Đề tài mô phỏng điều khiển động cơ dc kích từ độc lập sử dụng phần mềm matlab với mạch chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần

1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều:Phương trình điện áp là: Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện, trong dây quấn phần ứng có dòng điện Iư.. KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ M

Đề tài : MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP SỬ DỤNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC PHẦN MỀM MATLAB VỚI MẠCH CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA

ĐIỀU KHIỂN TOÀN PHẦN

GVHD : TRẦN QUANG THỌ SINH VIÊN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI:

NGUYỄN VĂN MINH 16342035

HỒ CÁT VINH 16342072

PHẦN I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU:

1.1 Cấu tạo động cơ điện một chiều:

1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều:

Phương trình điện áp là:

Khi cho điện áp một chiều U vào

hai chổi điện, trong dây quấn phần

ứng có dòng điện Iư.

Các thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường, sẽ chịu lực F đt tác dụng làm cho rôto quay.

Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn đổi chỗ

cho nhau.

Do có phiến góp đổi chiều dòng

Khi động cơ quay, các thanh dẫn điện, giữ cho chiều lực tác dụng

cắt từ trường, sẽ cảm ứng sức điện không đổi, đảm bảo động cơ có

động Eư.

chiều quay không đổi.

2 KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP.

Khái niệm

2.1 Đặc tính của động cơ điện một chiều kích từ độc lập:

Động cơ điện một chiều kích

từ độc lập: Cuộn kích từ được cấp điện từ nguồn một chiều độc lập với nguồn điện cấp chorotor

- Tùy theo cách kích thích từ, động cơ điện một chiều có những tính năng khác nhau biểu diễn bằng các đường đặc tính làm việc, đặc tính cơ khác nhau

- Trong các đặc tính đó, quan trọng nhất là đặc tính cơ, dùng để xác định điểm làm việc xác lập hoặc là khảo sát điểm làm việc ổn định trong hệthống truyền động điện

- Đặc tính tốc độ của động cơ điện là mặt phẳng tọa độ giữa ω với momen ω= f(I)

- Đặc tính cơ của động cơ điện là mặt phẳng tọa độ giữa ω với momen ω= f(M)

trình

Phươngtrình đặc

tính tốc độ

Phươngtrình đặctính cơ

Phương trình đặc tínhtốc độ tự nhiên

Phương trình đặc tínhtốc độ nhân tạo

Phương trình đặc tính cơ

nhân tạo

Phương trình đặc tính

cơ tự nhiên

2.2 Mở máy động cơ kích từ động lập.

M lớn => động cơ Cháy lớp cách điện

3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP.

Điều chỉnh

tốc độ bằng

cách thay đổi từ thông.

Điều chỉnh

tốc độ bằng

cách thay đổi điện áp phần ứng.

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay

đổi điện trở

ở mạch phần ứng.

Ở đây chúng ta sẽ xét phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng vì đây là phương pháp duy nhất

có thể điều chỉnh liên tục tốc độ động cơ trong vùng tốc độ thấp hơn tốc độ định mức đối với động cơ một chiều

* Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng :

- Khi thay đổi điện áp cấp cho cuộn dây phần ứng, ta có các họ đặc tính cơ ứng với các tốc độkhông tải khác nhau, song song và có cùng độ cứng

- Điện áp U chỉ có thể thay đổi về phía giảm (U<Uđm) nên phương pháp này chỉ cho phép điều chỉnh giảm tốc độ

Đặc điểm - Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng nhỏ.

- Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh

- Độ cứng đặc tính cơ giữ không đổi trong toàn bộ dải điềuchỉnh

- Độ sụt tốc tuyệt đối trên toàn dải điều chỉnh ứng với mộtmômen là như nhau

Dải điều chỉnh của phương pháp này có thể: D ~ 10:1

Chỉ có thể điều chỉnh tốc độ về phía giảm (vì chỉ có thể thayđổi với Uư ≤ Uđm)

Phương pháp điều chỉnh này cần một bộ nguồn để có thể thayđổi trơn điện áp ra

PHẦN II :TÌM HIỂU MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP TRONG

MATLAB.

1 Lựa chọn mô hình: Speed Control of a DC Motor using BJT H-Bridge.

Nguyên lí2hoạt.Tìm động:hiểucách thức hoạt động của mô hình:

Bipolar Junction Transistor (BJT) hoạt động như một IGBT Khi đang tiến hành(BJT hoạt động ở vùng bão hoà), một điện áp thuận Vf được khai triển giữa bộ thu

và bộ phát (trong khoảng 1V)

Khối IGBT không mô phỏng dòng cổng điều khiển BJT hoặc IGBT Việc chuyểnđổi được điều khiển bởi một tín hiệu mô phỏng (1/0) Động cơ DC sử dụng môhình đặt sẵn trước (5 HP 240V 1750 rpm) Điện áp trung bình thay đổi 0 - 240 V

khi chu kỳ làm việc dao động 0 -100%

Cầu H bao gồm bốn cặp BJT / Diode (BJT mô phỏng theo mô hình IGBT) Haitransistors được bật đồng thời: Q1 và Q4 hoặc Q2 và Q3 Khi Q1 và Q4 được kíchhoạt, dòng điện trong mạch có thể chạy từ nguồn Vcc đến Q1, qua động cơ đến Q4

để về GND Lúc này, động cơ quay theo chiều thuận và diode D2-D3 hoạt độngnhư diode quay tự do khi Q1 và Q3 tắt Khi Q2 và Q3 được kích hoạt, dòng điệntrong mạch có thể chạy từ nguồn Vcc đến Q2, qua động cơ đến Q3 để về GND.Lúc này, động cơ quay theo chiều ngược và diode D1-D4 hoạt động như diode

quay tự do khi Q2 và Q3 tắt

Biểu diễn thay đổi tốc độ động cơ.

Điện áp trung bình có thể thay đổi từ 0 đến 240 V khi chu kỳ làm việc (quy định trong khối

Máy phát xung) dao động từ 0 đến 100%

Trường hợp 1: Động cơ bắt đầu theo chiều dương với chu kỳ hoạt động là 75% (điện áp DC trung

bình là 180V) Tại t = 0.5 giây Điện áp phần ứng đột ngột đảo ngược và động cơ chạy theo hướng âm

Scope 1 cho thấy tốc độ động cơ, dòng điện phần ứng và mô men tải.

Scope 2 cho thấy các dòng chảy trong BJT Q3 và diode D3.

Trường hợp 2: Động cơ bắt đầu theo chiều dương với chu kỳ hoạt động là 50% (điện áp DC trung

bình là 120V) Tại t = 0.5 giây Điện áp phần ứng đột ngột đảo ngược và động cơ chạy theo hướng âm

Scope 1 cho thấy tốc độ động cơ, dòng điện phần ứng và mô men tải.

Scope 2 cho thấy các dòng chảy trong BJT Q3 và diode D3.

Trường hợp 3: Động cơ bắt đầu theo chiều dương với chu kỳ hoạt động là 100% (điện áp DC trung

bình là 240V) Tại t = 0.5 giây Điện áp phần ứng đột ngột đảo ngược và động cơ chạy theo hướng âm

Scope 1 cho thấy tốc độ động cơ, dòng điện phần ứng và mô men tải

Scope 2 cho thấy các dòng chảy trong BJT Q3 và diode D3.

Tự nhận thức được do kiến thức còn hạn chế nên chưa đi sâu đượcnhiều vấn đề trong việc mô phỏng mô hình động cơ DC kích từ độclập.

KẾT THÚC XIN CÁM ƠN