Tự động điều khiển thiết bị điện P8

Chia sẻ: Hai Dang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

186
lượt xem 88
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Điều chỉnh bộ điều khiển và thiết kế hệ thóng - điều chỉnh bộ điều khiển là thay đổi các thông số của bộ điều khiển sao cho đạt được các chỉ tiêu điều khiển mong muốn

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tự động điều khiển thiết bị điện P8

Tự động hoá thiết bị điện §iÒu chØnh b§K vμ thiÕt kÕ hÖ thèng §iÒu chØnh bé ®iÒu khiÓn lμ thay ®æi c¸c th«ng sè cña bé ®iÒu khiÓn (tØ lÖ, tÝch ph©n, vi ph©n) sao cho ®¹t ®−îc c¸c chØ tiªu ®iÒu khiÓn mong muèn. C¸c chØ tiªu ®iÒu khiÓn th−êng gÆp – Trong miÒn thêi gian: Sai lÖch tÜnh, thêi gian t¨ng tr−ëng, tèc ®é ®¸p øng, tØ sè suy gi¶m, ®é qu¸ ®iÒu chØnh. – Trong miÒn tÇn sè: Giíi h¹n biªn ®é, giíi h¹n gãc pha, ®iÓm tÇn sè gÉy. §iÒu khiÓn m¸y ph¸t ®iÖn Nguyªn lÝ lμm viÖc p.n E = 4,44 fWk dqφdm f = 60 – æn ®Þnh tÇn sè – æn ®Þnh ®iÖn ¸p ph¸t ra E0 §Æc tÝnh lμm viÖc: – §Æc tÝnh kh«ng t¶i: Ikt GV: Nguyễn Vũ Thanh 1
Tự động hoá thiết bị điện E Ikt ®iÖn dung ®iÖn c¶m U®m ®iÖn trë ®iÖn trë ®iÖn c¶m Ikt ®iÖn dung It It 0 I®m 0 I®m – §Æc tÝnh ngoµi (®Æc tÝnh t¶i) – §Æc tÝnh ®iÒu chØnh C¸c hÖ thèng kÝch tõ – HÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ®iÖn mét chiÒu – HÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ®iÖn xoay chiÒu cã chæi than – HÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ®iÖn xoay chiÒu kh«ng chæi than – HÖ thèng kÝch tõ trùc tiÕp GV: Nguyễn Vũ Thanh 2
Tự động hoá thiết bị điện Phô t¶i 3 pha BiÕn ¸p BiÕn ¸p ph¶n håi nguån G 3~ kt _ PV SP e Bé ®iÒu CV khiÓn S¬ ®å ®iÒu khiÓn kÝch tõ trùc tiÕp m¸y ph¸t ®iÖn SP e CV PV Σ B§K §T -PV1 PH S¬ ®å khèi ®iÒu khiÓn m¸y ph¸t ®iÖn – B§K: Bé ®iÒu khiÓn – §T: §èi t−îng (M¸y ph¸t ®iÖn vµ bé biÕn ®æi) – PH: Ph¶n håi (BiÕn ¸p ph¶n håi vµ bé chØnh l−u) – SP: §iÓm ®Æt (®iÖn ¸p ®Æt (mong muèn)) – PV: BiÕn qu¸ tr×nh (®iÖn ¸p thùc ®Çu ra m¸y ph¸t) – PV1: TÝn hiÖu ph¶n håi – CV: BiÕn ®iÒu khiÓn (§iÖn ¸p ®iÒu khiÓn cña bé biÕn ®æi) GV: Nguyễn Vũ Thanh 3
Tự động hoá thiết bị điện CV (U®k) CV (U®k) 100% 100% CVmíi 50% 50% 0% PV (Uph) 0% PV (Ur) 0V 220V 380V 0V 220V 380V U1 (U®) (U®) Quan hÖ biÕn CV Quan hÖ biÕn CV (U®k) vμ PV1 (Uph) (U®k) vμ PV (Ur) cña bé ®iÒu khiÓn cña bé biÕn ®æi ®−a vμo ®iÒu chØnh m¸y ph¸t ®iÖn Yªu cÇu: – ThiÕt kÕ nguyªn lÝ m¹ch ®iÒu khiÓn cho æn ®Þnh ®iÖn ¸p ra m¸y ph¸t ®iÖn cã ph¶n håi ®iÖn ¸p (Cã thÓ thiÕt kÕ theo b¨m ¸p mét chiÒu hoÆc chØnh l−u cã ®iÒu khiÓn) Tù kÝch m¸y ph¸t ®iÖn E Exl E3 C¸c ph−¬ng ph¸p måi kÝch tõ E2 */ Dïng ®−êng cong tù kÝch E1 */ Dïng ¾cqui m¸y ph¸t ®iÖn E0 Ikt I0 I1 I2 I3 GV: Nguyễn Vũ Thanh 4
Tự động hoá thiết bị điện ®èi t−îng x¸c ®Þnh ®−îc hμm truyÒn ThiÕt kÕ x©y dùng m¹ch æn ®Þnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn DC. Cã c¸c th«ng sè sau: U®m = 220 V η®m = 0.85 n®m = 970 v/ph I®m = 50 A jDC = 1.6 kgm2 p=2 U®k = 10 V Udo = 240 V M¸y ph¸t tèc TM-100-2000 cã sè liÖu: U®m = 100V n®m = 2000 v/ph S¬ ®å khèi ®iÒu khiÓn tù ®éng æn ®Þnh tèc ®é ch−a xÐt viÖc h¹n chÕ dßng khi khëi ®éng. SP e Udk Ud ω Σ B§K CL §C -PV1 FT X¸c ®Þnh hμm truyÒn tõng kh©u trong hÖ thèng U do 1 −τp K cl = τ= – Bé chØnh l−u: TFcl = K cl e U dk max m. f m: sè pha chØnh l−u (cÇu m = 2.sè pha) f: tÇn sè l−íi TF cl = 24e −0.0033s GV: Nguyễn Vũ Thanh 5
Tự động hoá thiết bị điện – §éng c¬: X¸c ®Þnh h»ng sè thêi gian c¬ häc J J .(Ru + RBA ) J = (1.1 ÷ 1.2) J DC TC = = β (kφ )2 Trong ®ã: J = 1.92 kg.m2 Ru = 0.413 RBA = 0.2 kφ = 1.969 TC = 0.59(s ) X¸c ®Þnh h»ng sè thêi gian ®iÖn tõ Lu + LCL Tu = = 0.03(s ) Ru + RCL Do Tc > 4Tu, nªn cÊu tróc hµm truyÒn ®éng c¬ nh− sau: K DC TF (DC ) = (T1s + 1)(T2 s + 1) Trong ®ã: 1 ωdm K DC = = = 0,507 kφdm U dm − Ru I dm TC ⎛ 4T ⎞ T1 = ⎜1 + 1 − u ⎟ = 0,55 2 ⎜ ⎝ TC ⎟ ⎠ TC ⎛ 4T ⎞ T1 = ⎜1 − 1 − u ⎟ = 0,031 ⎜ 2 ⎝ ⎟ TC ⎠ 0,507 TF (DC ) = (0,55s + 1)(0,031s + 1) GV: Nguyễn Vũ Thanh 6
Tự động hoá thiết bị điện – M¸y ph¸t tèc: U FT U FT .9.55 TF (FT ) = = = 0,477 = GFT ω FT nFT Yªu cÇu thiÕt kÕ: – Trong miÒn thêi gian: P.O nhá nhÊt Ts nhá nhÊt Δω = 0 SP e Udk ω Σ B§K §T -PV1 FT Trong ®ã ®èi t−îng §T cã hμm truyÒn: 24 0.507 TF (DT ) = =G (0.0033s + 1) (0.55s + 1)(0.031s + 1) DT Sö dông bé ®iÒu khiÓn PID víi cÊu tróc hμm truyÒn tæng qu¸t nh− sau: KDs2 + KPs + KI TF ( PID ) = = GPID s Hμm truyÒn cña hÖ thèng kÝn nh− sau: GPID GDT num CLTF = = 1 + GPIDGDT GFT den GV: Nguyễn Vũ Thanh 7
Tự động hoá thiết bị điện Trong ®ã: 12,168K D s 2 + 12,168 K p s + 12,168 K I num = 5,58.10 − 4 s 4 + 0,036 s 3 + 0,614 s 2 + s 5,58.10 − 4 s 4 + 0,036 s 3 + (0,614 + 5 K D )s 2 + (1 + 5 K P )s + 5 K I den = 5,58.10 − 4 s 4 + 0,036 s 3 + 0,614 s 2 + s Ta ®−îc hμm truyÒn vßng kÝn nh− sau: 12,168 K D s 2 + 12,168 K P s + 12,168 K I CLTF = 5,58.10 − 4 s 4 + 0,036 s 3 + (0,614 + 5 K D )s 2 + (1 + 5 K P )s + 5 K I BiÕn ®æi hÖ sè Kp cho KD = Ki = 0: GV: Nguyễn Vũ Thanh 8
Tự động hoá thiết bị điện BiÕn ®æi hÖ sè Ki cho KP = 0.9; KD = 0: GV: Nguyễn Vũ Thanh 9
Tự động hoá thiết bị điện BiÕn ®æi hÖ sè KD cho KP = 0.9; Ki = 1.6: GV: Nguyễn Vũ Thanh 10
Tự động hoá thiết bị điện Tõ c¸c d÷ liÖu t×m ®−îc vÒ hÖ sè KP, Ki, KD x¸c ®Þnh ®å thÞ Bode cña hμm truyÒn hÖ kÝn Giíi h¹n biªn ®é: GM = 0dB - (-65,1dB) = 65,1 dB Giíi h¹n gãc pha: PM = 1800 + (-107) = 630 HÖ thèng cã ®é dù tr÷ vÒ biªn ®é vμ gãc pha lín. HÖ thèng cã ®é æn ®Þnh cao. Tõ c¸c d÷ liÖu t×m ®−îc vÒ hÖ sè KP, Ki, KD tiÕn hμnh x©y dùng vμ thiÕt kÕ bé ®iÒu khiÓn PID cÊu tróc song song. Víi Kp = 0.9; Ki = 1.6; KD = 0.024 GV: Nguyễn Vũ Thanh 11
Tự động hoá thiết bị điện – TÇn sè gÉy ë khu vùc tÇn sè thÊp. 1 K I 1.6 ωCL = = = = 1.77(rad / s ) τ2 K P 0.9 – TÇn sè gÉy ë khu vùc tÇn sè cao. 1 KI 1.6 ωCH = = = = 66,66(rad / s ) τ1 K D 0.024 Ph¶n håi ©m tèc ®é vμ ph¶n håi d−¬ng dßng cã ng¾t. ω 1 2 3 I Ing Ik® GV: Nguyễn Vũ Thanh 12
Tự động hoá thiết bị điện ®èi t−îng ch−a x¸c ®Þnh ®−îc hμm truyÒn GV: Nguyễn Vũ Thanh 13