thiết kế hệ thống truyền động của máy mài tròn, chương 2

Chia sẻ: Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

248
lượt xem 97
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Điều chỉnh tần số động cơ không đồng bộ Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách biến đổi tần số nguồn cho phép mở rộng phạm vi sử dụng động cơ KĐB trong nhiều ngành công nghiệp. Nó cho phép mở rộng dải điều chỉnh tốc độ và nâng cao tính chất động học của hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều nói chung và động cơ KĐB nói riêng, có thể ứng dụng cho các thiết bị cần thay đổi tốc độ nhiều động cơ cùng một lúc như các truyền động của...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: thiết kế hệ thống truyền động của máy mài tròn, chương 2

Ch-¬ng 2 Lùa chän ph-¬ng ¸n truyÒn ®éng I. Chän ph-¬ng ¸n truyÒn ®éng 1. §iÒu chØnh tÇn sè ®éng c¬ kh«ng ®ång bé Ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch biÕn ®æi tÇn sè nguån 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 tèc ®é 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, cã thÓ 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 ... hoÆc cho c¶ c¸c thiÕt bÞ ®¬n lÎ nhÊt lµ nh÷ng c¬ cÊu cã yªu cÇu 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¬ kh«ng ®ång bé rotor lång sãc sÏ cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n v÷ng ch¾c, gi¸ thµnh h¹ vµ cã thÓ lµm viÖc trong nhiÒu m«i tr-êng. BiÕn tÇn cã hai lo¹i lµ biÕn tÇn nguån dßng vµ biÕn tÇn nguån ¸p: a. BiÕn tÇn nguån dßng ¦u ®iÓm: + §é tin cËy cao h¬n biÕn tÇn nguån ¸p + DÔ dµng lµm viÖc ë chÕ ®é h·m t¸i sinh Nh-îc ®iÓm: + NÕu mÊt nguån l-íi trong khi ®ang ho¹t ®éng th× biÕn tÇn nguån dßng kh«ng thÓ thùc hiÖn h·m ®éng n¨ng. Sö dông cuén kh¸ng Ld kh¸ lín, tèn kÐm h¬n vÒ mÆt kinh tÕ b. BiÕn tÇn nguån ¸p ¦u ®iÓm: + Cã thÓ h·m ®éng n¨ng khi ®ét ngét mÊt ®iÖn nguån. + §¸p øng qu¸ ®é nhanh h¬n
+ Sö dông kü thuËt PWM cho phÐp gi¶m tæn hao vµ sãng hµi, kh«ng g©y m«men ®Ëp m¹ch + RÎ h¬n Nh-îc ®iÓm: + Kh«ng h·m t¸i sinh ®-îc, nÕu muèn ph¶i m¾c thªm mét bé cÇu chØnh l-u hoµn toµn. +§é tin cËy kh«ng cao b»ng biÕn tÇn nguån dßng. KÕt luËn Theo yªu cÇu cña ®Ò bµi lµ kh¶o s¸t truyÒn ®éng tù ®éng quay chi tiÕt mµi (truyÒn ®éng ¨n dao) thuéc lo¹i nhá ®ång thêi qua ph©n tÝch ta chän ph-¬ng ¸n sö dông hÖ biÕn tÇn - ®éng c¬ kh«ng ®ång bé v×: + DÔ dµng ®iÒu chØnh ®-îc tèc ®é vµ ®iÖn ¸p ra cña ®éng c¬ b»ng c¸ch thay ®æi tÇn sè cña ®Çu ra. + Sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ro to lång sãc lµ lo¹i ®éng c¬ cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n, rÎ tiÒn, vËn hµnh an toµn vµ ch¾c ch¾n. + §¸p øng ®-îc nhiÒu chÕ ®é mµi víi m«men më m¸y cã qu¸n tÝnh lín. + Kh«ng cÇn ®¶o chiÒu, kh«ng cÇn h·m t¸i sinh khi dõng m¸y. 2. LuËt ®iÒu khiÓn tÇn sè ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 1. LuËt ®iÒu chØnh tõ th«ng kh«ng ®æi Thùc tÕ ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè ®éng c¬ ph¶i thùc hiÖn ®ång thêi víi viÖc ®iÒu chØnh biªn ®é ®iÖn ¸p stato ®Æt vµo ®éng c¬. Th«ng qua tõ th«ng ®éng c¬ cã thÓ dïng m¹ch vßng ®iÒu chØnh trùc tiÕp tõ th«ng, hoÆc cã thÓ dïng ®iÒu khiÓn gi¸n tiÕp th«ng qua c¸c ®¹i l-îng kh¸c nh- tÇn sè f1, ®iÖn ¸p U1, dßng ®iÖn I1 vµ tÇn sè tr-ît f2. M¹ch ®iÒu chØnh tõ th«ng trùc tiÕp nhê c¸c bé ®o l-êng g¾n vµo stato ®éng c¬ cã nhiÒu nh-îc ®iÓm nªn thùc tÕ Ýt sö dông. Trong thùc tÕ th-êng sö dông c¸c ph-¬ng ph¸p gi¸n tiÕp. Trong chÕ ®é ®Þnh møc, tõ th«ng lµ ®Þnh møc vµ m¹ch tõ cã c«ng suÊt
tèi ®a. LuËt ®iÒu chØnh tÇn sè - ®iÖn ¸p lµ luËt gi÷ ®óng tõ th«ng kh«ng ®æi trªn toµn d¶i ®iÒu chØnh. Tuy nhiªn tõ th«ng ®éng c¬, trªn mçi ®Æc tÝnh cßn phô thuéc rÊt nhiÒu vµo ®é tr-ît s, tøc lµ phô thuéc m«men t¶i trªn trôc ®éng c¬. V× thÕ trong c¸c hÖ ®iÒu chØnh yªu cÇu chÊt l-îng cao cÇn t×m c¸ch bï tõ th«ng. Tõ kÕt qu¶ thu ®-îc tõ lý thuyÕt ta cã quan hÖ gi÷a dßng stato vµ tõ th«ng roto:  r®m L r Is = 1 + (Tr .s ) 2 Trong ®ã: Tr = Lm Rr Tõ biÓu thøc trªn ta thÊy, ®Ó gi÷ tõ th«ng kh«ng ®æi th× dßng ®iÖn ph¶i ®iÒu chØnh theo tèc ®é tr-ît ¦u ®iÓm cña ph-¬ng ph¸p: + §¬n gi¶n, dÔ thùc hiÖn. §¶m b¶o cho dßng ®iÖn stato(I1), dßng ®iÖn roto(I2), m«men tíi h¹n (Mth), hÖ sè tr-ît tíi h¹n (sth) vµ tõ th«ng ®éng c¬ ®Òu kh«ng phô thuéc vµo tÇn sè. + Tõ th«ng cña m¹ch tõ lu«n lµ tèi ®a vµ b»ng víi ®Þnh møc. Nh-îc ®iÓm cña ph-¬ng ph¸p: + NÕu gi÷ tõ th«ng kh«ng ®æi mµ phô t¶i ®éng c¬ gi¶m th× lµm t¨ng tæn hao trong ®éng c¬. + Mçi ®éng c¬ ph¶i cµi ®Æt mét sensor do tõ th«ng kh«ng thÝch hîp chÕ t¹o ®¹i trµ vµ c¬ cÊu ®o g¾n trong ®ã bÞ ¶nh h-ëng vëi nhiÖt ®é vµ nhiÔu. 2. §iÒu khiÓn tÇn sè - ®iÖn ¸p ®éng c¬ kh«ng ®ång bé Do ë vïng tÇn sè cao (xung quanh gi¸ trÞ ®Þnh møc) m«men tíi h¹n cã trÞ sè gÇn nh- kh«ng phô thuéc vµo tÇn sè, nÕu tØ sè Rs/fs nhá. Khi tÇn sè gi¶m, tõ th«ng khe hë sÏ gi¶m do sôt ¸p trªn ®iÖn trë stato øng víi dßng ®iÖn ®Þnh møc kh«ng ®æi ë mäi tÇn sè, kÕt qu¶ lµ m«men tíi h¹n cña ®éng c¬ sÏ gi¶m, ®Æc biÖt sÏ gi¶m nhanh ë vïng tÇn sè thÊp. Tõ th«ng chØ ®-îc duy tr× lµ h»ng sè khi sôt ¸p trªn d©y quÊn stato nhá cã thÓ bá qua ®-îc. Trong thùc tÕ
th× ®iÖn trë stato kh«ng thÓ bá qua nªn sôt ¸p trªn ®iÖn trë stato øng víi dßng ®Þnh møc sÏ kh«ng thay ®æi khi gi¶m tÇn sè, trong khi sôt ¸p trªn ®iÖn kh¸ng gi¶m theo tÇn sè. Do vËy, sôt ¸p trªn ®iÖn trë sÏ chiÕm tû lÖ lín ë tÇn sè nhá, ®iÒu nµy ¶nh h-ëng ®Õn tõ th«ng khe hë. V× vËy Tû lÖ U/f ®-îc t¨ng lªn ë vïng tÊn sè thÊp ®Ó bï l¹i sôt ¸p trªn ®iÖn trë stato. §iÒu chØnh tõ th«ng khe hë kh«ng ®æi b»ng c¸ch ®iÒu chØnh dßng ®iÖn tÇn sè tr-ît. M«men cña ®éng c¬ ®-îc t¹o ra bëi sù t¸c dông gi÷a dßng stato vµ tõ th«ng roto nªn ®iÒu chØnh dßng ®iÖn stato sÏ cã tÆc tÝnh ®éng häc tèt h¬n ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p stato. MÆt kh¸c, víi bé biªn tÇn nguån dßng cã ®iÒu khiÓn dÔ dµng h¹n chÕ ®-îc dßng ®iÖn vµ thùc hiÖn b¶o vÖ ng¾n m¹ch II. TÝnh chän ®éng c¬ C¸c th«ng sè kü thuËt cña hÖ truyÒn ®éng Mmax = 25 N/m  =100 – 1000 vßng/phót. i =3  = 0,8 Jc = 0,008 kGm  = 1% a. TÝnh to¸n ph¹m vi ®iÒu chØnh + Ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é n c min .2 100.2 min = i.c min = i. = 3. = 31,4 rad / s 60 60 n c max .2 1000.2 max = i.c max = i. = 3. = 314,15 rad / s 60 60 + D¶i ®iÒu chØnh tèc ®é cña ®éng c¬ max D= = 10 : 1 min
b. Chän ®éng c¬ Do truyÒn ®éng yªu cÇu trong d¶i ®iÒu chØnh lu«n gi÷ m«men kh«ng ®æi (M=const). Ta cã c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt cùc ®¹i cña ®éng c¬ lµ: M max .max 25.1000.2 Pmax = = = 3,27 (KW)  60.0,8 Dùa vµo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ta chän ®éng c¬ lo¹i A -52-6 cña Nga cã c¸c th«ng sè kü thuËt sau: C«ng suÊt: P = 4.5 kW Tèc ®é ®Þnh møc: n = 945 vßng/phót §iÖn ¸p ®Þnh møc: U1= 380 V Dßng ®iÖn ®Þnh møc: I1 = 10.1 A HiÖu suÊt  = 84.5 cos  = 0.8 Ik®/I®m : 5 Mk®/M®m : 1.4 Mmax/M®m : 2 Sè ®«i cùc: 2p = 6 M«men qu¸n tÝnh : J® = 0.2 kGm c.TÝnh to¸n tham sè cña ®éng c¬ + C«ng suÊt ®Çu vµo cña ®éng c¬ lµ: P® m 4,5 Pv®m= 3.U1® m .I1® m . cos  = = = 5,325 (KW) ® m 0,845 + Gäi tæng trë mét pha cña stato lµ ZV ta cã: U1® m 380 ZV= = = 21,72 (  ) 3.I1® m 3.10,1 M¹ch ®iÖn thay thÕ gÇn ®óng vµ ®å thÞ vect¬ cña ®éng c¬ lµ:
+ Dßng ®iÖn sinh momen ®-îc tÝnh theo c«ng thøc: cos  0,8 I sq = I1® m =10,1. = 9,82 (A) ® m 0,845 + Dßng ®iÖn sinh tõ th«ng ®-îc tÝnh theo c«ng thøc: cos  0,8 I sd = I1® m 2 =10,1. 1 = 2,33 (A) ® m 0,845 + H»ng sè thêi gian m¹ch roto ®-îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc I sq ® m 9,82 Tr = = = 0,0134 2 ® m .I sd ® m 314,15.2,33 + §iÖn kh¸ng t¶n m¹ch stato ®-îc tÝnh gÇn ®óng lµ: U1® m . sin  X1 = I sq Trong ®ã sin   sin[  (90 0  )]  sin . sin   cos . cos α I sq 9,82 I sd 2,33 sin  = = = 0,972 cos  = = = 0,23 I1® m 10,1 I1® m 10,1 => sin  = 0,6.0,972 0,8.0,23 = 0,4 => X1 = 15,478 (  ) + ë chÕ ®é kh«ng t¶i cã: U1f U X1 + X m = => X m = 1® m X1 = 78,68 (  ) I sd 3.I sd
+ HÖ sè t¶n tõ cña ®éng c¬ ®-îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: X1 15,478 = = = 0,196 Xm 78,68 + §iÖn c¶m t¶n stato ®-îc tÝnh lµ: X1 15,478 L1 = = = 49,3 (mH) 2f 2.3,14.50