intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài tập lớn: Truyền động điện tự động

Chia sẻ: MAI HẢI ĐĂNG | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:12

Thêm vào BST
Báo xấu
231
lượt xem 33
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài tập lớn: Truyền động điện tự động với đề tài "Khảo sát và tính toán các tham số cho hệ truyền động T-Đ" sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn sinh viên chuyên ngành Điện cuối khóa. Tham khảo nội dung tài liệu để nắm bắt nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập lớn: Truyền động điện tự động

  1. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động Khoa Điện Bộ môn Lý thuyết chuyên ngành BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG. Họ và tên sinh viên:                      Lớp: Đại học VLVH Điện K6B­QB Tên đề tài:  Khảo sát và tính toán các tham số cho hệ truyền động T­Đ. a/ Số liệu cho trước: Cho hệ truyền động điện T­Đ (Thyristor­động cơ điện một chiều) có sơ đồ  nguyên   lý như hình vẽ.  CL 1 CBD CK I ui u *i - B§ + uc® uv = R RI Ud § CK§ - u n - n FX n FT Hệ thống điều tốc hai mạch vòng tốc độ quay và dòng điện: R  ­ Bộ  điều chỉnh tốc độ  quay; RI ­ Bộ  điều chỉnh dòng điện; FT ­ Máy phát   tốc;  FX ­ Mạch phát xung điều khiển các tiristor của BĐ; CBD ­ Cảm biến dòng   điện, ucđ ­ điện áp chủ đạo (điện áp đặt tốc độ); un (un= n) ­ điện áp phản hồi tốc độ, Bộ chỉnh lưu dùng sơ đồ cầu 3 pha, Hệ số khuếch đại của bộ chỉnh lưu: Kb = 10+k.  (k là số thự tự sinh viên) GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   1
  2. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động Động cơ điện một chiều: 220(V), 160(A), 1500(vòng/phut), Rư = 0,3( ), hệ số quá  tải cho phép   =1,5. Tổng trở mạch rôto:  Rd = 0,5( ). Hằng số thời gian:  Te = 0,07(s),  Tm = 0,2(s). Hệ số phản hồi dòng điện    =0,09 V/A   Hệ số phản hồi tốc độ    =0,09 Vs/rad B/ Yêu cầu của hệ thống: Chỉ tiêu trạng thái ổn định: không có sai số tĩnh; Chỉ tiêu trạng thái động: lượng quá điều chỉnh dòng điện  imax  %    5 %   lượng quá điều chỉnh tốc độ  khi khởi động không tải đến tốc độ  quay định mức   nmax %    10 %  B/ Nội dung cần thực hiện: 1/ Xây dựng sơ đồ cấu trúc của hệ. 2/ Xác định các tham số của sơ đồ cấu trúc hệ truyền động. 3/ Xác định tham số bộ điều chỉnh ổn định dòng điện 4/ Xác định tham số bộ điều chỉnh tốc độ của hệ truyền động; 5/ Xây dựng sơ đồ nguyên lý của hệ. C/ Yêu cầu:  Thời gian nhận bài tập dài :     24 / 01 /2015 Thời gian nộp bài tập dài :       07 / 02 /2015 Tài liệu tham khảo:. 1/ Bùi Quốc Khánh cùng các tác giả  Cơ sở truyền động điện; NXBKHKT 2005 2/ Bùi quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn,… Điều chỉnh tự động truyền động điện; NXBKHKT2003 3/ Nguyễn Doãn Phước Lý thuyết điều khiển hệ tuyến tính; NXBKHKT2002 GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   2
  3. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động                                                                                                       Giảng viên hướng dẫn                                                                                     Nguyễn Minh Thư 1. Xây dựng sơ đồ cấu trúc của hệ. Đối với mạch vòng phản hồi dòng điện trong tín hiệu do dòng thường chứa  thành phần xoay chiều, để  giảm bớt nhiễu do thành phần xoay chiều này gây ra ta  sứ dụng một bộ lọc tần thấp có hằng số thời gian là Toi. Tuy nhiên khâu lọc làm cho  tín hiệu phản hồi bị trễ, để cân bằng sự chậm trễ này thì ở đường vào của tín hiệu   đặt ta cũng đưa vào một khâu lọc có cùng hằng số thời gian là Toi. Mặt khác, trong mạch vòng phồi tốc độ, điện áp phản hồi nhận từ  máy phát  tốc thường bị  nhấp nhô do đổi chiều trong máy điện một chiều gây ra, bởi vậy ta   cũng phải đưa vào khâu lọc có hệ  số  thời gian Ton  ở  đường vào của tín hiệu phản  hồi và tín hiệu đặt. Do vậy ta có sơ  đồ  cấu trúc trạng thái động của hệ  thống như  sau: GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   3
  4. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động * Tính toán các tham số của sơ đồ. Ta có: U đm − Iđm R u 220 − 160.0,3 Φ Ceđm = = = 0,115 n đm 1500 1 1 =>  K Đ = = = 8,695 Φ Ceđm 0,115 => độ sụt tốc độ của hệ thống trên đặc tính Tự nhiên với tải định mức. Iđm R d 160.0,5 ∆n đm = = = 695,652 ( vòng ) Φ Ceđm 0,115 => sai lệch tĩnh trên đặc tính tự nhiên: ∆n đm 695,652 St( TN ) % = .100 = .100 = 31,68% n đm + ∆n đm 1500 + 695,652 Nhận xét:Ta thấy sai lệch tĩnh của đặc tính Tự nhiên hệ thống hở rất lớn. Do   đó thực hiện hiệu chỉnh hệ thống kín với phản hồi âm tốc và với yêu cầu của hệ   thống là không có sai lệch tĩnh. Vì vậy ta sử dụng hệ thống điều tốc với phản hồi   âm tốc có sử  dụng bộ  điều chỉnh tỉ  lệ  có hệ  số  khuyếch đại Kb  = 10+3=13 (bộ   chỉnh lưu cầu 3 pha)    2. Thiết kế bộ điều chỉnh ổn định dòng điện. Ta có sơ đồ cấu trúc: GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   4
  5. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động a. Đơn giản hoá sơ đồ cấu trúc. Do Tm >> Te nên sự biến thiên tốc độ n hay E Đ chậm hơn Id. Xét trong thời gian  Δt ta xem như ΔEĐ = 0, nên bỏ qua nhiễu EĐ tham gia vào mạch vòng dòng điện. Do  vậy ta sẽ được sơ đồ cấu trúc sau khi bỏ qua nhiễu và đơn giản hoá là: với Toi thường chọn là (1 ÷ 2)Toi = 2τ, chọn Toi = 2τ = 2.0,00167 = 0,00334 (vì  bộ chỉnh lưu là cầu 3pha nên τ = 0,00167) Ta thấy Te = 0,07s >> Toi.τ = 0,00334.0,00167 = 5,58.10­6 => xử lí gần đúng: ( Toi p + 1) ( Toi p + 1) ( Toip + 1) ( Toi + τ ) p + 1 = T ip + 1 = 5.10 −3 p + 1 với điều kiện: 1 1 ωc (1) 3 Toi τ Khi đó ta có sơ đồ sau khi xử lí gần đúng là: GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   5
