Các hệ truyền động điều chỉnh thông dụng

Chia sẻ: Hai Dang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

0
201
lượt xem
75
download

Các hệ truyền động điều chỉnh thông dụng

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các hệ truyền động điều chỉnh thông dụng - Hệ thống máy phát - động cơ điện một chiều

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Các hệ truyền động điều chỉnh thông dụng

  1. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Chương 4 CÁC H TRUY N NG I U CH NH THÔNG D NG 4.1 H th ng máy phát - ng cơ m t chi u (F- ) 4.2 H ch nh lưu i u khi n- ng cơ m t chi u (CL- ) 4.3 H i u ch nh xung áp - ng cơ m t chi u ( AX- ) 4.4 i u khi n ng cơ không ng b b ng i n tr xung trong m ch rôto 4.5 H i u ch nh pha Tiristo- ng cơ không ng b 4.6 H bi n t n - ng cơ không ng b , i u khi n vectơ 4.7 Các sơ n i t ng c a ng cơ không ng b rôto dây qu n 4.1 H th ng máy phát - ng cơ m t chi u (F- ) 4.1.1 Sơ nguyên lý CF : cu n dây c c t ph . 4.1.2 Các ch c năng ch y u c a h a) i u ch nh t c ng cơ Thay i U k = var ⇒ UkF = Ud = var ⇒ IkF var, φF var ⇒ Ef = var ⇒ Uư = var ⇒ ω var. GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 1
  2. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) b) H n ch dòng i n và mômen ng cơ Nh khâu ph n h i có ng t ⇒ dòng i n, mômen ư c h n ch dư i giá tr cho phép trong các trương h p kh i ng, hãm, o chi u, quá t i l n và ng n m ch. c) Cư ng b c quá trình quá “kh i ng cư ng b c” d) o chi u quay ng cơ ⇒ o chi u i n áp kích t UkF ⇒ ikt o chi u ⇒ φ o chi u ⇒ o chi u quay ng cơ. H F- cho phép làm vi c trên c 4 góc ph n tư c a m t ph ng t a [M,ω]: N u cho kt máy phát theo chi u thu n có Ef1>0 ⇒ ư ng 1, tr ng thái ng cơ, góc 1. N u gi m UkF s F gi m xu ng Ef3 ⇒ ư ng 3 (góc 2) ⇒ hãm tái sinh. return GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 2
  3. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.2 H ch nh lưu i u khi n- ng cơ m t chi u (CL- ) 4.2.1 H ch nh lưu i u khi n- ng cơ không o chi u a) Sơ nguyên lý N u iu liên t c: Ud = Udo.cosα N u s l n p m ch trong m t chu kỳ i n áp lư i m≥2: m π U do = sin 2.U 2 = K u .U 2 π m v i Ku là h s ph thu c sơ ch nh lưu. Ví d : Sơ CL 1 pha 2 n a chu kỳ, và CL c u m t pha m = 2, Ku= 0,9; Sơ CL tia 3 pha m = 3, Ku = 1,17; c u 3 pha m = 6, Ku = 2,34. Như v y khi U k = var ⇒ α = var ⇒ Ud = var ⇒ ω = var. - h n ch s p m ch c a dòng i n ⇒ thi t k cu n kháng l c các thành ph n sóng hài có trong i n áp ch nh lưu. Tr s i n c m c n thi t l c ư c tính: U dn.max .100 LL = ,H * 2K.m.ω.I1 %.I d.®m Id. m: dòng i n nh m c c a b ch nh lưu K: b i s sóng hài, K = 1, 2, 3… m: s l n p m ch trong m t chu kỳ. I1*% : tr hi u d ng c a dòng i n sóng cơ b n l y t s theo dòng i n nh m c c a ch nh lưu. Cho phép I1*% < 10%. Udn.max: biên c a thành ph n sóng hài c a i n áp ch nh lưu: 2.cos α U dn.max = U do . 1 + K 2 .m2 .tg2 α , V 2 2 K .m − 1 Udo: i n áp ch nh lưu c c i. GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 3
  4. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Tr s i n c m c a cu n kháng l c: LCKL= LL - Lư - LBA trong ó: Lư: i n c m ph n ng ng cơ ư c tính g n úng: 30U ®m L− = Kd . πI ®m .n ®m .p Kd=0,5-0,6: i v i ng cơ không có cu n bù Kd = 0,1-0,25: i v i ng cơ có cu n bù. LBA: i n c m c a máy bi n áp, tính g n úng: u %.U 2f L BA = 2 n , H , ω = 2πf, t n s góc ngu n ω.I2f .100 - h n ch dòng i n gián o n ⇒ thi t k cu n kháng h n ch dòng i n gián o n: Tr s i n c m c n thi t h n ch dòng i n gián o n: 1 U  L g® =  do .k gh − x BA  , ω = 2πf.m: t n s góc dòng i n ch nh lưu ω  I dgh     π π k gh =  1 − cot g  .sin α  m m Idgh: dòng i n gi i h n nh nh t, ch n Idgh≤ 0,05I m. b) Sơ thay th c a h Cl- không o chi u Ed = Udo.cosα = KCL.U k trong ó: KCL = Udo/U k- h s khu ch i b ch nh lưu RCL = RBA + RKL + Rcm RBA = R2 + R1' = R2 + R1/K2BA RKL ≈ 0 i n tr cu n kháng l c Rcm = (m/2π).XBA i n tr ng tr xét n ph n s t áp do hi n tư ng chuy n m ch gi a các tiristo. XBA = X2 + X1' = X2 + X1/K2BA ho c xác nh theo catalog: ∆Pd % U 2 dm ∆Pd % U1dm R BA = . = . 100 I 2 dm 100 K 2 I1dm BA U % U U % U X BA = nm . 2 dm = nm . 2 1dm 100 I 2 dm 100 K BA I1dm U1dm U1dm KBA ≈ ≈ h s bi n áp E 2 dm U 2 dm GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 4
  5. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) c) c tính cơ c a h tr ng thái dòng i n liên t c "dòng i n liên t c" E d R ut E R ω= − .I u = d − ut 2 .M kφ kφ kφ (kφ) Rut = Ru + RCL: t ng i n tr m ch i n ph n ng U do R U R ω= cos α − ut .I u = do cos α − ut 2 .M kφ kφ kφ (kφ) K CL R K R ω= U dk − ut .I u = CL U dk − ut 2 .M kφ kφ kφ (kφ) ω ωomax Udkmax; α=0; +Udo ωoi 0 M HN Udk=0; α=π/2; Ed=0 N TS TS -ωomax -Udkmax Nh n xét: - T c không t i lí tư ng: U do K ω0 = cos α = CL .U dk kφ kφ GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 5
  6. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Udk = +Udkmax ÷ 0 ÷ -Udkmax ⇒ α = 0 ÷ π/2 ÷ π ⇒ Ed= +Udo ÷ 0 ÷ -Udo ⇒ ωo = +ω0max ÷ 0 ÷ -ω0max - c ng TC β CL −D = (kφ)2 = const thư ng RCL ≈ 3Ru. R u + R CL - Trong vùng Ic, Mc nh ⇒ ”tr ng thái dòng i n gián o n” d) Các tr ng thái hãm, tr ng thái tái sinh c a ng cơ và tr ng thái ngh ch lưu c a b ch nh lưu Xem hình trên. “tr ng thái ng cơ” ⇔ “tr ng thái ch nh lưu” “tr ng thái hãm tái sinh” ⇔ “tr ng thái ngh ch lưu” tuỳ tr s U k mà có th x y ra hãm - Hãm ngư c. - Hãm ng năng. - Hãm tái sinh. Tr ng Ch nh lưu ng cơ Sơ thay th thái α Ed Tr.thái ω E Tr.Thái Iu ng (Ed-E)/ Ed Rut ω cơ α0 Ch.lưu ω>0 E>0 ng Rut E cơ Iu Hãm (Ed+E)/ Ed Rut Hãm α0 Ch.lưu ω
  7. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Ví d : L p sơ thay th cho h CL- và xác nh ph m vi i u ch nh góc m van α i u ch nh t c ng cơ trong d i D=10:1. ng cơ 13,5kW; 220V; 1050vg/ph; 73A; Ru = 0,12Ω. Ch nh lưu Tiristo c u 3 pha, có máy bi n áp chuyên dùng 20kVA,n i Y/Y, U1=380/220V; U2=220/127V; i n tr ng n m ch Rnm=0,15Ω; i n kháng ng n m ch Xnm=0,87Ω (khi ng n m ch th c p). Gi i Ω 0,33Ω - i n áp ch nh lưu l n nh t: m π 6 π U do = sin 2.U 2 = sin . 2.127 = 297V π m π 6 - S c i n ng c a ch nh lưu: Ed = Udo.cosα = 297.cosα U1f 220 - H s bi n áp K BA = = = 1,73 U 2 F 127 - i n tr máy bi n áp: R nm 0,15 R BA = R 2 + R 1 = ' = = 0,05Ω K2BA 1,732 - i n kháng máy bi n áp: X nm 0,87 X BA = X 2 + X1 = ' = = 0,29Ω K2BA 1,732 - i n tr trong m ch ch nh lưu (b qua i n tr trong cu n kháng và s t áp trên Tiristo): m 6 R CL = R BA + R cm = R BA + X BA = 0,05 + 0,29 = 0,33Ω 2π 2π -T c l n nh t trong d i i u ch nh GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 7
  8. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) n dm 1050 ωmax = ωdm = = = 110rad / s 9,55 9,55 -T c nh nh t trong d i i u ch nh ωmax 110 ωmin = = = 11rad / s D 10 - Sdd c a b ch nh lưu tương ng v i t c l n nh t Ed.max = Udocosαmin = kφ m.ωmax+(RCL+Ru)Idm U dm − I dm R u 220 − 73.0,12 kφ dm = = = 1,92Wb ωdm 110 E 247,7 cos α min = d max = = 0,837; α min = 33,50 U do 297 ⇒ Edmax = 247V - Sdd c a b ch nh lưu tương ng v i t c nh nh t Ed.min = Udocosαmax = kφ m.ωmin+(RCL+Ru)Idm = 56,7V E d min 56,7 cos α max = = = 0,194; αmax = 78,80. U do 297 4.2.2 H ch nh lưu i u khi n- ng cơ o chi u ng cơ có th làm vi c ư c c 4 góc ¼ c a m t ph ng [M,ω] thì ta ph i s d ng h CL- o chi u. a) Các phương pháp o chi u quay ng cơ trong h CL- - o chi u dòng kích t - o chi u dòng i n ph n ng b ng ti p i m - o chi u dòng i n ph n ng b ng b ch nh lưu thu n ngh ch GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 8
  9. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) V1 b) Sơ nguyên lý h CL- o chi u dùng cho b ch nh lưu thu n ngh ch - Sơ n i song song-ngư c - Sơ hình ch th p c) Các nguyên t c i u khi n b ch nh lưu thu n ngh ch trong h CL- o chi u - i u khi n riêng hai nhóm. - i u khi n chung: “tr ng thái i” α1 + α2 = 1800. “v n dòng i n cân b ng” GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 9
  10. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.2.3 H ch nh lưu i u khi n- ng cơ t ng a) H dùng b khu ch i t ng E Mc U U k Uư ω I R∑ B S01(p) S02(p) - - Upω KI Upi.ng Kω trong ó: 1 1 S o1 = . ; Tư = Lư/Rư R − 1 + T− p kφ 1 ω NG S o2 = . J p βh K§ S § = S o1 .S o2 = ; K =1/kφ; Tc=J/β. Tc p.(1 + T− p) khi tính n E ng cơ: K§ S§ = Tc .T− p 2 + Tc p + 1 Ing Inm I,M GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 10
  11. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) b) H i u ch nh c l p các t a ki u n i ti p ω βkín βh U i.max = Kpi.Icp ⇒ khi kh i ng Iu.max = Ik = Icp Icp I, M E Mc U ω U i U k Uư ω Rω I Ri B S01(p) S02(p) - - Upω Upi KI Kω return 4.3 H i u ch nh xung áp - ng cơ m t chi u ( AX- ) 4.3.1 Nguyên lý làm vi c c a h AX- GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 11
  12. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) td E b = U tb = U = γ.U γ: h s chu kỳ, r ng xung TCK E b − E γ.U − kφω I u = I tb = = Ru Ru γ.U R u γ.U R M ω= − .I u = − u 2 .M = ω0 − kφ kφ kφ (kφ) βb U ω0.c = ω0 max = kφ (xem mô ph ng) 4.3.2 Phương pháp i u khi n h AX- - Thay i td, gi TCK (fx = 500Hz÷10kHz). - Thay i TCK (fx) gi td,. - Phương pháp h n h p 4.3.3 Sơ h AX- dùng khóa tiristo GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 12
  13. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 13
  14. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.4 i u khi n ng cơ không ng b b ng i n tr xung trong m ch rôto 4.4.1 Sơ nguyên lý Rmc = 2Rf R '2 - trư t t i h n t nhiên s th = X nm R '2 t R '2 + R 'f - trư t t i h n nhân t o s th .nt = = X nm X nm  s th .nt  ⇒ Rf = R2  − 1  R2 i n tr cu n dây roto c a ng cơ  s th   s th .nt  ⇒ R mc = 2R f = 2R 2   − 1   s th  - i u ch nh t c b ng cách thay i γ: R mctb = R 1 (1 − γ ) γ: r ng xung i n tr γ=td/TCK GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 14
  15. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.2.2 Các c tính gi i h n và bi u di n c a các quá trình quá có vùng i u ch nh r ng (t c , mômen) ngư i ta thư ng t o ra hai ư ng c tính gi i h n: ư ng 1-gi i h n ngoài và ư ng 2- gi i h n trong. - ư ng gi i h n ngoài nh m m c ích h th p ư ng TC t nhiên, thành TC nhân t o có trư t t i h n sth1 l n, nh ó m b o cho vùng t c th p có kh năng i u ch nh mômen r ng, nh t là vùng hãm ngư c. có ư c TC này, ta n i c nh m t i n tr R0 ≈ (0,15÷0,2)Rdm; Rdm=E2nmf/I2dm. Như v y: ư ng 1: ư ng gi i h n ngoài (khi Tiristo luôn m Rmcmin = R0). ư ng 2: ư ng gi i h n trong (khi Tiristo luôn m Rmcmax = R0+R1). - ng v i ư ng gi i h n ngoài:  R  sth1 = sth  0 + 1   2R2  - ư ng gi i h n trong ng v i trư ng h p T luôn khóa: Rmc = Ro + R1 = Rmc.max U d max thư ng ch n: R mc max = ⇒ R1 = Rmcmax – R0 I d.cp Id.cp ≈ 1,226I2.cp Udmax i n áp ch nh lưu l n nh t ng v i khi ng cơ ng n m ch. - M t quá trình quá (kh i ng, o chi u quay) s di n ra theo ư ng dích d c qua l i gi a 2 c tính gi i h n trên: Khi T d n, i m làm vi c có xu hư ng ch y v ư ng 1; Khi T khoá, i m làm vi c s ch y v ư ng 2. Tuy nhiên, nh m ch có i n c m l n (X2 và XCK) nên dòng roto không th t bi n, do ó ng cơ s tăng t c theo ư ng g n sóng ( ư ng 3). B ng cách i u khi n T, thay i t , γ c a Rmc ta có th xê d ch ư c mômen và gia t c trong các QTQ . 4.4.3 H i u khi n i n tr xung t ng tương t h AX- GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 15
  16. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Ví d 4-2: Ch n R0 và R1 trong m ch m t chi u c a sơ i u khi n i n tr xung m ch rôto sao cho có th m r ng vùng i u ch nh mômen và t c ng cơ c trong tr ng thái ng cơ và hãm ngư c. ng cơ roto dây qu n 30kW, 380/220V, 970vg/ph, λ = 2,8; I1dm = 70,5A; R1 = 0,125Ω; X1 = 0,23Ω; E2nm = 259V; I2dm = 72A; R2=0,055Ω; X2 = 0,225Ω; Ke = 1,4. Gi i n 0 − n dm 1000 − 970 - trư t nh m c s dm = = = 0,03 n0 1000 - trư t t i h n c a c tính cơ t nhiên R '2 R '2 K e 2 s th = = = 0,158 R + (X1 + X 2 ) R + (X1 + X 2 K ) 2 ' 2 2 2 2 1 1 e ⇒v ư c DTC t nhiên qua 3 i m: [M*=0;s=0] [1; 0,03] [2,8; 0,158] Ta ch n R0=0,2Rdm = 0,2.259/( 3 .72) = 0,41Ω - i n tr ph 3 pha ng tr cho R0: Rf0 = R0/2 = 0,205Ω - trư t t i h n c a c tính cơ gi i h n có i n tr c nh R0:  R   0,205  s th1 = s th  0 + 1 = 0,158  2R  + 1 = 0,747  2   2.0,055  ⇒ m b o vùng i u ch nh mômen r ng cho c tr ng thái hãm ngư c (góc ph n tư th 4) và kh i ng. - i n áp ch nh lưu l n nh t, ng v i trư ng h p ng cơ ng n m ch: 259 U d max = 2,34E 2 nmf = 2,34 = 350,3V 3 - Ch n m c h n ch dòng i n roto I2.max = 2I2dm, tương ương v i dòng i n trong m ch m t chi u: Idcp = Idmax = 1,226I2max = 1,226.2.72 = 176,5A - i n tr i u ch nh R1: U d max 350,3 R1 = − R0 = − 0,41 = 1,574Ω I dcp 176,5 - trư t t i h n c a c tính cơ gi i h n trong ( ng v i Rmc = R0+R1 = 1,98Ω) R   1,98  s th 2 = s th  mc + 1 = 0,158  2R  + 1 = 3  2   2.0,055  return GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 16
  17. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.5 H i u ch nh pha Tiristo- ng cơ không ng b (FT- K B) 4.5.1 B i u ch nh i n áp dùng tiristo α : góc m Tiristo; ϕ: góc pha c a ng cơ ΩL d X d tgϕ = = t Rd Rd ư ng U1=f(Ωt) ch a các thành ph n sóng hài, trong ó có hài b c 1 (50Hz) là thành ph n sinh công: U1 ν1 = = f (α, ϕ) giá tr tương i c a U1 U Ul i n áp hi u d ng c a i n áp pha lư i GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 17
  18. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Có dây trung tính Không có dây trung tính 4.5.2 Sơ nguyên lý c a m t h “ i u ch nh pha tiristo- ng cơ” t ng GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 18
  19. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) return 4.6 H bi n t n - ng cơ không ng b , i u khi n vectơ i u ch nh i u ch nh Chuy n i t thông dòng i n t a ψrc = cst isdc usdc usαc ta Rψ dq Ri usqc SVM tb VSI ωc isqc usβc tc Rn αβ i u ch nh t c isd i sα dq αβ isq isβ αβ abc θs Ư c lư ng ψr RFE t thông IM rôto ω C u trúc sơ b h T ng cơ K B i u khi n hư ng trư ng GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 19
  20. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.7 Các sơ n i t ng c a ng cơ không ng b rôto dây qu n 4.7.1 Vi c s d ng công su t trư t trong sơ n i t ng P12 = Mdt.ω0 công su t i n t ∆Ps = P12.s công su t trư t chuy n t m ch stato vào rôto, (trong các h th ng T bình thư ng, ∆Ps tiêu tán trên i n tr rôto). ⇒ P12 = Pcơ + ∆Ps t n d ng năng lư ng i n ∆Ps khi ta i u ch nh sâu, ta s d ng sơ n i t ng. Lư i Lư i P1≈P12 P1≈P12 ng cơ Pcơ Máy sx ng cơ Pcơ Máy sx ∆Ps ∆Ps ∆P i n ∆P’cơ TB bi n i TB bi n i n i t ng i n cơ n i t ng i n 4.7.2 Phân lo i sơ n i t ng - Sơ n i t ng i n cơ Pcơ.t = Pcơ + ∆P’cơ = Pcơ + ∆Ps = P12 = M tω0 = const ⇒ n i t ng có công su t không i khi i u ch nh t c . - Sơ t ng i n Pcơ = P12 - ∆Ps = M mω0 – M m.ω0.s = M m.ω0(1-s) Pco M dm ω0 (1 − s ) M cp = = = M dm = const ω ω ⇒ n i t ng có mômen không i 4.7.3 Sơ nguyên lý c a t ng i n cơ và t ng i n a) T ng i n cơ E2d = KuE2 = KuE2nmf.s Eb = kφω = k.a.Ikt.ω Iu = Id ~ I2: E 2 d − E bd Id = K i I2 = Rt = RCL+Rb Rt Ikt var ⇒ Eb var ⇒ I2 var ⇒ mômen ng cơ var ⇒ t c ω var. GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản