BÁO cáo tìm HIỂU ĐỘNG cơ điện một CHIỀU NGUỒN áp một PHA CHỈNH lưu KHÔNG đảo CHIỀU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HĨA CƠNG NGHIỆP ********** BÁO CÁO TÌM HIỂU ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU NGUỒN ÁP MỘT PHA CHỈNH LƯU KHÔNG ĐẢO CHIỀU Giáo viên hướng dẫn : TS Vũ Hoàng Phương Sinh viên thực MSSV Nguyễn Quốc Cường 20181373 Chu Tuấn Anh 20173638 Hà Tuấn Anh 20181317 Nguyễn Đức Anh 20181323 Nguyễn Huy Bằng 20181338 Chu Quang Biện 20181342 Vũ Tuấn Chiến 20181335 Vũ Trí Cơng 20181365 Nguyễn Đăng Cương 20181367 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU SỬ DỤNG NGUỒN MỘT PHA CHỈNH LƯU KHÔNG ĐẢO CHIỀU 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Thông số động 1.3 Mơ hình mạch mơ hình tốn 1.3.1 Mơ hình mạch 1.3.2 Mơ hình tốn 1.3.3 Sơ đồ khối CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA RA,VA, Φ ĐẾN ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ 2.1 Ảnh hưởng R tới đặc tính 2.1.1.Tính tốn lý thuyết 2.1.2 Mô 2.2.Ảnh hưởng Va tới đặc tính 2.2.1 Lý thuyết: 2.2.2 Mô Matlab simulink: 10 2.3.Ảnh hưởng từ thơng ϕ tới đặc tính 11 CHƯƠNG III KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ 13 3.1 Các vấn đề khởi động động trực tiếp 13 3.2.Quá trình khởi động trực tiếp 13 3.3 Khởi động sử dụng cấp điện trở phụ 14 3.3.1.Mơ hình 14 3.3.2.Tính tốn điện trở phụ 14 3.3.3.Mơ q trình khởi động với cấp điện trở 15 CHƯƠNG IV CÁC QUÁ TRÌNH HÃM CỦA ĐỘNG CƠ 16 4.1 Khái niệm trạng thái hãm động 16 4.2 Hãm tái sinh 16 4.2.1 Khái niệm hãm tái sinh 16 4.2.2 Điều kiện xảy hãm tái sinh 16 4.2.3 Phương pháp hãm tái sinh 17 4.2.4 Mơ q trình 19 4.2.5 Nhận xét chung hãm tái sinh 19 4.3.Hãm động 20 4.3.1.Khái niệm 20 4.3.2.Phương pháp 20 4.3.3 Mô Simulink matlab 21 4.3.4 Nhận xét, đánh giá 22 4.4.Hãm ngược 22 4.4.1.Định nghĩa 22 4.4.2.Các phương pháp hãm ngược 22 4.4.3.Mô 24 4.2.4.Nhận xét, đánh giá 25 CHƯƠNG V.CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN 26 5.1 Các khối điều khiển 26 5.1.1 Chỉnh lưu Thyristor 26 5.1.2 Khối điều khiển phản hồi dòng điện (PI current controller) 27 5.1.3 Khối phát xung (Bridge Firing Unit) 27 5.1.4 Các khối khác 27 5.2 Các vòng điều khiển 27 5.2.1 Vòng điều khiển phản hồi dòng điện 27 5.2.2 Vòng điều khiển tốc độ 28 5.3 Thực nghiệm trình 30 5.3.1 Mục đích thực nghiệm 30 5.3.2 Mô tả trình 30 5.3.3 Kết trình 30 5.3.4 Nhận xét 31 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU SỬ DỤNG NGUỒN MỘT PHA CHỈNH LƯU KHÔNG ĐẢO CHIỀU 1.1 Giới thiệu chung - Khối động DC pha chỉnh lưu hai góc phần tư (DC1) đại diện cho truyền động hai góc phần tư, pha sử dụng hệ thyristor đối xứng - Bộ có tính kiểm sốt tốc độ vịng kín với hoạt động hai góc phần tư I IV Mơ hình MATLAB 1.2 Thơng số động Các thơng số lấy từ mơ hình MATLAB Thơng số Điện áp phần ứng Dịng điện phần ứng Moment qn tính Tốc độ Cơng suất Điện trở phần ứng Điện cảm phần ứng Điện trở kích từ Điện cảm kích từ Từ thơng Kí hiệu Va Ia J n P Ra La Rf Lf KΦ Giá trị 240 18 0.25 1750 3.728 0.78 0.016 150 112.5 1.23 Đơn vị V A Kg.m^2 vòng/phút kW Ω H Ω H Wb Bảng giá trị thông số ban đầu 1.3 Mơ hình mạch mơ hình tốn 1.3.1 Mơ hình mạch 1.3.2 Mơ hình tốn - Phương trình cho mạch phần ứng ▪   ▪  𝑉𝑎 = 𝑅𝑎 𝑖𝑎 + 𝐿𝑎 𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑡 + 𝑒𝑎 𝑉𝑎 (𝑠) = 𝑅𝑎 𝐼𝑎 (𝑠) + 𝑠𝐿𝑎 𝐼𝑎 (𝑠) + 𝐸𝑎 (𝑠) 𝐼𝑎 (𝑠) = 𝑅 𝑎 +𝑠𝐿𝑎 (𝑉𝑎 (𝑠) − 𝐸𝑎 (𝑠)) 𝑒𝑎 = 𝐾𝑇 𝜙𝑓 𝜔𝑚 𝐸𝑎 (𝑠) = 𝐾𝑇 𝜙𝑓 𝜔𝑚 (𝑠) ▪ 𝑇𝑒 = 𝐽 𝑑𝜔𝑚 𝑑𝑡 + 𝐵𝜔𝑚 + 𝑇𝐿  𝑇𝑒 (𝑠) = 𝑠𝐽𝜔𝑚 (𝑠) + 𝐵𝜔𝑚 (𝑠) + 𝑇𝐿 (𝑠)  𝜔𝑚 (𝑠) = 𝐵+𝑠𝐽 (𝑇𝑒 (𝑠) − 𝑇𝐿 (𝑠) ) ▪  𝑇𝑒 = 𝐾𝑒 𝜙𝑓 𝑖𝑎 𝑇𝑒 (𝑠) = 𝐾𝑒 𝜙𝑓 𝐼𝑎 (𝑠) - Phương trình cho mạch kích từ 𝑑𝑖𝑓 ▪ 𝑑𝑡 ▪ ▪ 𝑈𝑓 = 𝑅𝑓 𝑖𝑓 + 𝐿𝑓 ▪ 𝑈𝑓 (𝑠) = 𝑅𝑓 𝐼𝑓 (𝑠) + 𝑠𝐿𝑓 𝐼𝑓 (𝑠) ▪ 𝐼𝑓 (𝑠) = 𝑅 𝑓 +𝑠𝐿𝑓 𝜙𝑓 = 𝐿𝑓 𝑖𝑓 𝜙𝑓 = 𝐿𝑓 𝐼𝑓 (𝑠) 𝑈𝑓 (𝑠) 1.3.3 Sơ đồ khối 𝑇𝐿 𝑉𝑎 + - 𝑅𝑎 + 𝑠𝐿𝑎 𝐾𝑒 𝜙𝑓 𝐸𝑎 𝑈𝑓 𝐼𝑓 𝑅𝑓 + 𝑠𝐿𝑓 𝑇𝑒 𝐼𝑎 𝐾𝑇 𝜙𝑓 𝜙𝑓 𝐿𝑓 + 𝐵 + 𝑠𝐽 𝜔𝑚 CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA RA,VA, Φ ĐẾN ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ 2.1 Ảnh hưởng R tới đặc tính 2.1.1.Tính tốn lý thuyết - Tác động R phụ đến thông số động kích từ độc lập Giảm dịng mở máy Giảm mô men mở máy Tốc độ khơng tải khơng đổi Độ cứng đường đặc tính mềm Ảnh hưởng tốc độ định mức động + Ra= 0.78 (ohm) I mở máy: Va/ Ra= 307.7 (A) Mô men mở máy: KΦ*Imm= 378.47 (Nm) Tốc độ không tải: Va/ KΦ= 195.12 (rad/s) Độ cứng đặc tính cơ: -( KΦ)*( KΦ)/Ra= -1.939 Tốc độ định mức: (Va – Ia*Ra)/ KΦ= 183.7 (rad/s) + Rp= 1.2 (ohm): I mở máy: Va/(Ra+Rp)= 121.21 (A) Mô men mở máy: KΦ*Imm= 149.09 (Nm) Tốc độ không tải: Va/ KΦ= 195.12 (rad/s) Độ cứng đặc tính cơ: -( KΦ)*( KΦ)/(Ra+Rp)= -0.764 Tốc độ làm việc: (Va – Ia*(Ra+Rp))/ KΦ= 166.14 (rad/s) + Rp= 2.4 (ohm): I mở máy: Va/(Ra+Rp)= 75.47 (A) Mô men mở máy: KΦ*Imm= 92.83 (Nm) Tốc độ không tải: Va/ KΦ= 195.12 (rad/s) Độ cứng đặc tính cơ: -( KΦ)*( KΦ)/(Ra+Rp)= -0.476 Tốc độ làm việc: (Va – Ia*(Ra+Rp))/ KΦ= 148.58 (rad/s) + Rp= 3.6 (ohm): I mở máy: Va/(Ra+Rp)= 54.79 (A) Mô men mở máy: KΦ*Imm= 67.39 (Nm) Tốc độ không tải: Va/ KΦ= 195.12 (rad/s) Độ cứng đặc tính cơ: -( KΦ)*( KΦ)/(Ra+Rp)= -0.345 Tốc độ làm việc: (Va – Ia*(Ra+Rp))/ KΦ= 131.02 (rad/s) + Rp= 4.8 (ohm): I mở máy: Va/(Ra+Rp)= 43.01 (A) Mô men mở máy: KΦ*Imm= 52.9 (Nm) Tốc độ không tải: Va/ KΦ= 195.12 (rad/s) Độ cứng đặc tính cơ: -( KΦ)*( KΦ)/(Ra+Rp)= -0.271 Tốc độ làm việc: (Va – Ia*(Ra+Rp))/ KΦ= 113.46 (rad/s) - Nhận xét: Từ tính tốn lý thuyết, ta thấy tác động Rp với thông số động nêu Từ ta thu nhận xét: Rp lớn đặc tính mềm tức nhỏ Đặc tính mềm mơ men khởi động I khởi động nhỏ Mômen mở máy Rp= 4,8 ohm 53, xấp xỉ 2,3 lần mơmen định mức giúp động làm việc an tồn, ổn định 2.1.2 Mô Dùng matlab mô lại động workspace để lấy liệu vẽ đồ thị Kết thu gần với lý thuyết, chứng tỏ kết luận thu từ lý thuyết xác 2.2.Ảnh hưởng Va tới đặc tính 2.2.1 Lý thuyết: Các cơng thức liên quan: Phương trình đặc tính : • Độ cứng đặc tính cơ: • Tốc độ khơng tải lí tưởng: • Khi ω = 0: - Dịng khởi động: - Mô men khởi động: Giả thiết R KՓ không đổi, ta thay đổi điện áp phần ứng Va Từ công thức ta suy được: +) Độ cứng đặc tính khơng thay đổi +) Tốc độ động thay đổi, tốc độ khơng tải lí tưởng tỉ lệ với Va +) Mơ men dịng động khởi động tỉ lệ với Va Thay đổi Va mức định mức ta có đồ thị: Ảnh hưởng Va tới đặc tính lý thuyết 2.2.2 Mô Matlab simulink: - Sử dụng matlab để mô lại động - Thay đổi Va nhận giá trị 200V, 150V, 100V - Lấy thông số sang workspace để vẽ đồ thị Cụ thể, điểm làm việc ban đầu (điểm B), ta giảm liên tục điện áp phần ứng (bằng cách tăng góc mở α thyristor) Khi điểm làm việc rời tới đường đặc tính Vi (điểm C), điện áp phần ứng Va đổi dấu với góc mở α = 900, chỉnh lưu bắt đầu làm việc chế độ nghịch lưu phụ thuộc Từ trở đi, động hoạt động trạng thái hãm tái sinh, với tốc quay lớn tốc độ quay không tải lý tưởng (|ω‘| > |ω0‘|, ω‘ < 0, ω0‘