Để thiết kế một bộ truyền động điện cần phải biết động học và các điều kiện làm việc của máy làm việc. Tải trọng tác dụng lên trục động cơ điện gồm tải trọng tĩnh và động.Đầu tiên được xác định bởi khả năng chống chuyển động có lợi và có hại (từ lực ma sát, lực cắt, trọng lượng, v.v.); thứ hai phát sinh từ việc sử dụng động năng trong hệ thống truyền động do sự thay đổi tốc độ chuyển động của một số bộ phận nhất định của thiết bị. Theo đó, mô men xoắn do động cơ tạo ra là
Trong biểu thức này M st- mômen tĩnh do các lực cản có ích và có hại gây ra. Nó có thể không phụ thuộc vào tốc độ quay (Hình 16.2, thẳng 1),
nếu nó được tạo ra bởi ma sát, lực cản khi cắt kim loại, v.v., hoặc có thể ở một mức độ nào đó phụ thuộc vào tốc độ quay. Ví dụ, đối với một máy bơm ly tâm cung cấp năng lượng cho một hệ thống có áp suất không đổi, mômen tĩnh bao gồm một thành phần không đổi và một thành phần tỷ lệ với bình phương tốc độ quay (Hình 16.2, đường cong 2).
Mô-men xoắn có thể phụ thuộc tuyến tính vào tốc độ (3)
và phi tuyến (4).
Đại lượng đưa vào phương trình mômen (16.1)
gọi điện khoảnh khắc năng động.Điểm này có thể vừa tích cực vừa tiêu cực.
Kích cỡ J, mà M DIN tỷ lệ thuận với nó được gọi là lực quán tính.Đây là tổng tích các khối lượng của toàn bộ cơ thể tôi k các hạt cơ thể riêng lẻ trên mỗi bình phương khoảng cách Rk của hạt tương ứng tính từ trục quay:
Thông thường, sẽ thuận tiện hơn khi biểu thị mô men quán tính bằng tích của khối lượng vật thể nhân với bình phương bán kính hồi chuyển R trong I E.
Ở đâu R trong- khoảng cách từ trục quay mà tại đó cần tập trung toàn bộ khối lượng của vật vào một điểm để có được mômen quán tính bằng mô men quán tính thực tế có khối lượng phân bố. Bán kính quán tính của các vật thể đơn giản nhất được chỉ ra trong bảng tham khảo.
Thay vì mômen quán tính, khái niệm mômen bánh đà được sử dụng trong tính toán các bộ truyền động - một đại lượng liên quan đến mômen quán tính bằng một quan hệ đơn giản:
trong đó G là trọng lượng cơ thể; D= 2R trong- đường kính quán tính; g- Gia tốc trọng lực; GD 2- khoảnh khắc dao động.
Momen quán tính của rôto và phần ứng của động cơ điện thường được ghi trong catalog. Điều mong muốn là động cơ truyền động được kết nối trực tiếp với bộ phận làm việc của máy làm việc (ví dụ: máy cắt) mà không cần bất kỳ bánh răng trung gian hoặc bộ truyền động dây đai nào. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, điều này không khả thi do bộ phận làm việc phải có tốc độ quay tương đối thấp (50-300 vòng/phút) với động cơ điện tốc độ cao. Việc sản xuất một động cơ điện tốc độ thấp đặc biệt sẽ không mang lại lợi nhuận. Nó sẽ có kích thước và trọng lượng quá lớn. Sẽ hợp lý hơn khi kết nối động cơ điện bình thường (750-3000 vòng / phút) với bộ truyền động tốc độ thấp thông qua hộp số.
Nhưng khi tính toán một hệ thống truyền động phức tạp với các chuyển động quay hoặc tịnh tiến và tốc độ khác nhau của các phần tử riêng lẻ của nó thì nên thay thế nó hệ thống giảm- một hệ thống đơn giản hóa bao gồm một phần tử quay ở tần số của động cơ điện. Khi chuyển sang hệ rút gọn từ hệ thực, các khoảnh khắc trong hệ được tính toán lại sao cho các điều kiện năng lượng không thay đổi.
Ví dụ, một động cơ vận tốc góc trục trong đó ω dv được kết nối thông qua một giai đoạn truyền bánh răng với một máy làm việc (Hình 16.3), tốc độ góc của nó là ω p _ m. Nếu chúng ta bỏ qua tổn thất truyền tải (chúng được tính đến trong hệ thống trên), thì từ điều kiện công suất không đổi, ta suy ra:
Ở đâu M st - mô men tĩnh cần thiết của máy làm việc, giảm xuống trục động cơ(tức là vận tốc góc của trục động cơ); Ông m là mômen tĩnh thực tế của máy làm việc trên trục của nó; k ngõ = ω dv /ω r, m - tỉ số truyền từ động cơ tới xe làm việc. Nếu vật dưới tác dụng của lực F p thì M không thực hiện chuyển động quay mà chuyển động tịnh tiến với tốc độ υP, M, sau đó dựa vào công suất không đổi
và do đó mô men tĩnh cần thiết giảm đi
Hệ thống giảm cũng phải chứa mô men quán tính giảm.
