Thiết kế hệ thống truyền động chính của máy bào giường

®Ò tµi: ThiÕt kÕ hÖ thèng truyÒn ®éng chÝnh cña m¸y bµo gi­êng cã c¸c sè liÖu ban ®Çu nh­ sau: - Tèc ®é hµnh tr×nh thuËn ( tèc ®é c¾t ): vthuËn= 35 m/phót - Tèc ®é hµnh tr×nh ng­îc vnghÞch=70 m/phót - Khèi l­îng bµn m¸y vµ chi tiÕt gia c«ng : mb = 1000 kg. mct = 1000 kg. - B¸n kÝnh qui ®æi lùc c¾t : r = 0,024. - HiÖu suÊt ®Þnh møc cña c¬ cÊu : h = 0,81. - ChiÒu dµi hµnh tr×nh bµn : Lb=3 m - Lùc c¾t Fz= 30kN . - hÖ sè ma s¸t μ = 0.081 Lêi nãi ®Çu 3 Ch­¬ng I:§Æc ®iÓm c«ng nghÖ vµ yªu cÇu truyÒn ®éng 5 I.Giíi thiÖu vÒ c«ng nghÖ 5 II.C¸c yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng truyÒn ®éng m¸y bµo gi­êng 8 Ch­¬ng II:Ph©n tÝch lùa chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng. 10 I. Kh¶o s¸t c¸c ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng 10 1. HÖ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®éng c¬ 10 2. HÖ ®iÒu chØnh c«ng suÊt tr­ît ®éng c¬ 11 3. HÖ ®iÒu chØnh xung ®iÖn trë r«to 13 4. HÖ ®iÒu chØnh tÇn sè ®éng c¬ K§B. 15 II. So s¸nh gi÷a c¸c ph­¬ng ¸n kh¶ thi 16 1. VÒ tÝnh ®¬n gi¶n trong ®iÒu chØnh 17 2. VÒ hiÖu suÊt ®iÒu chØnh, d¶i ®iÒu chØnh vµ kh¶ n¨ng khëi ®éng, kh¶ n¨ng ®¶o chiÒu 17 3. VÒ tÝnh kinh tÕ cña ph­¬ng ph¸p truyÒn ®éng 17 4. VÒ lÜnh vùc øng dông, tÝnh tin cËy trong vËn hµnh 17 III. Chän s¬ ®å biÕn tÇn 18 Ch­¬ng III : TÝnh chän thiÕt bÞ m¹ch lùc 20 I. TÝnh chän ®éng c¬ truyÒn ®éng 20 1.1. Phô t¶i truyÒn ®éng chÝnh. 20 1.2. TÝnh chän ®éng c¬. 21 1.3 KiÓm nghiÖm l¹i ®éng c¬ 21 II.TÝnh chän bé nghÞch l­u 26 1.Chän Thyristor vµ diode 26 2.Chän tô chuyÓn m¹ch 27 3.Chän cuén kh¸ng san b»ng 27 III.TÝnh chän bé chØnh l­u 28 Ch­¬ng IV: Tæng hîp hÖ ®iÒu khiÓn 29 I. S¬ ®å cÊu tróc cña m¹ch vßng dßng ®iÖn. 31 II. S¬ ®å cÊu tróc m¹ch vßng tèc ®é 32 III.TÝnh c¸c tham sè cÇn dïng trong qu¸ tr×nh tæng hîp 33 IV.Tæng hîp c¸c m¹ch vßng ®iÒu chØnh. 34 1.Tæng hîp m¹ch vßng dßng ®iÖn 34 2. Tæng hîp m¹ch vßng tèc ®é 35 Ch­¬ng V:ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn 36 I. nguyªn lý ®iÒu khiÓn 36 II. ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn chØnh l­u. 37 III. ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn nghÞch l­u. 39 IV.M¹ch biÕn ®æi U/f 44 V. C¸c m¹ch b¶o vÖ 44 1. M¹ch h¹n chÕ dßng 44 2. M¹ch h¹n chÕ gia tèc vµ gi¶m tèc 45 Lêi nãi ®Çu. Ngµy nay m¸y c¾t gät kim lo¹i ®Æc tr­ng cho c¸c ngµnh c¬ khÝ chÕ t¹o m¸y, gia c«ng kim lo¹i...cã mét vai trß rÊt to lín trong lÜnh vùc s¶n xuÊt cña nÒn kinh tÕ quèc d©n, c¬ khÝ ho¸ cã liªn quan chÆt chÏ ®Õn ®iÖn khÝ ho¸ vµ tù ®éng ho¸. D­íi t¸c ®éng cña khoa häc kü thuËt hiÖn ®¹i ®èi víi c¸c lo¹i m¸y mãc nãi chung, ®èi víi m¸y c¾t gät kim lo¹i nãi riªng ngµy cµng ®­îc cho phÐp ®¬n gi¶n vÒ kÕt cÊu c¬ khÝ cña m¸y s¶n xuÊt vµ gi¶m nhÑ c­êng ®é lao ®éng. M¸y c¾t gät kim lo¹i ®­îc dïng ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt kim lo¹i b»ng c¸ch hít c¸c líp kim lo¹i thõa, ®Ó sau khi gia c«ng c¸c chi tiÕt cã h×nh d¸ng gÇn ®óng yªu cÇu (gia c«ng th«) hoÆc tho¶ m·n hoµn toµn yªu cÇu ®Æt hµng víi ®é chÝnh x¸c nhÊt ®Þnh vÒ kÝch th­íc vµ ®é bãng cÇn thiÕt cña bÒ mÆt gia c«ng (gia c«ng tinh). Cã thÓ ph©n lo¹i m¸y c¾t kim läai nh­ sau: -Tuú thuéc vµo qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ®Æc tr­ng bëi ph­¬ng ph¸p gia c«ng d¹ng dao, ®Æc tÝnh chuyÓn ®éng v.v..., c¸c m¸y c¾t ®­îc chia thµnh c¸c m¸y c¬ b¶n: tiÖn, phay, bµo, khoan - doa, mµi vµ c¸c nhãm m¸y kh¸c nh­ gia c«ng r¨ng, ren, vÝt v.v... -Theo ®Æc ®iÓm cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, cã thÓ chia thµnh c¸c m¸y v¹n n¨ng chuyªn dïng ®Æc biÖt. M¸y v¹n n¨ng lµ c¸c m¸y cã thÓ thùc hiÖn ®­îc c¸c ph­¬ng ph¸p gia c«ng kh¸c nhau nh­ tiÖn, khoan, gia c«ng r¨ng..., ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt kh¸c nhau vÒ h×nh d¸ng, kÝch th­íc. C¸c m¸y chuyªn dïng lµ c¸c m¸y dïng ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt cã cïng h×nh d¸ng nh­ng cã kÝch th­íc kh¸c nhau. M¸y ®Æc biÖt lµ c¸c m¸y chØ dïng ®Ó thùc hiÖn gia c«ng c¸c chi tiÕt cã cïng h×nh d¸ng kÝch th­íc. -Theo kÝch th­íc vµ träng l­îng chi tiÕt gia c«ng trªn m¸y, cã thÓ chia m¸y c¾t kim lo¹i thµnh c¸c m¸y b×nh th­êng ( träng l­îng chi tiÕt 100 ¸10.103 kg), c¸c m¸y cì lín ( träng l­îng chi tiÕt 10.103 ¸ 30.103 kg), c¸c m¸y cì nÆng (träng l­îng chi tiÕt 30.103 ¸ 100.103 kg) vµ c¸c m¸y rÊt nÆng (träng l­îng chi tiÕt lín h¬n 100.103 kg). -Theo ®é chÝnh x¸c gia c«ng, cã thÓ chia thµnh m¸y cã ®é chÝnh x¸c b×nh th­êng, cao vµ rÊt cao. ViÖc t¨ng n¨ng suÊt m¸y vµ gi¶m gi¸ thµnh thiÕt bÞ cña m¸y lµ hai yªu cÇu chñ yÕu ®èi víi hÖ thèng chuyÒn ®éng ®iÖn vµ tù ®éng ho¸ nh­ng chóng lu«n m©u thuÉn nhau. Mét bªn ®ßi hái sö dông c¸c hÖ thèng phøc t¹p, mét bªn l¹i yªu cÇu h¹n chÕ sè l­îng thiÕt bÞ chung trªn m¸y vµ sè thiÕt bÞ cao cÊp. VËy viÖc lùa chän mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn vµ tù ®éng ho¸ cho thÝch hîp lµ mét bµi to¸n khã. Néi dung cña ®å ¸n chia lµm 5 ch­¬ng, cô thÓ nh­ sau: Ch­¬ng I: ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ vµ yªu cÇu truyÒn ®éng. Néi dung c¬ b¶n cña ch­¬ng nµy ®Ò cËp tíi nh÷ng nÐt c¬ b¶n nhÊt cña c«ng nghÖ truyÒn ®éng bµn m¸y bµo gi­êng vµ cã sù kh¶o s¸t kü ®Æc tÝnh phô t¶i. TÊt c¶ nh÷ng thiÕt kÕ sau nµy ®Óu b¸m s¸t nh÷ng ®Æc ®iÓm nµy. Ch­¬ng II: Ph©n tÝch lùa chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng. Néi dung cña ch­¬ng nµy tr×nh bµy c¸c ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng ,®­a ra c¸c ph­¬ng ¸n kh¶ thi råi cuèi cïng cã so s¸nh gi÷a c¸c ph­¬ng ¸n kh¶ thi ®Ò chän ra ph­¬ng ¸n phï hîp nhÊt. TÊt c¶ ®Òu cã sù ph©n tÝch cô thÓ khi quyÕt ®Þnh chän ph­¬ng ¸n tèt nhÊt. Ch­¬ng III: TÝnh chän thiÕt bÞ m¹ch lùc. Néi dung c¬ b¶n cña ch­¬ng nµy sÏ tr×nh bµy c¸ch chän c«ng suÊt ®éng c¬ truyÒn ®éng,van b¸n dÉn ,tô ... Ch­¬ng IV: Tæng hîp hÖ thèng. Néi dung cña ch­¬ng nµy sÏ ®i tæng hîp cÊu tróc còng nh­ c¸c tham sè cña c¸c bé ®iÒu chØnh theo luËt ®iÒu chØnh ®· chän. Ch­¬ng V: ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn. Nªu lªn nguyªn lý ®iÒu chØnh vµ thiÕt kÕ s¬ bé c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn c¸c bé biÕn ®æi. Ch­¬ng I §Æc ®iÓm c«ng nghÖ vµ yªu cÇu truyÒn ®éng. I.Giíi thiÖu vÒ c«ng nghÖ : M¸y c¾t kim lo¹i ®­îc dïng ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt kim lo¹i b»ng c¸ch c¾t bít c¸c líp kim lo¹i thõa ,®Ó sau khi gia c«ng chi tiÕt cã h×nh d¸ng gÇn ®óng yªu cÇu (gia c«ng th«) hoÆc tho¶ m·n hoµn toµn yªu cÇu ®Æt hµng víi ®é chÝnh x¸c nhÊt ®Þnh vÒ kÝch th­íc vµ ®é bãng cÇn thiÕt cña bÒ mÆt gia c«ng (gia c«ng tinh). Tuú thuéc vµo qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ®Æc tr­ng bëi ph­¬ng ph¸p gia c«ng ,d¹ng dao ,®Æc tÝnh chuyÓn ®éng ...,c¸c m¸y c¾t ®­îc chia thµnh c¸c m¸y c¬ b¶n :tiÖn ,phay ,bµo ,khoan –doa, mµi vµ c¸c nhãm m¸y kh¸c nh­ gia c«ng r¨ng ,ren ,vÝt ... Do yªu cÇu cña ®Ò bµi lµ thiÕt kÕ cho m¸y bµo gi­êng nªn d­íi ®©y lµ nh÷ng giíi thiÖu s¬ qua vÒ ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ cña m¸y: M¸y bµo gi­êng lµ m¸y cã thÓ gia c«ng c¸c chi tiÕt lín,chiÒu dµi bµn cã thÓ tõ 1,5 ®Õn 12m.Tuú thuéc vµo chiÒu dµi bµn m¸y vµ lùc kÐo cã thÓ ph©n m¸y bµo gi­êng thµnh ba lo¹i : -M¸y cì nhá :chiÒu dµi bµn Lb<3m,lùc kÐo Fk=30¸50 kN -M¸y cì trung b×nh : Lb=4¸5m , Fk=50¸70 kN -M¸y cì nÆng : Lb >5m ,Fk >70kN Chi tiÕt gia c«ng ®­îc kÑp chÆt trªn bµn m¸y chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn qua l¹i .Dao c¾t ®­îc kÑp chÆt trªn bµn dao ®øng .Bµn dao ®­¬ch kÑp chÆt trªn xµ ngang cè ®Þnh khi gia c«ng. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc ,bµn m¸y di chuyÓn qua l¹i theo c¸c chu kú lÆp ®i lÆp l¹i ,mçi chu kú gåm hai hµnh tr×nh thuËn vµ ng­îc .ë hµnh tr×nh thuËn ,thùc hiÖn gia c«ng chi tiÕt ,nªn gäi lµ hµnh tr×nh c¾t gät .