Thiết kế hệ truyền động Thyristor - Động cơ một chiều cho cơ cấu ăn dao ngang của máy doa ngang 2620

Sự bùng nổ của các tiến bộ kỹ thuật trong các lĩnh vực điện - điện tử - tin học trong những năm gần đây đã dẫn đến sự thay đổi sâu sắc cả về mặt lý thuyết lẫn thực tế của kĩnh vực truyền động điện tử. Điều này đạt được trước đây là nhờ sự ra đời và ngày càng phát triển các bộ biến đổi điện tử công suất với kích thước gọn nhẹ, độ tác động nhanh cao, làm việc ổn định, tin cậy giá thành không cao Ở nước ta việc ứng dụng các kỹ thuật truyền động điện trong kỹ thuật ngày càng được phát triển sâu rộng. những năm trước kia truyền động điện một chiều ít được dụng do gặp vấn đề với bộ biến đổi bởi các bộ chỉnh lưu rất khó tạo được một công suất lớn, c ác linh kiện điện tử có công suất lớn rất hiếm.với các hệ truyền động có yêu cầu cao về điều chỉnh ( tốc độn , momen, vị trí ) thì không còn một sự lựa chọn nào khácngoài hệ điều khiển một chiều nên giải pháp chủ yếu là dung hệ truyền động điện với bộ biến đổi kiểu động cơ - máy phát - động cơ rất cồng kềnh hiệu suất và độn tác động nhanh thấp. ngày nay, kỹ thuật điện tử có công suất lớn đã rất phát triển và giới hạn công suất truyền động ngày càng được mở rộng. Kỹ thuật truyền động cũng ngày càng một dược nâng cao, các bộ biến đổi công suất điện tử gọn nhẹ, hiệu suất cao và tự động hoá ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Cùng với sự tiến bộ đó, nhờ khả năng dễ tự động hoá kỹ thuật điều khiển - điểu chỉnh cũng rất phát triển. Nhằm tìm hiểu, bắt kịp và tiến tới làm chủ các tiến bộ này thì bước đầu thiết kế thử nghiệm một hệ thống điều khiển tự động là rất có ích cho các bước tiếp theo. Em xin chọn đề tài tốt nghiệp “thiết kế hệ truyền động Thyristor - Động cơ một chiều cho cơ cấu ăn dao ngang của máy doa ngang 2620 “

doc74 trang | Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 2175 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế hệ truyền động Thyristor - Động cơ một chiều cho cơ cấu ăn dao ngang của máy doa ngang 2620, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NểI ĐẦU Sự bựng nổ của cỏc tiến bộ kỹ thuật trong cỏc lĩnh vực điện - điện tử - tin học trong những năm gần đõy đó dẫn đến sự thay đổi sõu sắc cả về mặt lý thuyết lẫn thực tế của kĩnh vực truyền động điện tử. Điều này đạt được trước đõy là nhờ sự ra đời và ngày càng phỏt triển cỏc bộ biến đổi điện tử cụng suất với kớch thước gọn nhẹ, độ tỏc động nhanh cao, làm việc ổn định, tin cậy giỏ thành khụng cao Ở nước ta việc ứng dụng cỏc kỹ thuật truyền động điện trong kỹ thuật ngày càng được phỏt triển sõu rộng. những năm trước kia truyền động điện một chiều ớt được dụng do gặp vấn đề với bộ biến đổi bởi cỏc bộ chỉnh lưu rất khú tạo được một cụng suất lớn, c ỏc linh kiện điện tử cú cụng suất lớn rất hiếm.với cỏc hệ truyền động cú yờu cầu cao về điều chỉnh ( tốc độn , momen, vị trớ…) thỡ khụng cũn một sự lựa chọn nào khỏcngoài hệ điều khiển một chiều nờn giải phỏp chủ yếu là dung hệ truyền động điện với bộ biến đổi kiểu động cơ - mỏy phỏt - động cơ rất cồng kềnh hiệu suất và độn tỏc động nhanh thấp. ngày nay, kỹ thuật điện tử cú cụng suất lớn đó rất phỏt triển và giới hạn cụng suất truyền động ngày càng được mở rộng. Kỹ thuật truyền động cũng ngày càng một dược nõng cao, cỏc bộ biến đổi cụng suất điện tử gọn nhẹ, hiệu suất cao và tự động hoỏ ngày càng được ứng dụng rộng rói. Cựng với sự tiến bộ đú, nhờ khả năng dễ tự động hoỏ kỹ thuật điều khiển - điểu chỉnh cũng rất phỏt triển. Nhằm tỡm hiểu, bắt kịp và tiến tới làm chủ cỏc tiến bộ này thỡ bước đầu thiết kế thử nghiệm một hệ thống điều khiển tự động là rất cú ớch cho cỏc bước tiếp theo. Em xin chọn đề tài tốt nghiệp “thiết kế hệ truyền động Thyristor - Động cơ một chiều cho cơ cấu ăn dao ngang của mỏy doa ngang 2620 “ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MÁY DOA NGANG 2620 1.1. Đặc điểm cụng nghệ: Mỏy dụng để gia cụng cỏc lỗ hở và giữ rất chớnh xỏc hỡnh dỏng, kớch thước vị trớ và cỏc vị trớ tương quan trong cỏc chi tiết. Trờn mỏy cú thể khoan, tiện cỏc mặt đõu và mặt ngoài, khoột cỏc lỗ hở, phay, chuốt rónh, cắt ren bằng lưỡi dao của trục chớnh doa và bằng giỏ đỡ hướng tõm với sự ăn dao ngang của bàn. Nhờ bộ phận chuyển mạch đặc biệt ở trờn bàn phõn bố nờn cú thể phay cỏc mặt phẳng theo đường viền. Do mỏy vững chắc, chịu chấn động chớnh xỏc và chạy nhanh. Cũng như việc điều khiển tự động cho phộp gia cong chớh xỏc với năng suất cao trờn mỏy và giảm đến mức tối thiểu thời gian hiệu dụng và thời gian phụ. Việc thay đổi vận tốc của trục chớnh được thực hiện nhờ cơ cấu tỡm trước một tay quay với thiết bị đặc biệt bảo vệ cho cỏc mặt đầu của răng khụng bị mũn và sứt mẻ trong thời gian chuyển mạch. Sự ăn dao hiệu dụng, cỏc dịch chuyển mạch nhanh và chậm của cỏc bộ phận di chuyển được thực hiện nhờ một động cơ điện làm việc theo hệ thống dẫn động dũng điện một chiều với sự thay đổi vận tốc trong phạm vi rộng. Cú thể thay đổi đại lượng ăn dao trong quỏ trỡnh cắt. Việc điều khiển sự chuyển động nhanh hay chậm cỏc bộ phận di động được tiến hành từ một bảng phõn phối trung tõm với hệ thống điện đặc biệt. Mỏy cũng cú tay lỏi để dịch chuyển chậm tất cả cỏc bộ phận di động để dịch chuyển nhanh trục chớnh bằng tay. Việc phõn phối ăn dao cỏc bộ phận di động được thực hiện nhờ cỏi chuyển mạch từ bảng phõn phối qua khớp trục nam chõm điện. Một thiết bị bảo vệ trung tõm tự động đúng mạch ăn dao khi bi quỏ tải. Mỏy doa được chia làm hai loại chớnh: mỏy doa đứng và mỏy doa ngang.Mỏy doa ngang dung để gia cụng chi tiết cỡ trung bỡnh và nặng. Hỡnh dạng bờn ngoài của mỏy doa ngang được giới thiệu như hỡnh vẽ sau: Trờn bệ mỏy 1 đặt trụ trước 6, trờn đú cú ụ trục chớnh 5. Trục sau 2 cú đặt giỏ đỡ 3 để giữ trục dao trong quỏ trỡnh gia cụng. Bàn quay 4 gỏ chi tiết cú thể dịch chuyển ngang hoặc dọc bệ mỏy. Ụ trục chớnh cú thể di chuyển theo chiều thẳng đứng cựng trục chớnh. Bản than trục chớnh cú thể dịch chuyển theo chiều nằm ngang. Chuyển động chớnh là chuyển động quay của dao doa ( trục chớnh) chuyển động ăn dao cú thể là chuyển động ngang, dọc của bàn mỏy ngang chi tiết hay di chuyển dọc của trục chớnh mang đầu dao. Chuyển động phụ là chuyển động của ụ dao. Yờu cầu đối với truyền động điện mỏy doa: a. Truyền động chớnh: Yờu cầu phải đảo chiều quay, phạm vi điều chỉnh tốc độ D =130 với cụng suất Khụng đổi, độ trơn điều chỉnh φ = 1,26 hệ thống chuyển động chớnh cần hóm dừng nhanh. Hiện nay hệ truyền động chớnh mỏy doa thường sử dụng động cơ khụng đồng bộ rụto lồng súc và hộp tốc độ (động cơ cú 1 hay nhiều cấp tốc độ). Ở những mỏy doa cỡ nặng cú thể sử dụgn động cơ điện 1 chiều, điều chỉnh tốc độ trơn trong phạm vi rộng. Nhờ vậy cú thể đơn giản kết cấu cơ khớ, mặt khỏc cú thể hạn chế được mụmen bằng phương phỏp điều chỉnh tốc độ 2 vựng. b. Truyền động ăn dao: Phạm vi điều chỉnh của truyền động ăn dao là D = 1500. Lượng ăn dao được điều chỉnh trong phạm vị (2 ữ 600)mm/ph, khi di chuyển nhanh cú thể đạt tới (2,5ữ3)m/ph. Lương ăn dao của cỏc mỏy cỡ lớn yờu cầu được giữ khụng đổi khi trục chớnh thay đổi. Đặc tớnh cơ cần được độ cứng cao và độ ổn định tốc độ <5%. Hệ thụng truyền động ăn dao phải đảm bảo độ tỏc động nhanh cao, dừng mỏy chớnh xỏc, đảm bảo sự liờn động với chuyển động chớnh khi làm việc tự động. Ở những mỏy doa cỡ trung bỡnh và nặng , hệ thống truyền động ăn dao sư dụng hệ thống Tiristo - động cơ điện một chiều hoặc sử dụng hệ thống khuyếch đại mỏy điện - động cơ điện 1 chiều c. Thụng số kỹ thuật mỏy doa ngang 2620: Mỏy doa ngang 2620 là loại mỏy cú thớch thước cỡ trung bỡnh. Đường kớnh trục chớnh:90mm Cụng suất động cơ truyền động chớnh :10kw Tốc độ quay trục chớnh điều chỉnh trong phạm vị (12,5 ữ 1600)vg/ph. Cụng suất động cơ ăn dao :2,7kw Tốc độ động cơ ăn dao cú thể điều chỉnh trong phạm vi (2,1 ữ 1500)vg/ph ; tốc độ lớn nhất: 3000vg/ph CHƯƠNG 2 Lí THUYẾT VỀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 2.1 Đại cương về động cơ điện một chiều: Động cơ điện một chiều được dung rất phổ biến trong cụng nghiệp , giao thụng vận tải và núi chung ở những thiết bọ cần điều chỉnh tốc độ quay liờn tục trong một phạm vi rộng như cỏc mỏy cụng cụ lớn, mỏy cỏn thộp. Cũng như mỏy phỏt điện một chiều, động cơ điện một chiều được phõn lạo theo cỏch kớch thớch từ bao gồm: Động cơ điện