Chương 3: Điều chỉnh các thông số đầu ra của truyền động điện

Chia sẻ: Doanvan Thuan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:53

1
111
lượt xem
35
download

Chương 3: Điều chỉnh các thông số đầu ra của truyền động điện

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

Khái niệm chung: Các thông số đầu ra hay còn gọi là thông số được điều chỉnh là mo6men (M) và tốc độ (omega) của động cơ.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chương 3: Điều chỉnh các thông số đầu ra của truyền động điện

  1. Chương 3 I U CH NH CÁC THÔNG S U RA C A TRUY N NG I N 3.1 Khái ni m chung 3.2 Các ch tiêu ch t lư ng 3.3 Các phương pháp i u khi n ng cơ m t chi u 3.4 Các phương pháp i u khi n ng cơ không ng b 3.5 i u khi n ng cơ ng b 3.6 i u ch nh t ng các thông s u ra c a ng cơ 3.1 Khái ni m chung 3.1.1 Các nh nghĩa a) Thông s u ra hay còn g i là thông s ư c i u ch nh là mômen (M) và t c (ω) c a ng cơ. Do M, ω là 2 tr c c a m t ph ng tr ng thái [M,ω], nên vi c i u ch nh chúng thư ng ư c g i là “ i u ch nh t a ”. b) Thông s u vào hay còn g i là thông s i u ch nh. - i v i ng cơ m t chi u: Rư (ho c Rfư), φ(ukt, ikt), và Uư. - i v i ng cơ K B: R2 (ho c Rf2), R1, x1, U1 và f. - i v i ng cơ ng b : f. 1
  2. 3.1 Khái ni m chung c) Nhi u i u khi n: Có r t nhi u nhi u tác ng lên các thông s u ra như i n áp ngu n, t n s lư i i n, nhi t môi trư ng,...Tuy nhiên ta c bi t quan tâm n các nhi u ch y u: - Khi i u ch nh t c , thông s ư c i u ch nh là ω, nhi u ch y u là mômen c n (t i) Mc ho c dòng i n t i Ic. - Khi i u ch nh mômen ho c dòng i n, thông s ư c i u ch nh là M ho c I, thì nhi u ch y u là t c ω. d) Ph n t i u khi n là các thi t b ho c d ng c làm thay i các thông s u vào. 3.1 Khái ni m chung 3.2.2 M c ích i u ch nh các thông s u ra c a ng cơ (m c ích i u khi n) Tuỳ yêu c u công ngh : - t giá tr làm vi c và duy trì m c t ω ó. Ví d duy trì t c làm vi c khi ph t i thay i ng u nhiên. - Thay i thông s theo quy lu t yêu t c u. Ví d thay i t c theo quy lu t hình bên. - H n ch thông s m tm c cho phép. Ví d h n ch dòng i n khi kh i ng - T o ra m t quy lu t chuy n ng cho cơ c u công tác (tr c ng cơ) theo quy lu t cho trư c u vào v i m t chính xác nào ó. 2
  3. 3.1 Khái ni m chung 3.1.3 i u ch nh t ng a) i u ch nh không t ng t a ng cơ là vi c thay i thông s u ra b ng cách tác ng lên thông s u vào m t cách r i r c. M i l n tác ng ta có m t giá tr không i c a thông s u vào và tương ng ta ư c m t ư ng c tính cơ (nhân t o). Khi ng cơ làm vi c, các nhi u s tác ng vào h , nhưng thông s u vào v n gi không i nên i m làm vi c c a ng cơ ch di chuy n trên m t ư ng c tính cơ ⇒ h “ i u ch nh vòng h ”. 3.1 Khái ni m chung 3.1.3 i u ch nh t ng b) i u ch nh t ng t a ng cơ ư c th c hi n nh s thay i liên t c c a thông s u vào theo m c sai l ch c a thông s u ra so v i giá tr nh trư c, nh m kh c ph c sai l ch ó. Như v y khi có tác ng c a nhi u làm nh hư ng n thông s u ra, thì thông s u vào s thay i và ng cơ s có m t c tính cơ khác, i m làm vi c c a ng cơ s d ch chuy n t ư ng c tính cơ này sang ư ng c tính cơ khác và v ch ra m t ư ng c tính cơ c a h i u ch nh t ng. Như v y : “ c tính cơ c a h i u ch nh t ng là qu tích c a i m làm vi c c a ng cơ trên vô s các ư ng c tính cơ c a h i u ch nh vòng h ”. Vi c thay i t ng thông s u vào ư c th c hi n nh m ch ph n h i. Vì v y h này còn ư c g i là h “ i u ch nh vòng kín”. 3
  4. 3.2 Các ch tiêu ch t lư ng 3.2.1 chính xác duy trì i m t X X: thông s u ra, X giá tr t, Xtb giá tr trung bình c a thông s u ra. N: Nhi u; Ntb giá tr trung bình c a nhi u. 3.2 Các ch tiêu ch t lư ng 3.2.1 chính xác duy trì i m t Khi nhi u bi n ng trong ph m vi N = Nmin ÷ Nmax thì thông s u ra thay i trong kho ng X = Xmin ÷ Xmax. chính xác i u ch nh ư c ánh giá b i sai s c c i c a thông s ư c i u ch nh ∆Xmax so v i giá tr trung bình Xtb trong ph m vi bi n ng cho phép c a nhi u. ∆X max s% = .100% X tb X max − X min X max + X min trong ó ∆X max = và X tb = 2 2 4
  5. 3.2 Các ch tiêu ch t lư ng 3.2.1 chính xác duy trì i m t Khi i u ch nh t c , ơn gi n thay ω0 cho Xtb và ∆ωc ng v i ph m vi thay i mômen t 0 n M m thay cho ∆Xmax, khi ó: ∆ωc 1 s% = .100% = ∆ω* % = ω0 c β* Thông thư ng, s% < 10%, tuỳ yêu c u công ngh . 3.2 Các ch tiêu ch t lư ng 3.2.2 D i i u ch nh (ph m vi i u ch nh Dx) D i i u ch nh c a thông s X nào ó là t s gi a giá tr l n nh t Xmax và giá tr nh nh t Xmin c a thông s ó trong cùng m t i u ki n làm vi c (ví d cùng m t giá tr nhi u). X D X = max X min Dx càng l n càng t t. Xmax thư ng b gi i h n b i kh năng ch u ng v cơ ho c i n. Xmin b gi i h n b i chính xác i u ch nh cho phép và kh năng làm vi c n nh c a h th ng. Khi i u ch nh t c ng cơ: ωmax D= ωmin 5
  6. 3.2 Các ch tiêu ch t lư ng 3.2.3 tinh i u ch nh Xi ϕ= (ϕ>1) X i −1 Lí tư ng ϕ → 1: h i u ch nh vô c p. Công su t m ch i u ch nh càng nh thì i u ch nh càng tinh. 3.2 Các ch tiêu ch t lư ng 3.2.4 M c phù h p gi a c tính t i cho phép c a ng cơ và c tính cơ c a máy s n xu t (dùng cho i u ch nh t c ) /n: Mômen t i cho phép c a m t ng cơ m t t c làm vi c nào ó là mômen do ng cơ sinh ra khi cho dòng i n trong m ch chính b ng I m. Như v y n u ng cơ làm vi c t c nh m c thì momen t i cho phép Mtcp = M m. Khi i u ch nh, t c làm vi c thay i, do ó Mtcp có th b ng ho c khác nh m c Mtcp = f(ω). Mtcp = f(ω) g i là c tính t i cho phép c a ng cơ. 6
  7. 3.2 Các ch tiêu ch t lư ng M t h truy n ng i u ch nh ư c coi là t t n u c tính t i cho phép c a ng cơ Mtcp = f(ω) bám sát (phù h p) v i c tính cơ c a máy s n xu t Mc = f(ω). + Khi Mtcp (ω) trùng v i Mc(ω) (lí tư ng): Trong toàn b d i i u ch nh t c ng cơ u làm vi c v i I = I m. 3.2 Các ch tiêu ch t lư ng + Khi Mtcp(ω) không phù h p v i Mc(ω) như hình dư i, khi ó ng cơ ch làm vi c t t (v i I = I m) t i m t t c (ω = ω2). Trong vùng t c ω2 ÷ ω3, Mc Mtcp nên ng cơ b quá t i, I > I m và s gây hư h ng cho ng cơ. 7
  8. 3.2 Các ch tiêu ch t lư ng 3.2.5 Các ch tiêu ch t lư ng ng - n nh. - quá i u ch nh. - Th i gian quá …. 3.2.5 Tính kinh t c a h i u ch nh - V n u tư ban u. - Chi phí v n hành b o qu n và thay th thi t b . - tin c y và tu i th . - T n hao năng lư ng trong h khi i u ch nh. - Năng su t c a máy s n xu t do h i u ch nh mang l i. ⇒ Hi u qu kinh t , th i gian hoàn v n,… 3.3 Các phương pháp i u khi n ng cơ m t chi u Th c ch t c a vi c i u ch nh t a l i chính là làm bi n d ng các c tính cơ, nghĩa là t o ra các c tính cơ nhân t o. Vì v y các phương pháp i u khi n ng cơ cũng chính là các phương pháp t o ra c tính nhân t o. Uư Rfư φ 8
  9. 3.3 Các phương pháp i u khi n ng cơ m t chi u 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng U ®m R R + Rf − 1 ω= − −t .I − = ω0 − − .I − = ω0 − .M kφ®m kφ®m kφ®m βr βr = ( kφ®m )2 β* = 1 R − + Rf − r R* −t Khi thay i Rfư ta có th thay i ư c c t c , dòng i n và momen kh i ng ng cơ. Tuy nhiên, phương pháp này có nhi u như c i m do ph n t i u khi n Rfư t trong m ch l c và c ng c tính cơ th p. 9
  10. 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng + Hi u su t h truy n ng t i nh m c M m: Pc¬ M ®m .ω M .(ω − ∆ωRf ) M .∆ωRf ηRf = = = ®m ®m = η®m − ®m P®iÖn U ®m .I ®m U ®m .I ®m U ®m .I ®m trong ó ∆ωRf s tt c do Rfư gây ra: Rf − .I ®m ∆ωRf = kφ®m M ®m .∆ωRf kφ®m .I ®m R f − .I ®m R f − .I ®m ⇒ = . = = R*− f U ®m .I ®m U ®m .I ®m kφ®m U ®m ηRf = η®m − R*− f 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng 10
  11. 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng a) ng d ng i u ch nh t c + Khi tăng Rfu, ω gi m (
  12. 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng a) ng d ng i u ch nh t c + Theo kh năng quá t i trong ó: ∆M M nm. min K qt .M dm β min = = = ∆ω ω0 ω0 và β min = K qt * V y d i i u ch nh t c xác nh theo h s quá t i yêu c u là: ω * * (βtn − 1) / βtn β* − 1 K qt D = max = ⇒ D = tn . ωmin (β* − 1) / β* min min K qt − 1 β* tn 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng a) ng d ng i u ch nh t c + Theo sai s t c cho phép: Ta có: s% = ∆ωc* = Rưt* N u cho trư c sai s t c cho phép s%cp thì ta có th xác nh ư c ωmin: ωmin = ωo - ∆ωc.cp ho c ω*min = 1 – s%cp = 1 – Rut* D i i u ch nh ư c xác nh: ω ω * 1 − R * 1 − 1 / β* β* − 1 D = max = dm = u = tn = * tn ωmin ω * min 1 − R ut 1 − s% cp β tn (1 − s% cp ) * 12
  13. 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng a) ng d ng i u ch nh t c - c tính mômen t i cho phép Mtcp = f(ω) Ta thay I = I m vào M = Mtcp = kφ.I : Mtcp = kφ m.I m = M m = const ⇒ r t thích h p v i lo i t i c n tr c có Mc = const Mc Ví d 3-1 Xác nh t c c c ti u và d i i u ch nh theo kh năng quá t i yêu c u và theo sai s t c cho phép. Bi t Kqt = 2, s%cp = 10%; ng cơ m t chi u kích t c l p có công su t nh m c 29kW, 1000vg/ph, 220V, 151A, Rư = 0,07Ω. áp án 13
  14. 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng b) ng d ng i u ch nh dòng i n và mômen trong quá trình kh i ng và tăng t c Rư *=0,04÷0,05 ⇒ I*nm = M*nm = 1/Rư* = 20÷25 ⇒ phá h ng. 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng B t u kh i ng: Rưt3 = Rư + Rf1 + Rf2 + Rf3 m b o: I k®o = U ®m = I1 ≤ (2 ÷ 2,5)I ®m R −t3 14
  15. 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng n b: I2 ≥ (1,1÷1,3)I m: Rưt2 = Rư + Rf1 + Rf2 .......... V i dòng i n I1 ta th y: Ru ∆ωTN = .I1 = 0g kφ dm R u + Rf1 ∆ω1 R + R f1 0e ∆ω1 = .I1 = 0e ⇒ = u = kφdm ∆ωTN Ru 0g ∆ω1 − ∆ωTN 0e − 0g eg ⇒ R f1 = .R u = .R u = .R u ∆ωTN 0g 0g dc − 0e ce ca Rf 2 = .R u = .R u R f3 = .R u 0g 0g 0g 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng + Tính toán b ng gi i tích: Gi s i n tr ph có m o n ng v i các giá tr Rf1, Rf2,..., Rfm. Ta t λ = I1/I2, khi ó: Rutm = λ.Rut(m-1) = λm.Ru R utm U U λ=m = m ®m = m +1 ®m R− R − .I1 R − .I2 log ( R −tm / R − ) log(U ®m / R − .I1 ) m= = log λ log λ 15
  16. 3.3.1 i u khi n b ng i n tr ph trong m ch ph n ng - N u yêu c u kh i ng nhanh, nghĩa là c n Mnm l n nh t có th thì ta ch n trư c I1, tính ra λ r i tính ra I2. - N u yêu c u kh i ng bình thư ng, thì ta có th ch n trư c I2 = (1,1÷1,2)Ic, tính ra λ r i tính ra I1. T ó xác nh ư c các c p i n tr ph . Ví d 3.2 Cho ng cơ kích t song song 25kW, 220V, 420vg/ph, 120A, Ru*=0,08. Kh i ng b ng 2 c p i n tr ph v i t n su t 1 l n/1ca, làm vi c 3 ca, mômen c n qui i v tr c ng cơ (c trong th i gian kh i ng) Mc = 410 Nm. Hãy xác nh các c p i n tr ph . Gi i: - i n tr nh m c: R m = U m/I m = 220/120 A = 1,83 Ω - i n tr ph n ng: Ru = Ru*.R m = 0,08.1,83 = 0,146 Ω -T c nh m c: ω m = n m/9,55 = 420/9,55 = 44 rad/s 16
  17. Ví d 3.2 - T thông: U ®m − R − I ®m 220 − 0,146.120 kφ®m = = = 4, 6 Wb ω®m 44 - Dòng i n ph t i: Ic = Mc/kφ m = 410/4,6 = 89A ≈ 0,74.I m - Ta ch n I2 = 1,1.Ic = 1,1.89 = 98A V i s c p i n tr ph m = 2, ta có: U ®m 220 λ = m +1 = 2 +1 = 2,5 R − .I2 0,146.98 ⇒ I1 = λ.I2 = 2,5.98 = 245 A ≈ 2.I m. (th p hơn giá tr cho phép, ch p nh n). Ví d 3.2 - Các i n tr t ng: Rut1 = λ.Ru = 2,5.0,146 = 0,365Ω Rut2 = λ2.Ru = 2,52.0,146 = 0,912Ω - i n tr c a t ng o n: Rf1 = Rut1 – Ru = 0,365 – 0,146 = 0,219Ω Rf2 = Rut2 – Rut1 = 0,912 – 0,365 = 0,547Ω 17
  18. Bài t p 1. Quan h gi a s c p i n tr m và th i gian kh i ng? m→∞? 2. Cho ng cơ kích t song song 33,5kW; 220V, 1580vg/ph, η m = 0,87. Yêu c u kh i ng nhanh b ng 3 c p i n tr ph . Mômen c n qui i v tr c ng cơ (c trong th i gian kh i ng) Mc = 200Nm. Hãy xác nh các c p i n tr ph . 3.3.2 i u khi n b ng t thông kích thích U ®m R M ω= − − .M = ω0 − kφ ( kφ )2 βφ βφ = (kφ)2/Rư ∆ω = Ru.Iu/kφ φ2 < φ1 < φ m Khi ta gi m φ thì t c ng cơ tăng, nhưng Inm = cst, nên ta ch ng d ng i u ch nh t c . 18
  19. 3.3.2 i u khi n b ng t thông kích thích Gi s M=Mc, khi i u ch nh kφ thì ω(φ) có d ng: R − .M c kφo = U ®m 1 U2 ωmax = . ®m 4 R − .M c - D i i u ch nh: T c nh nh t ωmin = ω m. Thông thư ng ωmax ≈ (1,5÷2)ω m do ó D ≤ 2. 3.3.2 i u khi n b ng t thông kích thích 19
  20. 3.3.2 i u khi n b ng t thông kích thích - Xác inh ư ng c tính mômen t i cho phép Mtcp: Mtcp = kφ.I m mà: U m = E + Iư.Rư ≈ E = kφ.ω hay kφ ≈ U m/ω. V y: U ®m .I ®m 1 M tcp = ≡ ω ω ⇒ r t thích h p v i lo i t i máy ti n có Mc ≅ 1/ω. Công su t cho phép: Ptcp = Mtcp.ω = U m.I m = const 3.3.3 i u khi n b ng i n áp ph n ng Khi φ=φ m, Rfư = 0, ta cho i u ch nh Uư ta có th i u ch nh ư c c ω, M, I. Có nghĩa là ta có th ng d ng kh i ng và i u ch nh t c ng cơ hi u qu . B : b bi n i -F, ho c b ch nh lưu có i u khi n Tiristo,... Eb: S tương ương t u ra c a b B : Eb = f(Udk). Rb: i n tr trong c a b bi n i. (thư ng Rb≈ Rư) 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản