intTypePromotion=3

Đồ án: Đánh giá chất lượng và hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động hệ T-Đ

Chia sẻ: Phan Van Tuan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:77

0
102
lượt xem
27
download

Đồ án: Đánh giá chất lượng và hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động hệ T-Đ

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, cơ khí hoá có liên quan chặt chẽ đến điện khí hoá và tự động hóa.Việc tăng năng suất lao động và giảm giá thành thiết bị điện là hai yêu cầu chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện. Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp, một bên lại yêu cầu hạn chế số lượng thiết bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp. Vậy việc lựa chọn một hệ thống truyền động điện và tự động hoá thích hợp cho máy sản...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án: Đánh giá chất lượng và hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động hệ T-Đ

  1. Đồ án tốt nghiệp Đồ án: Đánh giá chất lượng và hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động hệ T-Đ -6-
  2. Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I - GIỚI THIỆU VỀ MÁY MÀI TRÒN 3A130.…………………...…..7 Đặc điểm công nghệ……………………………………………………………..7 I. Các đ ặc điểm về truyền động điện và trang b ị điện của máy mài ..……….....7 II. Truyền động chính………………………………………………………………9 1. Truyền động ăn dao…………………………………………………….……...10 2. Truyền động phụ……………………………………………………………...10 3. III. Máy mài 3A 130……………………………..……………………………….....10 Giới thiết bị điện của máy…………………………………………..……........11 1. Nguyên lý làm việc của sơ đồ…………………………………………………11 2. Liên động và b ảo vệ…………………………………………...………………13 3. 4 .Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống truyền động khuếch đại từ - động cơ…..13 CHƯƠNG II - THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG...... …………….15 Giới thiệu phương án truyền động dùng hệ T - Đ ……………………..…..15 I. Nguyên lý điều chỉnh tôc độ hệ T - Đ…………………………………………16 1. Đặc tính cơ…………………………………………………………………….16 2. Đánh giá chất lượng hệ thống T - Đ…………………………………………...18 3. II. Tính chọn mạch động lực…………………………………………………….18 Lựa chọn sơ đồ mạch động lực………………………………………………..18 1. Lựa chọn phương án mạch lực và tính chọn các thiết bị cho mạch lực……….21 2. CHƯƠNG III : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỞ VAN.......................31 I. Nguyên lý thiết kế mạch điều khiển………………………………………….31 Yêu cầu của mạch phát xung điều khiển............................................................31 1. Cấu trúc mạch điều khiển theo pha đứng……………………………………...32 2. Nguyên lý làm việc…………………………………………………………….33 3. II. Thiết kế mạch phát xung điều khiển 1. Mạch đồng bộ hoá và phát xung răng cư¬a…………………………………….33 -7-
