Thạc Sĩ Nghiên cứu nâng cấp truyền động bàn ăn dao máy phay vạn năng ở trường Cao đẳng Kinh tế – Kỹ thuật Đạ

1. Lý do lựa chọn đề tài

PHẦN MỞ ĐẦU


Điều khiển số được đưa vào chương trình giảng dạy trong các thập kỷ gần đây, vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng điều khiển số vào việc cải tạo và nâng cấp hệ truyền động cũ là rất cần thiết.
Việc thay thế hệ truyền động số cho hệ truyền động cũ của truyền động bàn ăn dao máy phay ở trường Cao đẳng Kinh tế kỹ thuật cho đến nay chưa được thực hiện vì vậy việc đi sâu nghiên cứu và ứng dụng điều khiển số vào việc cải tạo nâng cấp máy phay vạn năng ở trường này có một ý nghĩa thực tiễn.
Trong khuôn khổ của khóa học cao học, chuyên ngành Tự động hóa tại trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, được sự tạo điều kiện giúp đì của nhà trường và đặc biệt là sự chỉ bảo giúp đì của PGS – TS. Vâ Quang Lạp, em đã lựa chọn đề tài tốt nghiệp của mình là “Nghiên cứu nâng cấp truyền động bàn ăn dao máy phay vạn năng ở trường Cao đẳng Kinh tế – Kỹ thuật Đại học Thái Nguyên”. Trong quá trình thực hiện đề tài, mặc dù đã cố gắng xong có thể vẫn còn một vài khiếm khuyết kính mong Hội đồng khoa học và độc giả bổ xung đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn.


MỤC LỤC



Trang

Lời cam đoan 01

Phần mở đầu 05

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY PHAY 08

1.1. Lý thuyết chung 08

1.1.1. Đặc điểm công nghệ 08

1.1.2. Các chuyển động trên máy phay 08

1.1.3. Đặc tính phụ tải của chuyển động chính và chuyển động bàn máy 09

1.1.3.1. Chuyển động chính 09

1.1.3.2. Chuyển động bàn máy 09

1.1.4. Điều chỉnh tốc độ và ổn định tốc độ 09

1.1.4.1. Điều chỉnh tốc độ 09

I.1.4.2. Ổn định tốc độ 11

1.2. Phân tích mạch điện máy phay đứng 6P13Б ở trường 11

Cao đẳng Kinh tế – Kỹ thuật

1.2.1. Sơ đồ mạch điện 11

1.2.2. Nguyên lý làm việc 12

1.3. Sự cần thiết phải cải tạo nâng cấp truyền động bàn ăn dao máy phay 15

6P13Б ở xưởng trường Cao đẳng Kinh tế – Kỹ thuật

Chương 2. PHÂN TÍCH SO SÁNH CÁC PHưƠNG ÁN CẢI TẠO 17

NÂNG CẤP TRUYỀN ĐỘNG BÀN MÁY PHAY

2.1.Hệ điều khiển biến tần động cơ không đồng bộ ba pha 17

2.1.1.Điều khiển tần số trượt 17

2.1.2.Điều khiển vector biến tần động cơ ba pha 19

2.1.2.1.Mô tả động cơ không đồng bộ 3 pha dưới dạng các đại lượng vector

không gian 19

2.1.2.2.Qui đổi các đại lượng điện của động cơ không đồng bộ từ hệ

vector(a,b,c) về hệ tọa độ cố định trên Stato ( , ) 23

2.1.2.3.Qui đổi các đại lượng điện của động cơ không đồng bộ 3 pha từ

hệ tọa độ cố định trên Rotor (x,y) về hệ tọa độ cố định trên Stato (

, ) . 26


2.1.2.4. Qui đổi các đại lượng điện của động cơ không đồng bộ 3 pha từ


hệ tọa độ cố định trên Stato (


, ) về hệ tọa độ cố định trên Rotor (d,q) 28


2.1.2.5.Cơ sở để định hướng từ thông trong hệ tọa độ tựa theo

từ thông Rotor (d,q) 33

2.2.Hệ thống Thyristor - Động cơ 36

2.2.1.Sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn định và đường đặc tính tĩnh 37

2.2.2.Chất lượng động của hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín 39

2.2.2.1.Mô hình toán học trạng thái động 39

2.2.2.2.Phân tích quá trình khởi động 40

2.2.2.3.Tác dụng của hai bộ điều chỉnh 42

Chương 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG SỐ CHO

TRUYỀN ĐỘNG BÀN ĂN DAO MÁY PHAY 43

3.1.Cơ sở để xây dựng hệ truyền động số cho truyền động bàn máy phay 43

3.1.1.Khối biến đổi tương tự – số (A/D) 45

3.1.2.Khối biến đổi số – tương tự (D/A) 48

3.1.3.Bộ PID số 49

3.2.Phân tích và tổng hợp hệ điều khiển số 51

3.2.1.Xét ổn định hệ thống 51

3.2.1.1.Cấu trúc hệ điều khiển của hệ thống 52

3.2.1.2.Tổng hợp hệ thống 52

3.2.2.Ổn định hệ thống 58

3.2.2.1.Độ ổn định của mạch vòng dòng điện 58

3.2.2.2.Ổn định của mạch vòng tốc độ 59

3.2.3.Khảo sát ổn định hệ thống cụ thể 61

3.2.3.1.Ổn định mạch vòng dòng điện 61

3.2.3.2. Ổn định mạch vòng tốc độ 67

3.2.4.Chất lượng của mạch vòng dòng điện và mạch vòng tốc độ 71

3.2.4.1.Mạch vòng dòng điện 71

3.2.4.2. Mạch vòng tốc độ 87

3.3.Thiết kế phần cứng hệ điều khiến T – D số cho truyền động bàn 103

3.3.1.Tiêu chuẩn lựa chọn 103

3.3.2.Các họ vi xử lý thông dụng 104

3.3.3.Các bộ vi điều khiển thông dụng 104

3.3.4.Các bộ xử lý tín hiệu số 105

3.3.4.1.Bộ điều khiển số được xây dựng từ bộ vi xử lý 105

3.3.4.2.Bộ điều khiển số được xây dựng từ máy tính thông qua

CARD ghép nối 114

Kết luận chung và hướng phát triển của đề tài 129

Tài liệu tham khảo 130