oanh_meo8x
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
TỔNG QUÁT VỀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU, ĐI SÂU THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU CÓ ĐẢO CHIỀU CÔNG SUẤT NHỎ CẤP ĐIỆN TỪ BỘ BIẾN ĐỔI
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, truyền động điện đang ngày càng được ứng
dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống nhờ những ưu thế của nó như
kết cấu gọn nhẹ, độ bền và độ tin cậy cao, tương đối sạch nên không gây ra
các vấn đề về môi trường… Bên cạnh đó truyền động điện còn có một ưu thế
rất nổi bật, đặc biệt đối với truyền động điện một chiều, là khả năng điều
khiển dễ dàng. Chính vì vậy mà truyền động điện một chiều có một vai trò
quan trọng trong các dạng truyền động hiện đang dùng, nhất là trong những
lĩnh vực đòi hỏi khả năng điều khiển cao như trong các máy sản xuất. Trong
quá trình phát triển nền kinh tế, chúng ta đang từng bước đưa ứng dụng của
truyền động điện một chiều vào hầu hết mọi lĩnh vực sản xuất của các nhà
máy, các ngành kinh tế nhằm tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt có tính
ổn định và tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.
Vì vậy vai trò của điều khiển động cơ điện một chiều là một trong những
khâu quan trọng nhất quyết định những ưu nhược điểm của các hệ truyền
động điện một chiều.
Với đề tài của mình “ Tổng quan về truyền động điện một chiều, đi sâu
thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một chiều có ổn định tốc độ ”, em đã
nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một chiều cụ thể là ( động cơ
điện một chiều công suất 2,5 kw – 1500 v/p ) có ổn định tốc độ.
Để thực hiện mục tiêu trên, được sự chỉ bảo của thầy giáo hướng dẫn
Ths. Vũ Ngọc Minh, cùng với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành bản
đồ án với ba chương có nội dung chính như sau:
Chương 1: Tổng quan về truyền động điện một chiều.
Chương 2: Các phương pháp cơ bản để điều chỉnh tốc độ động cơ điện
một chiều.
Chương 3: thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một chiều có ổn định tốc độ.2
Dù có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức của em còn nhiều mặt hạn chế
vì vậy nội dung của quyển đồ án này còn nhiều thiếu sót. Rất mong được sự
giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy cô để em hoàn thiện đồ án cũng như kiến thức
của mình được tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Đào Trọng Toàn
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi3
CH¦¥NG 1
TæNG QUAN VÒ TRUYÒN §éNG §IÖN MéT CHIÒU
1.1. CÊU TRóC Vµ PH¢N LO¹I TRUYÒN §éNG §IÖN
1.1.1. Cấu trúc chung của hệ truyền động điện
Truyền động cho một máy, một dây chuyền sản xuất mà dùng năng lượng
điện thì gọi là truyền động điện (TĐĐ). Hệ truyền động điện là một tập hợp
các thiết bị như: thiết bị điện, thiết bị điện từ, thiết bị điện tử, cơ, thủy lực
phục vụ cho việc biến đổi điện năng thành cơ năng cung cấp cho cơ cấu chấp
hành trên các máy sản xuất, đồng thời có thể điều khiển dòng năng lượng đó
theo yêu cầu công nghệ của máy sản xuất.
Về cấu trúc, một hệ thống TĐĐ nói chung bao gồm các khâu:
Hình 1-1.Cấu trúc hệ thống truyền động điện.
BBĐ: Bộ biến đổi, dùng để biến đổi loại dòng điện (xoay chiều thành một
chiều hay ngược lại), biến đổi loại nguồn (nguồn áp thành nguồn dòng hoặc
ngược lại), biến đổi mức điện áp (hay dòng điện), biến đổi số pha, biến đổi
tần số... Các BBĐ thường dùng là máy phát điện, hệ máy phát - động cơ (hệ
F-Đ), các chỉnh lưu không điều khiển và có điều khiển, các bộ biến tần...4
Đ: Động cơ điện, dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng hay cơ năng
thành điện năng (khi hãm điện). Các động cơ điện thường dùng là: động cơ
xoay chiều KĐB ba pha rôto dây quấn hay lồng sóc, động cơ điện một chiều
kích từ song song, nối tiếp hay kích từ bằng nam châm vĩnh cửu, động cơ
xoay chiều đồng bộ...
