Thiết kế truyền động cho cấu trúc

Lôøi noùi ñaàu Cuøng vôùi söï ñi leân cuûa coâng nghieäp hoaù vaø hieän ñaïi hoaù ñaát nöôùc ,thì moät thieát bò goùp phaàn khoâng nhoû vaøo chaát löôïng saûn phaåm cuûng nhö söï ñi leân cuûa moät nhaø maùy, xí nghieäp vaø caùc nghaønh coâng nghieäp khaâc, khoâng ai khaùc ñoù chính laø caàu truïc. Caàu truïc laø moät thieát bò laøm vieäc naëng neà ñeå naâng haï caùc taûi troïng,tuy laø moät thieát bò naëng neà coàng keành nhöng noù laïi khoâng theå thieáu trong caùc nhaø maùy, xí nghieäp. Trong phaïm vi ñeà taøi”Thieát keá truyeàn ñoäng cho caàu truïc “ thì ngoaøi vieäc tính toaùn choïn ñoäng cô theá naøo cho phuø hôïp thì phöông aùn thieát keá truyeàn ñoäng laø khoâng theå thieáu ñöôïc vaø trong ñeà taøi naøy em duøng phöông aùn Thieát keá heä truyeàn ñoäng cho caàu truïc duøng ñoäng cô xoay chieàu ñieàu chænh baèng bieán taàn Trong saûn xuaát coâng nghieäp hieän ñaïi, ñeå naâng cao naêng suaát, hieäu suaát söû duïng cuûa maùy, naâng cao chaát löôïng saûn phaåm vaø caùc phöông phaùp töï ñoäng hoùa daây chuyeàn saûn xuaát thì heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän coù ñieàu chænh taàn soá laø khoâng theå thieáu. Vì vaäy nhieàu loaïi ñoäng cô ñieän ñaõ ñöôïc cheá taïo vaø hoaøn thieän cao hôn. Trong ñoù ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boäâ chieám tæ leä lôùn trong coâng nghieäp, do noù coù nhieàu öu ñieåm noåi baät nhö: giaù thaønh thaáp, deå söû duïng, baûo quaûn ñôn giaûn, chi phí vaän haønh thaáp,.. Ngaøy nay, do öùng duïng cuûa tieán boä khoa hoïc kyõ thuaät ñieän töû, söï phaùt trieån cuûa coâng nghieäp, kyõ thuaät töï ñoäng hoaù vaø moïi sinh hoaït cuûa nhaân daân maø phaïm vi söû duïng ñoäng cô ñoäng cô khoâng ñoàng boä roäng raûi hôn. Ch­¬ngI: §Æc ®iÓm c«ng nghÖ vµ yªu cÇu truyÒn ®éng. 1 1. CÊu t¹o cña cÇu trôc. CÊu t¹o cña cÇu trôc gåm 3 bé phËn chÝnh. + Xe cÇu: Gåm hai dÇm chÝnh hoÆc khung dµn chÝnh ®­îc chÕ t¹o b»ng thÐp cã ®é cøng kh«ng gian ®Æt c¸ch nhau mét kho¶ng t­¬ng øng víi kho¶ng c¸ch b¸nh xe cña xe con. Hai ®Çu cÇu ®­îc liªn kÕt c¬ khÝ víi hai dÇm ngang t¹o thµnh khung h×nh ch÷ nhËt trong mÆt ph¼ng ngang. C¸c b¸nh xe cña cÇu trôc ®­îc thiÕt kÕ trªn c¸c dÇm ngang cña khung h×nh ch÷ nhËt t¹o ®iÒu kiÖn cho cÇu trôc ch¹y däc suèt nhµ x­ëng. + Xe con: Trªn xe con ®Æt c¬ cÇu n©ng vµ c¬ cÊu di chuyÓn xe con. Tuú theo c«ng dông cña cÇu trôc mµ trªn xe con cã mét hoÆc hai c¬ cÊu n©ng. Xe con cã thÓ di chuyÓn däc trªn xe cÇu t¹o ®iÒu kiÖn cho cÇu trôc cã thÓ di chuyÓn ®­îc trong suèt chiÒu ngang ph©n x­ëng. Gph 3 2 1 Nc + C¬ cÊu n©ng h¹: Th­êng cã tang c¾t thµnh r·nh xo¾n hai chiÒu ®Ó cuén c¸p n©ng vµ h¹. Cuèi hai ®Çu d©y c¸p m¾c pal¨ng kÐp ®Ó ®¶m b¶o n©ng h¹ t¶i träng theo ph­¬ng th¼ng ®øng. Toµn bé c¬ cÇu tang, hép biÕn tèc, ®éng c¬ ®­îc ®Æt trªn xe con. + C¬ cÊu phanh h·m Phanh h·m lµ bé phËn kh«ng thÓ thiÕu trong c¬ cÊu chÝnh cña cÇu trôc. Phanh dïng trong cÇu trôc th­êng cã 3 lo¹i: Phanh guèc, phanh dÜa vµ phanh ®ai. Nguyªn lý ho¹t ®éng c¬ b¶n gièng nhau m« t¶ c¬ cÊu phanh ®ai gåm 1.M¸ phanh, 2.Cuén d©y nam ch©m phanh ( hoÆc dïng ®éng c¬ b¬m thuû lùc t¹o lùc ®ãng më); 3.§èi träng phanh. Khi ®éng c¬ cña c¬ cÊu ®ãng vµo l­íi ®iÖn th× ®ång thêi ®éng c¬ phanh còng cã ®iÖn b¬m thuû lùc më m¸ phanh gi¶i phãng trôc ®éng c¬ ®Ó ®éng c¬ lµm viÖc. Khi ®éng c¬ ngõng lµm viÖc th× ®éng c¬ phanh mÊt ®iÖn Ðp chÆt m¸ phanh vµo trôc ®éng c¬ ®Ó h·m. §èi víi c¬ cÊu n©ng h¹ cÇu trôc lo¹i nÆng th­êng ng­êi ta dïng 2 phanh ®Ó ®¶m b¶o an toµn. *Nhê ®Æc ®iÓm cÊu t¹o nh­ trªn cÇu trôc cã thÓ di chuyÓn phô t¶i theo 3 ph­¬ng phñ kÝn mÆt b»ng nhµ x­ëng. - ChuyÓn ®éng theo ph­¬ng th¼ng ®øng lµ chuyÓn ®éng chÝnh nhê cã c¬ cÊu n©ng h¹ ®Æt trªn xe con. - ChuyÓn ®éng däc theo ph©n x­ëng lµ nhê hÖ thèng chuyÓn ®éng ®Æt trªn xe cÇu. - ChuyÓn ®éng ngang theo ph©n x­ëng nhê hÖ thèng truyÒn ®éng trªn xe con (xe trôc). 2. §Æc ®iÓm c«ng nghÖ. - CÇu trôc lµm viÖc trong m«i tr­êng rÊt nÆng nÒ nh­ ngoµi h¶i c¶ng, c¸c nhµ m¸y ho¸ chÊt, xÝ nghiÖp luyÖn kim v.v... - Lµm viÖc ë chÕ ®é ®ãng, c¾t cao. - Ngoµi ra tuú vµo qu¸ tr×nh c«ng nghÖ mµ cÇu trôc phôc vô ta cã thªm mét sè yªu cÇu c«ng nghÖ kh¸c nh­: - CÇu trôc vËn chuyÓn ®­îc dïng réng r·i yªu cÇu vÒ ®é chÝnh x¸c kh«ng cao - CÇu trôc l¾p r¸p phÇn lín ®­îc dïng trong c¸c nhµ m¸y xÝ nghiÖp nhÊt lµ trong c¸c nhµ m¸y c¬ khÝ. Nã dïng ®Ó l¾p ghÐp c¸c chi tiÕt m¸y mãc yªu cÇu lµm viÖc cña nã yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cao, cô thÓ lµ qu¸ tr×nh më m¸y ph¶i ªm, d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é réng, dõng chÝnh x¸c n¬i lÊy tr¶ hµng. - C¸c khÝ cô ®iÖn, thiÕt bÞ ®iÖn trong hÖ thèng truyÒn ®éng vµ trang bÞ ®iÖn cña cÇu trôc ph¶i lµm viÖc tin cËy trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt, an toµn trong vËn hµnh vµ khai th¸c. * Tõ cÊu t¹o chung vµ ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ cïng víi yªu cÇu vÒ thiÕt kÕ m«n häc yªu cÇu thiÕt kÕ: - ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho cÇu trôc (trong ph©n x­ëng l¾p r¸p) cã c¸c th«ng sè sau: + G=120T + G0=1,2T + Lùc c¶n chuyÓn ®éng khi t¶i ®Þnh møc Fc=6400 N + Lùc c¶n chuyÓn ®éng khi kh«ng t¶i Fco=3200 N + ChiÒu dµi x­ëng L=50m(Tù chän) + Tèc ®é di chuyÓn : v=0,04—0,6 m/s + Tû sè truyÒn: i=15 + Db=0,4m + HiÖu suÊt c¬ cÊu =0,8 3. Yªu cÇu truyÒn ®éng. a. §Æc tÝnh t¶i - Phô t¶i cña c¬ cÊu xe cÇu lµ phô t¶i ®éng n¨ng. §éng c¬ cho truyÒn ®éng xe cÇu lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i. HvÏ:§å thÞ ph¸t nhiÖt cña ®éng c¬.  Phô t¶i mang tÝnh chÊt lÆp l¹i thay ®æi, thêi gian lµm viÖc vµ nghØ xen kÏ nhau. NhiÖt ph¸t nãng cña ®éng c¬ ch­a ®¹t ®Õn nhiÖt b·o hoµ ®· ®­îc gi¶m do mÊt t¶i. NhiÖt ®é suy gi¶m ch­a tíi gi¸ trÞ ban ®Çu l¹i t¨ng lªn do t¨ng t¶i. b. Yªu cÇu vÒ khëi ®éng vµ h·m truyÒn ®éng - §èi víi truyÒn ®éng n©ng h¹ t¶i gia tèc khëi ®éng nhá nhÊt lµ tkd 5V (s) víi v - tèc ®é n©ng t¶i (m/s) - Thêi gian h·m còng ®­îc tÝnh t­¬ng tù nh­ trªn c. Yªu cÇu vÒ hµm vµ dõng khÈn cÊp - Sö dông phanh h·m ®Ó h¹n chÕ tèc ®é khi chuÈn bÞ dõng vµ khi mÊt ®iÖn - Dõng chÝnh x¸c t¹i n¬i lÊy vµ tr¶ t¶i. d. §é chÝnh x¸c. - D¶i ®iÒu chØnh tèc ®é e. Nh÷ng yªu cÇu kh¸c. - VÊn ®Ò tÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬. - §¶m b¶o chiÒu quay - Khi lµm viÖc víi thêi gian ®ãng m¸y cho tr­íc ®éng c¬ kh«ng bÞ ®èt nãng qu¸ møc. - C«ng suÊt ®éng c¬ cÇn ph¶i ®ñ ®Ó ®¶m b¶o thêi gian khëi ®éng trong quy ®Þnh - ViÖc t¨ng c«ng suÊt ®éng c¬ lªn qu¸ lín còng kh«ng cho phÐp do: - Khi cã kh¶ n¨ng lµm t¨ng gia tèc cÇu trôc (c¬ cÊu di chuyÓn) cã thÓ dÉn tíi dao ®éng m¹nh, t¶i bÞ dËt m¹nh. - T¨ng vèn ®Çu t­ ban ®Çu. - Ph¶i thiÕt kÕ ®Ó c¬ cÊu lµm viÖc an toµn ë chÕ ®é nÆng nÒ nhÊt. - C¸c thiÕt bÞ cÇu trôc ph¶i ®¶m b¶o lµm viÖc an toµn ë ®iÖn ¸p b»ng 85% ®iÖn ¸p ®Þnh møc. - Khi kh«ng cã t¶i träng (kh«ng t¶i) m« men cña ®éng c¬ kh«ng v­ît qu¸ (15¸20)% M®m , ®èi víi c¬ cÊu n©ng cña cÇu trôc gÇu ngo¹m ®¹t tíi 50% M®m, ®èi víi ®éng c¬ di chuyÓn xe con b»ng (50¸55)% M®m. Quan hÖ gi÷a m« men vµ t¶i träng m« t¶ trªn h×nh G/G®m 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 1,0 M/M®m 1 2 3 0,2 0,4 0,6 0, Ch­¬ng II chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng ,tÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ vµ m¹ch lùc I: Chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng: Chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng lµ chän ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®éng c¬ cña cÇu trôc lµ tèi ­u nhÊt ®¶m b¶o mäi yªu cÇu vÒ c«ng nghÖ còng nh­ truyÒn ®éng cña cÇu trôc . CÇu trôc lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i,cã ®¶o chiÒu quay . §éng c¬ dïng cho cÇu trôc cã thÓ lµ ®éng c¬ mét chiÒu hoÆc ®éng c¬ K§B . ë ®©y ta ®­a ra 3 ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ I.§èi víi ®éng c¬ mét chiÒu 1.§iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng hÖ truyÒn ®éng m¸y ph¸t -®éng c¬ mét chiÒu (F - § ): HÖ thèng m¸y ph¸t - ®éng c¬ ( F -§) lµ hÖ truyÒn ®éng ®iÖn mµ bé biÕn ®æi lµ m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp . M¸y ph¸t nµy th­êng do ®éng c¬ s¬ cÊp K§B ba pha quay vµ coi tèc ®é quay cña m¸y ph¸t lµ kh«ng ®æi TÝnh chÊt nµy cña m¸y ph¸t ®­îc x¸c ®Þnh bëi hai ®Æc tÝnh ®Æc tÝnh tõ ho¸ lµ sù phô thuéc gi÷a søc ®iÖn ®éng cña ®iÖn ¸p r¬i trªn hai cùc cña m¸y ph¸t vµo dßng ®iÖn t¶i c¸c ®Æc tÝnh nµy lµ phi tuyÕn do tÝnh chÊt cña lâi s¾t , do c¸c ph¶n øng cña dßng ®iÖn phÇn øng NÕu d©y quÊn kÝch thÝch cña m¸y ®­îc cÊp bëi nguån ¸p lý t­ëng th× Ikf = Ukf/Rkf NÕu ta ®Æt R = R­f +R­d th× ta cã thÓ viÕt ph­¬ng tr×nh c¸c ®Æc tÝnh cña hÖ F-§ nh­ sau: BiÓu thøc trªn chøng tá r»ng khi ®iÒu chØnh dßng ®iÖn kÝch tõ cña m¸y ph¸t th× ®iÒu chØnh tèc ®é kh«ng t¶i cña hÖ thèng cßn ®é cøng th× gi÷ nguyªn. §Æc ®iÓm chØ tiªu chÊt l­îng cña hÖ m¸y ph¸t ®éng c¬ vÒ c¬ b¶n t­¬ng tù nh­ hÖ ®iÒu ¸p dïng bé biÕn ®æi nãi chung ¦u ®iÓm næi bËt cña hÖ m¸y ph¸t ®éng c¬ lµ sù chuyÓn tr¹ng th¸i lµm viÖc rÊt linh ho¹t, kh¶ n¨ng qu¸ t¶i lín. Do vËy th­êng sö dông hÖ nguån truyÒn déng F-§ ë c¸c m¸y khai th¸c c«ng nghiÖp má Nh­îc ®iÓm c¬ b¶n quan träng cña hÖ m¸y ph¸t - ®éng c¬ lµ dïng nhiÒu m¸y ®iÖn quay trong ®ã Ýt nhÊt lµ hai m¸y ®iÖn mét chiÒu g©y ån lín c«ng suÊt l¾p ®Æt m¸y Ýt nhÊt gÊp ba lÇn c«ng suÊt cña ®éng c¬ chÊp hµnh. Ngoµi ra do m¸y ph¸t cã tõ d­ ®Æc tÝnh tõ ho¸ cã trÔ nªn khã ®iÒu chØnh tèc ®é 2.HÖ chØnh l­u Thyristo- §éng c¬ mét chiÒu +¦u ®iÓm: -§é t¸c ®éng nhanh,kh«ng g©y tiÕng ån vµ ®Æc biÖt dÔ tù ®éng ho¸ do c¸c van b¸n dÉn cã hÖ sè khuyÕch ®¹i c«ng suÊt cao . -ThuËn tiÖn cho viÖc thiÕt lËp c¸c hÖ thèng ®IÒu chØnh nhiÒu vßng ®Ó n©ng cao chÊt l­îng c¸c ®Æc tÝnh tÜnh vµ ®éng cña hÖ thèng. +Nh­îc ®iÓm: -Dïng c¸c van b¸n dÉn cã tÝnh phi tuyÕn nªn d¹ng ®IÖn ¸p chØnh l­u ra cã biªn ®é ®Ëp m¹ch cao g©y tæn thÊt phô trong m¸y ®iÖn ë c¸c truyÒn ®éng c«ng suÊt lín vµ lµm xÊu d¹ng ®iÖn ¸p cña nguån xoay chiÒu .HÖ sè cosj thÊp. II.§èi víi ®éng c¬ K§B: 1. §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ K§B b»ng ph­¬ng ph¸p xung ®iÖn trë: §éng c¬ K§B cã thÓ ®iÒu chØnh tèc ®é K§B b»ng c¸ch ®iÒu chØnh ®iÖn trë m¹ch r« to, trong môc nµy chóng kh¶o s¸t viÖc thùc hiÖn ®iÒu chØnh tr¬n ®iÖn trë m¹ch r«to b»ng c¸c van b¸n dÉn, ­u thÕ cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ dÔ tù ®éng ho¸ viÖc ®iÒu chØnh . §iÖn trë trong m¹ch r«to ®éng c¬ K§B Rr = Rrd+Rf Trong ®ã Rrd ®iÖn trë d©y quÊn r«to Rf ®iÖn trë ngoµi m¾c thªm vµo r«to Khi ®iÒu chØnh gi¸ trÞ ®iÖn trë m¹ch r«to th× m«men tíi h¹n cña ®éng c¬ K§B kh«ng thay ®æi vµ ®é tr­ît tíi h¹n th× tû lÖ bËc nhÊt víi ®iÖn trë . NÕu coi ®o¹n ®Æc tÝnh lµm viÖc cña ®éng c¬ K§B tøc lµ ®o¹n cã ®é tr­ît tõ s = 0 tíi s = sth lµ th¼ng th× khi ®iÒu chØnh ®iÖn trë ta cã thÓ viÕt Trong ®ã s lµ ®é tr­ît khi ®iÖn trë m¹ch r«to lµ Rr si lµ ®é tr­ît khi ®iÖn trë m¹ch roto lµ Rrd NÕu gi÷ dßng ®iÖn r«to kh«ng ®æi th× m«men còng kh«ng ®æi vµ phô thuéc vµo tèc ®é ®éng c¬ . V× thÕ mµ cã thÓ øng dông ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn trë m¹ch r« to cho truyÒn ®éng cã m«men t¶i kh«ng ®æi M¹ch ®iÒu khiÓn gåm ®iÖn trë Ro nèi song song víi kho¸ b¸n dÉn T1. Khãa T1 sÏ ®­îc ®ãng ng¾t mét c¸ch chu kú ®Ó ®iÒu chØnh gi¸ trÞ ®iÖn trë trung b×nh cña toµn m¹ch. Khi T1 ®ãng ®iÖn trë Ro bÞ lo¹i ra khái m¹ch dßng ®iÖn r«to t¨ng lªn . Khi T1 ng¾t ®iÖn trë Ro l¹i ®­îc ®­a vµo m¹ch dßng ®iÖn r«to l¹i gi¶m xuèng . Víi tÇn sè ®ãng c¾t nhÊt ®Þnh , nhê cã ®iÖn c¶m L mµ dßng ®iÖn r«to coi nh­ kh«ng ®æi vµ cã mét gi¸ trÞ ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng Re trong m¹ch .Thêi gian ng¾t tn = T-t® NÕu ®iÒu chØnh tr¬n tØ sè gi÷a thêi gian ®ãng vµ thêi gian ng¾t ta ®iÒu chØnh tr¬n gi¸ trÞ ®iÖn trë trong m¹ch r«to §iÖn trë t­¬ng ®­¬ng trong m¹ch 1 chiÒu tÝnh ®æi vÒ m¹ch xoay chiÒu ë r«to theo qui t¾c b¶o toµn c«ng suÊt tæn hao trong m¹ch r«to. C¬ së ®Ó tÝnh tæn hao c«ng suÊt lµ nh­ nhau. Khi dïng chØnh l­u cÇu ba pha th× ®iÖn trë tÝnh ®æi lµ: Khi cã ®iÖn trë tÝnh ®æi, dÔ dµng dùng d­îc ®Æc tÝnh c¬ theo ph­¬ng ph¸p th«ng th­êng, hä ®Æc tÝnh c¬ nµy quÐt kÝn phÇn mÆt ph¼ng giíi h¹n bëi ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn vµ ®Æc tÝnh c¬ cã ®iÖn trë phô Rf = 0,5Ro §Ó më réng ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é vµ m«men cã thÓ nèi tiÕp ®iÖn trë Ro víi mét tô ®iÖn cã ®iÖn dung ®ñ lín. 2 . §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ K§B b»ng ph­¬ng ph¸p tÇn sè: Nguyªn lý vµ quy luËt ®iÒu chØnh khi thay ®æi tÇn sè Töø bieåu thöùc: (6-1) Ta thaáy, toác ñoä ñoàng boä cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä coù theå thay ñoåi neáu ta thay ñoåi taàn soá löôùi ñieän f1. Do ñoù toác ñoä cuûa ñoäng cô n = n1(1 – s) (6-2), cuõng thay ñoåi theo. Khi thay ñoåi taàn soá löôùi ñieän f1, nhaän thaáy nhö sau: (6-3) *Neáu boû qua ñieän trôû daây quaán stato, töùc laø xem r1 = 0 thì moâmen tôùi haïn cöïc ñaïi laø: Trong ñoù: w1 toác ñoä goùc ñoàng boä (6-4) (6-5) (6-6) xn = w1Ln Ln = L1 + L’2 Thay (6-4) vaø (6-5) vaøo (6-3), ta ñöôïc: (6-6) (6-7) Bieåu thöùc (6-7) cho ta thaáy khi taêng taàn soá nguoàn maø vaãn giöõ nguyeân U1 thì moâmen tôùi haïn cöïc ñaïi Mt giaûm raát nhieàu. Do ñoù khi thay ñoåi taàn soá f1 thì ñoàng thôøi phaûi thay ñoåi U1 theo caùc quy luaät nhaát ñònh nhaèm ñaûm baûo söï laøm vieäc töông öùng giöõa moâmen ñoäng cô vaø moâmen phuï taûi. Nghóa laø tæ soá giöõa moâmen cöïc ñaïi cuûa ñoäng cô vaø moâmen phuï taûi tónh ñoái vôùi caùc ñaëc tính cô laø haèng soá. (6-8) Ñaëc tính cô cuûa boä phaän laøm vieäc laø quan heä giöõa toác ñoä quay cuûa moâmen phuï taûi leân truïc quay. Mc = f(n) Theo bieåu thöùc thöïc nghieäm mang tính chaát toång quaùt ñeå moâ taû daïng ñaëc tính cô cuûa boä phaän laøm vieäc nhö sau: (6-9) Trong ñoù: Mc Moâmen caûn cuûa boä phaän laøm vieäc leân truïc quay ôû toác ñoä n (Nm) Mco Moâmen caûn cuûa boä phaän laøm vieäc leân truïc quay khi n= 0. Mcñm Moâmen caûn cuûa boä phaän laøm vieäc leân truïc quay khi n = nñm. x laø soá muõ ñaëc tröng moâ taû daïng ñaëc tính cô cuûa boä phaän laøm vieäc (cô caáu saûn xuaát) khaùc nhau. Goàm boán daïng nhö sau: (6-9a) * x = 0, ta coù: Mc = Mcñm = const, Ñaây laø ñaëc tính cô ñaëc tröng cho heä thoáng naâng vaø luoân coù giaù trò nhaát ñònh (ñöôøng 1 treân hình 6-1). * x = 1 (6-9b) Ñaëc tính cô coù daïng: Mc = a + bn Mc tæ leä baäc nhaát vôùi toác ñoä. Ñaây laø ñaëc tính ñaëc tröng cho maùy phaùt ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp vôùi phuï taûi maùy phaùt laø moät ñieän trôû thuaàn ( ñöôøng 2 hình 6-1). * x = -1 (6-9c) Ñaëc tính coù daïng: Moâmen tæ leä nghòch vôùi toác ñoä, ñaëc tính naøy ñaëc tröng cho caùc maùy caét kim loaïi (ñöôøng 3 hình 6-1) (6-9d) * x = 2 Ñaëc tính coù daïng: Mc = a + bn2 Moâmen tæ leä vôùi bình phöông toác ñoä, laø ñaëc tính ñaëc tröng cho maùy neùn, taøu thuûy,..(ñöôøng 4 hình 6-1) Mc 0 n 1 2 3 4 Hình 6-1. Caùc daïng ñaëc tính. Nhö vaäy, muoán ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä baèng caùch thay ñoåi taàn soá ta phaûi coù moät boä nguoàn xoay chieàu coù theå ñieàu chænh taàn soá ñieän aùp moät caùch ñoàng thôøi theo caùc quy luaät nhö sau: Nhö vaäy daïng ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä khi thay ñoåi taàn soá theo quy luaät ñieàu chænh hình 6-2. M 0 n M Mc = a+b/n n1.1 ncb n1.2 f1.1 f1ñm f1.2 n1.1 n1cb n1.2 Mc n 0 Mc = const f1.1 f1ñm f1.2 M n Mc = a+bn2 0 n1.1 n1cb n1.2 f1.1 f1ñm f1.2 Hình 6-2. Caùc daïng ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä khi thay ñoåi taàn soá theo quy luaät ñieàu chænh U vaø f Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch biÕn ®æi tÇn nguån ¸p, cho phÐp më réng ph¹m vi sö dông ®éng c¬ K§B trong nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp. Nã cho phÐp më réng d¶i ®iÒu chØnh vµ n©ng cao tÝnh chÊt ®éng häc cña hÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ xoay chiÒu nãi chung vµ ®éng c¬ K§B nãi riªng. Tr­íc hÕt chóng ta øng dông cho c¸c thiÕt bÞ cÇn thay ®æi tèc ®é nhiÒu ®éng c¬ cïng mét lóc nh­ c¸c truyÒn ®éng cña nhãm m¸y dÖt, b¨ng t¶i, b¸nh l¨n ... ph­¬ng ph¸p nµy cßn ®­îc øng dông cho c¶ c¸c thiÕt bÞ ®¬n lÎ nhÊt lµ nh÷ng c¬ cÊu cã yªu cÇu tèc tèc ®é cao nh­ m¸y ly t©m , m¸y mµi . §Æc biÖt lµ hÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch biÕn ®æi nguån cung cÊp sö dông cho ®éng c¬ K§B r«to lång sãc sÏ cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n v÷ng ch¾c gi¸ thµnh h¹ cã thÓ lµm viÖc trong nhiÒu m«i tr­êng Nh­îc ®iÓm c¬ b¶n cña hÖ thèng nµy lµ m¹ch ®iÒu khiÓn rÊt phøc t¹p §èi víi hÖ thèng nµy ®éng c¬ kh«ng nhËn ®iÖn tõ l­íi chung mµ tõ mét bé biÕn tÇn. Bé biÕn tÇn nµy cã kh¶ n¨ng biÕn ®æi tÇn sè vµ ®iÖn ¸p ra mét c¸ch ®éc lËp víi nhau . Trong phÇn nµy ®Ò cËp ®Õn hai néi dung : Nguyªn lý ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ K§B b»ng c¸ch biÕn ®æi tÇn sè vµ c¸c lo¹i biÕn tÇn dïng trong hÖ truyÒn ®éng biÕn tÇn - ®éng c¬ K§B a . Nguyªn lý ®iÒu chØnh tÇn sè: Nguyªn lý ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ K§B b»ng c¸ch biÕn ®æi tÇn sè fi cña ®iÖn ¸p stato ®­îc rót ra tõ biÓu thøc x¸c ®Þnh ®éng c¬ K§B ws = 2.p.fs VËy søc ®iÖn ®éng cña d©y quÊn stato cña ®éng c¬ tû lÖ víi tÇn sè ra vµ tõ th«ng Es = C.f.fs MÆt kh¸c nÕu bá qua ®é sôt ¸p trªn tæng trë d©y quÊn stato tøc coi VËy ®ång thêi víi viÖc ®iÒu chØnh tÇn sè ta ph¶i ®iÒu chØnh c¶ ®iÖn ¸p nguån cung cÊp. Tõ c«ng thøc trªn ta thÊy khi ®iÒu chØnh tÇn sè mµ gi÷ nguyªn ®iÖn ¸p nguån Us kh«ng ®æi th× tõ th«ng ®éng c¬ sÏ biÕn thiªn *Khi ¦s gi¶m tõ th«ng f cña ®éng c¬ lín lªn lµm cho m¹ch tõ b·o hoµ vµ dßng ®iÖn tõ ho¸ lín lªn. Do c¸c chØ tiªu n¨ng l­îng xÊu ®i vµ ®«i khi nhiÒu ®éng c¬ cßn ph¸t n¨ng l­îng qu¸ møc cho phÐp. *Khi ¦s t¨ng tõ th«ng f cña ®éng c¬ gi¶m xuèng vµ nÕu m«men phô t¶i kh«ng ®æi th× theo biÓu thøc M = k.f.I.n.cosf ta thÊy dßng ®iÖn r«to Ir ph¶i t¨ng lªn.VËy trong tr­êng hîp nµy d©y quÊn ®éng c¬ chÞu qu¸ t¶i cßn lâi thÐp th× ph¶i non t¶i. Ngoµi ra còng v× lý do trªn m«men cho phÐp vµ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i cña ®éng c¬ gi¶m xuèng. V× vËy ®Ó tËn dông kh¶ n¨ng ®éng c¬ mét c¸ch tèt nhÊt lµ khi ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng ph­¬ng ph¸p biÕn ®æi tÇn sè ng­êi ta cßn ph¶i ®iÒu chØnh c¶ ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn theo hµm cña tÇn sè vµ phô t¶i ViÖc ®iÒu chØnh nµy chØ theo hµm cña tÇn sè cã ®Æc m¸y s¶n xuÊt cã thÓ ®­îc thùc hiÖn trong hÖ kÝn . Khi ®ã nhê c¸c m¹ch håi tiÕp ®iÖn ¸p øng víi mét tÇn cho tr­íc nµo ®ã sÏ biÕn ®æi theo phô t¶i Yªu cÇu chÝnh ®èi víi ®Æc tÝnh cña truyÒn ®éng ®iÒu chØnh tÇn sè ®¶m b¶o ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ vµ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i trong toµn bé d¶i ®iÒu chØnh tÇn sè vµ phô t¶i ngoµi ra cßn cã thÓ cã vµi yªu cÇu vÒ ®iÒu chØnh tèi ­u trong chÕ ®é tÜnh b. C¸c lo¹i biÕn tÇn : Gåm hai lo¹i: BiÕn tÇn trùc tiÕp BiÕn tÇn gi¸n tiÕp *.BiÕn tÇn trùc tiÕp: §iÖn ¸p vµo BT cã ®iÖn ¸p U1 vµ tÇn sè f1 chØ qua mét m¹ch van lµ ra ngay t¶I víi tÇn sè f2,U2. §Æc ®iÓm: HiÖu suÊt biÕn ®æi n¨ng l­îng cao do chØ cã mét lÇn biÕn ®æi ®iÖn n¨ng .Thùc hiÖn h·m t¸i sinh n¨ng l­îng mµ kh«ng cÇn m¹ch ®iÖn phô. HÖ sè c«ng suÊt thÊp,tÇn sè ®iÒu chØnh bÞ giíi h¹n trªn bëi tÇn sè nguån cung cÊp.Th­êng dïng cho hÖ truyÒn ®éng c«ng suÊt lín,tèc ®é lµm viÖc thÊp. *.BiÕn tÇn gi¸n tiÕp: a BiÕn tÇn nguån ¸p: §Æc ®iÓm lµ ®iÖn ¸p ra trªn t¶i ®­îc ®Þnh h×nh s½n cßn d¹ng dßng ®iÖn t¶i l¹i Ýt phô thuéc vµo tÝnh chÊt t¶i .ViÖc ®iÒu chØnh tÇn sè ®iÖn ¸p ra trªn t¶i ®­îc thùc hiÖn dÔ dµng b»ng ®iÒu khiÓn qui luËt më van cña phÇn nghÞch l­u . Ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn nµy thay ®æi dÔ dµng tÇn sè mµ kh«ng phô thuéc vµo l­íi a BiÕn tÇn nguån dßng : S¬ ®å ®¬n gi¶n, lµm viÖc tin cËy, ®· tõng ®­îc sö dông réng r·i ®Ó ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ xoay chiÒu 3 pha, r«to lång sãc .S¬ ®å gåm mét cÇu chØnh l­u vµ mét cÇu biÕn tÇn, mçi tiristor ®­îc nèi tiÕp thªm mét mét ®i«t gäi lµ ®i«t chÆn. (+).Chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng Chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng lµ dùa trªn yªu cÇu c«ng nghÖ vµ kÕt qu¶ tÝnh chän ®éng c¬ (sÏ tr×nh bµy ë ch­¬ng sau). Th«ng qua ph©n tÝch, so s¸nh vÒ kinh tÕ kü thuËt ®Ó chän ®éng c¬ truyÒn ®éng lµ mét chiÒu hay xoay chiÒu, ®ång bé hay kh«ng ®ång bé.  Víi nh÷ng chØ tiªu truyÒn ®éng ®· ph©n tÝch em chän HÖ TruyÒn §éng BiÕn TÇn Gi¸n TiÕp Ba Pha Nguån dßng . Nh­ ph©n tÝch ë trªn ta chän lo¹i ®éng c¬ r«to lång sãc ®iÒu khiÓn b»ng thiÕt bÞ biÕn tÇn. §©y lµ hÖ truyÒn ®éng cã thÓ ®¸p øng tèt nh÷ng chØ tiªu kü thuËt ®ång thêi cã ­u ®iÓm: lång sãc cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, v÷ng ch¾c, gi¸ thµnh rÎ. Ta cã biÓu ®å so s¸nh kinh tÕ sau: 0 Gi¸ thµnh truyÒn ®éng mét chiÒu  100% 30%  0 Gi¸ thµnh truyÒn ®éng tÇn sè Gi¸ thµnh phÇn®iÒu khiÓn Gi¸ thµnh ®éng c¬ II: TÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬. S¬ ®å ®éng häc cña c¬ truyÒn ®éng xe con cña cÇu trôc. 1. C¸c th«ng sè hÖ thèng G+G0 F G®m = 120T =0,8 v=0,04-0,6m/s G0 = 1,2T Db = 0,4m i = 15 Fc=6400 N Fco=3200 N L=50m(tù chän) to1=100s(thêi gian dõng xe ®Ó th¸o t¶i träng) to2=150s(thêi gian dõng xe ®Ó lÊy t¶i träng) 2. TÝnh phô t¶i . - Thêi gian xe ch¹y hÕt qu¶ng ®­êng: t = HÖ sè tiÕp ®iÖn t­¬ng ®èi: T§%= - C«ng suÊt trªn trôc ®éng c¬ khi t¶i ®Þnh møc: -C«ng suÊt c¶n tØnh khi xe cÇu ch¹y kh«ng t¶i . Ta cã hiÖu suÊt =0,73 øng víi t¶i =1/2 t¶i ®Þnh møc(theo ®å thÞ H2-2 trang 10 s¸ch Trang bÞ ®iÖn ®iÖn tö cho m¸y c«ng nghiÖp dïng chung) -Ta chän c«ng suÊt ®éng c¬ theo c«ng suÊt trung b×nh (Víi :k hÖ sè dù tr÷ ®­îc lÊy theo kinh nghiÖm thùc tÕ vËn hµnh, bµi nµy ta lÊy k=1,5 víi xe cÇu dïng æ bi ) -§éng c¬ trªn ®­îc chÕ t¹o kh«ng cã hÖ sè tiÕp ®iÖn quy chuÈn T§%=44,44% nªn ph¶i quy vÒ ddoongj c¬ cã T§%=25% Khi ®ã: P®m’=P®m*=4,644*=6,19 KW -Tèc ®é ®éng c¬ ®­îc tÝnh tõ tèc ®é cña b¸nh xe n®c=nb*i= - M« men ®éng c¬ khi t¶i ®Þnh møc: -M« men khi xe cÇu ch¹y kh«ng t¶i . Ta cã hiÖu suÊt =0,73 øng víi t¶i =1/2 t¶i ®Þnh møc(theo ®å thÞ H2-2 trang 10 s¸ch Trang bÞ ®iÖn ®iÖn tö cho m¸y c«ng nghiÖp dïng chung) -Ta chän M« men ®éng c¬ theo M« men trung b×nh (Víi :k hÖ sè dù tr÷ ®­îc lÊy theo kinh nghiÖm thùc tÕ vËn hµnh, bµi nµy ta lÊy k=1,5 víi xe cÇu dïng æ bi ) Sau khi tÝnh to¸n xong theo sæ tay tra cøu ta chän ®éng c¬ roto lång sãc kiÓu MTK-31-8 C¸c th«ng sè nh­ sau: P®m 7,5kW 3 2,9 n®m 682v/p U®m 380 V Tæ nèi d©y 380/220-U/ Stato Cos K ®éng 0,77 § møc 0,76 K t¶I 0,23 Rst() 0,788 Xst() 0,898 Ist®m(A) 19,1 Roto Rr’() 1,296 Xr’() 0,794 Kr=Ke 1,087.104 M« men quan tÝnh cña Roto J(kgm2) 0,25 Khèi l­îng cña ®éng c¬ Q(kg) 205 J 1,3kg/m2 ·KiÓm nghiÖm c«ng suÊt ®éng c¬Sau khi chän ®éng c¬ kiÓm nghiÖm l¹i theo nh÷ng ®iÒu kiÖn sau: +KiÓm nghiÖm ph¸t nãng Dn £ ncf +KiÓm nghiÖm qu¸ t¶i m«men M®m®c¬>Mcmax +KiÓm nghiÖm m«men khëi ®éng Mk®®c¬³ Mc mëm¸y +KiÓm tra trÞ sè gia tèc cã thÓ ®¹tKiÓm tra qu¸ t¶i m«men Mc max cña ®éng c¬ trong tr­êng hîp ®Çy t¶i tøc G=G®m=120tÊn*9,81m/s2  Mcmax= 106,7Nm Mdm®c¬=P®m/w®m= Nm Nh­ vËy M®m®c¬>Mcmax tho¶ m·n.KiÓm nghiÖm m« men khëi ®éng Ta thÊy ®iÒu kiÖn nµy còng tho¶ m·n do ®éng c¬ cã Mk®=2,9M®m III: TÝnh to¸n c¸c phÇn tö m¹ch lùc A. S¬ ®å m¹ch lùc: C¸c tham sè chÝnh cña ®éng c¬: Ud®m = 380V; If®m = 19,1A; = 0,76; P=7,5kW; n®m=682v/p ThiÕt bÞ biÕn tÇn dßng 3 pha(h vÏ). S¬ ®å ®¬n gi¶n lµm viÖc tin cËy , ®· tõng ®­îc sö dông réng r¶i ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu 3 pha, roto lång sãc. S¬ ®å gåm mét cÇu chØnh l­u vµ mét cÇu nghÞch l­u biÕn tÇn. Víi cÇu nghÞch l­u trong thùc tÕ kü thuËt th­êng sö dông c¸c van ®iÒu khiÓn kh«ng hoµn toµn, v× vËy cÇn cã c¸c m¹ch kho¸ c­ìng bøc c¸c van ®ang dÉn, b¶o ®¶m chuyÓn m¹ch dßng ®iÖn giöa c¸c pha mét c¸ch ch¾c ch¾n trong ph¹m vi ®iÒu chØnh tÇn sè vµ dßng ®iÖn ®ñ réng, ngoµi ra c¸c Tiristor T1-T6 cßn sö dông c¸c diot D1-D6 nh»m c¸ch ly giöa c¸c tô ®iÖn chuyÓn m¹ch vµ d©y quÊn c¸c pha cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®Ó chóng kh«ng t¹o thµnh m¹ch céng h­ëng lµm ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch. CÇu chØnh l­u qua ®iÖn c¶m san b»ng Ld cung cÊp cho m¹ch nghÞch l­u dßng ®iÖn h»ng. C¸c Tiristor ®­îc ®iÒu khiÓn më theo thø tù 1,2,3,4,5,6,1,2… Mæi Tiristor dÉn dßng, trong tr­êng hîp lý t­ëng,1/3 chu kú, 2/3 chu kú(thùc tÕ cßn lín h¬n mét gãc trïng dÉn). T¹i bÊt kú thêi ®iÓn nµo trõ giai ®o¹n trïng dÉn, chØ cã 2 Tiristor dÉn dßng. Dßng ®iÖn mçi pha cã d¹ng “sinus ch÷ nhËt” gåm hai khèi . C¸c khèi c¸ch nhau mét kho¶ng, tr­êng hîp lý t­ëng b»ng /3 ;trong kho¶ng nµy dßng ®iÖn pha t¶i b»ng kh«ng. C¸c pha cña Stato cña ®éng c¬, lÇn l­ît nhËn c¸c dßng ®iÖn “sinus ch÷ nhËt” lÖch nhau 2/3, t¹o ra tõ tr­êng quay mµ tèc ®é cña nã quyÕt ®Þnh bëi nhÞp ®iÖu xung ®iÒu khiÓn cña cÇu nghÞch l­u . §éng c¬ ®iÖn s¶n sinh ra ë c¸c pha c¸c søc ®iÖn ®éng t­¬ng øng : ur =*Usint ur =*Usin(t-2/3) ur =*Usin(t-4/3) 1. TÝnh to¸n c¸c phÇn tö m¹ch nghÞch l­u * Dßng ch¶y qua c¸c van T1 T6 vµ D1 D6 chÝnh b»ng dßng ch¶y qua c¸c pha cña stato ®éng c¬ I = 19,1A. * §iÖn ¸p ng­îc më van ph¶i chÞu = Ud = 391,3 V * Chän hÖ sè dù tr÷ vÒ dßng vµ ¸p k = 2 Dïng ®Ó chän c¶ T vµ D Chän Di«t lo¹i B - 50 do Liªn X« chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹I Itb(A) Uim(V) DU(V) Tèc ®é qu¹t(m/s) B-50 50 100-1000 0.7 6 Chän Tiristor lo¹i TL - 250 cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹I I(A) Uim(V) DU(V) Toff(ms) Ig(V) Ug(V) du/dt(V/ms) T.50 50 50-1000 0,85 25-200 0,3 7 20 * Tô chuyÓn m¹ch C1 - C6 ®­îc tÝnh theo c«ng thøc Trong ®ã: - fn: tÇn sè ®Þnh møc = 50Hz - fmax: tÇn sè cùc ®¹i = 100Hz - Im: dßng tõ ho¸ - In: dßng ®Þnh møc = 19,1A - L: ®iÖn c¶m mét pha (r«to+stato) = 2x5,4.10-3H - Um: biªn ®é cùc ®¹i ®iÖn ¸p d©y = 380V =6462F Chän C = 6000F * QuËn kh¸ng L Trong ®ã DId=(0,05 - 0,1) Id 2. TÝnh to¸n c¸c phÇn tö m¹ch chØnh l­u * Theo tÝnh to¸n phÇn trªn ta cã: Id = 24,5 (A); Ud = 391,3 (V) * Khi lÊy ®iÖn ¸p cung cÊp tõ tr­íc ~380V cã thÓ kh«ng cÇn sö dông MBA. Ta cã: a=640 - Dßng trung b×nh ch¶y qua T1-T6 - §iÖn ¸p ng­îc ®Æt lªn mçi van: - Chän KI=2; KU=1,6 IC=2x8,17=16,34 (A) UC=1,6x930,8»1500 (V) Chän Tiristor Lo¹i T-25 do Liªn X« chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹I I(A) Uim(V) DU(V) Toff(ms) Ig(V) Ug(V) du/dt(V/ms) T-25 25 50-1500 1 25-200 0,3 5 20 3. TÝnh to¸n c¸c tham sè cÇn thiÕt cho tæng hîp. s R s L s Isd L m U s UN=220V PN=7,5kW n=682v/p IN=19,1A f=50Hz cosj=0,76 1. TÝnh dßng kÝch tõ danh ®Þnh. 2.TÝnh dßng danh ®Þnh t¹o m«men quay IsqN. 3. H»ng sè thêi gian roto Tr ë chÕ ®é danh ®Þnh. 4. TÝnh ®iÖn kh¸ng phøc tiªu t¸n toµn phÇn Xs ë chÕ ®é danh ®Þnh. 5.TÝnh ®iÖn kh¸ng phøc Xh. 6. TÝnh hÖ sè tiªu t¸n tæng s vµ Ts. 7.§iÖn c¶m t¶n stato ®éng c¬ 4 . TÝnh c¸c thiÕt bÞ ®o: a, M¸y ph¸t tèc: M¸y ph¸t tèc lµ thiÕt bÞ ®o tèc ®é trong hÖ truyÒn ®éng . M¹ch nguyªn lý ®o tèc ®é b»ng m¸y ph¸t tèc mét chiÒu. Khi tõ th«ng m¸y ph¸t tèc kh«ng ®æi ®iÖn ¸p ®Çu ra m¸y ph¸t tèc Khi cã bé läc ®Çu ra th× hµm truyÒn m¸y ph¸t tèc Kw hÖ sè tû lÖ Kw = Uw/w Uw = 10V tfw lµ h»ng sè thêi gian cña bé läc vµ <5ms Chän tjw = 0,001s = 1ms Hµm truyÒn m¸y ph¸t tèc: b.Ph¶n håi dßng: Sö dông m¹ch ph¶n håi dßng mét chiÒu cã cÊu t¹o ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh vÏ Nguyªn lý ho¹t ®éng:Dßng Id sau m¹ch chØnh l­u ®­îc cho qua ®IÖn trë Rsun sÏ t¹o ra mét ®IÖn ¸p vi sai cã ®é lín trong kho¶ng tõ 0-75mV.§iÖn ¸p vi sai nµy ®­îc ®­a vµo ®Çu vµo cña khuyÕch ®¹I thuËt to¸n ®Ó khuyÕch ®¹I t¹o ra ®IÖn ¸p ra tØ lÖ víi dßng Id. Chän ®IÖn ¸p vµo vi sai b»ng 75mV.®iÖn ¸p ra sau khuyÕch ®¹i thuËt to¸n b»ng 10V =>hÖ sè khuyÕch ®¹i cña OA b»ng:133 Chän R1=1kW => R2=133kW Ch­¬ng iii: Tæng hîp hÖ ®iÒu khiÓn I. LuËt ®iÒu chØnh tõ th«ng kh«ng ®æi. 0 wsth 1 Tõ c¸c quan hÖ tÝnh m«men cã thÓ kÕt luËn r»ng nÕu gi÷ tõ th«ng m¸yhoÆc tõ th«ng stator kh«ng ®æi th× m«men sÏ kh«ng phô thuéc vµo tÇn sè vµ m«men tíi h¹n sÏ kh«ng ®æi trong toµn bé d¶i ®iÒu chØnh. NÕu coi RS = 0 th×: Tuy nhiªn ë vïng tÇn sè lµm viÖc thÊp khi mµ sôt ¸p trªn ®iÖn trë stator cã thÓ so s¸nh ®­îc su¹t aps trªn ®iÖn c¶m m¹ch stator khi ®ång thêi tõ th«ng còng gi¶m ®i vµ do ®ã m«men tíi h¹n còng gi¶m ®i. Cã thÓ thiÕt lËp ®­îc chiÕn l­îc ®iÒu chØnh ®Ó gi÷ biªn ®é tõ th«ng rotor kh«ng ®æi: . ë phÇn m« t¶ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé, hoÆc dùa vµo s¬ ®å thay thÕ ta cã thÓ tÝnh ®­îc tõ th«ng rotor vµ ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m¹ch rotor ë d¹ng c¸c thµnh phÇn vector trªn c¸c trôc to¹ ®é ox vµ oy: NÕu gi÷ ®­îc biªn ®é vector tõ th«ng th× =0 vµ vµ ta cã ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m¹ch rotor: trong ®ã: T¸ch c¸c sè h¹ng dßng ®iÖn sang mét vÕ, sau ®ã b×nh ph­¬ng 2 vÕ cña tõng ph­¬ng tr×nh vµ céng hai ph­¬ng tr×nh víi nhau, ®ång thêi ®Ó ý r»ng: Ta cã thÓ rót ra biÓu thøc cuèi cïng: VËy khi gi÷ biªn ®é tõ th«ng rotor kh«ng ®æi th× vector tõ th«ng rotor lu«n vu«ng pha víi vector dßng ®iÖn rotor vµ do ®ã momen ®iÖn tõ cña ®éng c¬ hoµn toµn tû lÖ víi biªn ®é dßng ®iÖn rotor. §iÒu chØnh tõ th«ng lµ tr­êng hîp gi÷ tõ th«ng lu«n kh«ng ®æi vµ b»ng gi¸ trÞ tõ th«ng ®Þnh møc, nh­ vËy cã thÓ khai th¸c hÕt c«ng suÊt m¹ch tõ cña ®éng c¬ K§B. * Trong thiÕt kÕ m«n häc nµy chän ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tÇn sè th«ng qua tõ th«ng ®éng c¬ cô thÓ lµ ®iÒu chØnh tõ th«ng kh«ng ®æi qua quan hÖ dßng chÝnh l­u Id vµ tÇn sè tr­ît f2. - B¶n chÊt cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ th«ng qua viÖc duy tr× quan hÖ gi÷a dßng ®iÖn stato I1 vµ tÇn sè tr­ît f2 sao cho tõ th«ng cña m¸y ®iÖn ®­îc gi÷ kh«ng ®æi. S¬ ®å cÊu tróc hÖ ®iÒu khiÓn tÇn sè ®éng c¬ K§B qua quan hÖ I1 (f2). R RI NL aCL Ft § A D D A - S¬ ®å cÊu tróc ®iÒu khiÓn gåm hai kªnh ®iÒu khiÓn: * Kªnh ®iÒu khiÓn biªn ®é bao gåm hai m¹ch vßng ®iÒu chØnh: m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é vµ m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. TÝn hiÖu ®Çu ra cña bé ®iÒu khiÓn tèc ®é Rw lµ tÝn hiÖu ®Æt cña m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. TÝn hiÖu ra cña bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn biªn ®é a dßng Id. * Kªnh ®iÒu khiÓn tÇn sè thùc hiÖn quan hÖ: Trong®ã fm: tÇn sè quay wr f2: tÇn sè tr­ît TÝn hiÖu tØ lÖ víi dßng ®iÖn lÊy ra tõ ®Çu ra bé ®iÒu chØnh tèc ®é Rw ®­îc ®­a qua kh©u ®¹o hµm phi tuyÕn Ta cã quan hÖ: trong ®ã - §Ó ®¬n gi¶n trong viÖc tæng hîp c¸c bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn Ri vµ tèc ®é Rw ta gi¶ thiÕt r»ng: Kªnh ®iÒu chØnh tÇn sè do phÇn cøng ®¶m nhiÖm sÏ ®­îc ®Ò cËp ®Õn ë ch­¬ng 5. V× vËy ta sÏ tiÕn hµnh tæng hîp bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn Ri vµ bé ®iÒu chØnh tèc ®é Rw theo kªnh 1. C¨n cø vµo biÓu thøc tÝnh to¸n m«men vµ dßng ®iÖn ta cã thÓ thµnh lËp ®­îc s¬ ®å cÊu tróc cña hÖ thèng: II. S¬ ®å cÊu tróc cña m¹ch vßng dßng ®iÖn. Id Ri CL+§K Phô t¶i NL+§C K§B Id U®k Ld Ir® Ud U®k CL+§K Ri Ld Rd 2L1t 2R1 2L2t 2R2/So Id I®o - §Ó tiÖn cho viÖc tÝnh to¸n, thiÕt kÕ ®­îc bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn R1, ng­êi ta dïng s¬ ®å ®¬n gi¶n sau: Trong ®ã Ld, Rd: ®iÖn c¶m, ®iÖn trë cuén kh¸ng läc L1t, R1: ®iÖn c¶m t¶n, ®iÖn trë 1 pha stato L2t, R2: ®iÖn c¶m t¶n, ®iÖn trë 1 pha roto quy ®æi vÒ stato s: hÖ sè tr­ît * Ta cã hµm truyÒn ®¹t bé chÝnh l­u Ud: ®iÖn ¸p ®Çu ra CL Udk: ®iÖn ¹p ®iÒu khiÓn chÝnh l­u KCL, TCL: hÖ sè ®iÒu khiÓn vµ h»ng sè t - ViÖc tæng hîp chÝnh x¸c m¹ch vßng dßng ®iÖn rÊt phøc t¹p v× thµnh phÇn ®iÖn trë cña m¹ch vßng dßng ®iÖn phô thuéc vµo S => Mét c¸ch gÇn ®óng ta bá qua c¸c thµnh phÇn ®iÖn trë vµ ®iÖn kh¸ng t¸n. Ta ®­îc: Ta cã: trong ®ã S¬ ®å cÊu tróc d¹ng khai triÓn m¹ch vßng dßng ®iÖn. Uud Uu®k Uir Ui® + - Ui®o Uid K®o III. Thµnh lËp s¬ ®å cÊu tróc m¹ch vßng tèc ®é. * M«men ®iÖn tõ ë chÕ ®é tÜnh cã d¹ng ws: tèc ®é truyÒn cña ®éng c¬ Tr: h»ng sè thêi gian m¹ch roto => S¬ ®å cÊu tróc d¹ng khai triÓn c¸c m¹ch vßng dßng ®iÖn, tèc ®é(H×nh vÏ) IS2 + - MC IS -Uw Ui® Id wS Uw® Ri Rw FM X X Kdo Trong ®ã: - Kh©u phi tuyÕn Id(f2) hay Id(ws) cã thÓ ®­îc ._.