Ngày nay trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, cơ khí hoá có liên quan chặt chẽ đến điện khí hoá và tự động hóa. Hai yếu tố sau cho phép đơn giản kết cấu cơ khí của máy sản xuất, tăng năng suất lao động, nâng cao chất lượng kĩ thuật của quá trình sản xuất và giảm nhẹ quá trình lao động.
Việc tăng năng suất lao động máy và giảm giá thành thiết bị điện của máy là hai yêu cầu chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện và tự động hoá nhưng chúng mâu thuẫn nhau. Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp, một bên lại yêu cầu hạn chế số lượng thiết bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp. Vậy việc lựa chọn một hệ thống truyền động điện và tự động hoá thích hợp cho máy là một bài toán khó.
Đồ án môn học Trang bị điện với đề tài “ Thiết kế hệ truyền động ăn dao máy mài 3A130 dùng hệ T-Đ " bao gồm các nội dung sau:
1. Giới thiệu về máy mài 3A130
2. Đánh giá phương án truyền động cũ và phân tích phương án thay thế.
3. Tính chọn các thiết bị chủ yếu mạch động lực.
4. Thiết kế hệ thống điều khiển mở van.
5. Xây dựng đặc tính tĩnh của hệ thống truyền động.
6. Xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống.
7. Xây dựng và thuyết minh sơ đồ nguyên lý hệ truyền động.
Với sự nhiệt tình giúp đỡ của các thầy cô tổ bộ môn, thầy giáo hướng dẫn và nỗ lục của bản thân em đã hoàn thành đề tài đồ án môn học Trang bị điện. Tuy nhiên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến nhận xét để quyển đồ án được hoàn thiện hơn.
65 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 2248 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Thiết kế hệ truyền động ăn dao máy mài 3A130 dùng hệ T-Đ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Luận văn tốt nghiệp
Đề tài: “ Thiết kế hệ truyền động ăn dao máy mài 3A130 dùng hệ T-Đ "
Lời nói đầu
Ngày nay trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, cơ khí hoá có liên quan chặt chẽ đến điện khí hoá và tự động hóa. Hai yếu tố sau cho phép đơn giản kết cấu cơ khí của máy sản xuất, tăng năng suất lao động, nâng cao chất lượng kĩ thuật của quá trình sản xuất và giảm nhẹ quá trình lao động.
Việc tăng năng suất lao động máy và giảm giá thành thiết bị điện của máy là hai yêu cầu chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện và tự động hoá nhưng chúng mâu thuẫn nhau. Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp, một bên lại yêu cầu hạn chế số lượng thiết bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp. Vậy việc lựa chọn một hệ thống truyền động điện và tự động hoá thích hợp cho máy là một bài toán khó.
Đồ án môn học Trang bị điện với đề tài “ Thiết kế hệ truyền động ăn dao máy mài 3A130 dùng hệ T-Đ " bao gồm các nội dung sau:
Giới thiệu về máy mài 3A130
Đánh giá phương án truyền động cũ và phân tích phương án thay thế.
Tính chọn các thiết bị chủ yếu mạch động lực.
Thiết kế hệ thống điều khiển mở van.
Xây dựng đặc tính tĩnh của hệ thống truyền động.
Xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống.
Xây dựng và thuyết minh sơ đồ nguyên lý hệ truyền động.
Với sự nhiệt tình giúp đỡ của các thầy cô tổ bộ môn, thầy giáo hướng dẫn và nỗ lục của bản thân em đã hoàn thành đề tài đồ án môn học Trang bị điện. Tuy nhiên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến nhận xét để quyển đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Tô Văn Quảng
Chương I : GIỚI THIỆU PHAY
I. Đặc điểm công nghệ
Hình 1- Hình dáng chung của máy mài
Máy mài có hai loại chính: Máy mài tròn và máy mài phẳng. Ngoài ra còn có các máy khác như: máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy mài cắt, máy mài răng v.v… Thường trên máy mài có ụ chi tiết hoặc bàn, trên đó kẹp chi tiết và ụ đá mài, trên đó có trục chính với đá mài. Cả hai ụ đều đặt trên bệ máy. Sơ đồ biểu diễn công nghệ mài được giới thiệu ở hình 1.
Máy mài tròn có hai loại: máy mài tròn ngoài (h 2a), máy mài tròn trong (h 2b). Trên máy mài tròn chuyển động chính là chuyển động quay của đá mài; chuyển động ăn dao là di chuyển tịnh tiến của ụ đá dọc trục (ăn dao dọc trục) hoặc di chuyển tịnh tiến theo hướng ngang trục (ăn dao ngang) hoặc chuyển động quay của chi tiết (ăn dao vòng). Chuyển động phụ là di chuyển nhanh ụ đá hoặc chi tiết v.v…
Hình 2- Sơ đồ gia công chi tiết trên máy mài
a) Máy mài tròn ngoài
b) Máy mài tròn trong
c) Máy mài mặt phẳng bằng biên đá
d) Máy mài mặt phẳng bằng mặt đầu (bàn chữ nhật)
e) Máy mài mặt phẳng bằng mặt đầu (bàn tròn)
1. Chi tiết gia công
2. Đá mài
3. Chuyển động chính
4. Chuyển động ăn dao dọc
5. Chuyển động ăn dao ngang.
Máy mài phẳng có hai loại: mài bằng biên đá (hình 2c) và mặt đầu (h 2d). Chi tiết được kẹp trên bàn máy tròn hoặc chữ nhật. Ở máy mài bằng biên đá, đá mài quay tròn và chuyển động tịnh tiến ngang so với chi tiết, bàn máy mang chi tiết chuyển động tịnh tiến qua lại. Chuyển động quay của đá là chuyển động chính, chuyển động ăn dao là di chuyển của đá (ăn dao ngang) hoặc chuyển động của chi tiết (ăn dao dọc). Ở máy mài bằng mặt đầu đá, bàn có thể là tròn hoặc chữ nhật, chuyển động quay của đá là chuyển động chính, chuyển động ăn dao là di chuyển ngang của đá (ăn dao ngang) hoặc chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn mang chi tiết (ăn dao dọc).
Một tham số quan trọng của chế độ mài là tốc độ cắt (m/s):V= 0,5d.ωđ.10-3
với d - đường kính đá mài, [mm]; ωđ - tốc độ quay của đá mài, [rad/s]
Thường v = 30 ÷ 50 m/s.
II. Các đặc điểm về truyền động điện và trang bị điện của máy mài
1. Truyền đông chính:
Thông thường máy không yêu cầu điều chỉnh tốc độ, nên sử dụng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc. Ở các máy mài cỡ nặng, để duy trì tốc độ cắt là không đổi khi mòn đá hay kích thước chi tiết gia công thay đổi, thường sử dụng truyền động động cơ có phạm vi điều chỉnh tốc độ là D = (2 ÷ 4):1 với công suất không đổi.
Ở máy mài trung bình và nhỏ v = 50 ÷ 80 m/s nên đá mài có đường kính lớn thì tốc độ quay đá khoảng 1000vg/ph. Ở những máy có đường kính nhỏ, tốc độ đá rất cao. Động cơ truyền động là các động cơ đặc biêt, đá mài gắn trên trục động cơ, động cơ có tốc độ (24000 ÷ 48000) vg/ph, hoặc có thể lên tới (150000 ÷ 200000) vg/ph. Nguồn của động cơ là các bộ biến tần, có thể là các máy phát tần số cao (BBT quay) hoặc là các bộ biến tần tĩnh bằng Thyristor.
Mô men cản tĩnh trên trục động cơ thường là 15 ÷ 20% momen định mức. Mô men quán tính của đá và cơ cấu truyền lực lại lớn: 500 ÷ 600% momen quán tính của động cơ, do đó cần hãm cưỡng bức động cơ quay đá. Không yêu cầu đảo chiều quay đá.
2. Truyền động ăn dao
a/ Máy mài tròn : Ở máy cỡ nhỏ, truyền động quay chi tiết dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ (điều chỉnh số đôi cực) với D = (2 ÷ 4):1. Ở các máy lớn thì dùng hệ thống biến đổi - động cơ một chiều (BBĐ-ĐM), hệ KĐT – ĐM có D = 10/1 với điều chỉnh điện áp phần ứng.
Truyền động ăn dao dọc của bàn máy tròn cỡ lớn thực hiện theo hệ BBĐ-ĐM với D = (20 ÷ 25)/1.
Truyền động ăn dao ngang sử dụng thuỷ lực.
b/ Máy mài phẳng: Truyền động ăn dao của ụ đá thực hiện lặp lại nhiều chu kỳ, sử dụng thuỷ lực. Truyền động ăn dao tịnh tiến qua lại của bàn dùng hệ truyền động một chiều với phạm vi điều chỉnh tốc độ D = (8 ÷ 10):1
3. Truyền động phụ: Truyền động phụ trong máy mài và truyền động ăn di chuyển nhanh đầu mài, bơm dầu của hệ thống bôi trơn, bơm nước làm mát thường dùng hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ roto lồng sóc.
III. Máy mài 3A 130
Trên máy có 6 động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc cấp điện áp ∆/Y-220/380V và một động cơ một chiều quay chi tiết mài.
+ Động cơ ĐMN quay đá mài tròn ngoài kiểu A051-4 công suất 4,5kW, tốc độ 1440 vòng/phút.
+ Động cơ ĐT bơm thủy lực kiểu A042-6, (1,7kW-930 v/p).
+ Động cơ ĐML quay đá mài lỗ kiểu A031-2, (1kW-2680 v/p).
+ Động cơ ĐD bơm dầu bôi trơn ở trục đá kiểu A0012-4, (0,08kW-1400 v/p).
+ Động cơ ĐM bơm chất lỏng làm mát kiểu A22, (0,15kW-2800 v/p).
+ Động cơ ĐG để gạt phoi kiểu A0012-4, (0,08kW-1400v/p).
+ Động cơ ĐC quay chi tiết mài; công suất 0,75kW; số vòng quay định mức là 2500 vòng/phút.
Mạch điều khiển máy cấp điện áp 127V, mạch chiếu sáng cục bộ 36V.
Trong công nghiệp gia công chi tiết kim loại, máy mài dùng để gia công láng sau khi gia công trên máy tiện, máy phay, máy bào, vì lượng thừa trên gia công máy mài rất ít, phạm vi lượng thừa cũng vài phần 10 ly. Gia công những chi tiết tôi mà nhiều máy khác không làm nổi. Máy mài gia công đạt độ chính xác cao do lực cắt tương đối lớn đặc biệt độ dày của lát mài mỏng vì thế không thể mài một lần mà sử dụng nhiều lần mài.
Chương II : ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG CŨ VÀ PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN THAY THẾ
I. Giới thiệu chung:
Khi thiết kế phương án truyền động cho một hệ thống thì ta có nhiều phương án. Tuy nhiên mỗi phương án đều có những ưu nhược điểm nhất định, vấn đề đặt ra là phải lựa chọn phương án nào để phù hợp với công nghệ đề ra, người thiết kế phải đưa ra phương án nào tối ưu nhất phù hợp với các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật.
Đối với các hệ thống mà không có yêu cầu cao thì có thể dùng động cơ xoay chiều với hệ thống điều khiển đơn giản, còn đối với những công nghệ có yêu cầu cao thì nên dựng động cơ điện một chiều và hệ thống điều khiển có khả năng tự động hoá cao. Đối với hệ thống này thì bộ biến đổi ở trong mạch điều khiển có vai trò quyết định cho chất lượng của hệ thống. Bộ biến đổi có thể là bộ biến đổi Thyristor hoặc khuếch đại từ.
Việc so sánh và lựa chọn phương án truyền động hợp lý nhất có ý nghĩa quan trọng nó thể hiện qua các tiêu chí sau:
+ Đảm bảo được yêu cầu của máy sản xuất đề ra
+ Đảm bảo độ làm việc lâu dài và tin cậy
+ Giảm giá thành sản phẩm và tăng năng suất lao động
+ Khi xảy ra hư hỏng có thể sửa chữa và thay thế dễ dàng
II. Phương án truyền động cũ – Dùng hệ thống khuếch đại từ-Động cơ
1. Sơ đồ nguyên lý: (Hình 3)
a/ Giới thiệu thiết bị của sơ dồ:
Trên máy có 6 động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc cấp điện áp ∆/Y-220/380V và một động cơ một chiều quay chi tiết mài.
+ Động cơ ĐMN quay đá mài tròn ngoài kiểu A051-4 công suất 4,5kW, tốc độ 1440 vòng/phút.
+ Động cơ ĐT bơm thủy lực kiểu A042-6, (1,7kW-930 v/p).
+ Động cơ ĐML quay đá mài lỗ kiểu A031-2, (1kW-2680 v/p).
+ Động cơ ĐD bơm dầu bôi trơn ở trục đá kiểu A0012-4, (0,08kW-1400 v/p).
+ Động cơ ĐM bơm chất lỏng làm mát kiểu A22, (0,15kW-2800 v/p).
+ Động cơ ĐG để gạt phoi kiểu A0012-4, (0,08kW-1400v/p).
+ Động cơ ĐC quay chi tiết mài; công suất 0,75kW; số vòng quay định mức là 2500 vòng/phút.
Mạch điều khiển máy cấp điện áp 127V, mạch chiếu sáng cục bộ 36V.
b/ Nguyên lý làm việc của sơ đồ:
Đóng các aptomat A1, A2, A3. Ấn nút khởi động M1 khởi động từ KT tác động, động cơ ĐT bơm thủy lực và động cơ ĐD bơm dầu bôi trơn làm việc. Chọn chế độ mài tròn ngoài hoặc mài lỗ do vị trí của hãm cắt HC1 quyết định. Khi mài tròn ngoài, tiếp điểm HC1 39- 41 đóng, ấn nút khởi động M2, khởi động từ KMN tác động, động cơ quay đá mài ngoài ĐMN làm việc. Khi mài lỗ, tiếp điểm HC1 39- 45 đóng, ấn nút M2 khởi động từ KML tác động, động cơ quay đá mài lỗ ĐML làm việc.
Động cơ quay chi tiết ĐC có hai chế độ làm việc:
Làm việc không tự động: Tiếp điểm của công tắc CT 49-51 đóng. Khống chế sự làm việc của động cơ quay chi tiết ĐC bằng nút ấn khởi động MĐ và ngừng làm việc của động cơ ĐC bằng nút dừng DĐ.
Làm việc tự động: Tiếp ddierm của công tắc CT 51-53 đóng. Khống chế sự làm việc của động cơ quay chi tiết bằng hãm cắt HC2. Khi ụ đá mài tiến vào chi tiết, tiếp điểm hãm cắt HC2 35-53 đóng, rơ le trung gian RTG tác động kéo theo khởi động từ KĐC tác động, động cơ quay chi tiết làm việc. Cùng lúc đó khởi động từ KH làm việc, động cơ bơm chất lỏng làm mát ĐM và động cơ tách phoi ĐG quay. Khi ụ đá lùi về phía sau, tiếp điểm của hãm cắt HC2 mở ra, rơ le trung gian RTG, khởi động từ KĐC, KH bị cắt điện làm cho động cơ ĐC ngừng làm việc.
Để dừng nhanh động cơ ĐC, thực hiện quá trình hãm động năng, trong lúc máy làm việc các tiếp điểm thường kín RTG 35-61 và KĐC 61-63 mở ra, khởi động từ H không làm việc. Khi ấn nút dừng D để dừng toàn bộ máy hoặc khi ấn nút dừng DĐ hay chuyển tay gạt thủy lực đưa ụ đá lùi về phía sau, hãm cắt HC2 35-53 rơ le RTG và công tắc tơ KĐC mất điện. Khởi động từ H tác động, tiếp điểm H 50-56 đóng lại khép mạc phần ứng động cơ vào điện trở hãm Rh để hãm động năng.
2.Ưu nhược điểm của phương án truyền động cũ
a/ Ưu điểm:
- Khả năng khởi động và làm việc tin cậy.
- Thực hiện điều khiển một cách tuyến tính.
- Sơ đồ thực hiện điều chỉnh bộ khuếch đại từ tương đối đơn giản.
b/ Nhược điểm:
- Tổn hao riêng tương đối lớn, hiệu suất thấp
- Phạm vi điều chỉnh hẹp
- Độ chính xác không cao, tính trễ lớn
- Kết cấu của sơ đồ còn cồng kềnh, chi phí đắt, không phổ biến.
Vậy để khắc phục được những nhược điểm trên mà vẫn đảm bảo yêu cầu của công nghệ của máy ta phải thay thế bởi phương án truyền động mới.
III. Phương án truyền động dùng hệ T - Đ
Hệ T- Đ một chiều dùng bộ biến đổi là một loại nguồn điện một chiều khi nối nó vào mạch phần ứng với động cơ điện một chiều kích từ độc lập ta sẽ được hệ T- Đ.
Khác với máy phát điện một chiều bộ biến đổi trực tiếp nối biến dòng xoay
chiều thành dòng một chiều không qua một khâu trung gian cơ học nào.
Hiện nay Tiristor được dùng phổ biến để tạo ra các bộ chỉnh lưu có điều khiển bởi các tính chất ưu việt của chúng : Gọn nhẹ, tổn hao ít, tác động nhanh.
1. Nguyên lý điều khiển động cơ điện một chiều:
Nhận năng lượng từ lưới xoay chiều thông qua bộ chỉnh lưu biến dòng xoay chiều thành dòng một chiều. Cấp cho phần ứng động cơ điện một chiều.
Sơ đồ nguyên lý
Hình 5 : Sơ đồ khối hệ truyền động T- Đ
2. Các chế độ làm việc
a/ Chế độ dòng liên tục
Khi mô men tải Mt tăng thì dòng điện động cơ tăng dẫn đến năng lượng điện từ tăng. Khi điện áp nguồn nhỏ hơn sức điện động thì năng lượng của cuộn dây lớn làm cho năng lượng ra đủ sức để duy trì dòng điện đến thời điểm mở van kế tiếp.
b/ Chế độ dòng gián đoạn
Do mạch của động cơ có điện cảm và điện cảm ấy có tích lũy năng lượng. Nếu dòng điện nhỏ, lượng tích lũy năng lượng của cuộn dây nhỏ nên xả năng lượng nhỏ, vì vậy điện áp của lưới nhỏ hơn sức điện động của động cơ; năng lượng của cuộn dây xả ra để đảm bảo anot dương hơn catot không đủ duy trì tính chất liên tục
của dòng điện. Lúc này dòng điện qua van trở về 0 trước khi van kế tiếp bắt đầu dẫn.
c/ Chế độ biên liên tục
Khi chuyển từ trạng thái liên tục sang trạng thái gián đoạn hệ sẽ phải trải qua một trạng thái giới hạn, đó là trạng thái biên liên tục.
3. Đặc tính cơ của hệ thống
a. Chế độ dòng liên tục :
Phương trình đặc tính cơ
Thay đổi góc điều khiển a = ( 0¸) điện áp của chỉnh lưu và ta được đặc tính họ song song nằm 1/2 bên phải hệ tọa độ (MOw). Những đặc tính đó không thuộc nửa bên trái là do các van không cho dòng điện phản ứng đổi chiều.
Khi đó tốc độ không tải lý tưởng tùy thuộc vào góc điều khiển a.
Và độ cứng đặc tính cơ :
b. Chế độ dòng gián đoạn :
Phương trình đặc tính cơ :
Khi làm việc ở chế độ dòng gián đoạn đường đặc tính cơ không là đường thẳng mà là đường cong có độ cứng thấp hơn .
Biên giới vùng dòng điện gián đoạn là dòng phân cách giữa vùng dòng điện liên tục và dòng gián đoạn chính là tập hợp đường trạng thái biên độ. Khi thay đổi gúc a = ( 0 ) gần đúng là đường elip có các trục chính là trục tọa độ.
Họ đặc tính cơ như hình vẽ :
Ưu điểm :
- Tăng phạm vi điều chỉnh tốc độ.
- Nâng cao hệ số cos.
- Khắc phục đặc tính trễ.
- Độ tác động nhanh cao, tổn thất ít, giảm tiếng ồn, hiệu suất lớn có khả năng điều chỉnh trơn (8-1)với phạm vi điều chỉnh rộng (D = 102 – 103 ).
- Có thể thiết lập hệ tự động phòng kín để mở rộng dải điều chỉnh và cải thiện điều kiện làm việc của hệ.
- Giá thành thiết bị rẻ, có mặt phổ biến trên thị trường.
Nhược điểm :
Khả năng linh hoạt khi đổi trạng thái làm việc không cao, khả năng quá tải về dòng và áp của van kém sức điện động của bộ biến đổi có biên độ đập mạch lớn
gây tổn hao phụ trong động cơ và làm xấu điều kiện chuyển mạch trên cổ góp của động cơ làm xấu điện áp nguồn.
IV. Đánh giá phương án truyền động cũ và mới
Qua phân tích, đánh giá các ưu nhược điểm của các hệ truyền động, mỗi phương án truyền động có những ưu nhược điểm riêng, mỗi hệ thống đều đáp ứng những tiêu chí về kỹ thuật riêng như:
Hệ truyền động dùng KĐT phạm vi điều chỉnh hẹp, tính trễ không cao, hiệu suất không cao.
Hệ truyền động T - Đ gọn nhẹ có hệ số khuếch đại lớn, dễ tự dộng hóa, có độ chính xác cao, công suất tổn hao nhỏ.
Với những ưu điểm và những đặc điểm phù hợp với cách truyền động, nhìn chung hệ T-Đ đáp ứng yêu cầu đặt ra. Do đó ta chọn hệ truyền động T-Đ cho hệ thống ăn dao của máy.
Chương III : TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHỦ YẾU CỦA MẠCH ĐỘNG LỰC
I. Giới thiệu một số sơ đồ chỉnh lưu
1. Mạch chỉnh lưu cầu một pha :
Sơ đồ mạch điện: A B
Hình 6 : Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển đối xứng
Hoạt động của sơ đồ : Trong nữa chu kỳ UAB> 0, điện áp anot của Tiristor T1
dương (catot T2 âm), nếu có xung điều khiển cho cả hai van T1, T2 đồng thời, thì các van này sẽ được dẫn để đặt điện áp lưới lên tải. Điện áp tải một chiều còn trùng với điện áp xoay chiều chừng nào các Tiristor còn dẫn (khoảng dẫn của Tiristor tùy thuộc vào tính chất của tải). Đến nữa chu kỳ sau, điện áp đổi dấu (UAB<0), anot của Tiristor T3 dương, catot T4 âm, nếu có xung điều khiển cho cả hai van T3,T4 đồng thời thì các van này sẽ được dẫn để đặt điện áp lưới lên tải, với điện áp một chiều trên tải có chiều trùng với nữa chu kỳ trước.
Mạch chỉnh lưu cầu một pha có thể không dùng máy biến áp, giá trị điện áp trung bình một chiều ra tải, nếu tăng giá trị góc điều khiển thì điện áp trung bình sẽ giảm, ngược lại nếu giảm góc điều khiển thì điện áp trung bình sẽ tăng, giá trị điện áp trung bình ra tải là ứng với dòng điện trung bình qua tải với .
Với sơ đồ này ta nhận được điện áp, dòng trên tải và van ở dạng sau:
u
t
Hình 7 : Giản đồ thời gian với điện áp
2. Mạch chỉnh cầu ba pha:
Sơ đồ mạch điện:
Hình 8 :Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha
Hoạt động của sơ đồ:
Nhóm anốt(NA) gồm 3 tiristor T1, T3, T5 tạo thành một chỉnh lưu tia 3 pha cho điện áp dương; nhóm catốt(NK) gồm 3 tiristor T2,T4,T6 tạo thành một chỉnh lưu tia 3 pha cho điện áp âm, hai nhóm này gộp lại thành cầu 3 pha điều khiển đối xứng.
Dòng chạy qua tải là dòng chạy từ pha này về pha kia, do đó tại mỗi thời điểm cần mở 2 Tiristor, chúng ta cần cần cấp 2 xung điều khiển đồng thời ( một xung ở nhóm anot, một xung ở nhóm catot ).
Hình 9. Giản đồ điện áp
Tại thời điểm t1 cần mở T1 của pha A phía NA cấp xung X1, đồng thời tại đó cấp thêm xung X4 cho T4 của pha B phía NK. Các thời điểm tiếp theo cũng tương tự. Thứ tự cấp xung điều khiển cũng cần tuân thủ theo đúng thứ tự pha.
Khi cấp đúng các xung điều khiển, dòng điện sẽ được chạy từ pha có điện áp dương hơn về pha có điện áp âm hơn. Trong khoảng t1-t2 pha A có điện áp dương hơn, pha B có điện áp âm hơn, dòng điện chạy từ A về B qua T1,T4.
Khi góc mở van nhỏ hoặc điện cảm lớn, trong mỗi khoảng dẫn của một van của nhóm này thì sẽ có hai van của nhóm kia đổi chỗ cho nhau.
Điện áp ngược các van phải chịu ở chỉnh lưu cầu ba pha sẽ bằng 0 khi van dẫn và bằng điện áp dây khi van khóa.
Hệ thống T - Đ không đảo chiều
Sơ đồ mạch điện :
II. Lựa chọn phương án mạch lực và tính chọn các thiết bị cho mạch lực
Đối với máy mài 3A 130 động cơ một chiều quay chi tiết không yêu cầu đảo chiều quay và có các cấp tốc độ khác nhau với công suất nhỏ 0,75 kW. Mạch chỉnh
lưu cầu 3 pha dùng cho động cơ một chiều có công suất lớn, dải điều chỉnh rộng nên ta chọn chỉnh lưu có điều
khiển cầu 1 pha làm phương án thiết kế cho mạch lực.
Sơ đồ mạch lực:
Diốt D0 có tác dụng : giảm độ nhấp nhô của điện áp và dòng điện tải; tăng hiệu suất của bộ chỉnh lưu; không cho phép chế độ nghịch lưu phụ thuộc.
Tính chọn các thiết bị mạch lực
Sơ đồ nguyên lý mạch lực :
Các thông số của động cơ một chiều quay chi tiết :
Pđm= 0,75 kW, nđm= 2500 (v/p),
1. Tính chọn máy biến áp :
Tra bảng 2-1 trang 81 sách ĐTCS Võ Minh Chính
,,
Công suất biểu kiến của máy biến áp :
Số vòng dây của cuộn sơ cấp :
Trong đó :
, tiết diện trụ của lõi thép biến áp; - hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, chọn KQ = 6 (máy biến áp khô).
(thường chọn trong khoảng 1-1,8 T tùy thuộc chất lượng tôn), với thép cán nguội chọn B = 1,5T.
(vòng)
Mặt khác:
suy ra (vòng)
Sử dụng máy biến áp có kết cấu lõi thép.
Ta có: ,,,,
Chọn trụ chữ nhật với các kích thước :
Mô hình lõi thép:
Hình 13. Sơ đồ kết cấu lõi thép máy biến áp
Suy ra :
Chọn :
;
(mm2);
Chọn : d2 = 1,56mm, d2cd = 1,645 mm
d1 = 1,6 mm, d1cd = 1,685 mm
Chọn chiều dày cách điện
Tính số vòng dây của cuộn sơ cấp trên mỗi lớp :
(vòng/lớp)
Số lớp cần quấn ở cuộn dây sơ cấp :
(lớp)
Bề dày cuộn dây sơ cấp :
Tính số vòng dây của cuộn thứ cấp trên mỗi lớp :
(vòng/lớp)
Số lớp cần quấn ở cuộn dây thứ cấp :
(lớp)
Bề dày cuộn dây thứ cấp :
Tổng bề dày các cuộn dây :
B = Bs + BT +…+ cdt + cdn + cd12
Trong đó : cdt, cdn – bề dày ccsh điện trong cùng và ngoài cùng.
cd12 – khoảng cách cách điện giữa các cuộn dây.
B = 9,5 +8,9 +1 +1 +1 = 21,4 mm < c =23mm.
Vậy kết cấu của lõi hép máy biến áp ta chọn là phù hợp với điện áp ra là: .
2. Tính chọn Tiristor
Điện áp ngược lớn nhất đặt lên Tiristor :
Điện áp ngược Tiristor cần chọn : Unv = kdtUUn = 1,6 . 345 = 552 (v)
Dòng điện qua Tiristor :
Với khd - hệ số xác định dòng điện hiệu dụng (CL cầu 1 pha ĐKĐX chọn khd =)
Cần chọn Tiristor có : IđmT = ki IT = 1,2.2,84 = 3,408 (A)
Ta chọn hệ số dự trữ điện áp và dòng điện kdtU = 1,6 ; ki = 1,2
Từ các thông số Unv, IđmT ta chọn loại Tiristor TLS106-6 với các thông số :
Ký hiệu
Tiristor
Un (v)
Iđm (A)
Ipik (A)
Ig (µA)
Ug (v)
Ih (A)
Ir (A)
∆U (v)
dU/dt
v/s
tcm (µs)
Tmax (°C)
TLS106-6
600
4
35
200
1
5m
300
1,9
10
40
110
Trong đó :
Un – Điện áp ngược cực đ