Tài liệu Tính toán, thiết kế và mô phỏng máy mài

Phụ lục LỜI NÓI ĐẦU………………..…………………………………………………2 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................................3 1.1. Giới thiệu chung.................................................................................................3 1.2. Yêu cầu truyền động điện máy mài tròn.............................................................4 1.2.1. Truyền động chính.......................................................................................4 1.2.2. Truyền động ăn dao......................................................................................4 1.2.3. Truyền động phụ..........................................................................................5 1.3. Đặc tính cơ của máy mài.....................................................................................5 CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG.......................................8 2.1. Chọn phương án truyền động..............................................................................8 2.1.1. Biến tần trực tiếp(Cycloconverter)...............................................................9 2.1.2. Biến tần gián tiếp:........................................................................................9 2.1.3 Phương pháp điều khiển biến tần................................................................11 2.2. Tính chọn động cơ và thiết kế mạch lực...........................................................12 2.2.1. Tính chọn động cơ.....................................................................................12 2.2.2. Thiết kế mạch lực.......................................................................................17 2.2.3. Mạch điều khiển.........................................................................................26 2.3. Tổng hợp bộ điều chỉnh DTC...........................................................................27 2.3.1. Nguyên lý của phương pháp DTC..............................................................27 2.3.2. Mô hình hệ thống DTC..............................................................................31 2.3.3. Các vấn đề về ước lượng và nâng cao độ chính xác...................................32 2.4. Mô phong hê ̣ thống trên simulink và cài đă ̣t trên biến tần................................34 KẾT LUẬN................................................................................................................40 Tài liệu tham khảo.......................................................................................................41 1 LỜI NÓI ĐẦU Sự bùng nổ cua tiến bộ khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực điên-điện tử-tin học trong những năm gần đây đã dẫn đến những thay đổi sâu sắc về cả mặt lý thuyết lẫn thực tiễn trong lĩnh vực truyền điện tự động.