kớch thớch độc lập (I = Iư ) Động cơ điện kớch thớch song song (I = Iư +Ikt ) Động cơ điệ kớch thớch nối tiếp (I = Iư = Ikt) Động cơ điện kớch thớch hỗn hợp (I = Iư + Ikt) Trờn thực tế đặc tớnh cơ của động cơ điện kớch thớch độc lập và kớch thớch song song hầu như giống nhau. Nhưng khi cần cụng suất lớn người ta thường sử dụng động cơ điện kớch thớch độc lập để điều chỉnh dũng điện kớch thớch được thuận lới và kinh tế hơn. Mặc dự loại động cơ này đũi hỏi phải cú nguồn cung cấp điện dự trữ bờn ngoài. Ngoài ra động cơ điện kớch thớch nối tiếp được sử dụng rất nhiều nhất là trong giao thụng vận tải. Ở đõy ta sử dụng đong điện một chiều kớch thớch độc lập. 2.2 Đặc tớnh cơ của động cơ điện một chiều kớch thớch độc lập: Tuỳ theo cỏch kớch thớch từ, đụng cơ điện một chiều cú những đặc tớnh khỏc nhau. Trong đú quan trong nhất là đặc tớnh cơ biểu thị mối quan hệ giữa tốc độ quay và mụmen. n= f(M) Đặc tớnh này được suy ra từ cỏc biểu thức : E = Ce ứ .n và E = U – Iu .Ru N= và vỡ M= Ce . ứ Iu , nờn ta suy ra đặc tớnh cơ N=- Trong chuyển động điện, một vấn đề tương đối quan trọng được đặt ra là phải phối hợp tốt đặc tớnh cơ của động cơ điện và động cơ của tải và mỏy cụng tỏc.Tuỳ theo tớnh chất của truyền động cú thể cú những yờu cầu khỏc nhau đối với động cơ điện. Vỡ tải cú thể cú yờu cầu về điều chỉnh tốc độ hoạc khụng điều chỉnh tốc độ ứng với cỏc mụmen cản khỏc nhau. Và để thoả món yờu cầu đú cần phải dung cỏc loại động cơ điện khỏc nahu cú đặc tớnh cơ thớch hợp. 2.3 Cỏc chỉ tiờu đỏnh giỏ chất lượng điều chỉnh tốc độ: 1/ Dải điều chỉnh tốc độ. Dải điều chỉnh tốc độ ( hay phạm vi điều chỉnh tốc độ) là tỷ số giữa cỏc giỏ trị tốc độ làm việc lớn nhất và nhỏ nhất của hệ truyền động điện ứng với một mụmen tải đó cho: D = Dải điều chỉnh tốc độ của một hệ truyền động điện càng lớn càng tốt. Một mỏy sản xuất yờu cầu một dải điều chỉnh nhất định và mỗi một phương phỏp điều chỉnh tốc độ chỉ đạt được một dải điều chỉnh nào đú. 2. Độ bằng phẳng khi điều chỉnh tốc độ: Độ bằng phẳng (độ trơn) khi điều chỉnh tốc độ được biểu hiện bởi 3 giỏ trị tốc độ của 2 cấp liền kề tiếp trong dải điều chỉnh: γ = Trong đú ωi là tốc độ ổn định ở mức i ωi + 1 là tốc độ ổn định ở mức kế tiếp i+1 Trong đú 1 dải điều chỉnh tốc độ, dố cấp tốc độ càng lớn thỡ sự chờnh lệch tốc độ giữa hai cấp kế tiếp càng ớt và độ bằng phẳng càng tốt. Khi cấp tốc đọ lớn (k à ) thỡ độ bằng phẳng (γ à1). Trong trường hợp cỏc hệ điều chỉnh là hệ điều chỉnh vụ cấp và cú thể cú mọi giỏ trị tốc độ trong toàn bộ dải điều chỉnh. Độ cứng của cỏc đặc tớnh cơ: Để hiểu rừ vai trũ của độ cứng đặc tớnh cơ của động cơ, ta xột 2 đặ tớnh cơ 1 và 2 trờn đồ thị sau: Giả sử khi mụmen cả là Mc thỡ 2 đặc tớnh ứng với tốc độ ωa tại điểm làm việc A. Nếu mụmen cần gia tăng một lượng θM ( Mc ‘ = Mc + θM ) thỡ điểm làm việc trờn đặc tớnh sẽ được chuyển đổi đến điểm B ứng với tốc độ ωB, cũn trờn đặc tớnh 2 là B’ ứng với tốc độ ω’B thỡ đặc tớnh cơ 2 mềm hơn đặc tớnh cơ 1nờn thấy ngay ω’B < ωB nghĩa là lượng sụt tốc của động cơ làm việc trờn đặc tớnh cơ 2 sẽ dúc hơn sẽ lớn hơn lượng sụt tốc khi làm việc trờn cơ 1 ứng với cựng một lượng mụmen cản. Núi cỏch khỏc, đặc tớnh cơ càng cứng thỡ sự thay đổi tốc độ của hệ càng ớt khi bị phụ tải thay đổi nhiều. Do đú sai lệch tốc độ càng nhỏ và hệ làm việc càng ổn định, phạm vi điều chỉnh tốc độ sẽ rộng hơn. Vậy một hệ điều chỉnh tốt là giữ nguyờn hoặc nõng cao độ cứng của cỏc đường đặc tớnh cơ. 2.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ: Từ phưong trỡnh đặc tớnh cơ ta thấy rằng việc điều chỉnh tốc độ độngc ơ điện một chiều cú thể thực hiện bằng cỏch thay đổi cỏc đại lượng :ω , Rư , và U. Phương phỏp điều chỉnh tốc độ bằng cỏch thay đổi ứ được ỏp dụng tương đối phổ biến, cú thể thay đổi tốc độ liờn tục và kinh tế. Trong quỏ trỡnh điều chỉnh hiệu suất η = const.Vỡ sự điều chỉnh dựa trờn việc tỏc động lờn mạch kớch thớch cú cụng suất rất nhỏ so với cụng suất động cơ. Cần chỳ ý rằng bỡnh thường động cơ làm việc ở chế độ định mức với kớch thớch tối đa ứ = ứmax nờn chỉ cú thể điều chỉnh theo hướng giảm ứ, tức là điều chỉnh tốc độ trờn vừng tốc độ định mức và giới hạn điều chỉnh tốc độ bị giúi hạn bởi cỏc điều kiện cơ khớ và đổi chiều của mỏy. Phương phỏp điều chỉnh tốc độ bằng cỏch them điện trở phụ vào mạch phần ứng để tăng điện trở tổng ở mạch phần ứng chỉ cho phộp điều chỉnh tốc độ trong vựng dưới tốc độ quay định mức và luụn tổn hao năng lượng trờn điện trở phụ, làm giảm hiệu suất của động cơ điện. Vỡ cậy phương phỏp này chỉ sử dụng ở động cơ nhỏ và trờn thực tế thường được dựn ở động cơ cần trục. Phương phỏp điều chỉnh tốc độ quay bằng cỏch thay đổi phần ứng cũng chỉ cho phộp điều chỉnh tốc độ quay dưới tốc độ định mức. Vỡ khụng thể nõng cao điện ỏp qua s điện thế ỏp định mức của động cơ điện. Phương phỏp này khụng gõy tổn hao trong động cơ điện nhưng đũi hỏi phải cú nguồn riờng cú điện ỏp điều chỉnh được. Ở đõy ta sử dụng phương phỏp điều chỉnh điện ỏp phần ứng để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều từ độc lập. a/ Nguyờn lý điều chỉnh điện ỏp phần ứng: Để điều chỉnh điện ỏp phần ứng động cơ một chiều cần cú thiết bị nguồn như mỏy phỏt điẹn một chiều kớch từ độc lập, cỏc bộ chỉnh lưu điều khiển….. Cỏc thiết bị nguồn này cú chức năng biến năng lượng điện xoay chiều thành một chiều cú suất điện động Eb điều chỉnh được nhờ tớn hiệu điều khiển Udk . Vỡ là nguồn cú cụng suất hữu hạn so với động cơ nờn cỏc bộ biến đổi này cú điện trở trong Rb và điện cảm Lb khỏc 0. Hệ thống như sau: Eb - Eu = I u (Rb + Rud ) Vỡ từ thụng động cơ được giữ khụng đổi nờn đọ cứng tớnh cơ cũng kụ đổi, cũn tốc độ khụng tải lý tưởng thỡ tuỳ thuộc vào gớa trị điện ỏp điều khiển Udk của hệ thống, do đú cú thể núi phương phỏp này là triệt để Để xỏc định giải điều chỉnh tốc độ ta để ý rằng ttốc độ lớn nhất của hệ thống bị chặn bởi đặc tớnh cơ cơ bản, là đặc tớnh ứng với điện ỏp phần ứng định mức và từ thụng cũng được giữ ở giỏ trị định mức. Tốc độ nhỏ nhất của dải diều chỉnh bị giới hạn bởi yờu cầu về sai số tốc độ và về mụmen khởi động. Khi mụmen tải là định mức thỡ cỏc giỏ trị lớn nhất và nhỏ nhất của tốc độ là: w=hay w= w0(Udk)- Vỡ từ thụng động cơ được giữ khụng đổi nờn độ cứng đặc tớnh cơ cũng khụng đổi, cũn tốc độ khụng tải lý tưởng tuỳ thuộc vào giỏ trị điện ỏp điều khiển Udk của hệ thống, do đú cú thể núi phương phỏp này la triệt để. Để xỏc định dải điều chỉnh ta để ý rằng tốc độ lớn nhất của hệ thống bị chặn bởi đặc tớnh cơ bản, là đặc tớnh ứng với điện ỏp phần ứng định mức và từ thụng cũng được giũ ở giỏ định mức.Tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn bởi cỏc yờu cầu về sai số tốc độ và về momen khởi động. Khi momen tải la định mức thỡ cỏc giỏ trị lớn nhất nhỏ nhất của tốc độ là: Để thoả món khả năng qua tải thỡ đặc tớnh thấp nhất của dải điều chỉnh phải cú mụmen ngắn mạch là: Mnmmin = Mcmax = KM.Mdm Trong đú KM là hệ số qua tải mụmen. Vỡ vậy đặc tớnh cơ là cỏc đường song song nhau, nờn theo định nghĩa về độ cứng dặc tớnh cơ ta cú thể viết: Với một cơ cấu mỏy cụ thể thỡ giỏ trị ωo max ,K dm, K M là xỏc định, vỡ vậy phạm vi điều chỉnh D phụ thuộc tuyến tớnh vào giỏ trị của độ cứng β.Khi điều chỉnh điện ỏp phần ứng động cơ bằng cỏc thiết bị nguồn điều chỉnh thỡ điện trở tổng mach phần ứng gấp hoảng 2 lần thiết bị điện trở phần ứngđộng cơ. Do đú cú thể tớnh sơ bộ được: ω= Vỡ thế với tải cú đặ tớnh mụmen khụng đổi thỡ giỏ trị phạm vi điều chỉh tốc độ cũng khụng vượt quỏ 10. Đối với cỏc nmỏy cú yờu cầu cao về tải điều chỉnh và độ chớnh xỏc duy trỡ tốc độ làm việc thỡ sử dụng cỏc hệ thống “ hở” như trờn là khụng thải món được. Trong phạm vi tải cho phộp cú thể coi là đặc tớnh cơ tĩnh của chuyển dộng một chiều kớch từ độc lập là tuyến tớnh. Khi điều khiển điện ỏp phần ứng thỡ đoọ cứng cỏc đặc tớnh cơ trong toàn tải điều chỉnh là như nhau, do đú độ sụt tốc tương đối sẽ đạt cỏc giỏ trị lớn tại đặc tớnh thấp hất của dại điều chỉnh. Hay núi cỏch khỏc, nếu tại đặc tớnh cơ thấp nhất của dải điều chỉnh mà sai số tốc độ khụng vượt qua giỏ trị sai số cho phộp, thỡ hệ truyền động sẽ làm việc với sai số cho phộp trong toàn dải điều chỉnh. Sai số tương đối của tốc độ ở đặc tớnh cơ thấp nhất là: S= Với giỏ trị Mdm, ωomin , scp là xỏc định nờn cú thể tớnh được giỏ trị tối thiểu của bđộ cứng đặc tớnh cơ sao cho sa số khụng vượt quỏ giỏ trị cho phộp. Để làm việc này, trong đa số cỏc trường hợp cần xõy dựng cỏc hệ truyền động điện kiểu vũng kớn. Trong suốt quỏ trỡnh điều chỉnh điện ỏp phần ứng thỡ từ thụng được giữ nguyờn, do đú mụmen tải cho phộp của hệ sẽ là khụng đổi: Mc,cp = KΦdm .Idm =Mdm Phạm vi điều chỉnh tốc độ và mụmen nằm trong hỡnh chữ nhật bao bởi cỏc đường thẳng ω = ωdm, M = Mdm và cỏc trục toạ độ. Tổn hao năng lượng chớnh là tổn hao trong mạch phần ứng nếu bỏ qua cỏc tổn hao khụng đổi trong hệ. Eb = Eo+Iu(Rb + Rud) Iu.Eu = Iu.Eu + Iu2 (Rd + Rud) nếu đặt Rb + Rud = R thỡ hiệu suất biến đổi năng lưọng của hệ sẽ là : ηu = hu = Khi làm việc ở chế độ xỏc lập ta cú mụmen do động cơ sinh ra đỳng bằng mụmen tải trờn trục: M* = Mc* và gần đứng coi đặc tớnh cơ của phụ tải là Mc* = (ω*)x thỡ hu= Điều chỉnh tốc độ bằng cỏch thay đổi điện ỏp phần ứng là rất thớch hợp trong trường hợp mụmen tải là hằng số trong toàn tải điều chỉnh. Cũng thấy rằng khụng nờn nối them điện trở phụ vào mạch phần ứng vi như vậy sẽ làm gỉam đỏng kể hiệu suất của hệ. (1) Hệ thống truyền động mỏy phỏt - động cơ một chiều: Tớnh chất của mỏy phỏt điện được xỏc định bởi 2 đặc tớnh : Đặc tớnh từ hoỏ là sự phụ thuộc giữa sức điện động mỏy phỏt trờn hai cực của mỏy phỏt vào dũng điện tải. Cỏc đặc tớnh này núi chung là phi tuyến do tớnh chất của lừi sắt , do cỏc phản ứng của phần ứng….. Trong tớnh toỏn gần đứng ta cũng cú thể tuyến tớnh hoỏ đặc tớnh này: EF= KF.ΦF.ωF = KF. ωF . C.ikF Trong đú KF là hệ số kết cấu của mỏy phỏt. C= là hệ số gúc của đặc tớnh từ hoỏ Nếu dõy quấn kớch thớch của mỏy được cấp bởi nguồn ỏp lý tưởng UkF thỡ ikF= Sức điện động của mỏy phỏt trong trường hợp này sẽ tỷ lệ với diện ỏp kớch thớch bởi hệ số hằng kF. Như vậy cú thể coi gần đỳng mỏy phỏt điện một chiều kớch từ độc lập là một bộ khueých đại tuyến tớnh. EF=kF.UkF Nếu đặt R= RuF + RuD thỡ cú thể viết được phương trỡnh cỏc đặc tnhs của hệ Mýa phỏt - Động cơ như sau: ω = w= ω=w0(UkF,UKĐ)- M/b(UkĐ) Cỏc biểu thức trờn chứng tỏ rằng khi điều chỉnh dong điẹn kớch thớch của mỏy phỏt thỡ diều chỉnh được tốc độ khụng tải của hệ thống cũn độ cứng đặc tớnh cơ thỡ giữ nguyờn. Cũng cú thể điều chỉnh kớch từ của động cơ để cú dải điều chỉnh tốc độ rộng hơn. Tuy nhiờn phạm vi điều chỉnh tốc đọ của hệ thống Mỏy phỏt _ Động cơ bị hạn chế bởi cỏc nguyờn nhõn sau: -Điện ỏp Mỏy phỏt khụng thể giảm thấp hơn trị số do từ dư của mỏy phỏt sinh ra. Do đú tốc độ cực tiểu của động cơ sẽ bị giới hạn. -Dường đặc tớnh cơ càng thấp thi mụmen ngắn mạch của động cơ càng nhỏ và khả năng quỏ tải và khả năng mở mỏy càng kộm. Yờu cầu mụmen ngắn mạch ứng với đường đặc tớnh cơ thấp nhất khụng được nhỏ hơn mụmen quỏ tải của phụ tải. - Mnm ³ l.Mcdm - Tốc độ rơi tương đối ứng với đường đặc tớh cơ thấp nhất khụng được thấp hơn trị số yờu cầu. Điều này là hết sức quan trọng đối với tải là mỏy cắt kim loại. -Độ bền vững của động cơ thụng dụng chỉ được tớnh cho tốc độ cực đậi.Do đú giới hạn trược của phạm vi điều chỉnh tốc độ bị giới hạn. Vỡ những nguyờn nhõn trờn mà phạm vi sử dung của hệ thống này chỉ thoả món cỏc mỏy cú cụng suất trung bỡnh và nhỏ mà khụng đũi hỏi tớnh xỏc cao . Sau đõy ta xem sột một vớ dụ về sơ đồ truyền động ăn dao mỏy doa ngang mà trước đõy thường dung sử dụgn hệ MĐKĐ-Đ cú bộ khuyếch đại điện tử trung gian thực hiện theo hệ kớn vúi phản hồi õm tục độ. Tốc độ ăn dao được điều chỉnh trong phạm vi(2,2 à 1760)mm/ph. Di chuyển nhanh đầu dao với vận tốc 3780mm/ph chỉ bằng phương phỏp điện khớ. Tốc độ ăn dao được thay đổi bằng cỏch thay đổi sức điện động của MĐKĐ khi từ thụng động cơ là định mức. Cũn di chuyển nhanh đầu dao được thực hiện bằng giảm nhỏ từ thụng động cơ khi sức điện động của mỏy điện khuếch đại là định mức. Kớch từ của MĐKĐ là hai cuộn 1ck và 2ck được cung cấp từ bộ khuếch đại điện từ hai tầng. Tầng 1 là khuếch đại điện ỏp (Đốn kộp 1ĐT) và tầng 2 là khuếch đại cụng suất (Đốn 2ĐT và Đốn 3). Nguyờn lớ làm việc của hệ thống như sau: Khi điện ỏp chỉ đạo bằng 0 , do sơ đồ bộ khuếch đại nối theo sơ đồ cõn bằng nờn dũng điện anot hai nữa đốn 1ĐT là như nhau (Iap=Iat), điện ỏp trờn r8 =r9 bằng nhau. Như vậy điện ỏp ra tầng 1 bằng 0 (Ur1 = (iap – iat).r8 =0) Tương tự, dũng điện 2 đốn 2ĐT và 3ĐT bằng nhau, hai cuộn 1ck và 2ck cú điện trở và số vũng như sau, sức từ động của chỳng cú tỏc dụgn ngược chiều nhau. Nờn sức từ động của MĐKĐ bằng 0: Ft= F1ck-F2ck = (Ia2-Ia1). Ư=0 Khi Ucd>0 ( hay tiếp điểm RT kớn ) thi do sự phõn cực của điến ỏp chủ đạo nờn nửa đốn thụng yếu hơn nửa đốn trỏi 1ĐT. Điện ỏp trờn r8 lớn hơn điệ ỏp trờn r9 , điện ỏp ra của tần 1 cú cực tớnh làm cho đốn 3ĐT thụng mạch hơn đốn 2ĐT tức là Ia3 > Ia2 hay I2ck >I1ck và sức từ động Ft cú dấu tương ứng với chiều quay thuận của độngcơ. Tốc dộ của đụng cơ lớn hay nhỏ là tuỳ thuộc vào điện ỏp chủ đạo. Tương tự ta xột khi Ucd <0 Khõu phản hồi õm dũng điện ngắt: Lợi dụng tớnh chất của MĐKĐ là khi cú dũng điện phản ứng, điện ỏp ra của nú sẽ giảm do tỏc dụng của phản ứng phần ứng. Tỏc dụng của cuộn bự à bự lại phản ứng phần ứng. Mạch phản hũi õm dong điện cú ngắt gồm cú cuộn bự, cầu chỉnh lưu 1v và biến trở 2BT. Khi dũng điện phần ứng cũn nhỏ và nhỏ hơn dũng điện ngắt(IU < Ing) , sụt ỏp trờn cuộn bự nhỏ hơn điện ỏp trờn biến trở 2BT , cầu chỉnh lưu 1v khụng thụng và dũng điện cuộn bự phải hoàn toàn tương ứng với dũng điện phần ứng, MĐKĐ được bự đủ. Khi IU > Ing thỡ ta cú Ub >Uo , cỏ van 1v thụng, xuất hiện dong phõn mạch I1v và dũng điện cuộn bu sẽ giảm đi một lượng Ib =Iu-I1v mức độ bự giảm