+Chọn các động cơ truyền động chính theo hai trục toạ độ có các thông số nh sau
Pđm = 2 kW là công suất định mức của động cơ Uđm = 220 V là điện áp định mức của động cơ
nđm = 1500 v/ph là tốc độ định mức của động cơ
ω
à = 90 % là hiệu suất định mức của động cơ
u
L = 0.2H là điện cảm của phần ứng
u
T =
u
u
R
L
(s) là hằng số thời gian của phần ứng động cơ
+Các thông số của các cảm biến và của bộ chỉnh lu :
Ti = 0.002 s là hằng số thời gian của khâu phản hồi dòng
Tv = 0.0025 s là hằng số thời gian của các van bán dẫn
Tđk = 0.0001 s là hằng số thời gian của mạch điều khiển
ω
T = 0.001 s là hằng số thời gian của máy phát tốc Tvt = 0.001 s là hằng số thời gian của cảm biến vị trí
1.4.các phơng trình của động cơ điện một chiều :
+Phơng trình phần ứng :
U u = E +( u R + u R ) f I u
+Phơng trình đặc tính cơ điện :
m
f u
e
K
R R K
U
φ φ
+Phơng trình đặc tính cơ :
K
R R K
U
m
f u
e
u
2
)
φ
ω = − +
+trong đó :
Ru :là điện trở cuộn dây phần ứng
Trang 2Eu :là sức điện động phần ứng động cơ
Rf :là điện trở phụ (gồm điện trở tiếp xúc,đầu nối ,)
Iu :là dòng phần ứng
K :là hệ số cấu tạo của máy điện
M :là mô men động cơ
Uu :là điện áp đặt vào phần ứng động cơ
ω:là tốc độ góc động cơ
φ:là từ thông động cơ
2.1.TổNG HợP MạCH VòNG DòNG ĐIệN :
Ta có :
-Hàm truyền của khâu chỉnh lu là :
) 1
)(
1
K
v dk
cl
+ +
-Hàm truyền của khâu phản hồi dòng là :
) 1
( T p
K
i
i
+ -Động cơ có thể coi gần đúng có hàm truyền nh sau:
) 1
(
*
1
p T
-Ta có hàm truyền của đối tợng điều khiển của bộ điều chỉnh dòng là:
) 1
)(
1 )(
1 (
/ )
(
) (
p T p
T p
T
R K K p
U
p U S
u dk
i
u i cl
dk
i oi
+ +
+
=
=
-Trong đó : T = si T + i T + v T << dk T u
Bỏ qua các hệ số bậc cao ta có :
) 1
)(
1 (
/
p T p
T
R K K S
u si
u i cl
oi = + + -Ap dụng tiêu chuẩn mô đun tối u ta có hàm truyền của hệ thống kín :
2 2
1
1
p p
F oMi
σ
+
= -Nh vậy ta sẽ có :
) ( ) ( 1
) ( ) ( )
(
p S p R
p S p R p
F
oi i
oi i
oMi
+
= biến đổi ta có:
Trang 3
) 1 (
1 )
−
oMi
oi F S p R
Thay giá trị của Soi và FoMi vào ta có :
) 2
2 (
* /
) 1
)(
1 ( )
p p
R K K
p T p
T p
R
u i cl
u si
τ
τ +
+ +
=
-Sau quá trình tính toán và chọn τσ =T ta có : si
- Hàm truyền của khâu điều chỉnh dòng là :
p T R
K K
p T p
p R
K K
p p
T p
R
si u
cl i
u
u cl i
u i
2
* /
) 1
( )
1 (
* 2
* /
) 1 )(
1 ( )
+
+ +
=
τ τ
τ
nên :
p R K K T R
K K T
T p
R
u cl i si u
cl i si
u i
* / 2
1 /
2 )
-Là khâu tỉ lệ- tích phân
2.1.TổNG HợP MạCH VòNG tốc độ :
-Sau khi tổng hợp mạch vòng dòng điện thì ta có hàm truyền cuả mạch vòng dòng (khi bỏ qua các thành phần bậc cao ):
p
F oMi
σ
τ 2 1
1 +
-Ta có hàm truyền của bộ điều chỉnh tốc độ sau khi đã tổng hợp mạch vòng điều chỉnh dòng là :
jp p T p
T K
K K S
si i
o
) 1
)(
2 1
ω
+ +
= -đặt T =2 sω T + si T ω T rất nhỏ sω
-Thì ta có :
jp p T K
K K S
s i
o (1 ω )
ω
+
= -Dùng tiêu chuẩn mô đun tối u để tồng hợp mạch vòng tốc độ
Trang 4-Ta có hàm chuẩn mô đun tối u : 2 2
2 2
1
1
p p
F oMw
σ
+
= -Nh vậy ta sẽ có :
) ( ) ( 1
) ( ) ( )
(
p S p R
