Thiết kế hệ truyền động cho xe con cầu trục

§å ¸n m«n häc TæNG HîP HÖ §IÖN C¥ (§Ò sè 4) Tªn ®Ò tµi: "ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho xe con cÇu trôc" Th«ng sè kü thuËt: Träng l­îng xe cÇu 0,5 [TÊn] T¶i träng ®Þnh møc 100 [TÊn] Tèc ®é di chuyÓn 0.05->5 [m/s] Lùc c¶n chuyÓn ®éng khi t¶i ®Þnh møc 4000 [N] Lùc c¶n chuyÓn ®éng khi kh«ng t¶i 2000 [N] HiÖu suÊt c¬ cÊu 0.82 TØ sè truyÒn 18 §­êng kÝnh b¸nh xe cÇu 0.35 [m] Yªu cÇu néi dung : Nªu c¸c yªu cÇu vÒ c«ng nghÖ vµ truyÒn ®éng Chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng . TÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ vµ m¹ch lùc X©y dùng cÊu tróc ®iÒu khiÓn tæng hîp hÖ ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn M« pháng (Simulink) Môc lôc trang §Ò tµi ………………………………………………………………...………………....….…: 1 Môc lôc ………………………………………………………………………..….....….......: 2 Ch­¬ng I : M« t¶ c«ng nghÖ vµ yªu cÇu hÖ truyÒn ®éng…......…....….:3 ch­¬ng II : Ph©n tÝch - lùa chän ph­¬ng ¸n………………….........….…….:7 CH¦¥NG III TÝnh chän c¸c thiÕt bÞ ®iÖn trong s¬ ®å truyÒn ®éng….14 ch­¬ng IV : tæng hîp hÖ ®iÒu khiÓn………………………………………..……..27 ch­¬ng V : thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn……………………………………….……33 Ch­¬ng VI : M« pháng hÖ thèng b»ng MATLAB/SIMULINK............................41 Lêi c¶m ¬n................................................................................................................................43 Tµi liÖu tham kh¶o.............................................................................................................44 Ch­¬ng I M« t¶ c«ng nghÖ vµ yªu cÇu hÖ truyÒn ®éng I. M« t¶ c«ng nghÖ : CÇu trôc lµ mét lo¹i m¸y n©ng - vËn chuyÓn ®­îc sö dông phæ biÕn trong nhiÒu ngµnh kinh tÕ kh¸c nhau nh­ trong nhµ m¸y c¬ khÝ, xÝ nghiÖp luyÖn kim, c«ng tr­êng x©y dùng, hÇm má, h¶i c¶ng...Th«ng th­êng cÇu trôc ®­îc ®iÒu khiÓn nhê ng­êi l¸i ngåi ®iÒu khiÓn trong cabin, theo yªu cÇu cña n¬i s¶n xuÊt, bé ®iÒu khiÓn cã thÓ ®Æt ngoµi cÇu trôc, tõ mét tñ ®iÒu khiÓn ®Æt ë nÒn ph©n x­ëng. Ph©n lo¹i cÇu trôc : + Theo ®Æc ®iÓm cÊu t¹o : CÇu trôc kiÓu cÇu (cÇu trôc) CÇu trôc h×nh cæng CÇu trôc c¸p. + Theo träng t¶i : Lo¹i nhÑ < 5 - 10 tÊn Lo¹i trung b×nh 10 - 15 tÊn Lo¹i nÆng > 15 tÊn + Theo chÕ ®é lµm viÖc : Lo¹i nhÑ : hÖ sè tiÕp ®iÖn T§% = 10 - 15 %, sè lÇn ®ãng m¸y trong mét giê lµ 60. Lo¹i trung b×nh : T§% =15 - 25%, sè lÇn ®ãng m¸y trong mét giê lµ 120. Lo¹i nÆng : T§% = 25 - 40%, sè lÇn ®ãng m¸y trong mét giê lµ 240. Lo¹i rÊt nÆng : T§% = 40 - 60%,sè lÇn ®ãng m¸y trong mét giê > 240. + Theo chøc n¨ng : CÇu trôc vËn chuyÓn : sö dông réng r·i, yªu cÇu chÝnh x¸c kh«ng cao. CÇu trôc l¾p r¸p : PhÇn lín 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 cã ®é chÝnh x¸c cao. I.1. CÊu t¹o c¬ b¶n cña cÇu trôc : CÇu trôc hai dÇm hiÖn nay ®­îc sö dông réng r·i trong c¸c nhµ m¸y, xÝ nghiÖp, dïng ®Ó cÈu c¸c cÊu kiÖn s¾t thÐp, c¸c ph«i s¶n phÈm, l¾p r¸p c¸c thiÕt bÞ m¸y mãc ... Tuú theo t¶i träng, theo chÕ ®é lµm viÖc hoÆc theo cÊu t¹o cña c¬ cÊu di chuyÓn, cÇu trôc hai dÇm còng ®­îc chia thµnh nhiÒu lo¹i. Nh­ng dï cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n hay phøc t¹p th× cÊu t¹o c¬ b¶n cña cÇu trôc gåm ba phÇn : xe cÇu, xe con vµ c¬ cÊu n©ng h¹. 1 - Xe cÇu: Xe cÇu cã hai dÇm chÝnh hoÆc khung dµn chÝnh ®­îc chÕ t¹o b¨ng kÐp 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 ph©n x­ëng. T¶i träng sÏ do träng l­îng b¶n th©n cÇu, träng l­îng xe con cïng vËt n©ng sÏ truyÒn qua b¸nh xe qua ®­êng ray. Trªn mÆt b»ng kÕt cÊu khung cã l¾p ®Æt c¬ cÊu di chuyÓn xe cÇu. 2 - Xe con: Xe con ®­îc thiÕt kÕ l¾p ®Æt trªn xe cÇu, di chuyÓn däc cÇu, t¹o ®iÒu kiÖn cho cÇu trôc phôc vô ®­îc suèt khÈu ®é gian nhµ ph©n x­ëng. 3 - C¬ cÊu n©ng h¹: 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, ®ång thêi t¨ng sè l­îng c¸p cã kh¶ n¨ng chÞu lùc tèt. Toµn bé c¬ cÊu tang, hép truyÒn b¸nh r¨ng vµ ®éng c¬ xe con ®­îc ®Æt trªn xe con di chuyÓn ngang nhµ ph©n x­ëng. Ngoµi ra cßn cã c¬ cÊu phanh h·m, gåm ba lo¹i : phanh guèc, phanh ®Üa vµ phanh ®ai. Khi ®éng c¬ cña c¬ cÊu ®ãng vµo l­íi ®iÖn th× ®ång thêi ®éng c¬ phanh còng cã ®iÖn, më m¸ phanh gi¶i phãng trôc ®éng c¬ ®Ó ®éng c¬ lµm viÖc. Khi ®éng c¬ ngõng lµm viÖc, ®éng c¬ phanh mÊt ®iÖn, Ðp chÆt m¸ phanh vµo trôc ®éng c¬ ®Ó h·m. CÇu trôc lo¹i nÆng th­êng dïng hai phanh ®Ó ®¶m b¶o an toµn. I.2. C¸c chuyÓn ®éng cña cÇu trôc : + ChuyÓn ®éng cña xe cÇu : chuyÓn ®éng nµy gióp cho toµn bé cÇu trôc tiÕn hay lïi theo ph­¬ng ngang, däc theo ®­êng ray. + ChuyÓn ®éng cña xe con : chuyÓn ®éng theo ph­¬ng vu«ng gãc víi chuyÓn ®éng cña xe cÇu trªn mÆt ph¼ng ngang. + ChuyÓn ®éng cña c¬ cÊu n©ng h¹ : n©ng h¹ t¶i träng theo ph­¬ng ®øng. I.3. §Æc ®iÓm c«ng nghÖ cña cÇu trôc : CÇu trôc lµm viÖc trong m«i tr­êng rÊt nÆng nÒ, ®Æc biÖt lµ ë ngoµi h¶i c¶ng, trong c¸c nhµ m¸y ho¸ chÊt, xÝ nghiÖp luyÖn kim... C¸c khÝ cô ®iÖn, thiÕt bÞ ®iÖn trong hÖ truyÒn ®éng vµ trang bÞ ®iÖn cÇu trôc ph¶i lµm viÖc tin cËy trong ®iÒu kiÖn nghiÖt ng· cña m«i tr­êng. C¸c ®éng c¬ truyÒn ®éng cÇu trôc th­êng m« men thay ®æi theo t¶i träng, nhÊt lµ c¬ cÊu n©ng h¹, m« men thay ®æi râ rÖt. HÖ truyÒn ®éng c¸c c¬ cÊu cña cÇu trôc yªu cÇu qu¸ tr×nh t¨ng tèc vµ gi¶m tèc x¶y ra rÊt ªm. Bëi vËy m« men ®éng trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é ph¶i ®­îc h¹n chÕ theo kÜ thuËt an toµn. N¨ng suÊt cña cÇu trôc quyÕt ®Þnh bëi hai yÕu tè : t¶i träng cña c¸c thiÕt bÞ vµ sè chu k× bèc ,xóc trong mét giê. Sè l­îng hµng ho¸ bèc, xóc trong mçi mét chu k× kh«ng nh­ nhau vµ nhá h¬n t¶i träng ®Þnh møc cho nªn phô t¶i ®èi víi ®éng c¬ chØ ®¹t ( 60 -70 )% c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬. Do lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn nÆng nÒ, th­êng xuyªn lµm viÖc qu¸ t¶i nªn cÇu trôc ®­îc chÕ t¹o cã ®é bÒn c¬ khÝ cao, kh¶ n¨ng chÞu qu¸ t¶i lín. Nguyªn lÝ lµm viÖc cÇu trôc hai dÇm : BiÕn c¸c chuyÓn ®éng quay trßn cña c¸c ®éng c¬ ®iÖn dÉn ®éng qua hép gi¶m tèc thµnh c¸c chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn, vµo ra, lªn xuèng. II. Yªu cÇu truyÒn ®éng ®iÖn: C¸c ®éng c¬ truyÒn ®éng ®Òu lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i cã sè lÇn ®ãng ®iÖn lín. §a sè c¸c cÇu trôc ®Òu lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn m«i tr­êng nÆng nÒ nh­ trong c¸c nhµ m¸y c¬ khÝ, ho¸ chÊt, luyÖn kim...,chÕ ®é qu¸ ®é x¶y ra nhanh khi më m¸y vµ ®¶o chiÒu. C¸c thiÕt bÞ cÇu trôc ph¶i ®¶m b¶o ®­îc c¸c yªu cÇu vÒ c«ng nghÖ vµ n¨ng suÊt, ®¶m b¶o an toµn cho ng­êi vµ thiÕt bÞ, ®¬n gi¶n trong c¸c thao t¸c. Cô thÓ lµ : + C¸c ®éng c¬ truyÒn ®éng ph¶i cã kh¶ n¨ng ®¶o chiÒu quay, ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é ®ñ réng vµ cã c¸c ®­êng ®Æc tÝnh tho¶ m·n yªu cÇu c«ng nghÖ.VD: c¸c cÇu trôc l¾p r¸p ph¶i tho¶ m·n yªu cÇu vÒ dõng m¸y chÝnh x¸c nªn ®ßi hái cã ®­êng ®Æc tÝnh c¬ cøng, cã ®­êng ®Æc tÝnh c¬ thÊp, cã nhiÒu ®­êng ®Æc tÝnh trung gian ®Ó më m¸y vµ h·m ªm. ViÖc ®iÒu chØnh tèc ®é c¸c c¬ cÊu ®Òu ®­îc thùc hiÖn b»ng ph­¬ng ph¸p ®iÖn trong ph¹m vi t­¬ng ®èi réng (ë c¸c cÇu trôc th«ng th­êng D ( 3 : 1; ë c¸c cÇu trôc l¾p r¸p D ( 10 : 1 hoÆc lín h¬n ). + Bé phËn chuyÓn ®éng ph¶i cã phanh h·m ®iÖn tõ ®Ó gi÷ chÆt c¸c trôc truyÒn ®éng khi ®éng c¬ mÊt ®iÖn. ë cÇu trôc di chuyÓn kim lo¹i nãng ch¶y, ®Ó cho an toµn ng­êi ta dïng hai phanh h·m trªn trôc ®éng c¬. - §iÖn ¸p cung cÊp cho cÇu trôc kh«ng v­ît qu¸ 500 V. - M¹ng ®iÖn xoay chiÒu hay dïng lµ 220 V, 380V. - M¹ng ®iÖn mét chiÒu lµ 220V, 440V. - §iÖn ¸p chiÕu s¸ng cña cÇu trôc kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 220V . - §iÖn ¸p chiÕu s¸ng khi söa ch÷a ph¶i nhá h¬n 36V, kh«ng dïng biÕn ¸p tù ngÉu ®Ó cung cÊp cho m¹ch ®iÖn chiÕu s¸ng, söa ch÷a. + C¸c m¹ch ®iÖn vµ c¸c ®éng c¬ ph¶i ®­îc b¶o vÖ ng¾n m¹ch vµ qu¸ t¶i trªn 200% b»ng c¸c r¬le dßng ®iÖn cùc ®¹i, kh«ng dïng b¶o vÖ nhiÖt v× c¸c ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i. Trong m¹ch khèng chÕ ph¶i bè trÝ c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ ®Ó lo¹i trõ hiÖn t­îng ®éng c¬ tù khëi ®éng khi ®iÖn ¸p l­íi phôc håi (sau khi mÊt ®iÖn). + §èi víi cÇu trôc cì lín, ph¶i dïng c¸c thiÕt bÞ kh¾c phôc hiÖn t­îng vªnh giµn cÇu. Trong hÖ truyÒn ®éng c¸c c¬ cÊu cña cÇu trôc ,c¸c ®éng c¬ cã s¬ ®å ®iÒu riªng biÖt. ChÝnh v× thÕ viÖc tæng hîp bé ®iÒu chØnh cho tõng lo¹i c¬ cÊu truyÒn ®éng lµ ®éc lËp nhau . §éng c¬ truyÒn ®éng cÇu trôc ,nhÊt lµ ®èi víi c¬ cÊu n©ng h¹ ,m«men thay ®æi theo t¶i träng rÊt râ rÖt .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 ®éng c¬ di chuyÓn xe con m«men cña ®éng c¬ b»ng (35 - 50)% M®m ,vµ b»ng (50 -55 )% M®m ®èi víi ®éng c¬ di chuyÓn xe cÇu. Trong hÖ truyÒn ®éng c¸c c¬ cÊu cÊu m¸y n©ng - vËn chuyÓn nãi chung vµ cÇu trôc nãi riªng ,yªu cÇu qu¸ tr×nh t¨ng tèc vµ gi¶m tèc x¶y ra ph¶i ªm. Bëi vËy m«men ®éng trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é ph¶i ®­îc h¹n chÕ theo yªu cÇu kÜ thuËt an toµn. Nh÷ng n¨m gÇn ®©y ,do sù ph¸t triÓn cña kÜ thuËt b¸n dÉn ,kÜ thuËt biÕn ®æi ®iÖn n¨ng c«ng suÊt lín ,c¸c hÖ truyÒn ®éng ®iÖn cho cÇu trôc ®· dïng nhiÒu bé biÕn ®æi Thyristor thay cho c¸c hÖ cæ ®iÓn dïng m¸y ®iÖn khuÕch ®¹i còng nh­ khuÕch ®¹i tõ. HÖ truyÒn ®éng c¸c c¬ cÊu cÇu trôc dïng bé biÕn ®æi Thyristor - DC Motor (T-§) ®èi víi c¬ cÊu di chuyÓn, do cã ¶nh h­ëng cña m«men ph¶n kh¸ng cho nªn s¬ ®å khèng chÕ ®¶o chiÒu ®¬n gi¶n dïng c¸c Contactor ®¶o chiÒu trong m¹ch phÇn øng cña ®éng c¬. ChÕ ®é lµm viÖc cña c¸c c¬ cÊu cÇu trôc ®­îc x¸c ®Þnh tõ yªu cÇu cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ,chøc n¨ng cña cÇu trôc trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt . CÊu t¹o vµ kÕt cÊu cña cÇu trôc rÊt ®a d¹ng. Khi thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o hÖ thèng ®iÒu khiÓn vµ hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn ph¶i phï hîp víi tõng lo¹i cô thÓ. VÝ dô nh­ cÇu trôc trong ph©n x­ëng luyÖn thÐp lß Mactanh ,trong c¸c ph©n x­ëng nhiÖt luyÖn ph¶i ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu kÜ thuËt trong chÕ ®é qu¸ ®é. CÇu trôc trong c¸c ph©n x­ëng l¾p r¸p ph¶i ®¶m b¶o qu¸ tr×nh më m¸y ªm ,d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é réng ,dõng chÝnh x¸c ®óng n¬i lÊy hµng vµ h¹ hµng v.v... Tõ nh÷ng ®Æc ®iÓm trªn ®©y cã thÓ ®­a ra nh÷ng yªu cÇu c¬ b¶n ®åi víi hÖ truyÒn ®éng cho c¸c c¬ cÊu cña cÇu trôc nh­ sau: *S¬ ®å cÊu tróc cña hÖ ®iÒu khiÓn tù ®éng ®¬n gi¶n. *C¸c phÇn tö cÊu thµnh cã ®é tin cËy cao, ®¬n gi¶n vÒ cÊu t¹o vµ thay thÕ dÔ dµng. *S¬ ®å b¶o vÖ ph¶i cã m¹ch b¶o vÖ ®iÖn ¸p " kh«ng " ,b¶o vÖ qu¸ t¶i vµ ng¾n m¹ch. *Qu¸ tr×nh më m¸y diÔn ra theo mét quy luËt ®Þnh s½n. *Cã c«ng t¾c hµnh tr×nh h¹n chÕ hµnh tr×nh tiÕn ,lïicho xe cÇu ,xe con vµ h¹n chÕ hµnh tr×nh lªn xuèng cña c¬ cÊu n©ng - h¹. *§¶m b¶o h¹ hµng ë tèc ®é thÊp . *Tù ®éng c¾t nguån cÊp khi cã ng­êi lµm viÖc trªn xe cÇu. *S¬ ®å ®iÒu khiÓn cho tõng ®éng c¬ ph¶i riªng biÖt . ch­¬ng II - Ph©n tÝch Vµ lùa chän ph­¬ng ¸n §éng c¬ dïng ®Ó kÐo xe con trong cÇu trôc lµ lo¹i ®éng c¬ cã ®iÒu chØnh tèc ®é vµ cã ®¶o chiÒu quay ( qu¸ tr×nh n©ng, h¹ cña thang m¸y). Nh­ vËy, ®Ó thùc hiÖn ®­îc truyÒn ®éng trong thang m¸y chóng ta ph¶i cã 2 ph­¬ng ¸n chÝnh sau : +Dïng hÖ truyÒn ®éng chØnh l­u - triristo, ®éng c¬ 1 chiÒu cã ®¶o chiÒu quay. +Dïng hÖ truyÒn ®éng xoay chiÒu cã ®iÒu chØnh tèc ®é Sau ®©y chóng ta sÏ ®i vµo ph©n tÝch ­u nh­îc ®iÓm hai lo¹i hÖ truyÒn ®éng nµy ®Ó tõ ®ã chän ra 1 ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng phï hîp nhÊt dïng trong cÇu trôc. I. HÖ TruyÒn §éng ChØnh L­u - Triristo cã ®¶o chiÒu quay: HÖ TruyÒn §éng T-§ cã ®¶o chiÒu quay ®­îc x©y dùng trªn hai nguyªn t¾c c¬ b¶n : - Gi÷ nguyªn chiÒu dßng ®iÖn phÇn øng vµ ®¶o chiÒu dßng kÝch tõ cña ®éng c¬ . - Gi÷ nguyªn chiÒu dßng kÝch tõ vµ ®¶o chiÒu dßng ®iÖn phÇn øng Tõ hai nguyªn t¾c c¬ b¶n nµy ta cã n¨m lo¹i s¬ ®å chÝnh S¬ ®å 1 : h×nh 1 TruyÒn ®éng dïng 1 bé biÕn ®æi cÊp cho phÇn øng vµ ®¶o chiÒu quay b»ng ®¶o chiÒu dßng kÝch tõ.Lo¹i s¬ ®å nµy dïng cho c«ng suÊt lín vµ rÊt Ýt ®¶o chiÒu . S¬ ®å 2 : TruyÒn ®éng dïng 1 bé biÕn ®æi cÊp cho phÇn øng vµ ®¶o chiÒu quay b»ng c«ng t¾c t¬ chuyÓn m¹ch ë phÇn øng ( tõ th«ng gi÷ kh«ng ®æi)Lo¹i nµy dïng cho c«ng suÊt nhá, tÇn sè ®¶o chiÒu thÊp . H×nh 2 S¬ ®å 3 : H×nh 3 TruyÒn ®éng dïng hai bé biÕn ®æi cÊp cho phÇn øng ®iÒu khiÓn riªng. HÖ nµy cã ­u ®iÓm lµ dïng cho mäi d¶i c«ng suÊt, cã tÇn sè ®¶o chiÒu lín S¬ ®å 4 : TruyÒn ®éng dïng hai bé biÕn ®æi nèi song song ng­îc ®iÒu khiÓn chung .Lo¹i nµy dïng cho mäi d¶i c«ng suÊt võa vµ lín, thùc hiÖn ®­îc c«ng viÖc ®¶o chiÒu ªm h¬n. H×nh 4 S¬ ®å 5 : TruyÒn ®éng dïng hai bé biÕn ®æi nèi theo s¬ ®å chÐo ®iÒu khiÓn chung. S¬ ®å dïng cho mäi d¶i c«ng suÊt võa vµ lín thùc hiÖn viÖc ®¶o chiÒu ªm Tuy nhiªn kÝch th­íc cång kÒnh, vèn ®Çu t­ vµ tæn thÊt lín.(H×nh-5) H×nh 5 H×nh 5 M¹ch ®iÒu khiÓn cña 5 lo¹i s¬ ®å nµy cã thÓ chia lµm hai lo¹i chÝnh : 1. §iÒu khiÓn riªng : Nguyªn t¾c : Kho¸ c¸c bé biÕn ®æi m¹ch phÇn øng ®Ó c¾t dßng, sau ®ã tiÕn hµnh chuyÓn m¹ch, nh­ vËy khi ®iÒu khiÓn sÏ tån t¹i mét thêi gian gi¸n ®o¹n, s¬ ®å 1,2,3 ®­îc ®iÒu khiÓn theo nguyªn t¾c nµy .Khi ®iÒu khiÓn riªng cã hai bé diÒu khiÓn lµm viÖc riªng rÏ víi nhau . T¹i mét thêi ®iÓm th× chØ cã mét bé biÕn ®æi cã xung ®iÒu khiÓn cßn bé biÕn ®æi kia bÞ kho¸ do kh«ng cã xung ®iÒu khiÓn. Trong mét kho¶ng thêi gian th× B§1 bÞ khãa hoµn toµn vµ dßng phÇn øng bÞ triÖt tiªu, tuy nhiªn suÊt ®iÖn ®éng phÇn øng E vÉn cßn d­¬ng. Sau kho¶ng thêi gian nµy th× ph¸t xung a2 më bé biÕn ®æi 2 ®æi chiÒu dßng phÇn øng ®éng c¬ ®­îc h·m t¸i sinh. HÖ truyÒn ®éng cã van ®¶o chiÒu ®iÒu khiÓn riªng cã ­u ®iÓm lµ lµm viÖc an toµn kh«ng cã dßng c©n b»ng ch¶y gi÷a c¸c bé biÕn ®æi song cÇn cã 1 kho¶ng thêi gian trÔ trong ®ã dßng ®iÖn ®éng c¬ b»ng kh«ng . 2.§iÒu khiÓn chung : Nguyªn t¾c : T¹i mét thêi ®iÓm th× c¶ hai bé biÕn ®æi B§1 vµ B§2 ®Òu nhËn ®­îc xung më nh­ng chØ cã mét bé biÕn ®æi cÊp dßng cho nghÞch l­u cßn bé biÕn ®æi kia lµm viÖc ë chÕ ®é ®îi. S¬ ®å 4, 5 thùc hiÖn theo nguyªn t¾c nµy.Trong ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn chung mÆc dï ®¶m b¶o ½Ed2½ =½Ed1½ tøc lµ kh«ng xuÊt hiÖn gi¸ trÞ dßng c©n b»ng song gi¸ trÞ tøc thêi cña suÊt ®iÖn ®éng cña c¸c bé chØnh l­u lµ ed1(t) vµ ed2(t) lu«n kh¸c nhau do ®ã vÉn xuÊt hiÖn thµnh phÇn xoay chiÒu cña dßng ®iÖn c©n b»ng vµ ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn c©n b»ng nµy th­êng dïng c¸c cuén kh¸ng c©n b»ng Lcb II. HÖ TruyÒn §éng xoay chiÒu cã ®iÒu chØnh tèc ®é: HÖ truyÒn ®éng nµy dïng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 3 pha. Lo¹i ®éng c¬ nµy ®­îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp, chiÕm tØ lÖ rÊt lín so víi ®éng c¬ kh¸c. Ngµy nay do sù ph¸t triÓn c«ng nghiÖp chÕ t¹o b¸n dÉn c«ng suÊt vµ kü thuËt ®iÖn tö - tin häc ®éng c¬ kh«ng ®ång bé míi khai th¸c ®­îc hÕt c¸c ­u ®iÓm cña m×nh. Nã trë thµnh hÖ truyÒn ®éng c¹nh tranh cã hiÖu qu¶ víi hÖ truyÒn ®éng chØnh l­u - triristo. Kh«ng gièng nh­ ®éng c¬ mét chiÒu, ®éng c¬ K§B cã cÊu t¹o phÇn c¶m vµ phÇn øng kh«ng t¸ch biÖt. Tõ th«ng ®éng c¬ còng nh­ m« men ®éng c¬ sinh ra phô thuéc nhiÒu vµo tham sè. Do vËy hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng diÖn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé lµ hÖ ®iÒu chØnh nhiÒu tham sè cã tÝnh phi tuyÕn m¹nh . Trong c«ng nghiÖp th­êng sö dông bèn hÖ ®iÒu chØnh tèc ®é : II.1. §iÒu chØnh ®iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬ dïng bé biÕn ®æi Tiristo Nguyªn t¾c cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ m« men cña ®éng c¬ K§B tû lÖ víi b×nh ph­¬ng ®iÖn ¸p stato. Do ®ã cã thÓ ®iÒu chØnh ®­îc m« men vµ tèc ®é cña ®éng c¬ b»ng c¸ch ®iÒu chØnh gi¸ trÞ ®iÖn ¸p stato trong khi gi÷ nguyªn tÇn sè II.2. §iÒu chØnh ®iÖn trë m¹ch r« to Ph­¬ng ph¸p nµy ®­îc thùc hiÖn theo nguyªn t¾c ®iÒu chØnh tr¬n ®iÖn trë r« to b»ng c¸c van b¸n dÉn. ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ dÔ tù ®éng ho¸ viÖc ®iÒu chØnh. §iÖn trë trong m¹ch r« to cña ®éng c¬ K§B : Rr = Rrd + Rf Trong ®ã : Rrd : ®iÖn trë d©y quÊn r« to Rf : ®iÖn trë ngoµi m¾c thªm vµo m¹ch stato Khi ®iÒu chØnh gi¸ trÞ ®iÖn trë m¹ch r« to th× m« men tíi h¹n cña ®éng c¬ kh«ng thay ®æi vµ ®é tr­ît tíi h¹n tØ lÖ bËc nhÊt víi ®iÖn trë M« men Si : §é tr­ît khi ®iÖn trë m¹ch r« to lµ Rrd NÕu gi÷ cho Ir = const th× M = const vµ kh«ng phô thuéc 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 . Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tr¬n ®iÖn trë m¹ch r« to b»ng ph­¬ng ph¸p xung : Re lµ ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng trong m¹ch r« to ®­îc tÝnh theo thêi gian ®ãng td vµ thêi gian ng¾t tn cña mét kho¸ b¸n dÉn cho phÐp mét ®iÖn trë R0 vµo m¹ch hay kh«ng . II.3. Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh c«ng suÊt tr­ît §èi víi c¸c hÖ truyÒn ®éng c«ng suÊt lín, tæn hao DPs lµ lín. V× vËy ®Ó diÒu chØnh ®­îc tèc ®é võa tËn dông ®­îc c«ng suÊt tr­ît ng­êi ta dïng c¸c s¬ ®å ®iÒu chØnh c«ng suÊt tr­ît. II.4. Ph­¬ng ph¸p biÕn ®æi tÇn sè Ph­¬ng ph¸p nµy ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ dùa trªn nguyªn t¾c ®iÒu chØnh tÇn sè f1 sang tÇn sè f2 Khi ®iÒu chØnh tÇn sè ®éng c¬ K§B th­êng kÐo theo c¶ viÖc ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn hoÆc c¶ tõ th«ng m¹ch stato. Do vËy ®©y lµ mét ph­¬ng ph¸p phøc t¹p ph¶i dïng nhiÒu thiÕt bÞ . Cã hai lo¹i biÕn tÇn : II.4.1.BiÕn tÇn trùc tiÕp : Lo¹i nµy cã s¬ ®å cÊu tróc rÊt ®¬n gi¶n M¹ch van f1 f2 H×nh 6 §iÖn ¸p vµo xoay chiÒu U1 (tÇn sè f1 ) qua mét m¹ch van lµ ra ngay t¶i víi tÇn sè f2. Bé biÕn tÇn nµy cã hiÖu suÊt biÕn ®æi n¨ng l­îng cao tuy nhiªn thùc tÕ s¬ ®å m¹ch van kh¸ phøc t¹p, cã sè l­îng van lín nhÊt víi m¹ch 3 pha. ViÖc thay ®æi tÇn sè ra f2 khã kh¨n vµ phô thuéc nhiÒu vµo tÇn sè f1 II.4.2.BiÕn tÇn gi¸n tiÕp : Cã cÊu tróc nh­ sau : (xoay chiÒu) (mét chiÒu) (xoay chiÒu ) H×nh 7 ChØnh l­u Läccc NghÞch l­u ®éc lËp U1 U U U2 f1 f2 §iÖn ¸p xoay chiÒu ®­îc biÕn thµnh mét chiÒu nhê bé chØnh l­u, qua bé läc råi ®­îc biÕn ®æi thµnh U2 víi tÇn sè f2 sau khi qua bé nghÞch l­u ®éc lËp. HiÖu suÊt biÕn tÇn lo¹i nµy thÊp song cho phÐp thay ®æi dÔ dµng f2 mµ kh«ng phô thuéc f1 KÕt LuËn Qua ph©n tÝch hai lo¹i hÖ truyÒn ®éng trªn em chän ph­¬ng ¸n dïng lo¹i HÖ TruyÒn §éng ChØnh L­u Tiristo - §éng C¬ Cã §¶o ChiÒu Quay v×: + §é t¸c ®éng cña hÖ nµy nhanh vµ cao, kh«ng g©y ån vµ dÔ tù ®éng ho¸ do c¸c van b¸n dÉn c«ng suÊt cã hÖ sè khuyÕch ®¹i c«ng suÊt rÊt cao. §iÒu nµy thuËn tiÖn cho viÖc thiÕt lËp hÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng nhiÒu vßng ®Ó n©ng cao chÊt l­îng c¸c ®Æc tÝnh tÜnh vµ ®Æc tÝnh ®éng cña hÖ thèng. + Trong hÖ truyÒn ®éng mét chiÒu nµy, em sÏ sö dông m¹ch lùc lµ s¬ ®å ba bëi v× lo¹i nµy cã ­u ®iÓm lµ dïng cho mäi d¶i c«ng suÊt, cã tÇn sè ®¶o chiÒu lín. §ång thêi hai bé biÕn ®æi cÊp cho phÇn øng ®iÒu khiÓn riªng ho¹t ®éng ®ãng më ®éc lËp víi nhau, lµm viÖc an toµn vµ kh«ng cã dßng ch¶y gi÷a c¸c bé biÕn ®æi. + Sö dông hÖ truyÒn ®éng chØnh l­u Tiristo - §éng c¬ cã ®¶o chiÒu quay sÏ ®¹t ®­îc ®å thÞ tèc ®é tèi ­u (®èi víi lo¹i truyÒn ®éng xoay chiÒu th× chØ ®¹t ®­îc d¹ng ®å thÞ gÇn gièng mµ th«i ). Nh­ vËy, lo¹i ®éng c¬ sö dông trong hÖ truyÒn ®éng lµ lo¹i ®éng c¬ mét chiÒu CH¦¥NG III TÝnh chän c¸c thiÕt bÞ ®iÖn trong s¬ ®å truyÒn ®éng I.Chän ®éng c¬ ®iÖn : Mét chu kú lµm viÖc cña xe cµu cã 4 giai ®o¹n : LÊy t¶i ,di chuyÓn t¶i träng , th¸o t¶i ,di chuyÓn kh«ng t¶i vÒ vÞ trÝ ban ®Çu . Thêi gian xe ®øng ®Ó th¸o t¶i T01 = 100s Thêi gian xe ®øng ®Ó lÊy t¶i T02 = 150s Kho¶ng dÞch chuyÓn cña t¶i träng L = 50m H·m m¸y b»ng phanh c¬ khÝ cã m« men h·m MPH = 78.5N.m Khi xe ch¹y theo chiÒu ®i xe di chuyÓn t¶i träng ®Þnh møc cßn chiÒu vÒ ch¹y kh«ng t¶i Thêi gian xe ch¹y hÕt qu·ng ®­êng L= 50 m lµ: T1 = = = 100 s S¬ bé x¸c ®Þnh thêi gian ®ãng m¹ch t­¬ng ®èi : §MSB% == C«ng suÊt c¶n tÜnh trªn trôc ®éng c¬ khi t¶i träng ®Þnh møc : PC = = hC 0,8 0,6 0,4 0,2 h®m = 0,85 h®m = 0,65 0,75 0,9 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Tra ®å thÞ quan hÖ phô thuéc hÖ sè mang t¶i hc theo t¶i träng suy ra hc = 0.77 PC0 = = Chän s¬ bé ®éng c¬ theo c«ng suÊt trung b×nh : P®m = = §MSB% = 44,4% §éng c¬ chÕ t¹o kh«ng cã hÖ sè §M% = 44,4% nªn ph¶i quy ®æi vÒ ®éng c¬ cã §M% = 40% P’®m = T èc ®é yªu cÇu ®èi víi ®éng c¬ ®­îc x¸c ®Þnh tõ tèc ®é cña b¸nh xe: n = nb*i = = Tõ c¸c sè liÖu trªn, tra lo¹i ®éng c¬ trong quyÓn “C¸c ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ trong truyÒn ®éng ®iÖn” - Bïi §×nh TiÕu vµ Lª Tßng dÞch, ta chän ®­îc ®éng c¬: §éng c¬ 1 chiÒu kiÓu P P, U®m = 220V, cã chÕ ®é lµm viÖc ng¾n h¹n lÆp l¹i e®® % = 40% B¶ng 1 KiÓu ®éng c¬ P®m (kw) U®m (V) N®m Vg/ph I®m (A) R­+rcp (W) Rcks (W) Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña cuén kÝch tõ i®m (A) P P-21 2,6 220 1150 15 1,43 200 0,65 B¶ng 2 KiÓu ®éng c¬ Sè nh¸nh song song phÇn øng 2a Sè vßng trªn 1 cùc cuén song song wcks Tõ th«ng h÷u Ých cña 1 cùc tõ F.10-2 Wb M« men QT phÇn øng J (kgm2) P P-21 2 1800 0,46 0,05 So s¸nh tèc ®é ®Þnh møc vµ tèc ®é yªu cÇu ta thÊy cã sù chªnh lÖch lín do vËy cÇn ph¶i ®æi l¹i hÖ sè truyÒn ë ®©y chän i' = 40; Tèc ®é yªu cÇu ®èi víi ®éng c¬ ®­îc x¸c ®Þnh tõ tèc ®é cña b¸nh xe lóc nµy lµ : n = nb*i = = M« men ®Þnh møc cña ®éng c¬ : M®m = M« men qu¸n tÝnh cña hÖ thèng qui ®æi vÒ trôc ®éng c¬ khi cã t¶i ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Jt = Kt *(J®c+J1) + 91.5*(m®m + m0)* = 1.15*(0.05 + 0.15) + 91.5*(100,5*1000)* = 2,16 kgm2 M« men qu¸n tÝnh cña hÖ thèng qui ®æi vÒ trôc ®éng c¬ khi kh«ng t¶i ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: J0 = Kt *(J®c+J1) + 91.5*( m0)* = 1.15*(0.05 + 0.15) + 91.5*(0,5*1000)* = 0.24 kgm2 Kt : HÖ sè tÝnh ®Õn m« men qu¸n tÝnh c¸c bé quay cña c¬ cÊu truyÒn lùc m0, m®m : Khèi l­îng ®Þnh møc cña t¶i träng vµ khèi l­îng xe cÇu M« men trªn trôc ®éng ®éng c¬ khi xe ch¹y cã t¶i: Mc= = M« men trªn trôc ®éng ®éng c¬ khi xe kh«ng t¶i: Mc0= = Chän m« men chuyÓn tiÕp khi khëi ®éng ®éng c¬ : M2 = 1.2*MC = 1.2*21,34 =25,61 N.m Vµ m« men cùc ®¹i khi khëi ®éng b»ng m« men cùc ®¹i cho phÐp MCP = 2.5*M®m NÕu cã xÐt ®Õn kh¶ n¨ng sôt ¸p cña l­íi mÊt 10% th× M1 = 2.5*21,34*0.92 =43,21(N.m) M« men khëi ®éng trung b×nh lµ : MK§ = 0.5*(M1 + M2) = 0.5*(25,61 +43,21) = 34,41 N.m Vµ coi lµ kh«ng ®æi trong thêi gian khëi ®éng cã t¶i vµ kh«ng t¶i . Thêi gian khëi ®éng cã t¶i : TM1 = = Thêi gian khëi ®éng kh«ng t¶i : TM2 = = Thêi gian h·m cã t¶i vµ kh«ng t¶i ®­îc x¸c ®Þnh t­¬ng tù nh­ trªn: Td1 = = Td2 = = ChiÒu dµi xe ®i ®­îc trong thêi gian më m¸y cã t¶i vµ kh«ng t¶i : LM1 = = = LM2 = = = ChiÒu dµi xe ®i ®­îc trong thêi gian h·m m¸y cã t¶i vµ kh«ng t¶i : Ld1 = = = Ld2 = = = ChiÒu dµi xe ®i ®­îc khi di chuyÓn t¶i träng víi tèc ®é æn ®Þnh: L1 = L - (LM1+Ld1) = 50 - (5,24 + 1,06) = 43,7 m ChiÒu dµi xe ®i ®­îc khi di chuyÓn kh«ng t¶i víi tèc ®é æn ®Þnh: L2 = L - (LM2+Ld2) = 50 - (0,33 + 0,16) = 49,51 m Thêi gian xe di chuyÓn víi tèc ®é æn ®Þnh khi cã t¶i vµ kh«ng t¶i: T11 = = T12 = = Theo c¸c sè liÖu nhËn ®­îc ë trªn vÒ m« men vµ thêi gian , ta x©y dùng ®­îc ®å thÞ phô t¶i toµn phÇn cña ®éng c¬ .§Ó kiÓm nghiÖm ®éng c¬ theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng , ta x¸c ®Þnh trÞ sè chÝnh x¸c cña thêi gian ®ãng m¹ch t­¬ng ®èi §MCX% = = = M« men ®¼ng trÞ: M®t1 = = TÝnh qui ®æi m« men nµy vÒ hÖ sè ®ãng m¹ch tiªu chuÈn 40% M®t = = V× M®t < M®m nªn ®éng c¬ ®· chän tho· m·n ®iÒu kiÖn ph¸t nãng II.TÝnh chän m¹ch biÕn ®æi: V× hÖ truyÒn ®éng cÇu trôc lµ mét chiÒu vµ cã ®¶o chiÒu, nªn ta chän m¹ch biÕn ®æi ®iÖn ¸p tíi ®éng c¬ gåm 2 bé chØnh l­u cÇu 3 pha Thyristor ®iÒu khiÓn riªng. Cßn m¹ch kÝch tõ ®éng c¬ còng cã mét bé chØnh l­u cÇu 3 pha §ièt. II.1.M¹ch biÕn ®æi nguån cÊp cho ®éng c¬: H×nh 8 XÐt khi mét bé chØnh l­u lµm viÖc. Ta cã s¬ ®å trªn Trong ®ã: BAN : BiÕn ¸p nguån lÊy ®iÖn tõ l­íi cÊp cho ®éng c¬. Uv0 : §iÖn ¸p d©y hiÖu dông thø cÊp biÕn ¸p nguån BAN. T : 6 Tiristor cña m¹ch chØnh l­u cïng lo¹i. Lck : Cuén kh¸ng san b»ng. L­, R­ : c¶m kh¸ng, ®iÖn trë phÇn øng ®éng c¬. R­ = r­ + rcp = 1,43 (W) §iÖn ¸p kh«ng t¶i cña bé chØnh l­u Ud0 ph¶i tho¶ m·n ph­¬ng tr×nh: g1Ud0cosamin = g2E­®m + åUv + I­maxR­å + DUgmax (*) Trong ®ã: Ud0 : ®iÖn ¸p kh«ng t¶i cña chØnh l­u. g1 : hÖ sè tÝnh ®Õn sù suy gi¶m l­íi ®iÖn; g1 = 0,95. g2 : hÖ sè dù tr÷ BAN; g2 = 1,04 ¸ 1,06. Chän g2 = 1,04. amin : gãc ®iÒu khiÓn cùc tiÓu. S¬ ®å cã ®¶o chiÒu, vµ m = 6 xung, nªn ta chän amin = 12o. åUv : tæng sôt ¸p trªn van. Mçi thêi ®iÓm chØ cã 2 van dÉn, nªn åUv = 2Uv » 2.1,6 = 3,2 (V). I­max : dßng cùc ®¹i phÇn øng ®éng c¬. I­max = (2 ¸ 2,5)I­®m. Chän I­max = 2I­®m = 2.15 =30 (A). E­®m = U­®m - R­I­®m = 220 – 1,43.15 = 198,55 (V). DUgmax : sôt ¸p cùc ®¹i do trïng dÉn. DUgmax = DUg®m Cã Id®m = I­®m vµ I­max = 2I­®m Þ DUgmax = 2DUg®m = 2Ud0UkYk víi Uk lµ ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch: Uk(%) = 5% Þ Uk = 0,05 vµ Yk = = 0,5 (Tra b¶ng bé chØnh l­u cÇu 3 pha) VËy: Ud0 = = Þ Uv0 = Ud0/1,35 » 212,8 (V) TÝnh chän biÕn ¸p nguån BAN: BAN ®Êu theo kiÓu D/Y. §iÖn ¸p l­íi UL = 380V. Þ Tû sè biÕn ¸p: kBAN = = Dßng hiÖu dông thø cÊp BAN: I2 =Id = .15 = 12,25(A) Þ dßng hiÖu dông s¬ cÊp BAN: I1 = I2 = 12,25 = 4(A) C«ng suÊt ®Þnh møc BAN: SBAN = 1,05Ud0Id®m = 1,05.287,3.15 = 4525 (VA) Tra sæ tay, ta chän m¸y biÕn ¸p tiªu chuÈn cã S®m = 6(kVA). TÝnh chän c¸c Tiristor trong m¹ch chØnh l­u: Ta cã bé chØnh l­u lµ cÇu 3 pha. Tra sæ tay, ta tÝnh ®­îc c¸c th«ng sè sau: Dßng trung b×nh qua mçi Thyristor: IT = Id®m = .15 = 5(A). Dßng cùc ®¹i qua mçi Thyristor: ITM = Idmax = .30 = 10(A). §iÖn ¸p ng­îc cùc ®¹i mçi Thyristor ph¶i chÞu: Ungmax = Uv0 = .212,8 = 301 (V). Chän hÖ sè dù tr÷ vÒ ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn cña c¸c Thyristor lµ: Ku = 1,6 vµ Ki = 1,5 VËy Tiristor ph¶i chÞu ®­îc ®iÖn ¸p ng­îc cùc ®¹i = 1,6.301 = 481,5(V), ph¶i chÞu ®­îc dßng trung b×nh khi dÉn = 1,5.5 = 7,5(A), vµ ph¶i chÞu ®­îc dßng cùc ®¹i khi dÉn = 1,5.10 = 10(A). VËy ta chän ®­îc lo¹i Thyristor dïng cho bé chØnh l­u cÊp nguån cho ®éng c¬: Lo¹i I0 (A) VRRM = VDRM (V) ITSM (A) IDM (mA) VGT Max (V) IGT Max (A) VTM max (V) ITM Max (A) Du/dt (V/ms) di/dt (A/ms) TYN 690 16 600 220 3 1,5 25 1,4 50 50 100 Trong ®ã: I0 : Dßng trung b×nh ë tr¹ng th¸i dÉn cña Thyristor. VRRM : §iÖn ¸p ng­îc cña lÆp l¹i cña Thyristor. VDRM : §iÖn ¸p lÆp l¹i ë tr¹ng th¸i kho¸. ITSM : Dßng ®iÖn qu¸ t¶i ë ®iÓm h­ háng ë tr¹ng th¸i dÉn. IDM : Dßng cùc ®¹i ë tr¹ng th¸i kho¸. VGT :§iÖn ¸p I GT : dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn. VTM, ITM : §iÖn ¸p, dßng ®iÖn cùc ®¹i ë tr¹ng th¸i dÉn. du/dt : Tèc ®é t¨ng tíi h¹n cña ®iÖn ¸p ë tr¹ng th¸i kho¸. di/dt : Tèc ®é t¨ng tíi h¹n cña dßng ®iÖn ë tr¹ng th¸i dÉn. TÝnh cuén kh¸ng san b»ng: C«ng thøc gÇn ®óng tÝnh ®iÖn c¶m phÇn øng ®éng c¬ 1 chiÒu kÝch tõ ®éc lËp: L­ » KL (H) (TruyÒn ®éng ®iÖn - Trang 273). Trong ®ã : KL = 1,4 ¸ 1,9 (m¸y cã bï); chän KL = 1,4. U­®m = 220(V), I­®m = 15(A), Zp(sè ®«i cùc) = 4 vµ n®m =1150(vßng/phót). Þ L­ = Û L­ = 3,2(mH). TÝnh to¸n m¹ch b¶ovÖ du/dt vµ di/dt: H×nh 9 Ta cã s¬ ®å m¹ch b¶o vÖ hoµn chØnh nh­ sau:1.M¹ch R1C1 b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p do tÝch tô ®iÖn tÝch: (§iÖn tö c«ng suÊt - NguyÔn BÝnh - trang 261) Gäi b lµ hÖ sè dù tr÷ vÒ ®iÖn ¸p cña Thyristor Þ b = 1¸ 2. Chän b = 1,6. Gi¶ sö BAN cã Lc = 0,2(mH). -HÖ sè qu¸ ®iÖn ¸p : k = = . -C¸c th«ng sè trung gian, sö dông c¸c ®­êng cong : C*min(k) = 5,5; R*max(k) = 1,2; R*min(k) = 0,55. -TÝnh khi chuyÓn m¹ch. Ta cã ph­¬ng tr×nh lóc b¾t ®Çu trïng dÉn: 2Lc = ud©y = Uv0sin(wt+j) = = Û = 0,75(A/ms) Ta thÊy víi Thyristor ®· chän cã = 100(A/ms) >> 0,76(A/ms), nªn trong m¹ch kh«ng cÇn cã c¸c cuén kh¸ng b¶o vÖ Lk (b¶o vÖ ). Tøc lµ cã thÓ coi Lk = 0. -X¸c ®Þnh ®iÖn l­îng tÝch tô Q = f(), sö dông c¸c ®­êng cong Víi Id = 15(A), = 0,75(A/ms) tra ®­êng cong Þ Q » 10(Ams). -X¸c ®Þnh R1,C1: C1 = .C*min(k) = R*min(k) £ R1 £ R*max(k) Û 0,55 £ R1 £ 1,2 Þ 51,2 £ R1 £ 93,1 (W). VËy ta cã thÓ chän c¸c gi¸ trÞ chuÈn: R1 = 56(W) vµ C1 = 0,4(mF) 2. M¹ch R2C2 b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p do c¾t BAN kh«ng t¶i g©y ra: -Nh­ trªn, ta cã hÖ sè qu¸ ®iÖn ¸p: k = 1,23. -C¸c th«ng sè trung gian, sö dông c¸c ®­êng cong C*min(k) = 0,45; R*max(k) = 2,1; R*min(k) = 1. -Gi¸ trÞ lín nhÊt cña n¨ng l­îng tõ trong BAN (3pha) khi c¾t: WT3 = Trong ®ã: Is.o.m : lµ gi¸ trÞ cùc ®¹i cña dßng tõ ho¸ quy sang thø cÊp. Is : gi¸ trÞ hiÖu dông dßng ®Þnh møc thø cÊp. Is =Id =.15 = 12,2(A) S : C«ng suÊt biÓu kiÕn BAN. w = 2pf = 314(rad/s). Ta cã Is.o.m = Is.o = .0,03Is Þ WT3 = = -X¸c ®Þnh R2 vµ C2: C2 = C*min(k) Trong ®ã Usm lµ gi¸ trÞ cùc ®¹i ®iÖn ¸p d©y thø cÊp BAN: Usm = Us = .Uv0 = .212,8 =301(V) Þ C2 = R*min(k) £ R2 £ R*max(k) Û £ R2 £ Þ 581,5 £ R2 £ 1221,2 (W). VËy ta chän c¸c gi¸ trÞ chuÈn: R2 = 600(W) vµ C2 = 3(mF). II.2. M¹ch biÕn ®æi nguån cÊp cho m¹ch kÝch tõ ®éng c¬: H×nh 10 Ta dïng s¬ ®å cÇu 3 pha §i«t nh­ sau: Tõ lo¹i ®éng c¬, ta cã Ikt®m = 0,65(A) vµ Rcks = 200(W). Ta cã ®iÖn ¸p ra m¹ch chØnh l­u: Ud = Ud0 = Ikt®mRcks = 0,65.200 = 130(V). Þ Uv0 = Ud/1,35 = 130/1,35 Û Uv0 = 96,3(V). TÝnh chän biÕn ¸p nguån cÊp cho m¹ch kÝch tõ BAKT: BAKT ®Êu theo kiÓu D/Y. §iÖn ¸p l­íi UL = 380V. Þ Tû sè biÕn ¸p: kBAN = = Dßng hiÖu dông thø cÊp BAKT: I2 =Id = .0,65 = 0,53(A) Þ dßng hiÖu dông s¬ cÊp BAKT: I1 = I2 = C«ng suÊt ®Þnh møc BAKT: SBAKT = 1,05Ud0Id®m = 1,05.130.0,65 SBAKT = 88,7(V.A) Tra sæ tay, ta chän m¸y biÕn ¸p tiªu chuÈn cã S®m = 120(VA). TÝnh chän c¸c §i«t trong m¹ch chØnh l­u: Dßng trung b×nh qua mçi §i«t: ID = Id®m = .0,65 = 0,22(A). Dßng cùc ®¹i qua mçi §i«t: IDM = Idmax = .0,65 = 0,22(A). §iÖn ¸p ng­îc cùc ®¹i mçi §i«t ph¶i chÞu: Ungmax = Uv0 = .96,3 = 136,2(V). Chän hÖ sè dù tr÷ vÒ ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn cña c¸c §i«t lµ: Ku = 1,6 vµ Ki = 1,5 VËy §i«t ph¶i chÞu ®­îc ®iÖn ¸p ng­îc cùc ®¹i = 1,6.136,2 = 217,92(V), ph¶i chÞu ®­îc dßng trung b×nh khi dÉn = 1,5.0,22 = 0,33(A), vµ ph¶i chÞu ®­îc dßng cùc ®¹i khi dÉn = 1,5.0,22 = 0,33(A). VËy ta chän ®­îc lo¹i §i«t dïng cho bé chØnh l­u cÊp nguån cho m¹ch kÝch tõ cña ®éng c¬: Lo¹i Itb(A) Uiv(V) DU(V) Tèc ®é qu¹t Tèc ®é n­íc B-10 10 300 0,7 ch­¬ng IV - tæng hîp hÖ truyÒn ®éng Ta cã s¬ cÊu tróc m¹ch ®iÒu chØnh ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu : ? Bé B§ KF®m ? I­ -E Ud Ui® w M KF®m Uw® Rw - Uw Ri Si -Mc - Ui Sw H×nh 11 S¬ ®å ®iÒu chØnh cã 2 m¹ch vßng : m¹ch vßng dßng ®iÖn vµ m¹ch vßng tèc ®é. Ta ph¶i x¸c ®Þnh c¸c bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn (Ri) vµ bé ®iÒu chØnh tèc ®é (Rw). ë ®©y ta ®· bá qua h»ng sè thêi gian T®k cña bé biÕn ®æi, v× chØ ®iÒu chØnh c¸c h»ng sè thêi gian lín (Tvo). I.M¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn : ? Ri - Ui I­ Si Ui® H×nh 12 H»ng sè thêi gian ®iÖn tõ cña phÇn øng ®éng c¬: . H»ng sè thêi gian c¬ häc: (s) Ta thÊy h»ng sè thêi gian c¬ häc Tc=0,0345 (s) rÊt lín so víi h»ng sè thêi gian ®iÖn tõ cña phÇn øng ®éng c¬ T­ = 0,0022 (s) nªn ta cã thÓ coi søc ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ kh«ng ¶nh h­ëng tíi qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh cña m¹ch vßng dßng ®iÖn. V× ph¶n øng cña m¹ch phÇn øng (s®® E) chËm h¬n nhiÒu so víi ph¶n øng cña bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn Ri, nªn khi tæng hîp m¹ch vßng dßng ®iÖn ta cã thÓ bá qua kh©u ph¶n håi E = KF®mw. Vµ ta ®­îc s¬ ®å cÊu tróc nh­ ._.