1. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 1
Lêi nãi ®Çu.
Ngµy nay m¸y c¾t gät kim lo¹i ®Æc tr­ng cho c¸c ngµnh c¬ khÝ chÕ t¹o m¸y,
gia c«ng kim lo¹i...cã mét vai trß rÊt to lín trong lÜnh vùc s¶n xuÊt cña nÒn kinh
tÕquèc d©n, c¬ khÝ ho¸ cã liªn quan chÆt chÏ ®Õn ®IÖn khÝ ho¸ vµ tù ®éng ho¸.
D­íi t¸c ®éng cña khoa häc kü thuËt hiÖn ®¹i ®èi víi c¸c lo¹i m¸y mãc nãi
chung, ®èi víi m¸y c¾t gät kim lo¹i nãi riªng ngµy cµng ®­îc cho phÐp ®¬n gi¶n
vÒ kÕt cÊu c¬ khÝ cña m¸y s¶n xuÊt vµ gi¶m nhÑ c­êng ®é lao ®éng. M¸y c¾t gät
kim lo¹i ®­îc dïng ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt kim lo¹i b»ng c¸ch hít c¸c líp kim
lo¹i thõa, ®Ó sau khi gia c«ng c¸c chi tiÕt cã h×nh d¸ng gÇn ®óng yªu cÇu (gia
c«ng th«) hoÆc tho¶ m·n hoµn toµn yªu cÇu ®Æt hµng víi ®é chÝnh x¸c nhÊt ®Þnh
vÒ kÝch th­íc vµ ®é bãng cÇn thiÕt cña bÒ mÆt gia c«ng (gia c«ng tinh). Cã thÓ
ph©n lo¹i m¸y c¾t kim läai nh­ sau:
-Tuú thuéc vµo qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ®Æc tr­ng bëi ph­¬ng ph¸p gia c«ng
d¹ng dao, ®Æc tÝnh chuyÓn ®éng v.v..., c¸c m¸y c¾t ®­îc chia thµnh c¸c m¸y c¬
b¶n: tiÖn, phay, bµo, khoan - doa, mµi vµ c¸c nhãm m¸y kh¸c nh­ gia c«ng r¨ng,
ren, vÝt v.v...
-Theo ®Æc ®iÓm cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, cã thÓ chia thµnh c¸c m¸y v¹n n¨ng
chuyªn dïng ®Æc biÖt. M¸y v¹n n¨ng lµ c¸c m¸y cã thÓ thùc hiÖn ®­îc c¸c
ph­¬ng ph¸p gia c«ng kh¸c nhau nh­ tiÖn, khoan, gia c«ng r¨ng..., ®Ó gia c«ng
c¸c chi tiÕt kh¸c nhau vÒ h×nh d¸ng, kÝch th­íc. C¸c m¸y chuyªn dïng lµ c¸c
m¸y dïng ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt cã cïng h×nh d¸ng nh­ng cã kÝch th­íc kh¸c
nhau. M¸y ®Æc biÖt lµ c¸c m¸y chØ dïng ®Ó thùc hiÖn gia c«ng c¸c chi tiÕt cã
cïng h×nh d¸ng kÝch th­íc.
-Theo kÝch th­íc vµ träng l­îng chi tiÕt gia c«ng trªn m¸y, cã thÓ chia m¸y
c¾t kim lo¹i thµnh c¸c m¸y b×nh th­êng ( träng l­îng chi tiÕt 100 10.103
kg),
c¸c m¸y cì lín ( träng l­îng chi tiÕt 10.103
 30.103
kg), c¸c m¸y cì nÆng (träng
l­îng chi tiÕt 30.103
 100.103
kg) vµ c¸c m¸y rÊt nÆng (träng l­îng chi tiÕt lín
h¬n 100.103
kg).
-Theo ®é chÝnh x¸c gia c«ng, cã thÓ chia thµnh m¸y cã ®é chÝnh x¸c b×nh
th­êng, cao vµ rÊt cao.
ViÖc t¨ng n¨ng suÊt m¸y vµ gi¶m gi¸ thµnh thiÕt bÞ cña m¸y lµ hai yªu cÇu
chñ yÕu ®èi víi hÖ thèng chuyÒn ®éng ®iÖn vµ tù ®éng ho¸ nh­ng chóng lu«n
m©u thuÉn nhau. Mét bªn ®ßi hái sö dông c¸c hÖ thèng phøc t¹p, mét bªn l¹i yªu
cÇu h¹n chÕ sè l­îng thiÕt bÞ chung trªn m¸y vµ sè thiÕt bÞ cao cÊp. VËy viÖc lùa
chän mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn vµ tù ®éng ho¸ cho thÝch hîp lµ mét bµi to¸n
khã.
§ù¬c s­ ®ång ý cña hai thÇy gi¸o NguyÔn V¨n LiÔn vµ Bïi Quèc Kh¸nh,
trong tµi liÖu thiÕt kÕ m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ nµy sÏ tr×nh bµy vÒ thiÕt kÕ

2. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 2
hÖ thèng truyÒn ®éng chÝnh cña m¸y bµo gi­êng 7210 cã c¸c sè liÖu ban ®Çu nh­
sau:
- Tèc ®é hµnh tr×nh thuËn ( tèc ®é c¾t ):
vthuËn= 40 m/phót
vnghÞch=75 m/phót
- Khèi l­îng bµn m¸y vµ chi tiÕt gia c«ng :
mb+mct = 900+800 =1700kg.
- B¸n kÝnh qui ®æi lùc c¾t :  = 0,028.
- HiÖu suÊt ®Þnh møc cña c¬ cÊu :  = 0,8.
- ChiÒu dµi hµnh tr×nh bµn : Lb= 2,8m
- Lùc c¾t Fz= 35kN .
Do thêi gian thùc hiÖn ng¾n vµ h¹n chÕ vÒ mÆt kiÕn thøc nªn trong tµi liÖu
thiÕt kÕ nµy kh«ng thÓ kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt. Em rÊt mong ®­îc sù chØ
dÉn cña c¸c thÇy c« gi¸o vµ nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp cña c¸c b¹n.
Sinh viªn
Lª Ngäc Thµnh Vinh.

3. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 3
Ch­¬ng I : Yªu cÇu c«ng nghÖ.
M¸y bµo gi­êng lµ lo¹i m¸y c«ng cô dïng ®Ó gia c«ng bÒ mÆt chi tiÕt.ChiÒu
dµi bµn m¸y cã thÓ tõ 1,5m ®Õn 2m.Tuú thuéc vµo chiÒu dµi bµn m¸y vµ lùc kÐo
cã thÓ chia m¸y bµo gi­êng lµm 3 lo¹i :
M¸y cì nhá: Lb< 3m , Fk = 30  50 KN
M¸y cì trung b×nh : Lb = 4  5m , Fk = 50  70 KN
M¸y cì lín : Lb > 5m , Fk > 70 KN
TruyÒn ®éng chÝnh cña m¸y bµo lµ truyÒn ®éng tÞnh tiÕn qua l¹i cña bµn
m¸y.Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc bµn m¸y di chuyÓn qua l¹i theo chu kú.Mçi chu kú
gåm hai hµnh tr×nh thuËn vµ ng­îc. Hµnh tr×nh ng­îc bµn m¸y ch¹y vÒ vÞ trÝ ban
®Çu kh«ng c¾t gät nªn gäi lµ hµnh tr×nh kh«ng t¶i. Cø sau khi kÕt thóc hµnh tr×nh
ng­îc th× bµn dao l¹i di chuyÓn theo chiÒu ngang mét kho¶ng gäi lµ l­îng ¨n
dao.TruyÒn ®éng phô lµ di chuyÓn nhanh cña xµ,bµn dao,n©ng ®Çu dao trong mét
hµnh tr×nh kh«ng t¶i.
§å thÞ tèc ®é tèi ­u cña m¸y bµo gi­êng
Ho¹t ®éng cña nã nh­ sau :
Gi¶ thiÕt bµn m¸y ®ang ë ®Çu hµnh tr×nh thuËn vµ ®­îc t¨ng tèc ®Õn tèc ®é
vo = 5  15 m/p ( tèc ®é vµo dao ) trong kho¶ng thêi gian t1. Sau khi ch¹y æn ®Þnh
víi tèc ®é vo trong kho¶ng thêi gian t2 th× dao c¾t vµo chi tiÕt (dao c¾t vµo chi tiÕt

4. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 4
víi tèc ®é thÊp ®Ó tr¸nh lµm søt chi tiÕt ). Bµn m¸y tiÕp tôc ch¹y víi tèc ®é æn
®Þnh vo cho hÕt thêi gian t2 th× t¨ng tèc ®é ®Õn vth ( tèc ®é c¾t gät ). Trong th¬×
gian t5 bµn m¸y chuyÓn ®éng víi tèc ®é vth vµ thùc hiÖn gia c«ng chi tiÕt. GÇn hÕt
hµnh tr×nh thuËn, bµn m¸y s¬ bé gi¶m tèc ®é ®Õn vo. Sau ®ã bµn m¸y ®¶o chiÒu
sang hµnh tr×nh ng­îc ®Õn tèc ®é vng,thùc hiÖn hµnh tr×nh kh«ng t¶i, ®­a bµn m¸y
vÒ vÞ trÝ ban ®Çu. GÇn hÕt hµnh tr×nh ng­îc bµn m¸y gi¶m tèc ®é s¬ bé ®Õn tèc ®é
vo, ®¶o chiÒu sang hµnh tr×nh thuËn, thùc hiÖn mét chu kú kh¸c.
Bµn dao ®­îc di chuyÓn b¾t ®Çu tõ thêi ®iÓm bµn m¸y ®¶o chiÒu tõ hµnh
tr×nh ng­îc sang hµnh tr×nh thuËn vµ kÕt thóc di chuyÓn tr­íc khi dao c¾t vµo chi
tiÕt.
Tèc ®é hµnh tr×nh thuËn vth ®­îc x¸c ®Þnh t­¬ng øng bëi chÕ ®é c¾t
vth=5  ( 75  120 )m/p.
§Ó t¨ng n¨ng suÊt cña m¸y,tèc ®é hµnh trïnh ng­îc chän lín h¬n tèc ®é
hµnh tr×nh thuËn : vng=k. vth=(2  3)vth
N¨ng suÊt cña m¸y phô thuéc vµo sè hµnh tr×nh kÐp trong mét ®¬n vÞ thêi
gian : n=l /Tck=l /(tth+tng) ;Tck : thêi gian cña mét chu k× lµm viÖc cña bµn m¸y.
tth,tng :Thêi gian bµn m¸y chuyÓn ®éng ë hµnh tr×nh thuËn vµ
ng­îc
L :ChiÒu dµi hµnh tr×nh cña bµn m¸y.
n =
tdcvngLktdcvngLvthL 

 /)1(
1
//
1
tdc :Thêi gian ®¶o chiÒu cña m¸y.
k : TØ sè gi÷a tèc ®é hµnh tr×nh ng­îc vµ thuËn.
Khi chän vth th× n¨ng suÊt phô thuéc vµo hÖ sè k vµ thêi gian ®¶o chiÒu
tdc.Khi t¨ng th× n¨ng suÊt cña m¸y t¨ng nh­ng khi k>3 th× n¨ng suÊt t¨ng kh«ng
®¸ng kÓ v× lóc ®ã thêi gian ®¶o chiÒu l¹i t¨ng.
NÕu chiÒu dµi bµn m¸y Lb>3m th× tdc Ýt ¶nh h­ëng ®Õn n¨ng suÊt mµ chñ yÕu
lµ k . Khi Lb nhá vth lín vth= 75  120 m/p th× tdc ¶nh h­ëng nhiÒu ®Õn n¨ng suÊt.
Do vËy mét trong nh÷ng ®IÒu chó ý khi thiÕt kÕ truyÒn ®éng chÝnh cña m¸y
bµo gi­êng lµ phÊn ®Êu gi¶m thêi gian qu¸ ®é. Mét trong nh÷ng biÖn ph¸p ®ã lµ
x¸c ®Þnh tØ sè truyÒn tèi ­u cña c¬ cÊu truyÒn ®éng cña ®éng c¬ ®Õn trôc lµm
viÖc,®¶m b¶o m¸y khëi ®éng víi gia tèc cao nhÊt.
Itu=
Jd
Jm
M
Mc
M
Mc
 2)(
M : Momen cña ®éng c¬ lóc khëi ®éng.
Mc :Momen c¶n trªn trôc lµm viÖc
Jm ,Jd :Momen qu¸n tÝnh cña m¸y vµ ®éng c¬.

5. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 5
NÕu coi Mc= 0 th×:
Itu=
Jd
Jm
Tuy nhiªn thêi gian qu¸ tr×nh qu¸ ®é kh«ng thÓ gi¶m nhá qu¸ ®­îc v× bÞ h¹n
chÕ bëi:
-Lùc ®éng ph¸t sinh trong hÖ thèng
-Thêi gian qu¸ tr×nh qu¸ ®é ph¶i ®ñ lín ®Ó di chuyÓn ®Çu dao.
1.2.C¸c yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng truyÒn ®éng m¸y bµo gi­êng
1.2.1.TruyÒn ®éng chÝnh.
Ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é truyÒn ®éng chÝnh lµ tØ sè gi÷a tèc ®é lín nhÊt vµ
thÊp nhÊt cña bµn m¸y.
D = vmax/vmin= vngmax/vthmin
Trong chÕ ®é x¸c lËp,®é æn ®Þnh tèc ®é kh«ng lín h¬n 5% khi phô t¶i thay
®æi tõ kh«ng ®Þnh møc ®Õn ®Þnh møc.
Qu¸ tr×nh qu¸ ®é khëi ®éng , h·m yªu cÇu x¶y ra ªm,tr¸nh va ch¹m trong bé
truyÒn víi t¸c ®éng cùc ®¹i.
HÖ thèng truyÒn ®éng lµ hÖ truyÒn ®éng cã ®¶o chiÒu quay.
1.2.2.TruyÒn ®éng ¨n dao.
TruyÒn ®éng ¨n dao lµm vÖc cã tÝnh chÊt chu k×,trong mçi hµnh tr×nh kÐp
lµm viÖc mét lÇn
Ph¹m vi ®iÒu chØnh l­îng ¨n dao D = ( 100  200)/1.
C¬ cÊu ¨n dao yªu cÇu lµm viÖc víi tÇn sè lín, cã thÓ ®¹t tíi 1000 lÇn/giê
HÖ thèng di chuyÓn ®Çu dao cÇn ph¶i ®¶m b¶o theo hai chiÒu c¶ ë chÕ ®é di
chuyÓn lµm viÖc vµ di chuyÓn nhanh.
TruyÒn ®éng ¨n dao cã thÓ thùc hiÖn b»ng nhiÒu hÖ thèng c¬ khÝ, ®iÖn khÝ,
thuû lùc, khÝ nÐn...Th«ng th­êng sö dông réng r·i hÖ thèng ®IÖn c¬ : ®éng c¬
®iÖn vµ hÖ thèng truyÒn ®éng trôc vÝt - ecu hoÆc b¸nh r¨ng - thanh r¨ng.

6. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 6
Ch­¬ng II : Ph©n tÝch vµ chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng.
§éng c¬ trong truyÒn ®éng chÝnh lµ lo¹i ®éng c¬ cã ®iÒu chØnh tèc ®é vµ
®¶o chiÒu quay. Nh­ vËy ®Ó thùc hiÖn truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng ta cã thÓ
cã hai ph­¬ng ¸n chÝnh sau ®©y:
Dïng hÖ truyÒn ®éng : Bé biÕn ®æi - ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã ®¶o chiÒu
quay
Dïng hÖ truyÒn ®éng : Bé biÕn ®æi - ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu cã ®iÒu chØnh
tèc ®é.
Sau ®©y ta sÏ ®i ph©n tÝch hai lo¹i truyÒn ®éng nµy tõ ®ã chän ra mét
ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng phï hîp.
2.1:HÖ truyÒn ®éng: Bé biÕn ®æi - ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.
§éng c¬ ®iÖn mét chiÒu thùc hiÖn ®¶o chiÒu b»ng hai nguyªn t¾c sau:
Gi÷ nguyªn chiÒu dßng ph¶n øng,®¶o chiÒu b»ng dßng kÝch tõ.
Gi÷ nguyªn chiÒu dßng kÝch tõ ,®¶o chiÒu dßng ph¶n øng.
2.1.1:HÖ thèng truyÒn ®éng m¸y ph¸t - ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.

7. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 7
HÖ thèng truyÒn ®éng nµy th­êng dïng cho m¸y cì trung b×nh
Lb= 3  5m,Fk= 50  70 KN.D¶i ®iÒu chØnh D= ( 6  8)/1.
¦u ®iÓm : HÖ thèng nµy kh«ng cã phÇn tö phi tuyÕn nªn cã ®Æc tÝnh tèt ,
linh ho¹t khi chuyÓn tr¹ng th¸i , kh¶ n¨ng qu¸ t¶i lín.
§iÒu chØnh ®éng c¬ ®­îc c¶ hai phÝa : §iÒu chØnh dßng kÝch tõ m¸y ph¸t F
vµ dßng kÝch tõ ®éng c¬ §.
Cã thÓ thùc hiÖn ®­îc c¸c chÕ ®é lµm viÖc :§éng c¬ , h·m t¸i sinh , h·m
®éng n¨ng vµ h·m ng­îc.
Nh­îc ®iÓm:
- Dïng nhiÒu ®éng c¬ nªn tèn kÐm chi phÝ l¾p ®Æt,g©y tiÕng ån
- M¸y ph¸t mét chiÒu cã tõ d­ nªn ®Æc tÝnh tõ ho¸ cã trÔ khã ®iÒu chØnh s©u
tèc ®é.
2.1.2:HÖ chØnh l­u Thyiristo - §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.
S¬ ®å hÖ thèng
Th­êng dïng cho m¸y cì nÆng Lb> 5m,Fk> 70KN. D¶i ®iÒu chØnh
D = (8  25 )/1.
¦u ®iÓm :
§é t¸c ®éng nhanh, kh«ng g©y tiÕng ån vµ ®Æc biÖt dÔ tù ®éng ho¸ do c¸c
van b¸n dÉn cã hÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt cao.
ThuËn tiÖn cho viÖc thiÕt lËp c¸c hÖ thèng tù ®éng ®iÒu chØnh nhiÒu vßng ®Ó
n©ng cao chÊt l­îng c¸c ®Æc tÝnh tÜnh vµ ®éng cña hÖ thèng.

8. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 8
Nh­îc ®iÓm :
Dïng c¸c van b¸n dÉn cã tÝnh phi tuyÕn nªn d¹ng ®iÖn ¸p chØnh l­u ra cã
biªn ®é ®Ëp m¹nh cao g©y tæn thÊt phô trong m¸y ®iÖn .Trong c¸c truyÒn ®éng
c«ng suÊt lín cßn lµm xÊu d¹ng ®iÖn ¸p cña nguån xoay chiÒu. HÖ sè cos thÊp.
2.2.HÖ truyÒn ®éng:Bé biÕn ®æi - §éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu.
HÖ truyÒn ®éng nµy dïng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha . Lo¹i ®éng c¬ nµy
®­îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp . Sù ph¸t trÓn cña c«ng nghÖ chÕ t¹o b¸n
dÉn c«ng suÊt vµ kü thuËt ®iÖn tö tin häc, ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha míi
®­îc khai th¸c hÕt c¸c ­u ®iÓm cña m×nh. Nã trë thµnh hÖ truyÒn ®éng c¹nh
tranh cã hiÖu qu¶ víi hÖ truyÒn ®éng chØnh l­u Thyristor - §éng c¬.

9. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 9
Ch­¬ng III : TÝnh chän thiÕt bÞ m¹ch lùc.
I. TÝnh chän ®éng c¬ truyÒn ®éng.
1.1. Phô t¶i truyÒn ®éng chÝnh.
Phô t¶i truyÒn ®éng chÝnh ®­îc x¸c ®Þnh bëi lùc kÐo tæng. Nã lµ 2 thµnh
lùc c¾t vµ lùc ma s¸t:
F K = F Z + F ms
F Z : lùc c¾t
F ms : lùc ma s¸t
a. ChÕ ®é lµm viÖc hµnh tr×nh thuËn .
F ms =  )( ctby mmF 
 : hÖ sè ma s¸t gê tr­ît , th­êng  =0,05 ®Õn 0,08. ë ®©y ta chän
 =0,075
zF4,0yF thµnh phÇn ¸p lùc lªn dao c¾t
bm : khèi l­îngbµn
ctm : khèi l­îng chi tiÕt
Ta cã:
F ms =0,075[0,4.3500+10(900+800)] = 2325
Do ®ã: F kth =F ms +F z = 35000 + 2325 =37325
b. ChÕ ®é kh«ng t¶i.
Khi lµm viÖc kh«ng t¶i, F y =F z = 0
Do ®ã F kng =F ms =0,075.10(900+800) = 1275
1.2. TÝnh chän ®éng c¬.
C«ng suÊt ®Çu trôc ®éng c¬ khi c¾t:
1,31
8,0.1000.60
37325.60
.1000.60
.


thth
th
VF
P (kw)
Trong ®ã V th =40m/ph lµ tèc ®é hµnh tr×nh thuËn
C«ng suÊt ®Çu trôc ®éng c¬ khi quay ng­îc kh«ng t¶i cã tèc ®é kh«ng t¶i
Vng =75m/ph lµ:
2
8,0.1000.60
75.1275
.1000.60
.


ngng
ng
VF
P (kw)
Do ®ã ph¶i chän ®éng c¬ cã P®m >Pttmax = 31,58
40
75
1,31 
th
ng
th
V
V
P (kw)

10. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 10
MÆt kh¸c , hÖ thèng ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng ®¨ chän lµ hÖ truyÒn ®éng ®éng
c¬ mét chiÒu dïng ph­¬ng ph¸p chØnh l­u. §ång thêi , trong thùc tÕ, ®Ó ®éng c¬
lµm viÖc an toµn , ng­êi ta ph¶i dù tr÷ mét hÖ sè an toµn cho ®«ng c¬:
Kat = 1,05 ®Õn 1,1
ë ®©y ta chän hÖ sè an toµn lµ: Kat= 1,1
Do ®ã: Ptt®c = 1,1.P®c =64,14(kw)
Nh­ vËy ta cã thÓ chän ®éng c¬ lo¹i: 112 cã c¸c th«ng sè:
P®m=70(kw) ; n®m =600 (vßng/phót) ; I®m =361(A) ;
R­ + Rcp = 0,0262 )( ;
Rcks=24( ) ; Ikt = 6,55(A) ; nmax = 1200 (vßng/phót) ;
Sè thanh dÈn t¸c dông cña phÇn øng 210;
Sè nh¸nh song song cña phÇn øng : 2;
Sè vßng d©y 1 cùc cña cuén song song : 750;
Tõ th«ng h÷u Ých cña 1 cùc : 48,8;
M« men qu¸n tÝnh cña phÇn øng : J = 18 kg.m2
;
Khèi l­îng cña ®éng c¬ : Q(kg) = 1370 (kg) ;
II.TÝnh to¸n thêi gian qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng cña m¸y
§å thÞ tèc ®é tèi ­u cña m¸y bµo gi­êng:
Thêi gian c¸c kho¶ng t1, t4, t6, t9, t10, t12, t14 ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng
thøc:
)12(  


