Phần I
Giới thiệu công nghệ máy bào giờng

a.chức năng và công dụng của máy bào giờng:
Máy bào giờng nói chung hiện nay đợc sử dụng
rộng rÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia công
các chi tiết bằng kim loại lớn nh: Bệ máy, thân máy,
máy bào, máy tiện vv .. .
Ngoài ra nó còn sử dụng để rẽ rÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngnh chữ T, V, Đuôi
én có thể bào thô hoặc bào tinh.
I. Các loại máy bào giờng:
1. Phân loại :
* Dựa vào số trục phân ra

- Máy bào một trụ: 710, 71120, 7116
- Máy bào hai trụ: 7210, 7212, 7216
* Dựa vào kích thớc phân ra

Sinh viên thiết kế

Lu Minh Trêng


- Máy bào cỡ nhỏ có chiều dài Lb< 3 m
lùc kÐo Fk= 30  50 (KN) KN)
- Máy cỡ trung bình chiều dài Lb= 45 m
Lùc kÐo Fk= 5070 (KN) KN)
- Máy cỡ nặng (KN) Lín) chiỊu dµi L b >5 m, Fk
>70 (KN) KN)
2. cấu tạo máy bào giờng:

Máy báo giờng có cấu tạo từ nhiều chi tiết phức
tạp, nhiều khối khác nhau. ở đây tai chỉ mô tả kết cấu
bên ngoài và bộ phận chủ yếu của máy.
- Đế máy: Đợc làm bằng gang đúc để đỡ bàn và
trục máy, để có khối tạo thế vững chắc có hai r Ãi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngnh
dẫn hớng chữ nhật và chữ V cho bàn máy chuyển động
dọc theo đế máy.
- Bàn máy: Đợc làm bằng gang đúc dùng để mang
chi tiết gia công, trên bàn máy có 5 rÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngnh chữ T để gá
lắp chi tiết.
- Giá chữ U: Đợc cấu tạo từ hai trụ thép đứng vững
chắc một dầm ngang trên cùng. Trong dầm đặt một
động cơ để di chuyển xà ngang lên xuống, dọc theo
trục có xẻ rÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngnh, có trục vít nâng hạ và dao động
- Xà ngang: chuyển động lên xuống theo hai trục
trên xà
- Các bàn dao máy: Gồm hai bàn dao đứng và hai
bàn dao hông, trục bàn có giá đỡ dao. Giá máy có thể
quay đi một góc nào đó để gia công chi tiết khoảng
dịch chuyển lớn nhất của các con trợt là 300 mm, góc
quay giá đỡ là 600
- Bộ phận chuyển động: Gồm các máy điện xoay
chiều để chuyển động bàn dao, nâng hạ xà, kẹp xà.
Các máy phát một chiều động cơ dị bộ, động cơ một
chiều máy khuyếch đại từ trờng ngang.
Tóm lại: Máy bào giờng đợc cấu tạo hoàn chỉnh,
gọn kết cấu chắc chắn, đảm bảo tÝnh kü tht, mü
tht vµ kinh tÕ.
II. sè liƯu kü thuật máy bào giờng:
1. kích thớc chi tiết gia công:


- KÝch thíc m¸y: 7950 x 4000 x 3445 (KN) mm)
- KÝch thíc cho phÐp cđa vËt gia c«ng: 3000 x 1000
x 900 (KN) mm)
- Träng lỵng cho phÐp lớn nhất của chi tiết gia
công trên 1m ở chiều dài bán là 1500 kg
- Khoảng cách giữa hai trục ®øng 1100 (KN) mm)
- Khoảng cách mặt bàn và dầm ngang 1000 (KN) mm)
2. kích thớc bàn máy:

- DiƯn tÝch hiƯu dơng: 900 x 300 (KN) mm)

Sinh viªn thiÕt kÕ

Lu Minh Trêng


- Chiều dài lớn nhất của một hành chình bàn 3200
(KN) mm) hành trình nhá nhÊt lµ 700 (KN) mm)
3.chỉ tiêu cơ học:
giới hạn các tốc độ làm viƯc cđa bµn

- Vïng 1: V=(KN) 40  60) m/phót dïng gia c«ng th«
- Vïng 2: V=(KN) 60 90) m/phút dùng gia công giới các
tốc độ hành trình ngợc chiều dài bàn
- Giới hạn ăn dao ngang sau mỗi hành trình kép
(KN) 0,25  12,5) (KN) mm)
- Lùc kÐo bµn
Vïng 1: Qmax= 7000 kg ; Qmin= 2500 kg
Vïng 2: Qmax= 4700 kg ; Qmin= 1700 kg

III. các truyền động của bàn:
* truyền động bàn

Truyền động bàn là truyền động trính của máy,
đặc điểm cơ bản của truyền động này là làm việc có
tính chất chu kỳ lặp lại mỗi chu kỳ có hai hành trình.
1. Hành trình thuận:
Là

hành trình gia công chi tiết, gồm nhiều giai
đoạn: Khởi động, aw dao, vào chi tiết, cắt gọt ổn định,
dao ra khỏi chi tiết gia công ứng với các tốc độ khác
nhau.
2. hành trình ngợc:

Là quá trình máy chạy không tải để đa bàn máy
khỏi chi tiết về vị trí ban đầu để chuẩn bị cho chu kỳ
làm viẹc tiếp theo, tốc độ hành trình thuận (KN) tốc độ
cắt gọt). Đợc xác định tơng ứng với các yếu tố của
chế độ cắt gọt, tốc độ hành trình thuận thờng nhỏ
hơn tốc độ hành trình ngợc để nâng cao năng xuất
của máy. Dấn động truyền động cho máy từ một động
cơ một chiều qua hộp giảm tốc có hai cấp tốc độ
truyền động tới trục vít thanh răng biến chuyển
động của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của
bàn máy.
Việc đảo chiều quay của chuyển động đợc thực
hiện bằng việc đảo chiều điện áp đặt vào phần ứng
động cơ.
IV. Đặc điểm và yêu cầu trang bị điện cho truyền động

chính:

Do đặc tính của chuyển động bàn là đảo chiều có
tần số lớn quá trình quá độ chiếm tỷ lệ lớn trong
chu kỳ làm việc, chiều dài hành trình giảm thì quá
trình quá độ càng giảm. Nên yêu cầu đầu tiên là đảm
bảo năng suất của máy, mà năng suất của máy đợc
xác định bằng số hành trình kép trong một đơn vị
thời. Ta có đồ thị tốc độ của máy bào giờng nh sau

Sinh viªn thiÕt kÕ

Lu Minh Trêng


,I

Iq®



th

Ith

t

0
Ing



t1 t2 t3 t4

t5

t 6 t 7 t 8 t 9 t 10

ng
t 11

t 12

t 13 t 14

Hình 1. Đồ thị tốc độ và dòng điện của bàn máy bào
giờng.
Chuyển động mang tính chất chu kỳ.
Quá trình cắt gọt chỉ xảy ra ở hành trình thuận
còn hành trình ngợc là hành trình chạy không tải để
đa bàn máy về vị trí ban đầu.
Đồ thị tốc độ của bàn máy đợc vẽ trên hình 1.
Đây là dạng đồ thị thờng gặp, trong thực tế còn có
nhiều dạng khác đơn giản hoặc phức tạp hơn.
Giả thiết bàn máy đang ở đầu hành trình thuận và
tăng tốc độ đến tốc độ V0=515(KN) m/phút) - tốc độ vào
dao-trong khoảng thời gian t1.
+ Sau khi chạy ổn định với tốc độ V 0 trong khoảng
thời gian t2 thì dao cắt vào chi tiết (KN) dao cắt vào chi
tiết ở tốc độ thấp để tránh sứt dao hoặc chi tiết).
+ Bàn máy tiếp tục chạy với tốc độ ổn định V 0 cho

đến hết thời gian t3.
+ t4 tăng tốc độ từ V0Vth (KN) tốc độ cắt gọt).
+ t5: bàn máy chuyển động với tốc độ Vth và thực
hiện gia công chi tiết.
+ t6: bàn máy sơ bộ giảm tốc độ đến V0.
+ t7: bàn máy làm việc ổn định với tốc độ của bàn
máy là V0.

Sinh viên thiÕt kÕ

Lu Minh Trêng


+ t8: dao đợc ra khỏi chi tiết khi tốc độ của bàn máy
là V0.
+ t9: đảo chiều từ hành trình thuận sang hành trình
ngợc đến tốc độ Vng.
+ t10: bàn máy chạy theo hành trình ngợc với tốc độ
Vng.
+ t11: thời gian giảm tốc đến V0 để chuẩn bị đảo
chiều.
+ t12: bàn máy chạy ổn định ở vận tốc thấp V0 để
chuẩn bị đảo chiều.
+ t13: đảo chiều sang hành trình thuận để bắt đầu
thực hiện một chu kỳ khác.
Bàn dao đợc di chuyển bắt đầu từ thời điểm bàn
máy đảo chiều từ hành trình ngợc sang hành trình
thuận và kết thúc di chuyển trớc khi dao cắt vào
chi
1. Yêu cầu trang bị điện cho truyền động chính của máy bào

giờng:

Phạm vi điều chỉnh tốc độ truyền động chính là
tỉ số giữa tốc độ lớn nhất của bàn máy (KN) tèc ®é lín
nhÊt trong hành trình ngợc) và tốc độ nhỏ nhất của
bàn máy (KN) tốc độ thấp nhất trong hành trình thuận).

Vmax Vng .max

D
Vmin Vth .min
Trong đó:
+Vmax : tốc độ lớn nhất của bàn máy của hành trình
ngợc, thờng
Vng.max= (KN) 75120) m/phút.
+Vth.min: tốc độ nhỏ nhất của bàn máy trong hành
trình thuận, thờng:
Vth.min= (KN) 4  6) m/phót
Nh vËy:
D = (KN) 12.5  30) / 1
Th«ng thêng, hƯ thộng truyền động điện sử dụng
động cơ điện một chiều đợc cấp nguồn tự bộ biến đổi.
Theo yêu cầu của đồ thị phụ tải (KN) hình 2), điều chỉnh
tốc độ đợc thực hiện theo hai vïng:
P,F
F=F(KN) v)