ë hµnh tr×nh ng­îc bµn m¸y ch¹y vÒ vÞ trÝ ban ®Çu ,kh«ng c¾t gät ,nªn gäi lµ hµnh tr×nh kh«ng t¶i .Cø sau khi kÕt thóc hµnh tr×nh ng­îc th× bµn dao l¹i chuyÓn theo chiÒu ngang mét kho¶ng gäi lµ l­îng ¨n dao s (mm/hµnh tr×nh kÐp).ChuyÓn ®éng tÞnh tiÕn qua l¹i cña bµn m¸y gäi lµ chuyÓn ®éng chÝnh .DÞch chuyÓn cña bµn dao sau mçi mét hµnh tr×nh kÐp lµ chuyÓn ®éng ¨n dao .ChuyÓn ®éng phô lµ di chuyÓn nhanh cña xµ ,bµn dao ,n©ng ®Çu dao trong hµnh tr×nh kh«ng t¶i . H×nh 1. §å thÞ tèc ®é cña bµn m¸y §å thÞ tèc ®ä cña bµn m¸y ®­îc vÏ trªn h×nh 1.Trong thùc tÕ cßn cã nhiÒu d¹ng ®¬n gi¶n hoÆc phøc t¹p h¬n .Gi¶ thiÕt bµn m¸y ®ang ë ®Çu hµnh tr×nh thuËn vµ ®­îc t¨ng tèc ®é ®Õn tèc ®é V0 =5 ¸15 m/ph (tèc ®é vµo dao )trong kho¶ng thêi gian t1.Sau khi ch¹y æn ®Þnh víi tèc ®é V0 trong kho¶ng thêi gian t2 th× dao c¾t vµo chi tiÕt (dao c¾t vµo chi tiÕt ë tèc ®é thÊp ®Ó tr¸nh søt dao hoÆc chi tiÕt ).Bµn m¸y tiÕp tôc ch¹y æn ®Þnh víi tèc ®é V0 cho ®Õn hÕt thêi gian t3 th× l¹i t¨ng tèc ®é ®Õn Vth (tèc ®é c¾t gät ).Trong thêi gian t5 bµn m¸y chuyÓn ®éng víi tèc ®é Vth vµ thùc hiÖn gia c«ng chi tiÕt .GÇn hÕt hµnh tr×nh thuËn bµn m¸y s¬ bé g¶im tèc ®é ®Õn V0 ,dao ®­îc ra khái chi tiÕt khi tèc ®é cña bµn lµ V0.Sau ®ã bµn m¸y ®¶o chiÒu sang hµnh tr×nh ng­îc ®Õn tèc ®é Vng> Vth thùc hiÖn hµnh tr×nh kh«ng t¶i ,®­a bµn m¸y vÒ vÞ trÝ ban ®Çu (khi ®ã dao ®· ®­îc ®­a ra khái chi tiÕt ).GÇn hÕt hµnh tr×nh ng­îc bµn m¸y ®¶o sang hµnh tr×nh thuËn thùc hiÖn mét chu kú kh¸c.Bµn dao ®­îc di chuyÓn b¾t ®Çu tõ thêi ®iÓm bµn m¸y ®¶o chiÒu tõ hµnh tr×nh ng­îc sang hµnh tr×nh thuËn vµ kÕt thóc di chuyÓn tr­íc khi dao c¾t vµo chi tiÕt . Tèc ®é hµnh tr×nh thuËn Vth ®­îc x¸c ®Þnh t­¬ng øng bëi chÕ ®é c¾t ,th­êng V2=5¸(75¸120) m/ph,tèc ®é gia c«ng lín nhÊt cã thÓ ®¹t (75¸120)m/ph.§Ó t¨ng n¨ng suÊt cña m¸y tèc ®é hµnh tr×nh ng­îc th­êng ®­îc chän lín h¬n tèc ®é hµnh tr×nh thuËn Vng=k.Vth (th­êng k=2¸3). N¨ng suÊt cña m¸y phô thuéc vµo sè hµnh tr×nh kÐp trong mét ®¬n vÞ thêi gian (1-1) trong ®ã : Tck –thêi gian cña mét chu kú lµm viÖc cña bµn m¸y ,[s] tth – thêi gian bµn m¸y chuyÓn ®éng ë hµnh tr×nh thuËn [s] tng - thêi gian bµn m¸y chuyÓn ®éng ë hµnh tr×nh ng­îc [s] Gi¶ sö gia tèc cña bµn m¸y lóc t¨ng vµ gi¶m tèc ®é lµ kh«ng ®æi th× : (1-2) (1-3) trong ®ã : Lth,Lng –chiÒu dµi hµnh tr×nh cña bµn m¸y øng víi tèc ®é æn ®Þnh Vth ,Vng ë hµnh tr×nh thuËn vµ ng­îc. Lg.th ,Lt.th –chiÒu dµi hµnh tr×nh bµn trong qu¸ tr×nh t¨ng tèc (gia tèc )vµ qu¸ tr×nh gi¶m tèc (h·m ) ë hµnh tr×nh thuËn Lg.ng ,Lt.ng –chiÒu dµi hµnh tr×nh bµn trong qu¸ tr×nh t¨ng tèc (gia tèc )vµ qu¸ tr×nh gi¶m tèc (h·m ) ë hµnh tr×nh ng­îc Vth,Vng –tèc ®é hµnh tr×nh thuËn ,ng­îc cña bµn m¸y Thay c¸c tth (1-2) vµ tng(1-2) vµo (1-1) ta nhËn ®­îc : (1-4) trong ®ã : L=Lth+Lg.ht +Lh.th = Lng+Lg.ng +Lh.ng-chiÒu dµi hµnh tr×nh cña bµn m¸y -tØ sè gi÷a tèc ®é hµnh tr×nh thuËn vµ hµnh tr×nh ng­îc t®c –thêi gian ®¶o chiÒu cña m¸y Tõ (1-4) ta thÊy khi ®· chän tèc ®é c¾t Vth th× n¨ng suÊt cña m¸y phô thuéc vµo hÖ sè k vµ thêi gian ®¶o chiÒu t®c .Khi t¨ng K th× n¨ng suÊt cña m¸y t¨ng nh­ng khi k >3 th× n¨ng suÊt cña m¸y t¨ng kh«ng ®¸ng kÓ v× lóc ®ã thêi gian ®¶o chiÒu l¹i t¨ng .NÕu chiÒu dµi bµn L>3m th× t®c Ýt ¶nh h­ëng ®Õn n¨ng suÊt mµ chñ yÕu lµ k .Khi Lb bÐ nhÊt lµ khi tèc ®é thuËn lín Vth=(75¸120)m/ph th× t®c ¶nh huëng nhiÒu ®Õn n¨ng suÊt.V× vËy khi thiÕt kÕ m¸y bµo gi­êng ph¶i lµm gi¶m thêi gian qu¸ tr×nh qu¸ ®é . Mét trong nh÷ng biÖn ph¸p ®ã lµ x¸c ®Þnh tØ sè truyÒn tèi ­u cña c¬ cÊu truyÒn ®éng cña ®éng c¬ ®Õn trôc lµm viÖc,®¶m b¶o m¸y khëi ®éng víi gia tèc cao nhÊt. Ta cã tû sè truyÒn tèi ­u: it.­= Trong ®ã: M : Momen cña ®éng c¬ lóc khëi ®éng,Nm Mc :Momen c¶n trªn trôc lµm viÖc,Nm Jm , Jd :Momen qu¸n tÝnh cña m¸y vµ ®éng c¬,kgm NÕu coi Mc= 0 th×: itu= ViÖc lùa chän tû sè truyÒn tèi ­u ë m¸y bµo gi­êng lµ kh¸ quan träng .Thêi gian qu¸ tr×nh qu¸ ®é phô thuéc vµo m«men qu¸n tÝnh cña m¸y.M«men qu¸n tÝnh cña m¸y tû lÖ víi chiÒu dµi cña m¸y. Tuy nhiªn thêi gian qu¸ tr×nh qu¸ ®é kh«ng thÓ gi¶m nhá qu¸ ®­îc v× bÞ h¹n chÕ bëi: -Lùc ®éng ph¸t sinh trong hÖ thèng -Thêi gian qu¸ tr×nh qu¸ ®é ph¶i ®ñ lín ®Ó di chuyÓn ®Çu dao. II.C¸c yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng truyÒn ®éng m¸y bµo gi­êng 1.TruyÒn ®éng chÝnh. - Ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é truyÒn ®éng chÝnh lµ tØ sè gi÷a tèc ®é lín nhÊt vµ thÊp nhÊt cña bµn m¸y. D = Trong ®ã : Vngmax –tèc ®é lín nhÊt cña bµn m¸y trong hµnh tr×nh ng­îc Vthmin - tèc ®é nhá nhÊt cña bµn m¸y trong hµnh tr×nh thuËn Chän Vthmin =5m/ph Ta cã: D = - §é tr¬n ®iÒu chØnh tèc ®é : lµ tØ sè gi÷a hai gi¸ trÞ kÒ nhau cña tèc ®é trong ®ã lµ tèc ®é cÊp thø i vµ i+1 ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc : trong ®ã z lµ sè cÊp tèc ®é cña m¸y ®èi víi yªu cÇu cña ®Ò th× ta cã -HÖ thèng truyÒn ®éng lµ hÖ truyÒn ®éng cã ®¶o chiÒu quay vµ lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i . -Do m¸y bµo gi­êng chØ cã nhiÖm vô gia c«ng th« bÒ mÆt chi tiÕt ,kh«ng cÇn ®é bãng ,nh½n nªn ®é chÝnh x¸c yªu cÇu kh«ng cao % < 5% Th­êng chän %=2%. -§é æn ®Þnh tèc ®é: Tèc ®é cÇn ®­îc æn ®Þnh trong tr­êng hîp gia c«ng chi tiÕt ,tøc lµ khi dao c¾t c¾t vµo chi tiÕt ®Ó tr¸nh lµm søt mÎ chi tiÕt hoÆc dao c¾t. -Qu¸ tr×nh qu¸ ®é khëi ®éng , h·m yªu cÇu x¶y ra ªm,tr¸nh va ch¹m trong bé truyÒn víi t¸c ®éng cùc ®¹i. 2.TruyÒn ®éng ¨n dao. TruyÒn ®éng ¨n dao lµm vÖc cã tÝnh chÊt chu k×,trong mçi hµnh tr×nh kÐp lµm viÖc mét lÇn Ph¹m vi ®iÒu chØnh l­îng ¨n dao D = ( 100 ¸ 200)/1.L­îng ¨n dao cùc ®¹i cã thÓ ®¹t tíi (80 ¸ 100) mm/hµnh tr×nh kÐp. C¬ cÊu ¨n dao yªu cÇu lµm viÖc víi tÇn sè lín, cã thÓ ®¹t tíi 1000 lÇn/giê HÖ thèng di chuyÓn ®Çu dao cÇn ph¶i ®¶m b¶o theo hai chiÒu c¶ ë chÕ ®é di chuyÓn lµm viÖc vµ di chuyÓn nhanh. TruyÒn ®éng ¨n dao cã thÓ thùc hiÖn b»ng nhiÒu hÖ thèng c¬ khÝ, ®iÖn khÝ, thuû lùc, khÝ nÐn...Th«ng th­êng sö dông réng r·i hÖ thèng ®iÖn c¬ : ®éng c¬ ®iÖn vµ hÖ thèng truyÒn ®éng trôc vÝt - ecu hoÆc b¸nh r¨ng - thanh r¨ng. 3.dÆc tÝnh c¬ : w M,P Ch­¬ng II Ph©n tÝch lùa chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng. Chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng lµ dùa trªn c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ vµ kÕt qu¶ tÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬, tõ ®ã t×m ra mét ph­¬ng ¸n kh¶ thi ®¸p øng ®­îc c¶ yªu cÇu vÒ ®Æc tÝnh kü thuËt vµ kinh tÕ víi c«ng nghÖ ®Æt ra. Lùa chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng tøc lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc lo¹i ®éng c¬ truyÒn ®éng lµ mét chiÒu hay xoay chiÒu, ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é phï hîp víi ®Æc tÝnh t¶i, s¬ ®å nèi bé biÕn ®æi ®¶m b¶o yªu cÇu truyÒn ®éng. Do ®Ò bµi yªu cÇu sö dông ®éng c¬ K§B nªn em chØ ph©n tÝch c¸c ®Æc tÝnh kinh tÕ kü thuËt cña c¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®éng c¬ xoay chiÒu kh«ng ®ång bé ba pha. I. Kh¶o s¸t c¸c ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng 1. HÖ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®éng c¬ a. Nguyªn lý: Theo lý thuyÕt m¸y ®iÖn, ta cã quan hÖ gi÷a m«-men vµ ®iÖn ¸p ®Æt vµo Stato ®éng c¬ nh­ sau: (2-4) Nh­ vËy, ë mét tÇn sè nhÊt ®Þnh, m«-men cña ®éng c¬ K§B tû lÖ víi b×nh ph­¬ng ®iÖn ¸p ®Æt vµo stato. Do ®ã, ta cã thÓ ®iÒu chØnh tèc ®é ®/c K§B b»ng c¸ch ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p stato trong khi gi÷ nguyªn tÇn sè. §Ó thùc hiÖn ®­îc ®iÒu nµy ng­êi ta dïng c¸c bé biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu (§AXC). Thùc tÕ, hÇu hÕt c¸c ®éng c¬ K§B cã tèc ®é tr­ît tíi h¹n (øng víi ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn) nhá, khi dïng ®iÒu chØnh tèc ®é sÏ bÞ h¹n chÕ v× d¶i ®iÒu chØnh hÑp. Ngoµi ra, khi gi¶m ¸p, m«-men ®éng c¬ cßn bÞ gi¶m nhanh theo b×nh ph­¬ng ®iÖn ¸p. V× lý do nµy mµ ph­¬ng ph¸p nµy Ýt ®­îc dïng cho ®éng c¬ K§B roto lång sãc mµ th­êng kÕt hîp víi viÖc ®iÒu chØnh m¹ch roto ®èi víi ®éng c¬ K§B roto d©y quÊn nh»m më réng d¶i ®iÒu chØnh. b. §¸nh gi¸ vÒ ph¹m vi øng dông: + V× viÖc gi¶m ®iÖn ¸p ®Æt vµo stato ®éng c¬, trong khi gi÷ f=const kh«ng lµm thay ®æi tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng, nªn khi t¨ng ®iÖn trë phô ë roto, tèc ®é ®éng c¬ gi¶m, ®é tr­ît tíi h¹n t¨ng lªn kÐo theo t¨ng tæn hao c«ng suÊt tr­ît cña ®éng c¬: (2-5) + Cïng víi lý do trªn, do ph¹m vi ®iÒu chØnh phô thuéc vµo gi¸ trÞ ®iÖn trë phô ®­a vµo m¹ch roto nªn yªu cÇu ®èi víi hÖ cÇn ph¹m vi ®iÒu chØnh réng sÏ m©u thuÉn víi viÖc gi¶m tæn thÊt ®iÒu chØnh ®èi víi tÊt c¶ c¸c hÖ truyÒn ®éng. Tèc ®é ®éng c¬ cµng thÊp (s cµng lín), nhÊt lµ trong tr­êng hîp ®iÒu chØnh s©u tèc ®é, th× tæn hao c«ng suÊt tr­ît cµng lín. Do cã nhiÒu h¹n chÕ nh­ trªn nªn vÊn ®Ò ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p stato ®Ó ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ chØ ®­îc øng dông h¹n hÑp. HiÖn nay, nã th­êng øng dông lµm bé khëi ®éng mÒm (softstart) víi môc ®Ých thay thÕ c¸c bé khëi ®éng cã cÊp dïng r¬-le, c«ng-t¾c-t¬ cho c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt lín vµ rÊt lín so víi l­íi tiªu thô chung. Trong ph¹m vi nµy nã cho phÐp t¹o ra c¸c ®­êng ®Æc tÝnh khëi ®éng ªm, tr¸nh viÖc g©y sôt ¸p l­íi, lµm ¶nh h­ëng ®Õn c¸c t¶i kh¸c khi c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt lín khëi ®éng. Trong øng dông vµo ®iÓu chØnh nã chØ phï hîp víi hÖ truyÒn ®éng víi c¸c phô t¶i cã m«-men lµ hµm t¨ng theo tèc ®é (nh­ qu¹t giã, b¬m ly t©m). Lý thuyÕt chøng minh lµ ®èi víi hÖ truyÒn ®éng cã m«-men t¶i kh«ng ®æi (Mc=const) th× tæn thÊt sÏ rÊt lín khi ®iÒu chØnh. V× vËy, viÖc xem xÐt ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng dïng ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p stato ®èi víi hÖ truyÒn ®éng bµn m¸y bµo gi­êng lµ kh«ng cã ý nghÜa; ®iÒu ®ã cã nghÜa lµ ph­¬ng ¸n dïng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p bÞ lo¹i bá trong ®å ¸n nµy. 2. HÖ ®iÒu chØnh c«ng suÊt tr­ît ®éng c¬ a. Nguyªn lý ®iÒu chØnh: Theo kÕt qu¶ nghiªn cøu m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé th× c«ng suÊt ®iÖn lÊy ra tõ m¹ch roto, ®­îc gäi lµ c«ng suÊt tr­ît, tû lÖ víi ®é tr­ît s. Theo c¸ch tÝnh tæn thÊt khi ®iÒu chØnh th× c«ng suÊt nµy b»ng: (2-6) => Nh­ vËy theo biÓu thøc trªn th× nÕu ta b¶o ®¶m gi÷ c«ng suÊt ®­a vµ m¹ch stato lµ kh«ng ®æi, th× c«ng suÊt ®iÖn tõ P®t còng kh«ng ®æi. Khi ®ã b»ng c¸ch nµo ®ã ta thay ®æi ®­îc tæn hao c«ng suÊt trong m¹ch roto th× ta sÏ thay ®æi ®­îc ®é tr­ît s; tøc lµ ta ®iÒu chØnh ®­îc tèc ®é ®éng c¬. §©y chÝnh lµ tinh thÇn cña viÖc ®iÒu chØnh c«ng suÊt tr­ît. Trong thùc tÕ viÖc thay ®æi DPs cã nhiÒu c¸ch, ®¬n gi¶n nhÊt lµ sö dông ®iÖn trë phô ®­a vµ m¹ch roto lµm t¨ng tæn thÊt. ViÖc nµy ®èi víi c¸c hÖ thèng truyÒn ®éng c«ng suÊt nhá th× kh«ng cã vÊn ®Ò g×, nh­ng víi hÖ truyÒn ®éng c«ng suÊt lín th× c¸c tæn hao lµ ®¸ng kÓ. V× vËy ®Ó tËn dông c«ng suÊt tr­ît ng­êi ta dïng c¸c s¬ ®å nèi tÇng nh»m ®­a c«ng suÊt tr­ît trë l¹i l­íi hoÆc biÕn thµnh c¬ n¨ng h÷u Ých quay trôc ®éng c¬ nµo ®ã, khi ®ã ta cã hÖ truyÒn ®éng nèi cÊp ®ång bé. D­íi ®©y xin giíi thiÖu mét s¬ ®å nguyªn lý cña mét hÖ nèi cÊp: Trong s¬ ®å nµy th× søc ®iÖn ®éng roto ®­îc chØnh l­u thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu qua bé chØnh l­u cÇu diode vµ qua ®iÖn kh¸ng läc cho nguån dßng cÊp cho bé nghÞch l­u phô thuéc.NghÞch l­u lµm viÖc víi gãc ®iÒu khiÓn tõ 90o ®Õn kho¶ng 140o , ®iÒu chØnh gãc ®iÒu khiÓn a trong kho¶ng nµy ta sÏ ®iÒu chØnh ®­îc søc ®iÖn ®éng chØnh l­u trong m¹ch roto; tøc lµ ®iÒu chØnh ®­îc tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng cña ®éng c¬. §Æc tÝnh c¬ ®iÒu chØnh cña hÖ nèi tÇng van ®iÖn ®­îc dùng qua viÖc thay ®æi gãc ®iÒu khiÓn a cña nghÞch l­u ®­îc dùng nh­ h×nh vÏ; trong ®ã do ¶nh h­ëng cña ®iÖn trë stato, ®iÖn trë m¹ch mét chiÒu vµ ®iÖn kh¸ng t¶n cña m¸y biÕn ¸p (MBA) còng nh­ sôt ¸p do chuyÓn m¹ch cña nghÞch l­u vµ chØnh l­u nªn c¸c ®Æc tÝnh cã ®é cøng vµ m«-men tíi h¹n nhá h¬n ®é cøng vµ m«-men tíi h¹n cña ®Æc tÝnh tù nhiªn. b. §¸nh gi¸ vµ ph¹m vi øng dông: + Nh­ ®· ph©n tÝch ë trªn viÖc sö dông s¬ ®å nèi cÊp chØ cã ý nghÜa trong hÖ truyÒn ®éng víi c«ng suÊt lín (th­êng cì trªn 400kW), v× khi ®ã c«ng suÊt tr­ît ®­a vÒ míi lµ ®¸ng kÓ vµ viÖc ®Çu t­ cho c¸c bé biÕn ®æi míi tho¶ ®¸ng, kh«ng l·ng phÝ. + ViÖc t¸i sö dông c«ng suÊt tr­ît râ rµng lµm t¨ng hiÖu suÊt cña hÖ thèng lªn; viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch ®iÒu chØnh l­îng c«ng suÊt ®­a vÒ cã thÓ ®¹t ®­îc nh÷ng chØ tiªu ®iÒu chØnh tèt nh­ ªm,d¶i ®iÒu chØnh kh¸ réng; tuy cã h¹n chÕ lµ m«-men tíi h¹n cã suy gi¶m so víi tù nhiªn, m«-men cña ®éng c¬ bÞ gi¶m khi tèc ®é thÊp. + Mét vÊn ®Ò n÷a lµ ®èi víi c¸c hÖ thèng c«ng suÊt lín vÊn ®Ò quan träng lµ khëi ®éng ®éng c¬, th­êng dïng ®iÖn trë phô kiÓu chÊt láng ®Ó khëi ®éng ®éng c¬ ®Õn vïng tèc ®é lµm viÖc sau ®ã míi chuyÓn sang chÕ ®é ®iÒu chØnh c«ng suÊt tr­ît. V× vËy mµ viÖc sö dông hÖ thèng nµy chØ phï hîp víi c¸c hÖ truyÒn ®éng cã sè lÇn khëi ®éng, dõng m¸y vµ ®¶o chiÒu Ýt hoÆc tèt nhÊt lµ kh«ng cã ®¶o chiÒu. Tõ nh÷ng ®¸nh gi¸ trªn, ®èi chiÕu víi ®Æc ®iÓm cña hÖ truyÒn ®éng bµn m¸y bµo gi­êng nªu ë ch­¬ng ®Çu cïng víi kÕt qu¶ tÝnh c«ng suÊt ®éng c¬ ë ch­¬ng ba ta lo¹i bá viÖc sö dông ph­¬ng ¸n nµy cho hÖ truyÒn ®éng cña ta. Cô thÓ lµ cã hai lý do c¬ b¶n sau: + HÖ truyÒn ®éng cña ta lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i, cã ®¶o chiªu quay + C«ng suÊt ®éng c¬ tÝnh ra thuéc lo¹i kh«ng lín nªn vÊn ®Ò ®Çu t­ c¶ hÖ nèi tÇng lµ kh«ng hiÖu qu¶ vÒ mÆt kinh tÕ. 3. HÖ ®iÒu chØnh xung ®iÖn trë r«to a/ Nguyªn lý ®iÒu chØnh: Tr­íc hÕt cÇn ph¶i nãi r»ng viÖc ®iÒu chØnh ®iÖn trë roto chØ ¸p dông ®­îc víi ®éng c¬ roto d©y quÊn chø kh«ng sö dông ®­îc cho ®éng c¬ roto lång sãc. Nh­ ®· biÕt, víi ®éng c¬ roto d©y quÊn, ta cã thÓ thay ®æi ®­îc ®é cøng cña ®­êng ®Æc tÝnh c¬ b»ng c¸ch ®­a ®iÖn trë phô vµo m¹ch roto ®éng c¬. Thùc chÊt cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ ®iÒu chØnh c«ng suÊt tr­ît; c«ng suÊt tr­ît ë ®©y ®­îc lÊy bít ra vµ ®­îc biÕn thµnh tæn hao nhiÖt n¨ng v« Ých trªn ®iÖn trë. + V× ®é tr­ît tíi h¹n tû lÖ bËc nhÊt víi ®iÖn trë roto nªn: (2-7) NÕu coi ®o¹n ®Æc tÝnh lµm viÖc cña ®éng c¬, tøc lµ ®o¹n cã ®é tr­ît tõ s = 0 ¸ sth, lµ tuyÕn tÝnh th× khi ®iÒu chØnh ®iÖn trë roto ta cã thÓ viÕt: (2-8) Trong ®ã: s0 _ lµ ®é tr­ît tíi h¹n khi ®iÖn trë roto lµ R2 (tøc ®iÖn trë tù nhiªn ë m¹ch roto); cßn s _ lµ ®é tr­ît khi ®iÖn trë roto lµ Rrd=R2+Rf. Theo biÓu thøc m«-men th×: (2-9) Nh­ vËy, khi thay ®æi ®iÖn trë roto, nÕu gi÷ dßng roto I2 kh«ng ®æi th× mo-men kh«ng ®æi vµ kh«ng phô thuéc vµo tèc ®é ®éng c¬. V× vËy, ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn trë roto rÊt thÝch hîp víi hÖ truyÒn ®éng cã m«-men t¶i kh«ng ®æi (x=0). Thùc tÕ, viÖc thay ®æi ®iÖn trë roto dïng cÊp ®iÖn trë ngµy nay Ýt dïng, v× võa cã hiÖu suÊt thÊp, ®é tr¬n ®iÒu chØnh kÐm, ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh l¹i dèc. V× thÕ ®iÒu chØnh xung ®iÖn trë roto dïng van b¸n dÉn víi c¸c m¹ch vßng ®iÒu chØnh sÏ t¹o ®­îc ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cøng vµ ®ñ réng; mÆt kh¸c l¹i dÔ tù ®éng ho¸ viÖc ®iÒu chØnh. Nguyªn lý c¬ b¶n cña bé ®iÒu chØnh xung ®iÖn trë roto nh­ sau: Rtd t w M H 2.2: S¬ ®å nguyªn lý, ho¹t ®éng vµ c¸c ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh b»ng ph­¬ng ph¸p xung ®iÖn trë roto. ~ Ho¹t ®éng ®ãng c¾t cña kho¸ b¸n dÉn S t­¬ng tù nh­ m¹ch ®iÒu chØnh xung ¸p mét chiÒu: + Khi S ®ãng: R0 bÞ lo¹i ra khái m¹ch phÇn øng, dßng roto t¨ng lªn. + Khi S ng¾t: R0 ®­îc ®­a vµo m¹ch, dßng roto l¹i gi¶m. Víi tÇn sè ®ãng c¾t nhÊt ®Þnh, nhê ®iÖn c¶m L mµ dßng roto coi nh­ kh«ng ®æi vµ ta cã mét gi¸ trÞ ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng Rtd trong m¹ch. (2-11) §iÖn trë t­¬ng ®­¬ng Rtd trong m¹ch mét chiÒu ®­îc tÝnh quy ®æi vÒ m¹ch xoay chiÒu ba pha ë roto theo nguyªn t¾c b¶o toµn c«ng suÊt. KÕt qu¶ tÝnh quy ®æi ®­îc: (2-12) Nh­ vËy, ®iÒu chØnh chu kú ®ãng ng¾t cña S ta thay ®æi ®­îc r vµ tõ ®ã thay ®æi ®­îc Rf. Cho r=0 ¸ 1, ta dùng ®­îc hä c¸c ®Æc tÝnh c¬ t­¬ng øng quÐt gÇn nh­ mÆt ph¼ng giíi h¹n bëi ®Æc tÝnh tù nhiªn vµ ®Æc tÝnh c¬ cã ®iÖn trë phô Rf=R0/2. b/ §¸nh gi¸ vµ ph¹m vi øng dông: Cã thÓ nãi viÖc sö dông ph­¬ng ph¸p xung ®iÖn trë roto trong ®iÒu chØnh truyÒn ®éng, vÒ mÆt lý thuyÕt, lµ mét ph­¬ng ph¸p ®¬n gi¶n nhÊt, dÔ thùc hiÖn vµ vËn hµnh; m¹ch ®iÒu chØnh còng rÊt ®¬n gi¶n lµ gåm hai m¹ch vßng ®iÒu chØnh (tèc ®é vµ dßng ®iÖn). + Ph­¬ng ph¸p nµy nh­ ®· ph©n tÝch ë trªn còng rÊt phï hîp víi phô t¶i cã m«-men kh«ng ®æi nh­ bµn m¸y bµo gi­êng. Cô thÓ lµ nã cho phÐp ®iÒu chØnh ®Ó ®éng c¬ cã m«-men khëi ®éng lín b»ng c¸ch thªm mét c¸ch hîp lý ®iÖn trë vµo m¹ch roto trong giai ®o¹n khëi ®éng; cho phÐp ®iÒu chØnh tr¬n vµ d¶i ®iÒu chØnh réng nÕu ta t¨ng ®iÖn trë R0 kÕt hîp víi viÖc dïng mét tô bæ trî cho viÖc më réng ph¹m vi ®iÒu chØnh. MÆt kh¸c, viÖc ®iÒu chØnh ®­îc tiÕn hµnh ë m¹ch roto nªn kh«ng g©y ¶nh h­ëng ®Õn c«ng suÊt ®éng c¬ tiªu thô ®­a vµo stato; tøc lµ kh«ng g©y ¶nh h­ëng ®Õn l­íi ®iÖn vµ t¶i kh¸c khi ®éng c¬ khëi ®éng nh­ ë ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p stato. + Tuy vËy, nh­ ®· ®Ò cËp ë trªn, thùc chÊt cña ph­¬ng ph¸p còng dùa vµo viÖc ®iÒu chØnh c«ng suÊt tr­ît nªn tæn hao trong khi ®iÒu chØnh kh«ng thÓ tr¸nh khái. So víi ph­¬ng ph¸p nèi cÊp nã cã cÊu tróc ®¬n gi¶n h¬n, Ýt vèn ®Çu t­ h¬n, nh­ng l¹i cã tæn thÊt khi ®iÒu chØnh lín h¬n l¹i bÞ tiªu hao v« Ých nªn nã chØ sö dông cho c¸c ®éng c¬ cã c«ng suÊt nhá vµ trung b×nh (d­íi 100kW). Ph©n tÝch ­u vµ nh­îc ®iÓm cña ph­¬ng ¸n dïng ®iÒu chØnh xung ®iÖn trë roto cho hÖ truyÒn ®éng bµn m¸y bµo gi­êng ta thÊy r»ng ®©y lµ mét ph­¬ng ¸n kh¶ thi, ta sÏ xem xÐt kh¶ n¨ng sö dông khi so s¸nh víi ph­¬ng ph¸p biÕn tÇn sÏ ®­îc tr×nh bµy d­íi ®©y. 4. HÖ ®iÒu chØnh tÇn sè ®éng c¬ K§B. a/ Nguyªn lý ®iÒu chØnh: Theo lý thuyÕt m¸y ®iÖn ta cã biÓu thøc: Þ ®iÒu ®ã cã nghÜa lµ thay ®æi tÇn sè sÏ lµm tèc ®é tõ tr­êng quay vµ do ®ã dÉn ®Õn tèc ®é ®éng c¬ thay ®æi. D¹ng ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ khi thay ®æi tÇn sè ®­îc tr×nh bµy d­íi h×nh vÏ sau: f®m H 2.3: §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ K§B khi ®iÒu chØnh tÇn sè. M w + Tõ ®Æc tÝnh c¬ ta thÊy khi tÇn sè t¨ng ( f>f®m), th× m«-men tíi h¹n l¹i gi¶m (víi ®iÖn ¸p gi÷ kh«ng ®æi), cô thÓ lµ: + Trong tr­êng hîp tÇn sè gi¶m, nÕu gi÷ nguyªn ®iÖn ¸p th× dßng ®iÖn ®éng c¬ t¨ng (do f gi¶m Þ X=2pfL còng gi¶m Þ I t¨ng), g©y ¶nh h­ëng xÊu ®Õn c¸c chØ tiªu cña ®éng c¬. V× vËy ®Ó b¶o ®¶m mét sè chØ tiªu mµ kh«ng lµm ®éng c¬ bÞ qu¸ dßng cÇn ph¶i ®iÒu chØnh c¶ ®iÖn ¸p ®éng c¬, cô thÓ lµ gi¶m ®iÖn ¸p cïng víi viÖc gi¶m tÇn sè theo quy luËt nhÊt ®Þnh. b. §¸nh gi¸ vµ ph¹m vi øng dông + Tõ ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ khi ®iÒu chØnh nguån ta cã nhËn xÐt lµ: NÕu ®¶m b¶o ®­îc luËt ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p - tÇn sè th× ta cã mäi ®­êng ®Æc tÝnh c¬ mong muèn khi gi¶m tÇn sè. NghÜa lµ ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè nguån cung cÊp kÕt hîp víi viÖc ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p stato më ra kh¶ n¨ng ¸p dông cho mäi yªu cÇu truyÒn ®éng. + Do cã kh¶ n¨ng linh ho¹t trong viÖc ®iÒu chØnh c¶ tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng vµ tèc ®é tr­ît tíi h¹n; cô thÓ lµ khi tèc ®é tr­ît gi¶m th× tèc ®é kh«ng t¶i còng gi¶m víi tû lÖ t­¬ng øng nªn ph­¬ng ph¸p nµy cho phÐp tæn thÊt ®iÒu chØnh nhá nhÊt. + V× viÖc ®iÒu chØnh tÇn sè yªu cÇu ph¶i ®iÒu chØnh c¶ ®iÖn ¸p nªn viÖc t×m ra quy luËt ®iÒu chØnh vµ trang bÞ thiÕt bÞ ®iÒu chØnh , biÕn ®æi c«ng suÊt phøc t¹p ; nãi chung gi¸ thµnh c¸c bé biÕn tÇn cã ®¾t h¬n gi¸ thµnh cña c¸c bé biÕn ®æi trang bÞ cho c¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh kh¸c. Tõ nh÷ng ph©n tÝch ®¸nh gi¸ trªn ta thÊy r»ng viÖc chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng dïng ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè lµ hoµn toµn cã c¬ së v× tÝnh kinh tÕ khi vËn hµnh còng nh­ ®¸p øng ®­îc yªu cÇu truyÒn ®éng m¸y bµo gi­êng. II. So s¸nh gi÷a c¸c ph­¬ng ¸n kh¶ thi: ë phÇn trªn ta ®· ®i kh¶o s¸t nh÷ng nÐt ®Æc thï cña mçi ph­¬ng ph¸p truyÒn ®éng cho hÖ xoay chiÒu ba pha vµ ®· ®i ®Õn kÕt luËn lµ chØ cã hai ph­¬ng ¸n lµ phï hîp víi yªu cÇu truyÒn ®éng chÝnh m¸y bµo gi­êng. §ã lµ: - Ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng b»ng ph­¬ng ph¸p xung ®iÖn trë roto dïng ®éng c¬ roto d©y quÊn. - Ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng b»ng ph­¬ng ph¸p biÕn tÇn sö dông ®éng c¬ roto lång sãc. §Ó chän ra mét ph­¬ng ¸n thÝch hîp vÒ tÝnh kinh tÕ vµ kü thuËt còng nh­ chi phÝ vËn hµnh d­íi ®©y ta sÏ ®i so s¸nh tõng mÆt cña mçi ph­¬ng ¸n. 1. VÒ tÝnh ®¬n gi¶n trong ®iÒu chØnh VÒ mÆt nµy râ rµng ph­¬ng ph¸p xung ®iÖn trë roto chiÕm ­u thÕ h¬n. Nh­ nguyªn lý ®· ®Ò cËp ë phÇn trªn th× ta chØ viÖc thiÕt kÕ bé ®iÒu chØnh xung ®Ó ®ãng c¾t m¹ch ®iÖn trë roto lµ cã thÓ ®iÒu chØnh ®­îc tèc ®é ®éng c¬. Víi ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè ta cßn ph¶i kÕt hîp víi ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh; ®iÒu nµy lµm phøc t¹p lªn rÊt nhiÒu so víi ph­¬ng ph¸p xung ®iÖn trë. 2. VÒ hiÖu suÊt ®iÒu chØnh, d¶i ®iÒu chØnh vµ kh¶ n¨ng khëi ®éng, kh¶ n¨ng ®¶o chiÒu Nh­ ®· biÕt ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn trë roto thùc chÊt lµ ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh c«ng suÊt tr­ît, nh­ng ë ®©y c«ng suÊt m¹ch roto kh«ng ®­îc ®­a t¸i sinh vÒ nguån hoÆc sö dông h÷u Ých mµ l¹i bÞ tiªu tèn v« Ých trªn ®iÖn trë roto. V× vËy ph­¬ng ph¸p nµy thùc tÕ cho hiÖu suÊt ®iÒu chØnh thÊp (chØ ®¹t cì 10%); d¶i ®iÒu chØnh D =1 ¸ 10; ®Æc biÖt hiÖu suÊt ®iÒu chØnh l¹i tû lÖ nghÞch víi vïng ®iÒu chØnh. Cßn ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè cã kh¶ n¨ng gi÷ cho tæn thÊt c«ng suÊt lµ h»ng nªn tæn thÊt ®iÒu chØnh nãi chung lµ thÊp nhÊt trong c¸c ph­¬ng ph¸p ¸p dông cho hÖ truyÒn ®éng xoay chiÒu. C¶ hai ph­¬ng ph¸p ®Òu cho phÐp cã ®­îc momen khëi ®éng lín, ®Òu cã kh¶ n¨ng khëi ®éng víi momen b»ng momen tíi h¹n lµm viÖc nhÞp nhµng ë hai gãc phÇn t­ (I & IV); tøc lµ cã kh¶ n¨ng ®¶o chiÒu vµ h·m t¸i sinh. Nh­ng víi ph­¬ng ph¸p dïng biÕn tÇn ta cã thÓ ®iÒu khiÓn viÖc ®¶o chiÒu kÕt hîp víi viÖc ®iÒu chØnh xung më c¸c van b¸n dÉn trong bé biÕn ®æi nªn kh¶ n¨ng tù ®éng ho¸ ®iÒu chØnh cao h¬n. 3. VÒ tÝnh kinh tÕ cña ph­¬ng ph¸p truyÒn ®éng Ph­¬ng ¸n dïng bé biÕn tÇn ®Ó ®iÒu chØnh ®éng c¬ roto lång sãc thùc tÕ lµ ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng kinh tÕ. MÆc dï gi¸ thµnh c¸c bé biÕn ®æi tÇn sè cã ®¾t h¬n so víi gi¸ ®Çu t­ cho bé ®iÒu chØnh xung; nh­ng bï l¹ ®éng c¬ kÐo t¶i l¹i dïng ®éng c¬ roto lång sãc víi tÝn ®¬n gi¶n vÒ kÕt cÊu, vËn hµnh tin cËy gi¸ thµnh h¹ h¬n so víi ®éng c¬ roto d©y quÊn sö dông víi bé ®iÒu chØnh xung. Víi m«i tr­êng lµm viÖc nÆng nÒ cña ®éng c¬ truyÒn ®éng bµn m¸y bµo gi­êng th× viÖc xem xÐt kh¶ n¨ng sö dông ®éng c¬ roto lång sãc lµ hîp lý. 4. VÒ lÜnh vùc øng dông, tÝnh tin cËy trong vËn hµnh Do kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tÇn sè ®­a ®Õn kh¶ n¨ng cã mäi ®Æc tÝnh c¬ mong muèn nªn thùc tÕ ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè cã thÓ ¸p dông cho mäi yªu cÇu truyÒn ®éng. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ viÖc sö dông nã cho truyÒn ®éng m¸y bµo gi­êng lµ ®iÒu hiÓn nhiªn. XÐt vÒ mÆt lý thuyÕt th× ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh xung ®iÖn trë dïng Ýt thiÕt bÞ h¬n trong bé biÕn ®æi nªn cã tÝnh tin cËy h¬n. Nh­ng thùc tÕ c¸c van sö dông ph¶i lµm viÖc víi tÇn sè ®ãng më lín, l¹i chÞu dßng roto thùc tÕ kh«ng b»ng ph¼ng nªn lu«n lµm viÖc ë chÕ ®é qu¸ ®é do vËy mµ kh¶ n¨ng háng lµ t¨ng lªn Þ ®é an toµn tin cËy kÐm. Ph­¬ng ¸n dïng biÕn tÇn kh«ng chØ cho phÐp vËn hµnh tin cËy nhê sö dông ®éng c¬ roto d©y quÊn mµ ngay b¶n th©n bé biÕn tÇn nhê nh÷ng tiÕn bé ®ét ph¸ cña thiÕt bÞ c«ng suÊt hiÖn nay dÉn ®Õn kh¶ n¨ng lµm viÖc tin cËy h¬n. H¬n n÷a gi¸ thµnh cña c¸c bé biÕn tÇn hiÖn nay ®· rÎ ®i rÊt nhiÒu so víi thêi kú ®Çu, chóng l¹i cho hiÖu suÊt ®iÒu chØnh cao vËn hµnh tin cËy do ®· cã nhiÒu luËt ®iÒu chØnh phï hîp. Tõ nh÷ng so s¸nh trªn cïng víi viÖc xem xÐt kh¶ n¨ng thùc tÕ hiÖn nay cã thÓ quyÕt ®Þnh chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng dïng c¸c bé biÕn tÇn víi viÖc sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé roto lång sãc. III. Chän s¬ ®å biÕn tÇn: C¸c hÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ xoay chiÒu cã yªu cÇu cao vÒ d¶i ®iÒu chØnh vµ tÝnh chÊt ®éng häc chØ cã thÓ thùc hiÖn ®­îc víi bé biÕn tÇn. C¸c hÖ nµy sö dông ®éng c¬ r«to lång sãc cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, v÷ng ch¾c rÎ cã thÓ lµm viÖc trong mäi m«i tr­êng. Nhù¬c ®iÓm c¬ bµn cña hÖ thèng nµy lµ m¹ch ®iÒu khiÓn rÊt phøc t¹p. Tuú theo yªu cÇu kü thuËt - kinh tÕ mµ ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc cÊu tróc c¬ b¶n cña hÖ biÕn tÇn - ®éng c¬ , theo ®ã cã thÓ chia ra thµnh c¸c lo¹i bé biÕn ®æi sau: + BiÕn tÇn trùc tiÕp: Lµ lo¹i biÕn tÇn cã tÇn sè ®Çu ra lu«n nhá h¬n tÇn sè l­íi f1; fs=(0 ¸ 0,5)f1. §Æc ®iÓm cña lo¹i biÕn tÇn nµy lµ cã sè l­îng c¸c van b¸n dÉn lín, nªn mÆc dï cã ­u ®iÓm lµ biÕn ®æi trùc tiÕp nguån cã tÇn sè nµy sang nguån cã tÇn sè kh¸c víi hiÖu suÊt cao, nh­ng vÉn Ýt sö dông v× lý do kinh tÕ. Thùc tÕ th­êng dïng cho truyÒn ®éng cã c«ng suÊt l._.