Slides ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi
Chöông VII: ÑIEÀU KHIEÅN ÑOÄNG CÔ MOÄT CHIEÀU VAØ XOAY CHIEÀU
DUØNG BAÙN DAÃN
1. Caùc quan heä caên baûn cuûa truyeàn ñoäng ñieän:
2. Sô ñoà ñieàu khieån ñoäng cô moät chieàu
3. Sô ñoà ñieàu khieån ñoäng cô böôùc
4. Ñieàu khieån ñoäng cô xoay chieàu duøng bieán taàn
5. Ñieàu khieån ñoäng cô moät chieàu khoâng coå goùp
Ñoïc theâm 6 tieát, baøi taäp 2
2/38 ch7-8 ÑK ÑCô /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi
VII.1 CAÙC QUAN HEÄ CAÊN BAÛN CUÛA TRUYEÀN ÑOÄNG ÑIEÄN:
1. Caùc khaùi nieäm caên baûn:
- Truyeàn ñoäng ñieän:
- heä thoáng (HT) bieán ñoåi ñieän naêng
thaønh cô naêng
- cung caáp söùc keùo (truyeàn ñoäng)
baèng ñieän (electric drive).
- noái truïc baèng ñieän (daãn ñoäng)
theo sô ñoà sau:
Cô (nguoàn) -> [Maùy phaùt ñieän] -> Ñieän ->
-> [daây daãn] -> [Ñcô ñieän] -> Cô (taûi)
M
ω
ω
o
0
s
0
1
III
III IV
Mc
A
B
M
- Ñaëc tính cô: quan heä Momen M vaø toác ñoä ω: M(ω)
- Maët phaúng ñaëc tính cô: laø maët phaúng pha M, ω chia laøm 4 phaàn tö I .. IV.
- Ñieåm laøm vieäc: moät ñieåm (M,ω) treân ñaëc tính cô, cho bieát quan heä giöõa hai
thoâng soá naøy ôû moät thôøi ñieåm.
3/38 ch7-8 ÑK ÑCô /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi
- Phöông trình caên baûn TÑÑ vaø chuyeån ñoäng: Heä thoáng chæ coù khoái quaùn
tính vaø khoâng ñaøn hoài (phöông trình 2 Newton cho chuyeån ñoäng quay):
=− =
ñC
dw
MMMJ
dt <VII.1.1>
Mñ : momen ñoäng
J: momen quaùn tính
d
ω
/dt : gia toác chuyeån ñoäng.
M > MC: ñcô taêng toác,
M < MC: ñcô giaûm toác
M = MC: laøm vieäc xaùc laäp.
Ñieåm laøm vieäc xaùc laäp naøy ñöôïc goïi laø
oån ñònh (tónh) hay caân baèng (beàn)khi:
Mñ /
Δω
< 0.
M
ω
ω
o
0
s
0
1
III
III IV
Mc
A
B
M
M
C: Momen taûi (caûn)
Ví duï tröôøng hôïp ñoäng cô khoâng ñoàng boä
4/38 ch7-8 ÑK ÑCô /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi
- Ñaëc tính cô moät soá phuï taûi thoâng duïng:
Coù theå bieåu dieån ñaëc tính caùc taûi thoâng duïng döôùi daïng MC = k.wn
k laø haèng soá, w laø toác ñoä quay, n laø
thoâng soá phuï thuoäc vaøo loaïi taûi:
n = 0: Moment taûi laø haèng soá
n = 1: Taûi daïng maùy phaùt ñieän
n ≥ 1: maùy bôm ly taâm, caùc loaïi
quaït thoâng gioù.
Coù hai nhoùm taûi: taûi phaûn khaùng
vaø taûi theá naêng.
Ví duï: xaùc ñònh phuï taûi cuûa maùy naâng (caàn truïc) hay thang maùy
5/38 ch7-8 ÑK ÑCô /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi
2. Haøm truyeàn ñoäng cô DC vaø BBÑ:
- Haøm truyeàn ñoäng cô: Khi doøng ñieän taûi laø lieân tuïc:
U
R
L
E
.
.
e
e
e
dI
UERIL
dt
Ck
MCIk I
EC
ε
φ
φ
ω
=+⋅+ +
=
=⋅= ⋅
=⋅
Trong ñoù:
R: ñieän trôû theå hieän suït aùp treân phaàn öùng, L: töï caûm maïch ñieän phaàn öùng,
Tñt = L/R goïi laø haèng soá thôøi gian ñieän töø, baèng 0 neáu doøng taûi giaùn ñoaïn.
ε: Phaûn öùng phaàn öùng cuûa ñoäng cô, thöôøng ñöôïc boû qua.
Ce: Haèng soá ñieän töø cuûa ñoäng cô moät chieàu, tæ leä (heä soá k) töø thoâng
φ
M: momen ñoäng cô, ôû cheá ñoä xaùc laäp baèng momen caûn Mc treân truïc.
ω: toác ñoä, tính baèng rad/giaây.
6/38 ch7-8 ÑK ÑCô /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi
Trong cheá ñoä xaùc laäp, doøng trung bình khoâng ñoåi, suy ra:
()
1
e
wURI
C
=−⋅
hay
()
11
()
...
M
wURI UR
k
kk
φ
φφ
=−⋅=−<VII.1.3>
Ñaây laø phöông trình ñaëc tính cô ñoäng cô moät chieàu.
Ví duï: tính thoâng soá ñoäng cô moät chieàu kích töø ñoäc laäp töø caùc soá lieäu sau:
Uñm = 220V, Iñm = 50A, Pñm = 9.1kW, toác ñoä ñònh möùc 1500 voøng/phuùt, giaû
söû toån hao ñieän trôû phaàn öùng baèng ½ toån hao coâng suaát toång coäng.
- Haøm truyeàn BBÑ: () . 1
BD
TBD
BD
BD
K
Hs K e
sT
−
=+
<VII.1.4>
trong ñoù:
KBÑ laø tæ soá trung bình aùp ra VO treân aùp ñieàu khieån UÑK
TBÑ laø haèng soá thôøi gian, tính baèng chu kyø phaùt xung ñieàu khieån (trung bình
cuûa thôøi gian cuûa hai xung lieân tieáp).
7/38 ch7-8 ÑK ÑCô /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi
3. Cheá ñoä haõm cuûa TÑÑ:
a. Khaùi nieäm veà cheá ñoä haõm:
Keùo: momen M cuøng chieàu toác ñoä
ω
, P = M.
ω
> 0
Haõm: momen M ngöôïc chieàu toác ñoä
ω
, P = M.
ω
< 0,
Ñoäng cô Æ maùy phaùt: Cô naêng --> ñieän naêng
Caùc cheá ñoä haõm:
()
11
()
...
M
wURI UR
k
kk
φ
φφ
=−⋅=−
M
ω
I
II
III IV
w
o
ñoäng cô
haõm
taùi sinh
haõm
ngöôïc
haõm
ñoäng naêng
- Khi w > wO ( wO = U/Ce: toác ñoä
khoâng taûi lyù töôûng):
haõm taùi sinh (regenerative braking)
- Khi w < 0 , (E = Ce .w < 0)
ñoäng cô ñaûo chieàu quay: haõm ngöôïc.
- Khi U = 0 , (I = – Ce .w/R)
8/38 ch7-8 ÑK ÑCô /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi
haõm ñoäng naêng (dynamic braking)
U
_
Io
+
U
_
Io
+
o
I
< 0
U
Haõm taùi sinh Haõm ngöôïc Haõm ñoäng naêng
b. Cheá ñoä haõm taùi sinh cuûa heä thoáng truyeàn ñoäng BBÑ ñoäng cô:
w
wA
1
M
M
c
_
+
S1
o
S2
D1
D2
i
Uo
U
- ÖÙng duïng cheá ñoä haõm: hai tröôøng hôïp:
9/38 ch7-8 ÑK ÑCô /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi
* Haõm döøng ñoäng cô ñang quay hay giaûm toác ñoä (tieâu taùn ñoäng naêng)
* Haõm ñoäng cô bò keùo do moät ngoaïi löïc (haï taûi theá naêng)
4. Caùc baøi toaùn cuûa TÑÑ:
- Ñieàu khieån momen: kieåm soaùt quaù trình taêng, giaûm toác, haïn cheá momen
trong cheá ñoä xaùc laäp.
- Ñieàu khieån toác ñoä: oån ñònh vaø ñieàu chænh toác ñoä, nhaèm ñaõm baûo naêng
suaát, chaát löôïng.
- Ñieàu khieån vò trí: Hai baøi toaùn quan troïng:
* Taùc ñoäng nhanh.
* Döøng chính xaùc vaø haïn cheá voït lo.
phöông phaùp giaûi quyeát: ■ choïn sô ñoà ñieàu khieån thích hôïp
■ tín hieäu ñaët theo quyõ ñaïo pha chuyeån ñoäng toái öu.
Momen, toác ñoä, vò trí laø ba bieán traïng thaùi cuûa heä thoáng ñieàu khieån vò trí
=> coù theå söû duïng HT ñieàu khieån toïa ño (nhieàu voøng)
- Ñieàu khieån tuøy ñoäng: laø daïng ñieàu khieån vò trí vôùi vò trí ñaët thay ñoåi
10/38 ch7-8 ÑK ÑCô /ÑTCS&ÖD Ñöôïc pheùp mang vaøo phoøng thi
theo thôøi gian:
=>ÑK cuøng luùc vò trí vaø toác ñoä theo t.
Khaûo saùt moâ
hình ñieàu
khieån vò trí
hieäu chænh 3
voøng vôùi tín
hieäu ñaët haøm
naác.
+
-
Sum2
2
Hieäu chæ
n
Ñaët 5.u(t)
+
-
Sum1
1
Hieäu c
h
+
-
Sum3
2
.
Hieäu ch
æ