Đó là sự ra đời và ngày càng hoàn thiệncủa các bộ biến đổi ông suất,với kích thước gọn nhẹ,độ tác dộng nhanh,dễ dàng ghép nối với các mạch điều khiển dùng vi mạch điện tử,vi xử lý, …Các hệ truyền động điện tử động ngày nay thường sử dụng nguyên tắc điều khiển vecto cho các động cơ xoay chiều.Phần lớn các mạch điều khiển đó dùng kỹ thuật số với phần mềm linh hoạt,dễ dàng thay đổi cấu trúc,tham số cũng như luật điều khiển.Điều này làm cho các hệ truyền động điện tăng độ chính xác,làm cho việc chuẩn hóa chế tạo các hệ truyền động điện hiện đại có nhiều đặc tính làm việc khác nhau,dễ dàng ứng dụng theo yêu cầu công nghệ sản xuất. Do vậy,đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ giúp chúng ta nắm chắc hơn những kiến thức cơ sở những hệ thống truyền động điện kinh điện đồng thời nó cũng nhằm mục đích cho chúng ta từng bước tiếp cân với thực tế,tiếp cận với những hệ truyền động điện đại. Nội dung đồ án được chia làm 2 chương: Chương 1: Cơ sơ tý thuyết. Chương 2: Tính toán ,thiết kế và mô phong hệ truyền động máy mài tròn. Để có thể hoàn thành được đồ án này,bên cạnh sự cố gắng của cá nhân em cũng như các bạn trong nhóm,còn nhờ sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn, tuy nhiên do thời gian nghiên cứu ngắn và trình độ bản thân còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khoi thiếu sót. Em rất mong các thầy hướng dẫn và bổ sung thêm để đồ án này được hoàn chỉnh hơn. 2 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1. Giới thiệu chung Máy mài có hai loại chính: Máy mài tròn và máy mài phẳng. Ngoài ra, còn có các loại máy khác nhau: máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy mài cắt, máy mài răng... Thường trên máy mài có ụ chi tiết hoặc bàn để kẹp chi tiết và ụ đá mài, trên đó có trục chính với đá mài. Cả hai ụ đều đặt trên bệ máy. M¸y mµi c«ng nghiÖp M¸y mµi trßn trong M¸y mµi r¨ng M¸y mµi trßn ngoµi M¸y mµi c¾t M¸y mµi mÆt ®Çu C¸c lo¹i kh¸c M¸y mµi r·nh M¸y mµi b»ng biªn ®¸ M¸y mµi trßn M¸y mµi v« t©m M¸y mµi ph¼ng Hình 1.1. Sơ đồ phân loại máy mài công nghiệp Máy mài tròn có hai loại: máy mài tròn ngoài và máy mài tròn trong. Sơ đồ biểu diễn công nghệ mài tròn được biểu diễn trên hình 1-2. §¸ mµi Chi tiÕt a. M¸y mµi trßn ngoµi b. M¸y mµi trßn trong Hình 1.2. Sơ đồ gia công chi tiết trên máy mài tròn Các dạng chuyển động trong máy mài tròn gồm có: 3 - Chuyển động chính là chuyển động quay của đá mài. - Chuyển động ăn dao là di chuyển tịnh tiến của ụ đá ăn dao theo hường dọc trục (ăn dao dọc trục) hoặc theo hướng ngang trục (ăn dao ngang), hoặc chuyển động quay của chi tiết (ăn dao vòng). - Chuyển động phụ là di chuyển nhanh của ụ đá hoặc chi tiết... 1.2. Yêu cầu truyền động điện máy mài tròn 1.2.1. Truyền động chính Thông thường truyền động chính máy mài không yêu cầu điều chỉnh tốc độ nên sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc. ở máy mài cỡ nặng, để duy trì tốc độ cắt không đổi khi mòn đá hay kích thước chi tiết gia công thay đổi, thường sử dụng truyền động động cơ có phạm vi điều chỉnh tốc độ là D= (2 ÷ 4)/1 với công suất không đổi. Ở máy mài trung bình và nho v = 50 ÷ 80 m/s nên đá mài có đường kính lớn thì tốc độ quay của đá khoảng 1000 vòng/phút. ở những máy có đường kính nho, tốc độ đá rất cao. Động cơ truyền động là các động cơ đặc biệt có tốc độ 24000 ÷ 48000 vòng/phút hoặc có thể lên tới 150000 ÷200000 vòng/phút, đá mài gắn trên trục động cơ. Nguồn của động cơ là các bộ biến tần, có thể là các máy phát tần số cao - biến tần quay hoặc là các bộ biến tần tĩnh - biến tần thyristor. Mômen cản tĩnh trên trục động cơ thường là 15 ÷20% mômen định mức. Mômen quá tính của đá và cơ cấu truyền lực lại lớn 500 ÷600% mômen quán tính của động cơ, do đó cần hãm cưỡng bức động cơ quay đá và không yêu cầu đảo chiều quay động cơ quay đá. 1.2.2. Truyền động ăn dao Ở máy cỡ nho, truyền động quay chi tiết dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ (điều chỉnh số đôi cực p) với D = (2 ÷4)/1. ở các máy lớn thì dùng hệ thống bộ biến đổi - động cơ điện một chiều (BBĐ - ĐM), hệ KĐT - ĐM có D = 10/1 với phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng điều chỉnh điện áp phần ứng. 4 Truyền động ăn dao dọc của bàn máy tròn cỡ lớn thực hiện theo hệ BBĐ ĐM với dải điều chỉnh tốc độ D = (20 ÷ 25)/1 còn truyền động ăn dao ngang sử dụng thuỷ lực. 1.2.3. Truyền động phụ Sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc. 1.3. Đặc tính cơ của máy mài Đặc tính của cơ cấu sản xuất được khái quát bằng phương trình: trong đó: M c M co  ( M dm  M co )(   ) dm Mco - Mômen ứng với tốc độ ω=0 Mdm - Mômen ứng với tốc độ định mức ωdm Mc - Mômen ứng với tốc độ α - số mũ phụ thuộc vào loại cơ cấu sản xuất. Với máy mài nói riêng và máy cắt gọt kim loại nói chung, q thường nhận hai giá trị α=1 (ứng với truyền động chính và α = const) và α=0 (ứng với truyền động ăn dao M co = Mđm = const). Từ đó, ta thấy nói chung momen tải là không đổi. Tuy nhiên, trong vùng tốc độ thấp, lượng ăn dao nho, lực cắt bị hạn chế bởi chiều sâu cắt tới hạn. Trong vùng này, tốc độ ăn dao giảm làm cho lực ăn dao và momen cũng giảm theo. Vùng tốc độ cao thì bị giới hạn bởi công suất của động cơ truyền động nên tại đó, momen cũng phải giảm để không làm công suất của truyền động quá lớn. Tóm lại, ta có đặc tính cơ phụ tải truyền động quay chi tiết nhưsau: 5 F F z ad v 0 vz v gh a. TruyÒn ®éng chÝnh 0 v1 v2 v ad b. TruyÒn ®éng ¨n dao Hình 1.3. Đồ thị đặc tính phụ tải của máy mài Như vậy, nhiệm vụ của truyền động động cơ là phải làm đặc tính điều chỉnh của nó giốngđặc tính cơ của máy cắt. - Chế độ làm việc: Khi gia công mài, chi tiết quay liên tục còn đá mài di chuyển trên bề mặt vùng cần gia công. Do đó, chế độ làm việc của truyền động ăn dao là chế độ làm việc dài hạn và không yêu cầu đảo chiều. - Chế độ tải: Khi hệ thống làm việc, chi tiết được lắp trên trục của tang trống và quay với vận tốc tỉ lệ với tốc độ của trục động cơ. Do đó, động cơ mang tải ngay từ đầu. Do chế độ gia công khác nhau, các chi tiết khác nhau, nên không qui đổi momen quán tính của chi tiết về trục động cơ mà coi chi tiết như một tải có sẵn trên trục động cơ. - Độ ổn định tốc độ: Rõ ràng, tốc độ quay càng ổn định thì chất lượng gia công càng cao, bề mặt mài càng nhẵn, bóng. Yêu cầu đối với truyền động ăn dao máy mài: Δω% ≤ (5÷10)% - Tính kinh tế: Thiết bị cho hệ truyền động phải rẻ, nhưng vẫn đủ cung cấp hiệu quả cao nhất cho hệ. Đồng thời, thiết bị phải dễ kiếm và hoạt động tin cậy trong chế độ dài hạn. Căn cứ vào yêu cầu đề ra, ta phải thiết kế hệ thống đạt được những yêu cầu sau: - Dải điều chỉnh tốc độ: D = ωmax : ωmin = 480 : 48 = 10 : 1. 