Thiết kế hệ thống truyền động chính máy bào giường

Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện
ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG
TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH MÁY
BÀO GIƯỜNG
GVHD: Nguyễn Văn Hà
SVTH: Nguyễn Văn Ngọc

Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh --  -- Đồ Án Trang Bị Điện
GVHD: Nguyễn Văn Hà - 1 - SVTH: Nguyễn Văn Ngọc
I. LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………..
II. LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………

Lời nói đầu
Cùng với quá trình công nghiệp hoá đất nước, yêu cầu tự động hoá trong máy sản
xuất ngày càng cao, điều khiển linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ và hiệu xuất sản xuất cao. Mặt
khác, với công nghệ thông tin và công nghệ điện tử phát triển ngày càng cao và nhu cầu
con người ngày càng đòi hỏi ngững sản phẩm sản xuất ra đạt độ chính xác và độ thẩm mỹ
cao.
Trong thời đại hiện nay các phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp cắt gọt kim loại luôn
đòi hỏi những máy cắt gọt kim loại hiện đại như Có khả năng tự động hoá cao, độ chính
xác tuyệt đối. Có khả năng điều chỉnh tốc độ trơn, rộng và bằng phẳng, kết cấu gọn nhẹ,
hiệu suất cao và chi phí vận hành ít nhất nhưng đảm bảo tính kinh tế.
Trong quá trình làm đồ án, được sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo khoa
Điện đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Văn Hà đã giúp đỡ em rất nhiều trong việc hoàn thiện
đồ án của mình. Tuy đã có nhiều cố gắng, song Kiến thức rộng và thực tế còn hạn chế nên
khó tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy Cô giáo để đồ án
của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vinh ngày: 20/8/2011
Sinh viên
Nguyễn Văn Ngọc

Chương I
ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ LỰA CHỌN CÔNG SUẤT VÀ CHỦNG LOẠI ĐỘNG
CƠ
I. ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ
1. Giới thiệu chung về máy bào giường
1.1 Khái quát chung về máy cắt kim loại
Máy cắt kim loại được dùng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách căt bớt các
lớp kim loại thừa để sau khi gia công chi tiết có hình dáng gần đúng yêu cầu, hoặc thỏa
mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ chính xác nhất định về kích thước và độ bóng cần
thiết của bề mặt gia công.
Tùy thuộc vào quá trình công nghệ đặc trưng bởi phương pháp gia công, dạng dao,
đặc tính chuyển động… Các máy cắt kim loại đượ chia thành các loại cơ bản như : Máy
Tiện, Máy Phay, Máy Bào, Máy Khoan, Máy Doa, Máy Mài…
1.2. Khái quát chung về máy bào giường
Máy Bào Giường là máy có thể gia công các chi tiết lớn, chiều dài bàn có thể từ
1,5m đến 12m. Tùy theo chiều dài bàn máy và lực kéo có thể phân máy bào giường thành
3 loại:
- Máy cở nhỏ: Chiều dài bàn Lb < 3m, lực kéo Fk = 30  50 kN
- Máy cở trung: Chiều dài bàn Lb = 4  5m, lực kéo Fk = 50  70 kN
- Máy cở nặng: Chiều dài bàn Lb > 5m, lực kéo Fk > 70kN
Hình 1.1 Hình dạng bên ngoài máy bào giường

Chi tiết gia công 1 được kẹp chặt trên bàn máy 2 chuyển động tịnh tiến qua lại.
Dao cắt 3 được kẹp trên bàn dao đứng 4, bàn dao được được kẹp chặt trên xà ngang 5 cố
định khi gia công, xà ngang 5 được giử cố định trên khung máy 6.
Trong quá trình làm việc, bàn máy di chuyển qua lại theo các chu kỳ lặp đi lặp lại,
mỗi chu kỳ gồm hai hành trình thuận và ngược. Ở hành trình thuận thực hiện gia công chi
tiết nên gọi là hành trình cắt gọt. Ở hành trình ngược bàn máy chạy về vị trí ban đầu mà
không cắt gọt, nên gọi là hành trình không tải.
Cứ sau khi kết thúc hành trình ngược thì bàn dao lại di chuyển theo chiều ngang
một khoảng gọi là lượng ăn dao s(mm/htkép). Chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn máy
gọi là chuyển động chính. Dịch chuyển của bàn dao sau mỗi hành trình kép gọi là chuyển
động ăn dao. Chuyển động phụ là những di chuyển nhanh của xà, bàn dao, nâng đầu dao
của hành trình không tải.
2. Các loại truyền động cơ bản của máy bào giường
2.1 Truyền động chính
Là chuyển động tịnh tiến qua lại của bàn máy. Đặc điểm chuyển động chính của
máy bào giường là đảo chiều với tần số lớn.Phạm vi điều chỉnh tốc độ di chuyển bàn máy
nằm trog dãi rộng và ổn định trong suốt quá trình gia công chi tiết.
Quá trình quá độ chiểm tỉ lệ đáng kể trong chu kỳ làm việc, chiều dài bàn máy
càng lớn thì quá trình quá độ càng lớn.
ckt
0v
1t 2t 3t 4t 5t 6t 7t 8t 10t 11t9t 12t
0v
thv
v(m/s)
0
ngv
13t 14t
0-v
t(s)
Hình 1.2 Đồ thị tốc độ bàn máy bào giường

Trên hình 1.2 là đồ thị tốc độ cơ bản thường gặp nhất, trong thực tế còn có nhiều
dạng đơn giản hay phức tạp hơn.
Giả thiết bàn máy đang ở đầu hành trình thuận và được tăng tốc đến tốc độ V0 = 5
15m/ph (gọi là tốc độ vào dao) trong khoảng thời gian t1.
- Sau khi chạy ổn định với tốc độ V0 trong khoảng thời gian t2 thì dao cắt bắt đầu vào
chi tiết. Dao cắt vào chi tiết ở tốc độ thấp nhằm mục đích tránh sứt mẻ dao hoặc chi
tiết.
- t3 dao cắt vào chi tiết và cắt với tốc độ V0 cho đến hết thời gian t3.
- t4 là khoảng thời gian bàn máy tăng tốc từ tốc độ V0 đến tốc độ Vth gọi là tốc độ cắt
gọt.
- t5 là khoảng thời gian gia công chi tiết với tốc độ cắt gọt Vth không đổi.
- t6 gần hết hành trình thuận, bàn máy sơ bộ giảm tốc độ từ tốc độ cắt gọt về tốc độ
V0 trong khoảng thời gian t6.
- t7 là thời gian tiếp tục gia công nhưng ở tốc độ V0
- t8 là khoảng thời gian dao được đưa ra khỏi chi tiết nhưng bàn máy vẫn chạy với
tốc độ V0.
- t9 là thời gian bàn máy được giảm tốc về 0 để đảo chiều sang hành trình ngược.
- t10 là thời gian bàn máy tăng tốc nhanh sau khi đảo chiều sang hành trình ngược
đến tốc độ Vng gọi là tốc độ không tải.
- t11 là khoảng thời gian bàn máy chạy ngược ở tốc độ Vng không đổi.
- t12Gần hết hành trình ngược, bàn máy được giảm tốc về tốc độ V0 trong khoảng
thời gian t10.
- t13 là khoảng thời gian bàn máy vẫn chạy ngược với tốc độ V0 và bắt đầu giảm tốc
về 0 để đảo chiều.
- t14 là thời gian vận tốc giảm về 0 và đảo chiều để kết thúc một chu kỳ làm việc
và chuẩn bị cho chu kỳ làm việc tiếp theo.
Tốc độ hành trình thuận Vth được xác định tương ứng bởi chế độ cắt, thường thì tốc
độ hành trình thuận nằm trong khoảng từ 5 đến 120 m/ph, tốc độ gia công có thể đạt 75 

120 m/ph. Do hành trình ngược là hành trình chạy không tải nên để tăng hiệu suất của
máy người ta thường chọn tốc độ hành trình ngược lớn hơn tốc độ hàn trình thuận.
Tức là : Vng = k.Vth ( thường k = 23)
Năng suất của máy phụ thuộc vào số hành trình kép trong một đơn vị thời gian :
ngthck ttT
n


11
(1-1)
Trong đó : + Tck Là thời gian một chu kỳ làm việc của bàn máy, [s]
+ tth Là thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình thuận, [s]
+ tng Là thời gian bàn máy chuyển động ở hành trình ngược, [s]
Giả sử tốc độ bàn máy lúc tăng và giảm tốc độ không đổi thì:
+
2/
..
th
thhthg
th
th
th
V
LL
V
L
t

 (1-2)
+
2/
..
ng
nghngg
ng
ng
ng
V
LL
V
L
t

 (1-3)
Trong đó: + Lth, Lng Là chiều dài hành trình của bàn máy ứng với tốc độ ổn
định Vth, Vng ở hành trình thuận và ngược.
+ Lg.th, Lh.th Là chiều dài hành trình bàn trong quá trình tăng tốc(g:
gia tốc) và quá trình giảm tốc(h: hãm) ở hành trình thuận.
+ Lg.ng, Lh.ng Là chiều dài hành trình bàn trong quá trình tăng tốc và
quá trình giảm tốc ở hành trình ngược.
+ Vth,Vng Là tốc độ hành trình ngược của bàn máy.
Thay các giá trị của tth, tng ở (2) và (3) vào (1) ta được:
dc
ng
đcngth
ng
nghngg
ng
ng
th
thhthg
th
th
t
V
LktVLVL
V
LL
V
L
V
LL
V
L
n












 





 


).1(
1
//
1
2/2/
1
....
(1- 4)
Trong đó: + L =Lth + Lg.th + Lh.th = Lng + Lg.ng + Lh.ng Là chiều dài hành trình bàn máy
+
th
ng
V
V
k  Là tỉ số giữa tốc độ hành trình ngược và hành trình thuận

+ tđc Là thời gian đảo chiều của máy
Từ 1 – 4 ta thấy khi đã chọn tốc độ cắt tới hạn Vth thì năng suất của máy phụ thuộc
vào hệ số k và thời gian đảo chiều của máy tđc. Khi tăng k thì năng suất của máy tăng
nhưng khi k > 3 thì năng suất của máy tăng không đáng kể vì lúc đó thời gian đảo chiều
tăng. Nếu chiều dài bàn Lb > 3m thì tđc ít ảnh hưởng đến năng suất mà chủ yếu là k. Khi
Lb bé nhất là khi tốc độ thuận lớn nhất Vth = 75  120 m/ph thì tđc ảnh hưởng nhiều đế
năng suất. Vì vậy khi thiết kế máy bào giường phải giảm thời gian quá trình quá độ.
Một trong những biện pháp hiệu quả là xác định tỉ số truyền tổi ưu của cơ cấu
truyền động của động cơ đến trục làm việc, Đảm bảo máy khởi động với gia tốc cao nhất.
Công thức xác định tỉ số truyền tổi ưu:
itư =
đ
m
J
J
M
Mc
M
Mc
 2)(
Trong đó: + M: Mômen của động cơ lúc khởi động, Nm
+ Mc: Mômen cản trên trục làm việc, Nm
+ Jm,Jđ: Mômen quán tính của máy và động cơ, kg.m
Nếu coi Mc = 0 thì: iư =
đ
m
J
J
Việclựa chọn tỉ số truyề tổi ưu ở máy bào giường là khá quan trọng. Thời gian quá
độ phụ thuộc vào mômen quán tính của máy. Mômen quán tính của máy tỉ lệ với chiều
dài máy.
Tuy nhiên thời gian quá trình quá trình quá độ không thể giảm nhỏ quá được vì bị
hạn chế bởi:
- Lực động phát sinh trong hệ thống.
- Thời gian quá trình quá độ phải đủ lớn để di chyển đầu dao.
+ Phạm vi điều chỉnh tốc độ: D =
ngmaxmax
min thmin
VV
=
V V
Trong đó :
 Vngmax : là tốc độ lớn nhất của bàn máy ở hành trình ngược, thường Vngmax=
75120 (m/ph)
 Vthmin : là tốc độ nhỏ nhất của bàn máy ở hành trình thuận, thường Vthmin = 46
(m/ph).