McMqd
j
t
C¸c kho¶ng thêi gian t2, t3 ,t7, t8 ®­îc x¸c ®Þnh theo kinh nghiÖm vËn
hµnh. Chän t2=t3=t7=t8=0,2(s);
Trong ®ã: Mq® = (2 2,5) M®m lµ m« men ®éng c¬ trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é.
V
0
Vo
Vng
Vth
-Vo
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14

11. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 11
Tèc ®é bµn khi c¾t øng víi tèc ®é ch¹y ®Þnh møc cña ®éng c¬ ta cã b¸n kÝnh
quy ®æi lùc c¾t vÒ trôc ®éng c¬:

 thV

Vth = 40/60 = 0,667(m/s)
011,0
8,62
667,0
)/(8,62
60
600.14,3.2
60
2


  srad
n
§Ó cã  = 0,028 ta cã thÓ chän hép sè cã tû sè truyÒn i= 0,028/ 0,011=3
M« men phô t¶i cña ®éng c¬ khi ®· quy ®æi vÒ trôc cña ®éng c¬:
)(22,495
8,62
10.1,31 3
Nm
P
M
th
th
c 

Tèc ®é vµo dao th­êng chän Vo =10 (m/p) =10/60 =0,166 (m/s)
Do ®ã : 0 = 15,1 (rad/s)
M«men phô t¶i ®éng c¬ khi kh«ng c¾t ( hµnh tr×nh ng­îc):
ng Vng /  =113,64 (rad/s)
Mng = Png / ng 2000/113,64 = 17,6 (Nm)
M«men qu¸n tÝnh cña bµn m¸y quy ®æi vÒ trôc ®éng c¬
Jm = Jb + Jct (Bá qua m«men qu¸n tÝnh bé truyÒn)
Jm = (mb + mct ) .  .  =(900 + 800).0,011.0,011 = 0,201
M«men qu¸n tÝnh cña hÖ thèng:
J = Jm + Jd = 0,201 + 18 = 18,201 (kg.m2
)
Tõ ®å thÞ tèc ®é ta x¸c ®Þnh c¸c kho¶ng thêi gian
)(28,0
22,4957,1114.5,2
)7,278,62(201,18
)(
.5,2
)(18,0
7,1114.5,2
7,27.201,18
)(7,1114
60
600..2
10.70
04
01
3
s
MM
j
t
s
M
j
t
Nm
P
M
th
cdm
qd
dm
dm
dm













Trong kho¶ng thêi gian t6 momen qu¸ ®é cña ®éng c¬ ®· ®¶o chiÒu:
)(18,0
5,2
)(
)(195,0
22,4957,1114.5,2
)8,627,27(201,18
)(
5,2
0
9
06
s
M
J
t
s
MM
J
t
dm
th
cdm












§Ó tÝnh t5 ta t×m tæng chiÒu dµi hµnh tr×nh bµn trong c¸c ®o¹n qu¸ tr×nh qu¸
®é vµ di chuyÓn víi V0:

12. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 12
0
91
6
0
4
0
320
222
).(.2. V
tt
t
VV
t
VV
ttVtVL thth
iii






Do ®ã  Li = 0,3605
L5 = L-  Li = 2,8 – 0,3605= 2,4395(m)
Do ®ã ta cã thêi gian c¾t æn ®Þnh :
)(66,3
40
60.4395,2
Vth
5
5 s
L
t 
TÝnh c¸c kho¶ng thêi gi¶n trong qu¸ tr×nh ch¹y ng­îc:
)(508,1
75
60*885,1
);(885,1915,08,2
)(915,0
2/..2/).(2/.
)(18,0);(2,0
)(565,0
6,177,1114.5,2
)7,2764,113.(201,18
)(747,0
6,177,1114.5,2
64,113.201,18
11
14013012010
114213
12
10
stmLLL
m
tVtVtVVtVL
sttstt
st
st
ngng
ngngng











III .TÝnh chän bé biÕn ®æi
Do c«ng suÊt cña ®éng c¬ lín (>30kW) do ®ã ta ph¶i dïng chØnh l­u cÇu 3
pha
Ng­êi ta ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p trung b×nh cña t¶i b»ng c¸ch ®iÒu chØnh gãc më
 cña c¸c thyristor.
XÐt s¬ ®å cÇu 3 pha gåm 6 thyristor chia thµnh 2 nhãm:
Nhãm catot chung: T1 , T3 vµ T5 .
Nhãm anot chung: T4 , T6 vµ T2 .
§iÖn ¸p c¸c pha thø cÊp m¸y biÕn ¸p:
va = 2 U2sin
vb = 2 U2sin( -
3
2
)
ud
id
Va
Vb
Vc
T1 T3
T4 T6 T2
T5
Tai

13. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 13
vc = 2 U2sin( -
3
4
)
Gãc më  ®­îc tÝnh tõ giao ®iÓm cña c¸c nöa h×nh sinus.(H×nh II.2)
Utb
ig3
i4
ia
i1
ig1
ig2
Ud©y(max)
Ud
0 0
H×nh II.2.§å thÞ d¹ng sãng khi gãc më  nhá

14. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 14
Ho¹t ®éng cña s¬ ®å: Gi¶ thiÕt T5 vµ T6 ®ang cho dßng ch¶y qua. VF = vc ,
VG = vb .
Khi  = 1 =
6

+  cho xung ®iÒu khiÓn më T1. Tiristor nµy më v× va > 0.
Sù më cña T1 lµm cho T5 bÞ khãa l¹i mét c¸ch tù nhiªn v× va > vc . Lóc nµy T6 vµ
T1 cho dßng ch¶y qua. §iÖn ¸p trªn t¶i:
ud = uab = va - vb
Khi  = 2 =
6
3
+  cho xung ®iÒu khiÓn më T2. Tiristor nµy më v× khi T6
dÉn, nã ®Æt vb lªn anot T2. Khi  = 2 th× vb > vc . Sù më cña T2 lµm cho T6 bÞ
khãa l¹i mét c¸ch tù nhiªn v× vb > vc.
C¸c xung ®iÒu khiÓn lÖch nhau /3 ®­îc lÇn l­ît ®­a ®Õn cùc ®iÒu khiÓn cña
c¸c tiristor theo thø tù 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, ....Trong mçi nhãm, khi mét tiristor më
nã sÏ khãa ngay tiristor dÉn dßng tr­íc nã:
Thêi ®iÓm 1 =
6

+  më T1 khãa T5
Thêi ®iÓm 2 =
6
3
+  më T2 khãa T6
Thêi ®iÓm 3 =
6
5
+  më T3 khãa T1
Thêi ®iÓm 4 =
6
7
+  më T4 khãa T2
Thêi ®iÓm 5 =
6
9
+  më T5 khãa T3
Thêi ®iÓm 6 =
6
11
+  më T6 khãa T4
Gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p t¶i:
Ud = 








6
5
6
2 .sin.2
2
6
dU = 

cos
63 2U
(theo TL-1)
Gi¸ trÞ hiÖu dông cña dßng thø cÊp m¸y biÕn ¸p:
I2 = dI.
3
2
= 0.816.Id (theo TL-1)
Gi¸ trÞ hiÖu dông dßng s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p:
I1 =
m
I2
=
3
2
m
Id
(theo TL-1)
C«ng suÊt tÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p:

15. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 15
S =
2
21 SS 
(theo TL-1)
víi S1 = 3.U1.I1 = 1,047.Pd
S2 = 3.U2.I2 = 1,047.Pd
Thay sè liÖu vµo ta cã : S =
2
21 SS 
= 1,047.Pd
NhËn xÐt :
­§iÖn ¸p chØnh l­u cã sè l­îng xung gÊp ®«i so víi s¬ ®å chØnh l­u h×nh tia
3 pha.
­Sè van th­êng dung nhiÒu nªn sôt ¸p trªn c¸c van lµ ®¸ng kÓ, víi yªu cÇu
dßng t¶i nhá - ®iÖn ¸p chØnh l­u lín th× ta th­êng dïng s¬ ®å nµy.
Sö dông ®­îc hÕt c«ng suÊt biÕn ¸p.
3.1. TÝnh chän van :
 Gi¸ trÞ dßng trung b×nh ch¶y qua mçi van:
3
361
3
 d
vtb
I
I = 120,3 (A)
 Gi¸ trÞ dßng cùc ®¹i qua mçi van: Ivmax = Id = 361 (A)
 Gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ng­îc ®Æt lªn mçi van: Ungmax = 2,45.U2 = 2,45.100 = 245 (V)
Tõ nh÷ng tÝnh to¸n trªn, víi chÕ ®é lµm m¸t b»ng qu¹t giã th× c¸c th«ng sè
cÇn cña mçi van trong m¹ch chØnh l­u cÇu ba pha lµ:
 Ungt  1,6. Ungmax = 1,6 .245 = 392 (V)
 It  1,5. Imax = 1,5.361 = 541,5 (A)
Ta cã thÓ chän van T  -800 cña Liªn X«(cò) ®Ó chÞu ®­îc c¸c ®iÒu kiÖn
dßng vµ ¸p trong m¹ch. C¸c th«ng sè cña van ®­îc cho trong b¶ng sau:
Itb Utm U Toff Ig Ug
dt
di
dt
du
A V V s A V A/s V/s
800 300-600 1,3 20 1,5 4 150 200
3.2. TÝnh chän m¸y biÕn nguån
M¸y biÕn ¸p nguån dïng ®Ó t¹o ®iÖn ¸p U2 phï hîp víi ®iÖn ¸p ®éng c¬ vµ
c¸ch ly phÇn m¹ch lùc bé biÕn ®æi víi l­íi ®iÖn. M¸y biÕn ¸p c«ng suÊt cì chôc
kVA thuéc lo¹i m¸y biÕn ¸p c«ng suÊt nhá, sôt ¸p trªn ®iÖn trë t­¬ng ®èi lín
(kho¶ng 4%) cßn sôt ¸p trªn ®iÖn kh¸ng Ýt h¬n (kho¶ng 1,5%). §iÖn ¸p sôt trªn
hai thyristor nèi tiÕp kho¶ng 2V.
§iÖn ¸p chØnh l­u kh«ng t¶i: Udo = 220.1,055 + 2 = 234V
Gi¸ trÞ hiÖu dông ®iÖn ¸p thø cÊp m¸y biÕn ¸p (nèi /Y):

16. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 16
3
U
.
23
U do
2

 = 100 (V)
Tû sè m¸y biÕn ¸p: k =
100
380
U
U
2
1
 = 3,8
Dßng thø cÊp m¸y biÕn ¸p: I2 = dI.
3
2
= 294,75(A)
C«ng suÊt m¸y biÕn ¸p: P = 3.U2.I2 = 3.100.294,75 = 88,4 (kVA).
3.3. B¶o vÖ sù cè trªn hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn.
M¹ch b¶o vÖ ®­îc thiÕt lËp ®Ó ®¶m b¶o an toµn vµ tr¸nh g©y tæn thÊt cho
ng­êi vËn hµnh vµ thiÕt bÞ. Do vËy, quan ®iÓm khi x©y dùng m¹ch b¶o vÖ lµ ph¶i
cã biÖn ph¸p phßng chèng c¸c sù cè vµ c¸c tr¹ng th¸i lµm viÖc bÊt th­êng x¶y ra
nh¨mg h¹n chÕ tæn thÊt ë møc ®é thÊp nhÊt.
MÆt kh¸c, c¸c phÇn tö b¸n dÉn c«ng suÊt trong bé biÕn ®æi còng ph¶i ®­îc
b¶o vÖ chèng nh÷ng sù cè bÊt ngê, nh÷ng nhiÔu lo¹n nguy hiÓm nh­ ng¾n m¹ch
®Çu ra bé biÕn ®æi, qu¸ ®iÖn ¸p hoÆc qu¸ dßng ®iÖn qua van, qu¸ nhiÖt trong thiÕt
bÞ biÕn ®æi.
B¶o vÖ c¾t khÈn cÊp trªn m¹ch ®éng lùc: Nh­ ng¾n m¹ch ë bé biÕn ®æi hÖ
thèng truyÒn ®éng, mÊt kÝch tõ ®éng c¬, qu¸ tèc ®é, qu¸ dßng, qu¸ ®iÖn ¸p phÇn
øng, ®¸nh löa g©y ng¾n m¹ch ë vµnh gãp, ng¾n m¹ch mét sè vßng d©y cña m¸y biÕn
¸p nguån... M¹ch b¶o vÖ thùc hÖn c¾t khÈn cÊp b»ng c¸c thiÕt bÞ ®ãng c¾t truyÒn
thèng nh­ cÇu ch×, ¸pt«m¸t, r¬le.. kÕt hîp víi b¶o vÖ ë m¹ch ®iÒu khiÓn nh­ kho¸
thyristor, c¾t nguån nu«i, kho¸ c¸c bé ®iÒu chØnh...
ThiÕt bÞ b¶o vÖ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch bªn s¬ cÊp biÕn ¸p cña bé biÕn ®æi,
ng¾n m¹ch bªn phÝa thø cÊp cña biÕn ¸p nguån nh­ng n»m ngoµi bé biÕn ®æi,
ng¾n m¹ch bªn trong hÖ truyÒn ®iÖn (bé biÕn ®æi vµ ®éng c¬) sö dông cÇu ch×. §Ó
b¶o vÖ mÊt tõ th«ng, sö dông r¬le b¶o vÖ mÊt tõ th«ng. Sö dông r¬le b¶o vÖ qu¸
nhiÖt ®Ó b¶o vÖ qu¸ nhiÖt ®éng c¬, m¸y biÕn ¸p...
B¶o vÖ trong bé biÕn ®æi
a. B¶o vÖ qu¸ nhiÖt.
Khi thyristor ®­îc ®iÒu khiÓn më cho dßng ch¶y qua van, c«ng suÊt tæn thÊt
bªn trong sÏ ®èt nãng chóng, trong ®ã mÆt ghÐp lµ n¬i bÞ ®èt nãng lín nhÊt.
Ngoµi ra, qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch van còng g©y ra tæn thÊt ®iÖn n¨ng. Do c¸c thiÕt
bÞ b¸n dÉn nãi chung rÊt nh¹y c¶m víi nhiÖt ®é, mäi sù qu¸ nhiÖt ®é trªn van dï
chØ diÔn ra trong thêi gian ng¾n còng cã thÓ ph¸ háng van, nªn ®Ó b¶o vÖ qu¸
nhiÖt trªn van, ta sö dông c¸c biÖn ph¸p lµm m¸t c­ìng bøc. BiÖn ph¸p lµm m¸t
th«ng dông nhÊt lµ qu¹t kh«ng khÝ xung quanh c¸nh t¶n nhiÖt (lµm m¸t b»ng
giã). §èi víi thiÕt bÞ b¸n dÉn c«ng suÊt lín h¬n, ta cã thÓ cho n­íc trùc tiÕp ch¶y
qua c¸nh t¶n nhiÖt (lµm m¸t b»ng n­íc) hoÆc ng©m c¶ thiÕt bÞ b¸n dÉn vµo dÇu
biÕn thÕ.

17. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 17
Trong ®å ¸n nµy, viÖc thiÕt kÕ b¶o vÖ qu¸ nhiÖt cho thyristor thùc hiÖn b»ng
ph­¬ng ph¸p lµm m¸t c­ìng bøc b»ng giã víi hÖ sè b¶o vÖ qu¸ nhiÖt trªn van lµ
ki=1,5 vµ ku=1,6.
b. B¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p trªn van.
§Ó b¶o vÖ qu¸ ¸p trªn van, ta sö dông m¹ch RC, b¶o vÖ tõng thyristor: M¹ch
®Êu song song víi van dïng ®Ó b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p do c¸c nguyªn nh©n néi t¹i
g©y ra – sù tÝch tô ®iÖn tÝch trong líp b¸n dÉn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña van
sÏ t¹o ra dßng ®iÖn ng­îc khi kho¸ van trong kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n, do ®ã
lµm xuÊt hiÖn suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng rÊt lín trªn c¸c ®iÖn c¶m ®­êng d©y nèi.
M¹ch RC ®Êu gi÷a c¸c nguån pha dïng ®Ó b¶o vÖ qu¸ ¸p do c¸c nguyªn nh©n
bªn ngoµi mang tÝnh ngÉu nhiªn – hiÖn t­îng sÊm sÐt, mét cÇu ch× b¶o vÖ bÞ
nh¶y, c¾t kh«ng t¶i m¸y biÕn ¸p... C¸c trÞ sè linh kiÖn b¶o vÖ ®­îc chän dùa vµo
c¸c trÞ sè kinh nghiÖm: C = 1F vµ R = 1K.
S¬ ®å b¶o vÖ m¹ch chØnh l­u cÇu ba pha cã ®Çy ®ñ c¸c phÇn tö b¶o vÖ qu¸
dßng vµ qu¸ ¸p.
§
U®k
iK§

18. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 18
Ch­¬ng IV : ThiÕt KÕ m¹ch ®iÒu khiÓn.
I. Yªu cÇu cña m¹ch ®iÒu khiÓn.
Ph¸t xung vµo cùc ®iÒu khiÓn cña van, ®¶m b¶o van më nhanh nh¹y chÝnh
x¸c vµ ®iÒu khiÓn gãc më cña van ®Ó ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p cho nguån cÊp vµo phÇn
øng cña ®éng c¬.
Tõ ®ã ta cã s¬ ®å tæng qu¸t cña m¹ch ®iÒu khiÓn nh­ sau:
§Ó ®iÒu khiÓn vÞ trÝ xung trong nöa chu kú d­¬ng cña ®iÖn ¸p ®Æt trªn
thyristor, ta sö dông nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn “ arccos ”. Theo nguyªn t¾c nµy, ta sö
dông hai ®iÖn ¸p:
­ §iÖn ¸p ®ång bé us v­ît tr­íc uAK = Umsint cña thyristor mét gãc /2, us
=Umcost.
­ §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ucm lµ ®iÖn ¸p mét chiÒu cã thÓ ®iÒu chØnh ®­îc biªn ®é
qua c¸c bé ®iÒu chØnh tèc ®é vµ dßng ®iÖn R vµ Ri.
NÕu ®Æt us vµo cæng ®¶o vµ ucm vµo cæng kh«ng ®¶o cña kh©u so s¸nh th× khi
us = ucm ta sÏ nhËn ®­îc mét xung rÊt m¶nh ë ®Çu ra khi kh©u nµy lËt tr¹ng th¸i:
ucm = Umcos.
Do ®ã  = arccos )
U
u
(
m
cm
.
Nh­ vËy, khi ®iÒu chØnh ucm tõ trÞ sè ucmmin ®Õn ucmmax ta cã thÓ ®iÒu chØnh
®­îc gãc ®iÒu khiÓn  = (min  max).

us
ucm
uAK
u
t 
0
§P ®a hµi
tr¹ng
th¸i
So s¸nh
t¹o xung
Ph¶n håi
dßng ®iÖn
PPX K§X BiÕn ¸p
xung
Xung
chïm

19. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 19
II. Kh©u t¹o ®iÖn ¸p ®ång pha vµ ®a hµi.
M¹ch nµy cã chøc n¨ng t¹o ra ®iÖn ¸p trïng pha víi ®iÖn ¸p nguån, ë m¹ch
nµy ta dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n A 741 ®Ó biÕn d¹ng ®iÖn ¸p chØnh l­u
III. Kh©u t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c­a.
§iÖn ¸p tùa lµ mét d¹ng ®iÖn ¸p r¨ng c­a biÕn ®æi tuyÕn tÝnh t¹o ra, nhê cã
sù phãng n¹p cña tô C m¾c theo kiÓu tÝch ph©n. PhÇn tö chÝnh cña m¹ch nµy lµ tô
®iÖn C vµ khuÕch ®¹i thuËt to¸n A 741.
Nguyªn lý ho¹t ®éng cña s¬ ®å:
Khi UB>0 diot D3 kho¸ do bÞ ng­îc cùc tÝnh. Lóc nµy chØ cã t¸c ®éng qua
R4-C1 n¹p cho tô C1 víi mét dßng kh«ng ®æi cã gi¸ trÞ e
4
1c tC
R
E
ii 
§iÖn ¸p khi n¹p:
SS+TX
A R1
R2
R3
IC1D1
D2
+E1
+15V
-15V
T.§.A.
R.C

20. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 20
14
c
1
c
CR
E
dtni
C
1
U  
tn: thêi gian cÇn thiÕt ®Ó n¹p tô C1
 Khi U§P<0:
Diot D3 th«ng tô C1 phãng ®iÖn dßng i2 ch¶y tõ C1 qua R5-D3 vµ cã ®é lín
i2=510 i1 cho tíi khi t=tp th× ®iÖn ¸p trªn tô trë vÒ “0” vµ tô C1 l¹i tiÕp tôc n¹p
theo chu kú míi.
IV. M¹ch so s¸nh vµ t¹o xung.
Nguyªn lý: M¹ch nµy cã nhiÖm vô so s¸nh hai tÝn hiÖu U®k vµ UT t¹i nh÷ng
thêi ®iÓm UT=U®k sÏ ph¸t ra c¸c xung th«ng qua R9 vµ ®­îc chia thµnh c¸c xung
nhá nhê chïm xung ®­a ®Õn R10 ®Õn cùc gèc cña transistor Tr1 kÝch më nã. PhÇn
tö chÝnh cña m¹ch lµ khuÕch ®¹i thuËt to¸n cã chøc n¨ng so s¸nh vµ t¹o xung.
Chän khuÕch ®¹i thuËt t¸n A 741 cã c¸c th«ng sè kü thuËt:
-HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a cæng “®¶o” vµ “kh«ng ®¶o” U = 30V.
-§iÖn ¸p nguån nu«i : Unguån nu«i=3V ®Õn 22V.
-Pt=100mW.
-Ko=5.104
.
-du/dt=0,5V/m.
-NhiÖt ®é lµm viÖc tõ -55125o
C.
-Zra=60.
-Zvµo=300k.
-Ira=25mA.
Khi nguån cung cÊp lµ 15V th×:
Ura=12V nÕu Rt>10k
Ura=10V nÕu Rt2k

21. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 21
V. Kh©u t¹o xung chïm.
Ta dïng bé ph¸t xung “ sinus ch÷ nhËt”. Trong s¬ ®å nµy OA thùc hiÖn so
s¸nh hai tÝn hiÖu Uc vµ Ur =K*V2
Ta sÏ cã :
T=2,2.R.C =1,1.C.(R1+R2)
T1=1,1.C.R1 ; T2=1,1.R2.C
VI. Kh©u khuÕch ®¹i xung vµ biÕn ¸p xung.
D1
D2
R1
R2
R3
R4C
C
R3
R4
R
Uc
Ur
G1
G4
SSTX
Xc
w1 D1
D
Do1
Do
T1
T4
A1
A4
K1
K4
R10
R9
R11
Rhc
+E2
D6
Tr1
Tr2
D5

22. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 22
§iÖn ¸p ra tõ bé so s¸nh + tÝn hiÖu tõ m¹ch t¹o xung chïm t¹o thµnh tÝn
hiÖu logic dïng ®Ó ®iÒu khiÓn sù ®ãng më cña transistor. Khi Tr2 khãa ta nhËn
®­îc mét xung ra ë thø cÊp BAX.
VII. Kh©u ph¶n håi tèc ®é:
Tèc ®é truyÒn ®éng lµ ®¹i l­îng cã vai trß quan träng quyÕt ®Þnh tíi chÊt
l­îng ®éng vµ tÜnh cña truyÒn ®éng, th­êng ng­êi ta hay dïng m¸y ph¸t tèc 1
chiÒu, xoay chiÒu vµ c¸c bé ®o tèc ®é xung sè
M¸y ph¸t tèc 1 chiÒu t­¬ng tù nh­ mét m¸y ph¸t 1chiÒu nh­ng ®iÖn ¸p cña
nã phô thuéc vµo tèc dé ®éng c¬ chø kh«ng phô thuéc vµo ®iÖn ¸p t¶i vµ l­íi do
®ã nã cã nhiÖm vô ®o l­êng tèc ®é, lÊy tÝn hiÖu lµ ®iÖn ¸p ph¶n håi vÒ duy tr× tèc
®é theo ®iÒu kiÖn ®Æt tr­íc. Do ®ã kh©u nµy cã tÝnh chÊt ®éng vµ tÜnh cña hÖ
thèng
Yªu cÇu ®iÖn ¸p m¸y ph¸t tèc 1 chiÒu chøa Ýt thµnh phÇn xoay chiÒu tÇn sè
cao kh«ng bÞ trÔ nhiÒu vÒ gi¸ trÞ vµ dÊu so víi ®¹i l­îng ®o cña ®éng c¬. Nªn
m¸y ph¸t tèc ph¶i cã tõ th«ng kh«ng ®æi trong toµn vïng ®iÒu chØnh tèc ®é. Ta
cÇn h¹n chÕ tæn thÊt m¹ch tõ b»ng viÖc sö dông vËt liÖu tõ trë hÑp vµ l¸ thÐp kü
thuËt máng .
­ §iÖn ¸p ®Çu ra cña m¸y ph¸t tèc:
U =K . - R­ . I -  Uct
- Khi cã bé läc ®Çu ra th× hµm truyÒn m¸y ph¸t tèc
K hÖ sè tû lÖ K = U/ ; U = 10V
f lµ h»ng sè thêi gian cña bé läc vµ <5ms
Chän f = 0,001s = 1ms
R
C RT
W
Uw
159,0
8,62
10
/8,62
60
.2
 

 Ksrad
ndm
dm
pi
KpU
pF
p
fF






1
)(
)(

23. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 23
Hµm truyÒn m¸y ph¸t tèc:
VIII. C¸c bé ®iÒu chØnh R vµ Ri.
Bé ®iÒu chØnh lµ mét trong nh÷ng phÇn tö quan träng nhÊt trong hÖ ®iÒu
chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn v× nã ®¶m b¶o chÊt l­îng ®éng vµ tÜnh cña hÖ
thèng.
Bé ®iÒu chØnh cã hai nhiÖm vô:
­ KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu sai lÖch nhá cña hÖ
­ T¹o hµm ®iÒu khiÓn ®¶m b¶o chÊt l­îng ®éng vµ tÜnh cña hÖ thèng.
Trong hÖ thèng ta sö dông hai bé ®iÒu chØnh: bé ®iÒu chØnh tû lÖ P dïng
®iÒu chØnh tèc ®é vµ bé ®iÒu chØnh tû lÖ - tÝch ph©n PI ®Ó ®iÒu chØnh dßng ®iÖn.
Hµm truyÒn cña bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn:
pRC
)C+C(pR+1
=
p09727,0
0366,0+1
=)p(R k3
i
Hµm truyÒn cña bé ®iÒu chØnh tèc ®é: =
R
R
=K=)p(R
1
2
pω 126,97
Chän R = K; R2 = ; R3 = ; C = F. §Ó t¹o m¹ch läc F, ta nèi thªm tô
Ck = 5F song song víi ®iÖn trë R3.
u®k
Bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn PI
ui®
ui
u®
R
R
R2
C
CK
R
R
R3
Bé ®iÒu chØnh tèc ®é P
u
IX. M¹ch h¹n chÕ dßng
M¹ch h¹n chÕ dßng dïng ®Ó h¹n chÕ l­îng ®Æt dßng ®iÖn vµ h¹n chÕ tÝn
hiÖu ®iÒu khiÓn Udk kh«ng v­ît qu¸ ®Ønh cña ®iÖn ¸p so s¸nh víi Udk tøc lµ kh«ng
lín h¬n 10V.
 
p
pF
ft 001,01
1326,0



24. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 24
X. Kh©u t¹o ®iÖn ¸p nguån cung cÊp
Nguån ®iÖn ¸p mét chiÒu dïng trong m¹ch t¹o xung ®iÒu khiÓn th­êng lµ
nguån ®iÖn ¸p æn ®Þnh tr­íc nh÷ng dao ®éng bÊt th­êng cña l­íi ®iÖn xoay
chiÒu. V× vËy, ph¶i sö dông m¹ch æn ¸p.
LM78L12
1 2
3
330
25V
330 10
LM78L12
1
2 3
330
25V
330 10
1U
V12Un 
K10
K1
K10
V10Umax 
2U
U2
U1
10V
10V

25. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 25
Ch­¬ng V: Tæng hîp m¹ch ®iÒu khiÓn.
I. M« h×nh hÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn.
Môc tiªu c¬ b¶n cña hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn lµ ph¶i ®¶m
b¶o gi¸ trÞ yªu cÇu cña c¸c ®¹i l­îng ®iÒu chØnh mµ kh«ng phô thuéc vµo t¸c
®éng cña c¸c ®¹i l­îng nhiÔu lªn hÖ ®iÒu chØnh. HÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng
truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ quay chi tiÕt m¸y bµo gi­êng cã cÊu tróc ®­îc tr×nh
bµy trªn h×nh 8 gåm : ®éng c¬ truyÒn ®éng M quay chi tiÕt m¸y bµo gi­êng Mx
vµ thiÕt bÞ biÕn ®æi n¨ng l­îng - chØnh l­u cÇu ba pha B§ (®­îc gäi lµ phÇn lùc),
c¸c thiÕt bÞ ®o l­êng §L vµ c¸c bé ®iÒu chØnh R (®­îc gäi lµ phÇn ®iÒu khiÓn).
TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn hÖ thèng ®­îc gäi lµ tÝn hiÖu ®Æt TH§ vµ ngoµi ra cßn cã c¸c
tÝn hiÖu nhiÔu lo¹n NL t¸c ®éng lªn hÖ thèng.
MxR B§ M
§L
TH§
NL
§éng c¬ truyÒn ®éng ®­îc sö dông lµ ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp vµ
®­îc cÊp n¨ng l­îng tõ bé biÕn ®æi chØnh l­u cÇu ba pha cã ®iÒu khiÓn. Bé biÕn
®æi cã chøc n¨ng biÕn ®æi n¨ng l­îng ®iÖn thÝch øng víi ®éng c¬ truyÒn ®éng vµ
mang th«ng tin ®iÒu khiÓn ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c tham sè ®Çu ra cña bé biÕn ®æi (nh­
c«ng suÊt, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, tÇn sè...). TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®­îc lÊy ra tõ bé
®iÒu chØnh R. C¸c bé ®iÒu chØnh R (regulator) nhËn tÝn hiÖu th«ng b¸o sai lÖch vÒ
tr¹ng th¸i lµm viÖc cña truyÒn ®éng th«ng qua so s¸nh gi÷a tÝn hiÖu ®Æt TH§ vµ
tÝn hiÖu ®o l­êng c¸c ®¹i l­îng truyÒn ®éng. §Ó ®¶m b¶o chÊt l­îng cña hÖ, ta sö
dông c¸c m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn vµ tèc ®é. Sù biÕn thiªn cña c¸c tÝn
hiÖu ®Æt g©y ra c¸c sai lÖch kh«ng tr¸nh ®­îc trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é vµ còng cã
thÓ g©y sai lÖch trong chÕ ®é x¸c lËp. Trªn c¬ së ph©n tÝch c¸c sai lÖch ®iÒu
chØnh, ta cã thÓ chän ®­îc c¸c bé ®iÒu chØnh, c¸c m¹ch bï thÝch hîp ®Ó n©ng cao
chÝnh x¸c cña hÖ thèng.

26. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 26
II. M« t¶ to¸n häc ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu:
 §iÖn c¶m phÇn øng L­ = 
600.2.361
220
.6,5
..
.
dmdm
dm
L
npI
U
k 0,003(H) = 3 (mH )
trong ®ã kL lµ hÖ sè lÊy gi¸ trÞ 5,5  5,7 ®èi víi m¸y kh«ng bï vµ kL= 1,4  1,9
®èi víi m¸y cã bï; p lµ sè ®«i cùc.
 k®m = 

π100
0262,0.361­220.
dm
dmdm RIU

0,67
 M«men qu¸n tÝnh J = J® + Jm = 0,201 + 18= 18,201 (kg.m2
)
 H»ng sè thêi gian c¬ häc Tc =  22
Σ
)67,0(
201,18.0262,0
)Φ(
.
dmk
JR
1,062 (s)
 H»ng sè thêi gian m¹ch phÇn øng T­ = 
0262,0
003,0
u
u
R
L
0,115 (s) << Tc
 Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp:
MM
k
R
k
Uu
22
)67,0(
0262,0
67,0
220
)(




 = 328,36 – 0,06M
 Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp:
uu
u
II
k
R
k
U
67,0
0262,0
67,0
220




 = 328,36 – 0,039I­
III.Tæng hîp m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn.
M¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn lµ m¹ch vßng c¬ b¶n cña hÖ thèng, x¸c
®Þnh m«men kÐo cña ®éng c¬ vµ thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng b¶o vÖ, ®iÒu chØnh gia
tèc... HÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ quay chi tiÕt m¸y bµo gi­êng cã h»ng
sè thêi gian c¬ häc Tc rÊt lín so víi h»ng sè thêi gian ®iÖn tõ cña m¹ch phÇn øng
T­ nªn ta cã thÓ coi søc ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh
®iÒu chØnh cña m¹ch vßng dßng ®iÖn.
S¬ ®å khèi cña m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 9.2,
trong ®ã F lµ m¹ch läc tÝn hiÖu, Ri lµ bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn, B§ lµ bé chØnh
l­u cÇu ba pha, Si lµ sensor dßng ®iÖn.
ui®
fpT+1
1
ui
)pT+1)(pT+1(
K
vok®
CL
PI
­
­
pT+1
T/1
i
i
pT+1
K
F B§Ri
Si
I
Tf, T®k, Tvo , T­ , Ti lµ c¸c h»ng sè thêi gian cña m¹ch läc, m¹ch ®iÒu khiÓn
chØnh l­u, sù chuyÓn m¹ch chØnh l­u, phÇn øng vµ sensor dßng ®iÖn.

27. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 27
R­ lµ ®iÖn trë m¹ch phÇn øng vµ KCL, Ki lµ hÖ sè khuÕch ®¹i cña chØnh l­u
vµ sensor dßng ®iÖn.
KCL =
10
234

dk
do
U
U
= 23,4;
3.361.1
10
.

dms
id
i
IR
U
K = 0,009 ;
Tf =Ti =T®k = 0,001 (s) << T­ ;
T­ = 0,115 (s); Tvo =




100.6

em
= 0,00167(s)
Hµm truyÒn cña m¹ch dßng ®iÖn ( hµm truyÒn cña ®èi t­îng ®iÒu chØnh):
)1)(1)(1)(1)(1(
/.
)(
­
1
ivodkf
uiCL
o
pTpTpTpTpT
RKK
pS


§Æt Ts = Tf + T®k + Tvo + Ti = 0,00467 << T­ = 0,115 th× cã thÓ viÕt l¹i hµm
truyÒn ë d¹ng gÇn ®óng nh­ sau:
)1)(1(
/.
)(
­pTpT
RKK
pS
s
uiCL
oi


¸p dông tiªu chuÈn tèi ­u module, ta t×m ®­îc hµm truyÒn cña bé ®iÒu
chØnh dßng ®iÖn cã d¹ng kh©u tû lÖ – vi ph©n PI, trong ®ã ®· chän T = Ts
=0,00467s (chän a =2):
p
p
p
R
TaKK
pT
pR
u
siCL
i
078,0
115,01
...
)1(
)( ­ 



Tõ ®ã ta cã bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn cã d¹ng kh©u PI:
Ta cã T­ =R2.C2
Chän C2 =10 mF khi ®ã ta cã:
)(79,7
.2.
.
.
..2.
.
)(5,11
10.10
115,0
1
2
121
6
2
2


 
KR
T
CR
KK
RCRT
R
KK
K
C
T
R
s
u
icl
s
u
icl
u
R2
R1
R1
Uid
Ui
C2

28. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 28
Hµm truyÒn cña m¹ch vßng sÏ lµ:
222
0000436,000934,01
13,107
221
1
.
1
1)1(2
1
.
1
)(
)(
pppTpTKpTpTKpU
pI
ssissii 






Qu¸ tr×nh qu¸ ®é sÏ kÕt thóc sau thêi gian Tq® = 8,4Ts = 0,039(s) vµ ®é qu¸
®iÒu chØnh lµ 4,57% (Imax = 18,3A). NÕu xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña søc ®iÖn ®éng
®éng c¬ th× do tÝnh chÊt c¶n dÞu cña nã mµ trong nhiÒu cã thÓ kh«ng x¶y ra qu¸
®iÒu chØnh dßng ®iÖn.
IV. Tæng hîp m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é
Sensor tèc ®é :
π100
10
ω
ω 
dm
dU
K 
vµ h»ng sè thêi gian läc T = 0,001 (s).
u®
u
P
s
i
pT2+1
K/1
ω
ω
pT+1
K
R
S
I
HCD k
M
Jp
1
Mc

Theo kÕt qu¶ tæng hîp m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn, ta cã hµm truyÒn
cña m¹ch vßng dßng ®iÖn lµ:
222
0000436,000934,01
13,107
221
1
.
1
)(
)(
pppTpTKpU
pI
ssii 




§Ó thuËn tiÖn trong tÝnh to¸n tiÕp theo, ta bá qua thµnh phÇn 2 2
sT ®Ó thu
®­îc biÓu thøc gÇn ®óng cña hµm truyÒn m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn hÖ
thèng:
ppTKpU
pI
sii 00934,01
13,107
21
1
.
1
)(
)(





§Æt ωT5,0+T=T s
'
s = 0,00517, khi ®ã ®èi t­îng ®iÒu chØnh cã hµm truyÒn:
)21(
1
.
.TΦ.K
)( '
i.
ω­
2
pTpk
KR
pS
sc
o


Theo tiªu chuÈn tèi ­u module, ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc hµm truyÒn cña bé
®iÒu chØnh tèc ®é lµ kh©u tû lÖ P, (lÊy hÖ sè a2 = 2):

2
'
ω­
ω
2
1
.
.Φ.
)(
aTKR
TkK
KpR
s
ci
p 490,7
Hµm truyÒn cña m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é lµ:

29. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 29
2'
000193,00209,01
416,31
1)12(4
1
.
1
)(
)(
pppTpTKpU
p
ssd 





M¹ch vßng tèc ®é nµy lµ v« sai cÊp 1 ®èi víi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vµ lµ h÷u
sai ®èi víi tÝn hiÖu nhiÔu. HÖ sè khuÕch ®¹i cña bé ®iÒu chØnh tèc ®é Kp cã thÓ
®iÒu chØnh th«ng qua tham sè a2.
KÕt qu¶ m« pháng m¹ch vßng dßng ®iÖn:

30. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho m¸y bµo gi­êng
Lª Ngäc Thµnh Vinh-T§H2-K43 30
KÕt qu¶ m« pháng m¹ch vßng tèc ®é