TL: Khâu truyền lực, dùng để truyền lực từ động cơ điện đến cơ cấu sản
xuất hay dùng để biến đổi dạng chuyển động (quay thành tịnh tiến hay lắc)
hay làm phù hợp về tốc độ, mômen, lực. Để truyền lực, có thể dùng các bánh
răng, thanh răng, trục vít, xích, đai truyền, các bộ ly hợp cơ hay điện từ...
CCSX: Cơ cấu sản xuất hay cơ cấu làm việc, thực hiện các thao tác sản
xuất và công nghệ (gia công chi tiết, nâng - hạ tải trọng, dịch chuyển...).
ĐK: Khối điều khiển, là các thiết bị dùng để điều khiển bộ biến đổi BBĐ,
động cơ điện Đ, cơ cấu truyền lực. Khối điều khiển bao gồm các cơ cấu đo
lường, các bộ điều chỉnh tham số và công nghệ, các khí cụ, thiết bị điều khiển
đóng cắt có tiếp điểm (các rơle, công tắc tơ) hay không có tiếp điểm (điện
tử,bán dẫn). Một số hệ TĐĐ TĐ khác có cả mạch ghép nối với các thiết bị tự
động khác như máy tính điều khiển, các bộ vi xử lý, PLC... Các thiết bị đo
lường, cảm biến (sensor) dùng để lấy các tín hiệu phản hồi có thể là các loại
đồng hồ đo, các cảm biến từ, cơ, quang... Một hệ thống TĐĐ không nhất thiết
phải có đầy đủ các khâu nêu trên. Tuy nhiên, một hệ thống TĐĐ bất kỳ luôn
bao gồm hai phần chính:
- Phần lực: Bao gồm bộ biến đổi và động cơ điện.
- Phần điều khiển.
Một hệ thống truyền động điện được gọi là hệ hở khi không có phản hồi, và
được gọi là hệ kín khi có phản hồi, nghĩa là giá trị của đại lượng đầu ra được
đưa trở lại đầu vào dưới dạng một tín hiệu nào đó để điều chỉnh lại việc điều
khiển sao cho đại lượng đầu ra đạt giá trị mong muốn.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi5
1.1.2. Phân loại hệ thống truyền động điện
a. Theo đặc điểm của động cơ điện:
- Truyền động điện một chiều: Dùng động cơ điện một chiều. Truyền động
điện một chiều sử dụng cho các máy có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ và
mômen, nó có chất lượng điều chỉnh tốt. Tuy nhiên, động cơ điện một chiều
có cấu tạo phức tạp và giá thành cao, hơn nữa nó đòi hỏi phải có bộ nguồn
một chiều, do đó trong những trường hợp không có yêu cầu cao về điều chỉnh,
người ta thường chọn động cơ KĐB để thay thế.
- Truyền động điện không đồng bộ: Dùng động cơ điện xoay chiều không
đồng bộ. Động cơ KĐB ba pha có ưu điểm là có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo,
vận hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha.
Tuy nhiên, trước đây các hệ truyền động động cơ KĐB lại chiếm tỷ lệ rất nhỏ
do việc điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB có khó khăn hơn động cơ điện một
chiều. Trong những năm gần đây, do sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp
chế tạo các thiết bị bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử tin học, truyền động
không đồng bộ phát triển mạnh mẽ và được khai thác các ưu điểm của mình,
đặc biệt là các hệ có điều khiển tần số. Những hệ này đã đạt được chất lượng
điều chỉnh cao, tương đương với hệ truyền động một chiều.
- Truyền động điện đồng bộ: Dùng động cơ điện xoay chiều đồng bộ ba
pha. Động cơ điện đồng bộ ba pha trước đây thường dùng cho loại truyền
động không điều chỉnh tốc độ, công suất lớn hàng trăm KW đến hàng MW
(các máy nén khí, quạt gió, bơm nước, máy nghiền.v.v..).
Ngày nay do sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp điện tử, động cơ đồng
bộ được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong công nghiệp, ở mọi loại giải công
suất từ vài trăm W (cho cơ cấu ăn dao máy cắt gọt kim loại, cơ cấu chuyển
động của tay máy, người máy) đến hàng MW (cho các truyền động máy cán,
kéo tàu tốc độ cao...).6
b. Theo chức năng điều chỉnh:
- Truyền động không điều chỉnh: Động cơ chỉ quay máy sản xuất với một
tốc độ nhất định.
- Truyền có điều chỉnh: Trong loại này, tuỳ từng trường hợp yêu cầu công nghệ mà ta
có truyền động điều chỉnh tốc độ, truyền động điều chỉnh mômen, lực kéo và
truyền động điều chỉnh vị trí.
c. Theo thiết bị biến đổi
- Hệ máy phát - động cơ (F-Đ): Động cơ điện một chiều được cấp điện từ
một máy phát điện một chiều (bộ biến đổi máy điện). Thuộc hệ này có hệ máy
điện khuếch đại động cơ (MĐKĐ - Đ), đó là hệ có BBĐ là máy điện
khuếch đại từ trường ngang.
- Hệ chỉnh lưu - động cơ (CL - Đ): Động cơ một chiều được cấp điện từ
một bộ chỉnh lưu (BCL). Chỉnh lưu có thể không điều khiển (Điôt) hay có
điều khiển (Thyristor)...
1.2. cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn
mét chiÒu
1.2.1. Cấu tạo
Những phần chính của động cơ điện một chiều gồm: vỏ, trục, ổ bi, phần
cảm (stato), phần ứng (rôto), cổ góp và chổi điện.
Hình 1-2. Cấu tạo động cơ điện 1 chiều.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi7
a. Phần tĩnh: là Stato và luôn luôn là phần cảm. Phần cảm là phần nhận
năng lượng điện một chiều để tạo ra từ trường kích từ trong máy.
Trên hình vẽ 1.2 cắt ngang máy điện 1 chiều, xét về phần cảm ta có:
- Vỏ máy (1): Là mạch từ, dùng để dẫn từ và gá lắp các cực từ, ngoài ra vỏ
máy còn làm nhiệm vụ bảo vệ máy. Vỏ được làm bằng thép đúc.
- Cực từ chính (2) thực tế gồm 2 phần : thân cực,và mặt cực. Thân cực làm
bằng thép đúc, mặt cực làm bằng thép lá KTĐ. Cực từ chính có nhiệm vụ
dùng để quấn dây kích từ và để tạo ra từ trường phần cảm gọi là từ trường
kích từ. Trên cực từ chính người ta quấn dây kích từ Wkt.
- Cực từ phụ (3): Làm bằng thép đúc, mặt cực có khe khí với rôto rộng
hơn so với cực từ chính. Trên cực từ phụ, được quấn dây kích từ phụ Wp.
Nó tạo ra từ trường phụ.
- Dây quấn: Là mạch điện dùng để dẫn điện, nó được làm bằng dây đồng
bọc cách điện, hay dây êmay. Dây quấn gồm các loại sau:
+ Dây quấn kích từ song song (5), hay dây quấn kích từ độc lập :Wss: có
nội trở lớn, vì số vòng dây lớn, thiết diện dây bé. Wss có thể đấu song song
hay độc lập với phần ứng (rôto).
+ Dây quấn kích từ nối tiếp (4): Wnt có nội trở rất bé vì W nhỏ S lớn, Wnt
được đấu nối tiếp với phần ứng qua chổi than và cổ góp điện, dòng điện qua
Wnt bằng dòng điện qua rôto.
Tuỳ theo quan điểm phát nhiệt hay quan điểm cách điện mà Wss hay Wnt
được quấn gần hay xa lõi thép Stato hơn.
+ Dây quấn phụ Wp: Tương tự như Wnt nhưng chỉ khác nó được quấn trên
thân cực từ phụ. Tín hiệu dòng qua nó bằng dòng qua cuộn nối tiếp.8
1 2 3
6 7 8
5
4
9
Hình 1-3. Stato và rôto động cơ điện 1 chiều.
Ngoài ra, trên phần tĩnh còn có hai nắp máy ở hai đầu để đỡ rôto. Hai đầu
trục có hai vòng bi, trên thân máy có trụ đấu dây, đế máy, giá chổi than, chổi
than, biển máy, móc vận chuyển.
b. Phần quay : Là rôto,và luôn luôn là phần ứng. Phần ứng là phần cảm
ứng ra các sức điện động xoay chiều. Phần ứng bao gồm:
- Lõi thép (7) là mạch từ của rôto, được cấu tạo từ các lá thép KTĐ có độ
dày (0,35 0,5) mm ghép lại với nhau tương tự như lõi thép của rôto dị bộ dây
quấn ba pha. Chu vi mặt ngoài của rôto được xẻ rãnh đều đặn để đặt dây.
- Dây quấn (8) là mạch điện rôto, dây quấn là dây đồng bọc cách điện hay
dây êmay. Kiểu quấn là rải đều trên chu vi mặt ngoài của rôto. (sẽ học cấu tạo
dây quấn ở chương sau).
