Skip to content Skip to navigation

Connexions

You are here: Home » Content » Khái niệm chung về hệ truyền động điện tự động.

Navigation

Lenses

What is a lens?

Definition of a lens

Lenses

A lens is a custom view of the content in the repository. You can think of it as a fancy kind of list that will let you see content through the eyes of organizations and people you trust.

What is in a lens?

Lens makers point to materials (modules and collections), creating a guide that includes their own comments and descriptive tags about the content.

Who can create a lens?

Any individual member, a community, or a respected organization.

What are tags? tag icon

Tags are descriptors added by lens makers to help label content, attaching a vocabulary that is meaningful in the context of the lens.

This content is ...

Affiliated with (What does "Affiliated with" mean?)

This content is either by members of the organizations listed or about topics related to the organizations listed. Click each link to see a list of all content affiliated with the organization.
  • VOCW

    This module is included inLens: Vietnam OpenCourseWare's Lens
    By: Vietnam OpenCourseWare

    Click the "VOCW" link to see all content affiliated with them.

Recently Viewed

This feature requires Javascript to be enabled.
 

Khái niệm chung về hệ truyền động điện tự động.

Module by: ThS. Khương Công Minh. E-mail the author

Summary: Phần này trình bày về các khái niệm về hệ truyền động điện tự động

MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU:

+ Nắm được cấu trúc chung của hệ thống truyền động điện tự động (HT-TĐĐTĐ).

+ Nắm được đặc tính của từng loại động cơ trong các hệ thống truyền động điện tự động cụ thể.

+ Phân tích được các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ và vấn đề điều chỉnh tốc độ trong các hệ “bộ biến đổi - động cơ ”.

+ Khảo sát được quá trình quá độ của HT-TĐĐTĐ với các thông số của hệ hoặc của phụ tải.

+ Tính chọn các phương án truyền động và nắm được nguyên tắc cơ bản để chọn công suất động cơ điện.

+ Nắm được các nguyên tắc cơ bản điều khiển tự động HT-TĐĐTĐ.

+ Phân tích và đánh giá được các mạch điều khiển tự động điển hình của các máy hoặc hệ thống đã có sẵn.

+ Nắm được nguyên tắc làm việc của phần tử điều khiển logic.

+ Tổng hợp được một số mạch điều khiển logic.

+ Thiết kế được các mạch điều khiển tự động của các máy hoặc hệ thống theo yêu cầu công nghệ.

CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG (TĐĐ TĐ)

Cấu trúc của hệ thống truyền động điện tự động:

* Định nghĩa hệ thống truyền động điện tự động:

+ Hệ truyền động điện tự động (TĐĐ TĐ) là một tổ hợp các thiết bị điện, điện tử, v.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.

* Cấu trúc chung:

Hình 1-1: Mô tả cấu trúc chung của hệ TĐĐ TĐBBĐ: 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 hànhGNVHBBĐĐCMSXRRTKKTLướiPhần điệnPhần cơ

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 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.

Phân loại hệ thống truyền động điện tự động:

- Truyền động điện không điều chỉnh: thường chỉ có động cơ nối trực tiếp với lưới điện, quay máy sản xuất với một tốc độ nhất định.

- Truyền động có điều chỉnh: tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ mà ta có hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ, hệ truyền động điện tự động điều chỉnh mô men, lực kéo, và hệ truyền động điện tự động điều chỉnh vị trí. Trong hệ này có thể là hệ truyền động điện tự động nhiều động cơ.

- Theo cấu trúc và tín hiệu điều khiển mà ta có hệ truyền động điện tự động điều khiển số, hệ truyền động điện tự động điều khiển tương tự, hệ truyền động điện tự động điều khiển theo chương trình ...

- Theo đặc điểm truyền động ta có hệ truyền động điện tự động động cơ điện một chiều, động cơ điện xoay chiều, động cơ bước, v.v.

- Theo mức độ tự động hóa có hệ truyền động không tự động và hệ truyền động điện tự động.

