ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN
DỰ ÁN LIÊN MÔN
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA 2 (PBL2)
ĐỀ TÀI:
ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TỐC ĐỘ
ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU SỬ DỤNG VI
ĐIỀU KHIỂN
Giảng viên hướng dẫn: TS. GIÁP QUANG HUY
Sinh viên thực hiện: HOÀNG QUỐC HUY
NGUYỄN MINH CHUYÊN
ĐỖ THANH NGUYÊN
PHAN ĐÌNH VƯƠNG
LÊ ANH TIẾN
LÊ PHÚ NAM
Nhóm HP / Lớp: 19N32A
Downloaded by Nguynhavy Ha Vy (Ntkphuong205@gmail.com)
lOMoARcPSD|16911414
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................................1
CHƯƠNG 1......................................................................................................................2
THIẾT KẾ CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ HỆ THỐNG BĂNG TẢI......................................2
1. Cơ cấu truyền động tải băng chuyền..............................................................................2
2. Đồ thị tốc độ dự kiến của tải và động cơ.......................................................................2
3. Xác định momen quán tính và momen quán tính của hệ và quy đổi.............................3
3.1 Momen quán tính:......................................................................................................3
3.2 Momen quán tính quy đổi về trục động cơ:................................................................4
3.3 Momen tải:.................................................................................................................4
3.4 Xác định Momen đẳng trị:..........................................................................................5
3.5 Xác định công suất cơ yêu cầu của hệ.......................................................................5
3.6 Kết luận:.....................................................................................................................7
3.7 Chọn động cơ:............................................................................................................7
CHƯƠNG 2......................................................................................................................8
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN......................8
1. Tìm hiểu về cấu tạo và hoạt động:..................................................................................8
1.1 Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập:.......................................................8
1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều kích từ độc lập:...............................9
1.6 Các trạng thái hoạt động:.............................................................................................9
2. Lựa chọn phướng pháp điều khiển dự kiến và kết luận:..............................................12
CHƯƠNG 3....................................................................................................................13
THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT..............................................................13
1. Mạch động lực.............................................................................................................13
1.1 Khối biến áp:.............................................................................................................14
1.2 Khối van chỉnh lưu:..................................................................................................14
1.3 Các phương pháp điều khiển bộ chỉnh lưu:................................................................15
1.3 Khối lọc......................................................................................................................16
2. Tính toán mạch động lực:.............................................................................................17
Downloaded by Nguynhavy Ha Vy (Ntkphuong205@gmail.com)
lOMoARcPSD|16911414
2.1 Tính chọn Thyristor:...................................................................................................17
2.2 Tính toán máy biến áp chỉnh lưu:..........................................................................18
2.3 Thiết kế bộ lọc:.........................................................................................................19
CHƯƠNG 4....................................................................................................................21
PHÂN TÍCH VÀ CHỌN MẠCH ĐIỀU KHIỂN.........................................................21
1. Khái quát mạch điều khiển...........................................................................................21
1.1 Khái quát chung:.......................................................................................................21
1.2 Phương pháp điều khiển thẳng đứng Arcos:..............................................................21
2. Nguyên lý hoạt động từng khâu trong mạch điều khiển:.............................................21
2.1 Khâu đồng bộ.............................................................................................................21
2.2 Khâu so sánh.............................................................................................................22
2.3 Khâu tạo xung chùm..................................................................................................22
2.4 Khâu khuếch đại và phát xung..................................................................................24
CHƯƠNG 5....................................................................................................................25
MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN MATLAB SIMULINK..........................................25
1. Mô hình toán học.........................................................................................................25
1.2 Tính các tham số hàm truyền động cơ........................................................................25
1.3 Tính toán thông số hàm truyền bộ chỉnh lưu..............................................................26
1.4 Tổng hợp mạch vòng dòng điện:................................................................................26
1.5 Tổng hợp mạch vòng điều khiển tốc độ:....................................................................27
2. Mạch mô phỏng hàm truyền toán học :.......................................................................27
2.1 Mô hình hàm truyền toán học.....................................................................................27
2.2 Kết quả mô phỏng:.....................................................................................................27
3. Mô phỏng nguyên lý (Matlab Simulink) :................................................................28
3.1 Sơ đồ mạch điều khiển...............................................................................................28
3.2 Kết quả mô phỏng đáp ứng tốc độ:.............................................................................28
3.3 Kết quả mô phỏng đáp ứng dòng điện:.......................................................................29
3.4 Kết quả mô phỏng đáp ứng Moment:.........................................................................29
3.5 Kết quả mô phỏng đáp ứng điện áp phần ứng:...........................................................29
4. Mô phỏng mạch bằng Proteus...................................................................................29
Downloaded by Nguynhavy Ha Vy (Ntkphuong205@gmail.com)
lOMoARcPSD|16911414
4.1 Sơ đồ mạch điều khiển Proteus:................................................................................30
DANH SÁCH HÌNH ẢNH VÀ BẢNG SỐ LI
Hình 1. 1 Mô phỏng truyền động cho tải băng chuyền................................................2
Hình 1. 2 Đồ thị tốc độ mong muốn của động cơ của băng chuyền ...........................3
Hình 1. 3 Đồ thị momen điện từ của động cơ..............................................................5
Hình 1. 4 Đồ thị công suất của động cơ.......................................................................7
Hình 1. 5 Hình ảnh thực tế đông cơ.............................................................................7
Y
Hình 2. 1 Cấu tạo của động cơ điện một chiều............................................................8
Hình 3. 1 Sơ đồ tổng quát bộ điều khiển...................................................................13
Hình 3. 2 Sơ đồ mạch động lực.................................................................................13
Hình 3. 3 Khối biến áp..............................................................................................14
Hình 3. 6 Sơ đồ mạch lọc LC....................................................................................20
Hình 4. 1 Sơ đồ điều khiển Thyristor........................................................................21
Hình 4. 2 Sơ dồ mạch khâu đồng bộ..........................................................................22
Hình 4. 3 Sơ đồ mạch khâu so sánh...........................................................................22
Hình 4. 5 Sơ đồ mạch tạo xung chùm và tín hiệu kích xung.....................................23
Hình 4. 6 Sơ đồ sóng dạng ........................................................................................23
Hình 4. 7 Sơ đồ mach khâu khuếch đại và phát xung....................................................
Hình 5. 1 Sơ đồ khối hàm truyền động cơ.................................................................25
Hình 5. 2 Hàm truyền bộ điều khiển dòng điện.........................................................26
Hình 5. 3 Mô hình hàm truyền toán học....................................................................27
Hình 5. 4 Mô hình toán học động cơ bằng matlab.....................................................27
Y
Bảng 3. 1 Thời điểm mở, khóa các van thyristor..................................................................26
Downloaded by Nguynhavy Ha Vy (Ntkphuong205@gmail.com)
lOMoARcPSD|16911414
Tài liệu tham khảo
1. Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins Power Electronics Converters,
Applications, and Design 2003
2. Electric drives - An integrative approach-NED-MOHAN
Downloaded by Nguynhavy Ha Vy (Ntkphuong205@gmail.com)
lOMoARcPSD|16911414