Như vậy phạm vi điều chỉnh tốc độ nằm trong khoảng D = (12,5 30)/1
2.2 Truyền động ăn dao
Là sự dịch chuyển của bàn dao sau mỗi hành trình kép của chuyển động chính. Cứ
sau khi kết thúc một hành trình ngược thì bàn dao lại dịch chuyển theo chiều ngang một
khoảng gọi là lượng ăn dao.
Chuyển động ăn dao làm việc có tính chất chu kỳ, trong mỗi hành trình kép làm
việc một lần, từ thời điểm đâỏ chiều từ hành trình ngược sang hành trình thuận, và kết túc
trước khi dao cắt vào chi tiết,
Cơ cấu ăn dao làm việc với tần số rất lớn( có thể đạt 1000 lần/giờ). Hệ thống di
chuyển đầu dao vận hành theo hai chiều là di chuyển làm việc và di chuyển nhanh.
Chuyển động ăn dao có thể thực hiện bằng nhiều hệ thống: Cơ khí, điện khí, thủy lực, khí
nén… Nhưng đồng thời sử dụng hệ thống điện cơ.(động cơ điện và hệ thống trục vít – êcu
hoặc bánh răng, thanh răng)
Lượng ăn dao trong một hành trình kép bằng hệ trục vít – êcu được tính như sau:
S = ωtv.t.T
Đối với hệ truyền động bánh răng – thanh răng được tính bằng công thức:
S = ωbr.t.z.T
Trong đó: + ωtv, ωbr Là tốc độ của trục vít và bánh răng
+ z Là số răng của bánh răng
+ t là bước răng của trục vít hoặc thanh răng
+ T là thời gian làm việc của trục vít hoặc thanh răng
Từ hai biểu thức trên ta thấy: Để điều chỉnh lượng ăn dao S bằng cách thay đổi thời gian
có thể sử dụng nguyên tắc hành trình(công tắc hành trình) hawocj nguyên tắc thời
gian(dùng các rơle thời gian). Sử dụng các nguyên tắc này thì đơn giản nhưng năng suất
thường bị hạn chế, vì lược ăn dao lớn, thời gian làm việc phải dài, nghĩa lf thời gian đảo
chiều thừ hành trình thuận sang hành trình ngược phải dài, mà trường hợp này thì không
cho phép.
Ngoài ra để thay đổi tóc dộ làm việc ta có thể sử dụng nguyên tắc tốc độ: Điều
chỉnh tốc độ bản thân động cơ hoặc sử dụng hộp tốc độ nhiều cấp. Nguyê tắc này tuy
phức tạp hơn nguyên tắc trên, nhưng có thể giử được thời gian làm việc của truyền động
như nhau với các lượng ăn dao khác nhau.

2.3 Các truyền động phụ
Ngoài truyền động chính và truyền động ăn dao, máy bào giường còn nhiều truyền
động khác như:
2.3.1 Truyền động nâng hạ xà
Máy bào giường có giá đỡ là xà ngang có công dụng dùng để đỡ giá dao vững
chắc. Xà ngang được dịch chuyển lên xuống dọc theo hai trục máy nhằm điều chỉnh
khoảng cách giữa dao và chi tiết gia công.
2.3.2 Truyền động kẹp nhả xà
Là truyền động được định vị để kẹp chặt xà trên hai trục của máy để gia công chi
tiết, hoặc nới lỏng xà để nâng giá dao, hạ dao. Truyền động được thực hiện nhờ động cơ
xoay chiều qua hệ thống cơ khí. Tác dụng của lực nêm chặt bao nhiêu tùy ý do ta điều
chỉnh chuyển động với việc nâng hạ xà như trên.
2.3.3 Bơm dầu
Khi cấp điện cho hệ truyền động làm việc thì bơm dầu cũng phải được làm việc,
lượng dầu trong máy đảm bảo thì rơle áp lực mới hoạt động kích hoạt làm kín mạch cho
chuyển động của bàn. Áp lực cần thiết là 2,5 at, hệ thống bơm dầu được thực hiện từ động
cơ xoay chiều.
2.3.4 Quạt gió
Động cơ quạt gió là động cơ xoay chiều đảm bảo cho hoạt động của máy làm việc
với nhiệt độ cho phép
3. Phụ tải của truyền động chính
Phụ tải của truyền động chính được xác định bởi lực kéo tổng. Nó là tổng của hai
thành phần lực cắt và lực ma sát
Fk = FZ + Fms
Trong đó: + Fk là lực kéo tổng, [N], + FZ Là lực cắt, [N]
+ Fms là lực ma sát, [N]
3.1 Ở chế độ làm việc
Đây là chế độ làm việc ở hành trình thuận, lực ma sát được xác định:
Fms = μ[Fv + g(mct + mb)]
Trong đó: + μ = 0,05 – 0,08 là hệ số ma sát gờ trượt
+ Fv = 0,04FZ là thành phần thẳng đứng của lực cắt, [N]
+ mct,mb là khối lượng của chi tiết và của bàn, [kg]

3.2 Ở chế độ không tải
Do thành phần lực cắt bằng không nên lực ma sát:
Fms = μ.g(mct + mb)
Lực kéo tổng :
Fk = Fms = μ.g(mct + mb)
Quá trình bào chi tiết ở máy bào giường được tiến hành với công suất gần như
không đổi tức là lực cắt lớn tương ứng với tốc độ cắt nhỏ và lực cắt nhỏ tương ứng với tốc
độ cắt lớn.
ghv
F
0 v
Z Pk
FZ
Pk
Hình 1.3 Đồ thị phụ tải truyền động chính
Với những máy bào giường cỡ nặng thì đồ thị phụ tải như hình 1.3:
- Trong vùng: 0 < V < Vgh thì lực kéo là hằng số
- Trong vùng: Vgh < V < Vmax thì công suất kéo Pk gần như không đổi.

II. TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT VÀ CHỦNG LOẠI ĐỘNG CƠ
1. Tập hợp các số liệu ban đầu
+ Lực cắt cực đại: Fth = 25kN
+ Tốc độ tới hạn hành trình thuận: Vth = 20m/ph
+ Tốc độ vào dao: V0 = 6m/ph
+ Trọng lượng bàn máy: Gb = 200kN
+ Trọng lượng chi tiết: Gct = 150kN
+ Bán kính quy đổi lực cắt: ρ = 0,01
+ Hệ số ma sát: μ = 0,06
+ Hiệu suất định mức của cơ cấu: η = 0,76
+ Chiều dài hành trình bàn: Lb = 15m
+ Mômen quán tính của hệ quy về trục động cơ điện: J = 20,2kg/m2
1.1 Tốc độ góc khi vào dao
)/(10
01,0.60
6
.60
0
0 srad
V



1.2 Tốc độ góc ở hành trình thuận
)/(3,33
01,0.60
20
.60
srad
Vth
th 


1.3 Tốc độ hành trình ngược
Vng=k.Vth=2.20 = 40 m/ph
Trong đó: k = 2  3 là hệ số tỉ lệ giữa hành trình thuận và ngược, ở đây chọn k = 2
 Tốc độ góc hành trình ngược :
)/(67,66
01,0.60
40
.60
srad
Vng
ng 


2. Lựa chọn chủng loại và tính chọn sơ bộ động cơ
2.1 Lựa chọn chủng loại động cơ
Đổi chiều khi hết chu kỳ làm việc là đặc điểm làm việc của máy bào giường, do
vậy yêu cầu của hệ truyền động cho máy bào giường là khả năng quá tải lớn, mômen khởi
động lớn. Do vậy đối với máy bào giường thì ta chọn động cơ một chiều với ưu điểm
mômen khởi động lớn, dễ điều chỉnh tốc độ, dễ điều chỉnh chiều quay.
Do công nghệ phát triển nên ngày nay người ta đã thiết kế các van điện tử dùng để
chỉnh lưu dòng xoay chiều thành một chiều với công suất lớn, hiệu suất cao.

Nhược điểm cơ bản của động cơ một chiều là do cấu tạo phức tạp nên giá thành
đắt.
2.2 Tính chọn sơ bộ công suất động cơ
2.2.1 Tính toán lực kéo tổng
Fk1 = FZ0 + (Gb + Gct + Fy0).μ
Trong đó: + FZ0 = Fth = 25kN
+ μ Là hệ số ma sát μ = 0,06
+ Fy0 là thành phần thắng đứng của lực cắt:
Fy0 = 0,4Fz0 = 0,4Fth = 0,4.25 = 10kN
 Fk1 = FZ0 + (Gb + Gct + Fy0).μ = 25 + (200 + 150 + 10).0,06 =46,6kN
= 46600 (N)
2.2.2 Công suất đầu trục động cơ
 Ở chế độ không tải(tốc độ vào dao)
)(13,6
76,0.1000.60
6.46600
.1000.60
. 01
10 kW
VF
P k
th 

 Ở chế độ cắt thuận:
.1000.60
.2
2
thk
th
VF
P 
Trong đó: + Fk2 = FZmax + (Gb + Gct + Fyth).μ = Fth + (Gb + Gct + 0,4Fth).μ
= 25 + (200 + 150 + 10)0,06 = 46,6 kN = 46600 N
+ η là hiệu suất định mức của cơ cấu, η = 0,76
)(44,20
76,0.1000.60
20.46600
.1000.60
.2
2 kW
VF
P thk
th 

 Công suất tính toán tổng ở chế độ cắt thuận:
)(88,40
20
40
.44,2022 kW
V
V
PP
th
ng
thtt 
 Bảng các số liệu dùng tính toán chọn động cơ
Bảng 1.1 Các số liệu dùng tính toán chọn động cơ
CĐ cắt Vth(m/ph) Vng(m/ph) FZ(kN)
Gb + Gct
(kN)
Fk(kN) Pth(kW) Ptt(kW)
1 20 40 25 350 46600 20,44 40,88

Từ các số liệu đã tính toán ở trên ta chọn động cơ có công suất: Pđm  40,88kW.
Dựa vào bảng thông số các động cơ điện một chiều ta chọn động cơ có các thông số như
sau:
Bảng 1.2 Thông số động cơ điện một chiều loại Л101
Kiểu Pđm(kW) nđm(v/ph) Iđm(A) rư + rp(Ω) rckt(Ω) Số TD
Л102 42 600 223 0,0225 32,5 282
WS Ф(mvb) Ikt(A) nmax(v/p) J(kg/m2
) G(kg) Uđm(V)
840 37,4 4,84 1200 12 985 220
 Vận tốc góc của động cơ
)/(83,62
60
600.2
60
.2
srad
nđm
đm 


 Tỉ số từ thông
+ Từ phương trình đặc tính động cơ điện một chiều kích từ độc lập ta có:
U1 = E+I(rư+rp)  E = U1(rư+rp)
Mặt khác : E=  kk  =U1-I(rư+rp)


)(1 pu rrIU
k


)(42,3
83,62
0225,0.223220( )
vb
rrIU
k
đm
puđmđm
đm 






3. Kiểm nghiệm lại động cơ đã chọn
3.1 Các thông số động cơ khi không tải
 Tổn hao không tải của động cơ ở hành trình thuận
    )(94,276,01.44,20.6,01..6,0 20 kWPP thth  
 Tổn hao ma sát nơi gờ trượt lúc không tải
    )(10,206,0.
1000.60
6.10.20010.150
.
1000.60
. 33
0
0 kW
VGG
P bct
p 



 
 Tổn hao không tải ở hành trình thuận
)(04,510,294,2000 kWPPP pthth 
 Mô men không tải của động cơ
)(19,94
83,62
10.42
223.42,3
10.
.
33
0 Nm
P
IkM
đm
đm
đmđm 



 Mô men điện từ lúc không tải
Mđt0 = M0+ΔM = M0+ )(19,388
10
10.94,2
19,94
3
0
0
0 Nm
P
M th




 Dòng điện không tải
)(51,113
42,3
19,3880
0 A
k
M
I
đm
đt


3.2 Các thông số của động cơ khi tải đầy
 Mô men điện từ của động cơ trong hành trình thuận khi tải đầy
Mđtth = M0+Mth = M0+ )(00,708
3,33
10.44,20
19,94
10. 33
2
Nm
P
th
th


 Dòng điện của động cơ khi tải đầy
)(02,207
42,3
708
A
k
M
I
đm
đtth
th 

3.3 Các thông số của động cơ trong hành trình ngược
 Công suất động cơ trong hành trình ngược khi dùng phương pháp đảo chiều điện
áp ở cả dải tốc độ
)(08,10
20
40
.04,5.0 kW
V
V
PP
th
ng
thĐng 
 Mô men điện từ trong hành trình ngược
)(38,245
67,66
10.08,10
19,94
10. 33
0 Nm
P
MM
ng
Đng
đtng 

 Dòng điên trong hành trình ngược
)(75,71
42,3
38,245
A
k
M
I
đm
đtng
ng 

3.4 Dòng điện quá độ
đmqđ IkI .
với k là hệ số nói lên quan hệ giữa dòng quá độ và dòng định mức ở đây lấy k = 2
)(446223.22 AII đmqđ 

3.4 Các khoảng thời gian làm việc của động cơ
 Thời gian quá độ
   1212 .
.
).( 

 




đmcqđcqđ
qđ
kII
J
MM
J
t
Trong đó: + J = Jpư + Jqđ = 12 + 20,2 = 32,2 (kg/m2
)
+ Mqđ, Iqđ : Mômen và dòng điện trong quá trình quá độ
+ Mc, Ic : Mômen và dòng điện phụ tải của động cơ
+ ω1, ω2: Tốc độ đầu và cuối quá trình quá độ
 Các khoảng thời gian làm việc
+ Với








)/(10
0
)(51,113
02
1
0
srad
AIIC


Thì:
 
)(281,0)010(
42,3.51,113446
2,32
1491 sttt 


+ Với








)/(3,33
)/(10
)(02,207
2
01
srad
srad
AII
th
thC


Thì:
 
)(918,0)103,33(
42,3.02,207446
2,32
64 stt 


+ Với:








)/(67,66
0
)(75,71
2
1
srad
AII
ng
ngC


Thì:
 
)(677,1)067,66(
42,3.75,71446
2,32
10 st 


+ Với:








)/(67,66
)/(10
)(75,71
2
01
srad
srad
AII
ng
ngC


Thì:
 
)(426,1)1067,66(
42,3.75,71446
2,32
12 st 


+ Theo kinh nghiệm vận hành ta có:
+ )(422,0281,0.5,1.5,1 113 stt 

+ )(106,0422,0.
4
1
.
4
1
.3;;; 13733213328273 stttttttttttt 
+ )(317,0422,0.
4
3
.
4
3
1382 sttt 
- Thời gian máy làm việc ở tốc độ thuận t5:
thV
L
t 5
5 
Trong đó: + Vth = 20 (m/ph) là tốc độ làm việc ở chu kỳ thuận
+ l5 là chiều dài bàn máy trong khoảng thời gian làm việc
Ta có:      







 8732064
0
91
0
5
22
ttttVtt
VV
tt
V
LLLL th
bithb
     
)(49,14
106,0317,0106,0317,06918,0918,0
2
206
281,0281,0
2
6
60
1
15
m







)(5,43)(725,0
20
49,145
5 sph
V
L
t
th

- Thời gian làm việc ở tốc độ ngược t11:
ngV
L
t 11
11 
Trong đó: + Vth = 40 (m/ph) là tốc độ làm việc ở chu kỳ ngược
+ l11 là chiều dài bàn máy trong khoảng thời gian màn máy trở về
Ta có: 







 14
0
13012
0
1011 .
2
.
2
.
2
t
V
tVt
VV
t
V
LLLL
ngng
bingb
)(84,13281,0.
2
6
422,0.6426,1.
2
406
677,1.
2
40
60
1
15 m






)(76,20)(346,0
40
84,1311
11 sph
V
L
t
ng


3.5 Xây dựng đồ thị phụ tải toàn phần I = f(t)
Dựa vào đồ thị dòng điện và các khoảng thời gian tương ứng đã xác định ở phần
trên
ta vẽ được đồ thị phụ tải toàn phần như sau:
Tth Tng
0
v(m/s)
t(s)
Iq®
Ith
I0
Vth
V0
V0
Vng
Hình 1.4 Đồ thị dòng điện toàn phần của động cơ truyền động bàn máy MBG
3.6 Kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện phát nóng và quả tải về mômen
3.6.1 Kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng
Ta có dòng điện đẳng trị:


i
ii
đt
t
tI
I
.2
Trong đó:








)(712,43106,050,43106,0
)(816,21422,076,20317,0317,0
)(908,5281,0426,1677,1281,0918,0918,0281,0
753
131182
1412109641
sttt
stttt
sttttttt

)(436,71712,43816,21908,5
1413121110987654321
s
ttttttttttttttti


Vậy: )(89,215
436,71
712,43.02,207816,21.51,113908,5.446. 2222
A
t
tI
I
i
ii
đt 




Ta thấy: Iđt = 215,89(A) < Iđm = 223(A) nên động cơ đã chọn đạt yêu cầu về phát
nóng.
3.6.2. Kiểm nghiệm theo điều kiện quá tải về mômen

maxlv
đm
M
M 
Trong đó: + Mđm là mômen định mức của động cơ
+ Mlvmax là mômen làm việc cực đại
+ λ = 2  4 là hệ số quá tải cho phép về mômen động cơ
Ta có: + )(32,1525446.42,3.. maxmax NmIkIkM qđđmđmlv  
+ )(66,762223.42,3. NmIkM đmđmđm  
+ Khi hệ số quá tải λ = 2 thì:
Ta có )(66,76266,762
2
32,1525max
NmM
M
đm
lv


+ Khi hệ số quá tải λ = 4 thì:
Ta có )(66,76233,381
4
32,1525max
NmM
M
đm
lv


Vậy động cơ đã chọn đạt cả hai yêu cầu quá tải về mômen và yêu cầu về phát
nóng.

Chương II
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG
I. PHƯƠNG ÁN 1: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG MÁY PHÁT - ĐỘNG CƠ (F - Đ)
1. Sơ đồ nguyên lí hệ thống F - Đ đơn giản
Hệ thống máy phát - động cơ (F - Đ) là hệ truyền động điện mà BBĐ điện là máy
phát điện một chiều kích từ độc lập. Máy phát này thường do động cơ sơ cấp không đồng
bộ 3 pha kéo quay và coi tốc độ quay của máy phát là không đổi.
Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống F - Đ đơn giản
Trong đó:
- Đ : Là động cơ điện một chiều kéo cơ cấu sản xuất, cần phải điều chỉnh tốc độ.
- F : Là máy phát điện một chiều, đóng vai trò là BBĐ, cấp điện cho động cơ Đ.
- ĐK : Động cơ KĐB 3 pha kéo máy phát F, K có thể thay thế bằng một nguồn năng
lượng khác.
- K : Máy phát tự kích, để cấp nguồn điện cho các cuộn kích từ CKF và CKĐ.
* Đối với hệ thống F - Đ ta có thể điều chỉnh tốc độ theo hai hướng như sau:
+ Để cho nĐ < ncb: Điều chỉnh biến trở RKF của máy phát tăng để giảm dòng điện
qua cuộn kích từ CKF thay đổi, do đó từ thông kích từ F của máy phát thay đổi (giảm),
làm cho UF giảm, tốc độ động cơ giảm xuống đạt nĐ < ncb.
Như vậy, bằng cách điều chỉnh biến trở RKF, ta điều chỉnh điện áp phần ứng động
cơ Đ trong khi giữ từ thông không đổi: Đ = đm.
+ Đảo chiều: Cặp tiếp điểm T đóng hoặc N đóng, dòng điện kích từ máy phát ICKF
đảo chiều, do đó đảo chiều từ thông F, do đó UF đảo dấu, dẫn đến động cơ Đ đảo chiều.

* Khi thực hiện hãm thì động cơ Đ sẽ qua 2 giai đoạn hãm tái sinh:
+ Tăng Đ về định mức.
+ Giảm điện áp phần ứng động cơ về 0.
2. Hệ thống máy phát động cơ F - Đ với các phản hồi có sử dụng máy điện khuyếch
đại từ trường ngang (MKĐ)
+ Nhược điểm của hệ F - Đ đơn giản trên là:
- Đặc tính cơ mềm hơn đặc tính tự nhiên
- Khi phụ tải thay đổi làm tốc độ động cơ thay đổi, không có khả năng ổn
định tốc độ.
Điều đó không đáp ứng được yêu cầu ổn định tốc độ của hệ. Nên phải đưa các
khâu phản hồi để ổn định tốc độ động cơ của hệ thống được duy trì không đổi.
Thay vì sử dụng máy phát kích thích K, người ta đưa vào hệ thống máy điện
khuyếch đại từ trường ngang (MKĐ). Đó là máy điện một chiều đặc biệt có 2 cặp chổi
than, trong đó có một cặp ngang trục được nổi ngắn mạch. Nhờ vậy dòng điện chạy trong
dây quấn ngang trục khá lớn tạo ra từ trường của máy lớn nên hệ số khuếch đại của máy
rất lớn. Trên máy có nhiều cuộn kích thích, trong đó có một cuộn chủ đạo (W1) được
cung cấp từ nguồn một chiều độc lập có thể thay đổi được trị số. Các cuộn còn lại được
nối với các khâu phản hồi. Từ trường do các cuộn phản hồi cùng chiều hoặc ngược chiều
với từ trường chính là do tính chất của phản hồi.
2.1 Hệ thống F - Đ với phản hồi âm tốc độ
Phản hồi được thực hiện qua máy phát tốc. Roto của FT được nối đồng trục với
rotor động cơ. Điện áp phát ra của FT tỉ lệ bậc nhất với tốc độ của động cơ.
Ta có: F2 = I2W2
EFT = KeFTnFT = KeFTn
UFH =  .dc với  là hệ số phản hồi âm tốc độ
Hệ thống này có khả năng ổn định tốc độ khi phụ tải thay đổi nhờ khâu phản hồi
âm tốc độ: Khi động cơ đang làm việc với phụ tải Mc và tốc độ đạt yêu cầu nyc. Vì lý do
nào đó, mômen phụ tải đặt lên trục động cơ thay đổi khác nyc thì nhờ quá trình phản hồi
âm tốc độ hệ thống sẽ tự động ổn định tốc độ đạt nyc.

Hình 2.2: Hệ thống F - Đ với phản hồi âm tốc độ
Quá trình tự động này được giải thích như sau: Giả sử khi Mc tăng sẽ làm cho nĐ
giảm < nyc. Mà khi n giảm nên EFT giảm do đó I2 giảm  F2 giảm nên F = F1 - F2 tăng
dẫn đến EKĐMĐ tăng nên UĐ tăng do đó n tăng đạt đến nyc. Và khi Mc giảm thì quá trình sẽ
tự động xảy ra theo chiều ngược lại để tốc độ động cơ đạt nyc.
+ Phương trình cân bằng sức từ động:
F = F1 - F2
Phản hồi âm tốc độ vừa ổn định được tốc độ của hệ truyền động vừa tự động điều
chỉnh gia tốc của hệ khi khởi động.
Có thể tiến hành điều chỉnh ở vùng tốc độ rất thấp do đó mở rộng được phạm vi
điều chỉnh. Chất lượng điều chỉnh cũng như ổn định tốc độ rất tốt.
2.2 Hệ thống F- Đ với âm dòng có ngắt
Khi thực hiện các phản hồi trong hệ F - Đ, tốc độ động cơ được duy trì không đổi
theo tốc độ đặt cho trước. Khi xảy ra quá tải, động cơ có thể bị cháy. Việc sử dụng các
thiết bị bảo vệ có thể gây phức tạp cho quá trình vận hành. Do đó người ta đưa vào hệ
thống khâu phản hồi âm dòng có ngắt.
+ Phản hồi được thực hiện qua điện trở R và khâu so sánh gồm Uss, Rss và van D.
+ Khi Iư bé hơn trị số cho phép thì Uph < Uss do đó van D khóa nên F2 = 0.
+ Khi Iư lớn hơn Icp dẫn đế Uph > Uss do đó van D mở nên F2  0  F = F1 - F2
giảm xuống làm giảm s.t.đ của MĐKĐ, dẫn đến kích thích máy phát giảm, động cơ giảm
tốc độ nên động cơ được bảo vệ.

Hình 2.3: Hệ thống F - Đ với phản hồi âm dòng có ngắt
3. Đánh giá hệ thống F- Đ
3.1. Ưu điểm:
+ Trong mạch lực của hệ thống không có phần tử phi tuyến nên hệ thống có những đặc
tính động rất tốt, rất linh hoạt khi chuyển đổi các chế độ làm việc.
+ Khi phối hợp cả điều chỉnh tốc độ 2 vùng: Điều chỉnh kích thích máy phát và điều
chỉnh kích thích động cơ, đảo chiều quay bằng đảo chiều quay bằng cách đảo chiều kích
thích máy phát. Động cơ sẽ có các chế độ làm việc như sau:
+ Hãm động năng khi kích thích máy phát bằng không
+ Hãm tái sinh khi giảm tốc độ hoặc khi đảo chiều dòng kích từ
+ Hãm ngược ở cuối giai đoạn hãm tái sinh khi đảo chiều hoặc khi làm việc ổn định
với tải có tính thế năng (khi hạ tải trọng)
 Như vậy hệ thống F - Đ có đặc tính điền đầy cả 4 góc phần tư của mặt phẳng toạ độ.
+ Ưu điểm nổi bật của hệ thống là khả năng quá tải lớn, sự chuyển đổi trạng thái làm
việc rất linh hoạt.
+ Do các phần tử trong hệ thống là tuyến tính nên quá trình quá độ của hệ thống rất tốt.
+ Có khả năng giữ cho đặc tính có độ cứng cao và không đổi trong suốt giải điều
chỉnh.
+ Hệ số cos khá cao.

3.2 Nhược điểm
Nhược điểm cơ bản của hệ thống F - Đ là sử dụng nhiều máy điện quay do đó
chiếm diện tích không gian lớn, gây tiếng ồn lớn trong quá trình làm việc. Máy phát điện
một chiều có từ dư lớn nên điều chỉnh tốc độ ở vùng tốc độ thấp và rất thấp rất khó khăn.
Hệ thống F - Đ rất thích hợp với các truyền động có phạm vi điều chỉnh tốc độ lớn,
phụ tải biến động trong phạm vi rộng, quá trình quá độ chiếm phần lớn thời gian làm việc
của hệ thống (thường xuyên khởi động, hãm, đảo chiều...)
II. PHƯƠNG ÁN 2: HỆ TRUYỀN ĐỘNG THYRISTOR - ĐỘNG CƠ (T - Đ)
Hệ truyền động T - Đ là hệ truyền động, động cơ điện một chiều kích từ động lập.
Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng hoặc phần cảm động cơ
thông qua các bộ biến đổi (BBĐ) chỉnh lưu dòng thyristor.
1. Sơ đồ hệ thống
Ð
FT
BBÐ
CKÐ3 pha
BFX
Hình 2.4: Hệ truyền động T - Đ
+ Hoạt động của hệ thống:
- Bộ biến đổi (BBĐ) biến đổi nguồn điện xoay chiều 3 pha thành nguồn điện 1
chiều trực tiếp cấp cho phần ứng động cơ Đ.
- Tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ của máy mà BBĐ có thể là 1 bộ hay nhiều bộ,
sử dụng 1 pha hay 3 pha và có thể dùng chỉnh lưu hình tia hay hình cầu.
- Để điều chỉnh tốc độ động cơ, ta đặt tín hiệu điều khiển ĐK lên biến trở R và đưa
vào bộ phát xung (BFX) rồi đưa tín hiệu đến bộ biến đổi.
- Hệ thống sử dụng khâu phản hồi tốc độ, lấy từ máy phát tốc (FT) để nâng cao
tính ổn định tốc độ của động cơ và cả hệ thống.

2. Đánh giá về hệ thống
2.1. Ưu điểm :
+ Hệ thống sử dụng các phần tử bán dẫn nên có độ tác động nhanh nhạy, hệ số
khuếch đại lớn, khả năng điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh rộng D = (100 1000).
+ Hệ thống làm việc khá ổn định, không gây ồn ào, gọn nhẹ nên có thể giảm kích
thước hình học của máy.
+ Vì hệ thống chủ yếu chỉ sử dụng các linh kiện điện tử nên tiêu tốn công suất
riêng rất nhỏ, giá thành hệ thống thấp.
2.2. Nhược điểm :
+ Khả năng làm việc ổn định với phụ tải nhỏ khá hạn chế.
+ Hệ số cos nói chung của hệ thống thấp (0,6  0,65).
+ Khi hệ thống truyền động có công suất lớn, dòng điện không sin gây ra tổn hao
phụ trong hệ thống và ảnh hưởng đáng kể đến điện áp của lưới.
+ Mạch điều khiển phức tạp.
III. CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG BÀN MÁY BÀO GIƯỜNG
Qua phân tích sơ bộ hai phương án truyền động trên: Hệ thống truyền động F - Đ
và T - Đ.Ta thấy: Mỗi hệ thống đều có những ưu điểm riêng và nhược điểm riêng. Nhưng
nhìn chung, điều khiển động cơ bằng bộ biến đổi thyristor là phương pháp linh hoạt nhất
hiện nay. Nó cho phép dùng những tín hiệu công suất nhỏ lấy từ các khí cụ không tiếp
điểm để tạo ra được các đặc tính tĩnh và động của động cơ thoả mãn yêu cầu công nghệ.
Dùng thyristor ta có thể thực hiện nhiều trạng thái mà hệ thống F - Đ cũng như các
hệ khác không thể hoặc khó thực hiện được. Nhờ BBĐ thyristor mà các trạng thái cưỡng
bức của truyền động điện trở nên ổn định hơn. Vì thyristor không có quán tính nên trong
hệ truyền động chỉ còn hai nơi tích luỹ năng lượng, được đặc trưng bởi hai lượng quán
tính: quán tính cơ của phần ứng động cơ mang bộ phận làm việc của máy và quán tính
điện trở của máy phần ứng.
Do đó so với hệ F - Đ sử dụng hệ T - Đ có quá trình quá độ hợp lí hơn, nên ta có
thể tạo ra được những thiết bị tổ hợp hiện đại về công nghệ, để gia công các sản phẩm với
chất lượng tốt hơn, tốc độ cao hơn, độ tin cậy cao, tiết kiệm năng lượng, luôn sẵn sàng
khởi động, bảo dưỡng đơn giản, không gây ồn ào, giá thành hạ hơn do vậy ta lựa chọn sử
dụng hệ T - Đ làm hệ truyền động cho bàn máy của máy bào giường.

Chương III
THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG
I. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠCH LỰC
Để cung cấp nguồn 1 chiều cho phần ứng động cơ một chiều kích từ độc lập, ta
phải sử dụng một mạch chỉnh lưu để biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều có sẵn
thành năng lượng dòng điện 1 chiều. Thực tế có rất nhiều phương án có thể sử dụng được,
tuy nhiên để có một mạch chỉnh lưu phù hợp với yêu cầu thiết kế ta cần xét một cách tổng
quan về các sơ đồ chỉnh lưu. Với yêu cầu thay đổi được điện áp đặt vào phần ứng động cơ
thì các bộ chỉnh lưu điốt không thể làm thay đổi điện áp ra nên ta chỉ xét các mạch chỉnh
lưu điều khiển.
Xét các dạng chỉnh lưu sau:
1. Chỉnh lưu Tiristor một pha:
- Chỉnh lưu một pha thường được chọn khi nguồn cấp là lưới điện một pha hoặc
công suất tải không quá lớn so với công suất lưới (làm mất đối xứng điện áp lưới) và tải
không có yêu cầu quá cao về chất lượng điện áp một chiều.
- Chỉnh lưu một pha cho ta điện áp với chất lượng chưa cao, biên độ đập mạch điện
áp quá lớn, thành phần hài bậc cao lớn: điều này không đáp ứng được cho nhiều loại tải.
- Đối với dòng tải lớn mà chọn các sơ đồ chỉnh lưu một pha thì sẽ gây ra sự mất
đối xứng của lưới -> ảnh hưởng tới sự hoạt động của các thiết bị khác.
Do nguồn cấp là lưới 3 pha công nghiệp nên việc sử dụng chỉnh lưu một pha có
nhiều hạn chế, mặt khác do yêu cầu về chỉnh lưu và giá trị điện áp, dòng điện lớn nên ta
không nên dùng chỉnh lưu một pha. Yêu cầu cao về chất lượng điện áp một chiều cung
cấp cho động cơ một chiều kích từ độc lập của máy bào giường đã lựa chọn ở trên đảm
bảo tốc cho động cơ cần thực hiện với mạch chỉnh lưu nhiều pha hơn.
2. Chỉnh lưu điều khiển hình tia 3 pha
2.1 Sơ đồ mạch điện:
Chỉnh lưu tia ba pha có cấu tạo từ một biến áp ba pha với thứ cấp đấu sao có trung
tính, ba van bán dẫn nối cùng cực tính đối với tải, ba đầu katốt của 3 van bán dẫn nối
cùng cực tính để nối tới tải, ba đầu Anốt nối tới các pha biến áp, tải được nối giữa đầu nối
chung của van bán dẫn với trung tính như hình vẽ.

RA
B
C
LT1
T2
T3
La
Lb
Lc
Hình 3.1 Mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha
2.2 Nguyên lý hoạt động:
Giả sử trong 1/3 chu kỳ đầu tiên điện áp trên Anot của thiristor T1 dương nhất, khi
cấp xung điều khiển cho T1 thì T1 mở dòng qua T1 qua R,L và chạy về nguồn, trong 1/3
chu kỳ tiếp theo T2 phân cực thuận giải thích tương tự như trên thì dòng sẽ qua T2 qua
R,L và chạy về nguồn, tương tự 1/3 chu kỳ cuối dòng qua T3 qua R,L và về nguồn(chú ý:
các van trên chỉ hoạt động khi được cấp xung điều khiển và phân cực thuận)
Do tải có tải cảm lớn nên dòng điện trên tải là liên tục, tức là van dẫn sẽ vẫn dẫn
khi điện áp âm mà van còn lại chưa mở.
Xét: Van T1 đang dẫn, do suất điện động cảm ứng nên T1 vẫn dẫn điện cho đến
thời điểm t2. Khi đưa xung vào mở T2 thì sẽ xuất hiện một điện áp ngược đặt vào T1 làm
T1 khoá lại và quá trình khoá T1 là quá trính khoá cưỡng bức. Từ thời điểm t2  t3 thì T2
dẫn điện, thời điểm t4 là khi chúng ta đưa xung mở T3.
+ Giá trị trung bình của điện áp trên tải:


 cos.U17,1cosU
2
63
U 22d
+ Giá trị điện áp ngược trên van: 2.6 UUng 
+ Dòng điện trung bình chảy qua thiristor: Iv = Id/3
+ Số lần đập mạch trong một chu kỳ là 3

2.3 Đồ thị điện áp và dòng điện
   
Uf
t

t1 t2 t3 t4
t
t
t
t
t
Id
T1
T2
T3
Ud
0
0
0
Hình 3.2 Đồ thị điện áp và dòng điện chỉnh lưu hình tia 3 pha
2.4 Ưu điểm
So với chỉnh lưu một pha thì chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp một chiều
tốt hơn, biên độ điện áp đập mạch thấp hơn, thành phần sóng hài bậc cao bé hơn, do chỉ
có một van dãn nên sụt áp trên van là nhỏ  công suất tiêu thụ của van nhỏ.Việc điều
khiển các van tương đối đơn giản
Sơ đồ chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp ra tải chưa thật tốt lắm. Điện áp ra
có độ đập mạch lớn  xuất hiện nhiều thành phần điều hoà bậc cao. Hiệu suất sử dụng
máy biến áp không cao.

3. Chỉnh lưu cầu 3 pha
3.1 Sơ đồ mạch điện
T1
T3
T5
T4
T6
T2
R L
A B C
Hình 3.3 Mạch chỉnh lưu hình cầu 3 pha
+ Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng gồm có 6 triristor chia thành 2 nhóm :
- Nhóm katốt chung gồm 3 triristor: T1,T3,T5.
- Nhóm anốt chung gồm 3 triristor: T2,T4,T6.
+ Điện áp các pha thứ cấp MBA có phương trình :
Ua = U2 sin
Ub = U2sin( - 2/3)
Uc = U2sin( - 4/3)
+ Góc mở  được tính từ giao điểm của hai điện áp pha.
3.2 Nguyên lý hoạt động:
Giả thiết T5, T6 đang cho dòng chảy qua
+ Khi 

 
6
1 cho xung điều khiển mở T1. Tiristor này mở vì 0aU . Sự mở
của T1 làm cho T5 bị khoá lại một cách tự nhiên vì ca UU 22  . Lúc này T6 và T1 cho dòng
đi qua. Điện áp ra trên tải : b2a2abd UUUU 
2
2
2

+ Khi 

 
6
3
2 cho xung điều khiển mở T2. Tiristor này mở vì T6 dẫn dòng
nó đặt b2U lên catốt T2 mà C2b2 UU  . Sự mở của T2 làm cho T6 khoá lại một cách tự
nhiên vì cb UU 22  .
Các xung điều khiển lệch nhau
3

được lần lượt đưa đến các cực điều khiển của các
thyristor theo thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1,...Trong mỗi nhóm, khi 1 tiristor mở thì nó sẽ khoá
ngay tristor trước nó, như trong bảng sau:
Bảng 3.1 Các thời điểm mở khóa của thiristor
Thời điểm Mở Khóa
1 = /6 +  T1 T5
2 = 3/6 +  T2 T6
3 = 5/6 +  T3 T1
4 = 7/6 +  T4 T2
5 = 9/6 +  T5 T3
6 = 11/6 +

T6 T4
+ Điện áp trung bình trên tải








cos..
63
.sin..2
2
6
2
6
5
6
2 UdUUd  


+ Điện áp ngược cực đại đặt lên van: Ungmax=2,45.U2
+ Số lần đập mạch trong 1 chu kỳ là 6
+ Dòng điện chảy qua các van là: IT = Id/ 3
+ Công suất của máy biến áp : Sba=1,05.Pd

3.3 Đồ thị điện áp và dòng điện:
t
t
t
T2
T4
T6
0
   
Uf
t

t1 t2 t3 t4
t
t
t
t
t
Id
T1
T3
T5
Ud
0
0
0
Hình 3.4 Đồ thị điện áp và dòng điện chỉnh lưu hình cầu 3 pha
3.4 Ưu điểm
+ Điện áp ra đập mạch nhỏ do vậy mà chất lượng điện áp tốt.
+ Hiệu suất sử dụng máy biến áp tốt do dòng điện chạy trong van đối xứng.
+ Điện áp ngược trên van là lớn nhưng do Udo = 2,34U2 -> nó có thể được sử dụng
với điện áp khá cao.

+ Cần phải mở đồng thời hai van theo đúng thứ tự pha nên rất phức tạp.
+ Sụt áp trong mạch van gấp đôi sơ đồ hình tia nên cũng không phù hợp với cấp
điện áp ra tải dưới 10 V.
+ Nó gây khó khăn khi chế tạo vận hành và sửa chữa
Kết luận:
Từ yêu cầu thiết kế về chất lượng điện áp một chiều tốt để có thể cung cấp cho
phần ứng động cơ điện một chiều kích từ độc lập, đảm bảo phù hợp yêu cầu công nghệ
máy bào giường, nên em chọn sử dụng mạch chỉnh lưu dùng sơ đồ cầu 3 pha điều khiển
đối xứng là hợp lý hơn cả.
II. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐẢO CHIỀU
1. Khái quát chung
Quá trình đảo chiều chuyển động bàn máy cũng có rất nhiều phương pháp, nhưng
chung quy có 2 phương pháp :
+ Đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dòng kích từ.
+ Đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dòng phần ứng.
Tuy nhiên sử dụng phương pháp đảo chiều dòng kích từ có nhiều hạn chế, do cuộn
cảm có hệ số tự cảm lớn (quán tính từ lớn) nên làm tăng thời gian đảo chiều, không thoả
mãn cho truyền động máy bào giường. Vì vậy ta chỉ xét quá trình đảo chiều động cơ bằng
đảo chiều dòng phần ứng.
2. Các phương pháp đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dòng phần ứng
Với hệ truyền động T - Đ để đảo chiều dòng phần ứng động cơ có hai cách cơ bản:
+ Đảo chiều nhờ các tiếp điểm công tắc tơ đặt trên mạch phần ứng.
+ Đảo chiều quay nhờ hai BBĐ triristor mắc song song ngược.
2.1. Đảo chiều dòng điện phần ứng bằng cách dùng công tắc tơ
Sơ đồ truyền động :
CL1 CL2
3 pha3 pha
T N
TN
CK§
Hình 3.5 Sơ đồ truyền động đảo chiều động cơ bằng công tắc tơ

Trên sơ đồ : Cuộn kích từ CKĐ được cấp nguồn bởi một bộ chỉnh lưu CL2
Bộ chỉnh lưu CL1 tạo ra dòng điện một chiều có chiều không đổi ở phía đầu ra,
trước khi đưa vào phần ứng động cơ, người ta bố trí các tiếp điểm công tắc tơ T và N sao
cho khi điều khiển các công tắc tơ này đóng tiếp điểm thì đảo được chiều dòng điện phần
ứng, dẫn đến đảo được chiều quay động cơ.
Phương pháp này chỉ sử dụng cho các truyền động công suất nhỏ vì dòng hồ quang
phát ra giữa các tiếp điểm lớn. Mặt khác do quán tính cơ điện của các khí cụ lớn nên tần
số đảo chiều không cao, không phù hợp cho truyền động bàn máy bào giường.
2.2. Đảo chiều dòng điện phần ứng bởi hai bộ chỉnh lưu cầu triristor mắc song song
ngược
Sơ đồ truyền động :
CL1 CL3
3 pha
3 pha
CK§
CL2
Hình 3.6 Sơ dồ truyền động đảo chiều động cơ bằng chỉnh lưu
Trên sơ đồ :
+ Cuộn dây kích từ CKĐ được cấp nguồn bởi CL3 với dòng điện có chiều không đổi.
+ Phần ứng động cơ được cấp nguồn bởi 2 bộ chỉnh lưu CL1 và CL2 mắc song song
ngược.
+ Muốn đảo chiều quay động cơ, ta đưa tín hiệu điều khiển vào 2 bộ chỉnh lưu sao cho
CL1 hoặc CL2 mở để thay đổi chiều dòng điện phần ứng iưT và iưN.
Phương pháp này vì sử dụng các khí cụ không tiếp điểm nên quá trình đảo chiều
êm, diễn ra nhanh, nhưng đòi hỏi mạch lực phức tạp hơn. Quá trình đảo chiều còn phụ
thuộc vào việc lựa chọn phương pháp điều khiển, đó là phương pháp điều khiển chung
hay riêng:
Phương pháp điều khiển chung: Tại một thời điểm cả 2 BBĐ nhận được xung mở,
nhưng chỉ có một BBĐ cấp dòng cho nghịch lưu, còn BBĐ kia làm việc ở chế độ chờ.

Phương pháp này có các đặc tính cơ của hệ thống ở chế độ động và chế độ tĩnh rất tốt.
Nhưng nó lại làm xuất hiện dòng cân bằng tiêu tán năng lượng 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 ngược thì cần phải có 4 cuộn kháng san bằng. Phương pháp này điều
khiển phức tạp.
Phương pháp điều khiển riêng: Khi điều khiển riêng 2 BBĐ làm việc riêng rẽ nhau.
Tại một thời điểm chỉ phát xung điều khiển vào 1 BBĐ còn bộ kia bị khoá do không có
xung điều khiển. Phương pháp này, đặc tính đảo chiều của nó không tốt bằng phương
pháp điều khiển chung, do có một khoảng thời gian trễ để dòng qua bộ van đang làm việc
giảm về = 0 thì mới cho bộ van thứ hai mở. Tuy nhiên nó lại có ưu điểm hơn là làm việc
an toàn vì không có dòng cân bằng chạy qua giữa các BBĐ và hệ thống điều khiển đỡ
phức tạp hơn.
Từ hai phương pháp điều khiển trên, do đặc điểm và yêu cầu công nghệ của máy bào
giường, thấy rằng phương pháp đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dòng phần ứng bởi
hai bộ chỉnh lưu cầu triristor mắc song song ngược là phù hợp nhất nên em lựa chọn
phương pháp này và sử dụng phương pháp điều khiển chung để điều khiển các bộ chỉnh
lưu Tiristor.
III. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ MẠCH ĐỘNG LỰC TRUYỀN ĐỘNG BÀN MÁY BÀO
GIƯỜNG
1. Giới thiệu sơ đồ
Trên sơ đồ :
+ ATM là áp tô mát nguồn, làm nhiệm vụ đóng cắt nguồn và bảo vệ ngắn mạch phía sơ
cấp MBA.
+ BA là máy biến áp 3 pha , biến điện áp lưới thành điện áp phù hợp với yêu cầu của
bộ chỉnh lưu và phù hợp điện áp đặt lên phần ứng động cơ.
+ K là tiếp điểm thường mở của công tắc tơ, đóng cắt nguồn sau biến áp.
+ BI là bộ biến dòng, cấp phản hồi âm dòng điện đưa tín hiệu đến khâu hạn chế dòng
điện.
+ BBĐ1, BBĐ2: là 2 bộ biến đổi (chỉnh lưu) triristor mắc song song ngược (cầu kép 3
pha) cấp nguồn cho phần ứng động cơ Đ.
+ Đ: là động cơ 1 chiều, kích từ độc lập, kéo bàn máy chuyển động.
+ CB1, CB2, CB3, CB4: là các cuộn kháng cân bằng để hạn chế dòng điện cân bằng.

3 pha
AT
BA
K
BI
BB§1
BB§2
CB1
CB2
CB3
CB4
§
FT
KT
T4
T6
T1
T3
T2 T5
T7 T10
T9 T12
T11 T8
R C R C
R C R C
R C R C
R C R C
R C R C
R CR C
AT
K K
Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý mạch động lực truyền động bàn MBG

+ C - R: Là các tụ điện và điện trở , chức năng để bảo vệ cho các tiristor khỏi bị đánh
thủng do quá gia tốc điện áp (du/dt ) khi xảy ra quá độ trong mạch (như quá trình chuyển
mạch) của các tiristor trong sơ đồ chỉnh lưu hoặc khi đóng cắt không tải của máy biến áp.
Ngoài ra mạch R-C còn có tác dụng rẽ mạch dòng điện ngược đối với các tiristor. Để bảo
vệ quá gia tốc dòng (di/dt) trong sơ đồ ta lợi dụng các cuộn cảm là cuộn kháng lọc san
bằng và các cuộn dây thứ cấp máy biến áp động lực.
+ FT: Là máy phát tốc chức năng để lấy tín hiệu phản hồi âm tốc độ. Tín hiệu điện áp
trên mạch phần ứng của máy FT được lấy ra có trị số tỷ lệ với tốc độ động cơ sử dụng
làm tín hiệu phản hồi âm tốc độ.
+ AT1: Là áptômát bảo vệ khởi động từ
+ D,M: Là các nút ấn thường đóng và thường mở của khởi động từ.
2. Nguyên lí làm việc của mạch động lực
+ Để khởi động, đóng ATM cấp điện cho BA, ấn nút khởi động, công tắc tơ K
đóng cấp điện cho các BBĐ thyristo cấp nguồn cho phần ứng động cơ và bộ chỉnh lưu
điốt cấp nguồn cho cuộn kích từ động cơ CKĐ. Ta đồng thời cấp xung điều khiển cho
BBĐ1 và BBĐ2, nhưng khi BBĐ1 làm việc thì BBĐ2 ở trạng thái chờ và ngược lại).
Động cơ Đ được cấp nguồn, quay kéo theo máy phát tốc (FT) quay đưa tín hiệu phản hồi
âm tốc độ về mạch điều khiển để ổn định tốc độ.
+ Khi muốn dừng ấn nút dừng ở mạch khống chế cắt nguồn, K mở tiếp điểm, động
cơ mất điện, mạch điện thực hiện hãm tái sinh tra năng lượng về lưới, động cơ dừng.
+ Hoạt động của các BBĐ:
- Hai bộ biến đổi BBĐ1, BBĐ2 là hai bộ chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng mắc song song
ngược. Mỗi bộ đều có hai nhóm triristo là nhóm anốt chung và nhóm katốt chung. Mối
nhóm van cùng tên của 2 BBĐ đều có các van ở vị trí giống nhau, việc khống chế 2 BBĐ
theo nguyên tắc điều khiển chung. Do đó khi xét các BBĐ này ta chỉ xét hoạt động của 1
bộ, còn bộ kia hoàn toàn tương tự.
- Hoạt động của mỗi BBĐ chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng như đã nêu ở chương trước.

IV. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ TRONG MẠCH ĐỘNG LỰC
1. Các thông số cơ bản của động cơ
 Dòng điện định mức ở cuộn dây phần ứng động cơ
 A
U
P
I
đmđm
đm
đmu 2,251
76,0.220
42000
.
. 