  3. Đồ án tốt nghiệp 2.Khâu so sánh……………………………………………………………………35 3 . Khâu tạo xung………………………………………………………………...36 III. Tính toán các thông số của mạch điều khiển……………………………….40 1. Tính biến áp xung………………………………………………………………42 2. Tính tầng khuếch đại cuối cùng...........................................................................42 3. Tính chọn tầng so sánh........................................................................................43 4. Chọn khâu đồng pha ..........................................................................................44 5. Tính chọn máy biến áp nguồn nuôi và đồng pha……………………………….45 6. Tính toán thiết kế mạch vòng tự động điều chỉnh.¬¬¬¬............................................45 7. Tính hệ số khuếch đại của bộ biến đổi…………………………………………51 8. Tính hệ số khuếch đại trung gian……………………………………………….52 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG VÀ THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ TRUYỀN ĐỘNG…………………………………………………………………….53 I. Xây d ựng sơ đồ nguyên lý hệ truyền động …………………………………...53 1. Giới thiệu sơ đồ:……………………………………………………………….53 2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống…………………………………………………54 II. Nguyên lý làm việc của hệ thống……………………………………………...56 1. Nguyên lý khởi động………………………………………………………….56 2. Nguyên lý đ iều chỉnh tốc độ………………………………………………….56 3. Nguyên lý ổn định tốc độ……………………………………………………..58 CHƯƠNG V : XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CÂU TRÚC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG………...59 I. Đặt vấn đề……………………………………………………………………….59 II. Xây d ựng Sơ đồ cấu trúc hệ thống …………………………………………...59 Mô tả toán học chỉnh lưu điều khiển…………………………………………..59 1. Mô tả toán học động cơ một chiều kích từ độc lập…. ………………………..60 2. Bộ khuếch đại tỷ lệ và máy phát tốc…………………………………………..62 3. Xây dựng sơ đồ cấu trúc……………………………………………………….62 4. CHƯƠNG VI : XÉT TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG………...67 I. Xây d ựng đặc tính tĩnh......................................................................................67 1 . Đặc tính cao nhất………………………………………………………………..67 2 . Đặc tính thấp nhât……………………………………………………………….68 2 . Kiểm tra chất lượng tĩnh………………………………………………………...69 -8-
  4. Đồ án tốt nghiệp II. Xét tính ổn định của hệ thống……...………………………………………...70 1. Tiêu chuẩn ổn định đại số………………...………………………………….…70 2 Xét tính ổ n định……………………………………………... ……………...…71 CHƯƠNG VII : Mô phỏng hệ thống và chạy trên phần mềm Matlab…………...72 I. Giới thiệu phần mền simulink…………………………………………………72 II. Hàm truyền của các khâu 1. Hàm truyền của khâu phản hồi tốc độ…………………………………….…...72 2 Hàm truyền của khâu phản hồi dòng điện…………………... ……………..…72 3 . Hàm truyền bộ biến đổi …………………………………………………….....73 4. Đặc tính động……………………………………………………………….…73 III. Mô phỏng hệ thống………………………………………………………...….73 Mô phỏng bộ biến đổi…………………………………………………..…….73 1. Mô phỏng động cơ điện……………………………………………………….74 2. Mô phỏng hoạt động mạch vòng dòng đ iện…………………………………..75 3. Mô phỏng khâu phản hồi tôc độ của hệ thống………………………………..75 4. Kết luận……………………………………………………………………………....77 Tài liệu tham khảo.......................................................................................................78 -9-
  5. Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, cơ khí hoá có liên quan chặt chẽ đến điện khí hoá và tự động hóa.Việc tăng năng suất lao động và giảm giá thành thiết bị điện là hai yêu cầu chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện. Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp, một bên lại yêu cầu hạn chế số lượng thiết bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp. Vậy việc lựa chọn một hệ thống truyền động điện và tự động hoá thích hợp cho máy sản xuất là một bài toán khó. Sau thời gian học tập tại trường ĐHSPKT Vinh, em đã nhận đồ án tốt nghiệp Trang b ị điện với đề tài: Đánh giá chất lượng và hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động hệ T-Đ Sau 2 tháng làm đồ án với sự nổ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của Thầy giáo Nguyễn Anh Tuấn và các thầy cô trong khoa, nay đồ án tốt nghiệp của em đ ã được hoàn thành. Đồ án của em bao gồm năm ch ương chính sau: Chương I: Tổng quan về hệ truyền động T-Đ. Chương II: Mô hình hoá h ệ truyền động T-Đ. Chương III: Ứ ng dụng Matlap và Simulink để đánh giá ch ất lượng hệ truyền động T-Đ. Chương IV: Các phương pháp hiệu chỉnh hệ truyền động T-Đ. Chương V: Hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động T-Đ. Đồ án của em đã hoàn thành, song do kiến thức cũng như tài liệu còn nhiều hạn ch ế n ên không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, em kính mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để đồ án tốt nghiệp của em đ ược hoàn thiện hơn và bản thân em có kinh nghiệm bổ sung kiến thức đ ược tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Lê Duy Hoàng -10-
  6. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG T-Đ Khi thiết kế phương án truyền động cho một hệ thống th ì ta có thể có nhiều phương án. Tuy nhiên một phương án thì có một ưu nhược điểm nhất định. Vấn đề đặt ra là phải lựa chọn phương án nào đ ể phù hợp với yêu cầu công ngh ệ đề ra người thiết kế phải đưa ra được phương án nào tối ưu nhất phù hợp nhất về các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thu ật. Đối với các hệ thống m à không có yêu cầu cao thì có th ể dùng động cơ điện xoay chiều với hệ thống điều khiển đơn giản, còn đối với nhữn g h ệ thống có yêu cầu cao về ch ất lượng thì nên dùng động cơ điện một chiều và các hệ thống điều khiển có khả năng tự động hoá cao. Đối với hệ thống này thì bộ bién đổi ở trong mạch điều khiển có vai trò rất quan trọng nó quyết định cho chất lượng của hệ thống. Bộ biến đổi ở đây có thể là Thyristo ho ặc là máy phát điện một chiều. Việc so sánh và chọn lựa phương án truyền động hợp lý nhất có ý nghĩa rất quan trọng nó đư ợc thể hiện qua các mặt sau : - Đảm bảo được yêu cầu công nghệ của máy sản xuất đề ra . - Đảm bảo độ làm việc lâu dài và tin cậy. - Giảm giá th ành sản phẩm và tăng năng su ất lao động. - Khi xảy ra hỏng hóc có thể sữa chữa và thay th ế dễ dàng. I. KHÁI NIỆM CHUNG Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì các máy sản xuất ngày một đa dạng, đa năng hơn dẫn đến hệ thống trang b ị điện ngày càng phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao và tin cậy Một hệ thống truyền động điện không những phải đảm bảo yêu cầu công nghệ mà còn ph ải đảm bảo có một chế độ đặt trước ổn định như về thời gian quá độ, dải điều ch ỉnh, ổn định tốc độ…Tuỳ theo các loại máy công tác mà có nhũng yêu cầu khác nhau cần thiết cho việc ổn định tốc độ, mômen với độ chính xác cao nào đó trước sự -11-
