Nghiên cứu xây dựng hệ thống truyền động điện tháo quấn băng vật liệu sử dụng động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ T

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THÁO QUẤN BĂNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP

*****

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA

TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

THÁO QUẤN BĂNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Trang 3

- i -

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay ở Việt Nam, rất nhiều các nhà máy sản xuất thép cán, giấy, vải, dây điện, bao bì… được xây dựng rất nhiều, sản phẩm cuối cùng của các nhà máy này

đó là các băng cuộn thép, cuộn vải, cuộn giấy, cuộn nilon tổng hợp Trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy đó luôn có khâu thực hiện tháo-quấn lại vật liệu Máy tháo-quấn băng vật liệu có chức năng sau: từ cuộn băng vật liệu ban đầu có kích thước lớn được tháo quấn để đưa qua dao cắt (để chia nhỏ) hoặc qua các lô in

để in hình, sau đó lại quấn lại thành các cuộn Với yêu cầu cao về năng suất làm việc nên hệ thống đặt ra rất nhiều vấn đề phức tạp do sự biến đổi các thông số trong quá trình làm việc; hiên tại ở trong nước cũng như trên thế giới đã có nhiều công trình khoa học nghiên cứu về hệ thống này tuy nhiên vẫn còn tồn tại một số vấn đề cần nghiên cứu làm rõ Để làm sáng tỏ hơn những vấn đề phức tạp của hệ thống cũng như nghiên cứu đóng góp thêm những sáng kiến mới để làm phong phú thêm các thành quả nghiên cứu các phương pháp điều khiển cho hệ thống này, góp phần cho vào công cuộc hiện đại hóa ngành công nghiệp sản xuất băng vật liệu

Được sự đồng ý và dẫn dắt của cán bộ hướng dẫn khoa học, tác giả đã lựa

chọn đề tài: “Nghiên cứu xây dựng hệ truyền động điện tháo quấn băng vật liệu

sử dụng động cơ điện một chiều kích từ độc lập”

Sau một thời gian làm nghiên cứu liên tục, nghiêm túc; cùng với sự hướng dẫn tận tình của cán bộ hướng dẫn khoa học, các thầy cô trong khoa, sự giúp đỡ của các học viên trong lớp và các bạn đồng nghiệp Đến nay luận văn đã hoàn thành

Qua đây tác giả xin gửi lời cám ơn tới quý thầy cô trong khoa Điện trường ĐH

Kỹ Thuật Công nghiêp - ĐH Thái Nguyên; Ban Giám Hiệu cùng toàn thể giáo viên khoa Điện trường Cao đẳng Công nghiệp Huế đã nhiệt tình giúp đỡ hướng dẫn, cung cấp tài liệu và tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành được luận văn này

Đồng thời tác giả muốn gửi lời cám ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Trần Xuân Minh,

người đã trực tiếp hướng dẫn tác giả trong suốt thời gian qua

Tác giả xin cám ơn gia đình, bè bạn đã hết sức ủng hộ cả về vật chất lẫn tinh thần trong thời gian nghiên cứu để hoàn thành tốt công trình nghiên cứu này

Trang 4

Mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của cán bộ hướng dẫn cùng với sự nỗ lực

cố gắng của bản thân; song vì kiến thức còn hạn chế, điều kiện tiếp xúc thực tế chưa nhiều, nên bản thuyết minh không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Vì thế, tác giả rất mong tiếp tục được sự giúp đỡ, góp ý nhiệt tình của quý thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp

Xin chân thành cảm ơn !

Tác giả luận văn

Tôn Thất Đồng

Trang 5

- iii -

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Tôn Thất Đồng

Sinh ngày 08 tháng 02 năm 1983

Học viên lớp cao học khoá 11 - Tự động hoá - Trường đại học kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên – Đại học Thái Nghuyên

Hiện đang công tác tại khoa Điện trường Cao đẳng Công nghiệp Huế

Xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ truyền động điện tháo quấn

băng vật liệu sử dụng động cơ điện một chiều kích từ độc lập” do TS Trần

Xuân Minh hướng dẫn là công trình nghiên cứu của riêng tôi Tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng

Nếu sai phạm tôi chịu hoàn toàn trách nhiệm trước Hội đồng khoa học và trước pháp luật

Thái Nguyên, ngày 28 tháng 9 năm 2010

Tác giả

Tôn Thất Đồng

Trang 6

MỤC LỤC

Trang bìa

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CAM ĐOAN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC CÁC BẢNG ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: 4

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THÁO-QUẤN BĂNG VẬT LIỆU 4

1.1 Giới thiệu chung 4

1.2 Hệ thống truyền động tháo-quấn băng vật liệu 5

1.2.1 Cấu tạo tổng quát hệ thống tháo-quấn băng vật liệu (giấy) 5

1.2.2 Đặc điểm cấu tạo và chức năng của các thành phần: 5

1.2.3 Yêu cầu công nghệ hệ thống tháo-quấn băng vật liệu 8

1.2.4 Giới thiệu một số mô hình điều khiển hệ thống tháo-quấn băng vật liệu 11 1.3 Lý thuyết sức căng trong hệ thống tháo-quấn băng vật liệu 14

1.3.1 Khái niệm sức căng của băng vật liệu 14

1.3.2 Lý thuyết điều chỉnh lực căng của băng vật liệu 15

1.3.3 Giới thiệu các bộ đo lực căng băng vật liệu 17

1.4 Mô hình phi tuyến của hệ thống tháo và quấn băng vật liệu: 22

CHƯƠNG 2: 30

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THÁO-QUẤN BĂNG VẬT LIỆU DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 30

Trang 7

- v -

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1 Tổng quan về truyền động điện một chiều 30

2.2 Nghiên cứu khảo sát hệ thống Thyristor – Động cơ 30

2.2.1 Sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn định và đường đặc tính tĩnh 32

2.2.1.1 Bộ điều chỉnh tốc độ quay không bão hòa 33

2.2.1.2 Bộ điều chỉnh tốc độ quay bão hòa 34

2.2.2 Chất lượng của hệ truyền động điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín 35

2.2.2.1 Mô hình toán học trạng thái động 35

2.2.2.2 Phân tích quá trình khởi động 35

2.2.2.3 Tác dụng của hai bộ điều chỉnh 38

2.3 Tổng hợp hệ thống truyền động hệ thống điều chỉnh tốc độ hệ thống tháo-quấn băng vật liệu 38

2.3.1 Xây dựng hàm truyền của các khâu trong hệ thống điều khiển 40

2.3.1.1 Hàm truyền của động cơ điện 40

2.3.1.2 Bộ chỉnh lưu bán dẫn Thyristor 45

2.3.1.3 Hàm truyền của máy phát tốc 47

2.3.1.4 Hàm truyền của thiết bị đo điện 48

2.3.1.5 Tổng hợp hệ điều khiển RI, R 48

a Tổng hợp bộ điều khiển dòng điện RI 48

b.Tổng hợp bộ điều khiển tôc độ R 50

2.3.2 Thiết kế và mô phỏng bộ điều khiển tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập truyền động cho tang tháo-quấn băng vật liệu sử dụng bộ điều khiển PI kinh điển 54

2.3.2.1 Đặc điểm và tính toán thông số hệ thống truyền động 54

2.3.2.3 Mô phỏng Simulink – Matlab bộ điều khiển PI 56

CHƯƠNG 3: 62

Trang 8

BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ LAI PI ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP TRUYỀN ĐỘNG CHO HỆ THỐNG THÁO-QUẤN BĂNG

VẬT LIỆU 62

3.1 Nghiên cứu lý thuyết điều khiển mờ lai PID mờ 62

3.1.1 Tổng quan về lý thuyết điều khiển mờ 62

3.1.2 Sơ đồ khối của bộ điều khiển mờ 63

3.1.3 Nguyên lý điều khiển mờ 65

3.1.4 Những nguyên tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ 65

3.1.5 Các bộ điều khiển mờ 69

3.1.5.1 Bộ điều khiển mờ tĩnh 69

3.1.5.2 Bộ điều khiển mờ động 69

3.1.6 Hệ điều khiển mờ lai 71

3.2 Bộ điều khiển mờ lai PI điều khiển tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập truyền động cho tang tháo-quấn băng vật liệu 72

3.2.1 Cơ sở thiết kế bộ điều khiển mờ lai PI 72

3.2.2 Thiết kế bộ điều khiển mờ lai PI 73

3.2.3 Mô phỏng bộ điều khiển mờ lai PI 77

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

Trang 9

- vii -

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

0

Trang 10

GVR, GVF Thiết bị phát xung cho hai bộ chỉnh lưu điều khiển VR, VF

Trang 11

data error !!! can't not

read

Trang 12

read

Trang 13

read

Trang 14

read

Trang 15

read

Trang 17

read

Trang 18

read

Trang 19

read

Trang 20

read

Trang 21

read

Trang 22

read

Trang 23

read

Trang 24

read

Trang 26

read

Trang 27

read

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	324,42 KB