêm bộ lọc

Nếu dùng chỉnh lưu 3 pha sơ đồ cấu thì sẽ đảm bảo được yêu cầu vìcông suất của tải lớn Hệ số đập mạch của điện áp chỉnh lưu cầu sơ đồ này rấtthấp (0,057) Vì thế có thuận lợi là ta không phải dùng bộ lọc

Vậy sau khi căn cứ vào công suất và điện áp mà tải yêu cầu ,và đối chiếu với

ưu và nhược điểm của từng sơ đồ là chọn chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển làhợp lý nhất

Hình 2.1.Sơ đồ mạch lực

- Phương pháp điều chỉnh tốc độ: Thay đổi điện áp phần ứng động cơ

- Cấu trúc bộ điều chỉnh: Sử dụng 2 mạch vòng tốc độ và dòng điện

- Cấu trúc bộ biến đổi: Sử dụng 6 Thyristor mắc theo sơ đồ cầu chỉnhlưu 3 pha

- Mạch bảo vệ có chức năng bảo vệ hoàn chỉnh gồm:

+ Bảo vệ quá dòng

+ Bảo vệ mất từ thông

• Điện áp ngược lớn nhất mà thyristor phải chịu:

- Dòng điện định mức của van :I dm = 1050( )A

- Dòng điện của xung điều khiển: I dk = 250( )mA

- Điện áp của xung điều khiển : U dk = 2, 2( )V

- Sụt áp lớn nhất của thyristor ở trạng thái dẫn:∆ =U 1,34( )V

0, 225

d

R = mΩ

2.2.2.Tính toán máy biến áp chỉnh lưu.

Chọn máy biến áp ba pha ba trụ sơ đồ đấu ∆/ Y

,làm mát tự nhiên bằng không khí

Phương trình cân bằng điện áp khi có tải:

277, 24

3 6

d U

Chuẩn hóa đường kính trụ theo tiêu chuẩn : d=19(cm)

I : Cường độ dòng điện trong các cuộn dây

J : Mật độ dòng điện trong các cuộn dây Chọn J=2,75 ( A/mm2 )

Thay số :

2 445

11. Tính chiều dài của các cuộn dây đồng

Chọn ống quấn dây làm bằng vật liệu cách điện có bềdầy :S01=0,1 (cm)

Khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp a01= 1,0(cm)

Đường kính trong của ống cách điện

Dt = dfe + 2 a01 – 2 S 01 = 18.86 + 2.1 - 2.0,1 = 20,76(cm)

Dt1 = Dt + 2 S01 = 20,76 + 2 0,1 = 20,96(cm) Chọn bề dày cách điện giữa các lớp dây ở cuộn sơ cấp :

Dtb1 = ( Dt1 + Dn1 ) / 2 = (20,96 + 22,74 )/2 = 21,85(cm).

12. Khoảng cách từ trụ tới cuộn thứ cấp là: a12= 1,0 (cm)

Đường kính trong của cuộn thứ cấp :

Dt2 = Dn1 + 2 a12 = 22,74+ 2.1,0 = 24,74 (cm)

⇒ rt2 = Dt2/2 =12,37 (cm) Chọn bề dầy cách điện giữa các lớp dây ở cuộn thứ cấp

0, 78

2, 49314

BA BA

- Loại này chỉ dùng đơn giản một điện cảm mắc nối tiếp với tải.Quan hệ giữatrị số điện cảm với hệ số bộ lọc như sau:

L = ksb

Trong đó :

.Rd - Tổng tất cả các điện trở tải có thể coi sơ bộ bằng Ud/Id

.mdm - Số lần đập mạch của điện áp chỉnh lưu trong 1 chu kì điện áp

.1 - Là tần số góc của điện áp xoay chiều này

-Hệ số đập mạch đầu vào là của mạch van chỉnh lưu ,bị thay đổi theo góc điềukhiển Góc điều khiển càng tăng thì điện áp ra càng xấu và hệ số đập mạchcàng giảm

= = = 4,73 WbTương tự ta có:

min = - Vậy:

Ud.min = K min + Rư Iư = 4,73.30,4+0,0455.545=168,6V

-Mặt khác:

-Với sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có : mđm=6.Từ hình 2.5 ta có: k*

đm = 0,33Nên:

kdmv= k*

đm/ cosmax=0,33/0,26=1,27Chọn: kdmr = 0,05 ksb= kdmv/ kdmr = 1,59/0,1 = 12,7

Vậy:

( )

600 545

2.2.4.Tính toán bảo vệ van mạch lực.