Sinh viªn thiÕt kÕ

Lu Minh Trêng



H×nh 2
P=P(KN) v)
II
V
I
+ Thay đổi điện áp phần ứng trong phạm vi (KN) 5  6)/1
víi m« men trên trục động cơ là hằng số ứng với tốc
độ bàn thay đổi từ Vmin=(KN) 46) m/phót ®Õn Vgh= (KN) 2025)
m/phút, khi đó lực kéo không đổi.
+ Giảm từ thông động cơ trong phạm vi (KN) 4 5)/1 khi
thay ®ỉi tèc ®é tõ Vgh ®Õn Vmax =(KN) 75120) m/phút, khi đó
công suất kéo gần nh không đổi.
Nhng sử dụng phơng pháp điều chỉnh từ thông thì
làm giảm năng suất của máy, vì thời gian quá trình
quá độ tăng do hằng số thời gian mạch kích từ động
cơ lớn. Vì vậy thực tế ngời ta thờng mở rộng phạm vi
điều chỉnh điện áp, giảm phạm vi điều chỉnh từ thông,
hoặc điều chỉnh tốc độ động cơ trong cả dải bằng
thay đổi điện áp phần ứng. Trong trờng hợp này công
suất động cơ phải tăng Vmax/Vgh lần.
ở chế độ xác lập, độ ổn định tốc độ không lớn hơn
5% khi phụ tải thay đổi từ không đến định mức
Nhìn vào đặc tính phụ tải nguyên nhân giảm mômen
là để trong vùng vấn thực hiện đợc việc cắt gọt chi
tiết. Giả sử điều chỉnh tốc độ động cơ theo hai vùng
điện áp và từ thông.
Giả sử
Pđm= Const màMđm= Mmax

Thì trong vùng giảm điện áp M = Const (KN) Mmax= Mmin).
Vïng ®iỊu chØnh tõ thông thì khi giảm suy ra tốc độ
tăng (KN) n) mà giữ nguyên dòngđiện I=Iđm và Mmax = Mtải
Vậy trong bản thuyết minh này em sử dụng điều
chỉnh tốc độ động cơ bằng phơng pháp điều chỉnh điện
áp phần ứng vì do quá trình quá độ từ thông lớn nên
ta không dùng điều chỉnh bằng phơng pháp thay đổi
từ thông nữa do đó ta tăng đợc năng suất của máy
Quá trình quá độ khởi động, hÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngm yêu cầu xảy ra
êm, tránh va đập trong bộ truyền với tốc độ tác động
cực đại.
2. truyền động ăn dao:

Truyền động ăn dao cũng có tính chất chu kỳ đặc
điểm nh sau: Mỗi truyền động ăn dao (KN) dao ®øng hay
dao hông) đều có chiều ăn daovaf lợng ăn dao riêng,
cũng có thể làm việc độc laapfzjtuyf theo công
nghệ. Mỗi truyền động hành trình kép của bàn thì

Sinh viên thiết kế

Lu Minh Trêng


truyền động ăn dao làm việc một lần. Thờng nó bắt
đầu làm việc khi bàn đợc đổi chiều và dừng lại khi
dao cắt sắp đi vào chi tiết. Truyền động bàn làm việc
ở chế độ xung với những máy làm việc trong chế độ
bình thờng. Máy cỡ trung thì số lần dịch chuyển lên
tới 1000 lần .

Cần phải có dải ®iÒu chØnh réng D = (KN) 60 90).
Cần phải linh hoạt chắc chắn khởi động, hÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngm
nhanh.
Truyền động ăn dao phải đảm bảo di chuyển nhanh.
Bàn dao máy bào giờng có 2 dao đứng và 2 dao hông, 2
dao đứng đợc dẫn từ động cơ xoay chiều và hộp giảm
tốc hệ thống trục vít đai ốc có thể dịch chuyển theo
chiều ngang hoặc đứng, 2 dao hông đợc dẫn từ động
cơ xoay chiều riêng riêng biệt ở chế độ riêng biệt đối
với dao đứng.
3. truyền động nâng hạ xà: Máy bào giờng có giá đỡ gọi
là xà ngang để đỡ giá dao vững chắc. Xà ngang đợc
dịch chuyển lên xuống dọc theo hai trục máy để điều
chỉnh khoảng cách giữa đầu ra và chi tiết gia công.
4. truyền động kẹp nhả xà:

Là truyền động đợc định vị chặt xà trên hai trục
của máy để gia công chi tiết hoặc nới lỏng xà để nâng
hạ dao, giá dao, truyền động đợc thực hiện nhờ động
cơ xoay chiều qua hệ thống cơ khí. Tác dụng của lực
nêm chặt bao nhiêu tuỳ ý do ta điều chỉnh chuyển
động với việc nâng hạ xà nh trên.
5. Bơm dầu:

Khi đóng cho bộ biến đổi làm việc thì bơm dầu
cũng làm việc lợng dầu trong máy bảo đảm thì rơle
áp lực mới hoạt động làm kín mạch cho chuyển động
bàn, áp lực cần thiết 2,5at. Hệ thống bơm dầu thực
hiện từ động cơ xoay chièu.
6. quạt gió:


Động cơ quạt gió là động cơ xoay chiều đảm bảo
cho truyền động bàn của động cơ không đồng bộ vợt
quá nhiệt độ cho phép.
V. các chỉ tiêu chất lợng điện của chuyển động chính:
- Có điều chỉnh tự động đảm bảo, có hạn chế

dòng và duy trì ở nức độ cực đại cho phép khi khởi
động cũng nh khi hÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngm hệ thống, yêu càu tác động
linh hoạt, chắc chắn, độ tin cậy cao.
- Động cơ một chiều dùng để truyền động có công
suất
P 70 KW và tốc độ n= 1500 vòng / phút.
- Phạm vi đièu chỉnh: D = 10/1.
- Sai lệch tÜnh cho phÐp:s1= 15%.

Sinh viªn thiÕt kÕ

Lu Minh Trêng


Kết luận
Máy bào giờng có quá trình công nghệ phức tạp,
nhiều truyền động phụ yêu cầu hệ thống truyền động
bàn có độ chính xác cao, thời gian quá độ lớn nhất để
đảm bảo năng suất của máy. Máy có thể gia công chi
tiết mới đảm bảo độ bóng khi gia công tinh. Các
truyền động bàn và truyền động ăn dao có thẻ làm ở
chế độ điều chỉnh hay chế độ tự động với trang thiết
bị hợp lý, hiện đại, máy bào giờng có thể làm việc đặt

đợc yêu cầu công nghệ phức tạp.

Sinh viên thiết kế

Lu Minh Trờng


phần II
chọn phơng án truyền động điện và
nguyên lý sơ đồ

a. khái niệm chung:
* nội dung:

Để thiết kế hệ thốn truyền động cho một đối tợng truyền động ta phải căn cứ vào đặc điểm công
nghệ của nó, căn cứ vào chỉ tiêu chất lợng mà đa ra
phơng án hợp lý. Với mỗi một đối tợng truyền động có
thể thực hiện bằng các truyền động khác nhau. Mỗi
phơng án đều có những u nhợc điểm của nó, nó chung
phơng án đa ra cần đảm bảo các yêu cầu của đối tợng
cần truyền động. Phải đảm bảo đợc các chỉ tiêu vỊ
mỈt kü tht cịng nh vỊ mỈt kinh tÕ, trong đó chỉ
tiêu kỹ thuật là quan trọng hàng đầu. Thông thờng
một hệ thống tốt hơn về mặt kỹ thuật cũng nh tốn
kém hơn về mặt kinh tế. Do vậy tuỳ thuộc yêu cầu
chất lợng và độ chính xác của sản phÈm ta cho chän
hƯ thèng trun ®éng ®iƯn nh»m ®a ra một hệ thống
đảm bảo yêu cầu mong muốn.

Sinh viên thiÕt kÕ


Lu Minh Trêng


* ý nghĩa:
Việc lựa chọn phơng án truyền động điện có ý

nghĩa rất quan trọng. Nó liên quan đến chất lợng sản
phẩm cũng nh ảnh hợng đến hiệu quả kinh tế của sản
xuất. Nếu nh la chọn đúng thì chúng ta có thể tăng
năng xuất làm việc, hạn chế đợc những hành trình
thừa, chất lợng sản phẩm sẽ tốt hơn, do đó hiệu quả
kinh tế sẽ cao hơn. Kết quả sẽ hoàn toàn ngợc lại nếu
ta lựa chọn không đúng và nó còn gây ra tổn thất
không ngờ tớc.
* phơng án lựa chọn:

Muốn chọn đợc hệ thống phù hợp với yêu cầu
chúng ta phải đa ra các phơng án có thể đáp ứng đợc
yêu cầu kỹ thuật sau đó đánh giá những u nhợc điểm
mà chọn cho hợp lý.
I. chọn phơng án truyền động điện:

Để thiết kế hệ thống truyền động điện ngời thiết
kế phải đa ra nhiều phơng án khác nhau. Rồi sau đó so
sánh các phơng án trên hai phơng diện kinh tế và kỹ
thuật để chọn ra phơng án tối u nhất. Phơng án tối u
nhất là phơng án đáp ứng đợc yêu cầu đề ra đồng thời
là phơng án đảm bảo về mặt kỹ thuật và chi phí thấp
nhất.

1. phân tích chọn động cơ cho truyền động:

Việc chọn động cơ một cách hợp lý có một vị trí
hết sức quan trọng trong công việc thiết kế hệ thống
truyền động điện động cơ đợc chọn phải thoả mÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngn
các điều kiện công nghệ yêu cầu, đồng thời phải thoả
mÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngn các yếu tố sao cho tổn hao ít, giá thành hạ, hoạt
động tin cậy, chi phí vận hành hàng năm nhỏ, lắp đặt
thay thế dễ, sửa chữa đơn giản, để chọn động cơ quay
chi tiết ta xét lần lợt các loại động cơ :
a) Động cơ không đồng bộ:
Đợc sử dụng rộng rÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngi trong thực tế, u điểm là cấu
tạo đơn giản, đặc biệt là loại rô to lồng sóc. So với
máy điện một chiều thì giá thành hạ vận hành tin cậy
trực tiếp dùng điện lới không cần dùng các thiết bị
biến đổi khác nhợc điểm là điều khiển và khống chế
các quá trình quá độ khó khăn, với động cơ lồng sóc
thì chỉ tiêu khởi động xấu hơn.
Phơng trình đặc tính cơ :

Tự
nhiên
Nhân
tạo

Sinh viên thiết kế

Lu Minh Trêng



3 Uf
M

R,2
s

2
,


R
2 
Trong ®ã :   R1    X nm  S
S  hiƯu dơng cđa ®iƯn áp pha sta

Uf : là giá
trị


to

R2, ,R1 : là điện trở rô to và sta to đÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia công quy đổi
S : hệ số trợt của động cơ
S

1
1

Xnm =X1 + X2 : là điện kháng ngắn mạch là tổng
trở của điện kháng tản sta to và rô to đÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia công quy đổi



R R
Uu
u 2 f .M
K
K

Mth
Xnm

Đặc tính của động cơ không đồng bộ
M

2 M th
S
S th



Sth

S th

R2
X nm

S

Nếu trong khoảng 0 S < Sth và nếu bỏ qua R1 ở

các động cơ cỡ lớn R1 << Xnm ta có phơng trình dạng
gần đúng :
Với
2
M S
M

3U ù
2 0 X nm

M

dm

S dm

Lúc này dạng đặc tính gần đúng là dạng đờng (KN) 1)
nếu tuyến tính hoá đoạn làm việc ở vùng định mức thì
dạng đờng đặc tính là đờng (KN) 2) thì phơng trình đặc
tính của nó là :
Với đờng đặc tính này ta có :


