Sinh viªn : §inh H÷u HiÕu Líp : §T§44-§H
Đồ án trang bị điện – điện tử máy công nghiệp dùng chung
“Nghiên cứu khái quát về truyền động điện cho các thiết bị
gia công bằng áp lực. Xây dựng chương trình tính toán bánh
đà cho các hệ thống truyền động điện phụ tải xung”
Đồ án trang bị điện điện tử máy công nghiệp dung chung
1
Sinh viên : Đinh Hữu Hiếu Lớp : ĐTĐ44-ĐH
Mục lục
Mục lục 1
Lời giới thiệu.2
Chơng 1. Khái quát chung về máy rèn, dập
1.1. Khái niệm chung về máy rèn, dập3
1.2. Đặc điểm truyền động điện và trang bị điện3
Chơng 2. Chọn công suất cơ khí của máy rèn, dập có bánh đà
2.1. Tổng quan về máy rèn, dập có bánh đà6
2.2. Tính toán các thông số của máy rèn, dập có bánh đà 7
Chơng 3. Mô phỏng động cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc sử dụng trong máy
rèn, dập có bánh đà
3.1. Giới thiệu về động cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc trong máy rèn,
dập có bánh đà 9
3.2. Mô hình động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc trong máy rèn, dập có
bánh đà.11
3.3. Mô hình simulink động cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc của máy
rèn , dập có bánh
đà 12
3.4. Kết quả mô phỏng động cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc của máy
rèn có bánh đ 13
Chơng 4. Mô phỏng máy dập kim lọai sử dụng động cơ không đồng bộ rôtor
lồng sóc
4.1. Mô hình simulink máy dập kim loại sử dụng động cơ không đồng bộ

kim loại để tạo ra sản phẩm có hình dạng và kích thớc nh mong muốn. Rèn và
dập nóng, dập nguội chiếm vị trí quan trọng trong công nghệ sản xuất nhiều sản
phẩm. Chúng không chỉ đảm bảo cho các phôi phẩm chất lợng cao, chính xác để
gia công cơ khí tiếp mà trong nhiều trờng hợp còn là thao tác hoàn thiện. Công
ỏn trang b in in t mỏy cụng nghip dung chung
3
Sinh viên : Đinh Hữu Hiếu Lớp : ĐTĐ44-ĐH
nghệ rèn, dập tiến tiến tạo các chi tiết đảm bảo kích thớc, chất lợng và bề mặt
cuối cùng mà chỉ cần gia công tinh bằng cơ khí ở một số trờng hợp hoàn toàn
không cần gia công cơ khí thêm. Tiến bộ về chất lợng sản phẩm và năng suất cao
trong rèn, dập không tách rời khỏi quá trình cải tiến công nghệ và quá trình cơ
giới hoá, tự động hoá các máy rèn, dập
Các máy rèn, dập có loại chỉ thực hiện một nguyên công, có loại thực hiện
nhiều nguyên công liên tiếp
áp lực gia công trên máy thờng lớn và rất lớn, đợc tạo ra dới dạng xung
lực đột biến. Thời gian thao tác (lực tác dụng vào phôi để gây biến dạng) thờng
ngắn hoặc rất ngắn so với thời gian 2 lần thao tác (5
ữ
10%). Trong các máy rèn,
dập thờng dùng bánh đà. Trong thời gian không thao tác, bánh đà với mômen
quán tính lớn sẽ đợc động cơ tích lũy năng lợng dới dạng động năng. Lúc thao
tác tốc độ sẽ giảm, động năng dự trữ ở bánh đà sẽ tạo ra mômen cùng động cơ để
thắng lực cản do biến dạng của phôi và mômen quá tải của động cơ không cần
quá lớn
1.2. Đặc điểm truyền động điện và trang bị điện
Bánh đà đợc động cơ tăng tốc để tích luỹ năng lợng khi máy không thao
tác và khi bánh đà giải phóng năng lợng lúc thao tác thì hệ giảm tốc nên động cơ
truyền động chính của máy làm việc trong điều kiện quá tải thay đổi liên tục
Máy rèn, dập là máy có tốc độ cao. Mỗi máy rèn, dạpp cần đảm bảo gia
công chi tiết với số lợng cần và số lợng yêu cầu trên cơ sở giá thành nhỏ nhất.

nam châm điện, công tác hành trình đặt ngay trên máy. Tủ có tiếp địa
Mạch khống chế máy tuỳ máy có thể có 3 chế độ làm việc :
Dập liên tục ( ở chế độ tự động hay chế độ làm việc bằng tay)
Dập nhát một ( điều khiển bằng nút bấm hay bằng bàn đạp ( pê-
đan). ở chế độ này, đầu trớtau một hành trình sẽ dừng ở vị trí ban
đầu
Chạy điều chỉnh máy
Sự thay đổi biến dạng phôi ban đầu tuỳ thuộc vào đặc điểm gia công, vật
liệu, độ lớn hình dạng và nhiệt độ phôi. Sự thay đổi có thể nâng cao chất lợng gia
công và năng suất. Do vậ, các máy rèn, dập mới thờng có truyền động chính có
điều chỉnh tốc độ quay. Điều đó còn cho phép máy có thể đặt vào một dây truyền
nào đó vì có thể thay đổi tốc độ quay truyền động chính cho phù hợp với chu
trình làm việc của máy khác. Cuối cùng là có thể chạy tốc độ nhỏ để điều chỉnh
máy
Nhng vì năng lợng dự trữ của bánh đà (động năng) tỉ lệ với bình phơng tốc
độ quay nên việc giảm tốc độ quay sẽ làm kém hiệu lực của bánh đà. Do vậy, dải
điều tốc ở máy rèn, dập là không lớn, ví dụ chỉ 2: 1 hoặc 3: 1
ỏn trang b in in t mỏy cụng nghip dung chung
5
Sinh viên : Đinh Hữu Hiếu Lớp : ĐTĐ44-ĐH
Chơng 2
Chọn công suất cơ khí của máy rèn, dập
có bánh đà
2.1. Tổng quan về máy rèn, dập có bánh đà
Đặc trng cho sự làm việc của các máy rèn, dập có trục khuỷu là sự thay
đổi đột biến theo chu kỳ của mômen cản M
c
tùy theo góc quay của trục khuỷu.
Trong giới hạn góc thao tác (tt), M
c

là năng lợng cần để thực hiện thao tác biến dạng và thắng các lực
cản khác trong mạch đông học cơ khí của máy thì mômen thao tác trung bình:
M
tb
= M
tt
tt
tt
A

Gọi A
kt
là năng lợng không tải, thì mômen không tải trung binh là:
M
kt
=
tt
tt
A

Coi mômen quán tính của bánh đà là vô cùng lớn và tải san bằng hoàn
toàn trên trục động cơ thì mômen trung bình mà động cơ cần có là:
ỏn trang b in in t mỏy cụng nghip dung chung
6
Sinh viên : Đinh Hữu Hiếu Lớp : ĐTĐ44-ĐH
Mtb =
2

ktkt
M


,
min

: tốc độ góc lớn nhất và nhỏ nhất của bánh đà
- J
bđ
: là mômen quán tính của bánh đà
Biểu thức trên có thể đợc viết lại nh sau:
A
tt
= J
bd
.
2
min

max


tb

= J
bd
.
2

tb
.


ứng với tốc độ quay định mức của động cơ, còn hệ số không đồng đều

đợc
cho trớc
2.2. Tính toán các thông số của máy rèn, dập có bánh đà
Giả sử cho:
tt
A
= 15000 J,
kt
A
= 2000 J
Tốc độ quay của động cơ =
s
rad
2,27
, p = 3

60 =
tt
,
s
rad
o
7,104 =
Số hành trình :
70=
ht
n
(hành trình/phút)

4.1 ==






+
=








+
=
Chọn
KWP
ủm
28=
Tính toán J của bánh đà :
2
22
206
2.27093,0
15000
360

Khi đặt điện áp xoay chiều ba pha lên hệ thống cuộn dây phía stator sẽ tạo
ra dòng stator, gây lên điện áp cảm ứng phía rôtor và do đó gây lên dòng cảm
ứng phía rôtor. Dòng hai phía stator và rôtor có tác dụng tạo ra dòng rôtor, stator
và đó cũng là nguyên nhân sinh ra mômen quay của máy điện. Điều kiện để xẩy
ra cảm ứng và tạo đợc mômen là tồn tại một sự trợt nhất định (không đồng bộ)
giữa chuyển động của rôtor và của vector từ thông stator. Trong trờng hợp đồng
bộ, máy điện sẽ không tạo ra đợc momen quay
K
M
m
m
=
s
K
s
K
s
s
+
2
; R
s
0
m
K
=
2
3
p
z

k
: Hệ số trợt khi
K
M
m
m
= 1
m
k
: Mômen động cơ
U
S
: Điện áp stator
s : Tần số stator
z
p
: Số cặp cực
ĩ : Hệ số tản
Công thức trên là công thức gần đúng, xuất phát từ giả thiết điện trở stator
= 0. Giả thiết đó có thể coi là gần đúng đối với máy điện công suất lớn, rất lớn.
*Các phơng trình mô tả động cơ điện dị bộ rotor lồng sóc:
- Phơng trình điện áp stator :
u
s
= R
s
i
s
+
dt


= L
m
i
s
+L
r
.i
r
Trong đó:
R
s
: Điện trở stator
R
r
: Điên trở rôtor
L
s
: Điện cảm stator
L
r
: Điện cảm rotor
L
m
: Hỗ cảm giữa hai quận dây
u
s
: Vector điện áp stator
i
s

i
s
+



1
r
r
T

+




1
r

+


1
s
u
s
L
dt
s
di

+



1
r
r
T

+


1
s
u
s
L
dt
r
d



=




1
.

r
T
s
i
r
T

+

Trong đó :
s
R
s
L
s
T
=
;
r
R
r
L
r
T
=
;
r
L
s
L

+

==

*Phơng trình mômen:
( )







=





1
2
3
s
i
rs
i
r
s
L
p

m
L
p
zf
2
2
3
=
;
J
p
z
h =
;
r
R
r
L
r
T
=
3.3. Mô hình simulink động cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc của máy
rèn , dập có bánh đà
Hình 3.2. Mô hình trong simulink
*Lựa chọn các thông số của động cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc :
R
s
= 0.18

; R

S


i
S

Đờng đặc tính của mômen trên trục động cơ
13
Sinh viên : Đinh Hữu Hiếu Lớp : ĐTĐ44-ĐH
Chơng 4
Mô phỏng máy rèn, dập kim lọai sử dụng động cơ
không đồng bộ rôtor lồng sóc
4.1. Mô hình simulink máy dập kim loại sử dụng động cơ không đồng
bộ rôtor lồng sóc
4.2.
Kết
quả
mô
phỏng sử dụng động cơ không đồng bộ rôtor lồng sóc
Đờng đặc tính của mômen cản theo thời gian
14
Sinh viên : Đinh Hữu Hiếu Lớp : ĐTĐ44-ĐH


Đờng đặc tính của tốc độ
Đờng đặc tính của dòng điện stator
i
S

i