- Trục rôto (9) được làm bằng thép hợp kim có độ bền cơ khí rất cao. Trục
dùng để đỡ rôto và quay tự do bởi hai đầu có hai vòng bi.
- Ngoài ra phần quay còn có cổ góp, cánh quạt làm mát.
c. Cổ góp và chổi than:
Là bộ phận để chỉnh lưu hay nghịch lưu dòng điện rô to. Đây có thể coi
như bộ chỉnh lưu hay nghịch lưu cơ khí.
- Cổ góp: hay còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều có cấu tạo bởi nhiều
phiến góp bằng đồng (1). Các phiến góp được cách điện với nhau. Các đầu
dây của các mô bin dây được nối đến các phiến góp .
- Chổi than: là thiết bị đưa dòng điện vào hay ra khỏi rôto. Chổi than có
cấu tạo bằng than granit vừa có độ bền cơ, vừa chống mài mòn vừa có độ dẫn
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................. 1
CH¦¥NG 1 : TæNG QUAN VÒ TRUYÒN §éNG §IÖN MéT CHIÒU 3
1.1. CÊU TRóC Vµ PH¢N LO¹I TRUYÒN §éNG §IÖN .......................... 3
1.1.1. Cấu trúc chung của hệ truyền động điện................................................. 3
1.1.2. Phân loại hệ thống truyền động điện....................................................... 5
1.2. cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ điện một
chiều............................................................................................................... 6
1.2.1. Cấu tạo..................................................................................................... 6
1.2.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ điện 1 chiều...................................... 9
1.3. đặc tính và các trạng tháI làm việc của động cơ
điện một chiều. ....................................................................................... 10
1.3.1. Động cơ điện một chiều kích từ độc lập và kích từ song song............. 10
1.3.2. Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp............................................... 19
Ch-ơng 2 : Các ph-ơng pháp cơ bản để điều chỉnh tốc
độ động cơ điện một chiều........................................................... 23
2.1 khái niệm chung. ............................................................................. 23
2.2. ph-ơng pháp điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ. ....... 24
2.3. ph-ơng pháp điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ
động cơ....................................................................................................... 28
2.4. hệ truyền động máy phát - động cơ một chiều (f-đ).. 30
2.4.1. Cấu trúc hệ F- Đ và đặc tính cơ bản. .................................................... 30
2.4.2. Các chế độ làm việc của hệ F – Đ......................................................... 32
2.4.3. Đặc điểm của hệ F- Đ............................................................................ 36
2.5. hÖ thèng chØnh l-u - ®éng c¬ mét chiÒu. ......................... 36
2.5.1. Chỉnh lưu bán dẫn làm việc với động cơ điện ...................................... 36
2.5.2. Khảo sát đồ thị điện áp và dòng điện tại đầu ra của bộ chỉnh lưu với góc
mở khác nhau và với tải động cơ. .............................................................. 38
Ch-ơng 3 : Thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một
chiều có ổn định tốc độ ................................................................. 40
3.1. tổng hợp hệ thống truyền động điện một chiều. ....... 40
3.1.1. Đặt vấn đề.............................................................................................. 40
3.1.2. Lập mô tả toán học của các khâu và phần tử có trong sơ đồ. ............... 44
3.1.3. Tổng hợp mạch vòng dòng điện............................................................ 46
3.1.4. Tổng hợp hệ mạch vòng tốc độ............................................................. 51
3.2. thiÕt kÕ m¹ch lùc. ......................................................................... 54
3.2.1. Lựa chọn sơ đồ thiết kế......................................................................... 54
3.2.2. Tính chọn thyristor................................................................................ 54
3.2.3. Thiết kế cuộn kháng san bằng lD. .......................................................... 56
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi93
3.2.4. Tính chọn các thiết bị bảo vệ mạch động lực. ...................................... 60
3.2.5. Tính chọn sơ đồ cho mạch kích từ động cơ.......................................... 64
3.3. thiết kế và tính toán mạch điều khiển. ............................ 67
3.3.1. Khái niệm về mạch điều khiển.............................................................. 67
3.3.2. Một số yêu cầu đối với mạch điều khiển. ............................................. 68
3.3.3. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển. ............................................... 70
3.3.4. Tính toán các khối trong mạch điều khiển............................................ 73
3.3.5. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển......................................................... 73
KẾT LUẬN .................................................................................................... 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 91
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
TỔNG QUÁT VỀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU, ĐI SÂU THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU CÓ ĐẢO CHIỀU CÔNG SUẤT NHỎ CẤP ĐIỆN TỪ BỘ BIẾN ĐỔI
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, truyền động điện đang ngày càng được ứng
dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống nhờ những ưu thế của nó như
kết cấu gọn nhẹ, độ bền và độ tin cậy cao, tương đối sạch nên không gây ra
các vấn đề về môi trường… Bên cạnh đó truyền động điện còn có một ưu thế
rất nổi bật, đặc biệt đối với truyền động điện một chiều, là khả năng điều
khiển dễ dàng. Chính vì vậy mà truyền động điện một chiều có một vai trò
quan trọng trong các dạng truyền động hiện đang dùng, nhất là trong những
lĩnh vực đòi hỏi khả năng điều khiển cao như trong các máy sản xuất. Trong
quá trình phát triển nền kinh tế, chúng ta đang từng bước đưa ứng dụng của
truyền động điện một chiều vào hầu hết mọi lĩnh vực sản xuất của các nhà
máy, các ngành kinh tế nhằm tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt có tính
ổn định và tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.
Vì vậy vai trò của điều khiển động cơ điện một chiều là một trong những
khâu quan trọng nhất quyết định những ưu nhược điểm của các hệ truyền
động điện một chiều.
Với đề tài của mình “ Tổng quan về truyền động điện một chiều, đi sâu
thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một chiều có ổn định tốc độ ”, em đã
nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một chiều cụ thể là ( động cơ
điện một chiều công suất 2,5 kw – 1500 v/p ) có ổn định tốc độ.
Để thực hiện mục tiêu trên, được sự chỉ bảo của thầy giáo hướng dẫn
Ths. Vũ Ngọc Minh, cùng với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành bản
đồ án với ba chương có nội dung chính như sau:
Chương 1: Tổng quan về truyền động điện một chiều.
Chương 2: Các phương pháp cơ bản để điều chỉnh tốc độ động cơ điện
một chiều.
Chương 3: thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một chiều có ổn định tốc độ.2
Dù có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức của em còn nhiều mặt hạn chế
vì vậy nội dung của quyển đồ án này còn nhiều thiếu sót. Rất mong được sự
giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy cô để em hoàn thiện đồ án cũng như kiến thức
của mình được tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Đào Trọng Toàn
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi3
CH¦¥NG 1
TæNG QUAN VÒ TRUYÒN §éNG §IÖN MéT CHIÒU
1.1. CÊU TRóC Vµ PH¢N LO¹I TRUYÒN §éNG §IÖN
1.1.1. Cấu trúc chung của hệ truyền động điện
Truyền động cho một máy, một dây chuyền sản xuất mà dùng năng lượng
điện thì gọi là truyền động điện (TĐĐ). Hệ truyền động điện là một tập hợp
các thiết bị như: thiết bị điện, thiết bị điện từ, thiết bị điện tử, cơ, thủy lực
phục vụ cho việc biến đổi điện năng thành cơ năng cung cấp cho cơ cấu chấp
hành trên các máy sản xuất, đồng thời có thể điều khiển dòng năng lượng đó
theo yêu cầu công nghệ của máy sản xuất.
Về cấu trúc, một hệ thống TĐĐ nói chung bao gồm các khâu:
Hình 1-1.Cấu trúc hệ thống truyền động điện.
BBĐ: Bộ biến đổi, dùng để biến đổi loại dòng điện (xoay chiều thành một
chiều hay ngược lại), biến đổi loại nguồn (nguồn áp thành nguồn dòng hoặc
ngược lại), biến đổi mức điện áp (hay dòng điện), biến đổi số pha, biến đổi
tần số... Các BBĐ thường dùng là máy phát điện, hệ máy phát - động cơ (hệ
F-Đ), các chỉnh lưu không điều khiển và có điều khiển, các bộ biến tần...4
Đ: Động cơ điện, dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng hay cơ năng
thành điện năng (khi hãm điện). Các động cơ điện thường dùng là: động cơ
xoay chiều KĐB ba pha rôto dây quấn hay lồng sóc, động cơ điện một chiều
kích từ song song, nối tiếp hay kích từ bằng nam châm vĩnh cửu, động cơ
xoay chiều đồng bộ...
TL: Khâu truyền lực, dùng để truyền lực từ động cơ điện đến cơ cấu sản
xuất hay dùng để biến đổi dạng chuyển động (quay thành tịnh tiến hay lắc)
hay làm phù hợp về tốc độ, mômen, lực. Để truyền lực, có thể dùng các bánh
răng, thanh răng, trục vít, xích, đai truyền, các bộ ly hợp cơ hay điện từ...
CCSX: Cơ cấu sản xuất hay cơ cấu làm việc, thực hiện các thao tác sản
xuất và công nghệ (gia công chi tiết, nâng - hạ tải trọng, dịch chuyển...).
ĐK: Khối điều khiển, là các thiết bị dùng để điều khiển bộ biến đổi BBĐ,
động cơ điện Đ, cơ cấu truyền lực. Khối điều khiển bao gồm các cơ cấu đo
lường, các bộ điều chỉnh tham số và công nghệ, các khí cụ, thiết bị điều khiển
đóng cắt có tiếp điểm (các rơle, công tắc tơ) hay không có tiếp điểm (điện
tử,bán dẫn). Một số hệ TĐĐ TĐ khác có cả mạch ghép nối với các thiết bị tự
động khác như máy tính điều khiển, các bộ vi xử lý, PLC... Các thiết bị đo
lường, cảm biến (sensor) dùng để lấy các tín hiệu phản hồi có thể là các loại
đồng hồ đo, các cảm biến từ, cơ, quang... Một hệ thống TĐĐ không nhất thiết
phải có đầy đủ các khâu nêu trên. Tuy nhiên, một hệ thống TĐĐ bất kỳ luôn
bao gồm hai phần chính:
- Phần lực: Bao gồm bộ biến đổi và động cơ điện.
- Phần điều khiển.
Một hệ thống truyền động điện được gọi là hệ hở khi không có phản hồi, và
được gọi là hệ kín khi có phản hồi, nghĩa là giá trị của đại lượng đầu ra được
đưa trở lại đầu vào dưới dạng một tín hiệu nào đó để điều chỉnh lại việc điều
khiển sao cho đại lượng đầu ra đạt giá trị mong muốn.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi5
1.1.2. Phân loại hệ thống truyền động điện
a. Theo đặc điểm của động cơ điện:
- Truyền động điện một chiều: Dùng động cơ điện một chiều. Truyền động
điện một chiều sử dụng cho các máy có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ và
mômen, nó có chất lượng điều chỉnh tốt. Tuy nhiên, động cơ điện một chiều
có cấu tạo phức tạp và giá thành cao, hơn nữa nó đòi hỏi phải có bộ nguồn
một chiều, do đó trong những trường hợp không có yêu cầu cao về điều chỉnh,
người ta thường chọn động cơ KĐB để thay thế.
- Truyền động điện không đồng bộ: Dùng động cơ điện xoay chiều không
đồng bộ. Động cơ KĐB ba pha có ưu điểm là có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo,
vận hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha.
Tuy nhiên, trước đây các hệ truyền động động cơ KĐB lại chiếm tỷ lệ rất nhỏ
do việc điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB có khó khăn hơn động cơ điện một
chiều. Trong những năm gần đây, do sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp
chế tạo các thiết bị bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử tin học, truyền động
không đồng bộ phát triển mạnh mẽ và được khai thác các ưu điểm của mình,
đặc biệt là các hệ có điều khiển tần số. Những hệ này đã đạt được chất lượng
điều chỉnh cao, tương đương với hệ truyền động một chiều.
- Truyền động điện đồng bộ: Dùng động cơ điện xoay chiều đồng bộ ba
pha. Động cơ điện đồng bộ ba pha trước đây thường dùng cho loại truyền
động không điều chỉnh tốc độ, công suất lớn hàng trăm KW đến hàng MW
(các máy nén khí, quạt gió, bơm nước, máy nghiền.v.v..).
Ngày nay do sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp điện tử, động cơ đồng
bộ được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong công nghiệp, ở mọi loại giải công
suất từ vài trăm W (cho cơ cấu ăn dao máy cắt gọt kim loại, cơ cấu chuyển
động của tay máy, người máy) đến hàng MW (cho các truyền động máy cán,
kéo tàu tốc độ cao...).6
b. Theo chức năng điều chỉnh:
- Truyền động không điều chỉnh: Động cơ chỉ quay máy sản xuất với một
tốc độ nhất định.
- Truyền có điều chỉnh: Trong loại này, tuỳ từng trường hợp yêu cầu công nghệ mà ta
có truyền động điều chỉnh tốc độ, truyền động điều chỉnh mômen, lực kéo và
truyền động điều chỉnh vị trí.
c. Theo thiết bị biến đổi
- Hệ máy phát - động cơ (F-Đ): Động cơ điện một chiều được cấp điện từ
một máy phát điện một chiều (bộ biến đổi máy điện). Thuộc hệ này có hệ máy
điện khuếch đại động cơ (MĐKĐ - Đ), đó là hệ có BBĐ là máy điện
khuếch đại từ trường ngang.
- Hệ chỉnh lưu - động cơ (CL - Đ): Động cơ một chiều được cấp điện từ
một bộ chỉnh lưu (BCL). Chỉnh lưu có thể không điều khiển (Điôt) hay có
điều khiển (Thyristor)...
1.2. cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn
mét chiÒu
1.2.1. Cấu tạo
Những phần chính của động cơ điện một chiều gồm: vỏ, trục, ổ bi, phần
cảm (stato), phần ứng (rôto), cổ góp và chổi điện.
Hình 1-2. Cấu tạo động cơ điện 1 chiều.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi7
a. Phần tĩnh: là Stato và luôn luôn là phần cảm. Phần cảm là phần nhận
năng lượng điện một chiều để tạo ra từ trường kích từ trong máy.
Trên hình vẽ 1.2 cắt ngang máy điện 1 chiều, xét về phần cảm ta có:
- Vỏ máy (1): Là mạch từ, dùng để dẫn từ và gá lắp các cực từ, ngoài ra vỏ
máy còn làm nhiệm vụ bảo vệ máy. Vỏ được làm bằng thép đúc.
- Cực từ chính (2) thực tế gồm 2 phần : thân cực,và mặt cực. Thân cực làm
bằng thép đúc, mặt cực làm bằng thép lá KTĐ. Cực từ chính có nhiệm vụ
dùng để quấn dây kích từ và để tạo ra từ trường phần cảm gọi là từ trường
kích từ. Trên cực từ chính người ta quấn dây kích từ Wkt.
- Cực từ phụ (3): Làm bằng thép đúc, mặt cực có khe khí với rôto rộng
hơn so với cực từ chính. Trên cực từ phụ, được quấn dây kích từ phụ Wp.
Nó tạo ra từ trường phụ.
- Dây quấn: Là mạch điện dùng để dẫn điện, nó được làm bằng dây đồng
bọc cách điện, hay dây êmay. Dây quấn gồm các loại sau:
+ Dây quấn kích từ song song (5), hay dây quấn kích từ độc lập :Wss: có
nội trở lớn, vì số vòng dây lớn, thiết diện dây bé. Wss có thể đấu song song
hay độc lập với phần ứng (rôto).
+ Dây quấn kích từ nối tiếp (4): Wnt có nội trở rất bé vì W nhỏ S lớn, Wnt
được đấu nối tiếp với phần ứng qua chổi than và cổ góp điện, dòng điện qua
Wnt bằng dòng điện qua rôto.
Tuỳ theo quan điểm phát nhiệt hay quan điểm cách điện mà Wss hay Wnt
được quấn gần hay xa lõi thép Stato hơn.
+ Dây quấn phụ Wp: Tương tự như Wnt nhưng chỉ khác nó được quấn trên
thân cực từ phụ. Tín hiệu dòng qua nó bằng dòng qua cuộn nối tiếp.8
1 2 3
6 7 8
5
4
9
Hình 1-3. Stato và rôto động cơ điện 1 chiều.
Ngoài ra, trên phần tĩnh còn có hai nắp máy ở hai đầu để đỡ rôto. Hai đầu
trục có hai vòng bi, trên thân máy có trụ đấu dây, đế máy, giá chổi than, chổi
than, biển máy, móc vận chuyển.
b. Phần quay : Là rôto,và luôn luôn là phần ứng. Phần ứng là phần cảm
ứng ra các sức điện động xoay chiều. Phần ứng bao gồm:
- Lõi thép (7) là mạch từ của rôto, được cấu tạo từ các lá thép KTĐ có độ
dày (0,35 0,5) mm ghép lại với nhau tương tự như lõi thép của rôto dị bộ dây
quấn ba pha. Chu vi mặt ngoài của rôto được xẻ rãnh đều đặn để đặt dây.
- Dây quấn (8) là mạch điện rôto, dây quấn là dây đồng bọc cách điện hay
dây êmay. Kiểu quấn là rải đều trên chu vi mặt ngoài của rôto. (sẽ học cấu tạo
dây quấn ở chương sau).