 Điện trở mạch phần ứng động cơ(công thức gần đúng)
  105,0
2,251
220
)76,01(5,0)1(5,0
.đmu
đm
u
I
U
R 
 Điện cảm mạch phần ứng động cơ tính theo công thức Umanxki – Lindvit:
 mH
Inp
U
L
đmuđm
đm
u 742,0
2,251.600.2.2
60.220
25,0
...2
60.
.



Trong đó: 25,0 là hệ số lấy cho động cơ điện một chiều có cuộn bù.
2. Tính chọn Tiristor
Việc tính chọn Tiristor sẽ được dựa vào các yếu tố cơ bản như : dòng điện tải, điều
kiện tỏa nhiệt, điện áp làm việc, các thông số cơ bản của van, và việc tính chọn Tiristor
được tính như sau :
2.1 Điện áp ngược lớn nhất mà tiristor phải chịu
)(26,230
63
220
.6.. 2n.max V
k
U
kUkU
u
d
nvnv 

Trong đó: + knv là hệ số điện áp ngược van
+ ku Là hệ số điện áp chỉnh lưu
2.2 Điện áp ngược van cần chọn
)(442,39126,230.7,1. max. VUkU ndtUnv 
Lấy 392nvU (V).
Trong đó: kdtU = 1,7 là hệ số dự trữ điện áp, với kdtU = (1,6  2).

2.3 Dòng điện làm việc của van
)(03,1452,251.
3
1
. . AIkII đmuhdhdlv 
+ Trong đó:
3
1
hdk là hệ số dòng điện hiệu dụng của chỉnh lưu cầu ba pha.
+ Chọn điều kiện làm việc của van là có cánh tản nhiệt và có đủ diện tính tản nhiệt, không
có quạt gió đối lưu không khí, ứng với điều kiện này thì dòng điện định mức của van cần
chọn là :
)(12,58003,145.4.. AIkI lviVđm 
+ Trong đó: ki - hệ số dự trữ dòng điện. Với điều kiện làm việc của van ta đã chọn như
trên thì:
Ilv = (10  30 )%.Iđmv. Do vậy ta chọn Ilv = 25%.Iđmv, suy ra ki = 4.
2.4 Chọn Tiristor
Từ các thông số Unv, Iđmv đã xác định ở trên, để van bán dẫn làm việc an toàn,
không bị chọc thủng về nhiệt, nên ta chọn van có cánh tản nhiệt với đầy đủ diện tích tỏa
nhiệt. Ta chọn 12 Tiristor loại C431E1 do Mỹ chế tạo có các thông số như sau :
- Điện áp ngược cực đại của van : Unv max = 500 (V).
- Dòng điện định mức của van : Iđmv = 600(A).
- Dòng điện đỉnh cực đại : Ipik max = 8000 (A).
- Dòng điện xung điều khiển : Ig max = 150 (mA).
- Điện áp xung điều khiển : Ug max = 5 (V).
- Dòng điện rò : Ir max = 45 (mA).
- Sụt áp lớn nhất trên Tiristor ở trạng thái dẫn : Umax = 2,6 (V).
- Tốc độ biến thiên điện áp : )/(200 sV
dt
dU

- Tốc độ biến thiê dòng điện : )/(100 sV
dt
di


- Thời gian chuyển mạch của Tiristor : tcm = 2000 (s).
- Nhiệt độ làm việc cực đại : Tmax = 125 (0
C).
3. Tính chọn máy biến áp
Chọn kiểu máy biến áp là máy biến áp khô 3 pha, 3 trụ có sơ đồ đấu dây ∆/Υ,
làm mát bằng không khí tự nhiên. Việc chọn sơ cấp đấu ∆ có tác dụng sẽ triệt tiêu được
sóng điều hòa bậc 3 nên dạng sóng điện áp sẽ sine hơn. Dựa vào các thông số của tải và
bộ chỉnh lưu ta tính được các thông số cơ bản của máy biến áp.
3.1 Công suất biểu kiến của máy biến áp Sba
Sba = Ks.Pdmax (1)
+ Trong đó: + Ks là hệ số công suất của máy biến áp;với cầu 3 pha thì Ks = 1,05
+ Pdmax = Uđm.Id = Uđm .Iưđm =220.251,2 = 55264 (W) là công suất cực đại
của tải
+ Thay vào (1) ta được: Sba = 1,05.55264 = 58027 (VA) = 58,027 (kVA)
3.2 Điện áp pha sơ cấp U1f
U1f = Ulưới = 380 (V) ; do sơ cấp được đấu ∆
3.3 Điện áp pha thứ cấp U2f
+ Ta có phương trình cân bằng điện áp khi có tải:
U2f = Ud0cos α = Uđm + 2∆Uv + ∆Uba + ∆Udn
+ Trong đó:
+ ∆Uv = 2,6 V – là sụt áp trên mỗi tiristor
+ ∆Uba – là sụt áp trên máy biến áp, chọn:
∆Uba = 6%Uđm = 0,06. 220 = 13,2V
+ ∆Udn – là điện trở dây nối và có thể bỏ qua, ∆Udn  0
Suy ra:
U2f = Ud0cos α = 220 + 2.2,6 + 13,2+ 0 = 238,4 (V)
+ Với α = αmin = 100
– là góc dự trữ khi có sự suy giảm điện lưới
+ Vậy: )(38,241
10cos
4,238
00 VUd 

3.3 Dòng hiệu dụng thứ cấp I2
I2 = k2.Id = k2.Iư.đm = 2/3 .251,2 = 205,1 (A)
k2 – là hệ số dòng hiệu dụng thứ cấp; với cầu 3 pha k2 = 2/3
3.4 Dòng điện hiệu dụng sơ cấp I1
I1 = Kba.I2 = 2f
1f
U
U
.I2 =
380
4,238
.205,1 = 128,67 (A)
3.5 Tính toán sơ bộ mạch từ
+ Tiết diện sơ bộ của trụ: QFe =
f.m
. S
k BA
Q
(2)
Trong đó: + KQ – là hệ số phụ thuộc vào phương thức làm mát, với máy biến
áp khô thì KQ = 56 , vậy chọn KQ = 6
+ m = 3 là số trụ
+ f = 50 Hz là tần số điện lưới.
Thay vào (2) ta được: )(118
50.3
58027
6 2
cmQFE 
+ Đường kính trụ d
)(25,12
118.44
cm
Q
d FE


Lấy theo đường kính tiêu chuẩn dtc = 13 (cm)
+ Chọn loại thép cho mạch từ
Chọn loại tôn cán lạnh do Nga sản suất mã hiệu 3405. Loại tôn này có mật độ từ
cảm cao có thể lên tớn 1,7 Tesla, dễ mua và có các loại 0,27 ; 0,3 ; 0,34 mm. Do máy biến
áp là loại máy biến áp khô nên ta chọn tôn có bề dày δ = 0,35 mm và mật độ từ cảm trong
trụ là BT = 1,3 T. Sở dĩ ta chọn BT bé là do trong thứ cấp máy biến áp có thành phần một
chiều của chỉnh lưu nên mạch từ dễ bị bão hòa.
+ Chiều cao cửa sổ mạch từ h
- Hệ số hình dáng m = h/d tối ưu trong khoảng từ 23; chọn m = 3. Vậy chiều cao cửa sổ
mạch từ là: h = m.d = 3. 13 = 39(cm)

3.6 Tính toán dây quấn
+ Số vòng dây một pha sơ cấp W1
W1 = 1
Fe T
U
4,44.f.Q .B
= 4
380
4,44.50.104.10 .1,3
)(6,111
3,1.10.118.50.44,4
380
4
vòng
+ Ta lấy W1 = 112 (vòng)
+ Số vòng dây một pha thứ cấp W2
W2 = 2
1
U
U
. W1 = )(26,70112.
380
4,238
vòng
+ Ta lấy W2 = 71 (vòng)
+ Chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp
+ Với dây dẫn bằng đồng trong máy biến áp khô thì mât độ dòng điện cho phép nằm trong
khoảng (2  2,75) A/mm2
, chọn J = J1 = J2 = 2,75 (A/mm2
).
+ Tiết diện dây quấn sơ cấp S1
)(79,46
75,2
67,128 21
1 mm
J
I
S  )(7,7
79,46.4.4 1
1 mm
S
d 

+ Tiết diện dây quấn thứ cấp S2
)(58,74
75,2
1,205 22
2 mm
J
I
S  )(10
58,78.4.4 2
2 mm
S
d 

 Kết cấu dây dẫn sơ cấp
+ Thực hiện dây quấn kiểu quấn đồng tâm bố trí theo chiều dọc trục
+ Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ cấp w1
)(2395,0.
10.7,7.2
5,1.239
.
2
2
1
1
11 vòngk
d
hh
w c
g




 
Trong đó:
+ kc= 0,95 là hệ số ép chặt
+ h = 39 cm là chiều cao trụ
+ hg là khoảng cách từ gông đến cuộn sơ cấp; chọn sơ bộ hg = 1,5 cm

+ Tính số lớp dây của cuộn sơ cấp và bố trí lại số vòng dây
87,4
23
112
11
1
1 
w
W
n (lớp)
+ Chọn n1 = 5 lớp, 4 lớp đầu có 23 vòng/lớp, lớp thứ năm có 112 – 4.23 = 20 vòng/lớp
+ Chiều cao thực tế của cuộn sơ cấp: )(64,18
95,0
77,0.23. 111
1 cm
k
dw
h
e

+ Chọn ống quấn dây làm bằng vật liệu cách điện có bề dày δ01= 0,1 cm
+ Chọn khoảng cách từ trụ tới cuộn dây sơ cấp: a01 = 1 cm
+ Đường kính trong của cuộn sơ cấp Dt1
Dt1 = dFe + 2.a01 = 13 + 2. 1 = 15 (cm)
+ Chọn bề dày cách điện giữa hai lớp cuộn sơ cấp là δ21 = 0,1 mm
+ Bề dày cuộn sơ cấp Bd1
Bd1 = (2.d1 + δ01).n1 = (2.0,77 + 0,1).5 = 7,75 (cm)
+ Đường kính ngoài của cuộn sơ cấp Dn1
Dn1 = Dt1 + 2.Bd1 = 15 + 2. 7,75 = 30,5 (cm)
+ Đường kính trung bình của cuộn sơ cấp
Dtb1 = (Dt1 + Dn1) / 2 = (15 + 30,5) / 2 = 22,75 (cm)
+ Chiều dài dây quấn sơ cấp l1
L1 = W1.π.Dtb1 = 112.π.22,75.10-2
 81 m
 Kết cấu dây quấn thứ cấp
+ Chọn sơ bộ chiều cao cuộn thứ cấp
h2 = h1 = 39 (cm)
+ Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp
w22 = 2
c
2
h
.k
2.d
= )(1995,0.
1.2
39
vòng

Gh
Gh
TCTC
12a 01a
Td d1B d2B
h
Hình 3.8: Các kích thước của cuộn dây và khoảng cách cánh điện
+ Số lớp dây quấn của cuộn thứ cấp
737,3
19
71
22
2
2 
w
W
n (lớp)
+ Chọn n2 = 4 lớp, 3 lớp đầu có 19 vòng/lớp, lớp thứ năm có 71 – 3.19 = 14 vòng/lớp
+ Đường kính trong của cuộn thứ cấp
Dt2 = Dn1 + 2.a12 = 30,5 + 2. 1 = 32,5 (cm)
+ Chọn bề dày cách điện giữa hai lớp dây của cuộn thứ cấp
δ22 = 0,1 mm
+ Bề dày cuộn thứ cấp
Bd2 = (2.d2 + δ22).n2 = (2.1 + 0,01).4 = 8,04 (cm)
+ Đường kính ngoài của cuộn thứ cấp
Dn2 = Dt2 + 2. Bd2 = 32,5 + 2. 8,04 = 48,58 (cm)
+ Đường kính trung bình của cuộn thứ cấp
Dtb2 = (Dt2 + Dn2) / 2 = (32,5 + 48,58) / 2 = 40,54 (cm)
+ Chiều dài dây quấn thứ cấp
l2 = W2.π.Dtb2 =71.π.40,54.10-2
 91(m)
3.7 Tính điện trở và điện kháng sơ cấp và thứ cấp
+ Điện trở của cuộn sơ cấp ở 750
)(037,0
79,46
81
02133,0.
1
1
751 
S
L
R 

Với: ρ75 = 0,02133 (Ω.mm2
/m) là điện trở suất của đồng ở 750
+ Điện trở của cuộn thứ cấp ở 750
)(026,0
58,74
91
02133,0.
2
2
752 
S
L
R 
+ Điện trở của máy biến áp quy đổi về thứ cấp
)(04,0
112
71
037,0026,0
22
1
2
12 












W
W
RRRBA
+ Sụt áp trên điện trở máy biến áp
∆Ur = Rba.Id = 0,04.223 = 8,92 (V)
+ Điện kháng máy biến áp quy đổi về thứ cấp
)(033,010.
3
804,0775,0
01,0
39
25,16
71..314.8
10.
3
...8
9
21
.
22
72
2
2





 











 











BBcd
h
r
WX
dd
BA
Với: r = 16,25 (cm) là bán kính trong của cuộn thứ cấp;
+ Điện cảm máy biến áp quy đổi về thứ cấp
Lba = Xba / ω = 0,033 / 100π = 0,105.10-3
(H) = 0,105 (mH)
+ Sụt áp trên điện kháng máy biến áp
)(039,7
223.033,0.3..3
V
IX
U đmBA
x 

+ Sụt áp trên máy biến áp
039,792,8
2222
  UUU rxBA
= 11,36 (V) ; ∆Uba% = 11,36 / 220 = 5,2 %
+ Tổng trở ngắn mạch quy đổi về thứ cấp
033,004,0
2222
 XRZ BABAnmBA
= 0,052 (Ω)

3.8 Kiểm tra máy biến áp thiết kế có đủ điện kháng để hạn chế tốc độ biến thiên của dòng
chuyển mạch
+ Giả sử quá trình chuyển mạch từ T1 sang T3 ta có phương trình chuyển mạch:
)/(100)/(78,2)/(10.78,2
10.105,0.2
4,238.6
.2
.6
)(..62
6
3
2
max
222
sA
dt
di
sAsA
L
U
dt
di
SinUUU
dt
di
L
cp
c
BA
c
ab
c
BA

















+ Vậy biến áp đủ điện kháng để hạn chế tốc độ biến thiên của dòng khi van chuyển mạch.
4. Tính chọn cuộn kháng cân bằng
4.1 Khái quát về dòng điện đập mạch
+ Sự đập mạch của điện áp chỉnh lưu làm cho dòng điện tải cũng đập mạch theo, làm
xấu đi chất lượng điện 1 chiều, vì tải còn có động cơ điện 1 chiều nên sẽ làm xấu quá
trình chuyển mạch cổ góp của động cơ, đồng thời gây ra tổn hao dưới dạng nhiệt động cơ.
+ Thông thường đánh giá ảnh hưởng của đập mạch dòng điện theo trị hiệu dụng của
sóng hài bậc nhất, bởi vì sóng hài bậc nhất chiếm một tỉ lệ (2  5) dòng điện định mức
của tải.
+ Hiện tượng gián đoạn dòng điện chỉnh lưu xảy ra do năng lượng điện từ tích lũy
trong mạch không đủ lớn. ở chế độ dòng điện gián đoạn, góc dẫn của van trở nên nhỏ hơn
2/3 , điện áp xoay chiều đổi dấu nên dòng điện chạy qua van bán dẫn về 0 trước khi kích
mở van kế tiếp.
+ Để hạn chế dòng điện gián đoạn hay là muốn cho tải luôn làm việc ở chế độ dòng
điện liên tục với bất kì điện áp chỉnh lưu nào trong cả dải điều chỉnh điện áp thì điện cảm
của mạch phải đủ lớn. Cần phải mắc nối tiếp động cơ một cuộn kháng lọc đủ lớn để:
Im  0,1Iư đm.
Vậy ngoài tác dụng hạn chế thành phần sóng hài bậc cao, cuộn kháng lọc còn có
tác dụng hạn chế vùng dòng điện gián đoạn.
4.2 Tính toán giá trị điện cảm của cuộn kháng
Hệ số cân bằng (kcb) được xác định theo biểu thức
r
v
cb
k
k
k 
+ Trong đó: kv hệ số xung ở đầu vào. Giá trị của kv phụ thuộc vào số đồi chỉnh lưu.

1
2
2
1


x
đv
mv
v
mU
U
k
+ Trong đó:
+ U1mv: Biên độ sóng cơ bản của điện áp chỉnh lưu, đầu vào bộ lọc.
+ Uđv: Điện áp 1 chiều ở đầu ra của thiết bị chỉnh lưu.
+ mx: Số xung áp của điện áp chỉnh lưu trong một chu kỳ của điện áp nguồn xuay
chiều.
Tra bảng B2-1/86 (ĐTCSL) với chỉnh lưu cầu 3 pha
mx = 6; kv = 0,057
Như vậy kv = 5,7% đối với chỉnh lưu cầu 3 pha
- kr: Hệ số xung ở đầu ra bộ lọc. Giá trị của kr do yêu cầu của phụ tải quyết định
d
mr
r
U
U
k
)1(

Trong đó:
+ U1mr: Biên độ lớn nhất của xung áp sóng cơ bản ở đầu ra bộ lọc.
+ Ud: Điện áp một chiều trên tải. Tra bảng B2 - 2/87 (ĐTCSL), với tải cảm kháng
chỉnh lưu cầu 3 pha được kr =2,5
28,2
5,2
7,5

r
v
cb
k
k
k
Giá trị điện cảm của cuộn kháng lọc.
1
..
1.
.
22
 cb
đmx
đm
cb
x
T
kh k
Im
U
k
m
r
L

mHLkh 952,0128,2.
2,251.50.2.6
220 2



5. Chọn van chỉnh lưu ở mạch kích từ
+ Vì chỉnh lưu cầu ba pha có: Ungmax = .2 2
U Điện áp đưa vào chỉnh lưu là:
U2 = 380 (V). Điện áp trung bình sau cầu chỉnh lưu là 220 (V).
Ungmax = 1,4.380 = 537,401 (V)
Chọn hệ số dự trữ về điện áp: ku = 1,6
 Ungv = kuUngmax = 1,6.Ungmax = 1,6.537,401 = 839,842 (V).
- Dòng điện tải là :Id = Iktđm = 4,84 (A). Suy ra giá trị ItbD chạy qua mỗi điốt là:
ItbD =
3
Id
= 1,61 (A)
Chọn hệ số dự trữ về dòng: ki = 1,2
 Itbmax = ki .ItbD = 1,2.1,61 = 1,932 A
Từ các thông số trên ta chọn Điốt với các thông số như sau:
Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật của Điốt loại CR20-100
Mã hiệu Imax(A) Ungmax(V) ΔU(V) Iro(μA) Tcp(0
C)
CR20-100 20 1000 1,1 10 200
6. Tính chọn cánh tản nhiệt bảo vệ quá nhiệt cho van bản dẫn
Khi van bán dẫn làm việc, có dòng điện chạy qua van , trên van có sụt áp U, do
đó có tổn hao công suất P, tổn hao này sinh ra nhiệt đốt nóng van bán dẫn. Mặt khác van
bán dẫn chỉ được phép làm việc dưới nhiệt độ cho phép TCP , nếu quá nhiệt độ các van
bán dẫn sẽ bị phá hỏng. Để van bán dẫn làm việc an toàn, không bị chọc thủng về nhiệt,
phải chọn và thiết kế hệ thống tỏa nhiệt hợp lí.
 Tính toán cánh tỏa nhiệt:
- Thông số cần có:
+ Tổn thất công suất trên 1 Tiristor: P = Umax.ILV = 2,6.145,03 = 377,08 (W)
+ Diện tích bề mặt tỏa nhiệt: STN = P/ km.
Trong đó: P : tổn hao công suất (W)
 : độ chênh nhiệt độ so với môi trường
km: hệ số tỏa nhiệt bằng đối lưu và bức xạ [trong điều kiện làm mát tự
nhiên không quạt cưỡng bức thường chọn km = (6  10).10-4
(W/cm2 0
C)].
+ Chọn nhiệt độ môi trường Tmt = 400
C
+ Nhiệt độ làm việc cho phép của Tiristor TCPmax = 1250
C
+ Chọn nhiệt độ trên cánh tỏa nhiệt Tlv = 800
C
Ta có:  = Tlv - Tmt = 400
C
+ Chọn km = 8 W/cm2 0
C
Vậy STN = 377,08 : (8.40) = 1,178 (m2
)

 Ta chọn loại cánh tỏa nhiệt có 12 cánh, kích thước mỗi cánh:
a x b = 8 x 8 (cm x cm)
Tổng diện tích tỏa nhiệt của cánh: STN  = 12.2.8.8 = 1536 (cm2
) = 1,536 (m2
) > STN
a
b
Hình 3.9 Hình dáng cánh tỏa nhiệt 1 van bán dẫn
7. Chọn máy phát tốc
+ Máy phát tốc là một thiết bị nối đồng trục với động cơ. Dùng để lấy phản hồi âm
tốc độ.
Chọn máy phát tốc với các thông số sau.
Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật của máy phát tốc loại T-4
Mã hiệu Pđm(W) nH(v/p) UH(V) IH(A) RH()
T-4 70 1000 15 5 100
+ Ta có hệ số phản hồi âm tốc độ  được tính như sau:
0682,0
220
15
U
U
D
FT


Chương IV
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
I. KHÁI QUÁT CHUNG
+ Để các van bộ chỉnh lưu có thể mở tại một thời điểm nào đó thì khi đó van phải
thỏa mãn hai điều kiện:
- Phải có điện áp thuận đặt lên hai cực katốt (K) và anốt (A) của van
- Trên cực điều khiển (G) và katốt (K) của van phải có điện áp điều khiển, thường
gọi là tín hiệu điều khiển.
+ Để có hệ thống các tín hiệu điều khiển xuất hiện đúng theo yêu cầu, người ta sử
dụng một mạch điều khiển để tạo ra các tín hiệu đó. Mạch tạo ra các tín hiệu điều khiển
gọi là mạch điều khiển. Do đặc điểm của các Tiristor là khi van (Tiristor) đã mở thì việc
còn hay mất tín hiệu điều khiển đều không ảnh hưởng đến dòng qua van. Vì vậy để hạn
chế công suất của mạch tín hiệu điều khiển và giảm tổn thất trên vùng điện cực điều khiển
thì người ta thường tạo ra các tín hiệu điều khiển dạng xung, do đó mạch điều khiển còn
được gọi là mạch phát xung điều khiển.
 Chức năng của mạch điều khiển:
+ Tạo ra các xung đủ điều kiện: Công suất, biên độ, thời gian tồn tại để mở các
Tiristor (thông thường độ dài xung nằm trong giới hạn từ 200(s) đến 600(s).
- Điều chỉnh được thời điểm phát xung điều khiển.
- Phân phối các xung cho các kênh điều khiển theo đúng quy luật yêu cầu.
- Các hệ thống phát xung điều khiển bộ chỉnh lưu hiện nay đang sử dụng được phân
làm hai nhóm chính:
+ Nhóm các hệ thống điều khiển đồng bộ: Các xung điều khiển xuất hiện trên cực
điều khiển của các Tiristor đúng thời điểm cần mở van và lặp đi lặp lại mang tính chất
chu kỳ với chu kỳ bằng chu kỳ nguồn điện xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu.
+ Nhóm các hệ thống điều khiển không đồng bộ: Hệ thống điều khiển này phát ra
chuối xung với tần số cao hơn rất nhiều so với tần số nguồn điện xoay chiều cung cấp cho
sơ đồ chỉnh lưu, và trong quá trình làm việc thì tần số xung được tự động để đảm bảo cho
một đại lượng đầu ra nào đó. Nhóm các hệ thống điều khiển không đồng bộ này rất phức
tạp nên nó ít được sử dụng, mà hiện nay người ta hay sử dụng các hệ thống điều khiển
đồng bộ.

+ Các hệ thống điều khiển đồng bộ thường sử dụng hiện nay bao gồm có ba
phương pháp để thiết kế mạch điều khiển.
- Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha đứng.
- Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha ngang.
- Hệ thống điều khiển chỉnh lưu dùng điốt hai cực gốc.
1. Phát xung điều khiển theo nguyên tắc khống chế pha đứng
+ Hệ thống này tạo ra các xung điều khiển nhờ việc so sánh giữa điện áp tựa hình
răng cưa thay đổi theo chu kỳ điện áp lưới và có thời điểm xuất hiện phù hợp với góc pha
của lưới với điện áp điều khiển một chiều thay đổi được.
+ Ưu điểm của hệ thống:
- Độ rộng xung đảm bảo yêu cầu làm việc
- Tổng hợp tín hiệu dễ dàng
- Độ dốc sườn trước của xung đảm bảo hệ số khuyếch đại phù hợp, làm việc tin
cậy, độ chính xác cao với độ nhạy theo yêu cầu.
- Có thể điều khiển được hệ thống có công suất lớn.
- Khoảng điều chỉnh góc mở  có thể thay đổi được trong phạm vi rộng và ít phụ
thuộc vào sự thay đổi của điện áp nguồn.
- Dễ tự động hoá, mỗi chu kỳ của điện áp anốt của Tiristor chỉ có một xung được
đưa đến mở nên giảm tổn thất trong mạch điều khiển.
2. Phát xung điều khiển dùng điôt 2 cực gốc UJT:
+ Phương pháp này cũng tạo ra các xung nhờ việc so sánh giữa điện áp răng cưa
xuất hiện theo chu kỳ nguồn xoay chiều với điện áp mở của UJT. Phương pháp này đơn
giản nhưng phạm vi điều chỉnh góc mở  hẹp vì ngưỡng mở của UJT phụ thuộc vào điện
áp nguồn nuôi. Mặt khác trong một chu kỳ điện áp lưới, mạch thường đưa ra nhiều xung
điều khiển gây nên tổn thất phụ trong mạch điều khiển.
3. Phát xung điều khiển theo pha ngang:
+ Phương pháp này có ưu điểm là mạch phát xung đơn giản nhưng có một số
nhược điểm phạm vi điều chỉnh góc mở hẹp, nhạy cảm với sự thay đổi của điện áp nguồn
và khó tổng hợp tín hiệu điều khiển.
4. Lựa chọn phương án thiết kế hệ điều khiển
Từ sự phân tích ưu, nhược điểm của ba phương pháp điều khiển trên, thấy rằng
phù hợp nhất với nội dung yêu cầu của đề tài là phương pháp điều khiển theo nguyên tắc

khống chế pha đứng do vậy ta chọn phương pháp điều khiển theo nguyên tắc khống chế
pha đứng để thiết kế mạch điều khiển van truyền động may bào giường.
BH
FXRC
SS TX
Ur
U1
U®k
U®kT
Khèi 1 Khèi 2 Khèi 3
Hình 4.1 Sơ đồ khối mạch phát xung theo nguyên tắc pha đứng
+ Khối 1: Khối đồng bộ hóa và phát điện áp răng cưa (ĐBH - FXRC).
+ Khối 2: Khối so sánh (SS).
+ Khối 3: Khối tạo xung (TX).
++ Các đại lượng điện áp gồm:
- U1: Điện áp lưới (nguồn) xoay chiều, đồng pha với điện áp cung cấp cho sơ đồ chỉnh
lưu.
- Ur: Điện áp tựa, thường có dạng hình răng cưa.
- Uđk: Điện áp điều khiển, đây là điện áp một chiều có thể thay đổi được trị số và được
lấy từ mạch khuếch đại trung gian đưa tới dùng để điều khiển giá trị góc .
- UđkT: Điện áp điều khiển Tiristor, nó là chuối các xung điều khiển, lấy từ đầu ra của
mạch điều khiển truyền tới điện cực điều khiển (G) và katốt (K) của các Tiristor.
++ Nguyên lý làm việc:
Điện áp cấp cho mạch động lực của BBĐ được đưa đến mạch đồng bộ hoá của
khối 1. Trên đầu ra của mạch đồng bộ hoá có điện áp hình sin cùng tần số với điện áp
nguồn cung cấp và được gọi là điện áp đồng bộ. Điện áp đồng bộ được đưa vào mạch
phát xung răng cưa để tạo ra điện áp răng cưa cùng tần số với điện áp cung cấp.
Điện áp răng cưa và điện áp điều khiển (thay đổi được trị số) đưa vào mạch so
sánh sao cho cực tính của chúng ngược nhau. Tại thời điểm trị số của 2 điện áp này bằng
nhau thì đầu ra của mạch so sánh thay đổi trạng thái  xuất hiện xung điện áp. Như vậy
xung điện áp có tần số xuất hiện bằng với tần số xung răng cưa  bằng với tần số nguồn
cung cấp. Thay đổi trị số nguồn điều khiển sẽ làm thay đổi thời điểm xuất hiện xung ra
của mạch so sánh. Xung này có thể đưa đến cực điều khiển của Tiristor để mở van.

Thực tế thì xung đầu ra của mạch so sánh thường không đủ độ rộng và biên độ để
mở van, do đó người ta sử dụng mạch khuếch đại và truyền xung. Nhờ đó mà các xung ra
của mạch này đủ điều kiện mở chắc chắn các Tiristor.
Mỗi Tiristor cần có một mạch phát xung, do đó trong sơ đồ có bao nhiêu van cần
có bấy nhiêu mạch phát xung. Vấn đề là phải phối hợp sự làm việc của các mạch phát
xung này để phù hợp với quy luật mở các van ở mạch động lực.
Từ sơ đồ khối của của mạch ta có thể phân tích và thiết kế từng khối chức năng.




Uf
Urc
U®k
Ud
U®k
t
t
t
t
Urc
U®k
Hình 4-2: Nguyên lý điều khển chỉnh lưu
II. THIẾT KẾ MẠCH CỤ THỂ
1. Khối đồng bộ hóa và phát xung răng cưa (ĐBH- FXRC):
+ Mạch phát xung răng cưa đảm nhận chức năng tạo ra điện áp tựa có dạng hình
răng cưa biến đổi một cách chu kỳ trùng với chu kỳ của các xung ở đầu ra của mạch phát
xung. Điện áp răng cưa để điều khiển mạch phát xung sao cho mạch phát ra một hệ thống
các xung điều khiển xuất hiện lặp đi lặp lại với chu kỳ bằng chu kỳ nguồn xoay chiều
cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu. Để tạo ra điện áp răng cưa phù hợp tần số và góc pha của
nguồn xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu thì tốt nhất là sử dụng sơ đồ được điều khiển
bởi điện áp biến thiên cùng tần số, dạng của nó có thể bất là kỳ. Mạch đồng bộ hóa
(ĐBH) sẽ đảm bảo điều kiện chức năng tạo ra điện áp điều khiển nói trên.

1.1. Mạch đồng bộ hóa
+ Mạch đồng bộ hóa sử dụng máy biến áp đồng bộ (BAĐ) để tạo ra điện áp đồng
bộ pha với pha nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu). Sơ đồ nguyên lý của
mạch đồng bộ hóa.
U®b C0 U®b®
R0 R1
A
0
U®b
U®b®
t

0
U
Hình 4.2: mạch đồng bộ hoá và giản đồ điện áp
+ Với việc sử dụng biến áp đồng bộ (BAĐ) có tổ nối dây Y/Y như trên nên điện áp
đồng bộ (Uđb) lấy ra ở phía thứ cấp của BAĐ hoàn toàn trùng pha với các pha điện áp của
nguồn điện xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu. Điện áp đồng bộ (Uđb) được dịch chậm
pha đi một góc 300
điện bởi mạch tụ điện và điện trở R - C gọi là mạch dịch pha.
+ Trong sơ đồ này ta sử dụng mạch dịch pha R-C bằng R0, R1, C để dịch điện áp
lấy bên cuộn thứ cấp máy biến áp đồng bộ BAĐ dịch đi một góc 300
và như vậy điện áp
đồng bộ sẽ có thời điểm bằng không và bắt đầu chuyển sang nửa chu kỳ dương trùng với
thời điểm mở tự nhiên của các Tiristor. Và nhằm thống nhất trị số điều khiển của Tiristor
ứng với điện áp nguồn trên mạch động lực và góc điều khiển  ở mạch phát xung và như
vậy có thể điều khiển các Tiristor với trị số góc điều khiển nhỏ. Ta biết rằng góc mở tự
nhiên của các Tiristor được tính tại vị trí giao nhau của hai điện áp pha kề nhau và góc
điều khiển được tính từ thời điểm đó trở đi. Giao điểm nói trên (điểm ứng với góc mở tự
nhiên ở vị trí chậm sau điểm bắt đầu của các nửa chu kỳ điện áp pha 300
điện). Mặt khác
góc điều khiển  ở mạch phát xung được tính từ điểm bắt đầu của điện áp tựa răng cưa
(cũng là điểm bắt đầu của các nửa chu kỳ điện áp đồng bộ hóa) đến vị trí mà Ur + Uđk
= 0. Do đó việc dịch điện áp đồng bộ(Uđb) chậm đi góc 300
điện sẽ làm thỏa mãn khi góc
điều khiển  = 0 cũng tương ứng với góc mở tự nhiên của các Tiristor.

1.2 Mạch tạo xung răng cưa.
+Ucc
R2 R3 R4
Tr1
Tr2
Tr4
Tr3
U®b®
R5
A
B
NOR
-Ucc
R6
Tr5
R7
C1
IC1
-
+
+-
Ur
Hình 4.3: mạch tạo xung hình chữ nhật và phát xung răng cưa
++ Mạch tạo xung răng cưa của đề tài như sau:
Mạch tạo xung răng cưa được sử dụng đó là mạch gồm: Vi mạch KĐTT(khuếc đại
thuật toán) IC1 mắc kết hợp với các phần tử chức năng (tụ điện, điện trở) theo sơ đồ của
mạch tích phân. Mạch tích phân có sử dụng khóa khống chế là Tranzitor.
Một mạch tích phân như trên nếu tín hiệu đầu vào là các xung hình chữ nhật thì tín
hiệu đầu ra nhận được các xung có dạng hình răng cưa với các sườn rất tuyến tính. Để tạo
ra các xung hình chữ nhật. Mạch phát xung sử dụng các Tranzitor Tr1  Tr4 mắc với nhau
thành một mạch liên hợp, kết hợp với các phần tử logic (hoặc - đảo) hay NOR để biến
điện áp đồng bộ dạng sóng hình sin thành các xung hình chữ nhật. Sơ đồ nguyên lý của
mạch tạo xung hình chữ nhật và phát xung răng cưa như hình 4.3.
++ Nguyên lý hoạt động của mạch tạo xung chữ nhật:

 
Uf
t
Tr1 më Tr2 më
Ung
0
+Ucc
R2 R3 R4
Tr1
Tr2
Tr4
Tr3
U®b®
R5
A
B
NOR
-Ucc
C
Hình 4.4 Mạch phát xung hình chữ nhật
+ Mạch tạo xung chữ nhật bao gồm các Trazitor Tr1  Tr4, phần tử logic "hoặc -
đảo" và các điện trở R2  R5 . Tín hiệu điện áp đồng bộ hóa Uđbd được nối vào cực gốc và
cực phát của 2 Tranzitor Tr3 và Tr4 tạo thành mạch liên hợp như hình 4.4.
+ Để phân tích nguyên lý hoạt động của mạch ta có khái niệm điện áp ngưỡng đó
là trị số điện áp dáng trên nội trở của các linh kiện bản dẫn (kí hiệu Ung). Đối với các
Tranzitor thì ung = 0,4  0,7 (V). Khi điện áp điều khiển (uBE) có trị sốUBE< Ung thì
Tranzitor khóa, còn khiUBE > Ung thì Tranzitor mở nhanh chóng đến mức bão hòa. Căn
cứ vào các khái niệm trên, nguyên lý làm việc của mạch tạo xung chữ nhật được phân tích
như sau: Xét trong một chu kỳ của điện áp đồng bộ (Uđbd).
+ Trong nửa chu kỳ dương (0  ).
Khi Uđbd< Ung thìTr1 khóa, Tr2 cũng khoá
do chịu điện áp điện áp ngược đặt vào mạch phát -
gốc. Dưới tác dụng của Ucc qua điện trở định thiên
R2 và Tr3 mở, dẫn dòng qua R3 làm Tr4 mở .
Do Tr3 và Tr4 mở bão hoà làm thế tại điểm
A và điểm B  0. Hay nói tại A, B có mức logic “0”.
Hình 4.5 Đồ thị trạng thái
của các trandito

Thiết kế hệ thống truyền động chính máy bào giường

Thiết kế hệ thống truyền động chính máy bào giường

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (7)

Similaire à Thiết kế hệ thống truyền động chính máy bào giường

Similaire à Thiết kế hệ thống truyền động chính máy bào giường (20)

Plus de Huynh Loc

Plus de Huynh Loc (20)

Thiết kế hệ thống truyền động chính máy bào giường