Giáo trình Truyền Động Điện GIÁO TRÌNH TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 1 Giáo trình Truyền Động Điện TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Dựa theo giáo trình này, có thể sử dụng để giảng dạy cho các trình độ hoặc nghề ngành/ nghề khác của nhà trường. Cần giảng dạy bổ sung những môn học, mô đun bắt buộc và một số môn học, mô đun tự chọn mà trong chương trình đào tạo trình độ Trung cấp chưa giảng dạy; 2 Giáo trình Truyền Động Điện LỜI GIỚI THIỆU Truyền động điện là học phần rất quan trọng đối với học sinh – sinh viên ngành Điện nói chung, đặc biệt là HS – SV ngành điều khiển và tự động hóa.
Để phục vụ tốt cho việc dạy và học môn học truyền động điện, tập thể tác giả khoa Điện – Tự động hóa đã tìm hiểu, đúc kết và biên soạn ra cuốn ”Truyền động điện” với nội dung bám sát đề cương môn học và đã được hội đồng nhà trương thông qua. Nội dung bài giảng gồm 4 bài: BÀI 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BÀI 2. BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM BÀI 3.
BỘ BIẾN TẦN BÀI 4. BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN SERVO Bài giảng được dùng làm tài liệu học tập chính cho HS _SV nghề điện công nghiệp. Ngoài ra cũng là tài liệu tham khảo cho những ai quan tâm đến lĩnh vực này. Do hạn chế về thời gian và kiến thức nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót.
Rất mong nhân được các ý kiến đóng góp của bạn đọc. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về Khoa Điện – trường cao đẳng nghề Hà Nam. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn! Các tác giả 3 Giáo trình Truyền Động Điện 4 Giáo trình Truyền Động Điện MỤC LỤC Trang GIÁO TRÌNH TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN. 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN.
5 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN - Năm 2020. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN. Phụ tải và phần cơ của truyền động điện. Đặc tính cơ của máy sản xuất, động cơ.
BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM. Khái quát chung về bộ khởi động mềm :. Kết nối mạch động lực. Khảo sát chức năng :.
Hãm động năng. BỘ BIẾN TẦN. Giới thiệu các loại biến tần. Các phím chức năng.
BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN SERVO. Giới thiệu bộ điều khiển máy điện Servo. Kết nối mạch động lực. Khảo sát chức năng.
56 5 Giáo trình Truyền Động Điện CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN - Năm 2020 Tên mô đun: Truyền động điện Mã mô đun: MĐ28 Thời gian thực hiện mô đun: 45 giờ; (lý thuyết: 15 giờ; thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 27 giờ; kiểm tra: 3 giờ) I. Vị trí, tính chất của mô đun - Vị trí: trước khi học mô đun này cần hoàn thành các mô đun và môn học cơ sở, đặc biệt các mô đun và môn học: Mạch điện; Trang bị điện; Máy điện. - Tính chất: là mô đun kĩ thuật chuyên môn, thuộc mô đun đào tạo bắt buộc. Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Trình bày được nguyên tắc và phương pháp điều khiển tốc độ của hệ truyền động điện.
+ Phân tích được cấu tạo, nguyên lý của một số thiết bị điển hình như: soft stater, inverter, các bộ biến đổi. - Kỹ năng: + Lựa chọn được các bộ biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Có năng lực về chuyên môn, giải quyết công việc về nguyên tắc và phương pháp điều khiển tốc độ của hệ truyền động điện, phân tích được cấu tạo, nguyên lý của một số thiết bị, vấn đề phức tạp trong điều kiện lựa chọn được các bộ biến đổi phù hợp. + Có năng lực thực hiện nhiệm vụ lựa chọn các bộ biến đổi; chịu trách nhiệm cá nhân và trách nhiệm đối với nhóm. + Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ.
6 Giáo trình Truyền Động Điện BÀI 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Giới thiệu: Trong bài học này học sinh cần hiểu được cấu trúc của hệ truyền động điện tự động, các khâu cơ khí, tính toán qui đổi các khâu cơ khí của truyền động điện, đặc tính cơ của máy sản xuất, động cơ và các trạng thái làm việc xác lập của hệ truyền động điện. Mục tiêu của bài: - Trình bày được phụ tải và phần cơ của truyền động điện, đặc tính cơ của máy sản xuất, động cơ - Phân tích được các trạng thái làm việc xác lập của hệ truyền động điện. Phụ tải và phần cơ của truyền động điện.
Hệ truyền động điện tự động là một tổ hợp các thiết bị điện, điện tử, v. phục vụ cho cho việc biến đổi điện năng thành cơ năng cung cấp cho các cơ cấu công tác trên các máy sản suất, cũng như gia công truyền tín hiệu thông tin để điều khiển quá trình biến đổi năng lượng đó theo yêu cầu công nghệ.1: Cấu trúc hệ truyền động điện BBĐ: Bộ biến đổi; ĐC: Động cơ điện; MSX: Máy sản xuất; R và RT: Bộ điều chỉnh truyền động và công nghệ; K và KT: Các Bộ đóng cắt phục vụ truyền động và công nghệ; GN: Mạch ghép nối; VH: Người vận hành Cấu trúc của hệ TĐĐ TĐ gồm 2 phần chính: - Phần lực (mạch lực): Từ lưới điện hoặc nguồn điện cung cấp điện năng đến bộ biến đổi (BBĐ) và động cơ điện (ĐC) truyền động cho phụ tải (MSX). Các bộ biến đổi như: Bộ biến đổi máy điện (máy phát điện một chiều, xoay chiều, máy điện 7 Giáo trình Truyền Động Điện khuếch đại), bộ biến đổi điện từ (khuếch đại từ, cuộn kháng bảo hoà), bộ biến đổi điện tử, bán dẫn (Chỉnh lưu tiristor, bộ điều áp một chiều, biến tần transistor, tiristor). Động cơ có các loại như: động cơ một chiều, xoay chiều, các loại động cơ đặc biệt.
- Phần điều khiển (mạch điều khiển) gồm các cơ cấu đo lường, các bộ điều chỉnh tham số và công nghệ, các khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt phục vụ công nghệ và cho người vận hành. Đồng thời một số hệ TĐĐ TĐ khác có cả mạch ghép nối với các thiết bị tự động khác hoặc với máy tính điều khiển.Các khâu cơ khí của truyền động điện, tính toán qui đổi các khâu cơ khí của truyền động điện.1 Phương trình động học của hệ truyền động điện Điều kiện quy đổi: đảm bảo cân bằng công suất trong phần cơ của hệ truyền động điện tự động. * Khi năng lượng truyền từ động cơ đến máy sản xuất: Ptr = P + ∆P Trong đó: Ptr là công suất trên trục động cơ, Ptr = Mcqđ. Pc là công suất của máy sản xuất, Pc = Mlv.
∆P là tổn thất trong các khâu cơ khí. * Nếu tính theo hiệu suất hộp tốc độ đối với chuyển động quay: Pc M lv .lv Ptr M cqd .lv M lv M cqd i .i Trong đó: i là hiệu suất của hộp tốc độ. i= gọi là tỉ số truyền của hộp tốc độ lv * Nếu chuyển động tịnh tiến thì lực quy đổi: Flv Mcqđ = Trong đó : it - Hiệu suất bộ truyền lực t - Hiệu suất của tang trống - Tỷ số quy đổi vlv Khi năng lượng truyền từ máy sản xuất đến động cơ: Ptr = Pc - 2. Điều kiện ổn định tĩnh của hệ thống truyền động điện.
8 Giáo trình Truyền Động Điện 9 Giáo trình Truyền Động Điện 2. Tính quy đổi mômen cản, lực cản, mômen quán tính, khối lượng quán tính về trục động cơ Mômen và lực quy đổi. 10 Giáo trình Truyền Động Điện Quy đổi mômen quán tính và khối lượng quán tính: 11 Giáo trình Truyền Động Điện 2. Đặc tính cơ của máy sản xuất, động cơ Trong hệ thống truyền động điện, động cơ điện có nhiệm cụ cung cấp động lực cho cơ cấu sản xuất.
Động cơ điện có nhiều loại, nhiều kiểu khác nhau với các tính năng, thông số ri êng; cơ cấu sản xuất của mỗi loại máy cũng có yêu cầu công nghệ và đặc điểm riêng. Để một hệ thống truyền động điện làm việc tốt thì giữa động cơ điện và cơ cấu sản xuất phải đảm bảo sự phù hợp tương ứng, việc lựa chọn hệ truyền động điện và động cơ điện đáp ứng đúng yêu cầu của cơ cấu sản xuất có ý nghĩa lớn về mặt kỹ thuật và kinh tế. Đặc tính cơ của máy sản xuất Đặc tính cơ biểu thị mối quan hệ giữa tốc độ quay và mômen quay: = f(M) hoặc n = F(M) Trong đó: - Tốc độ góc (rad/s). Đặc tính cơ của máy sản xuất là quan hệ giữa tốc độ quay và mômen cản của máy sản xuất: Mc = f( ).
Đặc tính cơ của máy sản xuất rất đa dạng, tuy nhiên phần lớn chúng được biểu diễn dưới dạng biểu thức tổng quát: q Mc = Mco + (Mcđm - Mco)( ) (1.1) dm Trong đó: Mc là mômen cản của cơ cấu sản xuất ứng với tốc độ Mco là mômen cản của cơ cấu sản xuất ứng với tốc độ = 0. Mcđm là mômen cản của cơ cấu sản xuất ứng với tốc độ định mức = đm 12 Giáo trình Truyền Động Điện q là số mũ đặc trưng cho phụ tải. - Trường hợp q = 0, phương trình (1.1) trở thành: Mc = Mcđm Ta thấy mô men cản không phụ thuộc vào tốc độ quay, thường thấy trong các cơ cấu nâng - hạ (máy trục, thang máy), cơ cấu ăn dao máy cắt gọt kim loại. - Trường hợp q = 1, phương trình (1.1) trở thành: M cđđ M co Mc = +Mco đm Ta thấy mô men cản tỷ lệ bậc nhất với tốc độ quay , thường thấy trong máy phát điện 1 chiều với tải thuần trở - Trường hợp q = 2, phương trình (1.1) trở thành: M cđđ M co Mc = 2 +Mco đm 2 Ta thấy mô men cản tỷ lệ bậc 2 với tốc độ quay , thường thấy trong máy bơm, quạt, máy thủy khí.
- Trường hợp q = -1, phương trình (1.1) trở thành: M cđđ M co Mc = đm +Mco Ta thấy mô men cản tỷ lệ nghịch với tốc độ quay , thường thấy trong các cơ cấu máy quấn dây, cơ cấu truyền động chính trong máy cắt gọt kim loại. Đặc tính cơ ứng với q = -1. Đặc tính cơ ứng với q = 0.