1. Phương án lập bài toán điều khiển thang máy
Có 4 vấn đề chính :
- Yêu cầu về an toàn
- Yêu cầu về điều khiển tốc độ, gia tốc, độ giật
- Yêu cầu về điều khiển vị trí buồng thang
- Yêu cầu về tín hiệu
Điều khiển buồng thang có thể thực hiện ở hai vị trí , ở các cửa tầng
bằng cách ấn nút ấn gọi tầng (GT) có thể gọi buồng thang theo 2 chiều đi lên hoặc đi xuống, trong buồng thang có các nút ấn đến tầng(ĐT). Như vậy bài toán điều khiển là liên tục phải quét các tín hiệu đầu vào để ghi nhân các lệnh trong khi đang vận hành, từ đó đưa ra các tín hiệu xử lý các lệnh và điều khiển vị trí buồng thang . Việc điều khiển buồng thang phải thỏa mãn các yêu cầu sau :
- Phục vụ được tất cả các tín hiệu gọi và dừng chính xác buồng
thang theo các lệnh gọi đó
- Đảm bảo điều khiển vị trí buồng thang đáp ứng yêu cầu của các
lệnh gọi theo một quy luật tối ưu
- Đảm bảo thông tin cần thiết về vị trí hiện tại của buồng thang
và chiều chuyển động của nó
- Hệ điều khiển phải đảm bảo được các yêu cầu về vận hành :
việc đóng mở cửa tầng chỉ được thực hiện khi thang máy dừng hẳn và thang máy chỉ được chuyển động khi các cửa tầng và cửa buồng đóng kín
Trong hệ thống điều khiển thang máy thường dùng 2 phương án tối ưu để điều khiển:
a. Tối ưu về vị trí :
Phương án này phục vụ các tín hiệu gọi theo thứ tự dựa trên sự so sánh về khoảng cách giữa tín hiệu gọi và tín hiệu hiện tại của buồng thang. Thứ tự xử lý tín hiệu gọi phục vụ từ gần đến xa.
Ưu điểm của phương pháp này là tối ưu hóa về đường đi, nhưng do đầu vào của bài toán thay đổi liên tục dẫn đến sự rối loạn trong mạch điều khiển
b. Tối ưu hóa về chiều chuyển động :
Giả sử buồng thang đang chuyển động theo chiều đi lên thì nó sẽ xử lý tất cả các lệnh trên đó, còn các lệnh thấp hơn nó sẽ lưu lại và xử lý sau khi đã thực hiện hết hành trình đi lên và ngược lại .
47 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 3474 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế truyền động thang máy truyền động bằng ĐCDB, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Họ và tên : Nguyễn Thành Trung
Lớp : ĐTĐ48-ĐH1
Môn học : Tổng hợp hệ điện - cơ
Đề Cương Sơ Bộ
Thiết kế truyền động thang máy truyền động bằng
ĐCDB
Chương I : Tổng quan về thang máy ,các yêu cầu về công nghệ
và truyền động .
Tổng quan về thang máy
Các yêu cầu về công nghệ và truyền động
Chương II : Chọn phương án truyền động ,tính chọn công suất
động cơ và mạch lực
1 . Hệ truyền động động cơ điện xoay chiều
2. Tính chọn công suất động cơ truyền động
3. Tính chọn các van mạch động lực và mạch lọc
4. Đo lường tốc độ và dòng điện
Chương III : Mô hình toán học của động cơ không đồng bộ
rôto lồng sóc và xây dựng cấu trúc tổng hợp hệ
1. Mô hình toán học của động cơ KĐB
2. Điều chỉnh tần số động cơ KĐB
3. Tính toán các khâu
4. Tổng hợp các mạch vòng
Chương IV : Thiết kế mạch điều khiển
Sơ đồ khối chức năng
Yêu cầu đối với mạch điều khiển
Mạch biến đổi điện áp – tần số
Mạch hạn chế dòng
Lịch trình làm đồ án:
Tuần 9 : Hoàn thiện chương I
Tuần 10+ 11 : Hoàn thiện chương II
Tuần 12+ 13 : Hoàn thiện chương III
Tuần 14+ 15 : Hoàn thiên chương IV
Chương I
Tổng quan về thang máy
Các yêu cầu về công nghệ và truyền động
Tổng quan về thang máy
Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở hàng và chở người theo phương thẳng đứng. Những thang máy hiện đại có kết cấu cơ khí cũng như hệ truyền động và hệ khống chế phức tạp . Kết cấu của thang máy gồm có :
Động cơ
Đối trọng
Buồng thang
Hố thang
Cáp
Cửa tầng
Cửa phòng thang
Bảng gọi tầng
Bảng điều khiển cabin
Bộ cứu hộ
1. Buồng thang
Thường đặt trên cùng của hố thang máy và bao gồm :
Động cơ truyền động
Hộp giảm tốc
Phanh hãm điện từ
Tang nâng
Tủ điện
Trong tủ điện gồm có : Cầu dao , cầu chì , công tắc tơ thuận và ngược
Trong hố thang máy gồm :
Hai thanh dẫn hướng mà buồng thang trượt theo nó , buồng thang có đối trọng .
Hệ thống lò xo giảm chấn ở phía dưới cùng của hố
Hệ thống dây điện mềm cấp điện cho buồng thang
Các phần tử đặc trưng của thang máy
Phanh hãm điện từ : dùng để hãm dừng thang máy khi gần đến sàn tầng , gồm 2 kiểu :
phanh đai
phanh guốc
Phanh bảo hiểm : Phanh tác động khi thang vượt quá tốc độ cho phép, hay cáp sắp đứt
Công tắc chuyển đổi tầng : Là cảm biến vị trí dùng để xác định vị trí buồng thang và nhớ vị trí buồng thang , gồm 3 loại :
Chuyển đổ tầng kiểu cơ khí ( có tiếp điểm )
Chuyển đổi tầng kiểu cảm ứng
Chuyển đổi tầng kiểu quang điện
Phân loại thang máy
Phân loại theo trọng lượng
Thang máy nhỏ : Q < 160 kg
Loại trung bình : Q = 500 – 2000 kg
Loại lớn : Q > 2000 kg
Phân loại theo tốc độ di chuyển
Loại chạy chậm : v < 1 m/s
Loại chạy trung binh : v = 1 - 2,5 m/s
Loại tốc độ cao : v = 2,5 – 4 m/s
Loại tốc độ rất cao : v > 4 m/s
Các yêu cầu về công nghệ và truyền động
Ảnh hưởng của tốc độ, gia tốc, độ giật tới hệ truyền động thang máy
Một trong những yêu cầu cơ bản đối với hệ thống truyền động thang máy là phải đảm bảo cho buồng thang chuyển động êm. Buồng thang chuyển động êm hay không phụ thuộc vào gia tốc mở máy và hãm máy.
Các tham số chính đặc trưng cho chế độ làm việc của máy là :
Tốc độ chuyển động : v(m/s) = , s là quãng đường
Gia tốc : a(m/ s2) =
Độ giật : p(m/ s3) =
Tốc độ di chuyển của buồng thang ảnh hưởng đến năng suất của thang máy đặc biệt thang máy làm việc ở những nơi có độ cao lớn
Tốc độ di chuyển trung bình của thang máy có thể tăng bằng cách giảm gia tốc mở máy và hãm máy . Nhưng như thế sẽ ảnh hường đến độ êm của buồng thang , nên gia tốc tối ưu là <= 2(m/ s2)
Khi chọn tốc độ của thang máy phải xem xét đối tượng thang máy phục vụ . Nếu tốc độ càng cao thì giá thành càng lớn , do đó phải chọn sao cho tốc độ phù hợp . Đường cong biểu diễn quãng đường , gia tốc ,tốc độ và độ giật tối ưu của thang máy :
Đồ thị trên chia làm 5 giai đoạn theo tính chất thay đổi tốc độ của buồng thang : Mở máy , chế độ ổn định, hãm xuống tốc độ thấp, buồng thang đến tầng và hãm dừng. Giới hạn gia tốc và độ giật là : a <= 2 (m/s2),
p <= 20(m/s3).
Vấn đề dừng chính xác buồng thang
Đây cũng là một trong những yêu cầu quan trọng của hệ truyền động và điều khiên thang máy. Nếu dừng không chính xác buồng thang sẽ ảnh hưởng đến việc ra vào của người và hàng hóa , dẫn đến nó làm giảm năng suất của buồng thang .
Khi buồng thang tác động vào cảm biến dừng đến khi phanh hãm điện từ tác động thì buồng thang đi được một quãng đường là S’
S’ = V0 Dt (m)
Trong đó :
V0 : vận tốc ban đầu khi hãm dừng
Dt : thời gian quán tính điện từ của các phần tử chấp hành
Từ khi phanh hãm điện từ tác động đến khi dừng hẳn buồng thang sẽ trượt một quãng đường là S”
S” =
Trong đó :
m : khối lượng các phần tử chuyển động của buồng thang
: lực cản của cơ cấu phanh hãm điện từ
: lực cản của tải trọng gây ra
i : tỉ số truyền
Dấu (+) tương ứng với buồng thang đi lên
Dấu (-) tương ứng với buồng thang đi xuống
Biểu thức S” còn được tinh bởi công thức sau:
S'' =
Trong đó :
J : mô men quán tính
D : đường kính tang nâng
: mô men cản do cơ cấu phanh hãm điện từ gây ra
: mô men cả do tải trọng gây ra
Vậy :
S = S’+ S” = V0 Dt +
Do đó, ta thấy độ dừng chính xác của buồng thang phụ thuộc vào nhiều tham số , ta xét chủ yếu là vận tốc V0
Muốn dừng chính xác buồng thang thì vận tốc V0 phải giảm nhanh , vì vậy trước lúc tác động vào cảm biến dừng phải có một cảm biến chuyển đổi từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp
Phương án lập bài toán điều khiển thang máy
Có 4 vấn đề chính :
Yêu cầu về an toàn
Yêu cầu về điều khiển tốc độ, gia tốc, độ giật
Yêu cầu về điều khiển vị trí buồng thang
Yêu cầu về tín hiệu
Điều khiển buồng thang có thể thực hiện ở hai vị trí , ở các cửa tầng
bằng cách ấn nút ấn gọi tầng (GT) có thể gọi buồng thang theo 2 chiều đi lên hoặc đi xuống, trong buồng thang có các nút ấn đến tầng(ĐT). Như vậy bài toán điều khiển là liên tục phải quét các tín hiệu đầu vào để ghi nhân các lệnh trong khi đang vận hành, từ đó đưa ra các tín hiệu xử lý các lệnh và điều khiển vị trí buồng thang . Việc điều khiển buồng thang phải thỏa mãn các yêu cầu sau :
Phục vụ được tất cả các tín hiệu gọi và dừng chính xác buồng
thang theo các lệnh gọi đó
Đảm bảo điều khiển vị trí buồng thang đáp ứng yêu cầu của các
lệnh gọi theo một quy luật tối ưu
Đảm bảo thông tin cần thiết về vị trí hiện tại của buồng thang
và chiều chuyển động của nó
Hệ điều khiển phải đảm bảo được các yêu cầu về vận hành :
việc đóng mở cửa tầng chỉ được thực hiện khi thang máy dừng hẳn và thang máy chỉ được chuyển động khi các cửa tầng và cửa buồng đóng kín
Trong hệ thống điều khiển thang máy thường dùng 2 phương án tối ưu để điều khiển:
Tối ưu về vị trí :
Phương án này phục vụ các tín hiệu gọi theo thứ tự dựa trên sự so sánh về khoảng cách giữa tín hiệu gọi và tín hiệu hiện tại của buồng thang. Thứ tự xử lý tín hiệu gọi phục vụ từ gần đến xa.
Ưu điểm của phương pháp này là tối ưu hóa về đường đi, nhưng do đầu vào của bài toán thay đổi liên tục dẫn đến sự rối loạn trong mạch điều khiển
Tối ưu hóa về chiều chuyển động :
Giả sử buồng thang đang chuyển động theo chiều đi lên thì nó sẽ xử lý tất cả các lệnh trên đó, còn các lệnh thấp hơn nó sẽ lưu lại và xử lý sau khi đã thực hiện hết hành trình đi lên và ngược lại .
Chương II : Chọn phương án truyền động
Tính chọn công suất động cơ và mạch lực
Hệ truyển động được thiết kế phải có độ tin cậy làm việc cao , sơ đồ điều khiển hệ truyền động đó phải hoạt động rất khoát , phân minh. Các phần tử cấu thành trong hệ thống trang bị điện có kết cấu gọn nhẹ , chắc chắn , dễ dàng trong công tác sửa chữa thay thế .
Đối với hệ truyển động thang máy thì tốc độ di chuyển của buồng thang quyết định năng suất của thang máy tức là tốc độ càng cao thì năng suất càng tăng. Nhưng cái chính là điều chỉnh tốc độ như thế nào để buồng thang dừng đúng vị trí tầng cần đến và không làm ảnh hưởng tới gia tốc và độ giật.
Để truyền động cho thang máy ta dùng động cơ kéo puli . Truyền động thang máy làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại có đảo chiều quay , động cơ truyền động ở đây ta chọn động cơ điện xoay chiều .Do đó ta dùng :
Hệ truyền động động cơ xoay chiều
Hệ truyền động động cơ điện xoay chiều
Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi Tiristor
Khi điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ thì các thong số còn lại không thay đổi và tốc độ trượt S = const. Ta có phương trình đặc tính cơ :
Từ phương trình đặc tính cơ , ta nhận thấy rằng M tỉ lệ với bình phương điện áp và với hệ số tỉ lệ KM, S = const
® Mu = KM(S)U12 (1) và Mth = KM' U12
Trong đó có một giá trị điện áp định mức Uđm
® Mtn = KM(s)Uđm2 (2)
Lấy phương trình (1) chia cho phương trình (3) ta có:
Nhận xét
Pham vi điều khiển hẹp , tốc độ hẹp , tổn hao tăng
Để tăng phạm vi điều chỉnh D thì phải tăng Sth, mà để tăng Sth thì phải tăng điện trở R2 (nhưng điều này chỉ áp dụng cho động cơ không đồn bộ rô to dây quấn)
Điều chỉnh xung điện trở mạch rôto
Hình . Sơ đồ điều chỉnh xung điện trở rôto
Từ hình vẽ ta có :
Nếu điều chỉnh T1 và T = const , thì bị hạn chế bởi 0 < T1 < T, do đó mà dải điều chỉnh D hẹp
Nếu thay đổi T và giữ T1 = const thì khi T >> T1 nhỏ dẫn đến gián đoạn dòng điện
Do vậy mà ta phải tính theo phương pháp điều chỉnh số gia, từ sơ đồ trên ta có :
DP2 = 3I22(R2 + Rf)
Và DP2 = Id2(2R2 + Re)
3I22(R2 + Rf) = Id2(2R2 + Re)
Vậy ta có :
,với Id = KI2
Đặc điểm :
Phương pháp điều chỉnh xung điện trở rô to có kết cấu mạch lực và mạch điều khiển đơn giản và dễ thực hiện
Độ chính xác thường không cao do mô hình động cơ chưa xây dựng một cách hoàn thiện
Hiệu suất thấp
Điều chỉnh công suất trượt
Trong các trường hợp điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cach làm mềm đặc tính và để nguyên tốc độ không tải lý tưởng thì công suất trượt đươc tiêu tán trên điện trở mạch rôto :
DP2 = Pđt - Pcơ
DP2 = Mđtw1 - Mw
Mđt = M thì DP2 = M(w1 - w) = MSw1
DP2 = S Pđt
Tuy nhiên khi công suất lớn thì phần tổn hao này là
đáng kể , do vậy trong trường hợp này để tận dụng
công suất tổn hao người ta đưa ra các sơ đồ để đưa
công suất này trả về lưới điện. Phương pháp này gọi
là phương pháp công suất trượt . Khi điều chỉnh công
suất trượt thì độ lớn của dòng điện phụ thuộc hoàn
toàn vào tải của động cơ chứ không phụ thuộc vào
góc điều khiển của bộ nghịch lưu.
Đặc điểm :
Hiệu suất của hệ cao hơm so với phương pháp điều chinh xung điện trở rô to
Mạch phức tạp về cấu trúc , mạch điều khiển và mạch lực
Độ chính xác của phương pháp thường không cao
Giá thành của hệ cao
Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ bằng các bộ biến đổi tần số Tiristor hay Tranzitor
Biến tần là thiết bị biến đổi năng lượng điện xoay chiều từ tần số này sang tần số khác
Có bốn loại biến tần cơ bản :
Biến tần trực tiếp
Biến tần gián tiếp
Biến tần nguồn áp
Biến tần nguồn dòng
Ta xét loại biến tần nguồn áp :
Sơ đồ nguyên lý mạch lực của bộ biến tần nguồn áp gồm 4 khối chức năng chính sau :
Nguồn một chiều NMC
Mạch lọc FNghịch lưu độc lập nguồn áp NLĐL
Động cơ không đồng bộ ĐK
Hình . Sơ đồ nguyên lý biến tần nguồn áp
Nguồn một chiều và mạch lọc tạo ra điện áp một chiều có giá trị điều chỉnh được. Nghịch lưu gồm 6 khóa bán dẫn S1….S6 và cần 6 van không điều khiển được D1….D6. Các khó nghịch lưu được đóng cắt theo thứ tự nhất định tạo thành điện áp xoay chiều 3 pha đặt lên động cơ chấp hành , góc dẫn của các khóa thường là 180. Thời điểm các khóa S1, S3, S5 và S2, S4, S6 bắt đầu dẫn lệch nhau 120 , điện áp dây của nghịch lưu có dạng xung chữ nhật với độ rộng là 120
Các khóa S là các khóa bán dẫn , ở các truyền động công suất nhỏ thường dùng tranzitor còn ở các truyền động công suất lớn thì dùng các van tiristor.
Kết luận :
Qua việc phân tích ở trên , nhận thấy rằng biến tần nguồn áp dùng cho truyền động thang máy là có ưu thế hơn cả . Cả về điều chỉnh tốc độ , độ trơn điều chỉnh . Do vậy mà ta sẽ sử dụng Hệ truyền động biến tần gián tiếp nguồn áp
Tính chọn công suất động cơ truyền động
Để tính được công suất động cơ truyền động cho thang máy cần có các điều kiện tham số sau :
Sơ đồ động học của thang máy
Tốc độ và gia tốc lớn nhất cho phép
Trọng tải
Trọng lượng buồng thang
Ca bin
Puli chñ ®éng
Puli bÞ ®éng
§èi träng
D©y c¸p
D
H
Hình. Sơ đồ động học của thang máy
Vì hệ truyền động thang máy làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại, mở máy và hãm máy nhiều nên khi tính chọn công suất động cơ thì phải xét đến phụ tải động và phụ tải tĩnh.
Xác định phụ tải tĩnh
Phụ tải tĩnh là phụ tải do trọng lượng cabin , trong lượng của tải trọng. trọng lượng của đối trọng và trọng lượng của dây cáp gây ra khi ở trạng thái tĩnh.
Thông qua puli, hộp giảm tốc tác dụng lên trục động cơ
Các lực tác dụng lên puli chủ động theo các nhánh cáp là :
F1 = (G0 + G +gc(H - hcb))g (N)
F2 = (Gđt +gc(H - hđt))g (N)
Vậy lực tác động lên puli lúc nâng và hạ tải là :
Fn = F1 - F2 = (G0 + G –Gđt)g + gc(hđt - hcb)g (N )
Fh = F2 - F1 = (Gđt - G0 - G)g + gc(hcb – hđt)g (N)
Trong đó :G0 : khối lượng Cabin (kg)
G : khối lượng tải trọng (kg)
Gđt : khối lượng đối trọng (kg)
gc : khối lượng một đơn vị dài dây cáp (kg/m)
g : gia tốc trọng trường (m/s2)
Để đơn giản, giả sử rằng hđt = hcb. Thay vào trên ta được :
Fn = (G0 + G – Gđt)g (N) (1)
Fh = (Gđt - G0 - G)g (N) (2)
Khối lượng của đối trọng được tính như sau :
Gđt = G0 + aGđm
Đối với thang máy trở hàng khi nâng thường có tải và khi hạ thường không tải nên chọn : a = 0,5
Thay vào biểu thức (1) và (2), ta được :
Fn = (Gđm - aGđm)g (N)
Fh = (aGđm – Gđm)g (N)
Như vậy công suất trên trục động cơ khi thang máy di chuyển đi lên và khi thang máy di chuyển đi xuống là :
Trong đó :
Pcn : công suất tĩnh của động cơ lúc nâng tải
Pch : công suất tĩnh của động cơ lúc hạ tải
V : vận tốc chuyển động của cabin (m/s)
h : hiệu suất của cơ cấu nâng (0,5 – 0,8)
Thay số vào biểu thức trên ta tính được
Fn = (1400 - 0,5.1400).9,81 = 6867(N)
Fh = (0,5.1400 - 1400).9,81 = -6867(N)
Và
Pcn = (kW)
Pch = (kW)
Xác định mômen tương ứng với các lực kéo
Trong đó :
Mn : mômen khi nâng tải
Mh : mômen khi hạ tải
i : tỉ số truyền , chọn i = 12
D : đường kính puli
R : bán kính puli
Thay số, ta được :
Xác định hệ số đóng điện tương đối
Để xác định được hệ số đóng điện tương đối của động cơ truyền động thang máy thì ta cần phải xác định các khoàng thời gian làm việc cũng như thời gian dừng của thang máy trong một chu kỳ làm việc
Để đơn giàn hóa giả thiết rằng qua mỗi tầng thang máy chỉ dừng một lần để bốc xếp hàng. Các khoảng thời gian giả thiết như sau :
Thời gian bốc dỡ hàng được tính gần đúng là 20(s)
Thời gian mở buồng thang 1(s)
Thời gian đóng buồng thang 1(s)
Thời gian khởi động của thang máy từ vận tốc bằng 0 tăng lên vận tốc 1,5(m/s)
Trong khoảng thời gian này buồng thang đi được một quãng đường là Skđ :
Thời gian hãm dừng ở mỗi tầng là :
Quãng đường mà buồng thang chuyển động được trong thời gian hãm dừng :
Quãng đường mà buồng thang di chuyển được với vận tốc V1 = 1,5(m/s)
S = h0- (Skđ + Sh) = 4 - (0,45 + 0,45) = 3,1(m)
Thời gian buồng thang di chuyển với vận tốc V1 = 1,5(m/s)
Vậy thời gian làm việc của buồng thang giữa hai tầng liên tiếp nhau là :
tlv = tkđ + th + t = 0,6 + 0,6 + 1,4 = 2,6(s)
Vậy tổng thời gian làm việc của buồng thang trong một chu kỳ làm việc từ tầng 1 lên tầng 4 và từ tầng 4 xuống tầng 1 là :
Stlv = 6tlv = 6.2,6 = 15,6(s)
Giả thiết thời gian nghỉ ở mỗi tầng để bốc dỡ hàng là 20(s), vậy tổng thời gian nghỉ của buồng thang trong một chu kỳ làm việc là :
Stnghỉ = 6.20 = 120(s)
Giả thiết thời gian thang máy đóng mở cửa buồng thang là :
Tđm = tđ + tmở = 1+1 = 2(s)
Tổng thời gian buồng thang đóng mở cửa trong một chu kỳ làm việc là :
Stđm =2.6 = 12(s)
Vậy thời gian chu kỳ làm việc của thang máy là :
tck = Stlv + Stnghỉ + Stđm = 15,6+120+12 = 147,6(s)
Từ đó ta có đồ thị vận tốc và đồ thị phụ tải của thang máy như sau :
Hình 2.8 Đồ thị vận tốc Hình 2.9. Đồ thị phụ tải
Tính hệ số đóng điện phần trăm tương đối
Xác định mômen đẳng trị Mđt và công suất đẳng trị Pđt
Trong một chu kỳ làm việc của thang máy thì : tlvn = tlvh = tlv/2
Vậy ta có :
Ta có :
Tốc độ góc :
Tốc độ góc của động cơ : wđc = i. w = 12.7,5 = 90(rad/s)
Tốc độ động cơ :
Vậy :
Công suất chọn động cơ theo : e%chuẩn = 25%
Dựa vào công suất động cơ đã chọn ở trên , tra phụ lục trong tài liệu đặc tính cơ của động cơ tra được động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc 380 (V), 50(Hz), e% = 25%, cấp cách điện E và D gồm có các thông số kỹ thuật sau :
Kiểu
Pđm
(kW)
nđm (v/p)
cosj
Ist,đm
(A)
Ist0
(A)
rst
(W)
xst
(W)
Ir'đm
(A)
rr'
(W)
xr'
(W)
J
(kgm3)
Q
(kg)
MTK
2116
7.5
905
0.79
18.4
11
0.68
1.07
13.6
1.62
1.05
0.11
110
e. Sơ đồ thay thế của động cơ
Từ sơ đồ thay thế ta có
Xm =
Hình 2.10. Sơ đồ thay thế động cơ
Tính được
Vậy ta tính được tổng trở của động cơ là
f. Sơ đồ nguyên lý biến tần nguồn áp
Hình 2.11. Sơ đồ điện áp ra sau nghịch lưu
Từ độ thị điện áp ra ta có
Ta có ZA = ZB = ZC = Z = 10.4042 + j9.55 = R + jLw
Vậy R = 10,042(W), Lw = 9,55(W)
Lúc này ta tính được dòng điện cơ bản I0
Lại có
Với
vậy
II.3. Tính chọn các van mạch động lực và mạch lọc
II.3.1. Tính chọn van mạch chỉnh lưu
Dòng điện đầu ra của bộ chỉnh lưu cầu ba pha là Id = 14,65(A), điện áp ra bộ chỉnh lưu là Ud = Ucl = E = 466,7(V). Vậy ta có
E = Ud = 2,34U2
Vậy điện áp ngược lớn nhất mà điện áp phải chịu là
Từ đó dựa vào hai thông số là dòng điện trung bình qua van Id và điện áp ngược lớn nhất đặt lên van ta tiến hành chọn van như sau. Tra trong tài liệu hướng dẫn thiết kế điện tử công suất ta chọn diode co các thông số kỹ thuật sau
Kí hiệu
Itbmax(A)
Id(A)
Ungược max(V)
SW06PCN030
25
300
600
II.3.2. Tính chọn van mạch nghịch lưu
Dựa vào đồ thị điện áp ta thấy các van lần lượt mở thứ tự twf T1 dến T6 với góc lệch pha giữa hai van một là 60 độ. Như vậy trong bất cứ thời điểm nào cũng có 3 van được dẫn. Để xác định điện áp ra tải ta cần phải biết kiểu đấu tải, ta giả thiết ở đây tải đấu theo hình sao
Do vậy mà dòng điện pha tải có ba đoạn khác nhau trong nửa chu kỳ
Tong khoảng thời gian từ
ở nửa chu kỳ sau dòng điện tương tự nhưng có dấu ngược với chu kỳ trên. Vậy dòng điện trung bình qua van là
và điện áp ngược lớn nhất đặt lên van sẽ là
UngượcMax = EnlkdtU
Trong đó
kdtU - Hệ số dự trữ điện áp, chọn kdtU = 1,6
Vậy
UngượcMax = 466,7.1,6 = 746,67(V)
Từ các giá trị dòng điện trung bình chạy qua van và điện áp ngược lớn nhất đặt lên van đã tính được ở trên ta tiến hành chọn van. Tra trong tài liệu hướng dẫn thiết kế điện tủt công suất ta tra được Tranzitor có các thông số kỹ thuật sau
Kí hiệu
Ic max(A)
Pc max(W)
Uceo max(V)
Ucbo max(V)
f(MHz)
BUV36
15
90
800
850
6
II.3.3 Tính chọn mạch lọc
Chức năng của bộ lọc là cho dòng điện có tận số nào đó đi qua mà biên độ không bị suy giảm, đồng thời làm suy giảm mạch dòng điện ở tần số khác
Bộ lọc LC được dùng cho thiết bị chỉnh lưu công suất lớn, bộ lọc này cho phép thành phần một chiều của điện áp chỉnh lưu đi qua và ngăn chặn thành phần xoay chiều
Ud
L
Ta có
Với mạch chỉnh lưu cầu 3 pha ta có A = 0,095,
n = 6, kLC = 0,01 và w = 314(rad/s)
Chọn L = 2,6765(mH)
Vậy C =
II.4. Đo lường tốc độ và dòng điện
II.4.1. Máy phát tốc một chiều
Tốc độ truyền động là đại lượng điều chỉnh chính, vì vậy thiết bị đo tốc độ có vai trò quan trọng quyết định tới chất lượng động và tĩnh của truyền động
Uw
Sơ đồ nguyên lý đo tốc độ bằng máy phát tốc một chiều. Khi từ thông máy phát tốc không đổi, điện áp đầu ra máy
phát tốc là
Uw = Kww - RưpI - DUct
Nếu chọn điện trở đủ lớn, gần đúng ta có
Uw = Kww
Khi có bộ lọc đầu ra thì hàm truyền máy Hình 2.12. Mạch nguyên lý đo tốc độ
phát tốc là
Trong đó
Kw - Hệ số tỉ lệ
I - Dòng tải của máy phát
Rư - Điện trở phần ứng máy phát
Tfw - Hằng số thời gian bộ lọc
Chọn Uw = 10(V), vậy ta có
Hằng số thời gian của bộ lọc Tfw < 5(ms), chọn Tfw = 1(ms)
Vậy ta có hàm truyền máy phát tốc là
II.4.2. Máy đo dòng điện
Sơ đồ đo dòng xoay chiều ba pha đơn giản là dùng bi