  6. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động b. Lựa chọn cấu trúc bộ điều chỉnh. Từ sơ đồ cấu trúc ta có hàm truyền của đối tượng là: K1 Wđt (p) =   ( Te p + 1) ( T i p + 1) βK b 0,09. ( 13) với    K1 = = = 2,34 Rd 0,5 và T i = Toi + τ = 0,00344 + 0,00167 = 0,00501( s ) * Phân tích: ­ Mạch vòng dòng điện điều chỉnh quá trình quá độ của hệ thống, nên dòi hỏi độ chính xác cao.  ­ Hàm truyền của đối tượng là dạng đặc thù của Tối ưu modul => Kết luận: Hiệu chỉnh mạch vòng dòng điện thành hệ thống điển hình loại I.   Vì vậy theo Tối ưu modul ta có hàm truyền của Bộ điều chỉnh là: τ p +1 WI (p) = WPI (p) = K pi 1  với τ1 = Te = 0,07(s) (do Te > TΣi) τ1p c. Xác định các tham số bộ điều chỉnh. Ta có hàm truyền hệ hở của hệ thống sau hiệu chỉnh là: K1K pi KI K1K pi Wh (p) = =  với  K I = τ1p ( T�i p + 1) p ( T�i p + 1) τ1 từ yêu cầu của hệ thống về  σmax % 5%  => tra bảng 2 ta được KITΣi = 0,5 0,5 0,5 0,5  => K I = = = = 99,8                              T i Toi + τ 0,00501 K I τ1 99,8.0,07  => K pi = = = 2,98 K1 2,34 vậy hàm truyền của Bộ điều chỉnh được viết lại là: τ p +1 0,07p + 1 Wi (p) = WPI (p) = K pi 1 = 2,98. τ1p 0,07p d. Kiểm nghiệm các điều kiện gần đúng.               0,367 0,367 Với  K IT i = 0,5 => ωci = = = 73, 253 T i 0,00501 GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   6
  7. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động Theo điều kiện (1) ta có:  1 1 1 1 ωci = = 139,073 3 τToi 3 0,00167.0,00334 => điều kiện (1) được thoả mãn. Ngoài ra theo điều kiện của tần số cắt ta có: 1 1 ωci = = 199,6  thì với ωci = 73,253 cũng thoã mãn. 3τ 3.0,00167 Vậy Bộ điều chỉnh ta thiết kế là thoả mãn yêu cầu. e. Thực hiện Bộ điều chỉnh. Ta có sơ đồ nguyên lý: Ta có: R pi R pi = R oi K pi = 2,98.1 = 2,98 ( kΩ ) K pi = R oi τ1 0,07 Cpi = = = 23,4 ( µ F ) τ1 = Te = R pi Cpi => cho R oi = 1kΩ =>   R pi 2,98.103 R oi Coi 4Toi 4.0,00334 Toi = Coi = = = 13,36 ( µ F ) 4 R oi 1.103 3. Thiết kế bộ điều chỉnh ổn định tốc độ hệ truyền động. a. Đơn giản hoá sơ đồ cấu trúc. * Biến đổi mạch vòng dòng điện thành một khâu tương ứng.         GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   7
  8. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động KI Id β với  W KI ( p) = * = 2  => chia cả tử và mẫu cho KI ta được: Ui T i p + p + K I 1 β WKI ( p ) = T i p2 + 1 p + 1 KI KI T xử lí gần đúng:  i p 2 + 1 p + 1 1 p + 1  với điều kiện là: KI KI KI 1 KI ωcn ( 2) 3 T i 1 1 β 0,09 11  ta được: WKI ( p ) = = = 1 p +1 1 KI p + 1 0,01p + 1 99,8 * Sơ đồ cấu trúc trạng thái độngcủa hệ thống mạch vòng tốc độ:    * Biến đổi sơ đồ đưa về sơ đồ cấu trúc cơ bản ta được: với Mc(p) = 0, xử lý gần đúng:  GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   8
  9. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động Tm p ( Ton p + 1) ( 0,01p + 1) Tm p � �= Tm p ( T n p + 1) ( Ton + 0,01) p + 1� � với điều kiện là: 1 1 ωcn ( 3) 3 T n Ton => Sơ đồ cấu trúc sau xử lý gần đúng là:  b. Lựa chọn cấu trúc bộ điều chỉnh. * Phân tích: dựa vào sơ  đồ  ta thấy hệ  thống phải chống nhiễu tốt, chịu tác  động của tín hiệu đặt. => hệ thống sau hiệu chỉnh là hệ thống điển hình loại II. Ta có: hàm truyền đối tượng của hệ thống: 11γR dĐK K2 Wđt ( p ) = = Tm p ( T�n p + 1) p ( T�n p + 1) 11γR dĐK 11.0,09.0,5.8,695 K2 = = = 21,52 với  Tm 0, 2 Theo tối  ưu đối xứng và với hàm truyền đối tượng như  vậy tra bảng (9) ta  được hàm truyền của Bộ điều chỉnh: τ p +1 Wn ( p ) = WPI ( p ) = K pn 2  và phối hợp tham số τ2 = hTΣn  τ2 p c. Xác định các tham số bộ điều chỉnh.          ∆Cmax Chọn h = 6 => tra bảng 7 ta có:  % = 84,0 . Cb kiểm tra lại σnmax%: ∆Cmaxđm ∆n T n   σn max % = %.2 ( λ − z ) . . = Cbđm m n T 695,652 0,015                 = 84.2 ( 1,7 − 0 ) . . = 9,932% 1500 0, 2 Trong đó: GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   9
  10. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động    z là hệ số quá tải cho phép, giả thiết khi khởi động không tải thì z = 0 TΣn = Ton  + 0,01 =0,005 + 0,01 = 0,015 với Ton = (1÷ 10) ms, chọn Ton = 5ms => σnmax% = 9,932% ≤ 10% yêu cầu. Vậy bộ điều chỉnh ta chọn là hợp lý. Hàm truyền hở của hệ thống sau hiệu chỉnh: K 2 K pn ( τ2 p + 1) K w ( τ2p + 1) WIIđt( p ) = Wđt (p).W (p) = = τ2 p 2 ( T�n p + 1) p 2 ( T�n p + 1) h +1 6 +1 với τ2 = hTΣn =6.0,015 = 0,08ms và  K w = = = 546,875 2 ( hT ) 2.( 6.0,08 ) 2 2 n K w τ2 546,875.0,08 =>  K pn = = = 2,033 K2 21,52 Vậy hàm truyền của BĐC được viết lại là: τ p +1 0,08p + 1 Wn ( p ) = WPI ( p ) = K pn 2 = 2,033. τ2 p 0,08p d. Kiểm nghiệm các điều kiện gần đúng. ω2 ω 12,5 Từ h = 6, tra bảng (4) ta được  = 1,71  =>  ωcn = 2 = = 7,31 ωcn 1,71 1,71 1 1 với  ω2 = = = 12,5 . Kiểm tra với điều kiện (2) và (3) ta có: T n 0,08 1 KI 1 99,8 ωcn = 7,31 < = = 47 3 T i 3 0,00501 1 1 1 1 ωcn = 7,31 < = = 16,67 3 T n Ton 3 0,08.0,005 Vậy cả  hai điều kiện đều thoả  mãn. Nên BĐC ta chọn thoả  mãn các yêu cầu   của hệ thống. e. Thực hiện Bộ điều chỉnh. Ta có sơ đồ nguyên lý: GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   10
  11. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động Ta có: R pn R pn = R on K pn = 1.2,033 = 2,033 ( kΩ ) K pn = R on τ2 0,08 Cpn = = = 3,93 ( µ F ) τ2 = Te = R pn Cpn => cho R on = 1kΩ =>   R pn 2,033.103 R on Con 4Ton 4.0,005 Ton = Con = = = 20 ( µ F ) 4 R on 1.103 5. Xây dựng sơ đồ nguyên lý của hệ: GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   11
  12. LỚP: Đại học VLVH Điện K6B­QB                    BTL: Truyền đông điện tự  động GVHD: Nguyễn Minh Thư                             SV   12
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.26: Bộ 320 Luận Văn Thạc Sĩ Y Học
320 tài liệu
1253 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2