BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG
lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài Khoa Điện Bộ môn lý thuyết chuyên ngành BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG Họ tên sinh viên: Lê Đức Anh…….Lớp:Đại học liên thơng điện K3A Tên đề tài: Khảo sát tính toán tham số cho hệ truyền động T-Đ a/ Số liệu cho trước:Cho hệ truyền động T-Đ (thyristor-động điện chiều)có sơ đồ ngun lý hình vẽ CL1 CBD CK Uc d ? uv u u*i R O Ui I BÐ RI Ud Ð CKÐ n n FX FT n Hệ thống điều tốc hai mạch vòng tốc độ quay dòng điện: R -Bộ điều chỉnh tốc độ quay;R1-Bộ điều chỉnh dòng điện ; FT- Máy phát tốc ; FX – Máy phát xung điều khiển tiristor BĐ ; CBD – Cảm biến dòng điện ,ucd – điện áp chủ đạo(điện áp đặt tốc độ );un (un = n ) – Điện áp phản hồi tốc độ, ui* - Điện áp đặt dòng điện; ui (ui = I ) – Điện áp phản hồi âm dòng điện Bộ chỉnh lưu sơ đồ cầu pha,hệ khuếch đại chỉnh lưu : Kb =48, Động điện chiều :220 (V),150(A),1200(vòng/phút) ,Rư =0.3( ),hệ số tải cho phép =1,5 Tổng trở mạch rotor: Rd = 0,3 ( ) Hằng số thời gian Te =0,07(s) , Tm =0,22(s).Hệ số phản hồi dòng điện = 0,05 V/A ( 10V/1,3 Iđm) Hệ số phản hồi tốc độ = 0,008Vphút/vòng ( 12V/nđm), GVHD: Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài B/ Yêu cầu hệ thống: Chỉ tiêu trạng thái ổn định:khơng có sai số tĩnh; Chỉ tiêu trạng thái động:Lượng điều chỉnh dòng điện i max 5% Lượng điều chỉnh tốc độ khởi động không tảiđến tốc độ quay định mức i max 9% C/ Nội dung cần thực hiện: 1/Xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ 2/Xác định tham số sơ đồ cấu trúc hệ truyền động 3/Xác định tham số điều chỉnh ổn định dòng điện 4/Xác định tham số điều chỉnh tốc độ hệ truyền động 5/Khảo sát đặc tính động học hệ phần mềm Matlap rút kết luận 6/Xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ D/Yêu cầu: Thời gian nhận tập dài:18/04/2011 …Thời gian nộp tập dài:18/05/2011 Tài liệu tham khảo: 1/Bùi quốc khánh tác giả Cơ sở truyền động điện ; NXBKHKT 2005 2/Bùi Quốc Khánh,Nguyễn Văn Liễu…… Điều chỉnh tự động truyền động điện,NXBKHKT 2003 3/Nguyễn Dỗn Phước Lý thuyết điều khiểnhệ tuyến tính;NXBKHKT 2002 Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Minh Thư GVHD: Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài I Xây dựng cấu trúc hệ thống: Từ sơ đồ nguyên lý hệ truyền động T-Đ ta có sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn định: Ucđ(p U i* uv R Eb RI Kb KÐ RD Trong : + R :Bộ đièu chỉnh tốc độ quay + RI : Bộ điều chỉnh dòng điện + Ucđ : Điện áp chủ đạo + U v : Điện áp đặt vào tốc độ + U *i : Điện áp phản hồi âm dòng điện + Kb :Hệ số khuếch đại chỉnh lưu + Kđ : Hệ số khuếch đại động + : Hệ số phản hồi âm dòng điện + : Hệ số phản hồi âm tốc độ GVHD: Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) n(p) ED lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài * Sơ đồ cấu trúc trạng thái động Ic(p) ucd (p) Wn(p) WI(p) Kb p 1 Rd Te p Rd Tm p n( p) KĐ II Xác định tham số sơ đồ cấu trúc hệ truyền động Độ sụt tốc độ : n Với I đm Rd 150.0,3 308, 219(vòng ) C e đm 0,146 Ce dm U dm I dm Ru 220 150.0, 0,146 ndm 1200 Sai lệch tĩnh đường đặc tính cao nhất: S% n 308, 219 100 20,4(%) nđm n t 1200 308,219 Nhận xét: Với hệ thống hở, sai lệch tỉnh lớn Do phải thực hiệu chỉnh thành hệ thống kín với phản hồi âm tốc độ yêu cầu khơng có sai lệch tĩnh (St% = 0) Vậy ta sử dụng hệ thống điều tốc với phản hồi âm tốc độ sử dụng điều chỉnh tỉ lệ có hệ số khuyếch đại Kb=48 (bộ chỉnh lưu cầu pha) Hệ số khuyếch đại: KD 1 6,849 Ce dm 0,146 Kht = Kp Kb KĐ TM=0,22(s); TE=0,07(s) Theo đề cho chỉnh lưu cầu pha τ = 0,00167(s) Điều kiện ổn định: GVHD: Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài K HT TM TM TE 0, 00167 0, 22.0, 00167 0, 22.0, 07 134,9 TE 0, 07.0,00167 1/ Xác định tham số điều chỉnh ** Nguyên tắc thiết kế: Phương pháp phân tích mạch từ ngồi,phân tích mạch vịng phân tích mạch vịng ngồi.Ở đây,ta phân tích mạch vịng trước mạch vịng dịng điện,sau xem mạch vịng dịng điện khâu hệ thống điều tốc tiếp tục thiết kế cho mạch vịng ngồi mạch vịng tốc độ Trong tín hiệu đo dịng điện thường dịng tín hiệu xoay chiều,nên phải đặt khâu lọc tần số thấp có số thời gian Ton.Tuy nhiên khâu lọc lại làm cho tín hiệu phản hồi bị trễ.Để cân trễ ta đặt thêm khâu lọc có số thời gian tần số đầu vào tín hiệu đặt Điện áp phản hồi nhận từ máy phát tốc thường nhấp nhô đổi chiều máy điện chiều gây nên ta đặt khâu lọc số thời gian va tần số vào tín hiệu đặt * Sơ đồ cấu trúc trạng thái động sau: Ucđ ΔUv Rω Ui* RI Kb EĐ Eb KĐ RĐ β γ a.Thiết kế điều chỉnh dịng điện * Đơn giản hố sơ đồ đòng điện:Do Tm > Te nên thay đổi dòng điện nhanh thay đổi tốc độ (nhanh thay đổi Suất Điện Động E).Vì ta bỏ qua tác dụng nhiểu sữ dụng mạch vịng dịng điện.Trong thời gian t ta giả thiết E Đ Giả thiết I(p)=0 Hệ thống tương đương sau: GVHD: Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài Ud(p) Ud(p) Id(p) E Đ ( p) Rd Tm p Rd Te p E Đ ( p) Rd Tm p Rd Te p Rd Tm p Ud(p) Id(p) Tm p Rd TmTe p Tm p Rd Tm p EĐ p Xử lý gần đúng: TmTe p +Tmp + Tmp(Tep + 1) Với điều kiện: ci Ud(p) TmTe ; (1) Rd Tm p Rd Te p Vậy sơ đồ cấu trúc mạch vòng dòng điện: GVHD: Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) EĐ p lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài U * i U đk ( p) Toi p U d (P) Rd Te p Kb p Wi ( p) Toi p Biến đổi sơ đồ ta có: U i* K b R d (Toi p 1).(p 1).(Te p 1) Wi ( p) I d ( p) K b R d Wđt(p) = (Toi p 1).(p 1).(Te p 1) Thường Te >> Toi nên suy ra: (Toi p 1).(p 1) Toi p = T i p Điều kiện: Đặt : K2 = K b Rb 1 ; (2) Toi ,ta có: Wđt(p) = U i* Wi ( p) K2 (T i p 1).(Te p 1) K2 (T i p 1).(Te p 1) *Lựa chọn cấu trúc: GVHD: Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) I d ( p) I d ( p) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài Ta thấy mạch vịngd dịng điện khơng chịu ảnh hưởng nhiễu bên mà theo hệ thống yêu cầu hệ thống có độ xác ca.Do ta hiệu chỉnh hệ thống hệ thống điển hình loại I với đối tượng điều khiển: Wđt(p) = K2 (T i p 1).(Te p 1) Ta thấy đối tượng có hai khâu qn tính nên thay đổi tín hiệu theo tín hiệu vào chậm nên điều chỉnh phải có khâu quán tính bậc cao đối tượng điều khiển.Mặt khác hệ thống điển hình loại I phải có khâu tích phân nên ta chọn điều chỉnh: WBĐĐ ( p ) = K pi 1 p 1 1 p Với Te = 0,07 (s),vì : Te > T i *Xác định tham số điều chỉnh: Hàm truyền hệ hở hệ thống sau hiệu chỉnh: Wh ( I ) ( p ) = WBĐĐ ( p ) Wđt ( p) = Với: K= K pi K 1 K pi K b K pi K p.(T i p 1) = K p.(T i p 1) ; ( * ) Te Rd Bộ chỉnh lưu dùng sơ đồ cầu pha nên ta chọn =1.67 (m/s).Mặt khác chọn Toi=0,001 Ta có : T i = Toi + = 0,00167 +0,001 =0,00267 Xác định Kpi theo tính bám:Theo u cầu đặt lượng điều chỉnh dòng điện max % 5% nên tra tài liệu ta chọn max % = 4,3% hay : K T i =0,5 K = 0,5 =187,266 0,00267 Thay giá trị K vào (*) ta có: K pi K Te Rd 187,266.0,07.0.3 1,638 K b 0.05.48 Hàm truyền điều chỉnh: WBĐĐ ( p ) = 1,638 0,07 p 0,07 p Hàm truyền hệ thống sau hiệu chỉnh: GVHD: Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện W(htshc)(p) = 187,266 p (0,00267 p 1) *Kiểm nghiệm điều kiện gần đúng: Từ tà liệu ứng với giá trị max % cho ta tìm : ci 0,455 0,455 =170,412 T i 0,00267 Hàm truyền đối tượng: - Theo điều kiện tần số cắt: ci - Theo (1) ta có: ci 1 199,601 ;(thoã mãn với điều kiện) 3 3.0,00167 1 = = 24,175 (thoã mãn với điều kiện) Tm Te 0,07.0, 22 1 1 -Theo (2) ta có : ci 257,941 ;(thoã mãn với điều kiện) Toi 0,00167.0,001 *Thực điều chỉnh: Ta có sơ đồ nguyên lý: R pi U i* cpi Roi coi Roi Uđk(p) IC Roi - I d ( p) coi Roi Rvo I d ( p) U i* ( p) U đk ( p ) p 1 Roi R Roi ( Coi p 1) Roi oi Coi p 1 K pi 1 p GVHD: Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện Chọn Roi = 10 (kΩ); Ta có: Kpi = R pi Rpi = Roi.Kpi = 10.0,874 = 8,74 (kΩ); Roi 1 0,07.10 8,009 (μF) R pi C pi C pi R pi 8,74.10 Toi = Roi C oi 4T 4.0,00167 C oi oi 0,669 (μF) Roi 10.10 2.Xác định tham số điều chỉnh tốc độ hệ thống: a Đơn giản hoá sơ đồ cấu trúc: - Biến đổi mạch vòng dòng điện thành khâu tương ứng mạch vịng ngồi U i* ( p) K p.(T i p 1) Với K K pi K b Te Rd ; T i =Toi + K p (T i p 1) K WK(I) = K T i p p K 1 p (T i p 1) Mà K.T i = 0,5 K ,nên: 2T i p W K (I ) = Điều kiện : Cn GVHD: 1 2(T i ) p 2T i P 2T i P 1 1 2(T i ) T i 2 (4) 10 Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) I d ( p) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện U i* ( p) I d ( p) 2T i p Mạch vòng tốc độ có sơ đồ cấu trúc: U i* ( p Ucđ(p ) Ton p Wn(p) Ic(p) Id(p) Rd Tm p 2T i p E Đ ( p ) KĐ N(p) Ton p Ta giả thiết I C (p) = (động làm việc chế độ không tải lý tưởng),khi đó: n(p) Rd K D Wn(p) U cd (Tm p 1).(2T i p 1).Tm p - Xử lý gần đúng: Do Tm , 2T i nhỏ nên ta xấp xỉ dạng: (Tmp +1).( 2T i p 1) (Tm+2 T i )p +1 T n p Với T n =Toi + 2T i GVHD: 11 Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện Điều kiện: ci 1 2T iTm Vậy: Wđt(p) = Trong đặt:K3 = Rd K Đ Tm p.(T n p 1) K3 p.(T n p 1) Rd K Đ Tm Vậy: K3 p.(T n p 1) Wn(p) U cd n(p) b Lựa chọn cấu trúc điều chỉnh: Ta thấy mạch vòng tốc độ chịu ảnh hưởng nhiễu bên ngồi,đó tín hiệu nhiễu Ucđ Và dịng phụ tải Ic Do nhiễu tham gia lànhiễu nguồn tải mà yêu cầu hệ thống phải chống nhiễu tốt.Ở trước phụ tải có khâu tích phân ta cần thêm khâu vi phân trước để triệt tiêu.Trong trình khởi động mạch vịng ngồi làm việc chế độ bảo hồ Từ phân tích ta thấy cần phải hiệu chỉnh hệ thống thành hệ thống điển hình loại II.Hàm truyền hệ thống sau hiệu chỉnh: Whtshc(p) = Wđt(p).WRn(p) = K pn Rd K Đ ( p 1) Tm p (T n p 1) K n ( p 1) p (T n p 1) c Xác định tham số điều chỉnh: Ta chọn độ lệch trung tần h = n h.T n = 0,00701 = 0,02103 Với T n =Toi + 2.T i = 2.0,00267 + 0,00167 = 0,00701 Kn = h 1 = 502,469 2 2.h (T n ) 2.3 0,021032 GVHD: 12 Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện Kpn = K n n K n n Tm K3 Rd K Đ = 502,469.0,02103.0,22 13, 238 0,008 10,05 0,16.6,86 Hàm truyền điều chỉnh: Wshc(p) = Kpn ( n p 1) 0,02103.P 13,238 0,02103P n p Hàm truyền sau hiệu chỉnh: Wht(p) = Kn n p 1 p (T n p 1) 502,469 0,02103P p (0,0701 p 1) d Kiểm tra điều kiện gần đúng: cn = Kn n = 502,469.0,02103 = 10,567 - cn Điều kiện 1:Đơn giản hố mạch vịng dịng điện 1 88,278 ;(thoã mãn điều kiện) 3( 2.) T i 3.( ).0,00267 -Điều kiện 2:Xử lý gần số thời gian cn 1 1 111,622 ;(thoã mãn điều kiện) 2T iTon 2.0,00267.0,00167 e.Thực điều chỉnh: GVHD: 13 Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện Rpn Cpn Ucđ(p) Ron Ron Con U *i (p) IC - n( p ) Ron Con Ron Rvo2 Ta có: Kpn = R pn Ron ; n R pn C pn ; Toi = Ron C on Chọn: Ron =10 (KΩ) Rpn =KpnRon = 13,238 10 = 132,38 (KΩ) Cpn = Con = n R pn 10 6.0,02103 0,1589 (μF) 132,38.10 4Toi 4.0,01.10 = 4(μF) Ron 10.10 -Kiểm tra lượng điều chỉnh mạch vòng tốc độ: max % ( C max % n T ).2( Z ) đm n Cb nđm Tm Với h = 3,tra tài liệu ta có: ( (*) C max )% 72, 2% Cb Giả thiết khởi động không tải(Z = ) Ta có: n I đm Rd 150.0,16 = 164,384(v/p) Ce đm 0,146 Thay vào (*) ta được: max % =72,2.2.1,5 GVHD: 164,384 0,01 = 1,349 % < % 1200 0,22 14 Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện Vậy với lượng điều chỉnh tốc độ khởi động không tải đến tốc độ quay định mức max % < % thoã mãn III.Xây Dựng sơ đồ nguyên lý hệ truyền động: ~ βId(P) +UCC -UCC Roi/2 Rpn Ucđ(p) Ron/2 -γn(P) Rpi Cpi Coi Ron/2 Roi/2 Con Ron/2 Roi/2 Cpn Ron/2 Ui* Roi/2 Coi Đ Con Rr GVHD: 15 Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) FT ... tập dài:18/04/2011 …Thời gian nộp tập dài:18/05/2011 Tài liệu tham khảo: 1/Bùi quốc khánh tác giả Cơ sở truyền động điện ; NXBKHKT 2005 2/Bùi Quốc Khánh,Nguyễn Văn Liễu…… Điều chỉnh tự động truyền. .. định tham số sơ đồ cấu trúc hệ truyền động 3/Xác định tham số điều chỉnh ổn định dòng điện 4/Xác định tham số điều chỉnh tốc độ hệ truyền động 5/Khảo sát đặc tính động học hệ phần mềm Matlap rút... Bộ điều chỉnh dòng điện + Ucđ : Điện áp chủ đạo + U v : Điện áp đặt vào tốc độ + U *i : Điện áp phản hồi âm dòng điện + Kb :Hệ số khuếch đại chỉnh lưu + Kđ : Hệ số khuếch đại động + : Hệ số