Momen quán tính giảm hệ là mômen quán tính của một hệ chỉ gồm các phần tử quay với động cơ ω có tốc độ trục động cơ nhưng có động năng dự trữ bằng động năng dự trữ của hệ thực. Từ điều kiện bất biến của động năng, suy ra rằng đối với một hệ gồm một động cơ nối qua một bộ truyền bánh răng và quay với vận tốc góc ω p, m của một máy làm việc có mô men quán tính JP, tôi,
hoặc mô men quán tính giảm mong muốn của hệ thống
Do đó, đối với một bộ truyền động phức tạp, các phương trình (16.1) và (16.4) ngụ ý các giá trị đã cho của mô men quán tính tĩnh. Nếu biết được khoảnh khắc M,được biểu thị bằng Nm và tốc độ quay P, vòng/phút thì công suất tương ứng R, kW,
trong đó hệ số 9550 = 60-10 3 /2l không có thứ nguyên.
Phương trình chuyển động cơ bản của bộ truyền động điện kết nối mômen điện từ của động cơ, mômen thống kê, mômen tích phân và tốc độ của trục động cơ.
Sự khác biệt được viết ở bên trái của biểu thức thể hiện khoảnh khắc động
Nếu mômen động không bằng 0 thì bộ truyền động điện hoạt động ở chế độ động, tức là. có sự thay đổi về tốc độ.
Nếu như 
hoặc 
khi đó bộ truyền động điện sẽ hoạt động ở chế độ vận hành tĩnh (tức là đã được cài đặt).
TỔN THẤT TRONG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ. HIỆU SUẤT TRUYỀN THÔNG
Tổn thất năng lượng (điện) trong quá trình truyền tải được tính đến theo hai cách:
1) đóng, tức là sử dụng hiệu quả và 2) tinh tế, tức là tính toán trực tiếp các thành phần tổn thất. Hãy xem xét các phương pháp này.
A. Tính toán tổn thất trong quá trình truyền tải sử dụng hiệu suất.
Bộ phận cơ khí Bộ truyền động điện (Hình 1.17) bao gồm rôto của động cơ điện có vận tốc góc w và mô men xoắn M, cơ cấu truyền động PM có hiệu suất h p và tỷ số truyền j, và bộ truyền động IM, trên trục có mô men xoắn. M m và tốc độ trục w m được áp dụng. Để rõ ràng, chúng ta hãy biểu thị mômen tĩnh ở chế độ lái và ở chế độ phanh. Đối với chế độ làm việc của động cơ, dựa vào định luật bảo toàn năng lượng, ta có thể viết phương trình
, 
, Ở đâu 
,
- mômen của cơ cấu giảm xuống trục động cơ điện.
Đối với chế độ hãm ta sẽ có đẳng thức sau
, 
,
Nhưng hiệu suất là một giá trị thay đổi, tùy thuộc vào tổn thất truyền tải không đổi và thay đổi. Hãy xác định tổn thất mômen trong hộp số đối với chế độ động cơ
,
Chúng ta hãy chấp nhận giả định rằng ở chế độ phanh sẽ có sự mất mát mô-men xoắn tương tự. Khi đó mômen tĩnh ở chế độ phanh có thể được viết như sau:
1) 
, Sau đó 
, tương ứng với chế độ phanh khi động cơ phát triển mô men phanh. Liên quan đến cơ cấu nâng, đây sẽ là việc hạ tải nặng khi mô men từ tác dụng của tải lên trục động cơ M g vượt quá mômen tổn thất DM trong hộp số. Chúng tôi nhận được cái gọi là nhả phanh;
2) 
, Sau đó 
, tương ứng với chế độ không phanh, nghĩa là chế độ động cơ. Đối với cơ cấu nâng, điều này tương đương với việc hạ móc khi mô men từ trọng lượng của nó tác dụng lên trục động cơ M K nhỏ hơn mô men tổn thất DM trong hộp số. Chúng ta có cái gọi là sự suy giảm quyền lực.
Tổn thất mô-men xoắn trong bộ truyền động được biểu thị gần đúng thông qua hai thành phần, một trong số đó đối với một hộp số nhất định là giá trị không đổi và thành phần thứ hai tỷ lệ với mô-men xoắn được truyền:
hệ số tổn thất không đổi ở đâu;
b - hệ số tổn thất thay đổi;
M s.nom – mômen truyền tĩnh danh nghĩa;
M trước – mômen truyền, bằng mômen truyền trên trục truyền động đầu ra (theo hướng truyền năng lượng).
Đối với chế độ động cơ ổn định 
. Hiệu suất truyền tải có thể được biểu thị bằng tỷ số công suất ở trạng thái ổn định.
8.1 CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN
Định nghĩa: Bộ truyền động điện được thiết kế để dẫn động máy móc khác nhau và cơ chế. Nó bao gồm động cơ điện, thiết bị điều khiển và các đường truyền từ động cơ đến máy làm việc. Bộ truyền động có thể là nhóm, cá nhân và nhiều động cơ.
Trong trường hợp đầu tiên, một động cơ điều khiển một số máy và trong trường hợp thứ hai, mỗi máy được trang bị một động cơ riêng.
Bộ truyền động nhiều động cơ là một nhóm động cơ trên một máy, trong đó mỗi động cơ dẫn động một cơ cấu riêng biệt.
Trong số các yêu cầu chính đối với truyền động điện, cần lưu ý những điều sau:
1. Động cơ điện phải có công suất sao cho nó không chỉ truyền tải tĩnh mà còn truyền tải quá tải ngắn hạn.
2. Thiết bị điều khiển phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trong quá trình sản xuất máy, bao gồm điều khiển tốc độ, đảo chiều...
8.2 PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Khi một bộ truyền động điện hoạt động, mô men xoắn của động cơ điện phải cân bằng mô men điện trở tĩnh của máy làm việc cũng như mô men động do quán tính của khối lượng chuyển động gây ra. Phương trình mômen truyền động điện có thể được viết là:
trong đó M là mô men xoắn của động cơ điện;
M s - mômen cản tĩnh;
M din - khoảnh khắc năng động.
Mômen động hoặc quán tính, như được biết đến trong cơ học, bằng:
trong đó j là mômen quán tính của khối lượng chuyển động giảm xuống trục động cơ, kg/m2;
w - tần số góc quay của trục động cơ, s -1.
Bày tỏ tần số góc quay w qua số vòng quay n, ta có:
Phương trình mô men truyền động điện có thể được viết dưới dạng khác:
Nếu n = const thì M din = 0 thì M = M s.
8.3.Lựa chọn công suất động cơ điện
Từ sự lựa chọn đúng đắn Công suất của động cơ điện phụ thuộc vào các chỉ số kỹ thuật và kinh tế của bộ truyền động điện (chi phí, kích thước, hiệu suất, độ tin cậy vận hành, v.v.).
Nếu tải trên động cơ điện ổn định thì việc xác định công suất của nó chỉ bị giới hạn trong việc lựa chọn từ danh mục:
trong đó R n là công suất của động cơ được chọn,
Tải P - công suất tải.
Nếu tải trên động cơ điện thay đổi thì cần có đồ thị tải I = f(t).
Đường cong trơn được thay thế bằng đường bậc thang, giả sử rằng trong thời gian t1 dòng điện I1 chạy trong động cơ, trong thời gian t2 - dòng điện I2 và. vân vân. (Hình 8.3.1).
Dòng điện thay đổi được thay thế bằng dòng điện tương đương I e, dòng điện này trong một chu kỳ làm việc t c tạo ra dòng điện tương tự, hiệu ứng nhiệt với dòng điện thay đổi theo bước. Sau đó:
và dòng điện tương đương
Dòng điện định mức của động cơ điện phải bằng hoặc lớn hơn giá trị tương đương, tức là.
Vì ở hầu hết các động cơ, mô men xoắn tỷ lệ thuận với dòng điện tải M ~ I n, nên chúng ta cũng có thể viết biểu thức cho mô men xoắn tương đương:
Xét công suất P = Mw, động cơ điện cũng có thể chọn theo công suất tương đương:
Ở chế độ ngắn hạn lặp đi lặp lại, động cơ không có thời gian để nóng lên đến nhiệt độ đã thiết lập trong thời gian hoạt động và trong thời gian tạm dừng hoạt động, động cơ không hạ nhiệt xuống nhiệt độ môi trường(Hình 8.3.2).