- Ngoài ra, còn có hệ truyền động điện không đảo chiều, có đảo chiều, hệ truyền động đơn, truyền động nhiều động cơ, v.v.

ĐẶC TÍNH CƠ CỦA MÁY SẢN XUẤT VÀ ĐỘNG CƠ

Đặc tính cơ của máy sản xuất:

+ 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 biếu diễn dưới dạng biểu thức tổng quát:

Mc = Mco + (Mđm - M­co) ωωđmqωωđmq size 12{ left ( { {ω} over {ω rSub { size 8{ ital "đm"} } } } right ) rSup { size 8{q} } } {}(1-1)

Trong đó:

Mc - mômen ứng với tốc độ .

Mco - mômen ứng với tốc độ  = 0.

Mđm - mômen ứng với tốc độ định mức đm

+ Ta có các trường hợp số mũ q ứng với các tải:

Khi q = -1, mômen tỷ lệ nghịch với tốc độ, tương ứng các cơ cấu máy tiện, doa, máy cuốn dây, cuốn giấy, ... (đường  hình 1-2).

Đặc điểm của loại máy này là tốc độ làm việc càng thấp thì mômen cản (lực cản) càng lớn.

Khi q = 0, Mc = Mđm = const, tương ứng các cơ cấu máy nâng hạ, cầu trục, thang máy, băng tải, cơ cấu ăn dao máy cắt gọt, ... (đường  hình 1-2).

Khi q = 1, mômen tỷ lệ bậc nhất với tốc độ, tương ứng các cơ cấu ma sát, máy bào, máy phát một chiều tải thuần trở, (đường  hình 1-2).

Khi q = 2, mômen tỷ lệ bậc hai với tốc độ, tương ứng các cơ cấu máy bơm, quạy gió, máy nén, (đường  hình 1-2).

+ Trên hình 1-2a biểu diễn các đặc tính cơ của máy sản xuất:

Hình 1-2: a) Các dạng đặc tính cơ của các máy sản xuất: q = -1; : q = 0; : q = 1; : q = 2.b) Dạng đặc tính cơ của máy sản xuất có tính thế năng.c) Dạng đặc tính cơ của máy sản xuất có tính phản kháng.McMM'cMcM'cMđmMđmMa)b)c)

+ Ngoài ra, một số máy sản xuất có đặc tính cơ khác, như:

- Mômen phụ thuộc vào góc quay Mc = f() hoặc mômne phụ thuộc vào đường đi Mc = f(s), các máy công tác có pittông, các máy trục không có cáp cân bằng có đặc tính thuộc loại này.

- Mômen phụ thuộc vào số vòng quay và đường đi Mc = f(,s) như các loại xe điện.

- Mômen phụ thuộc vào thời gian Mc = f(t) như máy nghiền đá, nghiền quặng.

Trên hình 1-2b biểu diễn đặc tính cơ của máy sản xuất có mômen cản dạng thế năng.

Trên hình 1-2c biểu diễn đặc tính cơ của máy sản xuất có mômen cản dạng phản kháng.

Đặc tính cơ của động cơ điện:

+ Đặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ giữa tốc độ quay và mômen của động cơ: M = f().

Hình 1-3: Các đặc tính cơ của bốn loại động cơ điệnM+ Nhìn chung có 4 loại đặc tính cơ của các loại động cơ đặc trưng như: động cơ điện một chiều kích từ song song hay độc lập (đường), và động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp hay hỗn hợp (đường), động cơ điện xoay chiều không đồng bộ (đường), đồng bộ (đường), hình 1-3.

* Thường người ta phân biệt hai loại đặc tính cơ:

+ Đặc tính cơ tự nhiên: là đặc tính có được khi động cơ nối theo sơ đồ bình thường, không sử dụng thêm các thiết bị phụ trợ khác và các thông số nguồn cũng như của động cơ là định mức. Như vậy mỗi động cơ chỉ có một đặc tính cơ tự nhiên.

+ Đặc tính cơ nhân tạo hay đặc tính cơ điều chỉnh: là đặc tính cơ nhận được sự thay đổi một trong các thông số nào đó của nguồn, của động cơ hoặc nối thêm thiết bị phụ trợ vào mạch, hoặc sử dụng các sơ đồ đặc biệt. Mỗi động cơ có thể có nhiều đặ tính cơ nhân tạo.

Độ cứng đặc tính cơ:

+ Đánh giá và so sánh các đặc tính cơ, người ta đưa ra khái niệm “độ cứng đặc tính cơ ” và được định nghĩa:

Trang 6

 = MωMω size 12{ { { partial M} over { partial ω} } } {}; nếu đặc tính cơ tuyến tính thì:  = ΔMΔωΔMΔω size 12{ { {ΔM} over {Δω} } } {}; (1-2a)

Hoặc theo hệ đơn vị tương đối: β=dMβ=dM size 12{β rSup { size 8{*} } = { { ital "dM" rSup { size 8{*} } } over {dω rSup { size 8{*} } } } } {}; (1-2b)

Trong đó: M và  là lượng sai phân của mômen và tốc độ tương ứng; M* = M/Mđm ; * = /đm ; hoặc * = /cb .

Hoặc tính theo đồ thị:  = mMmωtgγmMmωtgγ size 12{ { {m rSub { size 8{M} } } over {m rSub { size 8{ω} } } } ital "tg"γ} {}; (hình 1- 4) (1-3)

MXLmmMHình 1- 4: Cách tính độ cứng đặc tính cơ bằng đồ thịM()Trong đó:

+ mM là tỉ lệ xích

của trục mômen

+ m là tỉ lệ xích

của trục tốc độ

+  là góc tạo thành

giữa tiếp tuyến với

trục  tại điểm xét

của đặc tính cơ.

+ Động cơ không đồng bộ có độ cứng đặc tính cơ thay đổi giá trị ( > 0,  < 0).

+ Động cơ đồng bộ có đặc tính cơ tuyệt đối cứng (  ).

+ Động cơ một chiều kích từ độc lập có độ cứng đặc tính cơ cứng (  40).

+ Động cơ một chiều kích từ độc lập có độ cứng đặc tính cơ mềm (  10).

CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA HỆ TĐĐTĐ

+ Trong hệ truyền động điện tự động bao giờ cũng có quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hoặc ngược lại. Chính quá trình biến đổi này quyết định trạng thái làm việc của hệ truyền động điện. Có thể lập Bảng 1-1:

Bảng 1
TT Biểu đồ công suất Pđiện Pcơ P Trạng thái làm việc
PđP1   0 = 0 = Pđiện - Động cơ không tải
PPđPc2   0 0 = Pđ - Pc - Động cơ có tải
PPc3   = 0 < 0 = Pcơ  Hãmkhông tải
PPđPc4   < 0 < 0 = Pc - Pđ Hãmtái sinh
PPđPc5   0 < 0 = Pc + Pđ Hãmngược
PPc6   = 0 < 0 = Pcơ  Hãmđộng năng

Ở trạng thái động cơ: Ta coi dòng công suất điện Pđiện có giá trị dương nếu như nó có chiều truyền từ nguồn đến động cơ và từ động cơ biến đổi công suất điện thành công suất cơ: Pcơ = M. cấp cho máy sản xuất và được tiêu thụ tại cơ cấu công tác của máy. Công suất cơ này có giá trị dương nếu như mômen động cơ sinh ra cùng chiều với tốc độ quay.

Ở trạng thái máy phát: thì ngược lại, khi hệ truyền động làm việc, trong một điều kiện nào đó cơ cấu công tác của máy sản xuất có thể tạo ra cơ năng do động năng hoặc thế năng tích lũy trong hệ đủ lớn, cơ năng đó được truyền về trục động cơ, động cơ tiếp nhận năng lượng này và làm việc như một máy phát điện. Công suất điện có giá trị âm nếu nó có chiều từ động cơ về nguồn, công suất cơ có giá trị âm khi nó truyền từ máy sản xuất về động cơ và mômen động cơ sinh ra ngược chiều với tốc độ quay.

Mômen của máy sản xuất được gọi là mômen phụ tải hay mômen cản. Nó cũng được định nghĩa dấu âm và dương, ngược lại với dấu mômen của động cơ.

+ Phương trình cân bằng công suất của hệ TĐĐ TĐ là:

Pđ = Pc + P (1-4)

Trong đó: Pđ là công suất điện; Pc là công suất cơ; P là tổn thất công suất.

- Trạng thái động cơ gồm: chế độ có tải và chế độ không tải. Trạng thái động cơ phân bố ở góc phần tư I, III của mặt phẳng (M).

- Trạng thái hãm có: Hãm không tải, Hãm tái sinh, Hãm ngược và Hãm động năng. Trạng thái hãm ở góc II, IV của mặt phẳng (M).

- Hãm tái sinh: Pđiện < 0, Pcơ < 0, cơ năng biến thành điện năng trả về lưới.

- Hãm ngược: Pđiện > 0 , Pcơ < 0, điện năng và cơ năng chuyển thành tổn thất P.

- Hãm động năng: Pđiện = 0, Pcơ < 0, cơ năng biến thành công suất tổn thất P.

* Các trạng thái làm việc trên mặt phẳng [M, ]:

Trạng thái động cơ: tương ứng với các điểm nằm trong góc phần tư thứ nhất và góc phần tư thứ ba của mặt phẳng [M, ], hình 1 - 5.

Trạng thái máy phát: tương ứng với các điểm nằm trong góc phần tư thứ hai và góc phần tư thứ tư của mặt phẳng [M, ], hình 1 - 5. ở trạng thái này, mômen động cơ chống lại chiều chuyển động, nên động cơ có tác dụng như bộ hãm, và vì vậy trạng thái máy phát còn có tên gọi là "trạng thái hãm".

Trạng thái máy phátM < 0 ; Mc > 0 ;MMcGTrạng thái động cơM > 0 ; Mc < 0 ;MMcTrạng thái máy phátM < 0 ; Mc > 0 ;IIIIIIIVMMcTrạng thái động cơM > 0 ; Mc < 0 ;MMcM()Mc()Mc()M()Hình 1 - 5: Biểu diễn các trạng thái làm việc trên mặt phẳng [M, ]MII IIII IV

TÍNH ĐỔI CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ HỌC

Mômen và lực quy đổi:

+ Quan niệm về sự tính đổi như việc dời điểm đặt từ trục này về trục khác của mômen hay lực có xét đến tổn thất ma sát ở trong bộ truyền lực. Thường quy đổi mômen cản Mc, (hay lực cản Fc) của bộ phận làm việc về trục động cơ.

+ Điều kiện quy đổi: đảm bảo cân bằng công suất trong phần cơ của hệ TĐĐTĐ:

- Khi năng lượng truyền từ động cơ đến máy sản xuất:

Ptr = Pc + P (1-5)

Trong đó: Ptr là công suất trên trục động cơ, Ptr = Mcqđ.,

(Mcqđ và  - mômen cản tĩnh quy đổi và tốc độ góc trên trục động cơ).

Pc là công suất của máy sản xuất, Pc = Mlv.lv ,

(Mlv và lv - mômen cản và tốc độ góc trên trục làm việc).

P là tổn thất trong các khâu cơ khí.

* Nếu tính theo hiệu suất hộp tốc độ đối với chuyển động quay:

Ptr=Pcηi=Mlv.ωlvηi=Mcqd.ωPtr=Pcηi=Mlv.ωlvηi=Mcqd.ω size 12{P rSub { size 8{ ital "tr"} } = { {P rSub { size 8{c} } } over {η rSub { size 8{i} } } } = { {M rSub { size 8{ ital "lv"} } "." ω rSub { size 8{ ital "lv"} } } over {η rSub { size 8{i} } } } =M rSub { size 8{ ital "cqd"} } "." ω} {} (1-6)

Rút ra: Mcqđ =Mlv.ωlvηi.ω=Mlvηi.i=Mlv.ωlvηi.ω=Mlvηi.i size 12{ {}= { {M rSub { size 8{ ital "lv"} } "." ω rSub { size 8{ ital "lv"} } } over {η rSub { size 8{i} } "." ω} } = { {M rSub { size 8{ ital "lv"} } } over {η rSub { size 8{i} } "." i} } } {}; (1-7)

Trong đó: i - hiệu suất của hộp tốc độ.

i = ωωlvωωlv size 12{ { {ω} over {ω rSub { size 8{ ital "lv"} } } } } {}- gọi là tỷ số truyền của hộp tốc độ.

* Nếu chuyển động tịnh tiến thì lực quy đổi:

Mcqâ=Flvη.ρMcqâ=Flvη.ρ size 12{M rSub { size 8{ ital "cqâ"} } = { {F rSub { size 8{ ital "lv"} } } over {η "." ρ} } } {}(1-8)

Trong đó:  = i.t - hiệu suất bộ truyền lực.

t - hiệu suất của tang trống.

 = /vlv - gọi là tỷ số quy đổi.

- Khi năng lượng truyền từ máy sản xuất đến động cơ:

Ptr = Pc - P (tự chứng minh).

Quy đổi mômen quán tính và khối lượng quán tính:

+ Điều kiện quy đổi: bảo toàn động năng tích luỹ trong hệ thống:

W = 1nWi1nWi size 12{ Sum cSub { size 8{1} } cSup { size 8{n} } {W rSub { size 8{i} } } } {}(1-9)

Chuyển động quay:W = J. ω22ω22 size 12{ { {ω rSup { size 8{2} } } over {2} } } {}(1-10)

Chuyển động tịnh tiến:W = m. v22v22 size 12{ { {v rSup { size 8{2} } } over {2} } } {}(1-11)

Nếu sử dụng sơ đồ tính toán phần cơ dạng đơn khối, và áp dụng các điều kiện trên ta có:

JωÂ22=JÂωÂ22+1nJiωi22+1qmjvj22JωÂ22=JÂωÂ22+1nJiωi22+1qmjvj22 size 12{J rSub { size 8{ ital "qâ"} } cdot { {ω rSub { size 8{Â} } rSup { size 8{2} } } over {2} } =J rSub { size 8{Â} } cdot { {ω rSub { size 8{Â} } rSup { size 8{2} } } over {2} } + Sum cSub { size 8{1} } cSup { size 8{n} } {J rSub { size 8{i} } cdot { {ω rSub { size 8{i} } rSup { size 8{2} } } over {2} } } + Sum cSub { size 8{1} } cSup { size 8{q} } {m rSub { size 8{j} } cdot { {v rSub { size 8{j} } rSup { size 8{2} } } over {2} } } } {}(1-12)

j=JÂ+1nJiii2+1qmjρj2j=JÂ+1nJiii2+1qmjρj2 size 12{j rSub { size 8{ ital "qâ"} } =J rSub { size 8{Â} } + Sum cSub { size 8{1} } cSup { size 8{n} } { { {J rSub { size 8{i} } } over {i rSub { size 8{i} } rSup { size 8{2} } } } } + Sum cSub { size 8{1} } cSup { size 8{q} } { { {m rSub { size 8{j} } } over {ρ rSub { size 8{j} } rSup { size 8{2} } } } } } {}(1-13)

Trong đó: Jqđ - mômen quán tính quy đổi về trục động cơ.

Đ - tốc độ góc trên trục động cơ.

JĐ - mômen quán tính của động cơ.

Ji - mômen quán tính của bánh răng thứ i.

mj - khối lượng quán tính của tải trọng thứ j.

ii = /i - tỉ số truyền tốc độ từ trục thứ i.

 = /vj - tỉ số quy đổi vận tốc của tải trọng.

* Ví dụ: Sơ đồ truyền động của cơ cấu nâng, hạ :

Jđ , Mđ , đ i, i t , Jt , Mt , tvlv,FlvGHình 1- 6: Sơ đồ động học của cơ cấu nâng hạ động cơ điện;  hộp tốc độ; tang trống quay;  tải trọng 1234

Ta có: J=JÂ+14Jiii2+Jtit2+mjρj2J=JÂ+14Jiii2+Jtit2+mjρj2 size 12{J rSub { size 8{ ital "qâ"} } =J rSub { size 8{Â} } + Sum cSub { size 8{1} } cSup { size 8{4} } { { {J rSub { size 8{i} } } over {i rSub { size 8{i} } rSup { size 8{2} } } } } + { {J rSub { size 8{t} } } over {i rSub { size 8{t} } rSup { size 8{2} } } } + { {m rSub { size 8{j} } } over {ρ rSub { size 8{j} } rSup { size 8{2} } } } } {}(1-14)

Trong đó: it = ωωtωωt size 12{ { {ω} over {ω rSub { size 8{t} } } } } {}- tỉ số truyền tốc độ từ trục tang trống.

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA HỆ TĐĐ TĐ

+ Là quan hệ giữa các đại lượng (, n, L, M, ...) với thời gian:

Dạng tổng quát: i=1nMi=d(Jω)dti=1nMi=d(Jω)dt size 12{ Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{n} } { { vec {M}} rSub { size 8{i} } } = { {d \( J { vec {ω}} \) } over { ital "dt"} } } {}(1-15)

+ Nếu coi mômen do động cơ sinh ra và mômen cản ngược chiều nhau, và J = const, thì ta có phương trình dưới dạng số học:

MMc=JdtMMc=Jdt size 12{M - M rSub { size 8{c} } =J { {dω} over { ital "dt"} } } {}(1-16)

Theo hệ đơn vị SI: M(N.m); J(kg.m2); (Rad/s); t(s).

Theo hệ kỹ thuật: M(KG.m); GD(KG.m2); n(vg/ph); t(s):

MMc=GD2375dndtMMc=GD2375dndt size 12{M - M rSub { size 8{c} } = { { ital "GD" rSup { size 8{2} } } over {"375"} } cdot { { ital "dn"} over { ital "dt"} } } {}(1-17)

Theo hệ hỗn hợp: M(N.m); J(kg.m2); n(vg/ph); t(s):

MMc=J9,55dndtMMc=J9,55dndt size 12{M - M rSub { size 8{c} } = { {J} over {9,"55"} } cdot { { ital "dn"} over { ital "dt"} } } {}(1-18)

Mômen động: Mđg = MMc=JdtMMc=Jdt size 12{M - M rSub { size 8{c} } =J { {dω} over { ital "dt"} } } {}(1-19)

Từ phương trình (1-19) ta thấy rằng:

-Khi Mđg > 0 hay M > Mc , thì dt>0dt>0 size 12{ { {dω} over { ital "dt"} } >0} {}  hệ tăng tốc.

-Khi Mđg < 0 hay M < Mc , thì dt<0dt<0 size 12{ { {dω} over { ital "dt"} } <0} {}  hệ giảm tốc.

- Khi Mđg = 0 hay M = Mc , thì d/dt = 0  hệ làm việc xác lập, hay hệ làm việc ổn định:  = const.

* Nếu chọn và lấy chiều của tốc độ  làm chuẩn thì: M(+) khi M và M(-) khi M. Còn Mc(+) khi Mc; Mc(-) khi Mc.

ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH TĨNH CỦA HỆ TĐĐ TĐ

Như ở trên đã nêu, khi M = Mc thì hệ TĐĐTĐ làm việc xác lập. Điểm làm việc xác lập là giao điểm của đặc tính cơ của động cơ điện (M) với đặc tính cơ của máy sản suất (Mc). Tuy nhiên không phải bất kỳ giao điểm nào của hai đặc tính cơ trên cũng là điểm làm việc xác lập ổn định mà phải có điều kiện ổn định, người ta gọi là ổn định tĩnh hay sự làm việc phù hợp giữa động cơ với tải.

Để xác định điểm làm việc, dựa vào phương trình động học:

Jddt=MωxMcωx(ωωx)Jddt=MωxMcωx(ωωx) size 12{J { {d} over { ital "dt"} } = left [ left ( { { partial M} over { partial ω} } right ) rSub { size 8{x} } - left ( { { partial M rSub { size 8{c} } } over { partial ω} } right ) rSub { size 8{x} } right ] cdot \( ω - ω rSub { size 8{x} } \) } {}(1-20)

Người ta xác định được điều kiện xác lập ổn định là:

MωxMcωx<0MωxMcωx<0 size 12{ left ( { { partial M} over { partial ω} } right ) rSub { size 8{x} } - left ( { { partial M rSub { size 8{c} } } over { partial ω} } right ) rSub { size 8{x} } <0} {}(1-21)

Hay:  - c < 0 (1-22)

* Ví dụ: Xét hai điểm giao nhau của các đặc tính cơ:

Hình 1- 7: Xét điểm làm việc ổn định(M)AB(MC)Mc

Tại các điểm khảo sát thì ta thấy ba điểm A, B, C là các điểm làm việc xác lập ổn định. Điểm D là điểm làm việc không ổn định.

Trường hợp: A:  < c vì  < 0 và c = 0  xác lập ổn định.

B:  > c vì  > 0 và c1 = 0  không ổn định.

ĐỘNG HỌC CỦA HỆ TĐĐ TĐ

Trong hệ TĐĐ TĐ có cả các thiết bị điện + cơ, trong đó các bộ phận cơ có nhiệm vụ chuyển cơ năng từ động cơ đến bộ phận làm việc của máy sản xuất và tại đó cơ năng được biến thành công hửu ích.

Động cơ điện có cả phần điện (stato) và phần cơ (roto và trục).

BĐ ĐC TL MSXPhần điện ĐK Phần cơHình 1- 8: Sơ đồ cấu trúc hệ TĐĐ TĐ

Phần cơ phụ thuộc vào kết cấu, vật liệu và loại máy, chúng rất đa dạng và phức tạp, bởi vậy phải đưa về dạng điển hình đặc trưng cho các loại, phần cơ có dạng tổng quát đặc trưng đó gọi là mẫu cơ học của truyền động điện.

Mẫu cơ học (đơn khối) là một vật thể rắn quay xung quanh một trục với tốc độ động cơ, nó có mômen quán tính J, chịu tác động của mômen động cơ (M) và mômen cản (Mc), hình 9.

 MJ Hình 1- 9: Mẫu cơ họcMc

Tính đàn hồi lớn cũng có thể xuất hiện ở những hệ thống có mạch động học dài mặc dù trong đó không chứa một phần tử đàn hồi nào. Sự biến dạng trên từng phần tử tuy nhỏ nhưng vì số phần tử rất lớn nên đối với toàn máy nó trở nên đáng kể.

Trong những trường hợp trên phần cơ khí của hệ không thể thay thế tương đương bằng mẫu cơ học đơn khối mà phải thay thế bằng mẫu cơ học đa khối, hình 9b.

MĐ12MđhMCJ1J2Động cơKhâu đàn hồiMáy sản xuấta)F1m1Khâu đàn hồib)m2F2FđhFđhMJđCMCJCKc)Hình 1- 10: Mẫu cơ học đa khối của hệ chuyển động quay (a),chuyển động tịnh tiến (b) có khâu cơ khí đàn hồi,và hệ trục mềm đàn hồi (c).

Nếu quy đổi mômen và mômen quán tính về một trục tốc độ nào đó (động cơ hoặc máy sản xuất) thì trong phần lớn các trường hợp hệ truyền động có khâu đàn hồi phần cơ của nó có thể thay tương đương bởi mấu cơ học đa khối gồm 3 khâu: khâu 1 gồm rôto hoặc phần ứng của động cơ với những phần tử nối cứng với động cơ như hộp tốc độ, trống tời v.v...; khâu 2 là khâu đàn hồi không quán tính; khâu 3 là khâu cơ của máy sản xuất; như hình 1- 9b. Trong đó Mđh là mômen đàn hồi.

CÂU HỎI ÔN TẬP

1. Chức năng và nhiệm vụ của hệ thống truyền động điện là gì ?

2. Có máy loại máy sản xuất và cơ cấu công tác ?

3. Hệ thống truyền động điện gồm các phần tử và các khâu nào ? Lấy ví dụ minh họa ở một máy sản xuất mà các anh (chị) đã biết ?

4. Mômen cản hình thành từ đâu ? Đơn vị đo lường của nó ? Công thức quy đổi mômen cản từ trục của cơ cấu công tác về trục động cơ ?

5. Mômen quán tính là gì ? Đơn vị đo lường của nó ? Công thức tính quy đổi mômen quán tính từ tốc độ i nào đó về tốc độ của trục động cơ  ?

6. Thế nào là mômen cản thế năng? Đặc điểm của nó thể hiện trên đồ thị theo tốc độ ? Lấy ví dụ một cơ cấu có mômen cản thế năng.

7. Thế nào là mômen cản phản kháng? Lấy ví dụ một cơ cấu có mômen cản phản kháng.

8. Định nghĩa đặc tính cơ của máy sản xuất. Phương trình tổng quát của nó và giải tích các đại lượng trong phương trình ?

9. Hãy vẽ đặc tính cơ của các máy sản xuất sau: máy tiện; cần trục, máy bào, máy bơm.

10. Viết phương trình chuyển động cho hệ truyền động điện có phần cơ dạng mẫu cơ học đơn khối và giải thích các đại lượng trong phương trình ?

11. Dùng phương trình chuyển động để phân tích các trạng thái làm việc của hệ thống truyền động tương ứng với dấu của các đại lượng M và Mc ?

12. Định nghĩa đặc tính cơ của động cơ điện ?

13. Định nghĩa độ cứng đặc tính cơ ? Có thể xá định độ cứng đặc tính cơ theo những cách nào ?

14. Phân biệt các trạng thái động cơ và các trạng thái hãm của động cơ điện bằng những dấu hiệu nào ? Lấy vị dụ thực tế về trạng thái hãm của động cơ trên một cơ cấu mà anh (chị) đã biết ?

15. Chiều của dòng năng lượng sẽ như thế nào khi động cơ làm việc ở trạng thái động cơ ?

16. Chiều của dòng năng lượng sẽ như thế nào khi động cơ làm việc ở trạng thái máy phát ?

17. Điều kiện ổn định tĩnh là gì ? Phân tích một điểm làm việc xác lập ổn định tĩnh trên tọa độ [M, ] và [Mc, ].

18. Mẫu cơ học đơn khối là gì ? Khi nào thì dùng mẫu cơ học đơn khối để khảo sát hệ thống truyền động điện ?

19. Mẫu cơ học đa khối là gì ? Khi nào thì dùng mẫu cơ học đa khối để khảo sát hệ thống truyền động điện ?

Content actions

Download module as:

PDF | EPUB (?)

What is an EPUB file?

EPUB is an electronic book format that can be read on a variety of mobile devices.

Downloading to a reading device

For detailed instructions on how to download this content's EPUB to your specific device, click the "(?)" link.

| More downloads ...

Add module to:

My Favorites (?)

'My Favorites' is a special kind of lens which you can use to bookmark modules and collections. 'My Favorites' can only be seen by you, and collections saved in 'My Favorites' can remember the last module you were on. You need an account to use 'My Favorites'.

| A lens I own (?)

Definition of a lens

Lenses

A lens is a custom view of the content in the repository. You can think of it as a fancy kind of list that will let you see content through the eyes of organizations and people you trust.

What is in a lens?

Lens makers point to materials (modules and collections), creating a guide that includes their own comments and descriptive tags about the content.

Who can create a lens?

Any individual member, a community, or a respected organization.

What are tags? tag icon

Tags are descriptors added by lens makers to help label content, attaching a vocabulary that is meaningful in the context of the lens.

| External bookmarks