TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN 1.1.. TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN BỎ QUA SỨC ĐIỆN ĐỘNG ĐỘNG CƠ……….. TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN KHI TÍNH SỨC ĐIỆN ĐỘNG ĐỘNG CƠ……... TỔNG HỢP MẠCH VÒNG ĐIỀU
Trang 1MỤC LỤC
PHẦN 1: CƠ SƠ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG ……….Trang……
1 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN 1.1 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN BỎ QUA SỨC ĐIỆN ĐỘNG ĐỘNG CƠ………
1.2 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN KHI TÍNH SỨC ĐIỆN ĐỘNG ĐỘNG CƠ……
2 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ………
2.1 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG TỐC ĐỘ KHI CÓ MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN………
2.2 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG TỐC ĐỘ KHI KHÔNG CÓ MẠCH VÒNG ĐÒNG ĐIỆN ……
PHẦN 2: TÍNH TOÁN THÔNG SỐ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH……… Trang…
1 THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ ………
2 TÍNH TOÁN LẤY THÔNG SỐ CẦN THIẾT………
3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH, SƠ ĐỒ KHỐI TRÊN MATLAB/SIMULINK………
4 ĐẶC TÍNH THU ĐƯỢC KHI THAY ĐỔI THÔNG SỐ……… PHẦN 3: NHẬN XÉT
Trang 2PHẦN 1: CƠ SƠ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG
1 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN
Khái niệm : Mạch vòng dòng điện là mạch vòng cơ bản có chức năng trực tiếp hay gián tiếp xác định mô men kéo của động cơ ngoài ra còn chức năng bảo vệ điều chỉnh gia tốc
1.1 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN BỎ QUA SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ Điều kiện : Để bỏ qua được sức điện động của động cơ khi hằng số thời gian cơ học của động cơ lớn hơn rất nhiều so với hằng số thời gian điện từ coi ΔE=0;E=0
Sơ đồ cấu trúc như sau :
Trong đó
F=1 1 : f
f
T
T p
+ là hằng số thời gian của bộ lọc chọn 0.005s
Ri : là bộ điều khiển dòng điện
BD = (1 ) (1 ) : , ,
cl
cl dk vo
K
K T T
+ + là hệ số chỉnh lưu , hằng số thời gian của bộ điều khiển , hằng
số thời gian của bộ biến đổi điện áp
M=
1
1
u u
R
T p
+ là hàm truyền của động cơ điện 1 chiều
Si=1 i
i
K
pT
+ hàm truyền của bộ cảm biến dòng điện
Từ sơ đồ trên ta có đối tượng cần điều chỉnh là
( ) ( ) ( )
cl i u o
K K R
S p
= + + trong đó
s f vo dk i
T =T +T +T +T
Và T s <<T u
Trang 3Theo tiêu chuẩn mô dul tối ưu ta chọn được bộ điều khiển như sau
( ) 1.
.2
u i
cl i
s u
T p
R p
K K
T p R
+
=
Như vậy đầu ra của bộ điều khiển có dạng như sau
( )
( ) ( )2
1 2 2
I p
1.2 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN KHI TÍNH ĐẾN SỨC ĐIỆN ĐỘNG ĐỘNG CƠ Khi tính tới ảnh hưởng của sức điện động động cơ thì sơ đồ cấu trúc của ta có 1 vài điểm khác Hình dưới đây mô tả cấu trúc đó
Trong đó có hai khối
MME =
2
c u
c c u
T p R
T p T T p
MMC=
2
1
1 c c .u
K
T p T T p
φ
Là hai khối được tổng hợp khi từ thông không đổi
Trong đó ( )2
u
c
J R T
Kφ
= gọi là hằng số thời gian cơ khí
Khi tổng hợp tìm bộ điều khiển ta giả thiết động cơ chạy ở chế độ không tải
Theo tiêu chuẩn mô dul tối ưu ta tìm được bộ điều khiển
2
.2
c u c i
cl i c
s u
T p T T p
R p
K K T
T p R
=
(*)
Trang 4Và nếu trường hợp Tc >4Tu lớn ta có thể coi bộ điều khiển như là
( ) 1.
.2
u i
cl i
s u
T p
R p
K K
T p R
+
=
giống với trường hợp kia
Nếu phần tử của (*) mà có 2 nghiệm ta có thể tách ra thành 2 bộ điều khiển PI mắc nối tiếp với nhau
2 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ
Khái niệm: Mạch vòng tốc độ là mạch vòng mà đối tượng được điều khiển chính là tốc độ góc của động cơ nó dựa vào mạch vòng dòng điện hoặc có hoặc không dưới đây ta xét hai trường hợp đó 2.1 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG TỐC ĐỘ KHI CÓ MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN
Ở đây tôi chỉ đưa ra sơ đồ cấu trúc vì tài liệu này tôi dùng ở tổng hợp mạch vòng dòng điện
Sơ đồ cấu trúc
Khi đó người ta rút ra được đối tượng điều khiển có dạng
( ) . 1
(2(2 ) 1)
u o
R K
S p
ω
ω φ
=
Như vậy ta cũng sẽ tìm được bộ điều khiển theo tiêu chuẩn mô dul tối ưu
( ) i c
p
uω s ω
K K T 1
R K 4(2T +T )
2.2 TỔNG HỢP MẠCH VÒNG TỐC ĐỘ KHI KHÔNG CÓ MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN
Khi không có mạch vòng dòng điện ta có đối tượng bây giờ là
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
0
1 2
s b
K
S p
=
Trang 5Và cũng theo tiêu chuẩn mô dul tối ưu ta tìm ra được bộ điều khiển có dạng
( ) (1 1) (1 2)
2 .s s
R p
T K p a
ω
= ở đây a chọn thường lớn hơn 1 Xem thêm tài liệu trong sách TỤ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN của thầy BÙI QUỐC KHÁNH
PHẦN II : TÍNH TOÁN THÔNG SỐ VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH
1 Thông số động cơ một chiều kích từ độc lập
Imax /IN = 180 %
Tmax/TN = 160 %
Pf = 1200 W
Vdiss = 0.25 m3/s
J = 0.5 kgm2
n0 = 10 min-1
pΔ = 950 Pa
W = 310 kg
Ufn = 110-440 V
P(kW) = 29;In(A)=89 ;T(Nm)=339 ; η =77,8%; Ra=705 mΩ;La=9.05mH ;Un=400V;n=935v/p
2 Tính toán
935 97,9( / ) 9,55 9,55
dm dm
n
rad s
3
400 89.705.10
3, 44 97,9
n n a dm
Kφ
ω
−
3 3
9,05.10
0,013( ) 705.10
a u
a
L
R
−
−
( ) ( )
3
705.10
0.06( )
3, 44
a c
R J
Kφ
−
Nhận thấy Tc > 4 Tu vì vậy ta có thể tổng hợp bộ điều khiển bỏ qua ảnh hưởng của sức điện động Giả sử điện áp của bộ điều khiển là 24 V nên ta có Kcl =16,67
Chọn hằng số thời gian Ts=0.005s
Chọn Ki
Ta có thể xây dựng được mô hình cấu trúc của mạch vòng dòng điện
