Điều khiển vòng kín động cơ DC_Chương 3

Chia sẻ: Vu Ngoc Huy | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

553
lượt xem 177
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vòng điều khiển tốc độ sử dụng khâu hiệu chỉnh tỉ lệ -tích phân (PI) - Gọi tốc độ đặt của hệ thống lả w * - Tốc độ không tải của động cơ: * o w =w - Độ sụt tốc khi mang tải Mc: Dw = 0 - Tốc độ động cơ khi mang tải: * o w =w - Dw =w

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Điều khiển vòng kín động cơ DC_Chương 3

Chương 3 ĐiỀU KHIỂN VÒNG KÍN ĐỘNG CƠ DC 1
Hệ thống điều khiển vòng kín động cơ một chiều Nguồn ω∗ + Khâu hiệu VI + Khâu hiệu Vđk Mạch Bộ biến đổi chỉnh - chỉnh kích - ω iư C ảm biến dòng Mạch lọc + - Động cơ Mạch lọc Máy phát tốc 2
Hàm truyền động cơ DC kích từ độc lập Mc(s) Vd(s) E(s) I ư (s) - ω(s) 1 Ru + 1B KΦ + τus +1 τ ms +1 - M(s) KΦ 3
Hàm truyền động cơ DC kích từ độc lập Xét với Mc = 0: Vd(s) E(s) 1 Ru Iư (s) M(s) 1B ω(s) KΦ + τus +1 τ ms +1 - KΦ J τm = : thời hằng cơ của động cơ B R τ u = u : thời hằng điện từ của động cơ Lu 4
Hàm truyền động cơ DC kích từ độc lập Xét với Mc = 0: Hệ thống trên có thể rút gọn thành: Vd(s) km1 (τ m s + 1) Iư (s) km 2 ω(s) (τ m1s + 1) τ ms +1 Ru B τ m1 = ( KΦ) 2 + Ru B KΦ km = ( KΦ) 2 + Ru B B km1 = ( KΦ) 2 + Ru B KΦ km 2 = B 5
Hàm truyền Bộ biến đổi & Khâu hiệu chỉnh Hàm truyền bộ biến đổi: Vđk α Vd Mạch Vd ( s ) Bộ biến đổi = kbd kích (γ) Vdk ( s ) Hàm truyền khâu hiệu chỉnh: Khâu tỉ lệ (P): Ghc ( s ) = K1 K 2 khc (1 + τ hc s ) Khâu tỉ lệ-tích phân (PI): Ghc ( s ) = K1 + = s τ hc s 6
Hệ thống điều khiển vòng kín Xét với Mc = 0 và tín hiệu đặt ω *: Vòng dòng điện VI Vd(s) km1 (τ m s + 1) I ư (s) km 2 ω(s) ω∗ + + - KI Kbđ - (τ m1s + 1) τms +1 Khâu hiệu chỉnh Khâu hiệu chỉnh có bão hòa tỉ lệ (P) (P hoặc PI) KhtI Kft 7
Hệ thống điều khiển vòng kín Xét với Mc = 0 và tín hiệu đặt ω *: Vòng dòng điện ∗ VI Iư (s) km 2 ω(s) ω + - KIC τ ms +1 Khâu hiệu chỉnh có bão hòa (P hoặc PI ) Kft 8
Hệ thống điều khiển vòng kín Tác dụng của vòng điều khiển dòng điện: I u ( s) 1 = k IC = VI ( s) khtI Khi có sai lệch nhiều giữa tín hiệu đặt và tín hiệu hồi tiếp của vòng tốc độ, ngõ ra khâu hiệu chỉnh vòng tốc độ sẽ đạt giá trị lớn nhất VIm. Khi đó, vòng điều khiển dòng điện sẽ duy trì dòng phần ứng động cơ ở giá trị: I um = k ICVIm Vậy, có thể hạn chế dòng phần ứng ở mức cho phép bằng cách tính chọn giá trị phù hợp cho kIC và VIm. 9
Hệ thống điều khiển vòng kín Xét với tín hiệu đặt ω *= 0 và Mc : KhtI Mc(s) - E(s) - ω(s) ω∗ Khâu HC + Vd 1 Ru + 1B KI Kbđ KΦ + P hoặc PI + τus +1 Iư (s) M(s) τ ms +1 - - KΦ Kft 10
Hệ thống điều khiển vòng kín Xét với tín hiệu đặt ω *= 0 và Mc : Mc(s) - 1B ω(s) Khâu HC + -1 K ft K htI KΦ P hoặc PI M(s) τ ms +1 Tốc độ ở ngõ ra ω (s) lúc này biểu thị độ sụt tốc của động cơ khi mang tải Mc 11
Tác dụng của khâu hiệu chỉnh P lên vòng điều khiển tốc độ  Vòng điều khiển tốc độ sử dụng khâu hiệu chỉnh tỉ lệ (P) với hệ số khuếch đại kω  Gọi tốc độ đặt của hệ thống là ω *  Tốc độ không tải của động cơ: k ft kω km 2 k IC ωo = ω* 1 + k ft kω km 2 k IC  Độ sụt tốc khi mang tải Mc: Mc ∆ω = − K Φkω k ft k IC  Tốc độ động cơ khi mang tải: k ft kω km 2 k IC Mc ω = ωo − ∆ω = ω *− 1 + k ft kω km 2 kIC K Φkω k ft kIC 12
Tác dụng của khâu hiệu chỉnh PI lên vòng điều khiển tốc độ  Vòng điều khiển tốc độ sử dụng khâu hiệu chỉnh tỉ lệ-tích phân (PI)  Gọi tốc độ đặt của hệ thống lả ω *  Tốc độ không tải của động cơ: ωo = ω *  Độ sụt tốc khi mang tải Mc: ∆ω = 0  Tốc độ động cơ khi mang tải: ω = ωo − ∆ω = ω * 13
Đáp ứng của hệ thống điều khiển vòng kín Bộ chỉnh lưu – Động cơ 200 ω 150 ω∗ 100 ω 50 0 100 80 60 iư 40 20 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Time (s) Đáp ứ ng quá độ của hệ thống bộ chỉnh lư u - động cơ khi khởi động không tải Khâu hiệu chỉnh vòng tốc độ: P với Kw = 20 Khâu hi ệu chỉnh vòng dòng điện: P với KI = 15 14
Đáp ứng của hệ thống điều khiển vòng kín Bộ chỉnh lưu – Động cơ 200 150 100 ω 50 0 100 80 60 iư 40 20 0 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 Time (s) Đáp ứ ng quá độ của hệ thống bộ chỉnh lư u - động cơ khi mang tải Khâu hiệu chỉnh vòng tốc độ: P với Kw = 20 Khâu hi ệu chỉnh vòng dòng điện: P với KI = 15 15
Đáp ứng của hệ thống điều khiển vòng kín Bộ chỉnh lưu – Động cơ 200 ω∗ 150 100 ω ω 50 0 100 80 60 iư 40 20 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Time (s) Đáp ứ ng quá độ của hệ thống bộ chỉnh lư u - động cơ khi khởi động không tải Khâu hi ệu chỉnh vòng tốc độ: P với Kw = 200 Khâu hi ệu chỉnh vòng dòng điện: P với KI = 15 16
Đáp ứng của hệ thống điều khiển vòng kín Bộ chỉnh lưu – Động cơ 160 155 150 ω 145 140 100 80 60 iư 40 20 0 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 Time (s) Đáp ứ ng quá độ của hệ thống bộ chỉnh l ư u - động cơ khi mang tải Khâu hiệu chỉnh vòng tốc độ: P với K w = 200 17 Khâu hiệu chỉnh vòng dòng điện: P với KI = 15
Đáp ứng của hệ thống điều khiển vòng kín Bộ chỉnh lưu – Động cơ 200 ω∗ 150 100 ω ω 50 0 100 80 60 iư 40 20 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Time (s) Đáp ứ ng quá độ của hệ thống bộ chỉnh l ư u - động cơ khi khởi động không tải Khâu hiệu chỉnh vòng tốc độ: PI Khâu hiệu chỉnh vòng dòng điện: P với KI = 15 18
Đáp ứng của hệ thống điều khiển vòng kín Bộ chỉnh lưu – Động cơ 160 155 150 ω 145 140 100 80 60 iư 40 20 0 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 Time (s) Đáp ứ ng quá độ của hệ thống bộ chỉnh l ư u - động cơ khi mang tải Khâu hi ệu chỉnh vòng tốc độ: PI 19 Khâu hiệu chỉnh vòng dòng đi ện: P với K I = 15
Đáp ứng của hệ thống điều khiển vòng kín Bộ chỉnh lưu – Động cơ 200 150 100 ω 50 0 100 80 60 iư 40 20 0 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Time (s) Đáp ứ ng quá độ của hệ thống bộ chỉnh l ư u - động cơ khi giảm tốc Khâu hi ệu chỉnh vòng tốc độ: PI 20 Khâu hiệu chỉnh vòng dòng đi ện: P với KI = 15