- Trục rôto (9) được làm bằng thép hợp kim có độ bền cơ khí rất cao. Trục
dùng để đỡ rôto và quay tự do bởi hai đầu có hai vòng bi.
- Ngoài ra phần quay còn có cổ góp, cánh quạt làm mát.
c. Cổ góp và chổi than:
Là bộ phận để chỉnh lưu hay nghịch lưu dòng điện rô to. Đây có thể coi
như bộ chỉnh lưu hay nghịch lưu cơ khí.
- Cổ góp: hay còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều có cấu tạo bởi nhiều
phiến góp bằng đồng (1). Các phiến góp được cách điện với nhau. Các đầu
dây của các mô bin dây được nối đến các phiến góp .
- Chổi than: là thiết bị đưa dòng điện vào hay ra khỏi rôto. Chổi than có
cấu tạo bằng than granit vừa có độ bền cơ, vừa chống mài mòn vừa có độ dẫn
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................. 1
CH¦¥NG 1 : TæNG QUAN VÒ TRUYÒN §éNG §IÖN MéT CHIÒU 3
1.1. CÊU TRóC Vµ PH¢N LO¹I TRUYÒN §éNG §IÖN .......................... 3
1.1.1. Cấu trúc chung của hệ truyền động điện................................................. 3
1.1.2. Phân loại hệ thống truyền động điện....................................................... 5
1.2. cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ điện một
chiều............................................................................................................... 6
1.2.1. Cấu tạo..................................................................................................... 6
1.2.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ điện 1 chiều...................................... 9
1.3. đặc tính và các trạng tháI làm việc của động cơ
điện một chiều. ....................................................................................... 10
1.3.1. Động cơ điện một chiều kích từ độc lập và kích từ song song............. 10
1.3.2. Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp............................................... 19
Ch-ơng 2 : Các ph-ơng pháp cơ bản để điều chỉnh tốc
độ động cơ điện một chiều........................................................... 23
2.1 khái niệm chung. ............................................................................. 23
2.2. ph-ơng pháp điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ. ....... 24
2.3. ph-ơng pháp điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ
động cơ....................................................................................................... 28
2.4. hệ truyền động máy phát - động cơ một chiều (f-đ).. 30
2.4.1. Cấu trúc hệ F- Đ và đặc tính cơ bản. .................................................... 30
2.4.2. Các chế độ làm việc của hệ F – Đ......................................................... 32
2.4.3. Đặc điểm của hệ F- Đ............................................................................ 36
2.5. hÖ thèng chØnh l-u - ®éng c¬ mét chiÒu. ......................... 36
2.5.1. Chỉnh lưu bán dẫn làm việc với động cơ điện ...................................... 36
2.5.2. Khảo sát đồ thị điện áp và dòng điện tại đầu ra của bộ chỉnh lưu với góc
mở khác nhau và với tải động cơ. .............................................................. 38
Ch-ơng 3 : Thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một
chiều có ổn định tốc độ ................................................................. 40
3.1. tổng hợp hệ thống truyền động điện một chiều. ....... 40
3.1.1. Đặt vấn đề.............................................................................................. 40
3.1.2. Lập mô tả toán học của các khâu và phần tử có trong sơ đồ. ............... 44
3.1.3. Tổng hợp mạch vòng dòng điện............................................................ 46
3.1.4. Tổng hợp hệ mạch vòng tốc độ............................................................. 51
3.2. thiÕt kÕ m¹ch lùc. ......................................................................... 54
3.2.1. Lựa chọn sơ đồ thiết kế......................................................................... 54
3.2.2. Tính chọn thyristor................................................................................ 54
3.2.3. Thiết kế cuộn kháng san bằng lD. .......................................................... 56
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi93
3.2.4. Tính chọn các thiết bị bảo vệ mạch động lực. ...................................... 60
3.2.5. Tính chọn sơ đồ cho mạch kích từ động cơ.......................................... 64
3.3. thiết kế và tính toán mạch điều khiển. ............................ 67
3.3.1. Khái niệm về mạch điều khiển.............................................................. 67
3.3.2. Một số yêu cầu đối với mạch điều khiển. ............................................. 68
3.3.3. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển. ............................................... 70
3.3.4. Tính toán các khối trong mạch điều khiển............................................ 73
3.3.5. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển......................................................... 73
KẾT LUẬN .................................................................................................... 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 91
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: