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

Nghiên cứu phương pháp mô tả động cơ không đồng bộ ba pha trên hệ tọa độ tựa theo từ trường rô to

Chia sẻ: Lê Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

64
lượt xem
4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Động cơ không đồng bộ ba pha mặc dù là đối tượng điều chỉnh phi tuyến phụ thuộc nhiều tham số song vẫn được sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất với dải công suất từ vài chục W đến hàng trăm kW và chiếm tỉ lệ rất lớn so với các loại động cơ điện khác.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu phương pháp mô tả động cơ không đồng bộ ba pha trên hệ tọa độ tựa theo từ trường rô to

Nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p m« t¶ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha trªn<br /> hÖ to¹ ®é tùa theo tõ tr−êng r«to<br /> (thiÕu tªn tiÕng Anh)<br /> NguyÔn V¨n §¹t1, Vò T− Khoa2<br /> <br /> summary<br /> Application of micro – processing and computing techniques to controlling techniques of<br /> asynchnoous three – phase electric engines riquires an appropriate method of engine modeling. Method of<br /> electric engine modeling on coordinates based on roto magnetic field not only meets this requirement but also<br /> improves the efficiency of control. Research and development of this method is quite new in agronom in<br /> Vietnam.<br /> Key words: asynchnoous three – phase engine, coordinates, modeling.<br /> <br /> 1. ®Æt v©n ®Ò<br /> §éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha mÆc dï lµ ®èi t−îng ®iÒu chØnh phi tuyÕn phô thuéc nhiÒu tham sè<br /> song vÉn ®−îc sö dông réng r·i trong c¸c ngµnh s¶n xuÊt víi d¶i c«ng suÊt tõ vµi chôc W ®Õn hµng tr¨m kW<br /> vµ chiÕm tØ lÖ rÊt lín so víi c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn kh¸c. Së dÜ ®−îc nh− vËy lµ do ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã<br /> kÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ chÕ t¹o, vËn hµnh an toµn, sö dông nguån ®iÖn trùc tiÕp tõ l−íi ®iÖn xoay chiÒu ba pha.<br /> MÆt kh¸c, sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña kü thuËt b¸n dÉn c«ng suÊt lín, kü thuËt vi xö lý vµ lý thuyÕt ®iÒu khiÓn<br /> tù ®éng dÉn ®Õn nh÷ng thay ®æi s©u s¾c c¶ vÒ lý thuyÕt vµ thùc tÕ trong lÜnh vùc truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬<br /> kh«ng ®ång bé. Ngµy nay ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha dÇn chiÕm −u thÕ trong nh÷ng truyÒn ®éng ®iÖn ®ßi<br /> hái chÊt l−îng ®iÒu chØnh cao. ViÖc nghiªn cøu øng dông kü thuËt hiÖn ®¹i trong ®iÒu khiÓn ®éng c¬ kh«ng<br /> ®ång bé ba pha ë n−íc ta nãi chung còng nh− trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp nãi riªng cßn lµ míi mÎ vµ nã ®ßi<br /> hái c¸ch tiÕp cËn míi trong nghiªn cøu ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha- ph−¬ng ph¸p m« t¶ ®éng c¬ trªn hÖ<br /> to¹ ®é tùa theo tõ th«ng r«to<br /> 2. Néi dung vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu<br /> Tr−íc khi nãi vÒ ph−¬ng ph¸p m« t¶ míi ta ®iÓm qua tÝnh chÊt cña hÖ truyÒn ®éng ®éng c¬ ®iÖn mét<br /> chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. Trong hÖ ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n sau<br /> <br /> ⎧ m M = k 1ψ M i M<br /> ⎨<br /> ⎩ ψ M = k 2i K<br /> <br /> ta thÊy tõ th«ng ®éng c¬ ψ M vµ m« men quay cña ®éng c¬ mM tØ lÖ víi dßng phÇn øng iM vµ dßng kich thÝch<br /> ik. Hai dßng ®iÖn nµy ®−îc sö dông lµm ®¹i l−îng ®iÒu chØnh cho tõ th«ng vµ m« men do ®ã viÖc ®iÒu chØnh<br /> c¸c th«ng sè cña ®éng c¬ trë nªn rÊt thuËn lîi vµ nhanh .<br /> §èi víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha viÖc cã ba tÝn hiÖu dßng vµ ¸p dÉn ®Õn nh÷ng phøc t¹p trong<br /> tÝnh to¸n vµ ®iÒu khiÓn. Ph−¬ng ph¸p m« t¶ ®éng c¬ theo h−íng gÇn víi c¸ch m« t¶ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu<br /> ®· ®−îc nghiªn cøu vµ øng dông. Néi dung chÝnh cña ph−¬ng ph¸p nµy thÓ hiÖn trªn h×nh 1, a trong ®ã ta<br /> nghiªn cøu ®éng c¬ trªn hÖ to¹ ®é αβ g¾n víi tõ tr−êng stato. Trôc α cña hÖ ®Æt trïng víi trôc cña pha A,<br /> b»ng c¸ch ®ã ta lu«n cã isA = isα cho nªn chØ cßn dßng ®iÖn pha B vµ pha C lµ c¸c ®¹i l−îng cÇn ph¶i tÝnh khi<br /> ®éng c¬ lµm viÖc. ViÖc nghiªn cøu ®éng c¬ trë nªn ®¬n gi¶n h¬n, tõ hÖ thèng tÝn hiÖu dßng xoay chiÒu ba<br /> pha ta chØ cßn ph¶i lÊy tÝn hiÖu tõ hai pha B vµ C.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1<br /> NÕu thùc hiÖn chuyÓn hÖ to¹ ®é tõ hÖ αβ sang hÖ to¹ ®é dq cã trôc od trïng víi trôc cña tõ tr−êng<br /> r«to nh− m« t¶ trªn h×nh 1,b th× hai tÝn hiÖu dßng pha B vµ C trë thµnh tÝn hiÖu mét chiÒu. HÖ thèng tÝn hiÖu<br /> xoay chiÒu ba pha trë thµnh hÖ thèng hai tÝn hiÖu mét chiÒu t−¬ng tù nh− ë ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. M« h×nh<br /> ®éng c¬ thµnh lËp trªn c¬ së hÖ to¹ ®é dq v× thÕ ®¬n gi¶n h¬n vµ viÖc ®iÒu chØnh ®éng c¬ sÏ ®¹t chÊt l−îng<br /> cao h¬n.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> a) b)<br /> H×nh 1. §å thÞ vÐc t¬ m« t¶ ®éng c¬ trªn hÖ to¹ ®é αβ vµ dq<br /> <br /> * M« h×nh liªn tôc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to lång sãc trªn hÖ to¹ ®« stato(hÖ αβ)<br /> NÕu x©y dùng vÐc t¬ kh«ng gian cho dßng ®iÖn stato trªn hÖ to¹ ®é αβ<br /> 2<br /> ⎡ i s a ( t ) + i s b ( t ) e j1 2 0 + i s c ( t ) e j2 4 0 ⎤<br /> 0 0<br /> i s (t) =<br /> 3 ⎣ ⎦<br /> jγ<br /> = is e<br /> <br /> th× cã thÓ biÓu diÔn trªn hÖ to¹ ®é t¹i thêi ®iÓm ωt = π/3 nh− sau:<br /> <br /> β<br /> B<br /> <br /> isa cuén d©y pha A α<br /> <br /> aisb<br /> a2isc<br /> is(t) = 2(isa +aisb + a2isc)/3<br /> C<br /> isa + aisb + a2isc<br /> <br /> H×nh 2. X©y dùng vÐc t¬ kh«ng gian cho dßng ®iÖn stato<br /> Qua h×nh vÏ ta dÔ dµng thÊy r»ng vÐct¬ (isa + aisb + a2sc) cã m«dul lµ 3 i s , vÐct¬ iS(t) =<br /> 2<br /> 2 cã m«dul b»ng 2 3 i s = i s , do ®ã c¸c dßng ®iÖn cña tõng pha chÝnh lµ h×nh<br /> ( i sa + a i sb + a 2 i sc ) ×<br /> 3 3 2<br /> chiÕu cña vÐct¬ míi thu ®−îc lªn trôc cña cuén d©y pha t−¬ng øng.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 2<br /> ⎧ i sa (t) = i s cos ( ω s t )<br /> ⎪⎪<br /> ⎨ i sb (t) = i s cos ( ω s t+120 )<br /> 0<br /> <br /> <br /> ⎪<br /> ⎪⎩ i sc (t) = i s cos ( ω s t+240 )<br /> 0<br /> <br /> <br /> <br /> T−¬ng tù cho ®iÖn ¸p, cã: u s (t) = 2 ⎡ u sa (t) + u sb (t)e j1 2 0 + u sc (t)e j2 4 0 ⎤<br /> 0 0<br /> <br /> <br /> ⎣ 3 ⎦<br /> <br /> Víi c¸ch biÓu diÔn c¸c ®¹i l−îng d−íi d¹ng vÐc t¬ nh− trªn ta ®−îc hÖ ph−¬ng tr×nh m« t¶ ®éng c¬<br /> kh«ng ®ång bé r«to lång sãc nh− sau [1]:<br /> ⎧ s s dψs<br /> s<br /> <br /> ⎪ s u = R i<br /> s s<br /> +<br /> ⎪ dt<br /> ⎪⎪ s dψr<br /> s<br /> s<br /> ⎨ 0 = R r i r + dt - jω ψ r (2 – 1)<br /> ⎪ s s s<br /> ⎪ ψ s = isL s + irL m<br /> ⎪ s s s<br /> ⎪⎩ ψ r = i s L m + i r L r<br /> Ls, Lr, Lm lµ ®iÖn c¶m m¹ch stato, m¹ch r«to vµ hç c¶m gi÷a hai m¹ch r«to vµ stato.<br /> Ts = Ls/ Rs, Tr Lr/ Rr - lµ h»ng sè thêi gian ®iÖn tõ cña stato vµ r«to, ω lµ tèc ®é gãc, pc lµ sè ®«i cùc<br /> cña ®éng c¬ vµ σ = 1- Lm2/(LsLr) - lµ hÖ sè tiªu t¸n tæng cña ®éng c¬.<br /> Ký hiÖu iss, irs dïng chØ dßng ®iÖn stato vµ r«to trªn hÖ to¹ ®é αβ, c¸ch viÕt cho c¸c ®¹i l−îng kh¸c<br /> còng ®−îc tr×nh bµy t−¬ng tù.Tõ hai ph−¬ng tr×nh d−íi (t¸c gi¶ 2) cña hÖ ta rót ra<br /> s s L s s s 1 s s<br /> ψ s = i s L s + m (ψ r - i s L m ) ; i r = (ψ r - i s .L m ) . (2 – 2)<br /> Lr Lr<br /> Ph−¬ng tr×nh m« men: mM = 3 p c ψ ×i s = - 3 p c ψ ×i r<br /> ( ) ( )<br /> 2 s r<br /> 2<br /> Thay vµo c¸c ph−¬ng tr×nh ®Çu vµ sau vµi phÐp biÕn ®æi, ta cã hÖ ph−¬ng tr×nh viÕt theo c¸c vÐc t¬<br /> thµnh phÇn trªn hÖ αβ ( trong ®ã Ψ’rα = Ψrα/ Lm, Ψ’rβ = Ψrα/ Lm):<br /> ⎧disα 1 1-σ 1-σ ' 1-σ ' 1<br /> ⎪ dt = -( σT + σT )isα + σT ψrα + σ ω ψrβ + σL Usα<br /> ⎪ s s r s<br /> <br /> ⎪disβ 1 1-σ 1-σ ' 1-σ ' 1<br /> ⎪ dt = -( σT + σT )isβ - σ ω ψrα + σT ψrβ + σL Usβ<br /> ⎪ s r r s<br /> ⎨ '<br /> ⎪dψrα = 1 i - 1 ψ' - ω ψ' (2 – 3)<br /> ⎪ dt Tr<br /> sα<br /> Tr<br /> rα rβ<br /> <br /> ⎪ '<br /> ⎪dψrβ = 1 i + ω ψ' - 1 ψ'<br /> ⎪ dt Tr<br /> sβ rα<br /> Tr<br /> rβ<br /> ⎩<br /> <br /> Thay i rs theo (2 –2) ta cã ph−¬ng tr×nh m« men:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 3<br /> 3 ⎡ s s s 1⎤ 3 ⎡ s s s s 1⎤<br /> mM=- pc ⎢ψ×ψ<br /> 2 ⎣r r<br /> (- iL<br /> s m ) (<br /> =- pc ψ×ψ - ψ×iL<br /> Lr ⎥⎦ 2 ⎢⎣ r r r<br /> s m )<br /> Lr ⎥⎦<br /> 3 L s s<br /> 2 Lr r<br /> ( )<br /> = pc m ψ×is (2 – 4)<br /> <br /> * M« h×nh liªn tôc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to lång sãc trªn hÖ to¹ ®« tùa theo tõ<br /> th«ng r«to( hÖ dq )<br /> T−¬ng tù trªn hÖ to¹ ®é stato ta rót ra ®−îc ph−¬ng tr×nh m« men trong hÖ dq:<br /> 3 L 3 L2 (2 – 5)<br /> m M = p c m (ψ r × i sr ) = p c m ψ 'rd i sq<br /> s<br /> 2 Lr 2 Lr<br /> T−¬ng tù nh− c¸ch biÓu diÔn trªn hÖ to¹ ®é stato, ta cã hÖ ph−¬g tr×nh (2 – 6) vµ m« h×nh m« t¶ ®éng<br /> c¬ trªn hÖ to¹ ®é ®Æt trªn tõ th«ng r«to nh− trªn h×nh 3<br /> ⎧disd 1 1-σ 1-σ 1-σ 1<br /> ⎪ dt =-(σT + σT )isd +ω.is sq<br /> + ψ'rd + .ω.ψ'rq + .Usd<br /> σ.Tr σ σ.Ls<br /> ⎪ s r<br /> <br /> ⎪disq 1 1-σ 1-σ 1-σ 1<br /> ⎪ dt =-ω.i<br /> s sd<br /> - ( + ).isq - .ωψ'rd + .ψ'rq + .Usq<br /> ⎪ σTs σTr σ σ.Tr σ.Ls<br /> ⎨ '<br /> ⎪dψrd = 1 .i - 1 .ψ' +(ω - ω).ψ'<br /> ⎪ dt Tr sd Tr rd s rq<br /> <br /> ⎪ ' (2 – 6)<br /> ⎪dψrq = 1 .i - (ω - ω).ψ' - 1 .ψ'<br /> ⎪ dt T sq s rd<br /> Tr<br /> rq<br /> ⎩ r<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 3. M« h×nh liªn tôc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to lång sãc trªn hÖ to¹ ®« dq<br /> trong ®ã: Tσ: 1 = 1 +<br /> 1 -σ .<br /> Tσ σT s σ Tr<br /> 3. KÕt qu¶ nghiªn cøu<br /> 3. 1 TuyÕn tÝnh ho¸ m« h×nh ®iÒu khiÓn<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 4<br /> XÐt m« h×nh m« t¶ ®éng c¬ trªn hÖ to¹ ®é dq ta thÊy m« h×nh nµy cã ®é phi tuyÕn m¹nh, ®Ó thuËn<br /> lîi cho viÖc thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn ta ph¶i tuyÕn tÝnh ho¸ m« h×nh ®éng c¬ xung quanh ®iÓm lµm viÖc.<br /> T¹i tr¹ng th¸i x¸c lËp ë ®iÓm lµm viÖc ta cã tèc ®é ωlv, m« men Mlv vµ dßng ®iÖn t¶i ilv. Gi¶ sö hÖ thèng cã<br /> dao ®éng rÊt nhá quanh ®iÓm lµm viÖc th× c¸c ®¹i l−îng nh− ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, m« men, tõ th«ng, tèc ®é<br /> còng sÏ cã dao ®éng nhá t−¬ng øng lµ ∆Usd, ∆Usq, ∆isd, ∆isq, ∆ψsd, ∆ωs, ∆ωr. Ta viÕt Usd = Usdlv+ ∆Usd, Usq =<br /> Usqlv+ ∆Usq, …Thay tÊt c¶ c¸c ®¹i l−îng trªn vµo hÖ ph−¬ng tr×nh m« t¶ ®éng c¬ trªn hÖ to¹ ®é dq, sau vµi<br /> phÐp biÕn ®æi vµ bá qua c¸c v« cïng bÐ bËc cao ta cã hÖ ph−¬ng tr×nh sau:<br /> ⎧ d∆ i sd 1 1-σ ∆ ψ rd 1<br /> ⎪ dt = - T .∆ i sd + ∆ ω s .i sqlv + ω slv .∆ i sq + σ .T . L +<br /> σ .L s<br /> .∆ U sd<br /> ⎪ σ r m<br /> <br /> ⎪ d∆ i sq 1 1-σ ψ 1-σ ∆ ψ rd<br /> ⎪ = -∆ ω s .i sdlv - ω slv .∆ i sd - .∆ i sq - .∆ ω . rdlv - .ω lv .<br /> ⎪ dt Tσ σ Lm σ Lm<br /> ⎪⎪ 1<br /> ⎨ + .∆ U sq<br /> ⎪ σ .L s<br /> ⎪ d∆ ψ rd L 1<br /> ⎪ = m .∆ i sd - .∆ ψ rd<br /> ⎪ dt Tr Tr<br /> ⎪ Lm<br /> ⎪0 = .∆ i sq - ∆ ω sl .ψ rdlv - ω sllv .∆ ψ rd<br /> ⎪⎩ Tr<br /> 3 L<br /> ∆m M = .p c . m ( ∆ψ rd .i sqlv +ψ rdlv .∆i sq )<br /> 2 Lr<br /> Tõ hÖ ph−¬ng tr×nh ®¹t ®−îc ta cã thÓ thµnh lËp m« h×nh ®éng c¬ trªn hÖ dq nh− trªn h×nh 4.<br /> ∆mT<br /> ∆Usd 1 Tσ ∆isd Lm ∆ψrd 3. p c .Lm ∆mM (-) p c ∆ωr<br /> isqlv<br /> σ .Ls 1 + Tσ . p 1 + Tr . p 2 Lr J.p<br /> + + +<br /> 1−σ<br /> ψrdlv<br /> σ .Tr .Lm<br /> isqlv<br /> ωsqlv ∆ωs<br /> <br /> isdlv ωslv<br /> (1 − σ )ω rlv ω sllv - ∆ωsl ∆ωr<br /> σ .L m ψ rdlv<br /> (1 − σ )ψ rdlv<br /> - - - - σ .L m<br /> ∆Usq 1 Tσ ∆isq Lm<br /> σ .Ls 1 + Tσ . p Tr .ψ rdlv<br /> H×nh 4. M« h×nh liªn tôc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to lång sãc trªn hÖ to¹ ®« dq<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 5<br /> 3. 2 Tæng hîp hÖ thèng ®iÒu khiÓn<br /> ViÖc tæng hîp hÖ thèng ®iÒu khiÓn nh»m môc ®Ých x¸c ®Þnh bé ®iÒu chØnh tèi −u cho hÖ thèng cïng<br /> c¸c th«ng sè cña nã. XÐt ®éng c¬ víi tèc ®é ë d−íi tèc ®é c¬ b¶n, nÕu ®iÒu chØnh m« men ®éng c¬ theo quy<br /> luËt tõ th«ng kh«ng ®æi th× cã ∆Isd = 0, ∆Usd = 0, ∆Ψrd = 0.<br /> M« h×nh tuyÕn tÝnh ho¸ míi sÏ cã d¹ng nh− trªn h×nh 5.<br /> ∆mT<br /> ∆Usq 1 Tσ ∆isq 3. p c .Lm ∆mM (-) pc ∆ω<br /> ψrdlv<br /> σ .Ls 1 + Tσ . p 2 Lr J.p<br /> (-) (-)<br /> Lm ∆ωr ∆ω<br /> isdlv<br /> Tr .ψ rdlv<br /> ∆ωs<br /> <br /> (1 − σ )ψ rdlv<br /> σ .L m<br /> <br /> H×nh 5. M« h×nh tuyÕn tÝnh ho¸ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to lång sãc trªn hÖ to¹ ®« dq<br /> Dïng c¸c quy t¾c biÕn ®æi s¬ ®å khèi vµ ®Æt:<br /> Tσ.T.ψ Kb 3ψrdlv .pc2 .Lm Kc isdlv.σ.Lm + (1-σ).ψrdlv<br /> B= r rdlv<br /> = , C= = , D=<br /> T.ψ<br /> r rdlv<br /> + Tσ .Lm.isdlv + Tσ.T.ψ<br /> r rdlv<br /> .p 1 + Tb .p 2Lr .J.p p σ.Lm<br /> 1 Tσ .Tr .ψ rdlv 3ψ rdlv .p c2 .L m<br /> Trong ®ã: A = ; Kb = ; Tb = K b ; Kc =<br /> σ.L s Tr .ψ rdlv + Tσ .L m .i sdlv 2L r .J<br /> <br /> <br /> D<br /> <br /> ∆ω* ∆I*sq K bd ∆Us (-) ∆isq ∆ω<br /> Rω Risq<br /> 1 + Tbd . p<br /> A B C<br /> (-) (-)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 6. M¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn vµ tèc ®é<br /> HÖ thèng ®iÒu chØnh gåm hai m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn Isq vµ m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é ω<br /> víi c¸c bé ®iÒu chØnh R ω vµ Risq ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 6.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 6<br /> Bé nghÞch l−u biÕn ®é réng xung PWM cã hµm truyÒn:<br /> K bd<br /> WPWM =<br /> 1+Tbd .p<br /> trong ®ã Kb® lµ hÖ sè khuÕch ®¹i, Tb® lµ h»ng sè thêi gian cña m¹ch nghÞch l−u.<br /> Th«ng th−êng Tb® rÊt nhá so víi h»ng sè thêi gian cña m¹ch stato (Tb® = 1ms), nªn khi tæng hîp hÖ<br /> thèng ta cã thÓ coi søc ®iÖn ®éng cña ®«ng c¬ kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh cña m¹ch vßng<br /> dßng ®iÖn Isq. Nãi c¸ch kh¸c cã thÓ bá qua kh©u D trong s¬ ®å h×nh 6. Khi ®ã hµm truyÒn ®¹t cña ®èi t−îng<br /> lµ:<br /> K bd Ke<br /> Soisq = .A.B =<br /> 1 + Tbd .p (1 + Tbd .p).(1 + Tb .p)<br /> 1<br /> trong ®ã K e = K bd . .K b<br /> σ.Ls<br /> Ta tæng hîp bé ®iÒu chØnh theo tiªu chuÈn tèi −u m«®un :<br /> FIsq<br /> R i sq =<br /> (1 - FIs q ).S 0 Isq<br /> Víi hµm truyÒn ®¹t Fisq lµ<br /> 1<br /> FIsq =<br /> 1 + 2.τ σ .p + 2.τ 2σ .p 2<br /> trong ®ã τσ = min(Tbd, Tb) = Tbd.<br /> Tõ ®©y t×m ra ®iÒu chØnh Rsq lµ mét kh©u PI.<br /> 1 + T b .p<br /> R i sq =<br /> 2 K e .T b d .p<br /> §Ó thuËn lîi cho viÖc tæng hîp Rω tiÕp theo ta thay Fisq bëi biÓu thøc gÇn ®óng:<br /> 1<br /> FIsq =<br /> 1 + 2 .T b d .p<br /> Khi ®ã hµm truyÒn cña ®èi t−îng ®iÒu chØnh cã d¹ng:<br /> Kc<br /> S o ω = FIsq .C =<br /> (1 + 2 T b d .p )p<br /> Bé ®iÒu chØnh tèc ®é ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:<br /> Fω<br /> Rω =<br /> (1 - Fω ).S o ω<br /> Theo tiªu chuÈn tèi −u ®èi xøng th×:<br /> 1<br /> Fω =<br /> 1 + 4.τ σ .p + 8.τ 2σ .p 2 + 8τ 3σ .p 3<br /> Do qu¸n tÝnh c¬ cña m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é lµ rÊt lín nªn trong tr−êng hîp nµy ta lÊy τσ = Tc<br /> lµ h»ng sè thêi gian c¬ häc. Tõ ®©y t×m ra bé ®iÒu chØnh Rω lµ mét kh©u PI.<br /> 1 + (4 T c + 2 T b d )p<br /> Rω =<br /> 8 K C .T C2 .p<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 7<br /> 3. 3 M« pháng hÖ thèng ®iÒu khiÓn<br /> Sö dông kÕt qu¶ phÇn tæng hîp hÖ thèng, xÐt hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®éng c¬ theo m¹ch vßng dßng<br /> ®iÖn Isq vµ m¹ch vßng tèc ®é ω víi c¸c th«ng sè sau:<br /> C«ng suÊt ®Þnh møc P®m = 2,2 kW, ®iÖn ¸p ®Þnh møc U®m = 380V, tèc ®é ®Þnh møc n®m = 1345 v/ph,<br /> cosϕ = 0,8, ®iÖn trë vµ ®iÖn c¶m m¹ch stato vµ r«to Rs = 2Ω, Rr = 2Ω, Lsσ = 0,16573H, Lrσ = 0, 16573H, Lm =<br /> 0,1545H, m« men qu¸n tÝnh J = 0,22kg.m2, sè ®«i cùc pc = 2.<br /> Tõ c¸c th«ng sè trªn ta tÝnh ®−îc c¸c th«ng sè cÇn thiÕt cho m« pháng: t¹i ®iÓm lµm viÖc cã Isdlv =<br /> 6A. Khi ®ã ta cã ψrdlv = Lm. Isdlv = 0.927Wb.<br /> §iÖn c¶m m¹ch stato: Ls = Lsσ + Lm = 0,32023H, ®iÖn c¶m m¹ch r«to: Lr = Lrσ + Lm = 0,32023H.<br /> Ls Lr<br /> H»ng sè thêi gian m¹ch stato: Ts = = 0,16012 ; m¹ch r«to: Tr = = 0,16012<br /> Rs Rr<br /> L2m 1 1 1-σ<br /> hÖ sè t¶n tõ σ = 1- = 0,76723 . H»ng sè thêi gian Tσ: = + = 11,20968<br /> L s .L r Tσ σ.Ts σ.Tr<br /> Th«ng sè cña m¹ch nghÞch l−u ®iÒu biÕn ®é réng xung víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn Udk = 17,3V, ®iÖn ¸p<br /> ra U = 380V ta cã kÕt qu¶ tÝnh :<br /> 380<br /> K bd = = 22<br /> 17,3<br /> Chän h»ng sè thêi gian Tbd = 0,001s. VËy hµm truyÒn ®¹t cña kh©u nghÞch l−u:<br /> 22<br /> WPWM = .<br /> 1+0,001p<br /> Víi h»ng sè c¬ häc: TC = 0.1s, ta cã m« h×nh sau:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 7. M« h×nh simulink ®iÒu khiÓn ®éng c¬ theo m¹ch vßng dßng ®iÖn vµ m¹ch vßng tèc ®é<br /> <br /> KÕt qu¶ m« pháng cho ta ®−êng ®Æc tÝnh dßng Isq vµ ®Æc tÝnh tèc ®é nh− trªn h×nh 8 vµ h×nh 9. Ta<br /> nhËn thÊy khi kh«ng t¶i dßng Isq = 0, khi cã t¶i dßng ®iÖn nµy æn ®Þnh ë gi¸ trÞ 12,5A. Do cã bé h¹n chÕ<br /> dßng nªn dßng ®iÖn lín nhÊt chØ ë møc 35A trong giíi h¹n (2,5 ÷ 3)I®m. Thêi gian æn ®Þnh dßng khi kh«ng<br /> t¶i cì 2s vµ khi cã t¶i cì 2,5s.<br /> §−êng ®Æc tÝnh tèc ®é trong c¶ hai tr−êng hîp ®Òu æn ®Þnh ë møc 150 rad/s, nh− vËy tèc ®é ®éng c¬<br /> kh«ng bÞ sôt khi cã t¶i. §iÒu ®ã chøng tá m« men do dßng Isq sinh ra ®ñ lín ®Ó kÐo ®−îc t¶i, thêi gian qu¸ ®é<br /> khi kh«ng t¶i vµ khi cã t¶i ®Òu nhá, ®é qu¸ ®iÒu chØnh nhá.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 8<br /> H×nh 8. §å thÞ dßng Isq vµ tèc ®é khi kh«ng t¶i<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 9. §å thÞ dßng Isq vµ tèc ®é khi cã t¶i<br /> <br /> 4. KÕt luËn<br /> C¸c ®Æc tÝnh dßng sinh m« men Isq vµ tèc ®é ω mµ ta thu ®−îc cho thÊy hÖ thèng ®iÒu khiÓn lµm viÖc<br /> æn ®Þnh vµ víi chÊt l−îng t−¬ng ®èi cao: thêi gian æn ®Þnh dßng khi kh«ng t¶i cì 2s vµ khi cã t¶i cì 2,5s lµ<br /> thêi gian ng¾n, sè lÇn dao ®éng lµ 2 (nhá h¬n møc cho phÐp lµ 3 lÇn), ®é qu¸ ®iÒu chØnh rÊt nhá so víi møc<br /> cho phÐp 20%. §iÒu ®ã kh¼ng ®Þnh tÝnh −u viÖt cña ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ®· ®−îc sö dông.<br /> <br /> Tµi liÖu tham kh¶o<br /> NguyÔn Phïng Quang, 1998. Tù ®éng ®iÒu chØnh truyÒn ®éng ®iÖn xoay chiÒu ba pha. NXB Gi¸o dôc. Hµ<br /> Néi. Trang 23 ÷ 40 .<br /> Bïi §×nh TiÕu,1977. C¬ së truyÒn ®éng ®iÖn tù ®éng. NXB Khoa häc vµ Kü thuËt. Hµ Néi. Trang 567 ÷ 579.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 9<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2