giáo trình truyền động điện , chương 3

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:53

0
262
lượt xem
179
download

giáo trình truyền động điện , chương 3

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

nhiễu điều khiển: có rất nhiều tác động lên các thông số đầu ra như điện áp nguồn, tần số lưới điện, nhiệt độ môi trường..... tuy nhiên ta đặc biệt quan tâm đến các nhiễu chủ yếu: khi điều chỉnh tốc độ,thông số được điều chỉnh là w,nhiễu chủ yếu là momen cản Mc hoặc dòng điện tải Ic... khi điều chỉnh momen hoặc dòng điện,thông số được điều chình là M hoặc I,thì nhiễu chủ yếu là tốc độ w.... ...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: giáo trình truyền động điện , chương 3

  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