giáo trình truyền động điện tự động-phần 10

Chia sẻ: Hoang Thuy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

0
74
lượt xem
16
download

giáo trình truyền động điện tự động-phần 10

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

giáo trình truyền động điện tự động-phần 10

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: giáo trình truyền động điện tự động-phần 10

  1. Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng + Trong qu¸ tr×nh ®¶o chiÒu : sb® = 2; scc ≈ 0, vµ ωcc ≈ - ωo. 2 ⎛M ⎞ M t = t ( s − s bd ) + 2⎜ t ⎟ . st × Tr−êng hîp biÕt sb® vµ scc sÏ tÝnh ®−îc: ⎝ Mc ⎠ Tt M c (5-49) Tt ⎡ 2 s bd ⎤ ⎢( s bd − s cc ) + 2s t ln ⎛ s1 s − s2 ⎞ s − s1 t qd = s2 2 2 ⎥ (5-54) ×⎜ − ⎟ ln ln 4 st ⎣ s cc ⎦ ⎝ s1 − s 2 s bd − s1 s1 − s 2 s bd − s 2 ⎠ ω ωM ⎡M ⎤ 2 ⎛ ⎞ ωo ⎢ t ± ⎜ Mt ⎟ − 1 ⎥ 5% s=2 s 1, 2 = s t Trong ®ã: (5-50) ⎢ Mc ⎥ ⎝ Mc ⎠ Mt ⎣ ⎦ M1 Jω o M(t) 5% Mn Tt = Mc (5-51) ω(t) Mt s=1 M t 0 t1 tm 0 Mc Mn Mt * Khi kh«ng t¶i Mc(ω) = 0 th× biÓu thøc (5-48) sÏ ®¬n gi¶n: M1 tk® Jω o sbd ⎛ s2 ⎞ H×nh 5 - 12: Quan hÖ M(ω) vµ ⋅ ∫ ⎜ s + t ⎟ ds t= (5-52) -ωo 2 Mt st s ⎝ s⎠ M(t) , ω(t) s=0 S Sau khi lÊy tÝch ph©n ta cã: Th−êng kÕt thóc QTQ§ khi scc ≈ 5%sxl. Thêi gian qu¸ ®é tq® 1⎛2 s bd ⎞ t = ⎜ s bd − s 2 + 2s t2 ln ⎟ phô thuéc vµo st vµ Tt, nªn muèn cã tq®.min th−êng lµ thay ®æi st. (5-53) Tt 4 st ⎝ s⎠ 5.3.1.2. Ph−¬ng ph¸p ®å thÞ gi¶i tÝch: C¸c biÓu thøc (5-49) vµ (5-53) cho phÐp x¸c ®Þnh ®−îc quan §©y lµ ph−¬ng ph¸p gÇn ®óng, nh−ng ®¬n gi¶n vµ tiÖn lîi hÖ gi÷a m«men vµ ®é tr−ît theo thêi gian. Cho tr−íc mét lo¹t gi¸ h¬n ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch. trÞ cña s, dïng biÓu thøc (5-47) ta x¸c ®Þnh ®−îc trÞ sè t−¬ng øng cña M; theo (5-49) ta x¸c ®Þnh ®−îc c¸c gi¸ trÞ cña t. Ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng: dω H×nh 5-12 giíi thiÖu c¸c quan hÖ gi÷a m«men vµ tèc ®é víi M®«ng(ω) = M®g(ω) = M - Mc = J (5-55) thêi gian trong QTQ§ khi khëi ®éng ®éng c¬ §K. dt dω Cã M(ω) vµ ω(t) sÏ t×m ®−îc M(t) nh− trªn h×nh 5-12. VÝ dô Coi J = const, rót ra: dt = J (5-56) cã t1 sÏ t×m ®−îc ω1, vµ t×m ®−îc M1 vµ cuèi cïng ta cã M1(t1). M dg (ω ) NÕu Mc(ω) ≈ 0 th×: ωxl ≈ 0 vµ sxl ≈ 2. ∆ω 1 LÊy tÝch ph©n gÇn ®óng: ∆t = J ∫ dω (5-57) + Trong qu¸ tr×nh h·m ng−îc th×: sb® = 2; scc ≈ 1, vµ ωcc ≈ 0. M dg (ω ) 0 Trang 168 Trang 169
  2. Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng Trong kho¶ng ∆t nhá cã thÓ coi M®éng(ω) ≈ const, do ®ã: §5.4. qu¸ tr×nh qu¸ ®é c¬ häc khi Unguån = var: ∆ω i §©y lµ QTQ§ trong hÖ thèng T§§ cã bé biÕn ®æi - ®éng c¬ ∆t i ≈ J (5-58) (BB§ - §C) nh− hÖ F - §M, T - §M, K§T - §M, BT - §K, .... M dg .tbi C¸c hÖ thèng nµy th−êng ®iÒu chØnh c¸c th«ng sè nguån: thay ®æi Trong ®ã: ∆ωi = ωi - ωi-1 ®iÖn ¸p nguån (thay ®æi U−, Us ...) M®g.tbi lµ m«men ®éng trung b×nh trong kho¶ng ∆ωi. L−íi ~ L−íi ~ u1=const ⎛1⎞ 1 f1=const ; vµ ⎜ ⎟ ⋅ ∆ω i = N dg .tbi ⋅ ∆ω i §Æt: N dg (ω ) = ⎜M ⎟ M dg (ω ) ⎝ dg .tbi ⎠ Bé ®k Bé ®k chÝnh lµ diÖn tÝch trªn mÆt ph¼ng [M, ω] do ®−êng N®g bao. BB§ BB§ uB§=var UB§=var ω ωM fB§=var ---U− --- ωxl 5% xl §M §K Mc Mc N®«ng M a) b) + - M5 4 M(ω) M M2 3 Mn M1 M®«ng M(t) H×nh 5 - 14: HÖ thèng BB§ - §M, BB§ - §K 1/M®g.tb2 ω(t) 5% 1/M®g.tb1 ∆ω2 Mc ∆ω1 M Khi t¸c ®éng ®iÒu khiÓn kh«ng ®æi, hÖ thèng t−¬ng tù nh− t khi cã ®iÖn ¸p nguån kh«ng ®æi (®· xÐt ë trªn). M®«ng M4 M3 M1Mn Mc 0 ∆t1 ∆t2 ∆t3 ∆t4 ∆t5 M5 M2 Khi t¸c ®éng ®iÒu khiÓn thay ®æi theo quy luËt cÇn thiÕt, th× H×nh5 - 13: §å thÞ , Mc(ω), N®g(ω) vµ M(t) vµ ω(t) hÖ thèng sÏ cã ®iÖn ¸p nguån thay ®æi, vµ nh− vËy sÏ t¹o ra ®−îc c¸c ®Æc tÝnh mong muèn cña QTQ§. §ã chÝnh lµ −u ®iÓm cña hÖ Chän tr−íc c¸c gi¸ trÞ ∆ωi, sÏ x¸c ®Þnh ®−îc (1/M®«ng) nhê thèng bé biÕn ®æi - ®éng c¬. M®«ng(ω) ®· biÕt, tõ ®ã t×m ®−îc ∆ti theo (5-58). 4.4.1. HÖ thèng Bé biÕn ®æi - ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu: Th−êng chän ∆ωi = const, nh− thÕ ta sÏ x¸c ®Þnh ®−îc ti, ωi, C¸c gi¶ thiÕt: M«men c¶n kh«ng ®æi: Mc = const. vµ Mi(ωi), cuèi cïng ta cã M(t) vµ ω(t). Dßng ®iÖn phÇn øng (I−) liªn tôc. Trªn h×nh 5-13, ta cã: ∆t i = m1/ Mdg . mω . s i . J (5-59) Nh− vËy khi thay ®æi t¸c ®éng ®iÒu khiÓn (®iÖn ¸p ®iÒu Trong ®ã: m1/dg - tØ xÝch theo m«men (1/N.m.mm); khiÓn u®k) ta sÏ cã c¸c ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh lµ nh÷ng ®−êng th¼ng vµ song song víi nhau. mω - tØ xÝch theo tèc ®é (Rad/s.mm); si - diÖn tÝch (mm2). Trang 171 Trang 170
  3. Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng Qu¸ tr×nh qu¸ ®é cã thÓ m« t¶ theo ph−¬ng tr×nh vi ph©n VËy, m«men t¨ng tØ lÖ bËc nhÊt víi thêi gian. Vµ ®iÓm lµm viÖc cña ®éng c¬ sÏ dÞch chuyÓn trong mÆt ph¼ng [ω, M] theo tuyÕn tÝnh sau: trôc hoµnh nh− h×nh 5-15a. dω + ω = ω xl Tc (5-60) Mc dt Khi t = to, kÕt thóc giai ®o¹n 1: t o = (5-66) β. ε BD Trong ®ã: * Giai ®o¹n 2: to ≤ t ≤ t1 ; M ≥ Mc ; ω ≠ 0 ; uB§(t) = ku.t Mc ω xl (t ) = ω o (t ) − = ω o (t ) − ω xl (t ) β T¹i t = to : M = Mc : ωo(to) = εB§.to = ∆ωc ; (5-61) u (t ) ω o (t ) = BD Mc ∆ωc = kφ - lµ ®é sôt tèc cña ®éng c¬ khi M = Mc. β C¸c gi¸ trÞ ®iÖn ¸p uB§(t) kh¸c nhau sÏ cã c¸c QTQ§ kh¸c §iÓm lµm viÖc sÏ dich chuyÓn tõ ®Æc tÝnh nµy sang ®Æc tÝnh nhau trong hÖ thèng T§§. kh¸c theo quy luËt nµo ®ã (®−êng cã mñi tªn chØ trªn h×nh 4-15a). * §Ó ®¬n gi¶n, xÐt QTQ§ khi khëi ®éng BB§ - §M cã: Dêi gèc to¹ ®é tíi t = to, lóc nµy tÝnh thêi gian lµ t’ = t - to: §iÖn ¸p bé biÕn ®æi: Ph−¬ng tr×nh vi ph©n: khi 0 ≤ t ≤ t1 = UB§.®m/ku uB§(t) = ku.t (5-62) dω + ω = ω xl Tc (5-60’) vµ ®iÖn ¸p ®Þnh møc: UB§.®m = const khi t1 ≤ t dt' ωo(t) = ε B§.t ω xl (t' ) = ω o (t' ) − ∆ω c + Khi t < t1: (5-63) (5-67) = ε BD . to + ε BD . t' − ∆ω c = ε BD . t' ωxl(t) = ε B§.t - ∆ωc (5-64) + NghiÖm riªng cña (4-60’): ω r = ε BD . t' + B (5- k u U BD.dm Trong ®ã: gia tèc εB§ = = - th−êng cho tr−íc. Kφ Kφ. t 1 68) HÖ sè B x¸c ®Þnh theo (4-60’) khi thay ωr vµo vµ ®ång nhÊt + Qu¸ tr×nh qu¸ ®é khi khëi ®éng sÏ qua 3 giai ®o¹n: c¸c hÖ sè: Tc . ε BD + ε BD . t' + B = ε BD . t' * Giai ®o¹n 1: 0 < t < to ; M < Mc ; ω = 0 ; uB§(t) = ku.t B = - Tc. εB§ Ta cã: u (t ) M = KφI − = KφI n = Kφ BD ω td = c. e − t'/ Tc + NghiÖm tù do: (5-69) R−Σ (5-65) (Kφ) 2 u BD (t ) (Kφ) 2 k u NghiÖm tæng qu¸t: ⋅ = ⋅ ⋅ t = β.ε BD .t = Kφ R − Σ Kφ ω = ω r + ω td = ε BD . t' − Tc . ε BD + c. e − t'/ Tc R−Σ (5-70) Trang 172
  4. Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng l¹i εB§, do ®ã ta cã thÓ ®iÒu khiÓn QTQ§ mét c¸ch tuú ý kh«ng Trang 173 phô thuéc vµo phô t¶i. Khi t’ = 0 th× ω = 0 nªn C = Tc. εB§ vµ ta cã: Trang 174 ω = ε BD . t' − Tc . ε BD ( 1 − e − t'/ Tc ) (5-71) ω ωM Trong giai ®o¹n nµy: ωo.®m ωo.®m Tc ωxl ∆ωc dω ωxl 5% Mm = Mc + Tc . ε BD (1 − e −t'/ Tc ) M = Mc + J ωm (5-72) ωo(t) dt' M(t) M(t) 5% Khi t = t1, uB§(t) = UB§.®m, ωo(t) = ωo.®m, kÕt thóc giai ®o¹n 2. Mc ωo(t) Tc ω(t) * Giai ®o¹n 3: t1 ≤ t ; M ≥ Mc ; ω > 0 ; ®iÖn ¸p bé biÕn ®æi ω(t) lóc nµy: uB§(t) = UB§.®m = const; 0 Mc Mm M 0 to t1 tk® M Dêi gèc to¹ ®é tíi t = t1, lóc nµy tÝnh thêi gian lµ t” = t - t1: tq® = tk® T−¬ng tù QTQ§ c¬ häc khi ®iÖn ¸p nguån kh«ng ®æi, ¸p H×nh 5 - 15: §Æc tÝnh ω(M), quü ®¹o pha, ω(t) vµ M(t) dông c¸c kÕt qu¶ trªn ta cã ph−¬ng tr×nh: ω = ω xl + (ω bd − ω xl ). e − t "/ Tc * §èi víi QTQ§ khi h·m vµ ®¶o chiÒu: cã M®g vµ ε t−¬ng (5- tù ë trªn, khi gi¶m ωo(t) mét c¸ch tuyÕn tÝnh vµ Mc = const th× ta 73) cã εB§ < 0. M = Mc + ( Mbd − Mc ). e − t "/ Tc (5-74) Ta cã thÓ lùa chän quy luËt biÕn thiªn cña uB§(t) ®Ó t¹o ra ωxl = ωo.®m - ∆ωc (5-75) ®−îc ®Æc tÝnh mong muèn cña QTQ§ trong hÖ thèng T§§. §iÒu kiÖn ban ®Çu: 5.4.2. HÖ thèng Bé biÕn ®æi - ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu: ωb® = ωcc2 = ω( t' ) víi t’ = t1 - to; (5-76) Tr−êng hîp hÖ thèng bé biÕn tÇn (BT) - ®éng c¬ kh«ng ®ång bé (§K), t¸c ®éng ®iÒu khiÓn lµm thay ®æi ®iÖn ¸p vµ tÇn sè Mb® = Mcc2 = M( t' ) víi t’ = t1 - to; (5-77) cña bé BT theo quy luËt nµo ®ã (th«ng th−êng lµ theo quy luËt Sù biÕn thiªn cña ω(t) vµ M(t) tr×nh bµy trªn h×nh 5-15. uBT/fBT = const). M®g = M - Mc = Jε.(1 - e-t/Tc) Tõ (5-77): (5-78) Gi¶ thiÕt bá qua ¶nh h−ëng cña c¸c sãng ®iÒu hßa bËc cao cña bé BT ®Õn ®Æc tÝnh c¬. NhÞp ®é biÕn thiªn cña uBT vµ fBT ®¶m ε = dω/dt = εB§(1 - e-t/Tc) (5-79) b¶o sao cho: M < Mt (tøc lµ ®éng c¬ lµm viÖc ë ®o¹n ®Æc tÝnh c¬ cã s < st). Khi ®ã, thay ®æi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn bé BT th× ®Æc tÝnh Ta thÊy r»ng, trong QTQ§ khi khëi ®éng th× m«men ®éng M®g vµ gia sè ε kh«ng phô thuéc Mc mµ chØ phô thuéc vµo εB§ vµ c¬ cã thÓ coi lµ nh÷ng ®−êng th¼ng song song nhau. Tc. Nh− vËy khi cho tr−íc hÖ thèng T§§ cã Tc = const th× chØ cßn
  5. Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng J dω Víi nh÷ng gi¶ thiÕt trªn, hÖ thèng BT - §K cã thÓ xem lµ hÖ ⋅ Suy ra: i− = I−.c + (5-84) tuyÕn tÝnh, nªn ta cã thÓ dïng c¸c ph−¬ng tr×nh tuyÕn tÝnh ë hÖ Kφ dt BB§ - §M trªn ®Ó kh¶o s¸t cho hÖ BT - §K. J d 2ω di − = ⋅ Lóc nµy: fBT = kf.t ; vµ: εBT = dωo/dt = (2π/p).kf; §¹o hµm (4-84) ta cã: (5-85) (5- Kφ dt 2 dt 80) Trang 176 Trang 175 Thay (5-84), (5-85) vµo (5-81) ta cã: §5.5. qu¸ tr×nh qu¸ ®é ®iÖn - c¬ trong hÖ t®®: J.R − dω J.L − d 2 ω §èi víi hÖ mµ ®éng c¬ cã ®iÖn c¶m lín th× h»ng sè thêi u − = I −.c .R − + ⋅ + ⋅ + Kφω (5-86) Kφ dt Kφ dt 2 gian ®iÖn tõ sÏ lín, nh− vËy ta ph¶i xÐt QTQ§ cã c¶ Tc vµ T®t, gäi lµ QTQ§ ®iÖn - c¬ trong hÖ thèng T§§. BiÕn ®æi, ta cã: VÝ dô, khi khëi ®éng trùc tiÕp ®éng c¬ §M®l, NÕu kh«ng cã d2ω dω T− .Tc ⋅ + Tc ⋅ + ω = ωxl ®iÖn c¶m L− trong m¹ch phÇn øng th× x¶y ra hiÖn t−îng tho¹t ®Çu (5-87) 2 dt dt dßng ®iÖn phÇn øng t¨ng vät lªn trÞ sè b»ng dßng ng¾n m¹ch råi sau ®ã gi¶m dÇn theo quy luËt hµm mò. Trong ®ã: Nh−ng thùc tÕ, do cã L− nªn dßng ®iÖn kh«ng t¨ng ®ét biÕn T− = L−/R− - h»ng sè thêi gian ®iÖn tõ m¹ch phÇn øng. nh− vËy ®−îc. Vµ QTQ§ sÏ diÔn ra kh¸c ®i. Tc = J/β = (J.R−)/(Kφ)2 - h»ng sè thêi gian c¬ häc. VÝ dô xÐt QTQ§ m¹ch phÇn øng §M®l: ωxl = ωo - ∆ωc = ωo - (I−.R−)/Kφ - tèc ®é x¸c lËp. + U− - + U− - Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh cña (4-87): I− R− L− E T−.Tc.p2 + Tcp + 1 = 0 I− (5-88) E Gi¶i (5-88) ra ta cã nghiÖm: R−, L− a) b) 1 − (4 T− / Tc ) 1 H×nh 5 - 16: S¬ ®å m¹ch phÇn øng §M vµ s¬ ®å thay thÕ p 1,2 = − ± (5-89) 2 T− 2 T− Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh qu¸ ®é m¹ch phÇn øng: + NÕu: Tc ≥ 4T− th× (5-88) cã nghiÖm thùc vµ ©m: di di u − = i − .R − + L − − + E = i − .R − + L − − + Kφω ; (5-81) 1 ± 1 − (4 T− / Tc ) dt dt p 1,2 = −α1,2 = (5-90) dω 2 T− MÆt kh¸c: M®g = M - Mc = J (5-82) dt Vµ ω(t) sÏ biÕn thiªn theo quy luËt hµm mò. dω Nªn: M = Mc + J (5-83) + NÕu: Tc < 4T− th× (5-88) cã nghiÖm phøc (phÇn thùc ©m): dt
  6. Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng Ths. Kh−¬ng C«ng Minh Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng P1, 2 = - α ± jΩ (5-91) 1 - (4T− / Tc ) 1 Trong ®ã: α = ; Ω= (5-92) 2 T− 2 T− Vµ ω(t) sÏ biÕn thiªn theo quy luËt hµm bËc hai (dao ®éng). Trang 177

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản