1
Chương 7. Điều khiển số động cơ điện
một chiều
Động cơ điện một chiều được sử dụng rộng
rãi trong công nghiệp và dân dụng do khả
năng dễ điều khiển và dải điều khiển rộng.
Chương này sẽ trình bày chi tiết về mô hình
hóa cũng như phương pháp điều khiển số
động cơ điện một chiều.
1
Chương 7. Điều khiển số động cơ điện
một chiều
7.1 Mô hình động cơ điện một chiều
Mô hình động cơ điện một chiều bao gồm
mạch điện phần ứng và roto của động cơ
như trên hình 7.1.
2
1
2
2
Chương 7. Điều khiển số động cơ điện
một chiều
7.1 Mô hình động cơ điện một chiều
3
Chương 7. Điều khiển số động cơ điện
một chiều
7.1 Mô hình động cơ điện một chiều
Quan hệ giữa mômen trên trục động cơ và
dòng điện phần ứng được xác định qua hằng
số mômen như sau:
Sức điện động quan hệ với vận tốc quay như
sau:
Ở hệ đơn vị SI ta có
4
M
i
t
K
.
t
M K i
(7.1)
e
e K
(7.2)
t e
K K K
3
4
3
Chương 7. Điều khiển số động cơ điện
một chiều
7.1 Mô hình động cơ điện một chiều
Mô men cản trên trục động cơ được tính như
sau:
Theo định luật Newton ta có:
Hay
5
c
M b
(7.3)
c
d
M M J
dt
(7.4)
d
J b Ki
dt
(7.5)
Chương 7. Điều khiển số động cơ điện
một chiều
7.1 Mô hình động cơ điện một chiều
Theo định luật Kirchhoff ta có phương trình sau:
6
(7.6)
di
L Ri U e
dt
di
L Ri U K
dt
Hay (7.7)
5
6
4
Chương 7. Điều khiển số động cơ điện
một chiều
7.1 Mô hình động cơ điện một chiều
Biến đổi Laplace phương trình (7.5) ta có:
Biến đổi Laplace phương trình (7.7) ta có:
7
Jp b p KI p
(7.8)
Lp R I p U K p
(7.9)
Chương 7. Điều khiển số động cơ điện
một chiều
7.1 Mô hình động cơ điện một chiều
Từ phương trình (7.8) và (7.9) ta có quan hệ
giữa tốc độ đầu ra và điện áp đầu vào của động
cơ như sau:
8
2
pK
U p Lp R Jp b K
(7.10)
2 2
pK
U p
LJp RJ Lb p Rb K
(7.11)
7
8
5
Chương 7. Điều khiển số động cơ điện
một chiều
7.1 Mô hình động cơ điện một chiều
Phương trình (7.11) là hàm truyền chính xác của
động cơ điện một chiều. Đây là một khâu bậc
hai.
9
Chương 7. Điều khiển số động cơ điện
một chiều
7.1 Mô hình động cơ điện một chiều
Ví dụ 7.1:
10
9
10