thiết kế hệ truyền động nâng hạ cơ cấu cầu trục, chương 8

Chia sẻ: Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

301
lượt xem 134
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luật điều chỉnh và cấu trúc điều chỉnh. Có nhiều phương pháp điều khiển đảm bảo cho động cơ KĐB, khi điều chỉnh tần số và điện áp, có khả năng quá tải cao hoặc giữ cho mômen tới hạn không đổi. Một trong những phương pháp đó là luật điều chỉnh giữ cho từ thông động cơ không đổi trong khi điều chỉnh tần số và điện áp. 1. Luật giữ từ thông không đổi Thực tế phương pháp điều chỉnh tần số động cơ (đồng thời cũng phải điều chỉnh biên độ điện áp Stato đặt vào động...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: thiết kế hệ truyền động nâng hạ cơ cấu cầu trục, chương 8

Chương 8: Tæng hîp hÖ thèng I. LuËt ®iÒu chØnh vµ cÊu tróc ®iÒu chØnh. Cã nhiÒu ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®¶m b¶o cho ®éng c¬ K§B, khi ®iÒu chØnh tÇn sè vµ ®iÖn ¸p, cã kh¶ n¨ng qu¸ t¶i cao hoÆc gi÷ cho m«men tíi h¹n kh«ng ®æi. Mét trong nh÷ng ph-¬ng ph¸p ®ã lµ luËt ®iÒu chØnh gi÷ cho tõ th«ng ®éng c¬ kh«ng ®æi trong khi ®iÒu chØnh tÇn sè vµ ®iÖn ¸p. 1. LuËt gi÷ tõ th«ng kh«ng ®æi Thùc tÕ ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè ®éng c¬ (®ång thêi còng ph¶i ®iÒu chØnh biªn ®é ®iÖn ¸p Stato ®Æt vµo ®éng c¬) th«ng qua tõ th«ng ®éng c¬ cã thÓ dïng m¹ch vßng ®iÒu chØnh trùc tiÕp tõ th«ng, hoÆc còng cã thÓ dïng ®iÒu khiÓn gi¸n tiÕp th«ng qua c¸c ®¹i l-îng kh¸c nh- tÇn sè f1 , ®iÖn ¸p U1, dßng ®iÖn I1 vµ tÇn sè tr-ît f2. M¹ch ®iÒu chØnh tõ th«ng trùc tiÕp nhê c¸c bé ®o l-êng g¾n vµo stato ®éng c¬ cã nhiÒu nh-îc ®iÓm nªn thùc tÕ th-êng sö dông c¸c ph-¬ng ph¸p gi¸n tiÕp. §èi víi hÖ biÕn tÇn nguån dßng th× tèt nhÊt lµ ¸p dông ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tÇn sè dßng ®iÖn. B¶n chÊt cña ph-¬ng ph¸p nµy lµ th«ng qua viÖc ®iÒu chØnh quan hÖ gi÷a tÇn sè tr-ît f2 vµ dßng ®iÖn stato I1 ®Ó gi÷ cho tõ th«ng cña m¸y ®iÖn kh«ng ®æi. Tõ kÕt qu¶ thu ®-îc tõ lý thuyÕt ta cã ®-îc quan hÖ gi÷a dßng stato vµ tõ th«ng r«to:  I s  rdm 1  (Tr .s ) 2 trong ®ã: Tr=Lr/Rr. Lm BiÓu thøc trªn cã nghÜa lµ nÕu muèn gi÷ tõ th«ng kh«ng ®æi r=r dm =const, th× dßng ®iÖn stato ph¶i ®-îc ®iÒu chØnh theo ®é tr-ît.  -u ®iÓm cña ph-¬ng ph¸p nµy lµ: ®¬n gi¶n, dÔ thùc hiÖn. §¶m b¶o cho dßng ®iÖn stato (I1), dßng ®iÖn roto (I2), m«men tíi h¹n (Mth), hÖ sè tr-ît tíi h¹n (sth) vµ tõ th«ng
®éng c¬ ®Òu kh«ng phô thuéc vµo tÇn sè  ®Æc tÝnh tÜnh cña ®éng c¬ sÏ chuyÓn dÞch song song víi nhau vµ kh«ng thay ®æi h×nh d¹ng khi ®iÒu chØnh tÇn sè. §iÒu khiÓn gi÷ cho r=r dm sÏ tËn dông ®-îc c«ng suÊt m¹ch tõ lµ tèi ®a. H¬n n÷a, khi gi÷ biªn ®é tõ th«ng roto kh«ng ®æi th× vector tõ th«ng roto vµ vector dßng ®iÖn roto lu«n vu«ng gãc víi nhau trong kh«ng gian vµ do ®ã m«men ®iÖn tõ cña ®éng c¬ hoµn toµn tû lÖ víi biªn ®é dßng roto. §iÒu nµy gièng nh- quan hÖ gi÷a m«men vµ dßng ®iÖn phÇn øng trong ®éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch ®éng lËp khi tõ th«ng kÝch tõ lµ ®Þnh møc.  Nh-îc ®iÓm cña ph-¬ng ph¸p nµy lµ: Nªu gi÷ tõ th«ng kh«ng ®æi mµ phô t¶i ®éng c¬ gi¶m  t¨ng tæn hao trong ®éng c¬. ë vïng tÇn sè thÊp, khi mµ sôt ¸p trªn ®iÖn trë stato cã thÓ so s¸nh ®-îc víi sôt ¸p trªn ®iÖn c¶m t¶n m¹ch stato th× tõ th«ng sÏ gi¶m vµ do ®ã m«men tíi h¹n sÏ gi¶m. 2. X©y dùng nguyªn lý cÊu tróc ®iÓu chØnh. S¬ ®å nguyªn lý cÊu tróc ®iÒu chØnh gi÷ tõ th«ng roto kh«ng ®æi nh- sau:  S¬ ®å cÊu tróc ®iÒu khiÓn gåm hai kªnh ®iÒu khiÓn: + Kªnh ®iÒu khiÓn biªn ®é bao gåm hai m¹ch vßng ®iÒu chØnh: m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é vµ m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. TÝn hiÖu ®Çu ra cña bé ®iÒu khiÓn tèc ®é R lµ tÝn hiÖu ®Æt cña m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. TÝn hiÖu ra cña bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn biªn ®é a dßng Id. + Kªnh ®iÒu khiÓn tÇn sè thùc hiÖn quan hÖ: f1  f 2  f m Trong®ã fm: tÇn sè quay r f2 : tÇn sè tr-ît (dÊu + : ë chÕ ®é ®éng c¬; dÊu -: ë chÕ ®é m¸y ph¸t). TÝn hiÖu tØ lÖ víi dßng ®iÖn lÊy ra tõ ®Çu ra bé ®iÒu chØnh tèc ®é R ®-îc ®-a qua kh©u ®¹o hµm phi tuyÕn I d  f  f 2  vµ qua bé chuyÓn ®æi A/D ta ®-îc f2.
U w Id R RI a CL NL D U f1 A Idw f2 D +fm D Ft A Trong tr-êng hîp tæng qu¸t ®¹i l-îng cÇn ®iÒu chØnh lµ: +Biªn ®é dßng ®iÖn stato I1: I 1  I1x 2  I1 y 2 ; trong ®ã I1x=const, vµ I1y tØ lÖ víi dßng roto (I2) vµ do ®ã tû lÖ víi m«men quay. + Gãc pha cña vector dßng ®iÖn tæng stato víi vector tõ th«ng I1 y roto:   arctg I 1x Trong tr-êng hîp dïng bé biÕn tÇn nguån dßng th× ®¹i l-îng ®iÒu khiÓn lµ dßng ®iÖn trong m¹ch mét chiÒu Id. §Ó ®¬n gi¶n trong viÖc tæng hîp c¸c bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn Ri vµ tèc ®é R ta gi¶ thiÕt r»ng: Kªnh ®iÒu chØnh tÇn sè do phÇn cøng ®¶m nhiÖm sÏ ®-îc ®Ò cËp ®Õn ë ch-¬ng 6. V× vËy ta sÏ tiÕn hµnh tæng hîp bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn Ri vµ bé ®iÒu chØnh tèc ®é R theo kªnh 1.
C¨n cø vµo biÓu thøc tÝnh to¸n m«men vµ dßng ®iÖn ta cã thÓ thµnh lËp ®-îc s¬ ®å cÊu tróc cña hÖ thèng: rdm IS  1  Tr2 s  Fi (s ) 2 Lm 3 L2m s .I s2 M  K M .FM (s ).I S 2 2 R r 1  s Tr 2 2 a. CÊu tróc khai triÓn cña m¹ch vßng dßng ®iÖn stato Ld,Rd Id Id U®k Phô t¶i Ri CL+§K NL+§C K§B S¬ ®å cÊu tróc tæng qu¸t m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn nh- sau: §Ó ®¬n gi¶n, nÕu coi r»ng khe hë kh«ng khÝ gi÷a stato vµ roto lµ ®Òu, sù biÕn thiªn cña t¶i ®-îc ph¶n ¸nh ë trªn ®iÖn trë t-¬ng ®-¬ng trong m¹ch roto vµ d©y quÊn stato nèi h×nh sao th× c¨n cø vµo s¬ ®å thay thÕ cña ®éng c¬ K§B ta cã m« h×nh nh- sau: Ld Rd 2L1t 2R1 2L2t 2R2/s CL+§K Ud Id U®k Ri Trong ®ã : I®o Ir®
+ Ld, Rd: ®iÖn c¶m, ®iÖn trë cuén kh¸ng läc (cña m¹ch mét chiÒu trung gian). + L1t, R1: ®iÖn c¶m t¶n, ®iÖn trë 1 pha stato. + L2t, R2: ®iÖn c¶m t¶n, ®iÖn trë 1 pha roto quy ®æi vÒ stato. +s : hÖ sè tr-ît. + CL + §K: lµ khèi chØnh l-u vµ ®iÒu khiÓn.  Ta cã hµm truyÓn ®¹t cña bé chØnh l-u: Ud K CL ¦ WCL  DK   U dk 1  p.Tcl víi: KCL lµ hÖ sè khuyÕch ®¹i cña bé chØnh l-u TCL= Tvo lµ h»ng sè thêi gian cña bé chØnh l-u. 2 ViÖc tæng hîp chÝnh x¸c m¹ch vßng dßng ®iÖn rÊt phøc t¹p, v× thµnh phÇn ®iÖn trë cña vßng dßng ®iÖn phô thuéc vµo hÖ sè tr-ît s. Do vËy, mét c¸ch gÇn ®óng ta bá qua c¸c thµnh phÇn ®iÖn trë ®iÖn kh¸ng quy ®æi tõ roto vÒ stato. Ta ®Æt: R  Rd  2 R1 L  Ld  2 L1t Ud 1/ R  L Ta cã: Ir   .U d trong ®ã T  R   pL  1  pT R => S¬ + cÊuirtrócR Ui® ®å U Uu®k U d¹ng khai triÓn m¹ch vßnguddßng 1 / R  K CL ®iÖn. Uid i - 1  pTCL 1  pT Ui®o Ki
b. CÊu tróc khai triÓn cña m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é + M«men ®iÖn tõ ë chÕ ®é tÜnh cã d¹ng 3 Lm sIs 2 2  K M .FM ( s ).I s 2 M  p' . 2 R2 1   s Tr 2 2 trong ®ã s: tèc ®é tr-ît cña ®éng c¬; Tr =L2t/R2: h»ng sè thêi gian m¹ch roto Tõ ®ã ta cã s¬ ®å cÊu tróc d¹ng khai triÓn m¹ch vßng tèc ®é nh- sau: Tõ s¬ ®å ta nhËn thÊy cã hai kh©u phi tuyÕn: + Kh©u tÝnh ®é lín dßng ®iÖn ®Æt stato (Fi). + Kh©u tÝnh m«men ®iÖn tõ. V× vËy ®Ó dÔ dµng trong viÖc tæng hîp c¸c bé ®iÒu chØnh, ta tiÕn hµnh tuyÕn tÝnh ho¸ hÖ thèng vµ sau ®ã ¸p dông c¸c chuÈn tèi -u ®Ó thiÕt kÕ c¸c bé ®iÒu chØnh tuyÕn tÝnh.  Hµm Fi(s) cã thÓ thay b»ng kh©u khuÕch ®¹i ®¬n gi¶n: I sdm Fi ( s )  K Fi   sdm  TuyÕn tÝnh ho¸ biÓu thøc tÝnh m«men ®éng c¬ (t¹i ®iÓm lµm viÖc ®Þnh møc):
Kd0 Ui® U ® K CL / R  2 3 R Ri X 1  pTCL 1  pT  Id  IS IS2 -U Fi() S FM MC X 3 L2m - 1 2 Rr + Jp K 1  pT M M M  s  I s t¹i (M®m, ws®m, I1®m) ta cã: s I s M 3 Lm 2 2 1  sdm Tr2 2  I sdm A s 2 R r (1  sdm Tr2 ) 2 2 M 3 Lm 2 2I sdm sdm  B I s 2 R r 1  sdm Tr2 2 * S¬ ®å cÊu tróc d¹ng khai triÓn c¸c m¹ch vßng dßng ®iÖn vµ Kd0 U®t + - K CL / R I 2 3 IS R KFi RI 1  pTCL 1  pT  Id  - K S + + 1  pT A B MC  1 - Jp tèc ®é sau khi ®· tuyÕn tÝnh ho¸ (bá qua hÖ sè thêi gian ®iÖn tõ)