M dm
0 S dm

Nh vậy trên đoạn làm việc của đặc tính cơ của
động cơ không đồng bộ có giá trị (KN) -) gần nh không
đổi và khá cứng
Với đoạn S > Sth khi S > Sth bá qua Sth/S và phơng

trình đặc tính cơ sẽ là:
M

Sinh viên thiết kÕ

2 M th S th
S



2 M th .S th
 0 .S 2

Lu Minh Trêng


Trong đoạn này độ cứng (KN) +) và giá trị của nó
biến đổi vì vậy ngời ta không làm việc trên đoạn này.
b) Động cơ một chiều kích từ độc lập:
Đặc điểm chung của động cơ điện một chiều là
hoạt động tin cậy, có mô men lớn, điều chỉnh tốc độ
đơn giản hơn máy điện xoay chiều, nhng nhợc điểm là
giá thành đắt .
Động cơ điện một chiều gồm các loại kích từ song
song, kích từ độc lập và kích từ nối tiếp.
Với động cơ kích từ độc lập tức là điện áp phần
ứng và cuộn kích từ đợc lấy từ hai nguồn riêng rẽ
trong trờng hợp nguồn có công suất vô cùng lớn thì
có thể mắc cuộn kích thích song song với mạch phần
ứng lúc này ta có động cơ kích từ song song. Phơng

trình đặc tính cơ của động cơ là:
Với :
: tốc độ quay của phần ứng (KN) Rad/s )
Uu : điện áp phÇn øng (KN) V )
Ru , Rf : điện trở phần ứng và điện trở phụ
K , : hệ số và từ thông của động cơ, M : mô
men tải
Với động cơ một chiỊu kÝch tõ nèi tiÕp ta cã cn
d©y kÝch tõ đợc ghép nối tiếp với phần ứng. Phơng
trình đặc tính cơ của động cơ trong trờng hợp này
là :
Với :



A2
.B
M

A1 

Uu
K .C

A  A1  . K .C

B 

R
K .C


C : hệ số tỷ lệ
Nhìn vào đặc tính ta thấy động cơ một chiều kích
từ nối tiếp có đờng đặc tính mềm và độ cứng thay đổi
theo tải do đó thông qua tốc độ của động cơ ta có
thể biết đợc sự thay đổi của phụ tải, động cơ một
chiều kích từ nối tiếp có khả năng quá tải lín vỊ m«
men, do cn kÝch tõ nèi tiÕp vïng dòng phần ứng lớn
hơn định mức do đó mô men của nó tăng nhanh hơn sự
tăng dòng điện, nh vậy mức độ quá dòng nh nhau thì
động cơ kích từ nối tiếp có khả năng quá tải về mô
men và khả năng khởi động tốt hơn động cơ điện một
chiều kích từ song song, tuy vậy nó có nhợc điểm là
khi điều chỉnh dới tốc độ cơ bản ở vùng mô men định
mức thì công suất động cơ này phải chọn lớn hơn
trong trờng hợp kích từ độc lập khi làm việc ở chế độ
tốc độ cực đại .

Sinh viên thiÕt kÕ

Lu Minh Trêng


Đặc tính tự nhiên của động cơ một chiều kích từ
độc lập và đặc tính tự nhiên và nhân tạo của động cơ
một chiều kích từ nối tiếp.
c) Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ:
Đợc sử dụng trong các động cơ có công suất
trung bình và lớn có yêu cầu ổn định tốc độ cao, thờng dùng cho các máy bơm, quạt gió có u điểm tốc độ
cao và = .ở chế độ M< Mđm động cơ làm việc với hệ số

cos cao, hiệu suất lớn làm việc có độ tin cậy cao. Phơng trình đặc tính cơ có dạng :


2f
P

Nhợc điểm của động cơ không đồng bộ là mở máy
phức tạp
Các phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ :
Với động cơ điện 1 chiều :
Việc điều chỉnh động cơ dễ dàng nhất ta có thể
điều khiển điện áp phần ứng, từ thông, bộ biến đổi đơn
giản có thể dùng bộ biến đổi có điều khiển hoặc cồng
kềnh hơn là máy phát động cơ dùng hệ thống này có u điểm là hoạt động tin cậy, bộ điều khiển đơn giản
(KN) nÕu dïng bé biÕn ®ỉi van ) giá thành bộ biến đổi thấp,
điều chỉnh tốc độ dễ dàngvà có thể điều chỉnh trên
toàn bộ giải điều chỉnh.
Đặc tính điều chỉnh của động cơ 1 chiều nh sau :
H×nh 3
H×nh 4
(KN) H-3) là đặc tính điều chỉnh điện áp phần ứng
(KN) H-4) là đặc tính điều chỉnh từ thông động cơ
Với động cơ rô to lồng sóc:
Để phù hợp với yêu cầu công nghệ thì ta chỉ dùng
phơng pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi f
nguồn cung cấp mục đích là để thay đổi tốc độ lý tởng trong phơng pháp này thì giá thành của bộ biến
đổi cao và có kết cấu phøc t¹p (KN) theo quy luật điều áp
khi điều tần ) nếu dùng các máy phát kiểu biến tần
(KN) biến tần quay ) thì hiệu suất thấp và hệ thống cồng


Mdm

Sinh viên thiết kế

Đặc tính cơ bản

Lu Minh Trêng


kềnh nếu dùng bộ biến tần tĩnh thì do sự không sin
của điện áp nên có nhiều sóng hài bậc cao đi vào mạch
động cơ làm nóng lõi thép .
Đặc tính điều khiển của động cơ nh hình vẽ :
Điều khiển điện áp phần ứng
Điều chỉnh bằng cách thay
đổi điện trở rô to
Với máy điện không đồng bộ rô to dây cuốn, ta
có thể dùng phơng pháp thay đổi điện trở mạch phần
ứng để thay đổi tốc của nó. Ưu điểm là kết cấu bộ biến
đổi rất đơn giản nhng nó có nhợc điểm là ở vùng tốc
độ thấp do hệ số trợt S lớn nên gây tổn hao nhiều.
Ps = Pđt . S
Với máy đồng bộ thì bộ biến đổi cũng là bộ biến
tần, nên hệ thống cũng phức tạp và đắt tiền nh bộ
biến đổi của động cơ Rôto lồng sóc. Mặt khác do công
nghệ là yêu cầu có chất lợng cao nếu sử dụng máy
điện đồng bộ thì thời gian mở máy sẽ lâu và tốn nhiều
thời gian nh vậy thì năng suất lao động không cao.
Nh vậy để thoả mÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngn yêu cầu công nghệ của máy
bào giờng ta sử dụng động cơ 1 chiều kích từ độc lập

là hợp lý nhất vì nó có các u ®iĨm vỊ ®iỊu chØnh tèc
®é dƠ dµng vµ dƠ tù động hoá.
2. phân tích Chọn phơng án điều chỉnh tốc ®é ®éng c¬ :

Víi ®éng c¬ 1 chiỊu khi dïng phơng pháp điều
chỉnh từ thông, thì điện áp phần ứng đợc giữ nguyên
bằng định mức do đó đặc tính thấp nhất trong vùng
điều chỉnh chính là đặc tính có U đm và đm gọi là đặc
tính cơ bản tốc độ lớn nhất trong giải điều chỉnh từ
thông bị hạn chế bởi khả năng chuyển mạch của cổ
góp xấu đi do vậy để đảm bảo điều kiện chuyển mạch
bình thờng thì ta cần phải giảm dòng I cho phép kết
quả là Mcp trên trục động cơ giảm rất nhanh ngay cả
khi giữ nguyên I thì khi giảm , mô men cũng giảm rất
nhanh, nh vậy để giữ cho I không đổi thì trong toàn
giải điều chỉnh mô men cũng giảm rất nhanh.
Nh vậy để thoả mÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngn điều kiện công nghệ là M c =
const trong toàn bộ giải điều chỉnh thì động cơ cần
chọn phải có công suất lớn hơn công suất định mức D
lần với D là khoảng điều chỉnh, với máy bào giờng D
=10/1 do vậy công suất động cơ cần chọn lớn 10 lần so
với công suất định mức do vậy gây lÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia côngng phí.
Phơng pháp điều chỉnh mạch phần ứng
Xuất phát từ phơng trình:
Eb
Rb - Rđ
=
I
K đm
K đm

Ta thấy khi thay đổi Eb thì tốc độ không tải lý tởng thay đổi do đm không đổi trong toàn bộ giải

Sinh viên thiết kế

Lu Minh Trờng


điều chỉnh nên M của động cơ cũng không đổi và đặc
tính cơ cũng không thay đổi độ cứng.
Mccp = K . đm . Iđm
Nh vậy phơng pháp này tiết kiệm nhất vì động cơ
đÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia công chọn phù hợp trong toàn giải điều chỉnh và bằng
giá trị định mức, điều này cho phép động cơ làm việc
đầy tải ở mọi điểm của vùng điều chỉnh.
Nh vậy ta chọn phơng án điều chỉnh điệp áp mạch
phần ứng vì các u điểm mà ta đÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia công nêu.
3. phân tích Chọn bội biến đổi:

Theo phơng pháp điều chỉnh tốc độ đÃi. Trong các máy cơ khí, nó dùng để gia công chọn ở trên
ta cần phải có điện áp một chiều, điều chỉnh đợc, đảo
dấu đợc, mà ở đây ta chỉ có điện áp xoay chiều vì vậy
ta chỉ có thể dùng các bộ biến đổi điện áp xoay chiều
thành điện áp một chiều. Sau đây ta lần lợt xét các
bộ biến đổi với các u khuyết điểm của nó.
a) Hệ thống máy phát động cơ ( F- Đ):
Sơ đồ nguyên lý:
+ Nguyên lý điều chỉnh.

CKF


F

Đ

CKĐ

Tự nhiên

Uktf
M

HÃm ng ợc

Khi thay đổi trị số Rk ta có dòng kích từ thay đổi
do tốc độ của động cơ không đổi, do tốc độ của máy
phát không đổi nên điện áp do máy phát phát ra thay
đổi do đó làm thay đổi tốc độ động cơ
Phơng trình đặc tính cơ của hệ thống là:
KF . F .
RF + RĐ
=
K . đ
(KN) K . đ)2
PN
Trong đó KF =
gọi là hệ số cấu tạo của máy
phát
2 a
eF = KF . F . F là Sđđ của máy phát
RF là điện trở phần ứng của máy phát

RĐ là điện trở phần ứng của động cơ
Đ là từ thông của động cơ.
- Đặc tính điều chỉnh của hệ thống nh hình vẽ các
đặc tính cơ nằm // với nhau và có độ cứng không đổi:

Sinh viên thiÕt kÕ

Lu Minh Trêng


(KN) Kđ)2
=
RĐ + RF
ứng với mỗi giá trị của IkF ta có 1 đờng đặc tính
với tốc độ không tải lý tởng khác nhau.
Đặc tÝnh ®iỊu chØnh cđa hƯ thèng (KN) F
- Đ)
Nhận xét:
Ưu điểm của hệ thống: đờng đặc tính cơ mềm hơn
đờng đặc tính cơ tự nhiên, nhng vẫn khá cứng và có
độ cứng không đổi trong toàn giải điều chỉnh. tính
linh hoạt cao, có thể làm việc ở các chế độ khác
nhau, dễ dàng điều chỉnh vô cấp, tuổi thọ cao.
Nhợc điểm của bộ biến đổi động cơ là cồng kềnh
yêu cầu nền móng đặt máy chắc chắn hiệu suất nhỏ,
tiếng ồn lớn.
b) Hệ thống Tiristor động cơ(T-Đ):
Các van T1, T2, T3, T4, là các van có điều khiển, Đ là
động cơ 1 chiều kích thích độc lập, L là cuộn kháng
san bằng để cải thiện hình dáng dòng một chiều.

Các van T1,2,3,4 chỉ mở khi có điện áp thuận Uđk > 0 và
các xung dơng đa vào cực điều khiển, do đó ta có thể
thay đổi thời điểm mở Tiristo bằng cách thay đổi thời
T1

T3

T4

T2

L

BA

Đ

điểm phát xung nh vậy ta sẽ thay đổi đợc điện áp đầu
ra của bộ biến đổi dẫn đến thay đổi đợc tốc độ của
động cơ, ở chế độ dòng liên tục ta có phơng trình đặc
tính cơ của hệ thống là:
Eđm . cos
=

Rb + R
-

K

.M

(KN) K)

2

TN

M

Sinh viªn thiÕt kÕ

Lu Minh Trêng


Khi thay ®ỉi gãc ®iỊu khiĨn  tõ (KN) 0  ) S®® chØnh
lu thay đổi từ Eb - Eb ta đợc họ đặc tính cơ ở 1/2 mặt
phẳng tọa (KN) do các van không dẫn dòng ngợc)
Đặc tính có của hệ thống mềm hơn đặc tính cơ tự
nhiên vì giá trị Rb khá lớn.
Nhận xét: Bộ biến đổi van là bán dẫn nên nó có
những đặc tính tốt của các thiết bị bán dẫn thể hiện ở
chỗ độ tác động nhanh (KN) độ nhạy cao) tổn thất ít, nó
là bộ biến đổi tĩnh nên làm việc không gây tiếng ồn,
không yêu cầu các nền móng kích thớc trọng lợng
nhẹ, gọn, nhờ dùng các van có điều khiển mà hệ thống
có hệ số khuyếch đại lớn nên dễ tự động hoá hệ thống
này, mở rộng phạm vi điều chỉnh, nâng cao độ cứng
của đặc tính cơ.
Nhợc điểm của hệ thống: Hệ thống dùng mạch
điều khiển tơng đối phức tạp điện áp ra có dạng đập
mạch

* Kết luận: Qua phân tích trên ta thấy bội biến
đổi Tiristor - Động cơ (KN) T - §) cã u điểm hơn cả, vì hệ
thống gọn nhẹ, chắc chắn, phạm vi điều chỉnh rộng, độ
tin cậy cao suy ra hệ thống phù hợp với yêu cầu công
nghệ của máy bào giờng. Vì vậy ta chọn bộ biến đổi
Tirristor - động cơ (KN) T-Đ) làm bộ biến đổi cho truyền
động máy bào gờng.
4. phân tích chọn sơ đồ bộ biến đổi t-đ:

Các linh kiện bán đẫn đợc thiết kế theo hai sơ đồ,
sơ đồ hình tia và sơ đồ hình cầu đợc thực hiện việc
cung cấp điện cho các động cơ nh hình II -1 và hình II-2
iA

A

iB

B

ic
C

T1 iT1

BA

*

.

.
.

*

a i
a

*

*

b ib

*

*

T2 iT2
T3 iT3

c i
c

.

Hình II-1

iT1
T1


.

.i *
B . *
i
C . *
A

iA

BA

B

c

Sinh viên thiết kế

Hình II-2

*
*
*

.

.

iT3

iT5
CKĐ
T3
T

.. .

.

T4

.T . .T

iT4

iT6

.

6

.
.

5

§

CK§


Lu 2Minh Trêng
iT2

.


- Sơ đổ hình tia đơn giản, số van ít hơn hai lần so
với sơ đồ chỉnh lu
hình cầu 3 pha đối xứng. Sơ đồ hình tia 3 pha có sụt áp
và tổn thất công suất chỉ trên 1 van nên ít hơn so với
sơ đồ hình cầu (KN) sơ đồ hình cầu có sụt áp và tổn thất
công suất trên hai van) tỉn thÊt do cïng dÉn cịng Ýt
h¬n so víi s¬ đồ hình cầu.
- Sơ đồ hình cầu có điện áp ngợc đặt lên nhỏ hơn 2
lần so với sơ đồ hình tia, do đó cấp điện áp yêu caauf
đối với van nhỏ hơn. Sơ đồ hình cầu chỉ cần điện áp
nguồn nhỏ hơn 2 lần so với sơ đồ hình tia, các nguồn
lấy ở đầu ra cuộn thứ cấp máy biến áp do đó thứ cấp
máy biến áp có số vòng dây ít hơn hai lần (KN) tuy nhiên
dây có tiết diện to hơn) so với máy biến áp cung cấp
điện cho sơ đồ hình tia.
- Sơ đồ hình cầu cho dạng điện áp và dòng chỉnh lu tốt hơn với độ nhấp nháy ít hơn, cuộn kháng lọc ở
sơ đồ hình tia phải có yêu cầu phần này lớn hơn. Từ
những u nhợc điểm trên ta thấy sơ đồ hình cầu 3 pha
đối xứng có u điểm hơn so với sơ đồ hình tia 3 pha. Tuy
sơ đồ hình cầu số van Tiristor nhiều hơn song tiristor
ở sơ đồ hình cầu chọn ở cấp điện áp bằng một nửa cấp
điện áp của tiristor ở sơ đồ hình tia. Đặc biệt diện áp
ra của sơ đồ hình cầu tốt hơn hẳn điện áp ra của sơ
đồ hình tia.

* Vì vậy trong bản thuyết minh này em chọn sơ đồ
bộ biến đổi hình cầu 3 pha đối xứng cho truyền động
máy bào giờng.
- Việc điều khiển các bộ biến đổi hình tia hoặc
hình cầu để phù hợp với yêu cầu công nghệ là nhất
quan trọng. Hiện nay ngời ta thờng sử dụng 2 phơng
pháp điều khiển là điều khiển chung(KN) hay điều khiển
phụ thuộc) và điều khiển riêng(KN) hay cßn gäi điều khiển
độc lập).
Phơng pháp điều khiển chung:
Là cả hai bộ biến đổi đều có xung mở, một bộ làm
việc ở trạng thái trao đổi năng lợng còn một bộ làm
việc ở trạng thái trờ phơng pháp này có các đặc tính
cơ của hệ thống ở chế độ đông và chế độ tính rất tốt,
nhng nó lại làm xuất hiện dòng cân bằng nên tiêu tán
năng lợng vô ích, và luôn tồn tại do đó cần phải có
cuộn kháng san bằng để làm giảm dòng cân bằng với
sơ đồ hình cầu 3 pha mắc song song ngợc thì cần phải
có 4 cuộn kháng san bằng.
Phơng pháp điều khiển riêng:

Sinh viªn thiÕt kÕ

Lu Minh Trêng


Xung điều khiển đa vào van một cách riêng rẽ để
loại trừ tổ van nào thì ta ngừng cung cấp xung cho
tổ van ấy, nghĩa là bộ biến đổi này làm việc thì bộ
biến đổi kia không làm việc (KN) hay nghØ). Do vËy dùng

phơng pháp này không xuất hiên dòng cân bằng song
đi theo nó là một mạch logic. Tuy nhiên đặc tính đảo
chiều của nó không tốt bằng phơng pháp điều khiển
chung và để đảm bảo đảo chiều an toàn thì cần phải
có 1 khoảng thời gian trễ để dòng qua tổ van đang
làm việc giảm về = 0 thì nó mớ cho tổ van thứ hai mở.
Với u điểm làm việc an toàn, không có dòng cân
bằng giữa các bộ biến đổi, tuy cần phải có một khoảng
thời gian trễ (KN) kho¶ng thêi gian này đảm bảo bởi các
xung có độ rộng không đổi ). Vậy ta chọn phơng pháp
điều khiển riêng (KN) hay còn gọi điều khiển độc lập) để
điều khiển truyền động điện cho máy bào giờng.
5. chọn thiết bị phụ cho bộ biến đổi:

- Máy biến áp động lực: Dùng để cung cấp điện áp
phù hợp với bộ biến đổi.
- Cuộn kháng san bằng: Dùng để lọc thành phần
sóng hài bậc cao của điện áp ra bộ biến đổi.
- Mạch R-C: Dùng để bảo vệ qua áp cho các van
tiristor trong quá trình chuyển mạch.
- áptômát AB: Dùng để đóng, cắt điện và bỏ vệ sự
cố cho máy biến áp.
- Công tắc tơ: Dùng để đóng ngắt cho bộ biến đổi.
Từ các thiết kế ở trên ta đợc sơ đồ mạch động lực nh
hình II-3.
6. giới thiệu mạch động lực:

Sơ đồ nguyên lý mạch động lực đợc biểu diến nh
hình II-3 mạch động lực sử dụng các thiết bị có chức
năng và nhiệm vụ nh sau.

- Đ: là Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập. Nhiệm
vụ biến điện năng thành cơ năng truyền động cho
phụ tải yêu cầu.
- CKĐ: Là cuộn dây kích từ của động cơ Đ, có chức
năng cung cấp từ thông kích từ cho động cơ 1 chiều
kích từ độc lập Đ.
T1T T6T: Là các tiristor chức năng biến đổi nguồn điện
xoay chièu thành nguồn một chiều (KN) có thể thay đổi đợc chỉ số) để cung cấp cho động cơ Đ, phục vụ cho
động cơ quay thuận.
- T1N T6N: Là các tiristor phục vụ cho động cơ Đ
quay theo chiều ngợc.

Sinh viên thiÕt kÕ

Lu Minh Trêng


SƠ Đồ NGUYÊN Lý MạCH Động lực

380.v

BA

AB

K

K

K


ia
ib
ic

TI

PT1T

PT2T

PT3T

T1T

T4T

T3T

T6T

T5T

T2T

C1

R1

C4


R4

C3

R3

C6

R6

C5

R5

C2

R2

T4N

T1N

T6N

T3N

T2N

T5N

H
RH
KH

Đ

Sinh viên thiết kế

CKĐ
FT

Lu Minh Trêng