  7. Đồ án tốt nghiệp biến đổi của tải và các thông số nguồn…Do đó bộ biến đổi năng lượng điện xo ay chiều thành một chiều đ ã và đ ang được sử dụng rộng rãi. Bộ biến đổi này có th ể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau chế tạo ra như hệ thống máy phát, khuếch đại từ, hệ thống van chúng được điều khiển theo những nguyên tắc khác nhau với những ưu, như ợc điểm khác nhau. Khi có một yêu cầu kỹ thuật sẽ có nhiều phương án lựa chọn, giải quyết song mỗi phương án lại có một số ưu, nhược điểm khác nhau về ứng dụng của chúng trong từng hoàn cảnh cụ thể cho phù hợp yêu cầu. Để đáp ứng các yếu tố có sử dụng hài hoà giữa các ch ỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật. Với những hệ thống truyền động đơn giản, không có yêu cầu cao về chất lượng và truyền động th ì ta nên dùng động cơ xoay chiều đơn giản song với những hệ thống có yêu cầu cao về chất lượng và truyền động, về thay đổi tốc độ, độ chính xác thì người ta thường chọn động cơ m ột chiều có dải điều chỉnh phù hợp . Đối với truyền động của động cơ điện một chiều thì bộ biến đổi rất quan trọng. Nó quyết định đến chất lượng của hệ thống do vậy việc lựa chọn phương án và lựa chọn bộ biến đổi thông qua việc xét các hệ thống. Cho đến nay trong công nghiệp sử dụng bốn loại bộ biến đổi chính: - Bộ biến đổi máy điện gồm: động cơ sơ cấp kéo máy phát một chiều hoặc máy điện khuếch đại (KĐM). - Bộ biến đổi điện từ: khu ếch đại từ (KĐT). - Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn: chỉnh lưu tiristo. - Bộ biến đổi xung điện áp một chiều : tiristo hoặc tranzito. Tương ứng với việc sử dụng các bộ biến đổi mà ta có các h ệ truyền động như sau: - Hệ truyền động máy phát-động cơ (F-Đ) - Hệ truyền động máy điện khuếch đại-động cơ (MĐKĐ-Đ). - Hệ truyền động khuếch đại từ -động cơ (KĐT-Đ). - Hệ truyền động chỉnh lưu tiristo -động cơ (T-Đ). - Hệ truyền động xung áp-động cơ (XA-Đ). -12-
  8. Đồ án tốt nghiệp II. HỆ TRUYỀN ĐỘNG MÁY PHÁT-ĐỘNG CƠ 2.1. H ệ thống máy phát – động cơ đơn giản Là bộ dùng một máy phát điện để cấp cho động cơ có thể là máy phát xoay chiều, một chiều, thay đổi mạch phần ứng… Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý h ệ thống F – Đ đơn giản  AK đ ộng cơ xoay chiều KĐB ( hệ thống công suất lớn sử dụng động cơ đồng bộ) kéo các máy F, K quay với tốc độ không đổi.  Máy phát kích thích K cung cấp kích thích cho động cơ một chiều và máy phát F.  Máy phát F cung cấp cho mạch phần ứng của động cơ Đ kéo máy sản xuất.  Nguyên lý làm việc của hệ thống: Động cơ xoay chiều AK kéo các máy phát K, F quay với tốc độ không đổi. Máy phát K là máy phát tự kích phát ra điện áp cung cấp kích thích cho máy phát F và động cơ Đ. Nhờ có kích thích, máy phát F phát ra điện áp cung cấp cho động cơ Đ. Động cơ Đ quay kéo theo máy công tác quay. Trong quá trình làm việc từ thông động cơ giữ nguyên. Để điều chỉnh tốc độ tiến h ành thay đổi kích thích máy phát ( nhờ biến trở ). Để đảo chiều quay đảo chiều dòng kích từ m áy phát nhờ cầu dao đảo chiều. -13-
  9. Đồ án tốt nghiệp  Phương tình đặc tính: E F  I(ruĐ  ruF ) C EF .n F .φ F  I(ruĐ  ruF ) = (1.1) n C eĐ .φ d C eĐ .φ d  Nhược điểm của hệ F - Đ đơn giản: - Đặc tính cơ m ềm hơn đặc tính tự nhiên - Khi phụ tải thay đổi làm tốc độ động cơ thay đổi, không có khả năng ổn định tốc độ. Đưa các khâu ph ản hồi để ổn định tốc độ động cơ. 2.2. H ệ thống máy phát động cơ với các phản hồi 2.2.1. Hệ thông F-Đ với phản hồi dương dòng điện phần ứng Trong quá trình làm việc khi có sự biến động của phụ tải làm tốc độ của động cơ cũng thay đổi theo. Điều đó không đáp ứng được yêu cầu ổn đ ịnh tốc độ của hệ. Đưa phản hồi dương dòng điện vào, tốc độ của hệ thống được duy trì không đổi. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống F - Đ với phản hồi dương dòng đ iện phần ứng nh ư hình 1.2. Thay vì sử dụng máy phát kích thích K, người ta đưa vào h ệ thống m áy điện khuyếch đại từ trường ngang. Đó là máy điện một chiều đặc biệt có 2 cặp chổi than, trong đó có một cặp ngang trục được nố i ngắn mạch. Nh ờ vậy dòng đ iện chạy trong dây qu ấn ngang trục khá lớn tạo ra từ trường của máy lớn nên hệ số khuyếch đại của máy rất lớn. Trên máy có nhiều cuộn kích thích, trong đó có một cuộn chủ đạo đ ược cung cấp từ nguồn một chiều độc lập có thể thay đổi đ ược trị số . Các cuộn còn lại được nối với các khâu phản hồi. Từ trường do các cuộn phản hồi cùng chiều hoặc ngược chiều với từ trư ờng chính là do tính ch ất của phản hồi. Hình 1.2. Hệ thống F - Đ với ph ản hồi dương dòng đ iện phần ứng -14-
  10. Đồ án tốt nghiệp - Phản hồi dòng điện lấy trên điện trở Rs, tạo ra s.t.đ F2 cùng chiều F1 s.t.đ kích thích của máy khuyếch đại: F = F1 + F2 (1.2)  Điều chỉnh tốc độ:  Bằng thay đổi s.t.đ chủ đạo F1 ( nhờ biến trở )  Từ thông động cơ giữ nguyên.  Quá trình ổn định tốc độ trên đồ thị  Tác động của khâu phản hồi khi khởi động: Cưỡng bức khởi động Kh ắc phục: đưa khâu phản hồi âm áp kết hợp. 2.2.2.H ệ thống F-Đ với phản hồi âm áp - dương dòng kết hợp Hình 1.3. Hệ thống F - Đ với phản hồi âm áp - dương dòng kết hợp. Phản hồi âm điện áp phần ứng lấy trên điện trở Rs. Dòng điện chạy qua cuộn W3 tạo ra sức từ động F3 ngược chiều F1. Phương trình cân bằng sức từ động: F = F1+ F2 - F3 (1.3) Khi đưa khâu phản hồi áp kết hợp, quá trình ổn định tốc độ diễn ra nhanh hơn, đồng thời khắc phục đ ược hiện tượng cưỡng bức khởi động. Có thể điều chỉnh được gia tốc khởi động thông qua kết hợp điều chỉnh các hệ số phản hồi.  Ưu điểm: - Sử dụng thiết bị tĩnh, đơn giản, rẻ tiền, dễ lắp đặt và hiệu chỉnh. -15-
  11. Đồ án tốt nghiệp  Nhược điểm: - Gây tổn thất trong mạch. Đặc tính cơ m ềm. - Vùng tốc độ thấp bị hạn chế nên phạm vi điều chỉnh tốc độ nhỏ. 2.2.3. Hệ thống F-Đ với phản hồi âm tốc độ Hình 1.4. Hệ thống F - Đ với phản hồi âm tốc độ Phản hồi được thực hiện qua máy phát tốc. Rotor của FT đ ược nối đồng trục với rotor động cơ. Điện áp phát ra của FT tỉ lệ bậc nhất với tốc độ của ĐC. Phương trình cân bằng sức từ động: F  F1  F4 . (1.4) Phản hồi âm tốc độ vừa ổn định được tốc độ của hệ truyền động vừa tự động điều ch ỉnh gia tốc của hệ khi khởi động. Có thể tiến hành điều chỉnh ở vùng tốc độ rất thấp do đó mở rộng được phạm vi điều chỉnh. Chất lư ợng điều chỉnh cũng nh ư ổn định tốc độ rất tốt. Phản hồi này được sử dụng rất rộng rãi. 2.2.4. Hệ thống F-Đ với phản hồi có ngắt a. Phản hồi âm dòng có ngắt Khi thực hiện các phản hồi trong hệ, tốc độ động cơ được duy trì không đổi theo tốc độ đặt cho trước. Khi xảy ra quá tải, động cơ có thể bị cháy. Việc sử dụng các thiết bị bảo vệ có thể gây phức tạp cho quá trình vận h ành. Do đó người ta đưa vào hệ thống khâu phản hồi âm dòng có ngắt. Phản hồi bao gồm một khâu phản hồi âm dòng điện phần ứng và một khâu so sánh như hình 1.5. Khi dòng đ iện phần ứng chưa vượt khỏi trị số cho phép, van D không -16-
  12. Đồ án tốt nghiệp dẫn dòng, s.t.đ F4 = 0. Khi dòng đ iện vượt quá trị số chỉnh định, van D mở, F4  0 làm giảm s.t.đ của MĐKĐ, dẫn đến kích thích máy phát giảm, độn g cơ giảm tốc độ, đư ờng đặc tính dốc đến n = 0.  Sơ đồ: Hình 1.5. Hệ thống F - Đ với phản hồi âm dòng có ngắt b. Phản hồi âm áp có ngắt Khi chỉ sử dụng phản hồi âm điện áp để ổn định tốc độ động cơ làm giảm tổn thất trong quá trình điều chỉnh tốc độ, tuy nhiên, trong quá trình khởi động, phản hồi sẽ làm chậm gia tốc của hệ. Khâu ngắt nhằm không cho phản hồi tham gia vào quá trình khởi động của hệ. Khi quá trình khởi động kết thúc, phản hồi đư ợc đưa vào đ ể ổn định tốc độ động cơ. Để thực hiện ngắt, người ta cũng dùng khâu so sánh như hình 1.6. Khi kh ởi động, van D khoá, ph ản hồi không tham gia. Kết thúc khởi động, D mở qua cuộn W5 có dòng đ iện tạo ra s.t.đ F5 n gược chiều F1 để ổn định tốc độ động cơ.  Sơ đồ: -17- Hình 1.6. Hệ thống F - Đ với phản hồi âm áp có ngắt
  13. Đồ án tốt nghiệp III. H Ệ TRUYỀN ĐỘNG TIRISTOR -ĐỘNG CƠ (T-Đ) Hệ truyền động T - Đ có nhiệm vụ trực tiếp biến đổi dòng xoay chiều th ành một chiều cấp cho động cơ mà không qua một khâu trung gian n ào. Bên cạnh đó việc biến đổi năng lượng nó còn có khả năng điều chỉnh suất từ động đầu ra của bộ biến đổi.  Sơ đồ nguyên lý: CKĐ BCL BĐK Đ Up Uc Trong đó : Đ: là động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Uph: Điện áp phản hồi. Ucđ: Điện áp chủ đạo. Ud: Điện áp 1 chiều sau chỉnh lưu đặt vào phần ứng động cơ. Bộ chỉnh lưu : Biến điện áp xoay chiều th ành một chiều. Hệ T-Đ là h ệ TĐ động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập, điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng hoặc thay đổi điện áp đặt vào phần cảm của động cơ thông qua các bộ BĐ chỉnh lưu dùng Thyristor.  Sơ đồ khối : Ikt: dòng điện kích từ. -18-
