intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Đồ án môn học: Tổng hợp hệ thống truyền động điện

Chia sẻ: Hoàng Minh Tuấn | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:24

248
lượt xem
26
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tổng hợp hệ thống truyền động điện trình bày nội dung qua 3 chương về giới thiệu công nghệ xây dựng phương án truyền điện, mô hình hóa hệ thống truyền động điện, tổng hợp hệ thống truyền động điện,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án môn học: Tổng hợp hệ thống truyền động điện

  1. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ, XÂY DỰNG  PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG 1.1 Giới thiệu công nghệ/ bài toán:      Thiết kế hệ thống truyền động điện cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập  với các số liệu ban đầu như sau: Nguồn điện xoay chiều 3 pha 220/380 V. Tải của hệ thống truyền động điện được cho như hình vẽ với: r1/r2 =4;TL= 25  Nm; JL = 0.06 kg.m2 . T1 r1        ωM T2 r2 Hình 1: Sơ đồ công nghệ hệ thống. 1.2 Phân tích yêu cầu công nghệ, đặc tính cơ của tải: a) Yêu cầu công nghệ:     ­Sử dụng động cơ điện một chiều kích từ độc lập điều khiển tốc độ của tải theo yêu cầu về tốc độ như Hình 2.     ­Nguồn điện sử dụng : 220/380V, do đó cần sử dụng bộ biến đổi phù hợp.     ­Hệ thống hoạt động ổn định, bám càng sát với đồ thị tốc độ mong muốn thì càng  tốt.     ­Sai số nằm trong khoảng cho phép.     ­Điều khiển động cơ dễ dàng, điều khiển động cơ có đảo chiều quay. Trang: 1
  2. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                               ω L(rad/s)           100                                                                                                                    4s 6s 7s t         0              1s                          3s         ­110  Hình 2: Đồ thị tốc độ mong muốn của tải. b) Đặc tính cơ của tải:   + Đặc tính cơ của máy sản xuất là quan hệ giữa tốc độ quay và mômen cản của máy sản xuất: Mc = f(ω) hay Mc = f(n)   Trong đó: ω ­ Tốc độ góc (rad/s).                   n ­ Tốc độ quay (vg/ph)                   Mc ­ Mômen cản (N.m).   + Phương trình đặc tính cơ của tải:   Mc = Mco+ (Mđm – Mco)( )α          Trong đó:   Mc ­ mômen ứng với tốc độ ω.                           Mco ­ mômen ứng với tốc độ ω = 0.                           Mđm ­ mômen ứng với tốc độ định mức ωđm.   + Ta có các trường hợp số mũ α ứng với các tải:    Khi α = ­1, mômen tỷ lệ nghịch với tốc độ, tương ứng các cơ cấu máy tiện, doa, máy cuốn dây, cuốn giấy,.... Đặc điểm của loại máy này là tốc độ làm việc càng thấp thì mômen cản (lực cản)  càng lớn.    Khi α = 0, Mc = Mđm= const, tương ứng các cơ cấu máy nâng hạ, cầu trục, thang  máy, băng tải, cơ cấu ăn dao máy cắt gọt,...     Khi α = 1, mômen tỷ lệ bậc nhất với tốc độ, tương ứng các cơ cấu ma sát, máy bào,  máy phát một chiều tải thuần trở.     Khi α = 2, mômen tỷ lệ bậc hai với tốc độ, tương ứng các cơ cấu máy bơm, quạy  Trang: 2
  3. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 gió, máy nén.     Ở hệ thống này , momen cản là loại cơ cấu nâng hạ có α = 0  Mc = Mđm = const                                                    ω (rad/s) α =0 M(N/m)                                                                        M đm Hình 3: Đồ thị đặc tính cơ của tải. 1.3 Chọn phương án truyền động:    Chọn phương án truyền động là dựa trên các yêu cầu công nghệ và kết quả tính chọn công suất động cơ, từ đó tìm ra một loạt các hệ truyền động có thể thỏa mãn yêu cầu đặt ra. Bằng việc phân tích, so sánh các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật các hệ truyền động này kết hợp tính khả thi cụ thể mà ta có thể lựa chọn được một vài phương án hoặc một phương án duy nhất để thiết kế.    Lựa chọn phương án truyền động tức là phải xác định được loại động cơ truyền động một chiều hay xoay chiều, phương pháp điều chỉnh tốc độ phù hợp với đặc tính tải, sơ đồ nối bộ biến đổi đảm bảo yêu cầu truyền động.    Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều (có chổi than) là: Điều chỉnh điện áp phần ứng Điều chỉnh từ thông kích từ Kết hợp điều chỉnh từ thông kích từ và điện áp phần ứng     Phương pháp điều chỉnh điện trở phụ trong mạch phần ứng hầu như không được  sử dụng trong các hệ có yêu cầu chất lượng cao do tổn hao công suất. Trang: 3
  4. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 ­ Phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng có đáp ứng được đặc trưng bằng  hằng số thời gian có giá trị nhỏ. ­ Ngược lại, hằng số thời gian đặc trưng cho đáp ứng của phương pháp điều  chỉnh từ thông kích từ có giá trị lớn hơn gấp 10­100 lần so với phương pháp  điều chỉnh điện áp phần ứng. ­ Hằng số thời gian lớn làm cho phương pháp điều chỉnh từ thông kích từ có đáp  ứng chậm. ­ Phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng phù hợp cho việc điều chỉnh tốc độ  động cơ dưới tốc độ định mức. Còn phương pháp điều chỉnh từ thông kích từ  phù hợp để điều chỉnh trên tốc độ định mức. ­ Các phương pháp điều chỉnh truyền động hiện  đại: bộ điều khiển được tự  động điều chỉnh trong quá trình hoạt động dựa trên các tham số(dã được nhận  dạng) của động cơ và của các thành phần khác trong hệ. ­ Phương pháp điều chỉnh nối tầng thường được sử dụng phổ biến với đặc  điểm: + mạch vòng dòng điện/momen đáp ứng nhanh. + mạch vòng tốc độ đáp ứng chậm hơn. + mạch vòng vị trị đáp ứng chậm nhất, hoặc không cần thiết.      Ở đây ta chọn phương án truyền động cho động cơ một chiều kích từ độc lập, có  đảo chiều và hoạt động ở 2 góc phần tư, điều khiển đảo chiều bằng cách thay đổi  điện áp phần ứng. 1.4 Sơ đồ khối cấu trúc của hệ thống truyền động điện: Trang: 4
  5. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 1.5 Tính chọn công suất động cơ:      Nguồn động lực trong một hệ thống truyền động điện là động cơ điện. Các yêu  cầu kỹ thuật, độ tin cậy trong quá trình làm việc và tính kinh tế của hệ thống  truyền động điện phụ thuộc chính vào sự lựa chọn đúng động cơ điện và phương  pháp điều khiển động cơ.      Chọn một động cơ điện cho một hệ thống truyền động điện bao gồm nhiều tiêu  chuẩn phải đáp ứng: Động cơ phải có đủ công suất kéo. Tốc độ phù hợp và đáp ứng được phạm vi điều chỉnh tốc độ với một  phương pháp điều chỉnh thích hợp. Thỏa mãn các yêu cầu mở máy và hãm điện. Phù hợp với nguồn điện năng sử dụng (loại dòng điện, cấp điện áp...). Thích hợp với điều kiện làm việc (điều kiện thông thoáng, nhiệt độ, độ ẩm,  khí độc hại, bụi bặm, ngoài trời hay trong nhà...).      Việc chọn đúng công suất động cơ có ý nghĩa rất lớn đối với hệ truyền động  điện. Trang: 5
  6. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 Nếu nâng cao công suất động cơ chọn so với phụ tải thì động cơ sẽ kéo dễ dàng  nhưng giá thành đầu tư tăng cao, hiệu suất kém và làm tụt hệ số công suất cosθ  của lưới điện do động cơ chạy non tải. Ngược lại nếu chọn công suất động cơ  nhỏ hơn công suất tải yêu cầu thì động cơ hoặc không kéo nổi tải hay kéo tải một  cách nặng nề, dẫn tới các cuộn dây bị phát nóng quá mức, làm giảm tuổi thọ động  cơ hoặc làm động cơ bị cháy hỏng nhanh chóng.     Để tính chọn công suất động cơ trong hệ thống có điều chỉnh tốc độ cần phải  biết những yêu cầu cơ bản sau: a) Đặc tính phụ tải Pyc(ω), Myc(ω) và đồ thị phụ tải: Pc(t), Mc(t),ω(t); b) Phạm vi điều chỉnh tốc độ: ωmax và ωmin. c) Loại động cơ (một chiều hoặc xoay chiều) dự định chọn. d) Phương pháp điều chỉnh và bộ biến đổi trong hệ thống truyền động cần phải định hướng xác định trước.   1.5.1 Xây dựng đồ thị mong muốn của động cơ: Công thức:    ω L/ω M  = r1/r2 =4 => ω M = ω L/4                   ω M(rad/s)           25                                                                                                                    4s 6s 7s t         0              1s                          3s Trang: 6
  7. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                         ­27,5  Hình 4: Đồ thị tốc độ mong muốn của động cơ. 1.5.2 Xây dựng đồ thị mô men mong muốn của tải:           Dựa vào đồ thị tốc độ mong muốn của tải và các thông số đã cho,ta tính được  mô men mong muốn của tải tại từng thời điểm:     Ta có T2 = TL + JL Từ 0 đến 1s:  T2 = TL + JL  = 25+ 0,06.100 = 31 (N.m). Từ 1 đến 3s:    = 0  T2 = 25 (N.m). Từ 3 đến 4s: T2 = TL + JL   = 25+0,06.100 = 31 (N.m). Tại 4s: t=0,1s  T2 = TL + JL  = 25+0,06  = 91 (N.m). Từ 4 đến 6s:    = 0  T2 = 25 (N.m). Tại 6 đến 7s:  T2 = TL + JL  = 25 +0,06.110 = 31,6 (N.m).            T2(N.m)                                                                                                               91     31,6        25       t         0 1s                    3s 4s 6s 7s                      Hình 5 : Đồ thị momen  mong muốn của tải. 1.5.3 Xây dựng đồ thị mô men mong muốn của động cơ: Mô men quy về trục động cơ: Tem =   T2 =   T2 = 4*T2 Từ 0 đến 1s: Tem = 124 (N.m)  Từ 1 đến 3s: Tem = 100 (N.m) Trang: 7
  8. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 Từ 3 đến 4s: Tem = 124 (N.m) Tại 4s: Tem = 364 (N.m) Từ 4 đến 6s: Tem = 100 (N.m) Từ 6 đến 7s: Tem = 126,4(N.m)            Tem(N.m)                                                                                                              364   126,4      100       t         0 1s                    3s 4s 6s 7s                      Hình 6 : Đồ thị momen mong muốn của động cơ. 1.5.4 Lập biểu đồ phụ tải sơ bộ: Quy đổi sang công suất động cơ: Ta có: P = Tem.ωM Trong đó: P là công suất động cơ                  Tem là momen tải                  ωM là tốc độ quay của roto   Từ 0 đến 1s: P= Tem.ωM   = 124.25t = 3100t(w)   Từ 1 đến 3s: P= Tem.ωM = 100.25 = 2500(w)   Từ 3 đến 4s: P= Tem.ωM  = 124.(100­25t) =12400­3100t (w)    Tại 4s: P= Tem.ωM  =  364.(­27,5) = ­10010(w)    Từ 4 đến 6s: P= Tem.ωM = 100.(­27,5) = ­2750(w)   Từ 6 đến 7s: P= Tem.ωM  = 126,4.(27,5t­192,5) = 3476t­24332(w) Trang: 8
  9. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                   Hình 7 :Đồ thị công suất động cơ. Công suất cực đại Pmax = 10010 W Với   P1 = 3100 W , t1 = 1s          P2 = 2500 W , t2 = 2s P3 = 3100 W , t3 = 1s         P4 = 10010 W , t4 = 0,1s         P5 = 2750 W , t5 = 2s         P6 = 3476 W , t6 = 1s => Pđt =3116 (W) Hệ số dự trữ  k = 1,2 1,4 chọn k = 1,4 Vậy Pđt = 3116*1,4 = 4362,4(W) Chọn động cơ loại LAK2132­2M­EM4976 của hãng TT Electric có các thông  số: 1 Điện áp định mức (VDC)                    110 2 Công suất định mức (W) 4600 3 Momen định mức (N.m) 63.1 4 Momen xoắn cực đại (N.m) 90 Trang: 9
  10. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 5 Tốc độ định mức (vòng/phút) 1500 6 Dòng điện định mức (A) 51 7 Dòng điện cực đại (A) 67 8 Điện trở (ohms) 0.162 9 Cảm kháng (mH) 0.0082 10 Khối lượng (kg) 14 Kiểm nghiệm lại các thông số động cơ : ­ n = 1500 vòng/phút =>  nc = 238 vòng/phút   cần sử dụng hộp số giảm tốc ( gearbox )            tỉ lệ  n =    chọn gearbox có các thông số cơ bản sau : Thông số Giá trị Đơn vị Tỷ số 7:1 Momen đầu trục 10 N.m Momen lớn nhất 35 N.m Tốc độ đầu vào 4000 Vòng/p ­ Kiểm tra momen đông cơ : momen đầu trục : T = TN   = 63.1= 441.7 N.m momen lớn nhất động cơ mong muốn  Tmax = 364  thỏa mãn  vậy động cơ đáp ứng được yêu cầu hệ thống truyền động. 1.6  Xác định các tham số của hệ thống: 1.6.1 Các số liệu ban đầu của động cơ Điện áp định mức: Uđm = 110 (V) Công suất định mức : Pđm = 4600 (W) Tốc độ quay định mức: nđm = 1500 (vòng/phút) Dòng điện định mức: Iđm = 51 (A) Trang: 10
  11. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 Mômen quán tính của động cơ: J = 0 Hằng số mômen Km  = 0.59 (N.m/A) Hằng số thời gian của máy biến dòng: Ti = 0.001  Hằng số thời gian của máy phát tốc: Tω = 0.01 (s) 1.6.2 Chọn thyristor cho mạch chỉnh lưu: ̣ ́ ược cực đai đăt lên van:      Điên ap ng ̣ ̣       Unmax = knv.U2                 (1) Vơi U ̀ ̣ ́ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ̉ ́ 2 la điên ap pha hiêu dung phia ha ap cua may biên ap. ́ ́ ́ ́ ̣ ̉ ̣ ́ ̉ Ta co:  Gia tri trung binh cua điên ap chinh l ́ ̀ ưu: Ud = ku.U..cosα = Udo.cosα                   (2) Tư công th ̀ ưc ta co thê suy ra: Điên ap trung binh l ́ ́ ̉ ̣ ́ ̀ ớn nhât cua mach chinh l ́ ̉ ̣ ̉ ưu khi cosα =1 => α = 00 Tư (1), (2) suy ra điên áp ng ̀ ̣ ược cực đai ma thyristor phai chiu: ̣ ̀ ̉ ̣    Trong đo: ; ; ́ Theo đê yêu câu ta co:  U ̀ ̀ ́ d =Uđm=  V    Unmax= = 115 (V). ̉ ́ ̉ ̣ Đê co thê chon van hợp ly, điên ap ng ́ ̣ ́ ược cua van cân chon phai l ̉ ̀ ̣ ̉ ơn h ́ ơn điên ap lam  ̣ ́ ̀ ̣ ược tinh t viêc đ ́ ư công th ̀ ức trên qua hê sô d ̣ ́ ự trữ điên ap  k ̣ ́ u =1,8. ̣ ̣ ́ ược cua van cân chon: Vây điên ap ng ̉ ̀ ̣ Unv =  = 207(V). ̣ ̀ ̣ ̉       Dong điên lam viêc cua van đ ̀ ược tinh theo dong hiêu dung cua s ́ ̀ ̣ ̣ ̉ ơ đô trên (I ̀ v= Ihd).  ̣ ̣ ̣ Dong điên hiêu dung đ ̀ ược tinh:  ́ Ihd = khd.Id       Trong đo:  ́ ̣ ̣ ̣ ̉ Ihd la dong điên hiêu dung cua van. ̀ ̀ ̣ ̉ ̣ ̉ Id la dong điên trung binh cua mach chinh l ̀ ̀ ̀ ưu. ̀ ̣ ́ ́ ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ ́ ̀ ược xac đinh theo      khd la hê sô xac đinh dong điên hiêu dung. Hê sô nay đ ̀ ́ ̣   ̉ ̉ ́ ̉ bang 8.2 (trang 249 sach ĐTCS cua tac gia Lê Văn Doanh), ta co k ́ ́ hd = . ⇒ I1v= Ihd =khd.Id= 51 *=29,5  (A). Trang: 11
  12. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 ̉ Đê van ban d ́ ẫn co thê lam viêc an toan, không bi đanh thung vê nhiêt, phai chon  ́ ̉ ̀ ̣ ̀ ̣ ́ ̉ ̀ ̣ ̉ ̣ ́ ̣ ̣ cac thiêt bi hê thông van h ́ ́ ợp ly. V ́ ơi công suât tai trên ta chon điêu kiên lam viêc cua  ́ ́ ̉ ̣ ̀ ̣ ̀ ̣ ̉ ̉ ̣ ̀ ́ ̉ ̣ ́ ̉ ̣ ́ ̣ van la co canh tan nhiêt va co đu diên tich tan nhiêt, không co quat đôi l ̀ ́ ́ ́ ưu không khi.  ́ Vơi điêu kiên trên thi van đ ́ ̀ ̣ ̀ ược phep lam viêc t ́ ̀ ̣ ới 40%Iđm (đôi v́ ới điêu kiên lam mat  ̀ ̣ ̀ ́ ̀ ươc thi dong điên lam viêc trên van co thê lên đên 90%I băng n ́ ̀ ̀ ̣ ̀ ̣ ́ ̉ ́ đm.  Vơi điêu kiên lam viêc trên: I ́ ̀ ̣ ̀ ̣ 1v =  Iđmv. ̣ 1v = 25%Iđmv hay hê sô d Chon I ̣ ́ ự trữ dong điên k ̀ ̣ i= 4. ⇒ Iđmv = ki.I1v= 4*29,5  = 118(A). Tư hai thông sô U ̀ ́ nv va I ̣ ̣ ̀ đmv ta chon 12 thyristor loai T210 N  co cac thông sô sau: ́ ́ ́ Thông số Giá Trị Điện áp ngược cực đại của van Unmax = 300 V. Dòng điện định mức của van Imax = 210 A. Đỉnh xung dòng điện Ipikmax = 1000 A. Dòng điện của xung điều khiển Igmax = 150 mA. Điện áp xung điều khiển Ugmax = 2,5 V. Dòng điện rò Irmax = 15 mA. Sụt áp trên thyristor ở trạng thái dẫn ΔUmax = 2 V. Tốc độ biến thiên điện áp du/dt = 500 V/s. Thời gian chuyển mạch tq = 15 s. Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép Tmax= 125oC. CHƯƠNG 2 MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 2.1 Mô hình toán học của động cơ: Động cơ điện một chiều kích từ độc lập được sử dụng rộng rãi trong thực tế.Khi  đặt lên dây quấn kích từ một điện áp nào đó thì trong dây quấn kích từ sẽ có dòng  điện và mạch từ của máy sẽ có từ thông Ф. Tiếp đó đặt một giá trị điện áp V lên    mạch phần  ứng thì trong dây quấn phần  ứng sẽ có dòng điện ia chạy qua, tương tác     giữa dòng điện phần  ứng và từ thông kích từ tạo thành mômen  điện từ. Vậy ta có các  phương trình cơ bản của động cơ một chiều. Trang: 12
  13. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                      Để xây dựng mô hình toán học của động cơ một chiều kích từ độc lập ta xét động  cơ làm việc ở chế độ quá độ. Các phương trình mô tả động cơ điện một chiều:  Phương trình cân bằng điện áp phần ứng: Suất điện động cảm ứng:        Momen điện từ: Phương trình mô tả  quan hệ điện­cơ: Trong đó:        V   : Điện áp mạch phần ứng.            Ra    : Điện trở mạch phần  ứng.                                ia      : Dòng điện phần ứng.           La    : Điện cảm mạch phần  ứng.        e    : Sức điện động cảm ứng.           Te    : Mô men động cơ  sinh ra. Chuyển qua miền Laplace:                                                                                    Từ hai phương trình ta xây dựng mô hình toán học của động cơ một chiều như sau : Hình 8 :  Mô hình toán học động cơ điện một chiều kích từ độc lập.        Hàm truyền đạt của tốc độ/điện áp và tốc độ/momen tải:                 Trang: 13
  14. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                                   Động cơ điện một chiểu kích từ độc lập là một hệ thống tuyến tính, vì vậy theo  tính xếp chồng đáp ứng của cả 2 đầu vào điện áp và momen tải chúng ta có: 2.2  Xây dựng mô hình toán học của các khâu trong hệ thống : 2.2.1 Mô hình toán học của Bộ biến đổi : Để có thể đảo chiều cho động cơ, sử dụng hai mạch chỉnh lưu cầu có điều khiển đấu  song song ngược, điều khiển theo phương  pháp điều khiển chung. Sơ đồ Bộ biến đổi  như sau: Hình 9 : Chỉnh lưu đảo chiều dùng 2 bộ biến đổi đấu song song ngược. Điện áp ra của bộ chỉnh lưu :         Vdc =.U.cosα    Trang: 14
  15. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                           trong đó:   U­ điện áp hiệu dụng của nguồn                                α­ góc kích mở thyristor Chọn nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos ta có:             Suy ra    Vdc = .U.                         Vdc =. .Vc                    Vdc = Kr.Vc với Kr = . Uđb = Vcm.cosα => tại điểm giao nhau điện áp điều khiển  Vc = Uđb = Vcm.cosα     Bộ chỉnh lưu hoạt động theo chu kì lấy mẫu của mạch điều khiển. Khoảng thời  gian lấy mẫu gây ra sự trễ của bộ biến đổi. Khi thay đổi điện áp điều khiển, hoặc khi các thyristor thay đổi trạng thái đóng mở, thì  điện áp ra chưa thay đổi ngay lập tức. Góc trễ có thể được hiệu chỉnh và sẵn sàng để thực thi trong khoảng 60o giữa 2  khoảng góc mở của 2 thyristor.  Vì vậy thời gian trễ có thể được lấy bằng một nửa khoảng trễ này: Tr =  x thời gian một chu kì =  .   f = 50 (Hz) => Tr = 1.667 (ms) Bộ chỉnh lưu do đó được mô hình hóa bằng hàm trễ: Gr(s) = Kr. (1.5) Trong trường hợp gần đúng ta có thể viết: Gr(s) =   (1.6) Vậy ta có mô hình toán của bộ chỉnh lưu hình cầu ba pha như sau: Trang: 15
  16. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 Kr Udk(s) Tr.s + 1 Udc(s) Hình 10: Mô hình toán chỉnh lưu hình cầu ba pha. 2.2.1 Mô hình toán học của Cảm biến : a) Phản hồi dòng điện:     Mô hình toán học của phản hồi dòng điện có thể biểu diễn bằng một hệ số  khuếch đại Hc. Trong đa số trường hợp không yêu cầu có bộ lọc. Trong trường hợp cần dùng bộ lọc, một bộ lọc thông thấp được sử dụng. Hằng  số thời gian dưới 10ms thường được sử dụng. b) Phản hồi tốc độ:    Trong các hệ thống trước đây thường dùng máy phát tốc để đo tốc độ. Một  bộ lọc thông thấp có hằng số thời gian dưới 10ms thường được sử dụng.  Hàm truyền đạt của khâu phản hồi tốc độ: Gω =  Trong đó  Kω ­ hệ số khuếch đại của cảm biến Tω ­hằng số thời gian của bộ lọc 2.3 Xây dựng mô hình toán học của cả hệ thống: Trang: 16
  17. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 Tranformer 3 Fast acting contactor 3 Three phase Field ac supply winding i 1/ Kt * Wr TC* i a* + + _ + _ VC cos-1 Vdc- Armature ia Wmr Current Speed Limiter controller Controller HC Tach Filter Load Thay thế  mô hình hàm truyền đạt của động cơ điện một chiều kích từ  độc lập  đã xây dựng ta có: Three- phase ac supply Tl * ia VC va 1 ia TC _ 1 Wm + _ cos-1 + _ Kb + Ra +s.La Bl +sJ e i am Phase- Current controlled controller converter Kb HC Giả thiết trường hợp mô­men tải tỷ lệ với tốc độ của động cơ và cho bởi công thức:  Biến đổi sơ đồ khối mô hình hàm truyền đạt của động cơ: Bl Tl (s) Ia (s) wm(s) V(s) 1 T(s) _ 1 a + _ Kb e + Ra+s.La B1+ s.J E(s) Kb Trang: 17
  18. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 Ia (s) wm(s) V(s) 1 T(s) 1 a + _ Kb e Ra+s.La B1+Bl + s.J E(s) Kb Ia(s) wm(s) V(s) a + 1 1 _ Ra+s.La B1+Bl + s.J E(s) Kb B1+Bl + s.J V(s) a 1+s.Tm Ia(s) Kb/ Bt Wm K1 (1+s.T1 ).(1+ T2 .s) 1 +s.Tm Trong đó, các hàm truyền đạt và hệ số như sau:             Hàm truyền của bộ biến đổi (đã xây dựng ở chương 2):   Bộ điều khiển dòng điện và Bộ điều khiển tốc độ theo phương pháp hàm chuẩn   đã xác định là khâu PI:     Trang: 18
  19. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 Sơ đồ khối hàm truyền đạt của hệ thống: * i a* VC 1+s.Tm Kb/ Bt Wm Wr Gc (s) K1 + Gs(s) + Gc (s) 1 +s.Tm _ _ (1+s.T1 ).(1+ T2 .s) Speed ia Current Coverter Wmr controller Limiter Controller HC Gw(s) Trang: 19
  20. Đồ án môn học:Tổng hợp hệ thống Truyền động điện                 CHƯƠNG 3 TỔNG HỢP HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 3.1 Sơ đồ các mạch vòng của hệ thống điều khiển truyền động điện: 3.2 Tổng hợp mạch vòng dòng điện: Sau một vài phép biến đổi sơ đồ khối, ta có hàm khuếch đại (loop gain function) của  mạch vòng dòng điện như sau: Ta thấy hàm khuếch đại của hệ có bậc 4, vì vậy cần đơn giản hóa hàm truyền để  việc tổng hợp hệ thống được dễ dàng hơn. Trong vùng  lân cận của tần số cắt ta có thể xấp xỉ như sau: Nhờ vậy hàm khuếch đại của hệ số có thể đước đơn giản hóa thành: Trong đó hệ số K được xác định như sau: Có thể thấy được các hằng số thời gian ở mẫu số của hàm truyền đạt  cảu hệ có giá  trị khác nhau: Trang: 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2