Điều khiển điện tử công suất đề tài nhóm 37() thiết kế điều khiển cho chỉnh lưu tiristor 1 pha cấp nguồn cho động cơ một chiều kích từ độc lập

Trường Đại học bách khoa Hà Nội Điều khiển Điện tử cơng suất Đề tài: Nhóm 37(*): Thiết kế điều khiển cho chỉnh lưu Tiristor pha cấp nguồn cho động chiều kích từ độc lập Giảng viên hướng dẫn: TS Vũ Hoàng Phương Sinh viên thực hiện: Nguyễn Bá Linh Ngô Hồng Đức download by : skknchat@gmail.com Nội dung Tổng quan đề tài Mơ hình hóa động Thiết kế mạch vịng điều khiển Mô kết luận download by : skknchat@gmail.com I Tổng quan đề tài: Đề tài: Thiết kế điều khiển cho chỉnh lưu Tiristor pha cấp nguồn cho động chiều kích từ độc lập Nội dung thiết kế: Mơ hình hóa mạch vịng dịng điện, Cấu trúc điều khiển + + Điều khiển xung chum Tham số thiết kế file mô tham khảo Maltab: dc1_example (DC1 two-quadrant single-phase rectifier DC drive) + Sử dụng phương thức thay đổi điện áp cấp cho động để thay đổi tốc độ động + download by : skknchat@gmail.com I Tổng quan đề tài: Sơ đồ hệ thống gồm: • Động chiều kích từ độc lập • Bộ chỉnh lưu cầu pha thyristor • • • Khâu đồng pha Tạo cưa Bộ điều chỉnh pid dùng để điều khiển dòng diện tốc độ động Khâu đồng pha dùng để tạo điện áp tựa đồng với điện áp lưới Khâu so sánh kết hợp điện áp tựa điện áp điều khiển để tạo góc điều khiển • Khâu tạo xung khuếch đại xung t o r a x u n g c ó đ ủ b i ê n đ ộ , đ ộ r ộ n g đ ể đưa đến thirist or mạch lực download by : skknchat @gmail.co m II Mơ hình hóa động Ta sử dụng file mơ động mẫu matlab dc1_example có thông số sau: - Điện trở phần ứng: - Điện kháng phần ứng: - Điện trở phần cảm: − a = 0.016 = 150 (Ω) Điện kháng phần cảm: = 112.5 ( ) - Momen quán tính: - Hệ số ma sát nhớt − Hệ số hỗ cảm: - Điện áp kích từ: - Điện áp định mức: − Công suất định mức: - Tốc độ định mức: download by : skknchat@gmail.com II Mơ hình hóa động Các phương trình động cơ: ▪ Phương trình cân điện áp phần ứng: Va = Eb+Ra Ia + La ▪ ▪ ▪ ▪ dia dt Sức điện động phần ứng: Momen điện từ động cơ: Phương trình cân mơmen động cơ: Chuyển phương trình sang Laplace ta Eb = kϕ với kϕ = Laf Ikt Mdt = kϕ Ia Mdt − Mc = J d +B d t được: Ua(s) = RaIa(s) + Laia s s + Eb(s) Mdt s = KϕIa s = Mc s + Jsω s + Bω s Va(s) − Kϕω(s) I (s) = Rư + Lưs a ω(s) = KϕI s −M (s) a c B+Js download by : skknchat@gmail.com II Mơ hình hóa động Từ phương trình ta có mơ hình sơ đồ động cơ: ( ) Va (s) a kϕ + Ra + Las - - ( ) kϕ Mc(s) download by : skknchat@gmail.com ω(s) Thiết kế mạch vòng điều khiển BI  Cấu trúc mạch điều khiển gồm có mạch vịng kín: ➢ Mạch vịng điều khiển dịng điện ➢ Mạch vịng ngồi điều khiển tốc độ + - + - download by : skknchat@gmail.com Hàm truyền đối tượng =0∶ Sdt = download by : skknchat@gmail.com III Thiết kế mạch vòng điều khiển Áp dụng tiêu chuẩn modul tối ưu ta có hàm truyền hệ thống: F= Ri = Vậy ta Ri khâu PI, Ri = Kp(1 + Với: (với Ta = La ,τ= T Kp = Ti = Ta ) Ra 2p download by : skknchat@gmail.com III Thiết kế mạch vòng điều khiển Hệ thống điều khiển tốc độ: 1+ Khi thiết kế mạch vòng điều chỉnh tốc độ, ta bỏ qua ảnh hưởng tải ( = 0) Hàm truyền đối tượng: S download by : skknchat@gmail.com BI Thiết kế mạch vòng điều khiển Áp dụng tiêu chuẩn modul tối ưu ta có hàm truyền hệ thống: F= F = R ω Sdt(1−F) 2Kϕτω Vậy ta Rω khâu PI, Rω = Kp(1 + Với: Kp = Tω= Tm *Cần có khâu hạn chế dịng để tránh trường hợp dòng điện sau khâu PI tăng lên cao trình độ download by : skknchat@gmail.com III Thiết kế mạch vòng điều khiển Tm = T = = = 0,01 0,05 0,01 = kϕ = Laf Ikt=1,23 Bộ điều chỉnh tốc độ: Thay số tính tốn: m Vdo = V sin Ω = arc cos 2 = 0,477 V Kr = −[270,09.sin Ω ]=-38,96 U = 2p La Ta = Τ kp 2.1,23.0,01 = 8,104 T m = 0,02 R P=kp= c,m I= = 0,005 a điều chỉnh dòng điện: P=kp= = 270,09 Vd −38,096 0,005 = −0,41 0,016 I=kpTa = −2,05 download by : skknchat@gmail.com VI Mô kết luận Mạch tạo xung chùm: download by : skknchat@gmail.com VI Mô kết luận Mô hệ thống matlab Simulink: download by : skknchat@gmail.com VI Mô kết luận Kết mô vận tốc động với tốc độ đặt=150 rad/s, tải tác động thời điểm T=3s với M=20 Nm download by : skknchat@gmail.com VI Mô kết luận • • • Tốc độ động khởi động Quá trình độ khoảng 0,2s, ta thấy vận tốc bám giá trị đặt nhanh Độ vọt lố không lớn, vận tốc lớn đạt tầm 152 rad/s (1,3%) download by : skknchat@gmail.com VI Mô kết luận • • Tại thời điểm đóng tải, tốc độ bị sụt khoảng 0,1s sau lại quay lại bám giá trị đặt Nhưng độ đập mạch lớn download by : skknchat@gmail.com ... quan đề tài Mơ hình hóa động Thiết kế mạch vịng điều khiển Mô kết luận download by : skknchat@gmail.com I Tổng quan đề tài: Đề tài: Thiết kế điều khiển cho chỉnh lưu Tiristor pha cấp nguồn cho động. .. cho động chiều kích từ độc lập Nội dung thiết kế: Mơ hình hóa mạch vịng dịng điện, Cấu trúc điều khiển + + Điều khiển xung chum Tham số thiết kế file mô tham khảo Maltab: dc1_example (DC1 two-quadrant... chiều kích từ độc lập • Bộ chỉnh lưu cầu pha thyristor • • • Khâu đồng pha Tạo cưa Bộ điều chỉnh pid dùng để điều khiển dòng diện tốc độ động Khâu đồng pha dùng để tạo điện áp tựa đồng với điện áp