  14. Đồ án tốt nghiệp Ct1, Ct2, CL3: Bộ chỉnh lưu (được nối theo sơ đồ h ình tia, hình cầu) - Đặc tính cơ của hệ truyền động T-Đ. + Ch ế độ dòng điện liên tục. Dòng điện chỉnh lưu chính là dòng điện phần ứng. Dựa vào sơ đồ thay thế viết đư ợc phương trình đặc tính. U d0 cosα R  X K .I n  C e. φ C e .φ U d0 cosα R  XK n  .M C e .C M .φ 2 C e. φ Với : U dα  U d0 cosα Xk: đặc trưng cho sụt áp do chuyển mạch giữa các van. Họ đặc tính song song và mềm hơn đặc tính tự nhiên. Do tính chất dẫn dòng 1 chiều của van các đặc tính nằm b ên ph ải mặt phẳng toạ độ. Từ phương trình đặc tính: - Khi α  0  π => Ud α = Udo - Udo π . Bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lưu: - Khi 0  α  2 Động cơ làm việc ở chế độ động cơ khi E > 0 Động cơ làm việc ở chế độ hãm ngược khi E đổi chiều. π  α  α max . BBĐ làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc: - Khi 2 Động cơ làm việc ở chế độ hãm tái sinh khi tải có tính thế năng. Dòng điện trung b ình của mạch phần ứng: E  Ud I R  Xk -19-
  15. Đồ án tốt nghiệp Phương trình đặc tính tốc độ: U do cos(π  a) R  X K n  .I C e .θ C e .θ + Chế độ dòng điện gián đoạn: Trong tính toán người ta quan tâm đến biên giới của ch ế độ dòng liên tục và dòng gián đoạn. Đường biên liên tục là một đường elíp . Để giảm độ lớn của trục nhỏ elíp, tăng số pha của chỉnh lưu.Tuy nhiên khi tăng số pha chỉnh lưu, sơ đồ điều khiển sẽ phức tạp. 3.1. Sơ đồ nối dây hình tia Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL - Đ hình tia 3 pha và sơ đồ thay thế  Đặc điểm của sơ đồ nối dây hình tia: - Số van chỉnh lưu bằng số pha của nguồn cung cấp. - Các van có một điện cực cùng tên nối chung, đ iện cực còn lại nối với nguồn xoay chiều. Nếu điện cực nối chung là katôt, ta có sơ đ ồ katôt chung, nếu điện cực nối chung là anôt, ta có sơ đồ nối anôt chung. - Hệ thống điện áp nguồn xoay chiều m pha phải có điểm trung tính. Trung tính nguồn là điện cực còn lại của điện áp chỉnh lưu. 3.2. Sơ đồ hình cầu Đặc điểm của sơ đồ chỉnh lưu cầu: -20-
  16. Đồ án tốt nghiệp - Số van chỉnh lưu b ằng 2 lần số pha của điện áp nguồn cung cấp, trong đó có m van có katôt nối chung (các van 1, 3, 5) tạo thành cực dương của điện áp nguồn ; m van có anôt chung ( 2, 4, 6) tạo thành cực âm của điện áp chỉnh lưu. - Mỗi pha của đ iện áp nguồn nối với 2 van, 1 ở nhóm anôt chung, 1 ở nhóm katôt chung. Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL – Đ hình cầu 3 pha và sơ đồ thay thế 3.3. Nhận xét chung  Ư u Điểm: Hệ T-Đ có độ tác động nhanh cao, không gây ồn ào và d ễ tự động hóa do các van bán d ẫn có hệ số khuếch đại công suất rất cao, điều đó rất thuận tiện cho việc thiết lập các hệ thống tự động điều chỉnh nhiều vòng để n âng cao ch ất lư ợng các đặc tính tĩnh và các đặc tính động của hệ thống.  Nhược điểm: - Mạch điều khiển phức tạp, điện áp chỉnh lưu có biểu đồ đập mạch cao, gây đến tổn th ất phụ đáng kể trong động cơ và hệ thống - Chuyển đổi làm việc khó khăn hơn do đường đặc tính trong mặt phẳng toạ độ. - Trong thành ph ần của hệ biến đổi có máy biến áp nên h ệ số cosφ thấp. - Do vai trò ch ỉ dẫn dòng một chiều n ên việc chuyển đổi chế độ làm việc khó khăn đối với các hệ thống đảo chiều. -21-
  17. Đồ án tốt nghiệp - Do có vùng làm việc gián đoạn của đặc tính nên không phù hợp với những truyền động có tải nhỏ. CHƯƠNG II MÔ HÌNH HOÁ HỆ TRUYỀN ĐỘNG T-Đ I. MÔ TẢ TOÁN HỌC TRẠNG THÁI CỦA HỆ ĐIỀU TỐC  Xét cho h ệ điều tốc với mạch vòng phản hồi âm tốc độ. Các bước để mô tả: Bước 1: Dựa vào quy luật vật lý của các phần tử để viết ra phương trình vi phân mô tả trạng thái động. Bước 2: Xây dựng cấu trúc, trạng thái động của từng phần tử và cùa hệ điều tốc. Bước 3: Tìm h àm truyền của hệ  xét đến điều kiện ổn định. 1.1. Động cơ một chiều kích từ độc lập dI d Ud = Id.Rd + Ld. + EĐ (1) dt GD 2 d n Md – Mc = . (2) 375 d t E Đ = C e .n M d = C m .Id ; Mc = C m .Ic 30 Cm = .C e π Ld Trong đó: : Hằng số quán tính điện từ. Te= Rd GD 2 Rd : Hằng số quán tính cơ học. Tm = . 375 C m .C e J.R d ( Hoặc: Tm = ) (kφ ) 2 dI d Từ (1):  U d - E Đ = Rd(Id + Te. ) dt L  U d (p) - E Đ (p) = Rd(Te.P +1)I d (p)  -22-
  18. Đồ án tốt nghiệp 1 I d (p) Rd (1 ' )   U d (p)  E Đ (p) Te p  1 GD 2 d n GD 2 dE T dE . Đ = m. Đ Từ (2):  Id – Ic = . = 375 d t 375.C m .C e d t R d dt Tm P L  Id(p) – Ic(p) = .E Đ (p)  Rd E Đ (p) R (2 ' ) =d  I d (p)  I c (p) Tm p Mô tả dưới dạng sơ đồ cấu trúc: Id(p) (1’)  Ud(p) 1/R d Te p  1 (-) EĐ ( p ) (2’)  Id(p) EĐ(p) Rd Tm d (-) Ic(p) n(p) EĐ(p) 1 Ic(p) Ce  (-) Id(p ) n(p) R d EĐ ( p ) 1 Ud(p ) 1/R d Ce Tm d Te p  1 (-)  Ic(p) Rd(Te.p+1) (-) n(p) EĐ ( p ) Ud(p) Rd 1 1/R d Tm d Ce Te p  1 (-) -23-
  19. Đồ án tốt nghiệp  Ic(p) Rd(Tep+1) (-) n(p ) 1/C e Ud (p) Tm Te p 2  Tm p  1 1.2. Bộ chỉnh lưu xoay chiều một chiều  : thời gian trễ. - Tia 1 pha:  =10 (ms). - Tia 2 pha, cầu 1 pha:  = 5(ms). - Tia 3 pha:  = 3.33(ms). - Tia 6 pha, cầu 3 pha:  = 1.67(ms). k b .e  τp Ud= Uđk.k b .(t - τ )  Ud(p)= Uđk(p). TBĐ p  1 L  Ud(p)= Uđk(p).k b .e  τp ( Coi T BĐ  0 )  U d (p) kb kb  k b .e  τp  τp   2 2 τn pn U đk (p) τp τ p e 1   .......  1! 2! n! τ2p 2 τnpn Trong đó:  ......  0 2! n! U d (p) kb   U đk (p) τp  1 Uđk(p) Ud(p) kb Sơ đồ cấu trúc: τ.p  1 1.3. Bộ khuyếch đại tỷ lệ và máy phát tốc  Bộ khuyếch đại tỷ lệ. Udk(p) Wp(p)=  kp ΔUv(p) -24-
  20. Đồ án tốt nghiệp  Máy phát tốc. U FT (p) W FT (p)= γ n(p) 1.4. Sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống điều tốc mạch vòng kín phản hồi âm Ic(P) tốc độ Rd(Tep+1) Ucđ(p) Ud(p) n(p) 1/C e Uđk(p ) Kp Kp Tm Te p 2  Tm p  1 τP  1 (-) γ Giả thiết Ic(p)= 0: k kĐ b. kp. τp  1 (T T p2  T p  1) n(p) me m  F(p)= γk pk k Đ U b cdmax 1  ( .p  1)(TmTep2  Tmp  1) kpk k Đ b  F(p)  3  T (T  τ)p 2  (τ  T )p  1  γk k k TmTeτp me m pbĐ Trong đó : 1+ γk p k b k Đ = k ht =k k p .k .k Đ b N(p) k 1  F(p)   Tm Te τ 3 Tm (Te  τ) 2 τ  Tm M(p) .p  .p  .p  1 k 1 k 1 k 1 Phương trình đặc trưng M(p)= 0 là: T Tτ T (T  τ) 2 τ  Tm  m e .p 3  m e .p  .p  1  0 k 1 k 1 k 1 Điều kiện ổn định: Theo tiêu chu ẩn Hunrwitz Tm (Te  τ) τ  Tm Tm .Te.τ  0 . k 1 k 1 k 1 -25-

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản