Xây dựng đặc tính tĩnh cho động cơ

Đ 4-1: khái niệmĐặc tính tĩnh có bản chất là mô tả chất lợng tĩnh, sai số tốc độ, độ trơn điều chỉnh của một hệ thống thông qua giá trị độ cứng đặc tính β.. Việc xây dựng đặc tính dựa tr

phần iv



xây dựng đặc tính tĩnh

Đ 4-1: khái niệm

Đặc tính tĩnh có bản chất là mô tả chất lợng tĩnh, sai số tốc độ, độ trơn

điều chỉnh của một hệ thống thông qua giá trị độ cứng đặc tính β Việc xây dựng đặc tính dựa trên quan hệ giữa tốc độ và dòng điện:

- Hệ số khuyếch đại của BBĐ là hằng số

- Tiristor là phần tử không có quán tính điện từ

- Điện trở R = const trong suốt quá trình làm việc

ở đây ta xây dựng đặc tính với dòng tải là liên tục (điều này mới có ý nghĩa cho việc khảo sát chất lợng tĩnh)

Đ 4-2: xây dựng đặc tính tĩnh

I Sơ đồ cấu trúc của hệ thống

Để xây dựng đợc đặc tính cơ tĩnh ta phải thiết lập đợc sơ đồ cấu trúc của

hệ thống nhờ việc thay thế từng khâu bởi hàm truyền của chúng

Vì đây là chế độ tĩnh nên các thông số biến đổi (toán tử) p = 0, nh vậy hàm truyền của các khâu là hằng số

Ta có sơ đồ cấu trúc của hệ thống nh sau:

π

γK

Δβ

K.K.K.1

KRI].[

K.K.KU

.K.K.K.K

Đ n I

Đ

ư

ư

Đ I cd

Đ I

Khi khâu phản hồi âm dòng có ngắt cha tác động suy ra ∆I < 0

và lực ly tâm lớn có thể làm vỡ, bung động cơ và dây quấn động cơ

Mặt khác khi tốc độ quá lớn, do động cơ lấy điện qua vành góp nên tại cổ góp sẽ phát sinh ra các tia lửa điện có thể làm hỏng vành góp

KI

βγ

Để đảm bảo an toàn cho ngời và thiết bị tín hiệu thì đặc tính cơ cao nhất phải đợc xây dựng ứng với đờng có nđm = 3000 v/ph.

1 Đờng đặc tính cơ cao nhất

Khi này ta coi hệ thống nh không có khâu phản hồi âm dòng có ngắt

.Trong đó:

K: Hệ số khuyếch đại của toàn hệ thống

RΣ: Tổng trở mạch phần ứng

KĐ: Hệ số khuyếch đại của động cơ

Để dảm bảo cho hệ thống làm việc lâu dài tín hiệu thì đờng đặc tính cơ cao nhất khi này có điện áp chủ đaọ lớn nhất Ta có:

Ucđmax =

K

)KRI()1

U.K1

KRIU

K cdmax ư ư Đ cdmax

γγK

Σ

+

=+

−

23,95837

003,01

07883,

9.23,

II.(

U

Tại thời điểm I = I ng ⇒∆I = 0.

K cd ng1 ư Đ

23,95837

003,01

343,34.7384,14.5,1307883,

9.23,95837

=+

−

(v/ph)

Vậy điểm C1 (13,5; 2992,1)

+) Xác định điểm làm việc bão hoà D1(Ibh ; nbh):

Căn cứ vào mạch khuếch đại thuật toán và căn cứ vào mạch IC sử dụng ta có nhận xét: khi IC làm việc ở chế độ bão hoà:

Ubh = Ucc- (1,5 ữ 2) (V)Với loại IC của hệ thống Ubh = 13 (V)Khi phản hồi âm tốc độ bão hoà chỉ có phản hồi âm dòng có ngắt tham gia

n=[[Ubh- β.(I- Ing)].KI.Kπ- I.R∑].KĐ (1)

9195,47K

d bh

II

K.K

R.IU

235,58.5,0

7384,14.5,2213

0,179

Vậy β = 0,179

- Xác định điểm ứng với tốc độ bão hoà:

áp dụng phơng trình khi sảy ra bão hoà:

1307883

π π

β

βRK.K

K

nK.K.I.K.K.U

I

Đ

bh I

ng I

bh

+

−+

=

7384,14235,58.5,0.179,0

343,34

2981235

,58.5,0.5,13.179,0235,58.5,0.13

+

−+

=17,75 (A) Vậy điểm bão hoà là: D1( 17,75; 2981)

4 Xây đựng đờng đặc tính cơ thấp nhất

(

ndmmin +γK + dm ưΣ Đ

23,95837

343,34.7384,14.9)23,95837

003,01(

Tốc độ không tải lý tởng nhỏ nhất là:

n0min = 315,789

23,95837

003,01

95066,

0.23,958371

U

K cdmin

=+

=

Vậy B2(Iđmmin,nđmmin) = B2(9; 300)

A2(0; 315,789)

- Xác định điểm C2 trên đờng đặc tính cơ thấp nhất

Khi dòng điện I = 1,2Iđm thì khâu ngắt dòng bắt đầu tham gia ứng với tốc

độ nngmin trên đờng đặc tính cơ thấp nhất

ở tốc độ thấp nhất khi đó bộ điều chỉnh tốc độ cha bão hoà và khâu ngắt dòng tham gia:

003,01

343,34.7384,14.5,13343,34.5,0.179,0.5,1323,95837

- Điểm D2(nbhmin; Ibhmin) trên đồ thị đợc xác định

Khi tốc độ nhỏ thì bộ điều chỉnh tốc độ bão hoà khi đó chỉ có mình khâu ngắt dòng tác động

UK

Ucdmin − bh

Trong đó:

nbhmin = 271,67(v/ph)

003,0.84,95

1384,95.95066,

min bh

Đ I

bh

K.RK.K.K

nK.K.K.U

uΣ π

67,271343

,34.235,58.5,0.13

+

−

Ibhmin = 18,57(A) Vậy điểm D2 (18,57; 271,67)Vậy đờng đặc tính tĩnh của hệ thống là:

n(v/p)

0

3015,8

9 13,5 17,75 22 22,5 315,789

phần v



xét ổn định và hiệu chỉnh hệ

thống

Đ 5-1: XéT ổn ĐịNH hệ thống

I Khái quát chung

Trong quá trình làm việc do nhiễu loạn ở bên ngoài mà hệ thống đang làm việc có thể mất cân bằng so với định mức Tính ổn định của hệ thống có thể quay lại trạng thái ban đầu sau một thời gian Do đó sau khi hệ thống đợc thiết

kế ta cần xét ổn định và phân tích chất lợng hệ thống sau đó hiệu chỉnh để hệ thống làm việc tối u

Chất lợng của hệ thống điều khiển tự động đợc thể hiện trong trạng thái

động và trạng thái tĩnh

- Trạng thái tĩnh yêu cầu quan trọng nhất là độ chính xác điều chỉnh

- Trạng thái động thì các yêu cầu về ổn định và các chỉ tiêu về chất lợng

Có nhiều cách hiệu chỉnh hệ thống, nhng ở dây ta hiệu chỉnh hệ thống theo phơng pháp modul tối u đây là phơng pháp hiệu chỉnh gần đúng

Nội dung phơng pháp nh sau:

II Thành lập sơ đồ cấu trúc và xây dựng hàm truyền của hệ

M

2 M

Ư

Đ

++

Wph = γ

Từ sơ đồ cấu trúc ta có hàm truyền của hệ thống nh sau:

WHT =

Đ I

Đ I

W.W.W.W

W.W.W.W

π ω

π ω

γ

1+

1PTPT.T

K

1P.T

K.K.K.1

1P.TPT.T

K

1PT

KK.KW

M

2 M

Ư

Đ I

n

M

2 M

Ư

Đ I

HT

++

++

++

+

=

π π π

π n

γ

=

Đ I

M

2

Ư M

3 M

Ư

Đ I

KKKK.1P)TT(P)TT(TPTT

T

KKKK

π n π

π π

π n

γ

+++

++

1mf

2

K.K.375

7384,14.045,0

=

=

7384,14

512,0R

LƯ

=

=

UΣ Σ

(s)

III Xét ổn định

Ta xét ổn định cho hệ thống theo tiêu chuẩn Raox

Muốn vậy thì phải thành lập bảng Raox, nó có dạng tổng quát nh sau:

3 1

2 0

a

aaaaa

aa

aa

0

10.0298,576.5281,222173,

0.00831,

Ta thấy trên cột thứ nhất của bảng Raox có một số hạng b0 = -1,5306 < 0 nên hệ thống không ổn định do vậy ta tiến hành hiệu chỉnh hệ thống

1 Sơ đồ cấu trúc phân cấp của hệ thống.

- Hàm truyền chuẩn theo phơng pháp modul tối u (hệ kín):

2 2 )

p ( K

p2p21

1W

τ

τ ++

=

- Hàm truyền hiệu chỉnh chuẩn có dạng:

)p1(p2.W

1W

0 hc

1W

I 0 hcI

2 Hàm truyền của hệ thống hiệu chỉnh dòng điện

- Hàm truyền hiệu chỉnh của mạch vòng phản hồi dòng điện có dạng:

)p(p.W

mà WI =

)p.T1(R

0

235,58

+

Suy ra W0I =

)p.3473,01).(

1p.00333,

0(

95124,

3

++

Vậy hàm truyền chuẩn của mạch hiệu chỉnh dòng điện là:

)p1(p2.W

1W

I 0 hcI

τ

)p1(p2.95124,

3

)p.3473,01)(

1p.00333,

0(

τ

++

Chọn τ = 0,00333(s) đợc:

WhcI =

)p00333,

01(p.00333,

0.2.95124,

3

)p.3473,01)(

1p.00333,

0(

+

++

=

p.026315,

0

1p.3473,

=

p

1p.3473,0.0011,

=

p

1p.3473,0

1pCRR

p.C

1R

2 1

2 2 1

2 2

0C.R

3473,0C.R

2 1

2 2

Chọn C2 = 1àF = 10-6(F)

Suy ra 1 = −6 =

10

026315,

- Hàm truyền hiệu chỉnh của mạch vòng phản hồi tốc độ có dạng:

)p(p.W

ư t

p2p21

1W

τ

τ ++

=

Với τ = 0,00333(s) đã chọn suy ra

2 2 I

ư t

p)00333,

0(2p00333,

0.21

1W

++

25,104p

.045,0

278,0.375p

.GD

K.375

2

Suy ra W0n =

p.045,0

25,104.1p.00666,

0

1

+ = 0,045.p(0,00666.p 1)

25,104

+

Và ta có hàm truyền hiệu chỉnh:

)p1(p2.W

1W

n hcn

τ

)p1(p5,208

)1p.00666,

0(p.045,0

)1p.00666,

0.(

045,0

+

+

ττ

Chọn τ =0,00666(s) thay vào biểu thức ta đợc:

Whcn =

3886,1

045,0)1p00666,

0(00666,

0.5,208

)1p.00666,

0.(

045,0

=+

+

= 0,033 = K

Đây là hàm truyền của khâu tỷ lệ và ta có mạch điện tơng đơng:

phần VI.



Thuyết minh sơ đồ nguyên lý

Làm nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều cung cấp cho

động cơ Diod D0 dùng để duy trì liên tục dòng phụ tải

6 Máy phát tốc:

Làm nhiệm vụ lấy tín hiệu để duy trì và ổn định tốc độ đặt của động cơ nâng cao đặc tính cơ thông qua mạch điều khiển

7 Động cơ một chiều kích từ độc lập:

Dùng để truyền động quay cho hệ thống và là đối tợng điều chỉnh

8 Bộ khuyếch đại trung gian:

Làm nhiệm vụ tổng hợp và khuyếch đại tín hiệu điều khiển, làm tăng độ nhạy, độ ổn định, mở rộng phạm vi điều chỉnh của hệ thống Bộ khuyếch đại này đợc xây dựng trên cơ sở của các vi mạch khuyếch đại thuật toán IC mA 741

9 Khối đồng bộ:

Làm nhiệm vụ tạo ra điện áp tựa nhằm đa vào so sánh với điện áp điều khiển để định ra thời điểm phát xung

10.Khối so sánh:

Khối này có nhiệm vụ tạo ra xung điều khiển với góc mở α phù hợp với yêu cầu của mạch động lực.

11 Khối sửa xung:

Làm nhiệm vụ sửa lại hình dáng xung sao cho có đầy đủ các thông số của xung điều khiển Thyristor

12 Khối khuyếch đại xung và cách ly:

Làm nhiệm vụ khuyếch đại công suất của xung ra sao cho nó có đầy đủ tính chất để mở đợc tiếp giáp của Thyristor tại thời điểm cần thiết Đồng thời nó cũng làm nhiệm vụ cách ly giữa mạch điều khiển và mạch động lực, đảm bảo an toàn về điện

13 Khâu ngắt dòng:

Hạn chế phụ tải khi dòng tải vợt quá trị số cho phép

II- Nguyên lý khởi động

- Đóng điện áp nguồn nuôi cho các bộ chỉnh lu cung cấp kích từ cho đông cơ

- Đóng áptômat AB thì mach động lực và mạch điều khiển có điện Khi

có tín hiệu điều khiển đến các Thyristor, làm cho các Thyristor mở Khi đó

động cơ đợc cung cấp nguồn và làm việc Quá trình khởi động động cơbắt đầu

III- Nguyên lý điều chỉnh tốc độ:

Ta điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ Với bộ biến đổi van động cơ, để thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ

ta thay đổi thời điểm phát xung, tức là thay đổi Ucđ Khi thay đổi điện áp chủ

đạo làm cho góc mở α thay đổi, khoảng dẫn dòng λ thay đổi dẫn đến điện áp ra thay đổi, làm cho tốc độ động cơ thay đổi

IV- Nguyên lý dừng động cơ:

- Cắt mạch điều khiển và mạch động lực ra khỏi lới điện, đồng thời đóng

điện trở hãm vào mạch phần ứng động cơ, tiến hành hãm động năng

- Trong quá trình hãm động năng không đợc ngắt kích từ của động cơ

mục lục

Danh mục

Phần I Tìm hiểu quá trình công nghệ máy mài Chơng I Khái niệm chung về mài

I.1.1 Quá trình công nghệ mài

I.1.2 Các chế độ trong quá trình cắt

Chơng II Các chỉ tiêu kỹ thuật Phần II Thiết kế mạch Chơng I Phân tích và lựa chọn phơng án truyền động II.1.1 Mục đích - ý nghĩa

II.1.2 Phân tích và lựa chọn phơng án truyền động

II.1.3 Xây dựng và chọn mạch động lực

II.1.4 Chọn chế độ hãm cho động cơ

Chơng II Thiết kế mạch điều khiển II.2.1 Mục đích - ý nghĩa

II.2.2 Sơ đồ khối và chức năng của chúng

II.2.3 Khai triển sơ đồ khối

Phần III Tính chọn thiết bị III.1 Mục đích - ý nghĩa

III.2 Chọn thiết bị mạch động lực

III.3 Chọn thiết bị mạch điều khiển

Phần IV Xây dựng đặc tính tĩnh IV 1 Khái niệm

IV.2 Xây dựng đặc tính tĩnh

Phần V Xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống V.I Chế độ ổn định tĩnh

V.2 Chế độ ổn định động

V.3 Hiệu chỉnh hệ thống

Phần VI

Thuyết minh sơ đồ nguyên lý

trang

tài liệu tham khảo

[1] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dơng Văn Nghi " Điều chỉnh tự động truyền động điện" NXB KHKT Hà Nội 1996

[2] PTS Võ Quang Nạp, Trần Xuân Minh " Kỹ thuật biến đổi" Thái Nguyên

[3] Nguyễn Bính "Điện tử công suất" NXB KHKT Hà Nội 1996.[4] PTS Phạm Duy Tân, Nguyễn Văn Thịnh "Giáo trình cung cấp

điện" Thái nguyên

[5] Phạm Công Ngô " Lý thuyết điều khiển tự động" NXB ĐHBK

Hà Nội 1996