Thiết kế hệ thống truyền động điện cho trục tải
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU :
NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG .
CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG CHO TRỤC.
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN ĐẶC TÍNH CƠ KHI KHỞI ĐỘNG – CHỌN THIẾT BỊ KHỞI ĐỘNG .
1. Xây dựng đặc tính cơ.
2. Chọn điện trở khởi động khi nâng tải .
3. Tính hãm điện .
4.
CHƯƠNG 3 : ĐIỀU CHỈNG TỐC ĐỘ .
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ KHI KHỞI ĐỘNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG .
CHƯƠNG 5 : THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG .
CHƯƠNG 6 : CHỌN THIẾT BỊ.
LỜI MỞ ĐẦU
Loài người đang sống và đang chứng kiến nhiều biến đổi lớn lao trong lĩnh vực xã hội học cũng như khoa học kỹ thuật . Có thể nói thế kỷ thứ XX là thế kỷ của tự động hoá mà khâu quan trọng không thể thiếu được của nó là điều chỉnh tự động . Không có điều chỉnh tự động thì cũng không có tự động hoá , hoặc cao hơn không có tự động hoá phức hợp - điều khiển học.
Trên con đường tiến lên chủ nghĩa xã hội và chủ nghĩa cộng sản , tự động hoá ngày càng có vai trò quan trọng trong việc tạo ra cơ sở vật chất để xây dựng thành công chủ nghĩa xã hội phát triển cửa ngõ bước vào chủ nghĩa cộng sản , hình thái xã hội phát triển nhất của xã hội loài người . Tự động hoá cũng là một trong những phương tiện quyết định để giải quyết vĩnh viễn những mâu thuẩn giữa lực lượng sản xuất và quan hệ sản xuất trên phạm vi thế giới .Tự động hoá là một phương thức sản xuất của thời đại kinh tế phát triển .
Tự động hoá có những ảnh hưởng sâu sắc đến sự thay đổi bộ mặt một xã hội . Từ khi loài người phát minh ra động cơ hơi nước , một phương tiện tự động hoá sản xuất năng lượng , xã hội loài người đã có nhiều chuyển biến , không phải vì đó chỉ là cái mốc thời gian mà còn là một động lực thúc đẩy quá trình này . Cuộc cáchmạng kỹ thuật lần thứ nhất và quá trình cơ giới hoá trên phạm vi rộng lớn đã đẩy chế độ phong kiến tới chỗ diệt vong , giải phóng sản xuất của xã hội.
Tự động hoá đã góp phần nâng cao năng suất lao động trên phạmvi thế giới . Trong chế độ xã hội chủ nghĩa tự động hoá có ý nghĩa văn hoá xã hội lớn lao . Bởi lẽ nó tạo cho con người những điều kiện làm việc , sinh hoạt tốt hơn , đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ cao hơn , rộng hơn , nó góp phần quan trọng vào việc xoá bỏ sự khácbiệt giữa thành thị và nông thôn .
Ở nước ta vấn đề tự động háo các quá trình sản xuất còn hạn chế , đôi khi còn xa lạ . Một số dây chuyền tự động mới có ở một số nơi . Nhưng chắc chắn , để tạo ra của cải vật chất cho chủ nghĩa xã hội và chủ nghĩa cộng sản chỉ có con đường duy nhất là nâng nahnh sản xuất bằng việc sử dụng hợp lý nguồn lao động dồi dào , kết hợp với quá trình cơ giới hoá tiến lên tự động hoá khi dã có điều kiện , để nâng cao sản xuất , từng bước thoả mãn tốt hơn nhu cầu vật chất , tinh thần của nhân dân , tiến tới trạng thái trong xã hội của cải tràn đầy , sinh hoạt tinh thần phong phú , nhân dân ấm no hạnh phúc trong độc lập tự do có nền quốc phòng hùng mạnh.
Tự độnh hoá sơ khai nói chung hay tự động điều chỉnh nói riêng đã có từ thời xa xưa .Kỹ thuật điều chỉnh tự động phát triển khá mạnh vào cuối thế kỷ XVIII , nhất là từ những năm cuối thế kỷ XIX đến nay .
Nhiệm vụ của điều chỉnh là duy trì một hay nhiều dặc tính ,đại lượng,đã cho của một quá trình công nghệ .trên một giá trị cố điịnh hoặc trên một chương trình cho trước chống lại tác động của nhiễu loạn bên ngoài .
Quá trình điều chỉnh thực chất là một mắt khâu của một hoạt động điều khiển , bởi lẽ kỹ thuật điều khiển là một nghành khoa học kỹ thuật nghiên cứu các quy luật và khả năng thực hiện các quá trình điều khiển tự động , một hoạt đọng có ý thức nhằm khởi động , duy trì , làm thay đổi hoặc chấm dứt một quá trình kỹ thuật nào đó , chức năng duy trì của hoạt động trên chính là nhiệm vụ của điều chỉnh tự động .
Là sinh viên nghành điện khí hoá của trường ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT, sau một thời gian đã được học và làm quen với môn học Truyền Động Điện , em đã được giao đồ án Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Điện Cho Trục Tải để em được làm quen và củng cố kiến thức của mình tốt hơn.
Đồ án gồm 6 chương :
Chương I : Tính toán lựa chọn động cơ truyền động cho trục.
Chương II : Tính toán đặc tính cơ khi khởi động – Chọn thiết bị khởi động .
Chương III : Điều chỉnh tốc độ .
Chương IV : Tính toán quá trình quá độ khi khởi động bằng phương pháp mô phỏng.
Chương V : Thành lập sơ đồ điều khiển tự động .
Chương VI : Chọn thiết bị .
Với kiến thức em đã được học ở trường và sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án này .Nhưng vì sự hiểu biết của em còn hạn chế và thời gian có hạn , nên đồ án không thể tránh những sai sót , em xin sự góp ý chân thành của thầy để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
14 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2415 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế hệ thống truyền động điện cho trục tải, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHÖÔNG 2
TÍNH TOAÙN ÑAËC TÍNH CÔ KHI KHÔÛI ÑOÄNG
CHOÏN THIEÁT BÒ KHÔÛI ÑOÄNG
1 . XAÂY DÖÏNG ÑAËC TÍNH CÔ TÖÏ NHIEÂN
a)Phöông trình ñaëc tính cô :
Vôùi ñoäng cô coâng suaát lôùn ta coù theå coi phaàn coâng taùc laø ñöôøng thaúng.
Phöông trình ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä roâto daây quaán coù daïng :
Trong ñoù
S =
Vì ñaây laø ñoäng cô coâng suaát lôùn neân r1 = 0 vaø do ñoù = 0 khi ñoù phöông trình ñaëc tính cô coù daïng :
Do ñoù phöông trình ñaëc tính cô töï nhieân laø :
b)Xaùc ñònh caùc tham soá :
- Xaùc ñònh heä soá tröôït tôùi haïn :
Ñoái vôùi ñoäng cô oâng suaát lôùn ta coù coâng thöùc tính nhö sau :
Trong ñoù
- Heä soá tröôït ñònh möùc cuûa ñoäng cô :
+ Toác ñoä ñònh möùc cuûa ñoäng cô : = 730 v/ph
+ Toác ñoä ta choïn döïa vaøo toác ñoä ñònh möùc : = 750 v/ph
Vaäy
- Heä soá quaù taûi cuûa ñoäng cô , ñoäng cô ta choïn laø loaïi MT512-8 coù heä soá = 2,8
Vaäy heä soá tröôït tôùi haïn :
- Xaùc ñònh moâmen tôùi haïn :
Trong ñoù
- Moâmen ñònh möùc treân truïc ñoäng cô :
(Nm)
Vaäy moâmen tôùi haïn :
(Nm)
Phöông trình ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô :
c)Xaây döïng ñaëc tính cô töï nhieân :
Töø phöông trình ñaëc tính cô töï nhieân ta cho heä soá tröôït bieán thieân trong khoaûng [0,1] ta coù baûng sau :
S
S/Sth
Sth/S
M
0
0
0
0
0,027
0,18
5,6
505,6
0,1
0,67
1,5
1328,34
0,15
1
1
1461,18
0,2
1,33
0,75
1404,98
0,3
2
0,5
1168,94
0,4
2,7
0,375
950,36
0,5
3,33
0,3
805,06
0,6
4
0,25
687,61
0,7
4,7
0,21
595,18
0,8
5,33
0,1875
529,65
0,9
6
0,17
473,64
1
6,7
0,15
426,62
Sau ñaây laø ñöôøng ñaëc tính cô töï nhieân ñöôïc veõ baèng laëp trình Excel.
Mc
M2
M1
Mth
Sth
2 . CHOÏN ÑIEÄN TRÔÛ KHÔÛI ÑOÄNG KHI NAÂNG TAÛI
Ñeå tính toaùn khôûi ñoäng khi naâng taûi ta söû duïng phöông phaùp ñoà thò ñeå tính.
Vì theo ñeà taøi yeâu caàu laø khôûi ñoäng ñoäng cô coù soá caáp khôûi ñoäng laø 5 . Ta phaûi thieát keá sao cho soá ñöôøng thaúng naèm ngang phaûi baèng soá caáp khôûi ñoäng vaø ñöôøng naèm ngang cuoái cuøng phaûi truøng vôùi giao ñieåm cuûa vôùi ñöôøng ñaëc tính töï nhieân.
Choïn sao cho :
Heä ta ñang xeùt laø moät heä cô hoïc neân coù quaùn tính cô , quaùn tính naøy coù theå laøm cho caùp cuûa truïc noái vôùi taûi luùc chöa laøm vieäc coù theå bò chuøng , hieän töôïng naøy neáu ta ñoùng ñieän cho ñoäng cô thì luùc naøy ñoäng cô laøm vieäc vôùi cheá ñoä khoâng taûi neân moâmen cöïc ñaïi coù theå laøm caêng caùp ñoät ngoät vaø gaây ñöùt caùp vaø tai naïn coù theå xaûy ra vaø gaây hö hoûng thieát bò .
Vì vaäy tröôùc khi khôûi ñoäng cho ñoäng cô laøm vieäc thì ta ñoùng toaøn boä ñieän trôû phuï ñeå luoân luoân ñang ôû cheá ñoä laøm vieäc . Neân khi ñoùng ñieän cho ñoäng cô thì luùc naøy moâmen caûn lôùn hôn moâmen ñònh möùc , ñoäng cô chöa naâng haøng ñöôïc maø ñang thöïc hieän cheá ñoä caêng caùp , sau moät thôøi gian ñoäng cô môùi naâng haøng ñöôïc.
ê Xaây döïng giaûn ñoà khôûi ñoäng :
Taïi S = 0 ta keû caùc tia sao cho caùc moâmen ñænh vaø caùc moâmen chuyeån maïch cuûa 5 caáp ñeàu nhö nhau . Neáu moâmen ñænh khaùc nhau thì phaûi thay ñoåi hoaëc roài tieán haønh döïng laïi.
-Tính giaù trò ñieän trôû phuï töøng caáp :
Töø S = 0 ta keû ñöôøng thaúng song song vôùi truïc moâmen , caét ñöôøng thaúng taïi B
Töø giaûn ñoà treân ta thaáy ñöôïc ñieåm laøm vieäc oån ñònh cuûa ñoäng cô laø A ñöôïc xaùc ñònh laø giao ñieåm cuûa ñöôøng ñaëc tính töï nhieân vôùi ñöôøng moâmen caûn quy ñoåi veà truïc ñoäng cô : (Nm)
Ta coù :
Sô ñoà ñaáu ñoäng cô khi khôûi ñoäng naâng taûi :
laø ñieän trôû haõm ñieän cuûa ñoäng cô . Ñieän trôû naøy ñöôïc tính trong phaàn sau.
3. TÍNH HAÕM ÑIEÄN
Haõm ñieän laø moät quaù trình raát quan troïng trong truyeàn ñoäng ñieän , ñeå cho quaù trình truyeàn ñoäng naøy döøng laïi ôû moät ñieåm nhaát ñònh naøo ñoù thì ta phaûi ñaáu theâm ñieän trôû haõm vaøo ñoäng cô vaø sau ñoù duøng phanh cô khí cho döøng laïi . Trong ñieàu kieän khoa hoïc kyõ thuaät phaùt trieån hieän nay coù raát nhieàu caùch haõm ñieän nhö :
- Haõm ñaáu ngöôïc
- Haõm ñoäng naêng
Haõm ñoäng naêng laø caùch haõm maø thöïc hieän baèng caùch taùch ñoäng cô ra khoûi maïng löôùi ñieän vaø ñoùng vaøo ñieän trôû haõm . Luùc naøy ñoäng cô quay ñöôïc laø do quaùn tính hoaëc do taûi neân söùc ñieän ñoäng cuûa noù sinh ra seõ taïo ra moät doøng ñieän kheùp maïch qua ñieän trôû haõm , doøng ñieän naøy ñaõ ñaûo chieàu . Ñeå ñoäng cô coù theå haõm ñöôïc khi taùch ñoäng cô ra khoûi maïng löôùi ñieän chuùng ta phaûi giöõ cho chieàu doøng ñieän chaïy qua cuoän kích töø khoâng ñoåi coù nghóa laø ta ñoåi cöïc tính cuûa cuoän kích töø.
Haõm ñoäng naêng cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä coù theå thöïc hieän theo hai caùch :
- Haõm ñoäng naêng töï kích
- Haõm ñoäng naêng kích töø ñoäc laäp
Sô ñoà nguyeân lyù cuûa haõm ñoäng naêng ñoäng cô khoâng ñoàng boä :
Khi stato cuûa ñoäng cô ñöôïc caét ra khoûi nguoàn xoay chieàu roài ñoùng vaøo nguoàn moät chieàu , luùc ñoù doøng ñieän moät chieàu chaïy trong cuoän daây stato seõ sinh ra moät töø tröôøng ñuùng yeân so vôùi stato . Roâto cuûa ñoäng cô vaãn quay theo chieàu cuõ do quaùn tính hoaëc do taûi . Maïch roâto ñöôïc ñaáu ngaén maïch qua ñieän trôû haõm . Caùc thanh daãn cuûa roâto caét töø tröôøng ñöùng yeân neân suaát hieän trong noù moät suaát ñieän ñoäng caûm öùng e2 , taàn soá cuûa suaát ñieän ñoäng e2 tyû leä vôùi toác ñoä goùc cuûa roâto :
Vôùi S’ laø heä soá tröôït ôû traïng thaùi haõm ñoäng naêng .
Söùc ñieän ñoäng caûm öùng trong maïch roâto seõ sinh ra doøng xiay chieàu i2 chaïy trong maïch roâto . Töông taùc giöõa doøng i2 vaø töø tröôøng ñöùng yeân taïo neân löïc haõm F . Löïc F sinh ra moâmen haõm coù chieàu quay ngöôïc vôùi chieàu quay cuûa roâto . Ñoäng cô chuyeån vaøo traïng thaùi haõm ñoäng naêng.
Vaäy khi haõm ñoäng naêng ÑCKÑB laøm vieäc nhö moät maùy phaùt ñieän ñoàng boä cöïc töø aån laøm vieäc ôû cheá ñoä ngaén maïch coù toác ñoä vaø haèng soá thay ñoåi phuï thuoäc vaøo taûi . Taûi cuûa maùy phaùt naøy laø ñieän trôû maïch roâto , cô naêng treân truïc ñoäng cô ñöôïc bieán thaønh nhieät naêng trong maïch roâto.
Inm =
Söùc ñieän ñoäng vaø ñieän caûm cuûa maïch roâto phuï thuoäc vaøo toác ñoä quay .
E2 = k1 . x2 = k2 .
Ñeå thaønh laäp ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä ôû traïng thaùi haõm ñoäng naêng ta thay theá moät caùch ñaúng trò cheá ñoä maùy phaùt ñoàng boä coù taàn soá thay ñoåi baèng cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä . Nghóa laø cuoän daây stoto thöïc teá ñaáu vaøo nguoàn moät chieàu nhöng ta coi nhö ñaáu vaøo nguoàn xoay chieàu . Ñieàu kieän ôû ñaây laø söùc töø ñoäng do doøng ñieän moät chieàu vaø doøng xoay chieàu ñaúng trò sinh ra laø nhö nhau .
Doøng moät chieàu cuûa cuoän daây stato khoâng phuï thuoäc vaøo traïng thaùi laøm vieäc cuûa ñoäng cô maø chæ phuï thuoäc vaøo ñieän aùp vaø ñieä trôû maïch moät chieàu . Doøng moät chieàu khoâng ñoåi neân doøng ñaúng trò cuõng khoâng ñoåi , do ñoù nguoàn caáp cho stato laø nguoàn doøng . Vôùi söï phaân tích nhö vaäy ta coù theå thay theá ÑCKÑB ôû traïng thaùi haõm ñoäng naêng nhö sau . Nguoàn doøng ñöôïc thay theá sao cho söùc töø ñoäng trong ñoäng cô ñuùng baèng söùc töø ñoäng do doøng moät chieàu gaây ra .
Sô ñoà thay theá ÑCKÑB ôû traïng thaùi haõm ñoäng naêng
Haõm ñoäng naêng laø moät cheá ñoä haõm maø coù traû naêng löôïng veà nguoàn . Yeâu caàu cuûa haõm ñoäng naêng laø phaûi coù söùc ñieän ñoäng e cuûa ñoäng cô . Luùc naøy ñoäng cô laøm vieäc nhö moät maùy phaùt ñieän töï kích.
Ñeå tính toaùn ñieän trôû haõm thì ta cho heä thoáng truyeàn ñoäng ñaït toác ñoä oån ñònh khi naâng taûi vaø haï taûi thì ta choïn ñieåm laøm vieäc khi haï taûi ñoái xöùng vôùi ñieåm laøm vieäc oån ñònh cuûa ñoäng cô qua truïc moâmen.
Baây giôø ta coù theå giaûi thích roõ hôn quaù trình caêng caùp cuûa ñoäng cô laø nhö sau. Tröôùc khi ñoùng ñieän cho ñoäng cô khôûi ñoäng ta ñöa toaøn boä ñieän trôû phuï vaø ñieän trôû haõm vaøo laøm vieäc . Luùc naøy theo ñoà thò ta coù moâmen khôûi ñoäng cuûa heä truyeàn ñoäng nhoû hôn moâmen caûn vì vaäy maø heä chöa khôûi ñoäng ñöôïc maø luùc naøy ñoäng cô quay laø ñeå caêng caùp . Sau moät thôøi gian thì caét daàn daàn bôùt ñieän trôû phuï vaø haõm , luùc naøy heä baét ñaàu truyeàn ñoäng cho taûi.
Ñeå cho cheá ñoä haõm ñöôïc eâm dòu ta chia ñieän trôû haõm ra nhieàu caáp. Theo sô ñoà thì ta chia ñieän trôû phuï haõm naøy thaønh 5 caáp vaø ñöôïc tính toaùn nhö sau :
Ta coù :
AK = 0,027
Pa = 0,1
ab = 0,15
bc = 0,2
cd = 0,25
Dd = 0,25
Rh1 =
