Công nghệ sản xuất xi măng P4

Chia sẻ: Tan Lang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

252
lượt xem 118
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện CHƯƠNG IV KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 4-1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống. Từ sơ đồ nguyên lý ta xây dựng được sơ đồ cấu trúc của hệ thống có dạng như hình vẽ (4-1) Kφ Q® UfhQ RQ Ufhω Rω HC UfhI RI KB§ TB§p+1 - 1/Ru TB§p+1 Kφ JP Ki 1+R10C8P Kω KQ m Hình 4.1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển 4.2.Tính mô hình động cơ điện. - Điện trở của phần ứng động cơ. Ru = 1 (1 − η ) U dm 2 I dm η: hiệu suất lấy η=0,85. 57 Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ sản xuất xi măng P4

Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện CHƯƠNG IV KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 4-1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống. Từ sơ đồ nguyên lý ta xây dựng được sơ đồ cấu trúc của hệ thống có dạng như hình vẽ (4-1) Kφ - Q® KB§ 1/Ru Kφ RQ Rω HC RI TB§p+1 TB§p+1 JP - - - UfhQ Ufhω UfhI Ki 1+R10C8P Kω KQ m Hình 4.1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển 4.2.Tính mô hình động cơ điện. - Điện trở của phần ứng động cơ. Ru = 1 (1 − η ) U dm 2 I dm η: hiệu suất lấy η=0,85. 57
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện 1 220 ⇒ Ru = (1 − 0,85) = 1,47(Ω) 2 11,2 n dm 1600 ω dm = = = 167,5 9,55 9,55 220 − 11,2.1,47 Kφ = = 1,215 v/rad 167,5 *. Tính Tư. Lu Tu = Ru - Lư: Điện cảm của mạch phần ứng động cơ. K L .U udm Ta có: L u = I dm .Z p .n dm Zp: số đo cực ....2. KL: hệ số (Máy có bù) KL = 1,9. 220 ⇒ L u = 1,9 = 0,0116H 11,2.2.1600 Lu 0,0116( H ) - Tu = = = 0,0078s Ru 1,47(Ω) 4.3. Tính độ biến đổi. Uđk KBĐ Uư TBĐP + 1 Hình 4-2: Sơ đồ cấu trúc bộ biến đổi 58
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện Ud K BD = U dk 1 1 TBD = = = 0,005s 2m. f 22.50 Ed = Ed0 . Cosα Mà Ed = 220 ⇒220 = Edo . Cosα. 2. 2.U 2 Tính Ed 0 = = 0,9.300 = 270V π Vậy 220 = 270 . Cosα 220 ⇒ Cosα = = 0,814 270 ⇒ α =39,40. Từ đồ thị khâu so sánh điện áp răng cưa và điện áp điều khiển ta có: α U Γc max − U dk U dk = = 1− π U Γc max U Γc max Rút Uđk ta có ⎛ α⎞ U dk = ⎜1 − ⎟ U Γc max ⎝ π⎠ Mà Urcmax đã có là 2,25 V nên ta được ⎛ 39,4 ⎞ UdK = ⎜1 − ⎟2,25 = 1,75V ⎝ 180 ⎠ U d 220 Vậy K BD = = = 125,7 U dk 1,75 59
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện 4.4. Mạch điều chỉnh dòng điện. R13 C4 R1 R9 Ucđ Ura - R10 R12 + U’i Ui C3 Hình 4-3: Sơ đồ nguyên lý mạch điều chỉnh dòng điện R13 = 10K R1 = 18K R9 = 15K R10 = 22 K R12 = 22 K C3 = 0,22 μ C4 = 1 μ Ta có U i max 6,66 Ki = = = 0,2973V / A 2I dm 2.11,2 TRi = R13 . C4 = 10 . 103 . 10 -6 = 0,01s 60
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện R 13 . 1 R 13 . 1 PC 4 PC 4 U ra = .U cdi − ⋅ U' i R1 + R 9 R 12 R13 . 1 ⎛ ⎞ PC 4 R = ⎜U cd i − 13 ⋅ U ' i ⎟ ⎜ ⎟ R1 + R9 ⎝ R12 ⎠ R13 ⎛ 1 ⎞⎛ R1 + R9 ⎞ U ra = ⎜1 + ⎜ PC .R ⎟⎜U cdt − R ⎟⎜ ⋅ U 'i ⎟ ⎟ R1 + R9 ⎝ 4 13 ⎠⎝ 12 ⎠ R13 10 = = 0,303 Trong đó: R1 + R9 33 C 4 ⋅ R13 = TRi = 0,001s 1 PC 3 1 1 U 'c = ⋅ Ui = ⋅ Ui = ⋅ Ki ⋅ I u R10 + 1 R10 P + 1 R10 P + 1 PC3 U 'i 1 1 ⇒ = = Ki.Iu 1 + PC 3 .R10 1 + TiP Mà Ti = R10 . C3 = 22.103.0,22.10-6 = 4,84 . 10-3 s. Vậy ta có: Ucđi R 13 ⎛ 1 ⎞ Ura ⎜1 + ⎜ ⎟ - R1 + R 9 ⎝ PTRi ⎟ ⎠ R1 + R9 1 Iư R12 1 + PTI Ki Hình 4-4: Sơ đồ cấu trúc bộ điều chỉnh dòng điện 61
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện Vậy hàm truyền là: R1 + R 9 + Ki 1 Wfhi = ⋅ R 12 1 + PTi 33.10 3.Ki 1 Wfhi = ⋅ 22.10 3 1 + 4,84.10 −3 P 1 0,44595 = 1,5.0,2.973. = 1 + 4,84.10 −3.P 1 + 0,00484.P 4.5. Mạch điều chỉnh tốc độ (370-A08) a. Độ khuyếch đại tỷ lệ P. R14 R4 R9 R17 R15 Ucđ - Ura R2 R10 + Hình 4-5: Sơ đồ nguyên lý mạch khuyếch đại tỉ lệ P R2 = 510 K. R4 = 100K. R9 = 510 K R10 = 100 K 62
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện R15 = 510K R17 = 1,8K R14 = 1μ = 1000 K Đặt R3 = (R14 / / R15) +R17 Z Σ = R4 / /R2 + R9 / /R10 R3 Ta có hệ số khuyếch đại là K = RΣ R 2 × R 4 R9 × R10 510 × 100 510 × 100 mà RΣ = + = + R 2 + R 4 R9 + R10 510 + 100 510 + 100 ⇒ R Σ =167,2 K R14 .R15 1000.510 R3 = + R17 = + 1,8 = 339,548 K R14 + R15 1000 + 510 339,548 Vậy hệ số khuyếch đại là K = = 2,03 167,2 b) Mạch phản hồi tốc độ. R15 R39 Ucd RΣ - Ura C11 R34 R37 + Uω U’ω C12 R35 R36 C13 63
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện Hình 4-6: Sơ đồ nguyên lý mạch điều chỉnh tốc độ C15 = 4,7 μF. R Σ = R21 + R28 + R33 = 91K. R39 = 47 K R37 = 17 K R35 = 300 K R36 = 47 K C13 = 1 μF R34 = 4,7 . 103 K Trong đó: C11// C12 = C11 + C12 = 4,7 + 4,7 = 9,4 μF = C’12 R35.R36 R35 //R36 = R’35 = = 40,63K R35 + R36 1 1 PC13 PC13 U 'ω = ⋅ Uω + R35 '+ 1 1 + R34 + 1 PC13 PC13 PC12 ' 1 PC13 U 'ω = ⋅U R35 '.PC13 + 1 R34 .PC13 + 1 R34 PC12 '+1 ω + + PC13 PC13 PC12 ' (R 35 '+ R 34 )PC 12 ' Uω' = Uω (R 35 '.PC 13 +1) + (R 34 PC 13 . + 1)PC 12 + (R 34 .PC 12 '+1) ' (R 35 '+ R 34 )PC12 ' Uω = Uω (R 35 '.PC13 + 1) + R 34 (C13 .C12 ' )P 2 + (R 34 .PC12 '+1) 64
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện Ta có thể bỏ qua thành phần bậc 2 là R34(C13.C12)P2 và các hằng số thời gian nhỏ cộng lại. Ta có: T1 = (R35’ + R34)C12’=(4,7.103+40,63.103)9,4.10-6 = 426.10-3 s. T2 = R35’.C13=40,63.103.1.10-6 = 40,63.10-3s T3 = R34.PC12’ = 4,7.103.9,4.10-6 = 44,18.10-3s Uω = 1,81 (V) Do T2 và T3 là hằng số thời gian nhỏ ta được phép cộng lại ta được T2+T3 = T3’ T1 P + 1 T P +1 U 'ω = ⋅ Uω = 1 ⋅ Uω (T2 P + 1) + (T3 P + 1) T3 ' P + 1 Vậy ta có: 426.10 −3 P + 1 426.10 −3 P + 1 U' ω = ⋅ 1,81 = ⋅ 1,81 (40,63 + 44,18)10 − 3 P + 1 84,81.10 − 3 P + 1 Vậy ta có: R39 + 1 R39 + 1 PC15 PC15 Ura = ⋅ U cdω − U 'ω RΣ R37 R39 + 1 PC15 ⎛ R ⎞ Ura = ⋅ ⎜U cdω − Σ ⋅ U ' ω ⎟ ⎜ ⎟ RΣ ⎝ R37 ⎠ R39 .PC15 + 1 PC15 ⎛ R ⎞ Ura = ⋅ ⎜U cdm − Σ .U ' ω ⎟ ⎜ ⎟ RΣ ⎝ R37 ⎠ R39 . ⎛ 1 ⎞⎛ R ⎞ Ura = ⎜1 + ⎜ PC .R ⎟⎜Ucdω. Σ ⋅ Uω ' ⎟ ⎟⎜ ⎟ RΣ ⎝ 15 39 ⎠⎝ R37 ⎠ 65
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện Trong đó: R39 47 KRω = = = 0,516 RΣ 91 TRω = C15 .R39 = 47.10 3.4,7.10 −6 = 0,221s Vậy ta được: ⎛ 1 ⎞⎛ R ⎞ Ura = K Rω ⎜1 + ⎜ ⎟⎜U cdω − Σ ⋅ Uω ' ⎟ ⎟⎜ ⎟ ⎝ P TRω ⎠⎝ R37 ⎠ Ta có sơ đồ sau: KRω ⎛1 + Ucđω 1 ⎞ U ra ⎜ ⎟ ⎝ PRω ⎠ - ω γ RΣ U’ω T1 P + 1 R37 T '3 P + 1 Hình 4-7: Sơ đồ cấu trúc bộ điều chỉnh tốc độ U ωdm 1,81 γ= .9,55 = .9,55 = 0,0108 n dm 1600 Hàm truyền là: RΣ T 1P + 1 Wfω = ⋅γ ⋅ R37 T 3' P + 1 66
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện 91.10 3 426.10 −3 P + 1 Wfω = ⋅ 0,0108 17.10 3 84,81.10 − 3 P + 1 426.10 −3 P + 1 Wfω = 0,594. 84,81.10 −3 + 1 4.6. Bộ điều chỉnh lưu lượng (370 – R) R17 C Ucđ R12 - Ura + Hình 4-8: Sơ đồ nguyên lý mạch điều chỉnh lưu lượng R12 = 510 K. R17 = 510 K. C = 4, 7 μF. Ta có hàm truyền của bộ PI là: R17 + 1 WR ( P ) = PC = R17 ⎛1 + 1 ⎜ ⎞ ⎟ = KR ⋅ 1 + TR P R12 R12 ⎜ PC.R17 ⎝ ⎟ ⎠ TRP Trong đó: 67
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện R17 510 KR = = =1 R12 510 TR = R17 .C = 510.10 3.4,7.10 −6 = 2,397 Vậy ta có: 1 + T R .P 1 + 2,397 P WR ( P ) = K R ⋅ = 1⋅ TR P 2,397 P Mạch phản hồi lưu lượng: Ta dựa vào công suất định mức của máy nghiền là 248 tấn/h. Vậy theo công nghệ thì cân đá vôi + cân đá sét + cân phụ gia = 248 = 100%, các thành phần phối liệu trên thường là: Đá sét = 20 ÷ 30 % Đá vôi = 60 ÷ 70% Phụ gia = 5 ÷ 10 % Vậy nếu là cân đá sét thì: ω R Q = Km . VB = Km . RB . ωB = Km . RB . = K . B .m.ω i i RB Đặt K. = K hc i Trong đó: RB: đường kính tang trống. VB: Tốc độ băng i: Tỷ số truyền (HGT) Khi ω = ωđm thì lưu lượng đá sét là định mức Qđm = 248 20 ⋅ % = 49,6 t / h 100 68
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện → Qđm = Khc . m .ωđm Q dm 49,6 ⎛ T/h ⎞ ⇒ K hc .m = = .9,55 = 0,297⎜ ⎟ ωdm 1600 ⎝ Rad / s ⎠ Tín hiệu đặt ở trên trung tâm sẽ là từ 0 ÷ 10 V Vậy Uđ = 0 ÷10V Khi ω = ωđm, U = Uđkmax, Q = Qđm 10 Vậy K Q = 0,201 49,6 Vậy ta có sơ đồ sau: Qđ 1 + TR .P Ura + KR . - TR .P UfhQ U KQ Khc Hình 4-9: Sơ đồ cấu trúc bộ điều chỉnh lưu lượng UQ WfhQ = = K hc .m.K Q = 0,297.0,201 = 0,0596 ω JĐ = 0,07 kg/m2 69
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện 4.7. Mô phỏng hệ thống. Sau khi đã tính toán khảo sát các mạch vòng điều chỉnh ta tổng hợp các kết quả lại và thay vào sơ đồ cấu trúc ta được sơ đồ nguyên lý Hình 4.10. 4.8. Mô phỏng hệ thống bằng Simulinh. - Từ sơ đồ nguyên lý đã tổng hợp ở trên ta xây dựng được sơ đồ cấu trúc như hình vẽ 4.11: - Đặt điện áp điều khiển là 10V tương ứng với lượng liệu định mức là 49,6t/h. Sau 20s ta giảm điện áp điều khiển còn 5V tương ứng với lượng liệu là 24,8 t/h, thu được kết quả mô phỏng bằng các dạng đồ thị như sau: + Hình 4.12: Đồ thị dạng điện áp lưu lượng: Ta thấy lưu lượng ổn định bằng lưu lượng đặt sau quá trình quá độ là 10s 20 s sau vì ta giảm điện áp đặt dẫn đến lưu lượng giảm bằng lưu lượng đặt sau quá trình quá độ là 10s. + Hình 4.13: Đồ thị tốc độ: Khi ta đặt điện áp điều khiển là 10V tương ứng với tốc độ động cơ là định mức. Sau quá trình quá độ là 10s thì động cơ ổn định tốc độ. 20s sau đó ta giảm điện áp điều khiển còn 5V nên tốc độ động cơ giảm và ổn định sau quá trình quá độ là 10s. + Hình 4.13: Đồ thị tốc độ: 70
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện Khi ta đặt điện áp điều khiển là 10V tương ứng với tốc độ động cơ là định mức. Sau quá trình quá độ là 10s thì động cơ ổn định tốc độ. 20s sau đó ta giảm điện áp điều khiển còn 5V nên tốc độ động cơ giảm và ổn định sau quá trình quá độ là 10s + Hình 4.14: Đồ thị dòng điện: Khi động cơ khởi động dòng điện tăng lên nhưng vì nó được giới hạn nên chỉ tăng lên đến 2 Iđm (khoảng 25 A) sau khoảng thời gian quá độ 5s động cơ sẽ được ổn định bằng dòng định mức là 11,2A 20s sau do ta giảm điện áp điều khiển thì dòng điện giảm đột ngột. Sau quá trình quá độ khoảng 2s dòng điện lại được duy trì ở dòng định mức. 71
Chương IV: Khảo sát chất lượng hệ thống truyền động điện 72