thiết kế hệ truyền động cho cân bằng định lượng, chương 5

Chia sẻ: Duong Thi Tuyet Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

241
lượt xem 79
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dựa trên ý tưởng điều khiển động cơ không đồng bộ tương tự như điều khiển động cơ một chiều. Động cơ một chiều có thể điều khiển độc lập dòng điện kích từ và dòng phần ứng để đạt được mômen tối ưu theo công thức tính mômen : M=KI KIktITrong đó : Ikt, I- - dòng điện kích từ và dòng điện phần ứng. - từ thông động cơ . Sự tương tự giữa điều khiển động cơ một chiều và điều khiển vectơ Tương tự ở điều khiển động cơ không đồng bộ, nếu ta...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: thiết kế hệ truyền động cho cân bằng định lượng, chương 5

Chương 5: Nguyªn lý ®iÒu khiÓn vect¬ Dùa trªn ý t-ëng ®iÒu khiÓn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé t-¬ng tù nh- ®iÒu khiÓn ®éng c¬ mét chiÒu. §éng c¬ mét chiÒu cã thÓ ®iÒu khiÓn ®éc lËp dßng ®iÖn kÝch tõ vµ dßng phÇn øng ®Ó ®¹t ®-îc m«men tèi -u theo c«ng thøc tÝnh m«men : M=KI- = KIktI- Trong ®ã : Ikt, I- - dßng ®iÖn kÝch tõ vµ dßng ®iÖn phÇn øng.  - tõ th«ng ®éng c¬ . I- I- Ids* M¹ch ®iÒu khiÓn §K U- CKT Iqs* §M vµ nghÞch l-u H×nh 1-1: Sù t-¬ng tù gi÷a ®iÒu khiÓn ®éng c¬ mét chiÒu vµ ®iÒu khiÓn vect¬ T-¬ng tù ë ®iÒu khiÓn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé, nÕu ta sö dông c«ng thøc: M = KmrIqs = KmIdsIqs (khi chän trôc d trïng víi chiÒu vect¬ tõ th«ng r«to)
Th× cã thÓ ®iÒu khiÓn M b»ng c¸ch ®iÒu chØnh ®éc ®éc lËp c¸c thµnh phÇn dßng ®iÖn trªn hai trôc vu«ng gãc cña hÖ täa ®é quay ®ång bé víi vect¬ tõ th«ng r«to Lóc nµy vÊn ®Ò ®iÒu khiÓn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé t-¬ng tù ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. ë ®©y thµnh phÇn dßng ®iÖn Ids ®ãng vai trß t-¬ng tù nh- dßng ®iÖn kÝch tõ ®éng c¬ mét chiÒu (Ikt) vµ thµnh phÇn dßng Iqs t-¬ng tù nh- dßng phÇn øng ®éng c¬ mét chiÒu (I-) . C¸c thµnh phÇn cã thÓ tÝnh ®-îc nhê sö dông kh¸i niÖm vect¬ kh«ng gian. Víi ý t-ëng ®Þnh nghÜa vect¬ kh«ng gian dßng ®iÖn cña ®éng c¬ ®-îc m« t¶ ë hÖ täa ®é quay víi tèc ®é ws, c¸c ®¹i l-îng dßng ®iÖn ®iÖn ¸p, tõ th«ng sÏ lµ c¸c ®¹i l-îng mét chiÒu. d d r r Ids1 is2 is1 is2 Ids s2 s2 Ids2 is1 s1 s1 Iqs q Iqs1 Iqs2 q
H×nh 1-2:§iÒu khiÓn ®éc lËp hai thµnh phÇn dßng ®iÖn: m«men vµ kÝch tõ III.ThiÕt kÕ m¹ch lùc: S¬ ®å m¹ch lùc cña hÖ truyÒn ®éng nh- sau: M¹ch lùc bao gåm: + Khèi chØnh l-u: 6 §i«t. + Khèi nghÞch l-u: 6 Transistor, 6 §i«t ng-îc + Khèi läc: tô C, cuén c¶m L. 1.TÝnh chän van ®iÒu khiÓn: Dïng kiÓu ®iÒu khiÓn khi gãc dÉn lµ 180 ®é, t¶i lµ ®éng c¬ ®Êu sao.
§å thÞ dÉn cña van vµ d¹ng dßng, ¸p ra t¶i nh- sau: T¶i ®Êu sao, gãc dÉn cña van lµ 180 ®é, t¹i bÊt kú thêi ®iÓm nµo còng cã ba van dÉn. 24 30 36 60 120 180 0 0 0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 2/3 En Ua 1/3 En Ia TÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ: 2  /3 2 / 3 1 1 E 2  u pha d  [2  ( N ) 2 d   ( E N ) 2 d 2 U pha  2 0 2 0 3  /3 3 2 EN 3U pha 3.220 U pha   EN     466,7V 3 2 2
L 16,38 Q   0,97 R 16,89 p p - Q - 0,97 a= e 3 = e 3 = 0, 362 Dßng ®iÖn c¬ së : EN 466, 7 I0 = = = 27, 63(A ) R 16, 89 3Q 1 - a 2 3.0, 97 1 - 0, 3622 A= 1- = 1- = 0, 69 2p 1 - a + a 2 2p 1 - 0, 362 + 0, 3622 TrÞ sè hiÖu dông dßng ®iÖn pha: 2 2 I pha = I 0 .A = 27, 63.0, 69 » 9(A ) 3 3 Dßng ®iÖn trung b×nh tiªu thô tõ nguån: A2 0, 692 I d = 2I 0 = 2.27, 63. = 8, 77(A ) 3 3 a.§èi víi m¹ch chØnh l-u: Coi bé sôt ¸p trªn bé läc b»ng 0. Dßng ®iÖn ®Çu ra cña bé chØnh l-u Id=8,77 A §iÖn ¸p ra cña bé chØnh l-u: Ud= En=466,7 V Do m¹ch cÇu ba pha nªn dßng trung b×nh qua c¸c Thyristor lµ Id/3=2,92 A §iÖn ¸p ng-îc ®Æt lªn Thyristor Ung=2,45*Ul. MÆt kh¸c ta cã: Ud=2,34*Ul => Ul 200 V;  Ung = 490 V Chän lo¹i Thyristor C15 do h·ng G.E cña Mü chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè sau: M· hiÖu Ung Itb toff di/dt tiristor V A s A/s C15 25600 5,1 30 60 b.§èi víi nghÞch l-u: Ta cã dßng ®iÖn pha A:
+  = 0  /3 E N é (1 + a )(2 - a ) - q / Q ù iA = 1 ê- e ú= 9, 21 é - 2, 864e - 1,03q ù 1 ë û 3R êë 1+ a 3 ú û +  = /3  2/3 E N é (1 + a )2 - q / Q ù iA = ê - 2 e ú= 9, 21(2 - 1, 771e - 1,03q ) 3R êë 1+ a 3 ú û +  = 2/3   E N é (1 + a )(2 - a ) - q / Q ù iA = ê+ 1 e ú= 9, 21(1 + 2, 864e - 1,03q ) 3R ëê 1+ a 3 ú û Trong kho¶ng tõ 0  /3 øng víi 1 th× Ia=0 « 9, 21(1 - 2, 864e - 1, 03 q1 )= 0 ® q1 = 1, 02r ad Dßng ®iÖn trung b×nh ®i qua Transistor sÏ lµ: é/3 p 2p / 3 p 1 ê êò 9, 21(1 - 2, 864e ò ò - 1,03 q - 1,03 q itbt = )d q + 9, 21(2 - 1, 771e )d q + 9, 21(1 + 2, 86 2p ê q ë1 p/ 3 2p / 3 = 4,351(A) §iÖn ¸p ng-îc ®Æt lªn Transistor: U ng = E N .K dt = 466, 7.1, 6 = 746, 7(V ) Tõ ®ã ta chän Transistor cã c¸c th«ng sè sau ®©y: M· VCE VCE0 VCE,sat IC I tf ton ts pm hiÖu V V V A A s s s W BUX 1000 450 1,5 9 1,2 0,8 1 3 125 47A
Trong kho¶ng 0  1 th× Thyr kh«ng dÉn, toµn bé dßng sÏ ®i qua Diot, nh- vËy biÓu thøc chän Diot nh- sau: q1 1 I tbD = 2p ò 9, 21(1 - 2, 864e - 1,03q )d q = 7,259(A) 0 Do ®ã ta chän lo¹i Di«t B-10 do Liªn X«(cò) chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè sau: Itb = 10 (A) Ung= 1001000(V) U = 0,7(V) b . TÝnh chän biÕn ¸p nguån BAN BAN ®Êu theo kiÓu /Y. §iÖn ¸p l-íi UL = 380V. Gi¸ trÞ hiÖu dông ®iÖn ¸p thø cÊp m¸y biÕn ¸p (nèi /Y) p U do . = 128 (V) U2 = 3 6 U 380 Tû sè m¸y biÕn ¸p: k = 1 = =3 U2 128 2 Dßng thø cÊp m¸y biÕn ¸p nguån: I2 = .I = 6,94(A) 3 d Dßng hiÖu dông s¬ cÊp BAN: 1 1 I1 = I2 = 21,23  6,94(A) K BA N 3,06 C«ng suÊt m¸y biÕn ¸p: S = 3.U2.I2 = 3.128.6,94 = 2665 (VA)  2,665 (kVA). Tra sæ tay, ta chän m¸y biÕn ¸p tiªu chuÈn cã S®m = 3(kVA). c . Chän van cho bé biÕn ®æi Gi¸ trÞ dßng trung b×nh ch¶y qua mçi van: Id 8, 5 I vtb = = = 2, 83(A ) 3 3 Gi¸ trÞ dßng cùc ®¹i qua mçi van: Ivmax = Id = 8,5 (A)
Gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ng-îc ®Æt lªn mçi van: Õ U ng max = U = 1, 05 * 299 = 314(V ) 3 d max Tõ nh÷ng tÝnh to¸n trªn, víi chÕ ®é lµm m¸t b»ng qu¹t giã th× c¸c th«ng sè cÇn cña mçi van trong m¹ch chØnh l-u cÇu ba pha lµ: - Ungt  1,6. Ungmax = 1,6 . 314 = 502 (V) - It  1,5. Imax = 1,5.8,5 = 12,75 (A) VËy ta chän ®-îc lo¹i Thyristor dïng cho bé chØnh l-u cÊp nguån cho ®éng c¬: VRR VGT IGT VTM ITM Du/d di/dt I0 M = IDM t Lo¹ I Ma Ma ma Ma (A VDR TSM (m i (A) x x x x (V/ (A/ ) M A) s) (V) (A) (V) (A) s) (V) TY N 16 600 220 3 1,5 25 1,4 50 50 100 690 d . TÝnh chän cuén kh¸ng m¹ch läc mét chiÒu §iÖn c¶m phÇn øng U 220 L- = k L . dm  5,6.  0,0345( H )  34,5(mH ) I dm . p.ndm 8,5.2.2100 Trong ®ã kL lµ hÖ sè lÊy gi¸ trÞ 5,5  5,7 ®èi víi m¸y kh«ng bï vµ kL= 1,4  1,9 ®èi víi m¸y cã bï; p lµ sè ®«i cùc. Cuén kh¸ng läc m¹ch mét chiÒu ®-îc nèi vµo m¹ch phÇn øng ®éng c¬ ®Ó lµm gi¶m vïng ®iÖn gi¸n ®o¹n ( lµm gi¶m xung dßng
mét chiÒu ) ®ång thêi c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn chuyÓn m¹ch cña ®éng c¬ ®iÖn §iÖn ¸p ®Çu ra cña bé biÕn ®æi m xung chøa sãng ®iÒu hßa c¬ b¶n vµ sãng ®iÒu hoµ bËc cao víi tÇn sè gãc K = K.m. 1 víi 1 - tÇn sè gãc l-íi ®iÖn , 1 = 314 ( 1 / s ) K - sè nguyªn bËc cña c¸c thµnh phÇn ®iÒu hoµ ®iÖn ¸p xoay chiÒu nµy g©y ra trong m¹ch phÇn øng dßng ®iÖn xoay chiÒu ®iÒu hoµ víi gi¸ trÞ hiÖu dông 1 U km I  1 .L  ( Km ) k 2 L - ®iÖn c¶m tæng cña m¹ch mét chiÒu ( bá qua gi¸ trÞ ®iÖn trë ) Gäi g lµ hÖ sè ®Ëp m¹ch ®iÖn ¸p ®Çu ra bé biÕn ®æi 1 U km g = 1  ( Km ) k 2 vµ i - hÖ sè ®Ëp m¹ch dßng ®iÖn I U .g i =  do  I dm I dm L HÖ sè ®Ëp m¹ch ®iÖn ¸p g phô thuéc vµo gãc ®iÒu khiÓn  , U g = f( d ) U do Do thµnh phÇn dßng xoay chiÒu nªn gi¸ trÞ dßng ®iÖn ®Þnh møc cña ®éng c¬ gi¶m 1 I'dm = Idm . Rm 1 2 R i Rm Tû sè ®Æc tr-ng cho sù ¶nh h-ëng cña dßng ®iÖn ®iÒu hoµ R Rm bËc cao lµm t¨ng ®iÖn trë tæng m¹ch phÇn øng , gi¸ trÞ nµy =2 R 3 Dßng ®iÖn xoay chiÒu nµy cßn g©y ¶nh h-ëng xÊu tíi qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch ë vµnh gãp m¸y ®iÖn . Cô thÓ do ¶nh h-ëng
dßng xoay chiÒu ®iÒu hoµ bËc m , tõ tr-êng cña c¸c cÆp cùc chuyÓn m¹ch bÞ chËm l¹i 90o so víi dßng ®iÖn ®iÒu hoµ bËc m . §iÖn ¸p chuyÓn m¹ch chËm trÔ sÏ kh«ng bï ®-îc ®iÖn ¸p ph¶n øng phÇn øng v× sôt ¸p xoay chiÒu U2 kh«ng thÓ t¨ng nhÈy cÊp . Tõ c¸c lý luËn trªn , ta rót ra gi¸ trÞ ®iÖn c¶m cÇn thiÕt nèi vµo m¹ch mét chiÒu U do no Ld = g c max  Lu I ddm [ i n]cf n Tra ®-êng cong quan hÖ gc = g . ta ®-îc g c max = 1,1 no Udo = 299V Iddm = 8,5A n0 = 2322 (1/s) n = 2100 (1/s) U do no -3 Ta cã Ld = g c max  Lu = 5,46.10 (H) = 5,46 mH I ddm [ i n]cf