thiết kế hệ truyền động nâng hạ cơ cấu cầu trục, chương 4

Chọn phương án truyền động là dựa trên các yêu cầu công nghệ và kết quả tính chọn công suất động cơ, từ đó tìm ra một phương án khả thi đáp ứng được cả yêu cầu về đặc tính kỹ thuật và kinh tế với công nghệ đặt ra. Lựa chọn phương án truyền động tức là phải xác định được loại động cơ truyền động là một chiều hay xoay chiều, phương pháp điều chỉnh tốc độ phù hợp với đặc tính tải, sơ đồ nối bộ biến đổi đảm bảo yêu cầu truyền động. Để giải quyết...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
thiết kế hệ truyền động nâng hạ cơ cấu cầu trục, chương 4 Chương 4: Chän ph-¬ng ¸n truyÒn ®éng Chän ph-¬ng ¸n truyÒn ®éng lµ dùa trªn c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ vµ kÕt qu¶ tÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬, tõ ®ã t×m ra mét ph-¬ng ¸n kh¶ thi ®¸p øng ®-îc c¶ yªu cÇu vÒ ®Æc tÝnh kü thuËt vµ kinh tÕ víi c«ng nghÖ ®Æt ra. Lùa chän ph-¬ng ¸n truyÒn ®éng tøc lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®-îc lo¹i ®éng c¬ truyÒn ®éng lµ mét chiÒu hay xoay chiÒu, ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é phï hîp víi ®Æc tÝnh t¶i, s¬ ®å nèi bé biÕn ®æi ®¶m b¶o yªu cÇu truyÒn ®éng. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò trªn, tr-íc hÕt ta ®i ph©n tÝch c¸c ®Æc tÝnh kinh tÕ kü thuËt cña c¸c ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®éng c¬ xoay chiÒu kh«ng ®ång bé ba pha. I. Kh¶o s¸t c¸c ph-¬ng ¸n truyÒn ®éng 1. HÖ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®éng c¬. a. Nguyªn lý: Theo lý thuyÕt m¸y ®iÖn, ta cã quan hÖ gi÷a m«-men vµ ®iÖn ¸p ®Æt vµo Stato ®éng c¬ nh- sau: 2 3.U f 1 .R2 ' M   R ' 2   1  R1  2   X n.m 2 .s   s    Nh- vËy, ë mét tÇn sè nhÊt ®Þnh, m«-men cña ®éng c¬ K§B tû lÖ víi b×nh ph-¬ng ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn c¶m (stato). Do ®ã, ta cã thÓ ®iÒu chØnh tèc ®é ®/c K§B b»ng c¸ch ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p stato trong khi gi÷ nguyªn tÇn sè. §Ó thùc hiÖn ®-îc ®iÒu nµy ng-êi ta dïng c¸c bé biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu (§AXC). Thùc tÕ, hÇu hÕt c¸c ®éng c¬ K§B cã tèc ®é tr-ît tíi h¹n (øng víi ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn) nhá, khi dïng ®iÒu chØnh tèc ®é sÏ bÞ h¹n chÕ v× d¶i ®iÒu chØnh hÑp. Ngoµi ra, khi gi¶m ¸p, m«-men ®éng c¬ cßn bÞ gi¶m nhanh theo b×nh ph-¬ng ®iÖn ¸p. V× lý do nµy mµ ph-¬ng ph¸p nµy Ýt ®-îc dïng cho ®éng c¬ K§B roto lång sãc mµ th-êng kÕt hîp víi viÖc ®iÒu chØnh m¹ch roto ®èi víi ®éng c¬ K§B roto d©y quÊn nh»m më réng d¶i ®iÒu chØnh. b. §¸nh gi¸ vÒ ph¹m vi øng dông: + V× viÖc gi¶m ®iÖn ¸p ®Æt vµo stato ®éng c¬, trong khi gi÷ f=const kh«ng lµm thay ®æi tèc ®é kh«ng t¶i lý t-ëng, nªn khi t¨ng ®iÖn trë phô ë roto, tèc ®é ®éng c¬ gi¶m, ®é tr-ît tíi h¹n t¨ng lªn kÐo theo t¨ng tæn hao c«ng suÊt tr-ît cña ®éng c¬: Ps  M c ( 1   )  Pdt .s + Cïng víi lý do trªn, do ph¹m vi ®iÒu chØnh phô thuéc vµo gi¸ trÞ ®iÖn trë phô ®-a vµo m¹ch roto nªn yªu cÇu ®èi víi hÖ cÇn ph¹m vi ®iÒu chØnh réng sÏ m©u thuÉn víi viÖc gi¶m tæn thÊt ®iÒu chØnh ®èi víi tÊt c¶ c¸c hÖ truyÒn ®éng. Tèc ®é ®éng c¬ cµng thÊp (s cµng lín), nhÊt lµ trong tr-êng hîp ®iÒu chØnh s©u tèc ®é, th× tæn hao c«ng suÊt tr-ît cµng lín. Do cã nhiÒu h¹n chÕ nh- trªn nªn vÊn ®Ò ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p stato ®Ó ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ chØ ®-îc øng dông h¹n hÑp. HiÖn nay, nã th-êng øng dông lµm bé khëi ®éng mÒm (softstartor) víi môc ®Ých thay thÕ c¸c bé khëi ®éng cã cÊp dïng r¬-le, c«ng-t¾c-t¬ cho c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt lín vµ rÊt lín so víi l-íi tiªu thô chung. Trong ph¹m vi nµy nã cho phÐp t¹o ra c¸c ®-êng ®Æc tÝnh khëi ®éng ªm, tr¸nh viÖc g©y sôt ¸p l-íi, lµm ¶nh h-ëng ®Õn c¸c t¶i kh¸c khi c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt lín khëi ®éng. Trong øng dông vµo ®iÓu chØnh nã chØ phï hîp víi hÖ truyÒn ®éng víi c¸c phô t¶i cã m«-men lµ hµm t¨ng theo tèc ®é (nh- qu¹t giã, b¬m ly t©m). Lý thuyÕt chøng minh lµ ®èi víi hÖ truyÒn ®éng cã m«-men t¶i kh«ng ®æi (Mc=const) th× tæn thÊt sÏ rÊt lín khi ®iÒu chØnh. V× vËy, viÖc xem xÐt ph-¬ng ¸n truyÒn ®éng dïng ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p stato ®èi víi hÖ truyÒn ®éng n©ng-h¹ cÇn trôc lµ kh«ng cã ý nghÜa; ®iÒu ®ã cã nghÜa lµ ph-¬ng ¸n dïng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p bÞ lo¹i bá trong ®å ¸n nµy. 2. HÖ ®iÒu chØnh c«ng suÊt tr-ît ®éng c¬. a. Nguyªn lý ®iÒu chØnh: Theo kÕt qu¶ nghiªn cøu m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé th× c«ng suÊt ®iÖn lÊy ra tõ m¹ch roto, ®-îc gäi lµ c«ng suÊt tr-ît, tû lÖ víi ®é tr-ît s. Theo c¸ch tÝnh tæn thÊt khi ®iÒu chØnh th× c«ng suÊt nµy b»ng: Ps  M c .( 1   )  M c . 1 .s  Pdt .s Ps  s Pdt Nh- vËy theo biÓu thøc trªn th× nÕu ta b¶o ®¶m gi÷ c«ng suÊt ®-a vµ m¹ch stato lµ kh«ng ®æi, th× c«ng suÊt ®iÖn tõ P®t còng kh«ng ®æi. Khi ®ã b»ng c¸ch nµo ®ã ta thay ®æi ®-îc tæn hao c«ng suÊt trong m¹ch roto th× ta sÏ thay ®æi ®-îc ®é tr-ît s; tøc lµ ta ®iÒu chØnh ®-îc tèc ®é ®éng c¬. §©y chÝnh lµ tinh thÇn cña viÖc ®iÒu chØnh c«ng suÊt tr-ît. Trong thùc tÕ viÖc thay ®æi Ps cã nhiÒu c¸ch, ®¬n gi¶n nhÊt lµ sö dông ®iÖn trë phô ®-a vµ m¹ch roto lµm t¨ng tæn thÊt. ViÖc nµy ®èi víi c¸c hÖ thèng truyÒn ®éng c«ng suÊt nhá th× kh«ng cã vÊn ®Ò g×, nh-ng víi hÖ truyÒn ®éng c«ng suÊt lín th× c¸c tæn hao lµ ®¸ng kÓ. V× vËy ®Ó tËn dông c«ng suÊt tr-ît ng-êi ta dïng c¸c s¬ ®å nèi tÇng nh»m ®-a c«ng suÊt tr-ît trë l¹i l-íi hoÆc biÕn thµnh c¬ n¨ng h÷u Ých quay trôc ®éng c¬ nµo ®ã, khi ®ã ta cã hÖ truyÒn ®éng nèi cÊp ®ång bé. D-íi ®©y xin giíi thiÖu mét s¬ ®å nguyªn lý cña mét hÖ nèi cÊp: Trong s¬ ®å nµy th× søc ®iÖn ®éng roto ®-îc chØnh l-u thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu qua bé chØnh l-u cÇu diode vµ qua ®iÖn kh¸ng läc cho nguån dßng cÊp cho bé nghÞch l-u phô thuéc.NghÞch l-u lµm viÖc víi gãc ®iÒu khiÓn tõ 90o ®Õn kho¶ng 140o , ®iÒu chØnh gãc ®iÒu khiÓn  trong kho¶ng nµy ta sÏ ®iÒu chØnh ®-îc søc ®iÖn ®éng chØnh l-u trong m¹ch roto; tøc lµ ®iÒu chØnh ®-îc tèc ®é kh«ng t¶i lý t-ëng cña ®éng c¬. §Æc tÝnh c¬ ®iÒu chØnh cña hÖ nèi tÇng van ®iÖn ®-îc dùng qua viÖc thay ®æi gãc ®iÒu khiÓn  cña nghÞch l-u ®-îc dùng nh- h×nh vÏ; trong ®ã do ¶nh h-ëng cña ®iÖn trë stato, ®iÖn trë m¹ch mét chiÒu vµ ®iÖn kh¸ng t¶n cña m¸y biÕn ¸p (MBA) còng nh- sôt ¸p do chuyÓn m¹ch cña nghÞch l-u vµ chØnh l-u nªn c¸c ®Æc tÝnh cã ®é cøng vµ m«-men tíi h¹n nhá h¬n ®é cøng vµ m«-men tíi h¹n cña ®Æc tÝnh tù nhiªn. §C MBA CL ®iot NL phô thuéc H3.2: S¬ ®å nguyªn lý nèi tÇng van b. §¸nh gi¸ vµ ph¹m vi øng dôn ...