ƯỜ Ạ Ọ Ư Ạ Ậ Ỹ TR NG Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM
Ệ Ử Ệ KHOA ĐI N – ĐI N T
Ồ Ọ Đ ÁN MÔN H C
Ừ Ộ Ậ Ử Ụ Ể Ộ Ỏ Ề Ơ MÔ PH NG ĐI U KHI N Đ NG C DC KÍCH T Đ C L P S D NG
Ớ Ạ Ầ Ề Ỉ Ầ PH N M M MATLAB V I M CH CH NH L ƯU C U 1 PHA
Ầ Ề Ể ĐI U KHI N TOÀN PH N
ố ớ Mã s l p HP: PRED410945_16_2_04
ọ ầ GVHD : Tr n Quang Th
ự ệ Nhóm th c hi n: MinhVinh
ọ ỳ ọ H c k 2 Năm h c 2016 2017
TP.HCM, tháng 5/ 2017
Ọ Ự Ệ Ề H TÊN SINH VIÊN TH C HI N Đ TÀI
ễ
1. Nguy n Văn Minh. 16342035
ồ
2. H Cát Vinh. 16342072
ể Đi m:…………
ủ ậ Nh n xét c a GV:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
GV ký tên
Ụ Ụ M C L C
Ở Ầ Ầ PH N M Đ U
ọ ề Lý do ch n đ tài :
ộ ề ố ộ
ơ ệ ộ ỉ ầ ề ệ ụ ặ ng h p c n có đ c tính c đ c bi t, thi
ơ
ơ ặ ơ ượ ử ụ ể ủ ộ ề ả ể ấ ộ ư ậ ộ ộ
ộ ộ ề Đ ng c đi n m t chi u cho phép đi u ch nh t c đ quay liên t c trong m t ườ ế ị ợ ạ t b ph m vi r ng và trong nhi u tr ộ ố ế ị ề ẻ ề ơ t b đi u khi n c a đ ng c ba pha. Vì m t s đ n gi n và r ti n h n các thi ư ơ ệ c s d ng r t r ng rãi u đi m nh v y cho nên đ ng c đi n m t chi u đ trong công nghi p.ệ
ủ ề ụ ơ ệ ề ộ ữ ế ị ộ ứ ơ ả Trang b nh ng ki n th c c b n v đ ng c đi n m t
M c tiêu c a đ tài:
ề ừ ộ ậ ư ủ ư ỳ ỉ chi u kích t ệ ạ đ c l p, cũng nh vai trò c a m ch ch nh l u toàn k trong vi c
ể ố ộ ộ ề ượ ộ ố đi u khi n t c đ đ ng c . ệ ủ c mô hình làm vi c c a m t s mô hình ể ơ Hi u đ
ề ấ ạ ạ ộ ứ ệ ủ Demo trong Matlab v c u t o, nguyên lý ho t đ ng và cách th c làm vi c c a
ơ ộ ề ừ ộ ậ ộ đ ng c m t chi u kích t đ c l p.
ươ ự ề ệ ủ ộ ự ự ể Ch đ ng, tích c c (tìm hi u và xây d ng mô
Ph
ng pháp th c hi n đ tài:
ệ ả ỏ ộ ơ hình mô ph ng đ ng c , tham kh o tài li u,…)
(cid:0) ự ệ ế ậ ủ Làm vi c theo nhóm (thuy t trình, tranh lu n… theo s phân công c a
ưở nhóm tr ng)
(cid:0) ẽ ớ ệ ế ế ả ặ ặ ớ ự Liên h ch t ch v i gi ng viên (tr c ti p trên l p ho c gián ti p qua
ạ ệ email, đi n tho i…)
ọ ậ ắ ớ ọ
(cid:0) G n h c t p v i th c hành m i lúc, m i n i. ọ ơ ự
5
Ầ Ộ PH N N I DUNG
ƯƠ Ơ Ở Ế CH NG 1. C S LÝ THUY T
1.1.T NGỔ QUAN VỀ Đ NGỘ CƠ ĐI NỆ M TỘ CHI UỀ
1.1.1 C uấ t oạ đ ngộ cơ đi nệ m tộ chi uề
ơ ệ ề ầ ộ ộ Đ ng c đi n m t chi u chia thành 2 ph n chính:
ầ Ph n tĩnh ( Stato)
ậ ộ ồ G m các b ph n chính sau:
ự ừ ắ ự ừ ồ ấ ừ C c t ộ ậ chính: là b ph n sinh ra t ừ ườ tr ng, g m lõi s t c c t và dây qu n kích t .
ắ ự ừ ệ ậ ằ ạ ặ + Lõi s t c c t làm b ng thép kĩ thu t đi n dày ( 0,5 –1) mm ép l i và tán ch t.
ệ ằ ấ ọ ấ + Dây qu n kích t ừ ượ đ ồ c qu n b ng dây đ ng b c cách đi n.
ỏ ự ừ ấ ử ộ Trong các máy công su t nh , c c t chính là m t nam châm vĩnh c u.
ự ừ ớ ệ ấ Trong các máy công su t trung bình và l n, c c t chính là nam châm đi n.
ự ừ ữ ự ừ ệ ủ ể ả ệ ề ệ chính và dùng đ c i thi n đi u ki n làm vi c c a máy
ụ ặ ph : đ t gi a c c t C c t ề ổ ệ đi n và đ i chi u
ặ ộ ố ể ượ ở c ghép b i các lá thép tùy theo
ự ừ ụ ệ ế ộ ể + Lõi thép c c t ph có th là m t kh i ho c có th đ ch đ làm vi c.
ấ ự ừ ụ c đ t dây qu n c c t ph , dây qu n c c t ấ ự ừ ụ ượ ố c n i ph đ
ầ ứ ự ừ ụ ượ ặ Xung quanh c c t ph đ ấ ớ v i dây qu n ph n ng.
ừ ể ạ ừ ố ề ự ừ ồ ờ ỏ Gông t : dùng đ làm m ch t n i li n các c c t đ ng th i làm v máy.
ầ Ph n quay ( roto)
ộ ậ ồ Bao g m các b ph n chính sau:
6
ệ ậ
ủ ệ ỏ ể ẫ ừ ở , th ặ ồ ườ hai m t r i ép ch t l ữ ấ ng dùng nh ng t m thép kĩ thu t đi n dày ệ ổ ặ ạ ể ả i đ gi m t n hao do dòng đi n
ầ ứ Lõi thép ph n ng: dùng đ d n t 0,5mm ph cách đi n m ng xoáy gây lên.
ầ ứ ệ ượ ự ế ụ ỏ Trong máy đi n nh , lõi thép ph n ng đ c ép tr c ti p vào tr c.
ệ ớ ữ ắ ặ ụ Trong máy đi n l n, gi a tr c và lõi s t có đ t giá roto.
ầ ứ ệ ệ ạ ấ ầ ộ ứ Dây qu n ph n ng: là ph n sinh ra s c đi n đ ng và có dòng đi n ch y qua.
ầ ứ ấ ườ ệ ằ ồ ọ Dây qu n ph n ng th ng làm b ng đ ng có b c cách đi n.
ầ ứ ệ ấ ấ ỏ ế ệ Trong máy đi n công su t nh , dây qu n ph n ng dùng dây ti t di n tròn.
ấ ừ ầ ứ ệ ấ ế ệ t di n hình ch ữ
ớ Trong máy đi n công su t v a và l n, dây qu n ph n ng dùng dây ti nh t. ậ
ể ổ ề ệ ề ề ổ ộ C góp: dùng đ đ i chi u dòng đi n xoay chi u thành m t chi u.
ể ư ơ ấ ệ ừ ầ ổ C c u ch i than: dùng đ đ a dòng đi n t ph n quay ra ngoài.
1.1.2 Nguyên lý làm vi cệ c aủ đ ngộ cơ đi nệ m tộ chi uề
ộ ệ ầ ứ ề ổ
ấ ị ự ụ ệ ẽ ằ ẫ ng, s ch u l c F ệ ừ ườ tr
ệ Khi cho đi n áp m t chi u U vào hai ch i đi n, trong dây qu n ph n ng có dòng đi n ư I . Các thanh d n có dòng đi n n m trong t đt tác d ng làm cho rôto quay.
ẫ
ầ ứ ổ ị ề ự ỗ ổ ụ ả ả ộ ơ ế ổ c n a vòng, v trí các thanh d n đ i ch cho nhau, do có phi n cho chi u l c tác d ng không đ i, đ m b o đ ng c có
ề ổ ượ ử Khi ph n ng quay đ ữ ệ ề góp đ i chi u dòng đi n, gi chi u quay không đ i.
ẽ ả ứ ộ ứ ng, s c m ng s c đi n đ ng E .
ộ ệ ệ ư ứ ề ớ ư Ở ệ c chi u v i dòng đi n I nên s c đi n
ề ứ ứ ẫ ệ ả ượ ọ ệ ắ ừ ườ ộ ơ tr Khi đ ng c quay, các thanh d n c t t ư ượ ộ ộ ơ ệ đ ng c đi n m t chi u s c đi n đ ng E ng ư đông E còn đ c g i là s c ph n di n.
ươ ệ Ph ng trình đi n áp là
7
Ừ Ộ Ậ Ề 1.2 KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHI U KÍCH T Đ C L P
ồ ộ ủ ớ ề ệ ấ ạ
ầ ứ ộ ộ ậ ộ ớ c
ệ ừ ắ m c vào hai ngu n m t chi u đ c l p v i nhau, lúc này đ ng c đ ơ ừ ộ ậ ộ Khi ngu n đi n m t chi u có công su t không đ l n thì m ch đi n ph n ng và ơ ượ ề ạ m ch kích t ọ g i là đ ng c kính t ồ đ c l p.
ơ ệ ộ ề ừ ộ ậ ộ Hình 1.1 Đ ng c đi n m t chi u kích t đ c l p
ộ ệ ừ ừ ộ ậ ề ộ ậ ộ ề Đ ng c đi n m t chi u ồ ngu n đ c l p: Cu n kích kích t ớ ộ m t chi u đ c l p v i
ơ ệ ộ ấ ừ ượ c c p đi n t t đ ệ ấ ồ ngu n đi n c p cho rôto.
ủ ộ ơ ệ ộ ề ặ ừ ộ ậ 1.2.1 Đ c tính c a đ ng c đi n m t chi u kích t đ c l p
ữ ề
ừ ộ , đ ng c đi n m t chi u có nh ng tính năng khác nhau ặ ơ ệ ệ ườ ể ễ ơ Tùy theo cách kích thích t ằ bi u di n b ng các đ ộ ặ ng đ c tính làm vi c, đ c tính c khác nhau.
ấ ặ ọ ơ
ặ ơ ệ ổ ể ệ ố ặ ệ ả ậ ặ ị
ệ ị Trong các đ c tính đó, quan tr ng nh t là đ c tính c . Đ c tính c dùng đ xác đ nh ề ể ể đi m làm vi c xác l p ho c là kh o sát đi m làm vi c n đ nh trong h th ng truy n ộ đ ng đi n.
ω ω ố ộ ủ ộ ọ ộ ữ ặ ẳ ặ ớ ơ ệ Đ c tính t c đ c a đ ng c đi n là m t ph ng t a đ gi a v i momen = f(I)
ω ω ọ ộ ữ ơ ủ ộ ơ ệ ặ ẳ ặ ớ Đ c tính c c a đ ng c đi n là m t ph ng t a đ gi a v i momen = f(M)
ố ộ ủ ộ ơ ệ ộ ề ặ ừ ộ ậ 1.2.1.1 Đ c tính t c đ c a đ ng c đi n m t chi u kích t đ c l p
ươ ố ộ ự ặ * Ph ng trình đ c tính t c đ t nhiên:
ươ ố ộ ạ ặ * Ph ng trình đ c tính t c đ nhân t o:
8
ư = Ic=0 => (T c đ không t
ố ộ ả ưở i: Iả i lý t ng) *Khi không t
nhiên)
ộ ố ệ ố *aTN(t ự = : H s góc (đ d c)
ộ ụ ố ộ : đ s t t c đ *
ứ ệ ộ *E = ư . : s t đi n đ ng
V i ớ
S cứ đi nệ đ ng ộ ph nầ ng tứ ỷ lệ v iớ t cố độ quay c aủ rôto:
: là hệ số k tế c uấ c aủ đ ngộ c .ơ
P: Số đôi c cự từ chính.
N: Số thanh d nẫ tác d ngụ c aủ cu nộ ng.ứ
a: Số m chạ nhánh song song c aủ cu nộ ng. ứ
I≡ KTđm
ừ ộ ự ừ I≡ KT : t thông kích t ừ ướ d i m t c c t
ơ ủ ộ ơ ệ ộ ề ặ ừ ộ ậ
1.2.1.2 Đ c tính c c a đ ng c đi n m t chi u kích t
đ c l p
ươ ơ ặ ạ Ph ng trình đ c tính c nhân t o:
ươ ơ ự Ph ặ ng trình đ c tính c t nhiên:
9
ượ Gi t ph n ng ph n ng đ
ả ứ ươ ươ ượ ng trình ể c bi u
ầ ứ ắ ữ ế ả thi ố ộ ặ đ c tính t c đ và ph ễ di n trên Hình1.2 và Hình 1.3 là nh ng đ ủ ừ thông = const, thì các ph c bù đ , t ồ ị ủ ế ơ ng trình đ c tính c là tuy n tính. Đ th c a chúng đ ẳ ườ ng th ng.
ố ộ ơ ệ ặ ặ ơ Hình 1.2: Đ c tính t c đ (c đi n) Hình 1.3: Đ c tính c
ồ ị ư Theo các đ th trên, khi I =0, M=0 , ta có:
ố ố ộ ọ ưở ủ ộ o đ ơ ng c a đ ng c . Đó là t c đ
ả c g i là t c đ không t ể ạ ượ ở ế ộ ộ c ộ i lý t ơ ch đ đ ng c vì không bao gi ố ộ ờ ả x y
ườ ượ ơ ớ l n nh t c a đ ng c mà không th đ t đ c = 0. ra tr T c đ ω ấ ủ ộ ợ ng h p M
ω Khi = 0 , ta có
ọ ắ ệ ạ ắ
ớ ượ ấ ầ ủ ệ
ấ ườ ợ
ạ ớ ượ ệ ạ ấ ủ ộ ắ ầ i l n quá kéo không đ ơ ộ c. Dòng đi n I i vì b k t ho c t
nm = (10 ÷20)Iđm
ị Mômen Mnm và Inm g i là mômen ng n m ch và dòng đi n ng n m ch. Đó là giá tr ố ơ ệ ớ mômen l n nh t và dòng đi n l n nh t c a đ ng c khi đ c c p đi n đ y đ mà t c ả ở ộ ằ ng h p này x y ra khi b t đ u m máy và khi đ ng c đang ch y mà đ b ng 0. Tr ặ ả ớ ị ẹ ạ ị ừ nm này l n và b d ng l ằ ườ ng b ng: I th
ơ ế ệ ượ ể ộ ồ ạ ỏ Nó có th gây cháy h ng đ ng c n u hi n t ng t n t i kéo dài.
10
ộ ơ ừ ộ ậ đ c l p
ở ề ở ấ 1.2.2 M máy đ ng c kích t * V n đ m máy:
ư mm = 0
ở Khi m máy : n=0 => E
ườ Th ng :
Thay vào I đmư = (20 ÷ 25). Iđm
Dòng Imm l n :ớ
ơ ễ ở
ệ ủ ệ ẫ
ế
ớ ộ Mmm l n => đ ng c d m máy. ấ ớ Cháy l p cách đi n c a dây qu n. Cháy dây d n đi n. ạ Bi n d ng rãnh stator.
ụ ắ * Cách kh c ph c:
Iư mm = (1,8 ÷ 2,5). Iđm =
Cách 1 :Gi m Uả ở ư khi m máy.
ầ ứ ạ Cách 2 : Gi Uữ ư = U ư đm thì thêm Rf vào m ch ph n ng.
1.3 CÁC PH
NG PHÁP ĐIỀU KHI NỂ T CỐ ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH
ƯƠ Ừ Ộ Ậ T Đ C L P
ế Khi xem xét phương trình đ cặ tính cơ c aủ đ ngộ cơ đi nệ m tộ chi uề kích từ đ cộ hệ ω=f(M) phụ thu cộ các thông số đi nệ U, φ, Rư . Sự thay đ iổ t quan l p,ậ ta đã bi Σ
ở iả nào đó, t cố độ đ ngộ cơ sẽ khác nhau các
các thông số này sẽ cho những họ đ cặ tính cơ khác nhau. Vì v y,ậ v iớ cùng m tộ đặc tính cơ khác nhau. Như mômen t v y,ậ đ ngộ cơ điện m tộ chi uề kích từ độc l pậ có th để ược đi u chề ố ộ ằ ỉnh t c đ b ng các phương pháp sau đây:
11
ổ ừ ề ỉ ố ộ ằ 1.3.1 Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i t thông
ố
ơ ộ thông đ ng c , ta ti n hành thay đ i dòng đi n kích t ở ắ ươ
ệ ạ
ể ả
thông. Khi gi m t ừ ở ỉ ố ộ ố ơ ả ớ ả ừ ủ ệ ổ ộ ế ơ ổ ừ c a Mu n thay đ i t ỉ ừ ố ế ở ạ ệ ộ . Rõ ràng ph m ch kích t ng pháp này ch đ ng c qua m t đi n tr m c n i ti p ừ ỉ ệ ể ả ừ cho phép tăng đi n tr vào m ch kích t , nghĩa là ch có th gi m dòng đi n kích t ặ ừ ừ ổ ề thông, đ c (Ikt ≤ Iktđm) do đó ch có th thay đ i v phía gi m t ư ơ thông nh hình1.4: tính d c h n và có t c đ không t ả ọ ặ i l n h n. H đ c tính gi m t
ố ộ ộ ơ ệ ề ề ộ ỉ ừ Hình 1.4 Đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi u kích t
ằ ươ ổ ừ ừ ộ ậ đ c l p b ng ph ng pháp thay đ i t thông kích t
ươ ố ộ ằ ổ ừ ề ỉ ể ặ Ph ng pháp đi u ch nh t c đ b ng thay đ i t thông có các đ c đi m sau:
ố ộ ả ưở ủ ặ ơ i lý t ng c a đ c tính c càng tăng,
ơ ớ ả ừ T thông càng gi m thì t c đ không t ố ộ ộ t c đ đ ng c càng l n.
ơ ả ộ ứ ả ặ ừ Đ c ng đ c tính c gi m khi gi m t thông.
ể ề ề ả ỉ ỉ ơ Có th đi u ch nh tr n trong d i đi u ch nh: D 3:1.≈
ổ ố ộ ề ể ề ỉ ỉ Ch có th đi u ch nh thay đ i t c đ v phía tăng.
ả ặ ơ ừ Do đ d c đ c tính c tăng lên khi gi m t
ố ộ ở
i không l n (M1) thì t c đ tăng khi t ả ể ả ộ ố ớ ả ộ ặ thông nên các đ c tính s c t nhau ả ớ i l n ỉ ử ẽ ắ vùng t ng pháp này ch s ả thông gi m. Còn ươ ự ế , ph ừ i. Th c t
ặ ớ ớ ị ứ ả ớ và do đó, v i t ố (M2) t c đ có th tăng ho c gi m tùy theo t ụ ở i không quá l n so v i đ nh m c. vùng t d ng
ươ ấ ế ộ ự ệ ở ạ ệ ề ố ỉ Ph ng pháp này r t kinh t vì vi c đi u ch nh t c đ th c hi n m ch kích
12
ừ ứ ủ ầ ứ ề ấ ổ ị ỉ ừ ớ t v i dòng kích t là (1÷10)% dòng đ nh m c c a ph n ng. T n hao đi u ch nh th p.
ố ộ ằ ổ ệ ỉ ầ ứ 1.3.2 Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i đi n tr m ch ph n ng
ề ơ ồ ầ ứ ặ S đ nguyên lý n i dây nh Hình1.5. Khi tăng đi n tr ph n ng, đ c tính c
ữ ơ ả ưở ở ở ạ ơ ở ệ ổ ọ ặ ng. H đ c tính c khi thay đ i i lý t
ư ư ố ư ố ơ ố ộ ẫ d c h n nh ng v n gi nguyên t c đ không t ầ ứ ở ạ ệ đi n tr m ch ph n ng nh Hình1.5
ủ ươ ố ộ ằ ở ở ề ệ ổ ỉ ng pháp đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i đi n tr
ể Đ c đi m c a ph ầ ứ ạ ặ m ch ph n ng:
ệ ặ ớ ộ ố Đi n tr m ch ph n ng càng tăng, đ d c đ c tính c càng l n, đ c tính c ơ
ề ị ở ạ ộ ổ ầ ứ ố ộ ặ ố ố ộ ơ ớ càng m m và đ n đ nh t c đ càng kém, sai s t c đ càng l n.
ươ ổ ố ộ ề ề ả ỉ ỉ Ph ng pháp ch cho phép đi u ch nh thay đ i t c đ v phía gi m (do ch có
ể ệ ở ỉ th tăng thêm đi n tr ).
ệ ờ ầ ứ ạ ổ vào m ch ph n ng cho nên t n hao
ở Vì đi u ch nh t c đ nh thêm đi n tr ớ ệ ề ỉ ấ ướ ạ ệ ở ộ t trên đi n tr càng l n. ố i d ng nhi công su t d
ả ị ố ụ ề ả ỉ
ộ ươ ả ề ỉ ỉ ề ỏ ch nh càng nh . Nói chung, ph ỏ ả D i đi u ch nh ph thu c vào tr s mômen t i. T i càng nh (M1) thì d i đi u 5:1.≈ ả ng pháp này cho d i đi u ch nh: D
ố ộ ộ ơ ệ ề ề ộ ỉ Hình 1.5: Đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi u kích
ằ ươ ầ ứ ệ ổ ở ừ ộ ậ t đ c l p b ng ph ng pháp thay đ i đi n tr ph n ng.
ề ề ơ ờ ươ V nguyên t c, ph
ỉ ở ẽ ể ệ ổ ắ ớ ư nh ng vì dòng rotor l n nên vi c chuy n đ i đi n tr s khó khăn. Th c t ổ ệ ng pháp này cho đi u ch nh tr n nh thay đ i đi n tr ự ế ườ ệ ng s th ở ử
13
ừ ệ ể ấ ổ ở ụ d ng chuy n đ i theo t ng c p đi n tr .
ố ộ ằ ệ 1.3.3 Đi u chề ỉnh t c đ b ng cách thay đ i đ ổ i n áp ph n ầ ngứ
ơ ượ ừ ộ c bi u di n nh trên Hình 1.6. T thông đ ng c đ c gi ữ
ượ ầ ứ ơ ồ ổ ổ S đ nguyên lý đ ệ không đ i. Đi n áp ph n ng đ ể ư ượ ấ ừ ộ ộ ế m t b bi n đ i. ễ c c p t
Khi thay đ iổ đi nệ áp c pấ cho cu nộ dây ph nầ ng,ứ ta có các họ đ cặ tính cơ ngứ
ả v iớ các t cố đ ộ không t i khác nhau, song song và có cùng ộ ứ đ c ng.
Đi nệ áp U chỉ có thể thay đ iổ về phía gi mả (U
cho phép đi u chề ố ộ ỉnh gi mả t c đ .
ố ộ ộ ơ ệ ề ề ộ ỉ ừ ộ ậ Hình 1.6 Đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi u kích t đ c l p
ươ ầ ứ ệ ổ ằ b ng ph ng pháp thay đ i đi n áp ph n ng.
14
ệ ề ỉ ổ ố ộ Hình 1.7: Quá trình thay đ i t c đ khi đi u ch nh đi n áp
ề ộ ộ ề ỉ ừ ộ ậ ệ ằ đ c l p b ng bi n pháp thay
ơ ệ Đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi u kích t ể ặ ệ ố ầ ứ ộ ổ đ i đi n áp ph n ng có các đ c đi m sau:
ố ộ ộ ầ ứ ệ ơ ỏ ả Đi n áp ph n ng càng gi m, t c đ đ ng c càng nh .
ộ ả ề ề ơ ỉ ỉ Đi u ch nh tr n trong toàn b d i đi u ch nh.
ộ ứ ơ ữ ộ ả ề ổ ỉ ặ Đ c ng đ c tính c gi không đ i trong toàn b d i đi u ch nh.
ộ ụ ố ả
ỉ ứ ơ ấ ấ ạ ặ ả
ố ố ộ ươ ủ ặ ơ ấ ượ ư ớ ề ộ Đ s t t c tuy t đ i trên toàn d i đi u ch nh ng v i m t mômen là nh nhau. ấ ủ ỉ i đ c tính c th p nh t c a d i đi u ch nh. Do ấ t quá sai
ề ng đ i (sai s tĩnh) c a đ c tính c th p nh t không v ả ỉ ệ ố ố ẽ ớ ộ ụ ố ươ ng đ i s l n nh t t Đ s t t c t ố ố ậ v y, sai s t c đ t ề ố s cho phép cho toàn d i đi u ch nh.
ủ ề ả ỉ ươ ể D i đi u ch nh c a ph ng pháp này có th : D ~ 10:1.
ỉ ể ề ổ ớ ư ố ộ ề ể ả ỉ ỉ
Ch có th đi u ch nh t c đ v phía gi m (vì ch có th thay đ i v i U ≤ Uđm).
ươ ổ ơ ộ ộ ệ ề ể ể ầ ồ ỉ ng pháp đi u ch nh này c n m t b ngu n đ có th thay đ i tr n đi n áp
Ph ra.
ơ là ph liên t cụ t cố độ đ ngộ c trong vùng
ứ ố ớ ộ ơ ố ộ ị ơ ộ Đây→ ngươ pháp duy nh tấ có thể đi uề ch nhỉ ề . ố ộ ấ t c đ th p h n t c đ đ nh m c đ i v i đ ng c m t chi u
ươ ngươ pháp đi uề ch nhỉ
ấ ơ ả ng ọ ệ ể ầ ứ ề
ề ư ộ ơ ệ ươ ề ⇒ Qua vi cệ xét ba ph ệ ỉ pháp đi u ch nh đi n áp ph n ng là tri ể ề ph t cố độ đ ngộ cơ ta th y ph ể t đ và có nhi u u đi m h n c nên ta ch n ể ố ộ ộ ng pháp này đ đi u khi n t c đ đ ng c đi n m t chi u.
15
16
ƯƠ Ể Ộ Ơ Ề Ể Ừ CH NG 2. TÌM HI U MÔ HÌNH ĐI U KHI N Đ NG C DC KÍCH T
Ộ Ậ Đ C L P TRONG MATLAB
ự ọ 2.1 L a ch n mô hình :
ề ể ố ộ ủ ộ Speed Control of a DC Motor using BJT HBridge ( Đi u khi n t c đ c a đ ng
ư ầ ử ụ ỉ ơ c DC s d ng BJT Ch nh l u c u H )
ườ ẫ
Đ ng d n vào mô hình Demo: MATLAB =>Help => Demos=>
SimPowerSystems=> Demos => Power Electronics Models => Speed Control of a
DC Motor using BJT HBridge
17
ạ ộ ứ ủ ể
2.2 Tìm hi u cách th c ho t đ ng c a mô hình
ế ị 2.2.1 Thi t b trong mô hình
18
Q1:
ộ ệ ự
ậ ặ ậ ạ
ộ ớ ệ Th c hi n m t linh ki n IGBT song song v i ộ ạ ả ủ m t lo t m ch d p RC ( ngăn ch n h u qu c a ộ ệ ắ t dòng đ t ng t ). vi c t
ở ộ ệ ở tr ng thái m , IGBT có đi n tr n i ( Ron )
ộ ả Ở ạ và cu n c m ( Lon).
ế ứ ả
ộ Ở ạ ố ớ ầ c đ t
ạ ả ụ Đ i v i h u h t các ng d ng, cu n c m ph i ượ ặ ở ứ ằ m c b ng không. đ tr ng thái đóng, ở IGBT có tr kháng vô h n.
D1:
ộ ệ ự
ậ ạ ặ ậ
ộ ớ ệ Th c hi n m t linh ki n Diode song song v i ộ ạ ả ủ m t lo t m ch d p RC ( ngăn ch n h u qu c a ộ ệ ắ t dòng đ t ng t ). vi c t
ở ộ ệ ở tr ng thái m , Diode có đi n tr n i ( Ron )
ộ ả Ở ạ và cu n c m ( Lon).
ố ớ ầ ộ ả ụ ộ
ế ượ ặ ằ ứ Đ i v i h u h t các ng d ng, cu n c m n i nên đ c đ t b ng không.
ạ ở ế ộ ạ ch đ tr ng thái
ở Tr kháng Diode là vô h n đóng.
19
ộ ệ ự
ệ ộ ố ớ
ng quay ho c ườ ệ ượ ặ ố ế
ừ ộ ậ ề ộ ặ ề ừ ườ tr Th c hi n m t máy đi n m t chi u (t ừ ườ ử tr ng nam châm vĩnh c u).Đ i v i DC t ng quay, đ ế ế ố ế ẫ ượ ấ c c c p đ n vùng k t n i vì th máy đi n đ d n đ ấ ư xem nh kích t đ c l p , đ u song song ho c n i ti p ệ máy đi n m t chi u.
Bus
ư
ườ ấ c t o ra t
ủ ự ằ ậ ừ ng ầ
ể ọ ầ ả
ể ệ
ử ụ ể ắ
ế ạ ư ự ặ ể ầ ọ
ệ ấ ơ ầ ố Kh i này ch p nh n bus nh là đ u vào có ọ ể ượ ạ th đ i dùng và l a ch n ị ặ bus ho c xác đ nh đ u ra c a nó b ng cách ể ố ượ ử ụ ng bus. Bên trái bus th s d ng đ i t ử ụ ầ ệ ệ hi n các tín hi u đ u vào. S d ng các nút ệ Select đ ch n tín hi u đ u ra. Bên ph i bus ấ ọ th hi n các l a ch n. S d ng nút nh n i các Up, Down, ho c Remove đ s p x p l ể ự l a ch n. Ki m tra ' Đ u ra nh bus ' đ xu t tín hi u đ n.
20
21
ạ ộ ủ ể ả ạ ị Màn hình hi n th ph m vi ho t đ ng c a dòng ch y IGBT và Diode.
ủ ộ ạ ộ ơ ị
ủ ố ộ Màn hình hi n th ph m vi ho t đ ng c a t c đ quay c a đ ng c ( vòng/phút), dòng ứ ể ả ạ i moment (N.m). ng (A) và t
22
ả ạ ộ 2.2.2 Mô t nguyên lý ho t đ ng:
ượ ử ụ ứ ụ c s d ng cho các ng d ng v b chuy n m ch
ạ ộ ở ạ ể vùng bão
ế ữ ộ ấ ộ ậ ả c khai tri n gi a b thu và b phát (trong kho ng 1 V).
ế ị ể ể ố ề ộ Bipolar Junction Transistor (BJT) đ ư ộ ạ ộ công su t,ho t đ ng nh m t IGBT. Khi đang ti n hành (BJT ho t đ ng ệ hoà), m t đi n áp thu n Vf đ Do đó kh i IGBT có th đ ộ ượ ể ượ ử ụ c s d ng đ mô hình hóa các thi t b BJT.
ổ ỏ ể ệ ể
ộ ở ể ặ ơ ệ ỏ ộ
ạ ả ạ ộ ả i
ươ ậ
ề ướ c (5 HP 240V 1750 rpm). Nó mô ph ng m t lo i qu t t ố ộ ị ớ thu n v i bình ph ệ ỳ ộ ố
ổ ề ố Kh i IGBT không mô ph ng dòng c ng đi u khi n BJT ho c IGBT. Vi c chuy n đ i ặ ử ụ ượ c đi u khi n b i m t tín hi u mô ph ng (1/0). Đ ng c DC s d ng mô hình đ t đ ỏ ẵ i (trong đó Moment t s n tr ế ổ ừ ể ệ ỷ ệ 0 đ n ng t c đ ). Đi n áp trung bình có th thay đ i t l là t ế ừ 240 V khi chu k làm vi c (quy đ nh trong kh i Máy phát xung) dao đ ng t 0 đ n 100%.
ỏ ầ
ờ ố ặ ồ ượ ậ ồ ượ c kích
ạ ệ ơ ế ế ặ c b t đ ng th i: Q1 và Q4 ho c Q2 và Q3. Khi Q1 và Q4 đ ngu n Vcc đ n Q1, qua đ ng c đ n Q4 đ
ộ ạ ộ ư
ệ t. Khi Q2 và Q3 đ
ơ ắ do khi Q1 và Q3 t ế ồ ự ể ạ ừ ộ ồ ậ c kích ho t, dòng đi n trong m ch có ơ ngu n Vcc đ n Q2, qua đ ng c đ n Q3 đ v GND. Lúc này, đ ng c
ạ ể ề ư ượ ự ề ượ ơ ế ạ ộ c. và diode D1D4 ho t đ ng nh diode quay t ạ ộ do khi Q2 và Q3
C u H bao g m b n c p BJT / Diode (BJT mô ph ng theo mô hình IGBT). Hai transistors đ ể ể ạ ừ ạ ho t, dòng đi n trong m ch có th ch y t ề ộ ề v GND. Lúc này, đ ng c quay theo chi u thu n và diode D2D3 ho t đ ng nh diode quay t th ch y t quay theo chi u ng t.ắ t
ổ ố ộ ộ ể ễ ơ 2.2.3 Bi u di n thay đ i t c đ đ ng c
ể ố ộ ơ ằ ề ề ệ ỉ Mô hình cho phép ta đi u khi n t c đ ng c b ng cách đi u ch nh đi n áp
ể ế ệ ỳ ị
0 đ n 240 V khi chu k làm vi c (quy đ nh trong ế ệ ố ộ Đi n áp trung bình có th thay đ i t kh i Máy phát xung) dao đ ng t ổ ừ ừ 0 đ n 100%.
ộ ơ ắ ầ ề ươ ớ Đ ng c b t đ u theo chi u d ợ ng h p 1:
ạ ộ ộ ỳ ầ ứ ộ ả ệ
ườ ệ ượ ơ ạ ướ ộ ng v i chu k ho t đ ng là 75% Tr (đi n áp DC trung bình là 180V). T i t = 0.5 giây. Đi n áp ph n ng đ t ng t đ o ng c và đ ng c ch y theo h ạ ng âm.
23
ấ ố ộ ộ ầ ứ ệ ơ ả Scope 1 cho th y t c đ đ ng c , dòng đi n ph n ng và mô men t i
ấ ả Scope 2 cho th y các dòng ch y trong BJT Q3 và diode D3.
24
ộ ơ ắ ầ ề ươ ớ Đ ng c b t đ u theo chi u d ợ ng h p 2:
ạ ộ ộ ỳ ầ ứ ộ ả ệ
ườ ệ ượ ơ ạ ướ ộ ng v i chu k ho t đ ng là 50% Tr (đi n áp DC trung bình là 120V). T i t = 0.5 giây. Đi n áp ph n ng đ t ng t đ o ng c và đ ng c ch y theo h ạ ng âm.
ấ ố ộ ộ ầ ứ ệ ơ ả Scope 1 cho th y t c đ đ ng c , dòng đi n ph n ng và mô men t i
ấ ả Scope 2 cho th y các dòng ch y trong BJT Q3 và diode D3.
25
ộ ơ ắ ầ ề ươ ớ Đ ng c b t đ u theo chi u d ợ ng h p 3:
ườ ệ ạ ộ ộ ỳ ầ ứ ộ ả ạ ượ c
ướ ộ ng v i chu k ho t đ ng là 30% Tr ệ (đi n áp DC trung bình là 72V). T i t = 0.5 giây. Đi n áp ph n ng đ t ng t đ o ng ơ ạ và đ ng c ch y theo h ng âm.
ấ ố ộ ộ ầ ứ ệ ơ ả Scope 1 cho th y t c đ đ ng c , dòng đi n ph n ng và mô men t i
26
ấ ả Scope 2 cho th y các dòng ch y trong BJT Q3 và diode D3.
27
ộ ơ ắ ầ ề ươ ớ Đ ng c b t đ u theo chi u d ng v i chu k ho t đ ng là 100% ợ ng h p 4:
ạ ộ ộ ỳ ầ ứ ộ ả ệ ạ
ườ ệ ượ ơ ạ ướ ộ Tr (đi n áp DC trung bình là 240V). T i t = 0.5 giây. Đi n áp ph n ng đ t ng t đ o ng c và đ ng c ch y theo h ng âm.
ấ ố ộ ộ ầ ứ ệ ơ ả Scope 1 cho th y t c đ đ ng c , dòng đi n ph n ng và mô men t i
ấ ả Scope 2 cho th y các dòng ch y trong BJT Q3 và diode D3.
28
Ậ Ầ Ế PH N K T LU N
ượ ủ ề ể Ư u nh c đi m c a đ tài:
ề ượ ố ươ
ộ ộ ề ơ ằ ố
ụ ế ị ơ ệ ạ ơ ệ ầ ợ t, thi
ơ ể ổ u Ư đi m:ể Đi u khi n đ c t c đ đ ng c b ng ph ng pháp thay đ i đi n áp. ề ộ ộ ỉ ơ ệ ộ Đ ng c đi n m t chi u cho phép đi u ch nh t c đ quay liên t c trong m t ph m vi ề ả ườ ộ r ng và trong nhi u tr t b đ n gi n h n và ế ị ề ơ ẻ ề r ti n h n các thi ộ ơ ặ ặ ng h p c n có đ c tính c đ c bi ể ủ ộ t b đi u khi n c a đ ng c ba pha.
ượ ể ố ộ ằ ể ề ư ươ ổ ừ Nh c đi m: ể Ch a th đi u khi n t c đ b ng hai ph ng pháp thay đ i t thông và
ụ ở ạ ơ ộ ử ụ ầ ứ ậ ở ổ ộ ộ ệ thay đ i đi n tr ph ề m ch ph n ng. Đ tin c y khi s d ng đ ng c m t chi u
ơ ơ ớ ộ ệ ố ế ấ ơ ồ ộ ổ th p h n s v i đ ng c không đ ng b do có h s ti p xúc ch i than…
ự ế ả ụ Kh năng áp d ng trong th c t :
ơ ệ ề ộ ộ ượ ử ụ ấ ộ ệ ộ Đ ng c đi n m t chi u đ c s d ng r t r ng rãi. Trong công nghi p, đ ng c ơ
ề ệ ượ ủ ụ ở ữ ầ ặ ầ ở ớ ơ ộ đi n m t chi u đ c s d ng ề nh ng n i yêu c u m máy l n ho c yêu c u đi u
ố ộ ằ ơ ệ ề ặ ẳ ạ ộ ộ ộ ỉ ch nh t c đ b ng ph ng và ph m vi r ng. Vì đ ng c đi n m t chi u có đ c tính làm
29
ệ ấ ố ề ề ậ ạ ặ ộ ộ ố ỉ ỉ vi c r t t t trên các m t đi u ch nh t c đ (ph m vi đi u ch nh r ng, th m chí t ừ ố t c
ộ ằ đ b ng không)
ố ớ ấ ề ủ ề ủ ả ậ Nh n xét c a b n thân đ i v i v n đ c a đ tài:
ệ ể ề ặ
ư ừ ệ ề ồ
ể ớ ự ộ ự ứ ề ế ề ầ ị ầ Trong quá trình tìm hi u nhóm g p khá nhi u khó khăn trong vi c tìm hi u ph n ề m m matlab, nh ng v i s kiên trì, tích c c tìm ki m t nhi u ngu n tài li u, nhóm đã ế ự trang b cho mình m t chút ki n th c v ph n m m Matlab. t
ự ứ ứ ế ạ ượ ề ấ c do ki n th c còn h n ch nên ch a đi sâu đ c nhi u v n đ ề
ơ ộ ế ừ ộ ậ ượ ậ T nh n th c đ ỏ ệ trong vi c mô ph ng mô hình đ ng c DC kích t ư đ c l p.
30
Ụ Ả Ệ DANH M C TÀI LI U THAM KH O
ễ ễ ề ễ ố ị ề [1] Bùi Qu c Khánh, Nguy n Văn Li n, Nguy n Th Hi n:(2006), ệ , ộ Truy n đ ng đi n
ậ ọ ộ ỹ NXB. Khoa h c và k thu t, Hà N i.
[2] https://www.mathworks.com/support/search_results.html?suggestion=&q=
Speed+Control+of+a+DC+Motor+using+BJT+HBridge&q1=Speed+Control+of+a+DC+
Motor+using+BJT+HBridge
