Hệ thống truyền động điện tự động là gì?

Hệ truyền động điện tự động (TĐĐ TĐ) là một tổ hợp các thiết bị điện, điện tử, … phục vụ cho cho việc biến đổi điện năng thành cơ năng cung cấp cho các cơ cấu công tác trên các máy sản suất, cũng như gia công truyền tín hiệu thông tin để điều khiển quá trình biến đổi năng lượng đó theo yêu cầu công nghệ.

Cấu trúc chung của hệ thống truyền động điện tự động

Cấu trúc chung

Với: 

  • BBĐ: Bộ biến đổi;
  • ĐC: Động cơ điện;
  • MSX: Máy sản xuất;
  • R và RT: Bộ điều chỉnh truyền động và công nghệ;
  • K và KT: các bộ đóng cắt phục vụ truyền động và công nghệ;
  • GN: Mạch ghép nối;
  • VH: Người vận hành.

Cấu trúc của hệ TĐĐ TĐ gồm 2 phần chính:

  • Phần lực (mạch lực): từ lưới điện hoặc nguồn điện cung cấp điện năng đến bộ biến đổi (BBĐ) và động cơ điện (ĐC) truyền động cho phụ tải (MSX). Các bộ biến đổi như: bộ biến đổi máy điện (máy phát điện một chiều, xoay chiều, máy điện khuếch đại), bộ biến đổi điện từ (khuếch đại từ, cuộn kháng bão hoà), bộ biến đổi điện tử, bán dẫn (chỉnh lưu tiristor, bộ điều áp một chiều, biến tần transistor, tiristor). Động cơ có các loại như: động cơ một chiều, xoay chiều, các loại động cơ đặc biệt.
  • Phần điều khiển (mạch điều khiển) gồm các cơ cấu đo lường, các bộ điều chỉnh tham số và công nghệ, các khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt phục vụ công nghệ và cho người vận hành. Đồng thời một số hệ TĐĐ TĐ khác có cả mạch ghép nối với các thiết bị tự động khác hoặc với máy tính điều khiển.

Phân loại hệ thống truyền động điện tự động

  • Truyền động điện không điều chỉnh: thường chỉ có động cơ nối trực tiếp với lưới điện, quay máy sản xuất với một tốc độ nhất định.
  • Truyền động có điều chỉnh: tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ mà ta có hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ, hệ truyền động điện tự động điều chỉnh momen, lực kéo, và hệ truyền động điện tự động điều chỉnh vị trí. Trong hệ này có thể là hệ truyền động điện tự động nhiều động cơ.
  • Theo cấu trúc và tín hiệu điều khiển mà ta có hệ truyền động điện tự động điều khiển số, hệ truyền động điện tự động điều khiển tương tự, hệ truyền động điện tự động điều khiển theo chương trình …
  • Theo đặc điểm truyền động ta có hệ truyền động điện tự động động cơ điện một chiều, động cơ điện xoay chiều, động cơ bước, …
  • Theo mức độ tự động hóa có hệ truyền động không tự động và hệ truyền động điện tự động.
  • Ngoài ra, còn có hệ truyền động điện không đảo chiều, có đảo chiều, hệ truyền động đơn, truyền động nhiều động cơ, …

Các trạng thái làm việc của hệ truyền động điện tự động

Trạng thái làm việc của hệ truyền động điện

Trong hệ truyền động điện tự động bao giờ cũng có quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hoặc ngược lại. Chính quá trình biến đổi này quyết định trạng thái làm việc của hệ truyền động điện.

các trạng thái làm việc

  • Ở trạng thái động cơ ta coi dòng công suất điện Pđiện có giá trị dương nếu như nó có chiều truyền từ nguồn đến động cơ và từ động cơ biến đổi công suất điện thành công suất cơ: P = M.ω cấp cho máy sản xuất và được tiêu thụ tại cơ cấu công tác của máy. Công suất cơ này có giá trị dương nếu như momen động cơ sinh ra cùng chiều với tốc độ quay.
  • Ở trạng thái máy phát thì ngược lại, khi hệ truyền động làm việc, trong một điều kiện nào đó cơ cấu công tác của máy sản xuất có thể tạo ra cơ năng do động năng hoặc thế năng tích lũy trong hệ đủ lớn, cơ năng đó được truyền về trục động cơ, động cơ tiếp nhận năng lượng này và làm việc như một máy phát điện. Công suất điện có giá trị âm nếu nó có chiều từ động cơ về nguồn, công suất cơ có giá trị âm khi nó truyền từ máy sản xuất về động cơ và mômen động cơ sinh ra ngược chiều với tốc độ quay.

Mômen của máy sản xuất được gọi là momen phụ tải hay momen cản. Nó cũng được định nghĩa dấu âm và dương, ngược lại với dấu momen của động cơ.

Phương trình cân bằng công suất của hệ TĐĐ TĐ

Phương trình cân bằng công suất của hệ TĐĐ TĐ là:  Pđ = Pc +  ΔP                                                    

Trong đó: Pđ là công suất điện; Pc là công suất cơ; ΔP là tổn thất công suất.

  • Trạng thái động cơ gồm: chế độ có tải và chế độ không tải. Trạng thái động cơ phân bố ở góc phần tư I, III của mặt phẳng ω(M).
  • Trạng thái hãm có: Hãm không tải, Hãm tái sinh, Hãm ngược và Hãm động năng. Trạng thái hãm ở góc II, IV của mặt phẳng ω(M).
  • Hãm tái sinh: Pđlện < 0, P < 0, cơ năng biến thành điện năng trả về lưới.
  • Hãm ngược: Pđlên > 0, P < 0, điện năng và cơ năng chuyển thành tổn thất ΔP.
  • Hãm động năng’. Pđlên = 0, P < 0, cơ năng biến thành công suất tổn thất ΔP.

Các trạng thái làm việc trên mặt phẳng [M, ω]

trạng thái động cơ

Biểu diễn các trạng thái làm việc trên mặt phẳng [M, ω]

Trạng thái động cơ: tương ứng với các điểm nằm trong góc phần tư thứ nhất và góc phần tư thứ ba của mặt phẳng [M,ω]

Trạng thái máy phát: tương ứng với các điểm nằm trong góc phần tư thứ hai và góc phần tư thứ tư của mặt phẳng [M, ω], hình ở trạng thái này, mômen động cơ chống lại chiều chuyển động, nên động cơ có tác dụng như bộ hãm, và vì vậy trạng thái máy phát còn có tên gọi là ”trạng thái hãm”.

Bạn có muốn nhận bộ tài liệu: Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC ?
Tải ngay: https://vnk.edu.vn/ebook-huong-dan-thiet-ke-lap-dat-dien-theo-iec/

Sơ lược về hệ thống truyền động điện tự động
5 (100%) 1 vote