6 - Điều chỉnh vô cấp tốc độ, không yêu cầu đảo chiều. - Điều chỉnh giữ mômen không đổi và bám theo momen tải. - Điều chỉnh giữ ổn định tốc độ. - Làm việc dài hạn, tin cậy. - Giá thành hạ 7 CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG MÁY MÀI TRÒN 2.1. Chọn phương án truyền động Như trên đã nói, chuyển động quay của chi tiết mài chính là chuyển động ăn dao. Đối với máy mài tròn, ở các máy cỡ nho, truyền động quay chi tiết (truyền động ăn dao) thường dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ, điều tốc bằng cách điều chỉnh số đôi cực. Ở các máy lớn thì dùng hệ thống bộ biến đổi - động cơ một chiều/động cơ đồng bộ. Công suất mà đề bài yêu cầu là nho, do đó ở đây sẽ dùng động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sócđể truyền động quay chi tiết. Trước đây, động cơ điện một chiều thường được ưa chuộng hơn, kể cả trong dải công suất nho vì tính điều chính đơn giản và tuyến tính của nó. Tuy nhiên, ngày nay, công nghệ điện tử và vi điều khiển phát triển mạnh mẽ, việc điều khiển động cơ không đồng bộ không còn là khó khăn nữa, hơn nữa động cơ không đồng bộ ba pha lồng sóc rẻ hơn động cơ một chiều cùng công suất nhiều và rất phổ biến trên thị trường với dải công suất rộng, do đó, hoàn toàn phù hợp cho ứng dụng của chúngta. Do yêu cầu điều chỉnh trơn tốc độ nên ta dùng bộ biến tầnđể cấp nguồn cho động cơ. Hơn nữa, việc dùng biến tần cho ta dễ dàng mở rộng dải điều chỉnh, dễ dàng áp đặt các kỹ thuật điều khiển hiện đại, áp đặt nhanh và chính xác momen, điều chỉnh trơn và ổn định tốc độ. Ngoài ra, biến tần hoạt động tin cậy và chắc chắn, dễ dàng cài đặt tham số điều khiển, có thể dùng 1 biến tần cho nhiều loại truyền động. Do đó, việc sử dụng biến tần đã trở thành một chuẩn công nghiệp. Có nhiều hãng lớn sản xuất biến tần rất nổi tiếng như ABB, Siemens, … với các sản phẩm rất nổi tiếng trên thị trường, tuy nhiên ở đây, ta sẽ thiết kế lại bộ biến tần để phục vụ cho bài toán yêu cầu mà không sử dụng biến tần sẵn có. Biến tần có 2 loại: biến tần trực tiếp và biến tần gián tiếp. Sau đây sẽ phân tích ưu nhược điểm của từng loại để chọn ra loại biến tần thích hợp nhất với ứng dụng của ta. 8 2.1.1. Biến tần trực tiếp(Cycloconverter) Hình 2.1: Biến tần trực tiếp sơ đồ tia 3 pha.  Ưu điểm: - Mạch chỉ cần dùng van Tiristor thông thường, quá trình chuyển mạch theo điện áp lưới. - Bộ biến tần không sử dụng khâu trung gian một chiều nên hiệu suất rất cao. - Có khả năng làm việc ở tần số thấp thậm chí ngay cả khi có sự cố. - Thường sử dụng cho dải công suất rất lớn đến vài chục MW.  Nhược điểm: - Sử dụng nhiều van bán dẫn làm cho mạch điều khiển rất phức tạp. - Hệ số công suất thấp. Tóm lại, với ứng dụng là hệ truyền động cho máy mài, ta không dùng loại biến tần này. 2.1.2. Biến tần gián tiếp: Biến tần gián tiếp khác biến tần trực tiếp ở chỗ nó có khâu trung gian một chiều. Nhờ có khâu trung gian một chiều này mà khâu chỉnh lưu và khâu nghịch lưu là cách ly nhau và điều chỉnh độc lập với nhau. Tần số đầu ra nhờ đó có thể được điều chỉnh mà không phụ thuộc tần số đầu vào. Tùy thuộc vào khâu trung 9 gian một chiều mà phân ra thành biến tần nguồn dòng và biến tần nguồn áp. a.Biến tần nguồn dòng Hình 2.2. Biến tần nguồndòng Khâu trung gian một chiều là cuộn kháng L f, thực hiện chức năng nguồn dòng cho bộ nghịch lưu.  Ưu điểm: - Có khả năng trả năng lượng về lưới. - Không sợ chế độ ngắn mạch vì dòng điện một chiều được giữ không đổi. - Phù hợp cho dải công suất lớn trên 100 kW  Nhược điểm: - Hiệu suất kém ở dải công suất nho. - Cồng kềnh vì có cuộn kháng. - Hệ số công suất thấp và phụ thuộc vào phụ tải nhất là khi tải nho. Do đó, với ứng dụng máy mài với tải chỉ vào khoảng 2,2kW của ta, biến tần nguồn dòng rõ ràng là không phù hợp. b. Biến tần nguồn áp Khâu trung gian một chiều là tụ Cf, thực hiện chức năng nguồn áp cho bộ nghịch lưu.  Ưu điểm: - Phù hợp với tải nho, dưới 30kW - Hệ số công suất của mạch lớn (gần bằng 1) - Hình dạng và biên độ điện áp ra không phụ thuộc tải, dòng điện cho tải qui định. 10 - Có thể áp dụng kỹ thuật PWM để giảm tổn hao do sóng hài bậc cao, khử đập mạch momen.  Nhược điểm: Không trả được năng lượng về lưới, nếu muốn trả năng lượng về lưới phải mắc thêm một khâu chỉnh lưu mắc song song ngược với khâu chỉnh lưu ban đầu hoặc dùng chỉnh lưu PWM hay biến tần 4 góc phần tư. Như vậy, đến đây, ta thống nhất chọn bộ biến đổi là biến tần nguồn áp. Phần tiếp theo sẽ chọn phương pháp điều khiển cho loại biến tần này. 2.1.3 Phương pháp điều khiển biến tần Có rất nhiều phương pháp điều khiển cho biến tần nguồn áp. Phổ biến trong công nghiệp là điều khiển theo luật const , điều khiển theo hệ số trượt, điều khiển tựa từ thông rotor (FOC) và gần đây điều khiển trực tiếp momen (DTC) cũng xuất hiện trong các bộ biến tần công nghiệp thay thế cho FOC. Đồ án này chủ định nghiên cứu ứng dụng phương pháp DTC cho điều khiển bộ biến tần nguồn áp vì một số lí do sau - Phương pháp DTC cho phép áp đặt rất nhanh momen do đó, hoàn toàn phù hợp với ứng dụng máy mài. - Phương pháp DTC cho phép có thể điều chỉnh với độ chính xác là tùy ý. - Mô hình đơn giản, không phụ thuộc nhiều tham số, do đó, không bị ảnh hưởng bởi sai lệch do tham số của động cơ như các phương pháp khác. - Không phải thực hiện phép quay tọa độ do đó, thời gian tính toánnhanh. 11 - Tuy vậy, DTC cũng có nhược điểm: đáp ứng ở tốc độ thấp rất kém; đáp ứng momen không trơn, độ nhấp nhô momen phụ thuộc dải trễ và khó có thể khắc phục sự nhấp nhô momen này. - Và một lý do nữa, là DTC dù ra đời đã lâu nhưng chưa phổ biến ở Việt Nam (ở Việt Nam phổ biến dùng DTC và U/f) mà phổ biến ở các nước châu Âu. Trong quá trình hội nhập, các bộ điều khiển của nước ngoài chắc chắn sẽ tràn vào Việt Nam, cho nên, em muốn đi sâu tìm hiểu, học hoi và thử nghiệm phương pháp DTC nhằm ứng dụng sau này. 2.2. Tính chọn động cơ và thiết kế mạch lực 2.2.1. Tính chọn động cơ Yêu cầu của hệ thống: Momen cực đại (Mmax) : 25Nm Tốc độ quay chi tiết (n) : 48 ÷ 480 vòng/phút Tỉ số truyền (i) :3 Hiệu suất (η) : 0,8 Momen quán tính cơ cấu (J) : 0,009 kg/s2 Phạm vi điều chỉnh tốc độ, quy đổi về trục động cơ Tốc độ bé nhất của chi tiết nmin ct 48v / p  min ct  48 5, 03rad / s 60 2 Tốc độ quay lớn nhất chi tiết: nmax ct 480v / p 12  max ct  480 50,3rad / s 60 2  Dải điều chỉnh: D max 10  min 1 Quy đổi về trục động cơ qua hộp số có tỉ số truyền i=3. min i.min ct 3.5, 03 15, 09( rad / s) max i.max ct 3.50,3 150,9( rad / s) Tính momen quy đổi về trục động cơ: Momen cực đại ở tang trống Mmax=25Nm.  momen quy đổi là : M qd  M max 25  10, 42 Nm  .i 0,8.3 Công suất cơ cực đại yêu cầu của động cơ: Pmax M qd .max 10, 42.150,9 1, 57 KW Ngoài ra còn cần phải chọn hệ số an toàn về công suất trong trường hợp quá tải, lấy hệ số an toàn k=1,2 (k = 1,2 1,5). Pcần =1,2 . 1,57=1.884 kw  Vì vậy ta chọn động cơ: cần có công suất lớn hơn Pmax = 1,884 kW, có Momen định mức ≥ 10,42Nm, có dải điều chỉnh ít nhất là D = (10:1), và tốc độ định mức cỡ 150,9 rad/s tức là cỡ 1440 vòng/phút. Trên cơ sở đó, ta chọn động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc ABB có thông số như sau - Tên: M3AA 100LC 3GAA 102 313 - CG2. 13 - Công suất định mức : Pđm = 2,2 kW - Điện áp dây định mức : U1đm = 400V - Tần số định mức : f = 50Hz - Số đôi cực :p=2 - Tốc độ định mức : nđm = 1450 vòng/phút - Hiệu suất : η = 86,8% - Hệ số công suất : cosφ = 0,77 , sinφ = 0,638 - Dòng Stator định mức : I1dm = 4,8A - Dòng Stator khởi động : Is = 4,8 . 8,5 = 40,8 A. - Momen định mức : Mdm = 14,5Nm - Momen khởi động định mức(s=1): Ms = 14,5 . 4 = 58 Nm - Momen tới hạn - Momen quán tính : J = 0,009 kgm2 - Trọng lượng : m = 25kg : Mth = 14,5 . 4,6 = 66,7 Tính toán tham số động cơ 14 Hình 2.3: Mạch điện thay thế một pha động cơ không đồng bộ Do yêu cầu xây dựng bộ điều khiển cho động cơ, ta phải xây dựng được mô hình động cơ. Để xây dựng được mô hình động cơ, ta phải xác định các đại lượng R1, R2, X1, X2, Xµ. Ta có: P  3.U .I .cos    3.400.4.8.0, 77  Pdm  220 2,53kW 0,868 (1) Tốc độ đồng bộ: ndm  60 f 60.50  1500 vòng/phút p 2 (2) Hệ số trượt định mức: S dm  ns  ndm 1500  1450  0, 033 ns 1500 (3) Tổng trợ một pha: Zin  U1dm 3I1dm  400 48,11 3.4,8 (4) Momen trên trục động cơ:   1  a.sth M  2.M th . sth s    2.a.sth  s s th        (5) Trong đó: M th  p.U12dm 4 f1 ( R1  2 R12  X nm 66, 67 Nm (6) 15 X nm  X 1  X 2' a (7) R1 R2' (8) R2 nđm  2 R12  X nm (9) Khi đó S = Sdm = 0,033 ta có momen định mức: nđm  2.M th .  1  a.sth  2.M th .  1  a.Sth   14,5 Nm Sđm Sth 1  30 Sth  2aSth   2aSth 30.Sth Sth Sđm (10) Khi S = 1, ta có monen khởi động: Ms  2.M th .  1  a.sth  58 Nm Sth 1   2aSth Sth 1 (11) Giải hệ phương trình (10) và (11) với ẩn là a, S th ta có: a Sth  R1 1, 57 R2 R2 2 1 R X 2 nm 0, 49 (12) (13) Tiếp tục giải 3 phương trình (6,12,13). Giả thiết X 1  X 2 ta có: (14) Suy ra L1 L'2 4,39 mH Tính điện kháng từ hóa . Xuất phát từ mạch điện thay thế một pha động cơ không đồng bộ ta có 16 R'    Z in  jX  /  R1  2   jX nm  S    Suy ra: Re  Z in  Z in .cos  (15) R1  R2' s 2 X nm R2'   1  . R     1  2  1 X  S   X    2 (16) Ở chế độ định mức: s = sđm = 0,033 và Zin = 48,11 Ω; cos  =0,77. Thay vào (16) ta tính được: R1  Z in .cos  1 X 2 ' 2 R2' sdm 2  X nm R   .  R1     1  S dm   X  Ta có: X  74,55 và    2 48,11.0, 77 L 237,3mH (17) Cuối cùng, ta còn phải quy đổi momen quán tính của hệ thống về đầu trục động cơ. Để cho đơn giản, ta giả thiết các bánh răng của hộp số là lý tưởng (nghĩa là không có mômen quán tính) và chi tiết chưa được gắn lên tang trống. Do đó, momen quán tính qui đổi được tính bởi công thức: J qd  J đc  J ht 0, 009  0, 009  0, 01kg.m 2 2 i 9 (18) 2.2.2. Thiết kế mạch lực Sơ đồ mạch lực củ hệ truyền động 17 Hình 2.4. Sơ đồ mạch lực của hệ truyền động Mạch lực bao gồm + Khối chỉnh lưu: 6 diode + Khối nghich lưu: 6 Transistor, 6 diode ngîc + Khối lọc a. Tính toán thông số mạch lực Máy mài sử dụng điện áp lưới 3 pha có U dây = 380V trong khi động cơ ta chọn sử dụng điện áp 400V nên không cần điều chỉnh điện áp DC bus của đầu ra chỉnh lưu. Do đó mạch chỉnh lưu sẽ dùng diode và không cần mạch xung áp để thay đổi DC bus. Khi đó ta có dòng định mức mỗi pha của động cơ: I dm 380  400 I dm 1, 05.4,8 5, 04( A) 380 Bằng thuật toán điều khiển, ta có thể giới hạn dòng khởi động-là dòng cực đại qua mỗi pha động cơ không vượt quá 2,5 lần dòng điện định mức. Do đó, dòng điện cực đại qua mỗi pha: Ipmax = 2,5 . 5,04 = 12,6 A 18 Do ta xét tải ở đây đấu sao nên ta có: I d I p  - I p max 2 8, 9( A) Mạch chỉnh lưu gồm 6 diode mắc với nhau theo sơ đồ: Hình 2.5. Sơ đồ mạch chỉnh lưu 3 pha hình cầu  Nguyên lý hoạt động. Bộ chỉnh lưu có chức năng biến nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều, ở đây ta dùng mạch chỉnh lưu hình cầu không điều khiển, bộ chỉnh lưu bao gồm các nhóm van diode chỉnh lưu bằng máy biến áp. - Van có tác dụng đóng mở tạo thành dòng một chiều. - Máy biến áp có tác dụng biến đổi điện áp nguồn phù hợp với yêu cầu cần thiết của phụ tải, cách ly phụ tải lưới điện để vận hành an toàn, cải thiện được dạng sóng nguồn điện lưới. - Giá trị trung bình của điện áp ra: Ud  6  /6 3 6 6.U 2 f cos d  U 2 f 2,34U 2 f  2   /6  - Số đập mạch: n = 6. - Dòng trung bình qua van: I v  - Điện áp ngược max trên van: U v max Id 3  6U 2 f 19 Hình 2.6. Hình dạng điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu Mạch chỉnh lưu sử dụng ở đây là chỉnh lưu cầu 3 pha dùng diode. Mạch chỉnh lưu như trên đã phân tích dùng chỉnh lưu cầu 3 pha diode để điện áp ra đạt nhấp nhô nho nhất (đập mạch 6 lần trong 1 chu kỳ). Dòng qua diode: ID  I p max 3 4, 2( A) Điện áp sau chỉnh lưu (điện áp 1 chiều DC bus) là: U 380 U d 2,34 1 2,34 513,4V 3 3 6  /6 3 6 6.U 2 f cos d  U 2 f 2,34U 2 f Từ công thức: U d   2   /6  Ta có giá trị điện áp hiệu dụng là : U 2 U pha  Ud 220(V ) 2,34 Điện áp ngược đặt lên Diode: 20