Trong các bộ chỉnh lưu phần tử kém khả năng chịu được các biến động mạnh của biến áp và dòng điện chính là các van bán dẫn

Thực tế do yêu cầu của đề bài mà bắt buộc ta phải dùng đến biến áp.Vì vậy thực chất trong mạch đã có bảo vệ quá dòng nên chỉ cần lắp atomat đầu mạch biến áp

RC để chống quá áp nguồn kiểu riêng lẻ từng pha

Bảo vệ quá điện áp do quá trình đóng cắt thyristor được thực hiện bằng cách mắc R-C song song với thyristor

Hình 2.2.Mạch RC bảo vệ quá điện áp do chuyển mạch

Ta dùng phương pháp đồ thị để tính gần đúng R và C

1131 25415( )0,0445

ng van m

( ) ( )

.max , min

678,65/1, 67 0, 25

Hình 2.8.Mạch lực hoàn chỉnh

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN.

Mạch điều khiển là phần mạch quan trọng nhất của chỉnh lưu điềukhiển tại đó các xung mở van được phát ra theo một trật tự đã định.Quy luậthoạt động của mạch điều khiển được xác định bởi loại chỉnh lưu (đảochiều,không đảo chiều,….) và bởi các đặc tính phụ tải

Thường có 2 phương pháp mở xung thyristor :

Trong đó phương pháp không đồng bộ thường chỉ được dùng trongmạch phản hồi kín.Các xung điều khiển có thể được phát riêng cho từng

pha ta được hệ thống nhiều kênh.Hoặc các xung phát ra bằng cách làm trễmột xung cơ bản duy nhất có hệ thống một kênh.

Trong thực tế truyền động điện hay dùng nhất là các hệ thống nhiềukênh đồng bộ.Trong đó việc đồng bộ được thực hiện nhờ việc đồng bộ hóađiện áp tựa với điện áp lưới.Điện áp tựa thường có dạng răng cưa quét ngượchoặc hình sin

3.1.CHỨC NĂNG VÀ YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.

3.1.1.Chức năng hệ thống điều khiển.

Chức năng của hệ thống điều khiển là tạo các xung đủ để mở cácthyristor.Muốn vậy các xung phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Các xung phát ra phải có công suất đủ lớn

tự nhất định và các xung phải có độ dốc sườn trước để đảm bảo mởchính xác.Và một đặc điểm hết sức quan trọng là có thể thay đổi đượcthời điểm đưa xung đến để mở các Thyristor hay còn gọi là thay đổi gócα

3.1.2.Yêu cầu đối với mạch điều khiển.

do tải yêu cầu

0

1o ÷3

độ điện,tức

là góc điều khiển với mọi van không được lệch quá giá trị trên

dao động cả về giá trị điện áp và tần số

3.2.SƠ ĐỒ VÀ CẤU TRÚC CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN THYRISTOR.

3.2.1.Cấu trúc mạch điều khiển.

Hình 3.1.Cấu trúc mạch điều khiển

 SS :Khối so sánh co nhiệm vụ so sánh tín hiệu dk

U

và tua

U

3.2.2.Sơ đồ mạch điều khiển.

Trong quá trình tìm hiểu nguyên tắc diều khiển của đông cơ điện ta đãxây dựng được sơ đồ mạch điều khiển như trang bên.(Hình 4.2)

Tín hiệu xoay chiều sau khi đi qua biến áp nguồn được chỉnh lưu bởi 2 Điốt

Đ1 và Đ2 Điện sau chỉnh lưu so sánh với điện áp chuẩn U0 để tạo tín hiệu đồng

bộ trùng với thời điểm diện áp lưới đi qua điểm 0 Khi tín hiệu đồng bộ âm tụ

C được nạp và ngược lai khi tín hiệu đồng bộ dương tụ C phóng Như vậy ởđầu ra của IC sẽ có tín hiệu răng cưa Sau đó tín hiệu răng cưa được so sánh