p S p R p
F
ow w
ow w
oMw
+
=
) 1 (
1 )
−
F S p R
oi
-Thay các giá trị vào ta có :
p p K
K
jp p T K
p p
K K
jp p T K
p R
w
sw i
w
sw i
τ τ φ τ
τ
) 1
( )
2 2
(
) 1
( )
+
+
= +
+
=
- Sau khi tính toán và chọn τσ =T ta tìm đợc bộ điều sω
chỉnh tốc độ là khâu tỉ lệ :
sw w
i
T K K
j K p
R
2 )
(
φ
=
2.2.Tổng hợp mạch vòng vị trí:
+ Ta có hàm truyền kín của mạch vòng tốc độ khi bỏ qua các thành phần bậc cao là :
p T
F
sw oMw 1 2
1 +
=
-Nh vậy ta có hàm truyền đối tợng của mạch vòng vị trí nh sau:
p p T p
T K
K S
sw w
o
) 1
)(
2 1
ϕ
+áp dụng tiêu chuẩn tối u đối xứng để tính toán bộ điều chỉnh cho mạch vòng vị trí :
-Ta có hàm chuẩn tối u đối xứng :
3 3 2
8 4
1
4
1
p p
p
p
FoM
σ σ
σ
σ
τ
+ +
+
+
=
-Nh vậy ta sẽ có :
Trang 5
) ( ) ( 1
) ( ) ( )
(
p S p R
p S p R p
F
o
o oM
ϕ ϕ
ϕ ϕ
-) 1 (
1 )
−
F S p R
oϕ
ϕ
-Thay các giá trị vào ta có :
p T K
T K T
K
T T K p
R
p p
K
p p
p T T T
T K p
R
p p
K
p p
p T p
T K
p R
w
s sw
w
ϕ ϕ
ω ω ϕ
ϕ
ω ϕ ω ϕ
σ σ
ϕ
σ ω
ϕ ϕ
ω ϕ
σ σ
ϕ
σ ϕ
ϕ
τ τ
τ
τ τ
τ
+
+
=
+
+ +
+
=
+
+ +
+
=
2
2 2
3 3 2
2
4
) 2
( )
(
) 1
( 8
) 4 1 ( ) 2 ) 2
( 8
( )
(
) 8
8 (
) 4 1 ( ) 1
)(
2 1 ( )
(
-Trong đó đã lợc bỏ các thành phần bậc cao và chọn τp =T sϕ và rút gọn
-Vậy hàm truyền bộ điều chỉnh vị trí là khâu tỉ lệ- vi phân
2.3.Tính toán các thông số :
ωdm=n1500 / 9.55 = 157 rad/s
K =K/9.55 = 0.105K e
-Tinh mô men định mức :
P = dm M * dm ωdm
M = dm
dm dm
P
ω = 157
2000
=12.74 Nm
I = dm
dm
dm
U
P
= 220
2000
= 9.09 A
K =φ
dm
dm
I
M
= 09 9
74 12
= 1.4
K = 0.105* eφ K =0.105*1.4 =0.147φ
Trang 6 R đợc tính theo công thức : u
R = u
dm
dm dm
I
U
) 1
( 5
09 9
220 ) 9 0 1 ( 5
21 1
1 0
=
u
+Từ sơ đồ cấu trúc của hệ thống ta có : U d = K cl *U dk
+Chọn U =10 V ta có : dk K =220 / 10 = 22 cl
có T si =T i +T v +T dk =2 + 2.5 + 0.1 = 4.6*10-3 s
+Chọn : U id = 6V
= = 9.609 = 0.66
dm
id
i I
U K
Uωd =10V
0.064
157
10
=
=
=
dm id
U K
ω
ω
+Chọn hệ số truyền của khâu cảm biến vị trí là: Kϕ = 0.05
*Nh vậy ta sẽ tìm ra thông số cho bộ RI :
p R K K T R
K K T
T p
R
u cl i si u
cl i si
u i
* / 2
1 /
2
)
p p
R i
* 21 1 / 22
* 66 0
* 0046 0
* 2
1 21
1 / 22
* 66 0
* 0046 0
* 2
083 0 )
p p
R i
* 1104 0
1 752
0
)
-Sau khi tính toán ta đợc các thông số cài đặt cho bộ PI:
752 0
=
al proportion , integal = 0.1104
*Tìm các tham số cho bộ điều chỉnh tốc độ :
- Ta có :
Trang 7T =2 sω T + si Tω
- với T =0.001 s , ω T =0.0046 s si
T sω =0.01s
-Với các thông số :
s
T sω = 0.01 , R =1.21 u Ω , Kω =0.064 , K i = 0.66 , K =1.4 φ
sw w
i
T K K
j K p
R
2 )
(
φ
=
607 736 01
0
* 2
* 4 1
* 064
0
2
* 66 0 )
R
+Nh vậy các thông số của bộ điều chỉnh tốc độ là :
607 736
=
al
*Tìm các tham số cho bộ điều chỉnh vị trí:
-Ta có :
p T K
T K T
K
T T K
p
R
ϕ ϕ
ω ω ϕ
ϕ
ω ϕ ω
4
) 2
( )
(
Thay các giá trị vào và tính toán:
p p
R
001 0
* 08 0
001 0
* 064 0 001
0
* 08 0
* 4
) 001 0 001 0
* 2 (
* 064 0
)
ϕ
Vậy ta có thông số cài đặt cho bộ điêù chỉnh vị trí là :
600
=
al proportion , integal = 0.8
chỉ có thế thôi đấy có dễ không
cuccu.