Đối với chế độ này, khái niệm về thời lượng BẬT tương đối (DS) được đưa ra. Nó bằng tỷ số giữa tổng thời gian làm việc và thời gian chu kỳ tc, bao gồm thời gian làm việc và thời gian tạm dừng t o:
PV càng lớn thì công suất định mức càng thấp với kích thước bằng nhau. Do đó, một động cơ được thiết kế để vận hành 25% thời gian chu kỳ ở công suất định mức không thể để tải trong 60% thời gian chu kỳ ở cùng công suất. Động cơ điện được chế tạo cho chu kỳ làm việc tiêu chuẩn - 15, 25, 40, 60%, với chu kỳ làm việc - 25%; được chấp nhận như danh nghĩa. Động cơ được thiết kế để hoạt động lặp đi lặp lại trong thời gian ngắn nếu thời gian chu kỳ không vượt quá 10 phút. Nếu các giá trị PV được tính toán khác với giá trị tiêu chuẩn thì khi chọn công suất động cơ Re, cần sửa đổi:
8.4.THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ CÁC BỘ PHẬN
Thiết bị đơn giản và phổ biến nhất để bật tắt mạch điện là công tắc
Một loại công tắc là một công tắc có thể kết nối lại mạch điện, chẳng hạn như khi đảo chiều hoặc chuyển cuộn dây động cơ từ sao sang tam giác.
Công tắc bao gồm một con dao tiếp xúc và hai hàm được gắn trên đế cách điện. Một trong các hàm có bản lề. Tùy thuộc vào số lượng dao tiếp xúc, công tắc có một cực, hai cực và ba cực. Công tắc được điều khiển bằng tay cầm cách điện kết hợp dao tiếp xúc.
Đôi khi khi điều khiển động cơ điện hoặc các bộ truyền động khác, chúng được sử dụng thiết bị chuyển mạch trọn gói. Đây là thiết bị ngắt kết nối có kích thước nhỏ, thường có hình tròn (Hình 8.4.1.). Các tiếp điểm 3 được gắn trong các vòng cố định 5 làm bằng vật liệu cách điện. Bên trong các vòng có các đĩa di động 8 với các tấm tiếp xúc được gắn trên trục 7. Một thiết bị lò xo được đặt trong nắp 6, với sự trợ giúp của nó để đóng và mở nhanh chóng. đạt được việc mở các tiếp điểm, bất kể tốc độ quay của tay cầm 1.
Công tắc được lắp ráp và gắn vào nắp bằng giá đỡ 4 và đinh tán 2.
Để điều khiển động cơ rôto dây quấn, cần phải thực hiện một số lượng lớn thao tác chuyển mạch để nhập hoặc xuất các điện trở bổ sung.
Thao tác này được thực hiện bộ điều khiển, được phân biệt thành trống và cam (Hình 8.4.2).
Các tiếp điểm chuyển động của bộ điều khiển trống, có dạng đoạn 4, được gắn trên trục 5. Các tiếp điểm cố định 3 được đặt trên thanh ray thẳng đứng 2 và các mạch bên ngoài được kết nối với chúng. Các đoạn tiếp điểm được kết nối với nhau theo một mẫu cụ thể, ngoài ra chúng còn có độ dài cung khác nhau.
Khi trục điều khiển được quay, các đoạn lần lượt tiếp xúc với các tiếp điểm cố định và mạch được bật hoặc tắt.
Trục điều khiển được trang bị khóa 1, cung cấp cho nó một số vị trí cố định.
Bộ điều khiển cam tiên tiến hơn bộ điều khiển trống. Các đĩa định hình 6 được gắn trên trục 5, hoạt động với bề mặt bên của chúng trên con lăn của cần tiếp điểm 7, từ đó xác định vị trí đóng hoặc mở của các tiếp điểm 4 và 3.
Việc chuyển mạch điện bằng bộ điều khiển đòi hỏi người vận hành phải nỗ lực thể chất đáng kể. Do đó, trong các cài đặt có chuyển đổi thường xuyên, chúng được sử dụng cho mục đích này. công tắc tơ.
Nguyên lý hoạt động của chúng dựa trên việc sử dụng chúng trong việc điều khiển các tiếp điểm nguồn của hệ thống điện từ. Thiết kế của contactor được thể hiện trong hình. 8.4.3.
Tiếp điểm nguồn cố định 2 được gắn cố định trên tấm cách điện 1. Có một tiếp điểm nguồn di động 4 trên cần 3 được gắn bản lề vào tấm.
Để điều khiển các tiếp điểm nguồn, một hệ thống từ tính được gắn trên tấm, bao gồm lõi 5 với cuộn dây 6 và phần ứng 7 gắn vào cần 3. Việc cung cấp dòng điện cho tiếp điểm chuyển động được thực hiện bằng dây dẫn mềm 8.
Khi cuộn dây 6 được nối vào mạng sẽ xảy ra lực hút từ của phần ứng 7 bởi lõi 5 và các tiếp điểm nguồn 2 và 4 sẽ đóng lại. Để ngắt mạch điện, cuộn dây 6 bị ngắt và phần ứng rơi ra khỏi lõi dưới sức nặng của chính nó.
