thiết kế hệ truyền động cho cân bằng định lượng, chương 7

Chia sẻ: Duong Thi Tuyet Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

298
lượt xem 113
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu cơ bản của hệ điều chỉnh tự động truyền động điện là phải đảm bảo giá trị yêu cầu của các đại lượng điều chỉnh mà không phụ thuộc vào tác động của các đại lượng nhiễu lên hệ điều chỉnh. Hệ thống điều chỉnh tự động truyền động điện động cơ truyền động cân băng định lượng có cấu trúc được trình bày ở dưới, gồm : động cơ truyền động M quay chi tiết máy mài tròn Mx và thiết bị biến đổi năng lượng - chỉnh lưu cầu ba pha BĐ (được gọi là phần...

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 7

chương 7: Tæng hîp hÖ truyÒn ®éng 1 . M« h×nh hÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn Môc tiªu c¬ b¶n cña hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn lµ ph¶i ®¶m b¶o gi¸ trÞ yªu cÇu cña c¸c ®¹i l-îng ®iÒu chØnh mµ kh«ng phô thuéc vµo t¸c ®éng cña c¸c ®¹i l-îng nhiÔu lªn hÖ ®iÒu chØnh. HÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ truyÒn ®éng c©n b¨ng ®Þnh l-îng cã cÊu tróc ®-îc tr×nh bµy ë d-íi, gåm : ®éng c¬ truyÒn ®éng M quay chi tiÕt m¸y mµi trßn Mx vµ thiÕt bÞ biÕn ®æi n¨ng l-îng - chØnh l-u cÇu ba pha B§ (®-îc gäi lµ phÇn lùc), c¸c thiÕt bÞ ®o l-êng §L vµ c¸c bé ®iÒu chØnh R (®-îc gäi lµ phÇn ®iÒu khiÓn). TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn hÖ thèng ®-îc gäi lµ tÝn hiÖu ®Æt TH§ vµ ngoµi ra cßn cã c¸c tÝn hiÖu nhiÔu lo¹n NL t¸c ®éng lªn hÖ thèng. NL TH§ R B§ M Mx §L CÊu tróc cña hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ truyÒn ®éng c©n b¨ng ®Þnh l-îng .
§éng c¬ truyÒn ®éng ®-îc sö dông lµ ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp vµ ®-îc cÊp n¨ng l-îng tõ bé biÕn ®æi chØnh l-u cÇu ba pha cã ®iÒu khiÓn. Bé biÕn ®æi cã chøc n¨ng biÕn ®æi n¨ng l-îng ®iÖn thÝch øng víi ®éng c¬ truyÒn ®éng vµ mang th«ng tin ®iÒu khiÓn ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c tham sè ®Çu ra cña bé biÕn ®æi (nh- c«ng suÊt, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, tÇn sè...). TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®-îc lÊy ra tõ bé ®iÒu chØnh R. C¸c bé ®iÒu chØnh R (regulator) nhËn tÝn hiÖu th«ng b¸o sai lÖch vÒ tr¹ng th¸i lµm viÖc cña truyÒn ®éng th«ng qua so s¸nh gi÷a tÝn hiÖu ®Æt TH§ vµ tÝn hiÖu ®o l-êng c¸c ®¹i l-îng truyÒn ®éng. Sù biÕn thiªn cña c¸c tÝn hiÖu ®Æt g©y ra c¸c sai lÖch kh«ng tr¸nh ®-îc trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é vµ còng cã thÓ g©y sai lÖch trong chÕ ®é x¸c lËp. Trªn c¬ së ph©n tÝch c¸c sai lÖch ®iÒu chØnh, ta cã thÓ chän ®-îc c¸c bé ®iÒu chØnh, c¸c m¹ch bï thÝch hîp ®Ó n©ng cao chÝnh x¸c cña hÖ thèng. 2 . Tæng hîp c¸c m¹ch vßng ®iÒu chØnh Khi tæng hîp hÖ truyÒn ®éng nhiÒu th«ng sè th-êng ph©n hÖ thµnh cÊu tróc nhiÒu vßng cã c¸c bé ®iÒu chØnh kiÓu nèi cÊp. Cho ®Õn nay, ph-¬ng ph¸p chung tæng hîp c¸c bé ®iÒu chØnh trong cÊu tróc nèi cÊp ch-a thËt hoµn thiÖn, chñ yÕu do viÖc chän th«ng sè tèi -u cña c¸c bé ®iÒu chØnh vµ tÝnh chÊt phøc t¹p cña hÖ thèng thùc. V× thÕ, viÖc tÝnh to¸n tæng hîp gÇn ®óng cã gi¸ trÞ to lín trong thiÕt kÕ ®Þnh h-íng còng nh- trong chØnh ®Þnh vµ vËn hµnh hÖ thèng. Nh- ®· tr×nh bµy ë trªn, ®Ó phï hîp víi yªu cÇu cña hÖ truyÒn ®éng, ta chän hÖ ®iÒu chØnh ®éng c¬ mét chiÒu ®iÒu chØnh theo nguyªn t¾c T - §. Qua ph©n tÝch c¬ cÊu c©n b¨ng, ta thÊy r»ng hÖ truyÒn ®éng nµy bao gåm ba m¹ch vßng ®iÒu chØnh, ®ã lµ m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn, m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é vµ m¹ch vßng ®iÒu chØnh n¨ng suÊt. S¬ ®å nèi cÊp cña hÖ ®iÒu chØnh ®-îc tr×nh bµy nh- h×nh vÏ.
Q® + + + i  Q Rq(p) R(p) Ri(p) Si(p) S(p) Sq(p) N¨ng suÊt cña hÖ thèng c©n b¨ng quyÕt ®Þnh tèc ®é ®Æt ®éng c¬ truyÒn ®éng ®Ó ®¹t ®-îc kÕt qu¶ theo yªu cÇu. Qua hÖ ®iÒu chØnh tèc ®é ta sÏ t¹o ra tèc ®é ®iÒu khiÓn ®éng c¬- ®iÒu khiÓn th«ng qua m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. Do c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ mµ hÖ thèng cÇn ®¹t v« sai cÊp 1 hoÆc v« sai cÊp hai. NhiÔu chÝnh cña hÖ thèng lµ m«men c¶n Mc. Tuú theo yªu cÇu c«ng nghÖ mµ bé ®iÒu chØnh tèc ®é R cã thÓ ®-îc tæng hîp theo hai tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn hoÆc theo nhiÔu t¶i Mc. Trong tr-êng hîp chung, hÖ thèng ph¶i cã ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh tèt c¶ tõ phÝa tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn lÉn phÝa tÝn hiÖu nhiÔu lo¹n. 2.1 . Tæng hîp m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn
Trong c¸c hÖ truyÒn ®éng tù ®éng còng nh- c¸c hÖ chÊp hµnh th× m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn lµ m¹ch vßng c¬ b¶n. Chøc n¨ng c¬ b¶n cña m¹ch vßng dßng ®iÖn lµ trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp x¸c ®Þnh m« men kÐo cña ®éng c¬, ngoµi ra nã cßn cã chøc n¨ng b¶o vÖ, ®iÒu chØnh gia tèc... S¬ ®å khèi cña m¹ch vßng dßng ®iÖn cã d¹ng nh- h×nh vÏ: K U®k E Mc UI® KCL 1/R- I-  RI K 1/Jp 1+CLp 1+T-p UI Ki 1+fIp Trªn s¬ ®å ta thÊy cã hai ®¹i l-îng ®Çu vµo lµ tÝn hiÖu ®Æt Ud vµ tÝn hiÖu nhiÔu lo¹n Mc. Khi cã sù biÕn ®æi cña dßng ®iÖn, sÏ cã hai sù t¸c ®éng vµo hÖ thèng: Mét tÝn hiÖu qua m¹ch vßng ®iÖn tö ®Ó ®iÒu chØnh dßng vµ mét tÝn hiÖu qua m¹ch vßng c¬ ®i vµo ®iÒu khiÓn m« men. Tuy nhiªn, m¹ch vßng c¬ cã hÖ sè qu¸n tÝnh lín h¬n rÊt nhiÒu so víi m¹ch vßng ®iÖn tö nªn ta cã thÓ c¾t bá, hay nãi c¸ch kh¸c, khi tæng hîp m¹ch vßng dßng ®iÖn ta cã thÓ bá qua ¶nh h-ëng cña suÊt ®iÖn ®éng ®éng c¬. Nh- vËy ta cã s¬ ®å khèi tæng hîp m¹ch vßng dßng ®iÖn lóc nµy cã d¹ng nh- sau: UI® U®k KCL Ud 1/R- I- RI 1+CLp 1+T -p UI Ki
Trong ®ã: KCL: HÖ sè khuyÕch ®¹i kh©u chØnh l-u dßng ®iÖn. KCL= U dm  234  23,4 10V 10 CL : H»ng sè thêi gian cña kh©u chØnh l-u. CL= 3.33 ms Ki : HÖ sè khuyÕch ®¹i cña sensor dßng. Ki= 10V  10V  1,176 I dm 8,5 fi : H»ng sè thêi gian cña sensor dßng. fi = 0.5  1 ms R- ,L- : §iÖn trë vµ ®iÖn c¶m m¹ch phÇn øng. T- : H»ng sè thêi gian m¹ch phÇn øng, cã gi¸ trÞ cì hµng chôc L- 0,0345 ms. T- =   0,014( s ) R 2,49  TV0 =  1,67 ( ms ) m. e Tæng hîp m¹ch ta cã cÊu tróc thu gän: UI® KCL.1/R-.KI UI F RI (1+CL)(1+T-p)(1+fIp) UI
Suy ra hµm truyÒn m¹ch: K CL 1 1 KI FS = . . . 1   CL p R u 1  Tu p (1   fI p).(1  TVO p) Do c¸c gi¸ trÞ CL vµ fI lµ t-¬ng ®èi nhá nªn ta cã thÓ tæng hîp nh- sau: KS FS  (1  Tu p)(1   I p ) Víi KS = K CL .K I = 11,056 Ru Ts = fI + CL + TV0 = 6.10-3 s KS 11,056 11,056 FS  =  (1  Tu p)(1   I p ) (1  0,014p)(1  0,00433) 1  0,0183p  6,02.10 5 p 2 Tæng hîp m¹ch vßng theo tiªu chuÈn modul tèi -u ta thu ®-îc cÊu tróc cña bé ®iÒu chØnh m¹ch vßng dßng ®iÖn cã d¹ng PI: 1  Tu p RI(p) = = 1  0,014p  1  0,014p 2.K S .Ts .p 2.11,056.0.00433p 0,957 p S¬ ®å bé PI CK R1 R3 C Ui® R2 Ui - U§k +
Lùa chän c¸c th«ng sè 2K CL K I R1 C = Ts = 0,1326 Ru R3C = T- = 0,014 Chän C = 100 F 2K CL K I Ta tÝnh ®-îc R1 = Ts = 1326  R uC Chän R1 = 1,5 k Tu R3 = = 140  C Chän R3 = 150  Cã thÓ chän R2 = R1 = 1,5 k §Ó t¹o läc , th-êng nèi thªm tô Ck song song víi ®iÖn trë R3 sao cho R3Ck = Tf vµ R3( C + Ck ) = T- Tõ ®ã ta tÝnh Ck = Tf = 42,8 .10-6 F = 42,8 F R3 Chän Ck = 50 F
Víi c¸c gi¸ trÞ ®· cho ta x©y dùng ®-îc ®Æc tÝnh qu¸ ®é cña cÊu tróc m¹ch nh- sau: §Æc tÝnh qu¸ ®é cña m¹ch vßng dßng ®iÖn Qu¸ tr×nh qu¸ ®é sÏ kÕt thóc sau thêi gian Tq® = 0,0363(s) vµ ®é qu¸ ®iÒu chØnh lµ 4,23% . Víi ®éng c¬ trong hÖ truyÒn ®éng T - §, do kh«ng cÇn ph¶i ®¶o chiÒu ®éng c¬ nªn nãi chung ta sÏ ph¸t xung cho hÖ trong chÕ ®é dßng ®iÖn liªn tôc, ®¬n gi¶n vµ tiÖn lîi.