LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Chương 1: Khái niệm và phân loại hệ điều chỉnh tự động truyền động điện Mục tiêu cơ bản của hệ điều chỉnh tự động truyền động điện là
Trang 1LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ TRONG
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Chương 1:
Khái niệm và phân loại hệ điều chỉnh
tự động truyền động điện
Mục tiêu cơ bản của hệ điều chỉnh tự động truyền động điện là phải bảo đảm 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 có cấu trúc chung được trình bày trên hình 2.1 gồm:
động cơ truyền động M quay máy sản xuất Mx và thiết bị biến
đổi năng lượng BĐ (được gọi là phần lực); các thiết bị đo lường
ĐL các bộ điều chỉnh R (được gọi là phần điều khiển)
Tín hiệu điều khiển hệ thống được gọi là tín hiệu đặt THĐ và ngoài ra còn các tín hiệu nhiễu loạn NL tác động lên hệ thống.
Trang 2Hình 2.1 Cấu trúc chung của hệ điều chỉnh tự động truyền động
điện
Động cơ truyền động thường dùng động cơ điện một chiều, xoay chiều không đồng bộ, xoay chiều đồng bộ và các loại động
cơ bước
Các động cơ điện được cấp năng lượng từ các bộ biến đổi BĐ,
ngày nay các bộ biến đổi thường dùng là các bộ chỉnh lưu thyristor, các bộ biến tần thyristor, bộ băm xung điện áp tranzitor và thyristor, v.v
NL
ĐL THĐ
R
Trang 3Các bộ biến đổi ở đây có hai chức năng: thứ nhất là biến đổi năng lượng điện từ dạng này sang dạng khác thích ứng với động
cơ truyền động; thứ hai mang thông tin điều khiển để điều khiển các tham số đầu ra bộ biến đổi (như công suất, điện áp, dòng điện, tần số)
Tín hiệu điều khiển được lấy ra từ bộ điều chỉnh R Các bộ điều chỉnh R nhận tín hiệu thông báo các sai lệch về trạng thái làm việc của truyền động thông qua so sánh giữa tín hiệu đặt THĐ
và tín hiệu đo lường các đại lượng của truyền động
Tín hiệu sai lệch này qua bộ điều chỉnh được khuếch đại và tạo hàm chức năng điều khiển sao cho đảm bảo chất lượng động và tĩnh của hệ thống truyền động
Trong thực tế các đại lượng điều chỉnh của truyền động là momen quay, tốc độ, vị trí
Để đảm bảo chất lượng của hệ, thường có nhiều mạch vòng điều chỉnh như điều chỉnh điện áp, dòng điện, tốc độ, từ thông , tần số, công suất, momen, v.v
Việc phân loại hệ điều chỉnh tự động truyền động điện tùy thuộc vào mục đích Nếu như quan tâm đến động cơ truyền động thì ta có truyền động động cơ một chiều, truyền động động cơ xoay chiều, v.v
Nếu quan tâm đến tín hiệu điều chỉnh ta có bộ điều chỉnh tương tự (analog), bộ điều chỉnh số (digital) hoặc bộ điều chỉnh lai tương tự và số
Trang 4Mặt khác quan tâm đến cấu trúc hoặc thuật điều khiển ta có truyền động điều chỉnh thích nghi, truyền động điều chỉnh vector v.v
Khi xét nhiệm vụ chung của hệ thống ta có thể phân ra 3 loại:
- Hệ điều chỉnh tự động truyền động điện điều chỉnh duy trì theo lượng đặt trước không đổi Ví dụ duy trì tốc độ không đổi, duy trì momen không đổi hoặc duy trì công suất không đổi
- Hệ điều chỉnh tùy động (hệ bám) là hệ điều chỉnh vị trí trong đó cần điều khiển truyền động theo lượng đặt trước biến thiên tùy ý, chúng ta thường gặp ở truyền động quay anten, rada, các cơ cấu ăn dao máy cắt gọt kim loại, v.v
- Hệ điều khiển chương trình: thực chất là hệ điều khiển vị trí nhưng đại lượng điều khiển lại tuân theo chương trình đặt trước Thông thường đại lượng đại lượng điều khiển ở đây là các quỹ đạo chuyển động trong không gian phức tạp cho nên cấu trúc của nó thường gồm nhiều trục
Chương trình điều khiển ở đây được mã hóa ghi vào bìa, băng từ, đĩa từ, v.v
Chúng ta thường gặp hệ điều khiển chương trình ở các trung tâm gia công cắt gọt kim loại, các dây chuyền sản xuất có robot Hệ điều khiển chương trình có cấu trúc phức tạp nhất
Thông thường nó cần thỏa mãn yêu cầu của hai hệ truyền đông trên và dùng điều khiển số có máy tính điện tử CNC (Computer Numeric Cotrol)
Trang 52.2 Những phần tử tự động trong hệ điều chỉnh tự động truyền động điện
Những phần tử trong hệ truyền động điện bao gồm:
- Khuếch đại thuật toán (KĐTT)
- Các bộ điều chỉnh
- Thiết bị đo lường
- Bộ biến đổi D/A, A/D
Ở đây chỉ trình bày về 2 phần tử quan trọng là phần tử điều chỉnh và đo lường