Ngoài các tiếp điểm nguồn, thiết bị còn có một số tiếp điểm chặn 9, mục đích của chúng sẽ được trình bày bên dưới.
Mạch điện của cuộn dây nam châm điện có tính chất phụ trợ hoặc điều khiển.
Để điều khiển nó, các nút điều khiển được sử dụng. Các nút là mạch đơn và mạch kép với các tiếp điểm thường mở và đóng. Trong hầu hết các trường hợp, các nút được tạo bằng tính năng tự quay lại, tức là. khi loại bỏ áp suất cơ học, các tiếp điểm của chúng sẽ trở về vị trí ban đầu. Trong bộ lễ phục. Hình 8.4.4 thể hiện thiết kế một nút có hai cặp tiếp điểm: thường mở và thường đóng.
Để bảo vệ động cơ điện khỏi quá tải, hai rơle nhiệt (cho hai pha) được lắp trong công tắc tơ. Trong trường hợp này, công tắc tơ được gọi là bộ khởi động từ.
Bộ phận chính của rơle nhiệt (Hình 8.4.5) là tấm lưỡng kim 1, gồm hai hợp kim có hệ số giãn nở khác nhau.
Tấm này được gắn chặt ở một đầu vào đế của thiết bị, đầu kia tựa vào chốt 2, dưới tác dụng của lò xo 3, có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ. Bộ sưởi 4 được đặt cạnh tấm lưỡng kim, nối nối tiếp với động cơ. Khi có dòng điện lớn chạy qua mạch điện, nhiệt độ của dàn nóng sẽ tăng lên. Tấm lưỡng kim sẽ uốn cong lên trên và nhả chốt 2. Dưới tác dụng của lò xo số 3, chốt sẽ quay và thông qua tấm cách điện 5 sẽ mở các tiếp điểm 6 trong mạch điều khiển khởi động. Việc quay lại rơle chỉ có thể thực hiện được sau khi tấm 1 đã nguội, được thực hiện bằng cách nhấn nút 7.
Cầu chì cũng được sử dụng để bảo vệ hệ thống điện khỏi quá tải. Đây là một thiết bị không được kiểm soát, trong đó tình trạng quá tải sẽ gây ra hiện tượng cháy phần chèn trơn làm bằng vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp. Cầu chì có thể là dạng phích cắm hoặc dạng ống (Hình 8. 4.6).
Ngoài ra còn có các thiết bị được điều khiển để bảo vệ thiết bị điện khỏi quá tải. Bao gồm các rơle quá dòng(Hình 8.4.7).
Cuộn dây rơle 1 được thiết kế cho dòng điện chạy trong mạch điện. Để làm điều này, nó có một cuộn dây có tiết diện vừa đủ.
Ở dòng điện mà rơle được cấu hình, phần ứng 2 sẽ bị hút vào lõi cuộn dây 3 và sử dụng cầu tiếp điểm 4, tiếp điểm 5 sẽ mở trong mạch điều khiển của bộ khởi động từ. Rơle này sẽ tự động ngắt nguồn điện cung cấp cho hệ thống lắp đặt từ nguồn hiện tại.
Thường có những trường hợp cần ngắt kết nối hệ thống điện khỏi mạng nếu mức điện áp đạt đến giá trị dưới giá trị cho phép. Rơle được sử dụng cho mục đích này điện áp tối thiểu. Thiết kế của nó giống với bất kỳ rơle điện từ nào, nhưng hoạt động ở đây xảy ra khi từ hóa của cuộn dây giảm và phần ứng với hệ thống tiếp điểm rơi ra khỏi nó.
Một vị trí đặc biệt trong các kế hoạch bảo vệ lắp đặt điện bị chiếm giữ bởi rơle thời gian. Có cả rơle thời gian điện cơ và điện tử.
Hãy xem xét thiết kế của rơle thời gian loại EV (Hình 8.4.8.).
Bộ rơle chính là cơ chế đồng hồ 2, được kích hoạt bởi hệ thống điện từ 1. Cuộn dây rơle được nối với mạch điện và khi được kích hoạt thì cơ chế đồng hồ sẽ hoạt động. Sau một khoảng thời gian nhất định, các tiếp điểm rơle sẽ đóng lại và hệ thống lắp đặt điện sẽ bị ngắt khỏi mạng. Rơle cho phép bạn định cấu hình nó cho các chế độ hoạt động khác nhau.
TRONG những năm trước các thiết bị đã trở nên phổ biến trong đó điện từ và hệ thống liên lạc kết hợp lại thành một tổng thể. Đây được gọi là công tắc sậy (Hình 8.4.9).
Hai hoặc ba tấm tiếp xúc permalloy được hàn vào một bình kín chứa đầy khí trơ. Bản thân các điểm tiếp xúc (làm bằng vàng hoặc bạc) nằm ở đầu tự do của các tấm. Khi một nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây có dòng điện đến gần công tắc sậy, các tiếp điểm sẽ đóng hoặc mở.
Cùng với sự phát triển của thiết bị điện tử vô tuyến, các hệ thống điều khiển tự động đã được bổ sung một số phần tử logic không tiếp xúc. Việc truyền và chuyển đổi thông tin từ cảm biến đến cơ cấu chấp hành có thể được thực hiện đơn giản bằng cách phân biệt giữa hai mức (hai giá trị) của tín hiệu, mỗi mức có thể tương ứng với các ký hiệu 0 và 1 hoặc các khái niệm về sự thật. "có và không". Trong trường hợp này, tín hiệu tại bất kỳ thời điểm nào có một trong hai giá trị có thể có và được gọi là tín hiệu nhị phân.
8.5 NGUYÊN TẮC VÀ SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
8.5.1. NGUYÊN TẮC QUẢN LÝ
Nguyên tắc điều khiển tự động là không có sự can thiệp của con người, các hoạt động chặt chẽ và tuần tự được thực hiện để bật, tắt các thiết bị điện cũng như tuân thủ chế độ vận hành đã chỉ định.
Có hai loại điều khiển: bán tự động và tự động. Tại một nửa điều khiển tự động
người vận hành thực hiện lần khởi động ban đầu của đối tượng (nhấn nút, xoay núm, v.v.). Trong tương lai, chức năng của nó chỉ giảm xuống để theo dõi tiến trình của quá trình. Tại điều khiển tự động ngay cả xung lực ban đầu để bật cài đặt cũng được gửi bởi cảm biến hoặc rơle. Quá trình cài đặt hoạt động hoàn toàn trong chế độ tự động theo một chương trình nhất định.
Thiết bị phần mềm có thể được chế tạo trên cơ sở các phần tử cơ điện và sử dụng các mạch logic.
8.5.2. MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Dưới đây là một số mạch điều khiển động cơ điện thường gặp trong thực tế.
Đơn giản nhất trong số đó là mạch điều khiển động cơ ba pha không đồng bộ sử dụng công cụ tìm từ.
Khi bạn nhấn nút "bắt đầu", cuộn dây nam châm điện được kết nối với mạng. Phần ứng chuyển động sẽ tiếp xúc với lõi cuộn dây và với chuyển động của nó, sẽ đóng các tiếp điểm nguồn cung cấp điện áp ba pha cho động cơ điện. Đồng thời với các nguồn điện, các tiếp điểm chặn cũng đóng lại, bỏ qua nút “bắt đầu”, cho phép nó được nhả ra. Khi bạn nhấn nút “dừng”, mạch cấp nguồn của cuộn dây nam châm điện bị đứt và phần ứng được giải phóng, rơi ra, từ đó mở các tiếp điểm nguồn. Động cơ điện sẽ dừng lại.
Ở đây, việc bảo vệ động cơ điện khỏi quá tải lâu dài được cung cấp bởi hai rơle nhiệt RT, được kết nối thành hai pha. Các tiếp điểm ngắt của rơle nhiệt PT1 và PT2 được đưa vào mạch nguồn của cuộn dây nam châm điện.
Để điều khiển động cơ đảo chiều, một mạch có hai bộ khởi động từ được sử dụng (Hình 8.5.2.2.).
Một bộ khởi động từ sẽ chuyển mạch chuyển mạch động cơ để quay thuận và bộ chuyển mạch còn lại để quay ngược.
Các nút “tiến” và “lùi” lần lượt kết nối các cuộn dây của chúng, còn nút “dừng” và các tiếp điểm tắt rơ-le nhiệt được bao gồm trong mạch điều khiển chung.
Động cơ điện chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học, tạo ra chuyển động quay; một bộ phận đáng kể các máy công cụ còn có bộ phận làm việc quay; Do đó, có vẻ phù hợp trước tiên khi rút ra phương trình chuyển động cho trường hợp chuyển động quay.
Theo định luật động lực học cơ bản của một vật quay, tổng vectơ của các mô men tác dụng so với trục quay bằng đạo hàm của mô men động lượng:
Trong hệ thống truyền động điện, chế độ vận hành chính là Máy điện là động cơ. Trong trường hợp này, mômen cản có đặc tính hãm liên quan đến chuyển động của rôto và tác dụng lên mô men xoắn của động cơ. Do đó, chiều dương của mômen điện trở được lấy ngược chiều với chiều dương của mômen động cơ, do đó phương trình (5.1) được viết là:
(5.2)
Phương trình chuyển động dẫn động (5.2) cho thấy mômen do động cơ tạo ra được cân bằng bởi mô men cản trên trục của nó và mômen quán tính hoặc mômen động. Ở đâu ω - vận tốc góc của khâu này, rad/s.
Lưu ý rằng vận tốc góc (rad/s) có liên hệ với tốc độ quay n (vòng/phút) bởi hệ thức
Trong phương trình (5.2), giả định rằng mô men quán tính của bộ truyền động là không đổi, điều này đúng với một số lượng đáng kể các cơ cấu sản xuất. Ở đây các khoảnh khắc là đại số chứ không phải đại lượng vectơ, vì cả hai khoảnh khắc đều tác dụng tương ứng với cùng một trục quay. Bên phải Các phương trình (5.2) được gọi là mômen quán tính (động) (), tức là
Khoảnh khắc này chỉ xuất hiện trong các chế độ nhất thời, khi tốc độ truyền động thay đổi. Từ (5.3) suy ra rằng hướng của mômen động luôn trùng với hướng gia tốc của truyền động điện. Tùy thuộc vào dấu hiệu của mômen động, các chế độ vận hành sau của bộ truyền động điện được phân biệt:
1), tức là , bộ truyền động tăng tốc tại , và bộ truyền động giảm tốc tại .
2), tức là , bộ truyền động giảm tốc tại , và tăng tốc tại .
3) , tức là , trong trường hợp này bộ truyền động hoạt động ở trạng thái ổn định, tức là .
Việc lựa chọn ký hiệu phía trước giá trị mô men xoắn phụ thuộc vào chế độ vận hành của động cơ và tính chất của mô men cản.
Cùng với các hệ thống chỉ có các phần tử nằm trong chuyển động quay, đôi khi bạn phải xử lý các hệ thống di chuyển dần dần. Trong trường hợp này, thay vì phương trình mômen, cần xét phương trình lực tác dụng lên hệ.
Trong quá trình chuyển động tịnh tiến, động năng luôn cân bằng giữa lực cản của máy và lực quán tính xuất hiện khi tốc độ thay đổi. Nếu khối lượng của một vật được biểu thị bằng kilogam và tốc độ tính bằng mét trên giây, thì lực quán tính, giống như các lực khác tác dụng trong một máy đang làm việc, được đo bằng newton ().
Theo phương trình trên, phương trình cân bằng của các lực trong chuyển động tịnh tiến được viết như sau:
. (5.4)
Trong (5.4), người ta giả định rằng khối lượng cơ thể là không đổi, điều này đúng với một số lượng đáng kể các cơ chế sản xuất.
Phương trình cơ bản của chuyển động truyền động điện.
Đối với hệ thống cơ điện, điều kiện cân bằng công suất phải được thỏa mãn ở mọi thời điểm:
Ở đâu 
- công suất do động cơ truyền tới trục;
- sức mạnh của lực cản tĩnh;
- động năng, làm thay đổi động năng 
trong các quá trình mà tốc độ động cơ thay đổi.
Đổi lại, phương trình động năng sẽ được viết:
Hoặc đối với năng lượng động:
Nếu như 
Và 
thay đổi theo thời gian, ta có:
Cân bằng các giá trị công suất, chúng ta nhận được:
Sự phụ thuộc này là phương trình chuyển động của truyền động điện. Đối với hầu hết các cơ chế 
. Khi đó phương trình sẽ có dạng:
Hãy phân tích phương trình này:
Phương trình chuyển động cơ bản của truyền động điện là cơ sở của mọi tính toán kỹ thuật. Trên cơ sở của nó, các phép tính được thực hiện, chẳng hạn như sơ đồ động cơ, động cơ được chọn, mômen khởi động và dòng điện được tính toán, đồng thời đánh giá động lực học của truyền động điện.
Các khái niệm cơ bản về ổn định của truyền động điện.
Độ ổn định của truyền động điện được xác định bằng cách so sánh các đặc tính cơ học của động cơ và đặc tính cơ học của bộ truyền động ( 
Và 
). Hãy xem ví dụ về huyết áp.
Hãy xem xét ba đặc tính cơ học của bộ truyền động:
Ở chế độ này, động cơ khắc phục được mômen tải và mômen tổn thất cơ học. Chế độ hoạt động ổn định.
Ở chế độ này chúng ta có hai điểm giao nhau (2 và 3). Tốc độ là bền vững 
. Bởi vì một sai lệch nhỏ về tốc độ sẽ được bù đắp bằng sự thay đổi mômen xoắn có dấu ngược lại (wMiliwM).
Đối với điểm 3 wM.
Xác định thời gian khởi động và giảm tốc của truyền động điện
Thời gian bắt đầu có thể được xác định dựa trên phương trình chuyển động cơ bản của truyền động điện:
.
Hãy tách thành phần thời gian khỏi phương trình này:
;
Tích phân biểu thức này ta được:
.
Phương trình này xác định thời gian tăng tốc từ 0 đến tốc độ cuối cùng (ổn định).
Thời gian phanh có thể được tính theo công thức sau:
Các chế độ vận hành nhiệt của bộ truyền động điện. Đặc điểm tính toán và lựa chọn công suất động cơ điện trong các điều kiện nhiệt khác nhau.
Chế độ vận hành của máy điện là thứ tự được thiết lập gồm các chu kỳ xen kẽ, được đặc trưng bởi cường độ và thời gian mang tải, tắt máy, phanh, khởi động và đảo chiều trong quá trình vận hành.
1. Chế độ dàiS1
- khi ở tải định mức không đổi 
động cơ hoạt động quá lâu đến mức nhiệt độ quá nóng của tất cả các bộ phận của nó đạt được giá trị ở trạng thái ổn định 
. Có các chế độ liên tục tải không đổi(Hình 1) và với thay đổi tải(Hình 2).
2. Chế độ ngắn hạnS2
- khi các khoảng thời gian tải định mức không đổi xen kẽ với các khoảng thời gian tắt động cơ (Hình 3). Trong trường hợp này, thời gian hoạt động của động cơ 
quá ngắn đến mức nhiệt độ làm nóng của tất cả các bộ phận của động cơ không đạt đến giá trị ở trạng thái ổn định và thời gian tắt động cơ quá dài khiến tất cả các bộ phận của động cơ có thời gian hạ nhiệt xuống nhiệt độ môi trường. Tiêu chuẩn đặt thời lượng của các giai đoạn tải là 10, 30, 60 và 90 phút. Ký hiệu cho chế độ ngắn hạn cho biết khoảng thời gian tải, ví dụ S2 - 30 phút.
3. Chế độ gián đoạn S3 – khi động cơ hoạt động trong thời gian ngắn 
xen kẽ với thời gian tắt động cơ 
và trong thời gian làm việc 
nhiệt độ tăng không có thời gian để đạt đến giá trị ở trạng thái ổn định và trong thời gian tạm dừng, các bộ phận của động cơ không có thời gian để hạ nhiệt xuống nhiệt độ môi trường. Tổng thời gian hoạt động ở chế độ không liên tục được chia thành các chu kỳ lặp lại định kỳ 
.
Trong chế độ hoạt động không liên tục, đồ thị sưởi ấm động cơ có dạng đường cong răng cưa (Hình 4). Khi động cơ đạt giá trị nhiệt độ quá nhiệt ổn định tương ứng với chế độ ngắt quãng 
, nhiệt độ quá nhiệt của động cơ tiếp tục dao động từ 
trước 
. trong đó 
nhỏ hơn nhiệt độ quá nhiệt đã thiết lập sẽ xảy ra nếu chế độ vận hành động cơ kéo dài ( 
<
).
Chế độ gián đoạn được đặc trưng bởi chiều dài tương đốicuộc sống hòa nhập: 
.
Tiêu chuẩn hiện hành cung cấp các chế độ gián đoạn danh nghĩa với chu kỳ làm việc là 15, 25, 40 và 60% (đối với chế độ làm việc dài hạn = 100 %).
Trong ký hiệu của chế độ không liên tục, giá trị của chu kỳ nhiệm vụ được biểu thị, ví dụ: S3-40%.
Khi chọn động cơ có hộ chiếu cho biết công suất ở PV = 100%, việc tính toán lại phải được thực hiện theo công thức:
.
Ba chế độ danh nghĩa được xem xét được coi là cơ bản. Tiêu chuẩn cũng cung cấp các chế độ bổ sung:
chế độ không liên tục S4 với số lần khởi động thường xuyên, với số lần khởi động mỗi giờ là 30, 60, 120 hoặc 240;
chế độ S5 không liên tục với khả năng khởi động thường xuyên và phanh điện vào cuối mỗi chu kỳ;
chế độ di chuyển S6 với số lùi thường xuyên và phanh điện;
chế độ di chuyển S7 với khả năng khởi động, lùi xe thường xuyên và phanh điện;
chế độ di chuyển S8 với hai hoặc nhiều tốc độ khác nhau;
Hình 1 Hình 2
Hình 3 Hình 4
| " |
