TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ MẠCH LỰC

Đồ án môn học



TỔNG HỢP HỆ



ĐIỆN CƠ

Fc * V

5600 * 0,6

1000 * η

dm = 1000 * 0,8 =4,35



Pc =



kw



Khi xe cầu chạy không tải

K=



Fco

3000

= 3000 + 5800 =

Fco + Fcdm



0,34



Hình vẽ

Tra đồ thị quan hệ phụ thuộc hệ số mang tảI η c theo tải trọng suy ra

η co = 0,65

Công suất cản tĩnh khi xe cầu chạy không tải là

Fco * V



3000 * 0,6



Pco = 1000 * ηco = 1000 * 0,65 = 2,77 kw

Chọn sơ bộ động cơ theo công suất trung bình thì :

Pdm = K*



Pc.t + Pco.t

2t



= 1,25*



2,72 + 4,35

=4,45

2



kw



TĐ%= 400%

Tốc độ yêu cầu đối với động cơ được xác định từ tốc độ của bánh xe :

60 * V * I



n = n b *i = π * Db =



60 * 0,6 * 16

3,14 * 0,34 =



540 v/phut



Từ các số liệu trên tra trong quyển “ các đặc tính cơ của động cơ trong truyền

động điện” - Bùi Đình Tiến và Lê Tòng dịch , ta chọn được động cơ :

Động cơ một chiều kiểu ΠΠ ,Uđm = 220 V.

Có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lạI εdd =40%

Kiểu



Pđm



Uđm



Nđm



Iđm



động



(KW)



(V)



(Vg/ph) (A)



cơ



R u +R

cp



R cks



D/đ đm



(Ω)



Của

cuộn



(Ω)



kíchtừ

ΠΠ-21



4,5



220



1050



26



0,94



128



Iđm(A)

1,24



Đồ án môn học



TỔNG HỢP HỆ



ĐIỆN CƠ



So sánh tốc độ định mức và tốc độ yêu cầu ta thấy có sự chênh lệch lớn do vậy

cần phải đổi lại hệ số truyền ở đây . Ta chọn i = 30

Tốc độ yêu cầu đối với động cơ được xác định từ tốc độ của bánh xe lúc này

là :

60 * V * I



n = n b *i = π * Db =



60 * 0,6 * 30

3,14 * 0,34



= 1013 v/phut



mômen quán tính của hệ truyền động quy đổi về trục động cơ khi có tải được

xác định theo công thức :

Jt =Kt*(Jdc +J1) +91,5(m dm +m 0 ).(V/n) 2 .

Jt = 1,15*(0.125+0.15)+91.5*(91.1+1000)*(0.6/1013) = 3.22 Kgm 2 .

Mômen quán tính của hệ truyền động quy đổi về trục động cơ khi không tải

được xác định theo công thức :

Jo =Kt*(Jdc+J1)+ 91.5*(m 0 ).(V/n) 2

Jo =1.15*(0.125+0.15)+91.5*(1.1*1000)*(0.6/1013) 2 = 0,33 Kgm 2

Kt hệ số tính đến mômen quán tính các bộ quay của cơ cấu truyền lực .

m 0 ,m dm : khối lượng định mức của tải trọng và xe cầu .

mômen trên trục động cơ khi xe chạy có tải

Fc * Db



Mc= 2 * i * ηdm =



5800 * 0,34

2 * 30 * 0,8



=41,1 Nm



mômen trên trục động cơ khi xe chạy không tải

Fco * Db



3000 * 0,34



Mco= 2 * i *ηco = 2 * 30 * 0,65 =26,2 Nm

Chọn mômen chuyển tiếp khi khởi động động cơ :

M 2 =1,2M c = 1,2*41,1=49,32 Nm

Và mômen cực đại khi khởi động bằng mômen cực đại cho phép :

Mcp=2,5*Mdm

Nếu có xét đến khả năng sụt áp của lưới mất 10% thì :

M 1 = 2.5*43.4*0.9 2 =87.68 Nm.

Mômen khởi động trung bình là :



Đồ án môn học



TỔNG HỢP HỆ



ĐIỆN CƠ



Mkd = 0.5*(M 1 +M 2 )=0,5*(87.68+49.32)=68.5 Nm

Và coi là không đổi trong thời gian khởi động có tải và không tải .

Thời gian khởi động có tải :

Jt * ndm



3.22 * 1050



Tm 1 = 9,55 * ( Mkd − Mc) = 9.55 * (68.5 − 41.1) = 13 s

Thời gian khởi động không tải :

Jo * ndm



0.33 * 1050



Tm 1 = 9,55 * ( Mkd − Mco) = 9.55 * (68.5 − 26.2) = 0.85 s

Thời gian hãm có tải và không tải được xác dịnh tương tự nh trên :

Jt * ndm



3.22 * 1050



Td 1 = 9,55 * ( Mph + Mc) = 9.55 * (78.5 + 41.1) = 3 s

Jo * ndm



0.33 * 1050



Td 2 = 9,55 * ( Mph + Mco) = 9.55 * (78.5 + 26.2) = 3,4 s

Chiều dài xe đi được trong thời gian mở máy khi có tải và không tải :

Lm 1 =(Vdm/2)*Tm 1 =



π * Db.ηdm

2 * 60 * i



Lm 2 =(Vdm/2)*Tm 2 =



*Tm 1 =



π * Db.ηdm

2 * 60 * i



3,14 * 0.34 * 1050

2 * 60 * 30



*Tm 2 =



*13=4 m



3,14 * 0.34 * 1050

2 * 60 * 30



*0,85=0,27 m



Chiều dài xe đi được trong thời gian hãm máy khi có tải và không tải :



Ld 1 =(Vdm/2)*Td 1 =



π * Db.ηdm



Ld 2 =(Vdm/2)*Td 2 =



2 * 60 * i



*Td 1 =



π * Db.ηdm

2 * 60 * i



3,14 * 0.34 * 1050

2 * 60 * 30



*Td 2 =



*3=0,9 m



3,14 * 0.34 * 1050

2 * 60 * 30



*3.4=1 m



Chiều dài xe đi được khi chuyển tải trọng với tốc độ ổn định :

L 1 = L – (Lm 1 +Ld 1 ) = 50 – ( 4+0,9) = 45,1 m

Chiều dài xe đi được khi chuyển không tải trọng với tốc độ ổn định :

L 2 = L – (Lm 2 +Ld 2 ) = 50 – ( 0.85+1) = 48,15 m

Thời gian xe di chuyển với tốc độ ổn định khi không tải và có tải

T 11 =L 1 /V = 45,1/0,6 =75,2 s

T 12 =L 2 /V = 48,15/0,6 = 80,25 s



Đồ án môn học



TỔNG HỢP HỆ



ĐIỆN CƠ



Theo các số liệu nhận được ở trên về mômen và thời gian ta xây dựng được đồ

thị phụ tải toàn phần của động cơ .

để kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện phát nóng , ta xác định được hệ số chính

xác của thời gian đóng mạch tương đối .



ĐM cx % =



∑Tlv.100

Td2=

∑Tlv + ∑To



173.7 * 100

173.7 + 256.4



(Tm1 + T 11 + T 12 + Tm 2).100

=

(Tm1 + T 11 + T 12 + Tm 2 + Td1 + Td 2 + T 01 + T 02)



= 40,4%



mômen đẳng trị :

Mdt1 =



=



Mkd .Mkd (Tm1 +Tm 2) + Mc.Mc.T 11 + Mco.Mco.T 12

β(Tm1 +Tm 2) +T 11 +T 12



68.5 * 68.5(13 + 8) + 41.1 * 41.1 * 80.25 + 26.2 * 26.2 * 80.25

0.5 * (13 + 8) + 75.2 + 80.25



= 41,3 Nm .



tính quy đổi mômen này về hệ số đóng mạch tiêu chuẩn 40%



Mdt = Mdt1*



DMcx

MDtc



= 41,3*



40,1

40



=41,5 Nm



Vì Mdt < Mdm nên động cơ đã chọn thoả mãn đìêu kiện phát nóng.



II. Tính chọn mạch biến đổi :

Hệ truyền động cầu trục là 1 chiều và đảo chiều có sơ đồ khối hệ truyền động

đảo chiều và các tín hiệu điều khiển nh sau :



Đồ án môn học



TỔNG HỢP HỆ



ĐIỆN CƠ



Mạch bến đổi điện áp tới động cơ gồm hai bộ chỉnh lưu cầu 3 pha tiristor điều

khiển riêng, mạch kích từ là chỉnh lưu cầu 3 pha diode.



1. Mạch biến đổi nguồn cấp cho động cơ :

xét khi 1 bộ chỉnh lưu làm việc .Ta có sơ đồ sau :



Đồ án môn học



TỔNG HỢP HỆ



ĐIỆN CƠ



Trong đó :

BAN : biến áp nguồn lấy điện từ biến áp cấp cho động cơ .

Uvo : điện áp dây hiệu dụng thứ cấp biến áp nguồn

T : 6 Tiristor của mạch chỉnh lưu cùng loại

Lck : cuộn kháng san bằng

Lư,Rư : Cảm kháng ,điện trở phần ứng động cơ .

Rư = r u +r cp =0,94 Ω

Điện áp không tải của bộ chỉnh lưu Udo phải thoả mãn phương trình

Uv

γ 1 .Udo.cosα min = γ 2 .Eưđm + ∑ + Iưmax.Rư1 + ∆U y max



trong đó :

Udo : điện áp không tải của chỉnh lưu

γ1 : hệ số tính đến sự suy giảm của lưới điện ;γ1= 0,95

γ2 : hệ số dự trữ BAN ; γ2 = 1,04 – 1,06

α min : góc điều khiển cực tiểu , sơ đồ đảo chiều và m =6 xung , nên ta chọn α

min



= 12 0 .



Iưmax : dòng cực đại phần ứng động cơ .Iưmax= (2-2,5)Iưđm.

Chọn Iưmax = 2 Iưđm = 2*26 = 52 (A)

Uv

Uv

∑ : tổng sụt áp trên van .Mỗi thời điểm chỉ có 2 van dẫn nên ∑ = 2Uv



≈ 2*1,6= 3,2 V

Eưđm = Uuđm – Iưđm.Rư =220 – 0,94*26 = 195,56 (V)

∆Uymax : sụt áp cực đại do trùng dẫn

∆Uymax = ∆Uydm*(Iưmax,Iưdm)/(Iddm.Iưdm)



Có Iddm = Iưdm và Iưmax =2*Iưdm

⇒ ∆Uymax = 2* ∆Uydm = 2.Udo.Uk.Yk



với Uk là điện áp ngắn mạch : Uk% = 5% ⇒ Uk=0,55

Và γ k = ∆Uy/ ∆Uk% = 0,5 (tra bảng bộ chỉnh lưu cầu 3 pha ).



Đồ án môn học



TỔNG HỢP HỆ



ĐIỆN CƠ

Uv

Vậy Udo = (γ 2 Eưđm + ∑ +Iưmax.Rư1) / (γ 1 cosα min - 2.γk.Uk) =



290,55(V)

⇒ Uvo=Udo/1,35 = 215,22 (V)



• Tính chọn BAN :

Biến áp nguồn đấu theo kiểu ∆/γ .Điện áp lưới Ul = 380 V

 Tỉ số biến áp : K BAN =



U1

Uvo *1 / 3



=



380

215,22 * 1 /



3



= 3,06



Dòng hiệu dụng thứ cấp BAN

I2 =



2 / 3 *I d



=



2 / 3 .26



= 21,23 A



 Dòng hiệu dụng sơ cấp BAN

I 1 = (1/K BAN ).I 2 =(1/3,06).21,23 = 6,94 A

Công suất định mức BAN

S BAN = 1,05.Udo.Idđm = 1,05.290,55.26 = 7932,015 (VA)

Tra sổ tay ta chọn biến áp tiêu chuẩn có Sđm = 8,5 (KVA)

*Tính chọn các Thyristor trong mạch chỉnh lưu :

Ta có bộ chỉnh lưu là cầu 3 pha .Tra sổ tay ,ta tính được các thông số sau :

- Dòng trung bình qua mỗi thyristor :

I T = 1/3*Idđm= 1/3*26 = 8,67 (A)

- Dòng cực đại qua mỗi thyristor :

I TM = 1/3*Idmax = 1/3*52= 17,33(A)

- Điện áp ngược cực đại mỗi thyristor phải chịu :

Ungmax=



2



Uvo =



2



.215,22= 304,37(V)



- Chọn hệ số dự trữ về điện áp và dòng điện của các thyristor là :

Ku = 1,6 và Ki= 1,5

- Vậy thyristor phải chịu được điện áp ngược cực đại là :

Ung = 1,6*304,37 = 486,99(V)