ĐIỀU KHIỂN CÁC MÁY SẢN XUẤT
2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ CÁC MÁY SẢN XUẤT. 2.1.1. Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ truyền động điện. 2.1.1. Các chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ truyền động điện.
Quá trình làm việc của các máy công tác nói chung đều có yêu cầu thay đổi tốc độ đề đáp ứng đòi hỏi của quá trình sản xuất. Tùy thuộc tính chất làm việc của hệ truyền động,
Đề cương bài giảng Trang bị điện 1 Đại học CNKTĐ38
Hình 1-21: Đồ thị đặc tính cơ khi thay đổi điện trở phụ trong mạch rotor.
đặc điểm của phụ tải cơ học mà phải lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ của hệ để khai thác tốt nhất các đặc tính kinh tế - kỹ thuật của phương án truyền động. Để đánh giá chất lượng của điều chỉnh tốc độ, người ta dựa vào các chỉ tiêu cơ bản sau đây:
• Phạm vi điều chỉnh tốc độ. Được đánh giá bằng tỷ số giữa tốc độ làm việc ổn định lớn nhất và tốc độ làm việc ổn định bé nhất ứng với một dòng điện phụ tải nào đó. Thông thường người ta xác định phạm vi điều chỉnh tốc độ ứng với dòng phụ tải là định mức.
Phạm vi điều chỉnh tốc dộ được ký hiệu là D. min max ω ω = D
• Độ trơn điều chỉnh. Nó lên sự sai khác giữa 2 tốc độ ổn định kề nhau của giải điều chỉnh. Đánh giá độ trơn điều chỉnh thông qua hệ số độ trơn diều chỉnh:
i i
ω ω ϕ = +1
Theo định nghĩa về độ trơn diều chỉnh ta có điều chỉnh tóc độ có cấp nều ϕ ≠ 1 và điều chỉnh vô cấp nếu ϕ → 1.
• Sai số điều min max ω ω =
D chỉnh. Nói lên khả năng duy trì tốc độ làm việc thực tế so với tốc độ đặt của hệ thống, thường được đánh giá theo %. Thông thường người ta tính sai số điều chỉnh ứng với tốc độ làm việc ổn định lớn nhất và tốc độ làm việc ổn định nhỏ nhất của giải điều chỉnh.
% 100 . % max max max max d tt đ S ω ω ω − =
• Tổn thất năng lượng trong điều chỉnh tốc độ. Chỉ tiêu này còn được gọi là chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của phương án điều chỉnh. Khi lựa chọn phương án điều chỉnh cần tính toán tổn thất kinh tế do tổn thất năng lượng trong điều chỉnh với phí tổn đầu tư ban đầu của phương án (so sánh chi phí vận hành với khấu hao vốn đầu tư của phương án). Phương án được coi là có tính kinh tế kỹ thuậ tốt nhất là phương ám có chi phí tính toán nhỏ nhất.
• Hướng điều chỉnh tốc độ. Chỉ tiêu này nói lên khả năng điều chỉnh tốc độ động cơ theo hướng cao hơn hay thấp hơn tốc dộ cơ bản của động cơ, từ đó dề ra phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ hợp lý. IC, MC ωmax I C, M C ωmin I C, M C ω Hình 2-1 Phạm vi điều chỉnh tốc độ
• Phụ tải cho phép của động cơ trong điều chỉnh. Phụ tải cho phép của động cơ phụ thuộc vào phương pháp điều chỉnh tốc độ. Sự phát nóng của động cơ chủ yếu phụ thuộc vào tổn hao đồng, nghĩa là phụ thuộc vào dòng điện phụ tải. Trong mọi trường hợp không cho phép vận hành động cơ với dòng điện phụ tải lớn hơn dòng điện định mức của động cơ. Nếu điều chỉnh tốc độ với công suất là hằng số thì phụ tải cho phép của động cơ được đánh giá theo công suất, nghĩa là [P] ≤ Pđm. Néu điều chỉnh tốc độ với mô men là hằng số thì phụ tải cho phép của động cơ được đánh giá theo dòng điện, nghĩa là [I] ≤ Iđm
• Sự phù hợp với đặc tính tải. Chỉ tiêu này nói lên họ đặc tính đièu chỉnh tốc độ của động cơ phải phù hợp với đặc tính cơ của máy công tác. Ví dụ, với động cơ truyền động cho truyền động chính của máy cắt kim loại thì phải lựa chịn phương pháp đièu chỉnh tốc độ có P = const, với đọng cơ truyền động cho cơ cấu nâng hạ thì phải lựa chọn phương án điều chỉnh với M = const …
2.1.2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ các máy công tác1. Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp cơ khí. 1. Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp cơ khí.
Là phương pháp điều chỉnh tốc độ trục làm việc của máy công tác bằng phương pháp cơ khí thuần túy. Động cơ truyền động được nối với trục làm việc của máy công tác thông qua hộp truyền động (hay còn gọi là khâu truyền lực), trong quá trình làm việc tốc độ động cơ được giữ nguyên, còn tốc độ của trục làm việc được xác định theo biểu thức:
i
LV
Đ
ω
ω = ; trong đó i là tỷ số truyền của hộp tốc độ. Để thay đổi tốc độ làm việc ta thay đổi tỉ số truyền i.
Các hộp truyền động thông dụng bao gồm:
Truyền động dùng bánh răng (hộp số): 2 1
Z Z
i = , Z1, Z2 là số răng của bánh răng
chủ động (nối với trục động cơ điện) và bánh răng bị động (nối với trục làm việc)
Truyền động răng xích: Bánh răng chủ động và bánh răng bị động được nói với nhau bằng dây xích (truyền động có khoảng cách), tỉ số truyền cũng là tỉ số giữa số răng của bánh răng chủ động và số răng của bánh răng bị động
Truyền động đai. Bánh đai chủ động được nối với trục động cơ, bánh đai bị động được nối với trục làm việc của máy công tác, kết nối 2 bánh đai bằng dây đai (đai truyền), ma sát giữa dây đai và bánh đai sẽ truyền lực từ động cơ sang trục làm việc của
máy công tác. Tỉ số truyền của bộ truyền đai là tỉ số giữa đường kính của bánh chủ động và bánh bị động
Truyền động trục vít - bánh vít, bánh răng - thanh răng. Phương thức truyền động này biến chuyển động quay của rotor động cơ thành chuyển động tịnh tiến của bộ phận chuyển động của máy công tác. Với truyền động trục vít – bánh vít, trục vít được nối với trục động cơ điện, khi động cơ quay, trục vit quay, còn bánh vít lăn trên trục vít kéo theo bộ phận chuyển động di chuyển. Với truyền động bánh răng - thanh răng thì động cơ quay bánh răng làm thanh răng chuyển động tịnh tiến kéo theo bộ phận chuyển động của máy công tác di chuyển.
Động cơ truyền động thường dùng là động cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc.
Ưu, nhược điểm :
Kết cấu mạch điện đơn giản, sử dụng loại động cơ có kết cấu chắc chắn, rẻ tiền.
Mômen quán tính của hệ truyền động lớn do có nhiều khâu chuyển động.
Hộp truyền động có kích thước lớn, khi làm việc gây tiếng ồn, hiệu suất truyền động thấp do ma sát khá lớn.
Kích thước chung của cả máy lớn.
Điều chỉnh tốc độ theo phương pháp cơ khí thường dùng trong các máy công tác có phạm vi điều chỉnh không lớn, yêu cầu diều chỉnh không cao, điều chỉnh có cấp…