GIÁO TRÌNH ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN pptx

7.6 Hệ truyền động điện mạch vòng vị trí điều chỉnh thích nghi...84 MỘT SỐ ĐỀ THI MẪU...84Tên học phần : Tự động điều chỉnh TĐĐ Bộ môn phụ trách GD : Truyền động điện Mã học phần :1310

GIÁO TRÌNH ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

MỤC LỤC

Nội dung chủ yếu 6

CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN KHI XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 9

1.1 Khái niệm & phân loại hệ điều chỉnh tự động truyền động điện 9

1.1.1 Mục tiêu khi tổng hợp hệ TĐĐCTĐĐ 9

1.1.2 Cấu trúc chung của hệ TĐĐCTĐĐ 9

1.1.3 Phân loại hệ TĐĐCTĐĐ 9

1.2 Những vấn đề chung khi thiết kế hệ điều chỉnh tự động truyền động điện 10

1.3 Tính chính xác của hệ tđđctđđ 10

1.3.1 Các hệ số sai lệch: 10

1.3.2 Các tiêu chuẩn chất lượng đối với sai lệch: 12

1.3.3 Bù sai lệch tĩnh e∞ ở hệ hữu sai 13

1.3.4 Bù sai lệch vị trí, sai lệch tốc độ và gia tốc ở hệ vô sai cấp 1 13

1.4 Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh kiểu nối cấp 13

1.4.1 Khái niệm mạch vòng điều chỉnh kiểu nối cấp: 13

1.4.2 Tổng hợp các bộ ĐC theo tiêu chuẩn môdul tối ưu 14 1.4.3 Tổng hợp các bộ ĐC theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng 16

1.4.4 Kết luận chung 17

1.5 Tổng hợp các mạch vòng điều chỉnh số của TDD 18

1.5.1 Số hóa các tín hiệu 18

CHƯƠNG 2 : ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 20

2.1 Tổng hợp mạch vòng dòng điện 20

2.1.1 Khái niệm mạch vòng điều chỉnh dòng điện 20

2.1.2 Tổng hợp mạch vòng dòng điện khi bỏ qua sđđ của động cơ 21

2.1.3 Tổng hợp mạch vòng dòng điện khi tính đến sđđ của động cơ 22

2.1.4 Tổng hợp mạch vòng dòng điện khi tính đến vùng gián đoạn của Iư 24

2.1.5 Bộ điều chỉnh dòng điện thích nghi với từng xung dòng 25

2.1.6 Bộ điều chỉnh dòng điện thích nghi có khâu tiền chỉnh phi tuyến 27

2.2 Tổng hợp mạch vòng tốc độ 28

2.2.1 Tổng quan về hệ thống truyền động điện điều chỉnh tốc độ 28

2.2.2 Hệ thống điều chỉnh tốc độ dùng bộ điều chỉnh tỷ lệ 29

2.2.3 Hệ thống điều chỉnh tốc độ dùng bộ điều chỉnh tích phân tỷ lệ PI 31

2.2.4 Hệ thống điều chỉnh tốc độ khi không có mạch vòng dòng điện 32

2.2.5 Hệ thống điều chỉnh tốc độ điều chỉnh hai thông số 32

CHƯƠNG 3 :TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 36

3.1 Mô tả chung về động cơ không đồng bộ 36

3.1.1 Mô hình của động cơ không đồng bộ bỏ qua quá độ điện từ 38

3.1.2 Các đặc tính của động cơ không đồng bộ 38

3.2 Mạch vòng dòng điện stato 40

3.3 Điều chỉnh điện áp động cơ không đồng bộ 41

3.4 Điều chỉnh điện trở ro to động cơ không đồng bộ 44

3.5 Điều chỉnh công suất trượt bằng hệ nối tầng điện dưới đồng bộ 45

3.6 Điều chỉnh tần số động cơ KĐB 48

3.6.1 Luật điều chỉnh giữ khả năng quá tải không đổi 48

3.6.2 Luật điều chỉnh từ thông không đổi 49

3.6.3 Luật điều chỉnh tần số trượt không đổi 49

3.7 Điều khiển trực tiếp mômen động cơ không đồng bộ 50

CHƯƠNG 4: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ BA PHA 53

4.1.Phân loại và phạm vi ứng dụng 53

4.1.1.Phân loại 53

4.1.2.Phạm vi ứng dụng 54

4.1.3 Sự khác nhau giữa ĐCKĐB và ĐCĐB 54

4.1.4 Cấu trúc hệ truyền động đcđb điều khiển tựa theo từ thông rotor 56

4.2 Truyền động điện điều chỉnh tốc độ động cơ dùng biến tần nguồn áp 58

4.3 Hệ truyền động động cơ đồng bộ với bộ biến đổi tần số nguồn dòng chuyển mạch tự nhiên 60

4.3.1 Quá trình chuyển mạch 60

4.3.2 Mô men của động cơ 62

4.4 Cấu trúc mạch điều chỉnh tốc độ truyền động động cơ đồng bộ dùng biến tần nguồn dòng 64

4.5 Hệ truyền động động cơ truyền động điều khiển số 67

CHƯƠNG 5 HỆ TRUYỀN ĐỘNG NHIỀU ĐỘNG CƠ 68

5.1 Yêu cầu công nghệ đối với hệ truyền động nhiều động cơ 68

5.1.1 Đặc điểm hệ truyền động nhiều động cơ 68

5.1.2 Các yêu cầu cơ bản đối với hệ truyền động nhiều động cơ 68

5.1.3 Yêu cầu đồng bộ tốc độ ứng với các dạng liên kết giữa các truyền động thành phần 69

5.2 Đặc tính công nghệ hệ truyền động nhiều động cơ ổn định và đồng bộ tốc độ 69

5.2.1 Vấn đề ổn định tốc độ 69

5.2.2 Vấn đề đồng bộ tốc độ 69

5.2.3 Đặc tính công nghệ máy cán liên tục 70

5.3 Điều chỉnh đồng bộ tốc độ hệ truyền động với nguồn cấp chung cho từng động cơ 70

5.3.1 Điều chỉnh đồng bộ tốc độ bằng điều chỉnh từ thông 70

5.3.2 Điều chỉnh đồng bộ tốc độ bằng điều chỉnh bù điện áp phần ứng 71

5.4 Điều chỉnh đồng bộ tốc độ hệ truyền động với nguồn cấp riêng cho từng động cơ 72

CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỀU CHỈNH VỊ TRÍ 74

6.1 Nguyên tắc xây dựng hệ điều chỉnh vị trí 74

6.1.1 Khái niệm chung 74

6.1.2 Quĩ đạo pha chuyển động 74

6.1.3 Sơ đồ cấu trúc của hệ điều chỉnh vị trí 76

6.2 Hệ điều chỉnh vị trí tuyến tính 76

6.3 Hệ điều chỉnh vị trí tối ưu theo thời gian 77

6.4 Các tính chất của hệ điều khiển vị trí 78

6.5 Điều chỉnh vị trí tối ưu với mạch vòng điều chỉnh gia tốc không đổi 78

6.6 Hệ truyền động điều khiển vị trí làm việc trong chế độ bám 79

CHƯƠNG 7 : HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỀU CHỈNH THICH NGHI 81

7.1 Khái niệm chung 81

7.2 Cấu trúc mạch điều chỉnh thích nghi 82

7.3 Nhận dạng các tham số của hệ thống truyền động điện 83

7.4 Hệ truyền động một chiều với mạch vòng dòng điện thích nghi ( Xem chương 2 ) 84

7.5 Hệ truyền động một chiều với mạch vòng điều chỉnh tốc độ thích nghi 84

7.6 Hệ truyền động điện mạch vòng vị trí điều chỉnh thích nghi 84 MỘT SỐ ĐỀ THI MẪU 84

Tên học phần : Tự động điều chỉnh TĐĐ

Bộ môn phụ trách GD : Truyền động điện

Mã học phần :13104

Loại học phần : IVKhoa phụ trách : Điện - ĐTTBTổng số tín chỉ : 4

Điều kiện tiên quyết

Sinh viên phải học và thi đạt các môn : Lý thuyết mạch , Cơ sở truyền động điện, Lý

thuyết điều khiển , Điện tử công suất , Mô hình hóa thiết bị điện ,Kỹ thuật đo trước khi

học môn này

Mục tiêu của học phần

Cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về các mạch vòng điều chỉnh trong hệ

thống truyền động điện , phương pháp xây dựng các hàm truyền của các bộ điều chỉnh ,

các kiến thức về vấn đề điều chỉnh nhiều động cơ , hệ truyền động vị trí và thích nghi

trong truyền động điện hiện đại

Nội dung chủ yếu

- Những vấn đề cơ bản khi xây dựng một hệ thống truyền động điện hiện đại

- Điều chỉnh tự động TĐĐ động cơ điện một chiều

- Điều chỉnh tự động TĐĐ động cơ điện không đồng bộ ba pha

- Điều chỉnh tự động TĐĐ động cơ điện đồng bộ

- Hệ truyền động nhiều động cơ

- Hệ truyền động nhiều vị trí

- Hệ truyền động thích nghi

Chương 1 : Những vấn đề cơ bản khi xây dựng hệ

1.2 Những vấn đề chung khi thiết kế hệ thống tự động

1.3 Độ chính xác của hệ điều chỉnh tự động trong chế

2.1 Tổng hợp mạch vòng dòng điện

2.1.2 Tổng hợp mạch vòng dòng điện khi bỏ qua sức

điện động động cơ

12.1.3 Tổng hợp mạch vòng dòng điện có tính đến ảnh

2.1.4 Tổng hợp mạch vòng dòng điện có tính đến vùng

2.1.5 Bộ điều chỉnh dòng điện thích nghi với từng xung

2.1.6 Bộ điều chỉnh dòng điện thích nghi có khâu tiền

2.2 Tổng hợp hệ thống truyền động điều chỉnh tốc độ

2.2.1 Hệ thống điều chỉnh tốc độ dùng bộ điều chỉnh

2.2.2 Hệ thống điều chỉnh tốc độ dùng bộ điều chỉnh

2.2.3 Hệ thống điều chỉnh tốc độ khi không có mạch

2.2.4 Hệ thống điều chỉnh tốc độ điều chỉnh hai thông

Chương 3 : Điều chỉnh tự động truyền động điện động

3.4 Điều chỉnh điện trở mạch roto động cơ không đồng

3.4.4 Điều chỉnh tần số -điện áp động cơ không đồng

Chương 4 : Điều chỉnh tự động truyền động điện động

4.3 Truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ đồng bộ

4.4 Cấu trúc mạch điều chỉnh tốc độ truyền động động

4.5 Hệ truyền động động cơ truyền động điều khiển

5.1 Yêu cầu công nghệ với hệ truyền động nhiều động

động cơ với nguồn cấp chung cho truyền động.

5.4 Điều chỉnh đồng bộ tốc độ hệ truyền động nhiều

5.5 Điều chỉnh tốc độ động cơ và sức căng bằng điều

5.6 Điều chỉnh tốc độ động cơ và sức căng bằng điều

5.7 Điều chỉnh sức căng băng tải thông qua điều chỉnh

4.5 Điều chỉnh vị trí tối ưu với mạch vòng điều chỉnh

4.6 Hệ truyền động điều khiển vị trí làm việc trong chế

4.7 Sai lệch của hệ thống truyền động bám khi có tác

Chương 7 : Hệ thống truyền động điện điều chỉnh thích

7.3 Nhận dạng các tham số của hệ thống truyền động

Nhiệm vụ của sinh viên: Lên lớp đầy đủ và chấp hành mọi quy định của Nhà trường

Giáo trình và tài liệu tham khảo

1 Bùi Quốc Khánh – Nguyễn Văn Liễn – Phạm Quốc Hải – Dương Văn Nghi

Điều chỉnh tự động truyền động điện - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2002

2 Bùi Quốc Khánh – Nguyễn Văn Liễn – Nguyễn Thị Hiền -Truyền động điện

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2004

3 Nguyễn Phùng Quang – Andreas Dittrich - Truyền động điện thông minh

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2002

4 Nguyễn Phùng Quang - Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha

Nhà xuất bản giáo dục 1998

Hình thức và tiêu chuẩn đánh giá sinh viên:

- Thi viết hoặc thi vấn đáp

- Sinh viên phải bảo đảm các điều kiện theo Quy chế của Nhà trường và của Bộ

Thang điểm : Thang điểm chữ A,B,C,D,F

Điểm đánh giá học phần: Z=0,4X+0,6Y.

CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN KHI XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG

TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN1.1 Khái niệm & phân loại hệ điều chỉnh tự động truyền động điện

1.1.1 Mục tiêu khi tổng hợp hệ TĐĐCTĐĐ

Đảm bảo giá trị của đại lượng được điều chỉnh theo yêu cầu kỹ thuật (const hoặc var)không hoặc ít chịu ảnh hưởng bởi tác động của các nhiễu loạn lên hệ

1.1.2 Cấu trúc chung của hệ TĐĐCTĐĐ

Sơ đồ cấu trúc chung của hệ TĐĐCTĐĐ được thể hiện một cách tổng thể trên hình1.1, nó bao gồm:

THĐ

ĐL

NL

Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc chung của hệ TĐĐCTĐĐ.

+ Khối tạo tín hiệu cho trước (đặt trước), tín hiệu điều khiển hệ thống, nó quyết định giá trịhoặc khoảng thay đổi của đại lượng được điều chỉnh

+ Khối đo lường ĐL có chức năng đo và biến đổi đại lượng được điều chỉnh sang dạng(thường là điện áp, xung, số) thuận tiện cho việc so sánh với tín hiệu đặt trước, tức là phảnánh trung thực sự biến động của đại lượng được điều chỉnh ở dạng điện áp

+ Khối so sánh tín hiệu đặt trước với tín hiệu phản hồi tạo ra tín hiệu sai lệch tác động đến bộđiều khiển R;

+ Chức năng của bộ điều chỉnh R là xử lý tín hiệu sai lệch theo luật điều khiển được chọntrước nhằm đảm bảo tính ổn định và chất lượng của hệ thống Tín hiệu ra của bộ điều chỉnh Rtrực tiếp đưa tới điều khiển bộ biến đổi

+ Nguồn cấp trực tiếp cho đ/cơ M lấy từ bộ biến đổi BĐ Chúng có thể là bộ chỉnh lưu cóđiều khiển, bộ biến tần (trực tiếp hoặc gián tiếp), bộ biến đổi điện áp xoay chiều, bộ bămxung điện áp… Chức năng của bộ BĐ là biến đổi dạng năng lượng điện sang dạng tươngthích với loại đ/cơ, đồng thời tín hiệu ra của nó phải chịu tác động của tín hiệu điều khiển(mang thông tin điều khiển), nó chính là tác động điều chỉnh gửi đến cơ cấu điều chỉnh củađối tượng;

+ Đối tượng điều khiển của hệ - Động cơ truyền động M lai máy sản xuất Mx Động cơ M cóthể là một chiều, không đồng bộ, đồng bộ và các loại đ/cơ bước Đại lượng được điều chỉnhcủa nó có thể là mômen, dòng điện, tốc độ quay, góc quay (vị trí của rotor)

+ Các nhiễu loạn tác động lên hệ thường là: Mômen cản, điện áp nguồn, t0C …

Trong thực tế để đảm bảo chất lượng của hệ, thường phải sử dụng một số mạch vòngđiều chỉnh, tức là có tín hiệu phản hồi của một hay nhiều đại lượng cần được điều chỉnh trong

hệ Ngoài ra có thể đưa vào hệ một vài khâu khác như: Mạch lọc; Hạn chế…

1.1.3 Phân loại hệ TĐĐCTĐĐ

- Theo động cơ thực hiện: DC, AC, step motor…

- Theo dạng tín hiệu điều khiển: Analog, Digital & A-D

- Theo thuật điều khiển : Thích nghi, véctơ, mờ, noron hay kết hợp…

- Theo luật thay đổi của tín hiệu đặt trước: Không đổi, thay đổi tuỳ ý, theo chương trình.

- Theo số lượng tín hiệu đặt trước (hay theo số mạch vòng): 1 hoặc nhiều.

- Theo kiểu sơ đồ cấu trúc: Kiểu nối cấp; Kiểu nối tiếp; Kiểu dùng chung bộ điều khiển cho 2 mạch vòng.

1.2 Những vấn đề chung khi thiết kế hệ điều chỉnh tự động truyền động điện

Khi thiết kế hệ tự động điều chỉnh TĐĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu đặt ra, cụ thể là:

- Yêu cầu về công nghệ;

- Yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng ở chế độ động và tĩnh;

- Yêu cầu về tính kinh tế

Trong quá trình thiết kế các hệ tự động điều chỉnh TĐĐ chúng ta thường gặp 3 dạng bàitoán tổng hợp hệ:

- Bài toán tổng hợp chức năng dùng trong trường hợp đã biết cấu trúc và khoảng thayđổi tham số của bộ điều khiển, cần xác định luật điều khiển của bộ điều chỉnh

- Bài toán tổng hợp tham số dùng trong trường hợp đã biết cấu trúc và lượng tác độngcủa tín hiệu vào, cần phải xác định tham số của bộ điều khiển

- Bài toán tổng hợp cấu trúc - tham số thực hiện khi biết qui luật biến thiên của các tínhiệu vào, ra của từng phần tử, cần xác định cấu trúc của hệ và tham số của các bộ điều khiển

* Để giải quyết 3 bài toán trên, ứng với các hệ khác nhau thì phải sử dụng các phươngpháp khác nhau, ví dụ:

- Đối với hệ đơn giản ta dùng phương pháp đặc tính tần số, phương pháp phân bốnghiệm, phương pháp các hàm chuẩn modul tối ưu hoặc tối ưu đối xứng;

- Đối với hệ phức tạp ta dùng phương pháp không gian trạng thái, dùng máy tính sốvới các phần mềm chuyên dụng;

- Đối với hệ điều khiển số tuy có đặc thù riêng về mô tả toán học, nhưng phương pháptổng hợp hệ về cơ bản cũng như phương pháp tổng hợp hệ liên tục;

- Đối với hệ phi tuyến cần dùng phương pháp riếng

1.3 Tính chính xác của hệ tđđctđđ

- Với bất kỳ hệ TĐĐCTĐĐ nào cũng đòi hỏi: Đại lượng được điều chỉnh phải bám theochính xác tín hiệu điều khiển trong cả chế độ xác lập, tựa xác lập và quá độ, tức là:

+ Trước tiên hệ phải ổn định (chỉ tiêu quan trọng số 1)

+ Sau đó hệ phải đảm bảo độ chính xác (chỉ tiêu quan trọng số 2)

- Dựa theo cơ sở nào để đánh giá tính chính xác?

Tính chính xác được đánh giá trên cơ sở phân tích các sai lệch điều chỉnh, mà chúngphụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

+ Sự biến thiên của tín hiệu đặt (cho trước) sẽ gây ra sai lệch trong quá trình quá độ

và chế độ xác lập Đôi khi có thể gây mất ổn định cho hệ

+ Ma sát tĩnh, khe hở, sự trôi điểm không, sự già hoá chỉ gây ra sai lệch trong chế độ

xác lập

- Biết sai lệch phải xử lý ra sao?

Trên cơ sở phân tích các sai lệch điều chỉnh ta có thể chọn các bộ điều chỉnh, các

mạch bù thích hợp để nâng cao tính chính xác của hệ

TM Thiết bị công nghệ

R , r (t) Tín hiệu điều khiển

C , c(t) Tín hiệu ra

E , e = R - C = r-c Sai lệch điều chỉnh

Ni là các nhiễu loạn tác động lên hệ thống

)(1

)()

(

)()

()

()

()(

0 0

1

p F

p F p

F

p N p F p

R p F p

i

i i

F i(p) hàm truyền đối với các nhiễu loạn

Dẫn dắt từ sơ đồ khối đơn giản (Hình 1.2) và nhận được hàm sai lệch điều chỉnh e (t)

= R(t) - C(t) ở dạng chuỗi :

)()

(

)(

)()

(

)

(

)(

)()

()

(

)()

()

(

)

(

1 0

1 1 1 1

1 0 2

2 2 1

0

t A t

d

t N d C dt

t dN C

t N C

t d

t N d C dt

t dN C t N C t d

t R d C t

d

t R d C dt

t dR C t

n Nn n

Nn

i i i iNi N

N i

i n

Trong đó A(t) là giá trị thặng dư có thể coi A(t) ≈0

Khi biết trước R(t) và các nhiễu loạn tác động Ni(t) thì ta có thể xác định được sai lệch

e(t) nếu tính toán được các hệ số sai lệch theo tín hiệu đặt và theo các nhiễu Nếu tất cả các hệ

số sai lệch đều bằng không, thì hệ thống đảm bảo chính xác tuyệt đối Thực tế chúng ta chỉ

kiểm soát được tín hiệu R(t) và không thể kiểm soát được một cách dầy đủ và hoàn toàn các

nhiễu loạn Ni Vì vậy thường quan tâm đến 3 hệ số sai lệch theo tín hiệu đặt trước:

C0 – Sai lệnh vị trí (thành phần tỷ lệ với R(t);

C1 – Sai lệnh tốc độ (thành phần liên quan đến đạo hàm bậc 1 của R(t);

* Có 2 cách tính các hệ số sai lệch:

a/ Từ hàm truyền Fe(P) được suy ra từ (1.3) :

Fe(p) = (C0 + C1p + C2p2 + Cipi )R(p)

Sau đó các hệ số sai lệch điều chỉnh sẽ được xác định bằng cách lấy các giới hạn như sau :

                                       k k e i p i e p e p e p p C p F p C p C C p F p C C p F p C p F C ) ( 1 lim

) ( 1 lim ) ( 1 lim ) ( lim 0 1 0 2 0 2 0 0 1 0 0 (1.4); b/ Từ mối quan hệ giữa hai hàm truyền Fe(P) và F(P) đối với tín hiệu đặt ở dạng tỷ số giữa 2 đa thức theo toán tử Laplac: Fe(P)= E(P)/R(P) = [R(P)-C(P)] / R(P) = 1 – F(P) thay vào (1.4) và nhận được kết quả sau: C0 = 1 – b0 ; C1 = a1 – C0a1– b1 ; C2 = a2 – C1a1 - C0a2 – b2 …

Nếu hệ có tất cả các hệ số sai lệch bằng không, thì hệ đó sẽ chính xác tuyệt đối 1.3.2 Các tiêu chuẩn chất lượng đối với sai lệch: Để đánh giá một hệ thống TĐĐC có chất lượng tốt hay xấu người ta đưa ra một số tiêu chuẩn đối với các sai lệch sau đây: 1.3.2.1 Tiêu chuẩn tích phân bình phương sai lệch (ISE):        T 0 T 2 2 0 2( t ) dt e ( t ) dt e ( t ) dt e Trong đó ta phải chọn T sao cho với t > T thì thành phần thứ 2 của biểu thức trên đủ nhỏ đến mức bỏ qua Nếu tích phân trên đạt MIN thì hệ thống sẽ tối ưu Đặc điểm của tiêu chuẩn ISE: Đánh giá các sai lệch lớn rất nặng, coi nhẹ các sai lệch nhỏ Tiêu chuẩn ISE thường được dùng khi thiết kế hệ có yêu cầu cực tiểu năng lượng tiêu thụ 1.3.2.2 Tiêu chuẩn tích phân của tích giữa thời gian và trị tuyệt đối của sai lệch (ITAE): MIN dt ) t ( e t 0    thì hệ đó tối ưu Đặc điểm của tiêu chuẩn ITAE: Đánh giá nhẹ các sai lệch lớn ban đầu (vì thời gian tồn tại rất ngắn), còn các sai lệch nhỏ xuất hiện trong suốt quá trình tiếp sau thì bị đánh giá rất nặng 1.3.2.3 Tiêu chuẩn tích phân của tích giữa thời gian với bình phương của sai lệch (ITSE):   0 2(t)dt e t Tiêu chuẩn này có kết luận tương tự tiêu chuẩn ITAE

1.3.2.4 Ảnh hưởng của dạng ( luật thay đổi) tín hiệu đặt R(t) đến sai lệch e(t)

a/ Hệ bậc không - Hệ hữu sai

m

' j

b/ Hệ vô sai cấp 1- Hệ bậc 1

c/ Hệ vô sai cấp 2- Hệ bậc 2

1.3.3 Bù sai lệch tĩnh e ∞ ở hệ hữu sai

Hệ rơi vào trạng thái hữu sai khi:

- Hàm truyền hệ hở F0(P) có dạng hữu sai bậc không (đã xét ở 1.3.2.4a)

- K của hệ bị suy giảm dưới mức yêu cầu;

- Ki của phần tử thứ i nào đó trong mạch chính của hệ sớm bị bão hoà

Vấn đề cần giải quyết là bằng cách nào để hệ bậc không có sai số trở thành hệ vô sai ? Có thểgiải quyết vấn đề theo hướng tăng K của hệ đến giá trị yêu cầu (bằng cách tăng K của phần tửtrong mạch chính của sơ đồ cấu trúc; Hoặc giảm K của khâu phẩn hồi) Kết quả của(1.3.2.4.a/) đã khẳng định hệ hữu sai với phản hồi đơn vị Do vậy ta có thể tính chọn lại mạchphản hồi (Chắc chắn hệ số phản hồi phải nhỏ hơn 1)

Cách tiến hành: - Giả định hệ số phản hồi là Kz ;

- Lập biểu thức của hệ sai lệch vị trí C0 ;

- Tính Kz từ điều kiện C0 = 0

Kết quả Kz = 1 - 1/K Như vậy ngoài phản hồi đơn vị còn có thêm phản hồi dương 1/

K, nhờ nó mà hệ trở thành vô sai

Một cách tương tự ta cũng xác định được quan hệ của các hằng số thời gian để hệ sốsai lệch tốc độ cũng triệt tiêu, bằng cách :

=Ti

* Lưu ý: Về sai lệch ở chế độ xác lập (khi hệ đảm bảo chính xác tuyệt đối C(∞)=R(∞)=K1)trong 2 trường hợp:

+ Với hệ có phản hồi đơn vị thì E(∞)=0;

+ Với hệ có phản hồi thực tế thì E(∞)= K1/K ≠ 0 –Luôn tồn tại sai lệch cần thiết

1.3.4 Bù sai lệch vị trí, sai lệch tốc độ và gia tốc ở hệ vô sai cấp 1

+ Mục đích phải tìm hàm truyền khâu phản hồi (hoặc khâu hiệu chỉnh) để hệ không có sailệch, tức là để C0=C1=C2=0

+ Cách tiến hành tương tự 1.3.3

Các phương pháp bù tỏ ra khá đơn giản trong tính toán (lý thuyết) Song trong một sốtrường hợp cụ thể có thể gặp khó khăn trong giải pháp kỹ thuật (thực tế)

1.4 Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh kiểu nối cấp

1.4.1 Khái niệm mạch vòng điều chỉnh kiểu nối cấp:

* Thông thường các hệ TĐĐCTĐĐ có cấu trúc kiểu nối cấp (hình 1.10):

- Tín hiệu ra của bộ ĐC vòng ngoài sẽ là tín hiệu đặt trước của vòng trong tiếp theo.

* Trình tự tổng hợp các bộ ĐC của hệ được thực hiện từ vòng trong cùng trở ra Saukhi đã tổng hợp xong vòng trong cùng thì ta hoàn toàn có thể thay nó bằng khâu có hàmtruyền tương ứng với FMC hoặc FDX (tuỳ theo sự lựa chọn tiêu chuẩn để tổng hợp), mà trongđó hằng số thời gian  và các thông số khác đã được xác định Đến đây ta lại tổng hợp mạchvòng tiếp theo, cứ như thế một cách tương tự cho đến hết

* Để tổng hợp các bộ ĐC của hệ TĐĐCTĐĐ ta thường dùng các phương pháp hàmchuẩn tối ưu: - Hàm theo tiêu chuẩn môdul tối ưu;

- Hàm theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng;

* Kết quả của việc tổng hợp mạch vòng điều chỉnh là tìm ra luật điều khiển của bộ

ĐC (thường có dạng PID) và các thông số của nó, trong đó:

- Luật P cho tín hiệu ra tỷ lệ thuận với tín hiệu vào (sai lệch E(P)) qua hệ số KP – Đây

là tín hiệu quan trọng, vì nó đảm bảo tính tác động nhanh và độ chính xác của hệ

- Luật D cho tín hiệu ra tỷ lệ với vi phân theo thời gian của tín hiệu vào Nhờ có sựthay đổi dấu của tín hiệu ra khi tín hiệu sai lệch có sự đổi chiều biến thiên mà nó hỗ trợ chotín hiệu tỷ lệ khi e(t) tăng, làm suy giảm tín hiệu tỷ lệ khi e(t) giảm Vì thế hệ sẽ tác độngnhanh, nhưng không làm tăng độ quá chỉnh cũng như số lần giao động

- Luật I cho tín hiệu ra tỷ lệ với tích phân theo thời gian của tín hiệu vào, nó có ýnghĩa khi sai lệch rất nhỏ (trong vùng không nhạy) đến mức mà luật P không xử lý được,cũng như sự biến thiên của nó rất chậm mà luật D không cảm nhận được Luật I đảm bảo độchính xác tĩnh của hệ

* Để đơn giản cấu trúc của bộ ĐC trong hệ truyền động điện, cần thiết phải giảm cấphàm truyền F0(P) của mạch hở (khi có thể) bằng cách bỏ qua các hằng số thời gian rất nhỏ(dưới 1ms), hoặc thay thế bằng thời gian tổng tương đương đối với các thời gian nhỏ (vàichục ms) Đối với thời gian được coi là lớn (từ 0,1 s trở lên) phải giữ nguyên

* Nếu hệ được tổng hợp theo tiêu chuẩn nào thì hàm truyền hệ kín sau tổng hợp sẽ códạng hàm truyền của tiêu chuẩn đó

1.4.2 Tổng hợp các bộ ĐC theo tiêu chuẩn môdul tối ưu

1.4.2.1 Giới thiệu tiêu chuẩn Modul tối ưu

* Hàm chuẩn theo tiêu chuẩn Modul tối ưu có dạng sau:

* Dạng đặc tính tần số đối với hệ kín thì khi    thì F(j)  0

khi   0 (dải tần thấp) thì F(j)  1

* Dạng đặc tính quá độ: +Độ quá chỉnh 4,3%

+Đặc tính quá độ đi qua giá trị đặt 1 khi t=4,7 và 8,4

* Đặc điểm: +Tiêu chuẩn này cho phép hiệu chỉnh lại đặc tính tần số ở vùng thấp và trungbình

+ Không đảm bảo trước được tính ổn định của hệ khi sử dụng tiêu chuẩn này

Do đó sau khi ứng dụng tiêu chuẩn modul tối ưu phải kiểm tra lại tính ổn định của hệ

* Các bước tiền hành tổng hợp:

+ Tính hàm truyền của đối tượng mở rộng - hệ hở S0(p);

+ Đưa vào hệ khâu ĐC có hàm truyền chưa biết R(p);

+ Tính hàm truyền hệ kín F(p) và gán nó bằng vế phải của FMC(p)

+ Suy ra dạng hàm truyền R(p), tức là xác định luật điều khiển của bộ ĐC

S (p)F (p) 1 (1.13)

1)

p(

Ví dụ 1:Ta xét từ một hệ hở có hàm truyền dạng tổng quát sau ứng với 3 trường hợp

cụ thể:

)PT1(

K)

p(

b/ Trường hợp các hằng số thời gian Ti đều nhỏ (hàm truyền nguyên dạng 1.14)

Với các Ti đều là các hằng số thời gian nhỏ, khi này ta có thể thay Ts=Ti tức là bỏ quacác thành phần vô cùng bé bậc cao của toán tử P Kết quả R(p) có cấu trúc I

c/Trường hợp có thể chia thành 2 nhóm hằng số thời gian lớn và nhỏ

Khi đó hàm truyền hệ hở được viết dưới dạng sau:

)PT1()PT1(

K)

p(

1

2 1

Với các hằng số Tk > Ti Kết quả R(p) có cấu trúc PID

Ví dụ 2:Ta xét từ một hệ hở có hàm truyền dạng tổng quát sau ứng với 2 trường hợp

cụ thể:

)PT1(P

K)

p(

d/Trường hợp các hằng số thời gian Ti đều nhỏ (hàm truyền nguyên dạng 1.17)

Khi này ta có thể viết lại dạng hàm hệ hở nhưng bỏ qua các thành phần vô cùng bébậc cao của toán tử P:

với Ts= Ti Kết quả R(p) có cấu trúc P: R(p)=1/ 2KTs

e/ Trường hợp có một hằng số thời gian lớn hơn nhiều các Ti còn lại:

Khi này ta tách riêng thành phần chứa hằng số thời gian lớn ra ngoài dấu tích, bây giờhàm truyền có dạng sau:

Trong đó T là hằng số thời gian lớn Kết quả R(p) có cấu trúc PD

Kết luận: + Các hệ hở có dạng hàm tổng quát giống nhau, nhưng có số lượng hằng số thờigian khác nhau hoặc tương quan giữa chúng có chênh lệch thì bộ ĐC sẽ có luật điều khiểnkhác nhau (xem kết quả a,b,c và d,e)

+ Trong trường hợp hằng số thời gian  rất nhỏ thì ta có thể bỏ qua thành phầnbậc 2 của P trong FMC(p), tức là:

1.4.3 Tổng hợp các bộ ĐC theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng

1.43.1 Giới thiệu tiêu chuẩn tối ưu đối xứng

* Hàm chuẩn theo tiêu chuẩn Modul tối ưu có dạng sau:

P8P8P41

P41)

P(

* Dạng đặc tính quá độ: +Độ quá chỉnh 43,4% tại thời điểm khoảng 7

+ Đặc tính quá độ đi qua giá trị đặt 1 khi t=3,1 và 11,4;

+ Xác lập sau 16,5 với 2 lần giao động

* Đặc điểm: +Các hệ số của hàm truyền thoả mãn điều kiện:

0 a a 2 a

0 a a 2 a

3 1 2 2 0 2

* Các bước tiến hành tổng hợp:

- Phương pháp chính tắc (tương tự theo tiêu chuẩn modul tối ưu):

+ Tính hàm truyền của đối tượng mở rộng - hệ hở S0(p);

+ Đưa vào hệ khâu ĐC có hàm truyền chưa biết R(p);

+ Tính hàm truyền hệ kín S(p) và gán nó bằng vế phải của FDX(p)

+ Suy ra dạng hàm truyền R(p), tức là xác định luật điều khiển của bộ ĐC

S (p)F (p) 1 (1.22)

1)

p(

DX

+ Tính các tham số của bộ ĐC theo các thông số của S0(p)

- Phương pháp không chính tắc:

+ Từ hàm truyền S0(p) đã được xác định,;

+ Nếu biết trước luật điều khiển của R(p) (theo kinh nghiệm hoặc được tư vấn), thì tagán cho nó 1 biểu thức (phù hợp với luật điều khiển đã biết) có chứa các tham số cần xácđịnh;

+ Từ S0(p) và R(p) tìm được hàm truyền hệ kín F(p) (ở dạng tỷ số của hai đa thức);+ Kiểm tra tính tương đồng giữa F(p) với FDX(p) Nếu không có sự tương đồng (theo1.21 và a1=b1) thì phải chọn lại luật điều khiển của R(p);

+ Xác định được các biểu thức của ai từ F(p), thay chúng vào (1.21);

+Từ các biểu thức vừa nhận được, dễ dàng xác định các tham số của R(p)

1.4.3.2 Áp dụng FDX tổng hợp một số hệ

a/ Xét hệ hở có hàm truyền dạng vô sai cấp 1 (u=1)

)PT1(TP

K)

PT1(TP

K)

p(S

s u

Áp dụng công thức 1.22 ta tìm được bộ ĐC kiểu PI

b/Trường hợp hàm truyền hệ hở có chứa khâu quán tính thứ 2 (u=2)

)PT1)(

PT1(TP

K)

PT1(TP

K)

p(S

2 1

u 1

c/ Trường hợp hàm truyền hệ hở có dạng vô sai cấp 2

) P T 1 ( P

) P T 1 ( K )

P T 1 ( P

) P T 1 (

K ) p ( S

s 2

' s 3

1

2

2 1 j

' j 0

Áp dụng công thức 1.22 ta tìm được bộ ĐC kiểu P

d/ Trường hợp hệ hữu sai có khâu quán tính lớn với T>>Ts khi đó trong vùng tần số trungbình ta có thể coi gần đúng như sau:

S (p) (1 TP)(K1 TP) TP(1KTP) (1.26)

s s

- Từ hàm hệ hở cho trước, nếu tổng hợp hệ theo tiêu chuẩn khác nhau sẽ đưa ra các bộ

ĐC có luật điều khiển và các thông số khác nhau

- Trên đây ta đã tổng hợp hệ với phản hồi đơn vị, nhưng với phản hồi thực tế thì sailệch sẽ tồn tại khác không (kể cả khi hệ xác lập với độ chính xác tuyệt đối)

- Việc chọn tiêu chuẩn nào để tiến hành tổng hợp hệ được căn cứ theo yêu cầu chấtlượng đặt ra, dạng tín hiệu đặt trước, cũng như ảnh hưởng của nhiễu (xem 1.4.5)

1.4.5 Ảnh hưởng của nhiễu đến hệ được tổng hợp theo FMC ,FDX.

Để giúp cho việc lựa chọn tiêu chuẩn modul tối ưu hay tối ưu đối xứng, ta so sánh quátrình phản ứng của hệ (sau khi tổng hợp theo FMC và FDX) đối với tác động của nhiễu

Để đơn giản ta sử dụng lại kết quả tổng hợp (ở 1.4.2 và 1.4.3) hệ hở hữu sai có 2 khâuquán tính với hằng số thời gian chênh lệch lớn (Hình 1.14) Như đã xét ở trên, vì T>>Ts ta cóthể coi gần đúng hệ hở có S0(p) gần đúng là hệ vô sai cấp 1 (1.25)

a/ Khi tổng hợp hệ theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng thì bộ ĐC là khâu PI có dạng:

PKT8

)PT41(T)p(

s s





R(p)

) P T 1 )(

TP 1 (

K )

p ( S

s 0

Hình 1-14 Sơ đồ cấu trúc của hệ có xét đến tác động của nhiễu.

Hàm truyền của hệ theo nhiễu sẽ là:

TP 1 ) p ( R

Đặc tính quá độ của lượng ra khi chịu tác động của nhiễu được giới thiệu trên hình

1-15 (a và b) Qua so sánh trên đặc tính ta nhận thấy: Nếu tỷ số T/Ts lớn thì nên tổng hợp hệtheo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng, vì tuy cùng độ quá chỉnh nhưng tốc độ suy giảm của đạilượng được điều chỉnh nhanh hơn và cho phép rút ngắn thời gian quá độ Nhưng khi tỷ số T/

Ts nhỏ thì nên tổng hợp theo tiêu chuẩn môdul tối ưu

1.5 Tổng hợp các mạch vòng điều chỉnh số của TDD

Các máy tính sô cũng như các hệ thông vXL khác được ứng dụng trong việc điều khiển logic TDD và xây dựng các bộ điều chỉnh Việc dùng các bộ điều khiển số ưu việt hơn hẳn các bộ điều khiển tương tự về tính mềm dẻo khi cần thay đổi cấu trúc và tham số của hệ thống tự động , độ chính xác cao Tuy nhiên khâu đầu tiên cần phải làm là việc số hóa tín hiệu

1.5.1 Số hóa các tín hiệu

1.5.1.1 Lượng tử hóa các tín hiệu

Lượng tử hóa tín hiệu xảy ra khi nhập dữ liệu vào máy tính , xử lý tín hiệu và đưa dữ liệutừ trong máy ra Lượng tử hóa dữ liệu đưa vào máy tính được thực hiện bằng bộ chuyểnđổi A/D Dung lượng số Nym biểu diễn đại lượng liên tục y(t) được cho bởi độ dài từ n tức

là tổng đại số các bít của chuyển đổi A/D ( trừ bít dấu )

Nym = 2n -1Trong đó Ym là giá trị cực đại của đại lượng y(t) Đơn vị của việc số hóa đại lượng y(t) sẽ

D/A

CPU R

1.5.1.2.Phạm vi biểu diễn số và hạn chế lượng ra

Máy tính xử lý các tín hiệu số trong khoảng thời gian xác định và hai lần lấy mẫu thì thôngtin chứa trong tín hiệu bị mất gây khó khăn cho hoạt động của hệ thống , vì vậy nếu giữnguyên độ nhạy của máy với các thay đổi thông số của đối tượng thì hệ điều chỉnh số chậmhơn so với hệ tương tự tương đương

Tần số lấy mẫu là một thông số quan trọng , quyết định tính chất cảu mạch điều chỉnh số Thực hiện điều này bằng các chọn chu kỳ lấy mẫu T bằng K lần nhỏ hơn so với hằng số thờigian thay thế Tr của mạch vòng kín

T=Tr / KHằng số thời gian thay thế được xác định giống như trong qua trình tổng hợp các mạch vòngđiều chỉnh liên tục và có bổ sung chu kỳ lây mẫu

chọn T  nghĩa là hệ số K   (3 6)

Cấu trúc các mạch vòng điều chỉnh truyền động điện thường có dạng nối cấp trong đó mạch vòng điều chỉnh có chu kỳ lấy mẫu ngắn nhất là mạch vòng xác định trực tiếp tín hiệu điều khiển các bộ biến đổi và đó thường là các mạch vòng điều chỉnh dòng điện Trong trường hợp bộ biến đổi Thyristor được điều khiển theo nguyên tắc chiếu đứng thì tín hiệu điều khiển phải xuất hiện M lần trong chu kỳ Tb của bộ biến đổi

1

b

b

T T M T

Chu kỳ lấy mẫu của các mạch vòng tốc độ , mạch vòng vị trí thường được chọn dài hơn chu

kỳ lấy mẫu của mạch vòng dòng điện , do tín hiệu ở các mạch vòng sau biến thiên chậm hơn

CÂU HOI ÔN TẬP CHƯƠNG 1

3 Trình bày về các hệ số sai lệch và các tiêu chuẩn sai lệch

4 Trình bày về vấn đề bù sai lệch

5

Tổng hợp hệ có hàm truyền của đối tượng mở rộng So(P) là khâu hữu sai bậc không

S ( p ) (1 T PK)(1 T P)

2 1

0

)PT1()PT1(

K)

p(S

Với các hằng số TK > Ti , theo tiêu chuẩn modul tối ưu

7

Tổng hợp hệ có hàm truyền của đối tượng mở rộng S0(p)

)PT1(P

K)

PT1(P

K)

p

(

S

s u

( )

P T 1 ( ) TP 1 ( P

K )

9 Tổng hợp hệ có hàm truyền của đối tượng mở rộng S0(p)

 





u 1

0

) P T 1 (

K )

P T 1 ( TP

K )

p ( S

s u

P T 1 ( TP

K )

p ( S

2 1

u 1

) P T 1 ( K )

P T 1 ( P

) P T 1 (

K ) p ( S

s 2

' s 3

1

2

2 1 j

' j 0

2.1.1 Khái niệm mạch vòng điều chỉnh dòng điện

Trong các hệ thống truyền động tự động cũng như các hệ chấp hành thì mạch vòng điềuchỉnh dòng điện là mạch vòng cơ bản Bởi vì trong hệ thống truyền động một chiều và xoaychiều mạch vòng điều chỉnh dòng điện thực hiện các chức năng cơ bản sau:

- Trực tiếp hoặc gián tiếp, xác định momen kéo của động cơ;

- Ngoài ra còn có chức năng điều chỉnh gia tốc;

- Bảo vệ và khống chế dòng khởi động

Về lý thuyết có thể đưa ra 3 dạng sơ đồ cấu trúc của mạch vòng điều chỉnh dòng điệnnhư hình 2.1

Hình 2.1 Các cấu trúc mạch vòng điều chỉnh dòng điện.

Ta dùng bộ điều chỉnh tốc độ hoặc điện áp R có dạng bộ khuếch đại tổng về mạch phảnhồi dòng điện phi tuyến P Khi tín hiệu dòng điện chưa đủ để khâu phi tuyến ra khỏi vùngkém nhạy thì bộ điều chỉnh làm việc như bộ điều chỉnh tốc độ hay điện áp mà không có sựtham gia của mạch phản hồi dòng điện Khi dòng điện đủ lớn khâu P sẽ làm việc ở vùngtuyến tính của đặc tính và phát huy tác dụng hạn chế dòng của bộ điều chỉnh R (hình 2.1.a).Cấu trúc thứ hai về mạch vòng dòng điện được mô tả trên hình 2.1.b, với hai mạchvòng với hai bộ điều chỉnh riêng biệt R1, R2 Trong đó, R2 là bộ điều chỉnh dòng điện với giátrị đặt là Uiđ Cấu trúc này cho phép điều khiển độc lập từng vòng

Cấu trúc điều chỉnh dòng điện được sử dụng rộng rãi nhất trong truyền động điện tựđộng được mô tả trên hình 2.1.c – Đó là cấu trúc nối cấp Trong đó, Ri là bộ điều chỉnh dòngđiện, R là bộ điều chỉnh tốc độ Mỗi mạch vòng có bộ điều chỉnh riêng và có thể được tổnghợp theo các tiêu chuẩn riêng

2.1.2 Tổng hợp mạch vòng dòng điện khi bỏ qua sđđ của động cơ

Sơ đồ khối của mạch vòng điều chỉnh dòng điện (hình 2.2):

Hình 2.2 sơ đồ khối mạch vòng điều chỉnh dòng điện.

Trong đó,

- F là mạch lọc tín hiệu

- Ri là bộ điều chỉnh dòng điện

- Si là xenxơ dòng điện

Xenxơ dòng điện có thể thực hiện các biến dòng ở mạch xoay chiều hoặc bằng điện trở sun, hoặc các mạch đo cách ly trong mạch một chiều

R / 1

u

u



P T 1

- Tf, Tđk, Tvo, Tư, Ti - các hằng số thời gian của mạch lọc, mạch điều khiển chỉnh lưu, sựchuyển mạch chỉnh lưu, phần ứng và xenxơ dòng điện.

- Rư : điện trở mạch phần ứng

- Kcl : Hệ số khuếch đại của chỉnh lưu

Trong trường hợp hệ thống truyền động điện có hằng số thời gian cơ học lớn hơn rất nhiều so với hằng số thời gian điện từ của mạch phần ứng thì ta có thể coi sức điện động của động cơ không ảnh hưởng đến quá trình điều chỉnh của mạch vòng dòng điện (tức là coi E

u u i

KPKT2

R)PT1()P(

id i

PTPT1

1

K

1)P(U

)P()P(F







Trong trường hợp tổng hợp mạch vòng dòng điện theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng, thì

bộ điều chỉnh Ri(P) cũng là khâu PI có dạng sau:

i cl S

u u i

KPKT4

R)PT1()P(

R   (2.3)

2.1.3 Tổng hợp mạch vòng dòng điện khi tính đến sđđ của động cơ

Khi bổ sung phản hồi ssđ vào sơ đồ hình 2.2, thì ta nhận được sơ đồ mạch điều chỉnhdòng điện có tính đến ssđ của động cơ (Hình 2.3.a) Trước khi tổng hợp cần phải đưa sơ đồhình 2.3.a về dạng thu gọn (Hình 2.3.b) bằng cách: - Tìm hàm truyền của dòng phần ứng I(P)theo điện áp phần ứng Uư(P) và mômen cản Mc(P) từ sơ đồ cấu trúc (Hình 2.3.a);





JP1

P T 1

R / 1

u

u



P T 1

cl





PT1

2 u c c

u c

PTTPT1

R/PT





2 u c

cP T T PT

1

K/1

Hình 2.3 sơ đồ khối mạch vòng điều chỉnh dòng điện có tính đến sđđ.

Nếu ta sử dụng bộ điều chỉnh dòng điện là khâu PI như kết quả ở mục 2.2.2, thì hàm truyền của hệ sẽ có dạng:

c i S

2 S c c

S c i s S

c i S c id

i

P)TKT2(

TT2P

)TT()TKT2(

T21

)TKT2/(

T)

P(U

)P()

T2C

1KKhiT

KT2

T2)1K(TTKT2

T1

b

a

C

c S

s 0

i c

i S

s i

c c i S

c 0

lệch vị trí, sai lệch này sẽ giảm khi hằng số Tc tăng

Do vậy ta thử tiến hành tổng hợp hệ theo cả hai tiêu chuẩn FMC và FDX

Khi tổng hợp theo tiêu chuẩn FMC ta nhận được hàm truyền của bộ điều chỉnh dòngđiện có dạng:

S c u

i cl

2 u c c i

PTT2R

KK

PTTPT1)P(

(2.5)

Nếu Tc  4Tu , thì tam thức bậc hai trên tử số sẽ có 2 nghiệm T1 và T2, khi đó hàm truyền của

Ri(P) được phân tách thành 2 khâu PI mắc nối tiếp

Khi tổng hợp theo tiêu chuẩn FDX thì Ri(P) có dạng gồm 3 khâu vi phân mắc nốitiếp:

2 3

S c u

i cl

2 u c c S

i

PT8TR

KK

)PTTPTP)(14T(1(P)

(2.6)

Khi coi gần đúng (1+4TsP )  4TsP thì hàm truyền của Ri(P) giống như khi tổng hợp theotiêu chuẩn FMC Tuy nhiên để đơn giản cấu trúc của bộ điều chỉnh Ri(P) ta có thể bỏ bớt đimột khâu PI để bù hằng số thời gian lớn và chấp nhận có sai lệch tĩnh

Trong trường hợp Tc lớn thì có thể coi (1+TcP+TcTuP2)  TcP(1+TuP), khi đó hàmtruyền bộ điều chỉnh dòng điện (theo cả 2 tiêu chuẩn) đều có dạng :

i cl S

u u i

KPKT2

R)PT1()P(

R   , (2.7),giống như kết quả tổng hợp hệ không tính đến ảnh hưởng của ssđ theo tiêu chuẩn môdul tốiưu

Cho dù tổng hợp hệ theo FMC hay FDX thì hàm truyền của mạch vòng dòng điện đềucó dạng gần đúng sau:

i DX S

i

MC S

i

Ftheokhi1a

;PaT21

1.K

1Ftheokhi

Kết quả (2.8) sẽ được dùng cho việc tổng hợp mạch vòng tốc độ

2.1.4 Tổng hợp mạch vòng dòng điện khi tính đến vùng gián đoạn của Iư

Khi được cấp nguồn từ bộ chỉnh lưu có điều khiển thì động cơ có thể phải làm việctrong vùng dòng phần ứng gián đoạn Khi đó đặc tính và hàm truyền của hệ thống tự độngtruyền động điện một chiều thay đổi rất nhiều so với chế độ Iư liên tục, bởi vì:

+ Trong vùng dòng phần ứng gián đoạn thì giá trị đầu và cuối của xung dòng Iư

đều bằng không, cho nên thành phần LPIư = 0 Điều đó có nghĩa là thành phần điện cảm mấttác dụng, hay nói cách khác là không tồn tại khái niệm hằng số thời gian mạch phần ứng(Tư=0), đẫn đến Tc >>Tư nên chúng ta có thể sử dụng sơ đồ khối bỏ qua sđđ E (hình 4.11)

Hàm truyền của đối tượng mở rộng khi động cơ làm việc trong vùng dòng phầnứng gián đoạn có dạng:

)PT1(

1.R

K.K)PT1)(

PT1(

PT

R

K.K)P

(

S

S u

i CL S

C C u

i CL i

Đây là bộ điều chỉnh kiểu tích phân có hệ số khuyếch đại thay đổi

Ta có họ đặc tính của hệ thống ở vùng dòng điện liên tục và ở vùng dòng điện gián đoạn vớithông số là sđđ của động cơ , từ đó có thể dẫn ra được mối quan hệ hàm số K = f(u đk ,E) ,đây là họ đặc tính các giá trị trung bình nên có thể dễ dàng đo lường và dựng chúng

Trong đó 1 là đặc tính điều chỉnh dòng điện trong vùng liên tục còn 2 là vùng dòng điện gián đoạn

Như vậy trong vùng dòng điện liên tục bộ điều chỉnh nên có cấu trúc kiểu PI còn trong vùnggián đoạn bộ điều chỉnh có cấu trúc kiểu I và để hệ có thể đáp ứng được tính chất động tốthơn thì hệ số khuyếch đại của bộ điều chỉnh phải tự động thay đổi

2.1.5 Bộ điều chỉnh dòng điện thích nghi với từng xung dòng

Cấu trúc hợp lý hơn cả của bộ điều chỉnh dòng điện kiểu thích nghi là nhờ vào thông tin từcác cảm biến về tính liên tục của dòng điện khi chuyển từ vùng dòng điện liên tục sang vùngdòng điện gián đoạn mà thay đổi cấu trúc từ PI sang I Trong vùng cấu trúc kiểu I , bộ điềuchỉnh có hệ số khuyếch đại tự động thay đổi tuỳ thuộc vào tình trạng gián đoạn của dòng điện

Một giải pháp đơn giản là áp dụng thích nghi cho từng xung dòng điện , trong thời gian códòng thì bộ điều chỉnh có cấu trúc PI và trong thời gian gián đoạn thì bộ điều chỉnh có cấutrúc I Ta có sơ đồ chức năng bộ điều chỉnh thích nghi như sau :

Chuyển mạch CM được thực hiện bằng tranzitor trường có điện trở thay đổi rất mạnh trongcác trạng thái khoá và bão hoà , giả sử rằng khi khoá RT =  Ta có sơ đồ bộ điều chỉnhthích nghi như sau :

Hàm truyền PD sẽ là :

21(

2)(

U

p U i





Khi tranzitor bão hoà thì RT << R2 và ta có hàm truyền kiểu P :

0

1 1

)(

)(

R

R p

U

p U

2R U R



1 0

R U R



t

t

t

Trong khoảng thời gian t1 khoá T ở trạng thái khoá Do tác dụng của thành phần đạo hàm

mà khuyếc đại A1 bão hoà trong khoảng thời gian tn :

0 2

2

R

R U

U t



Sau đó điện áp U1 có giá trị xác định theo công thức

0

2 1

2

R

R U

R

R U

Giá trị trung bình của điện áp U1 trong một chu kỳ dòng điện phần ứng được xác định :

U S U m T t n U R R t T t n U T t

2 0

1 1

0

2 1

R

R2

1 2 1

R

R R

R R T

t U

và bởi vì R2 <<R1 nên 2R2 - R1 <0

Hệ số khuyếch đại điều chỉnh trong chế độ dòng điện gián đoạn giảm xuống khi độ rộngxung dòng t1 tăng lên , bằng cách đó mà bù được từng phần sự biến thiên phi tuyến của hệ

số khuyếch đại của đối tượng điều chỉnh

Vùng gián đoạn Vùng liên tục

2R 2 /R 0

Kz

t 1 /T

R 1 /R 0

2.1.6 Bộ điều chỉnh dòng điện thích nghi có khâu tiền chỉnh phi tuyến

Ứng dụng lý thuyết về hệ bất biến có thể có giải pháp đơn giản hơn cho mạch điều chỉnhthích nghi dòng điện như sơ đồ sau Trong đó Fx là khối phi tuyến chưa biết cấu trúc , Ri(p)có cấu trúc PI

Bộ điều chỉnh dòng điện được thiết kế cho vùng dòng điện liên tục :

p T

p T K p R

s

u i

2

11)

Theo sơ đồ cấu trúc ta có hàm truyền của mạch vòng dòng điện :

2 2

2)2(1

)2

(1)

(

)(

Ap T p A T T

p KF T T p

u

p U

S S

u

X s u id

Mục tiêu của tổng hợp là nếu bỏ qua thành phần p2 thì 1

)(

)(



p u

p U

dk dk

i id

X

Ku u

u u

trị khác nhau của sđđ E Ta có đồ thị mô tả mối quan hệ Fx = f (Uiđ )

U i®

FX

E1 E2 E3

Để hệ thống hoạt động chính xác , nhất là ở những vùng mà sđđ E thay đổi nhiều cần bùđược ảnh hưởng của tín hiệu này đến đặc tính của khối phi tuyến FX Lợi thế của khâu điềuchỉnh phi tuyến là không cần cảm biến chế độ của dòng điện và chuyển mạch điện tử

2.2 Tổng hợp mạch vòng tốc độ

2.2.1 Tổng quan về hệ thống truyền động điện điều chỉnh tốc độ

Trong thực tế thường gặp hệ thống truyền động điện điều chỉnh tốc độ có đảo chiều, hoặckhông đảo chiều Khi có yêu cầu đảo chiều quay thì trong hệ phải có hai khối phát xung FX1

và FX2 để điều khiển hai bộ chỉnh lưu đấu song song và ngược chiều nhau BD1 và BD2 (hình2.16) Ở đây thực hiện đảo chiều bằng cách thay đổi chiều dòng điện phần ứng

Hệ thống này có đại lượng được điều chỉnh là tốc độ góc của động cơ điện, nhiễu loạn làmômen cản Mc và tác động điều khiển là Uư hoặc Uk

Để tạo ra khả năng ổn định tốc độ theo yêu cầu (phụ thuộc tín hiệu U đặt trước) khi mômencản có sự thay đổi, thì trong hệ phải sử dụng phản hồi âm tốc độ (mạch vòng tốc độ) nhờsensor tốc độ, nó có hàm truyền dạng:

)PT1(

K)

P(G

BĐ FX

U k Mc

Hình 2.17 Sơ đồ khối của hệ điều chỉnh tốc độ có mạch vòng dòng điện.

Số mạch vòng dòng điện sẽ là 1 ở hệ không đảo chiều và là 2 ở hệ có đảo chiều Tuy nhiêncẩu trúc của 2 nhánh chính trong mạch vòng dòng điện đều giống nhau, chỉ khác nhau về dấucủa tín hiệu Uiđ Đồng thời tín hiệu đặt tốc độ Uđ thì phải đổi dấu trong hệ yêu cầu đảo chiều.Trong nhánh chính của sơ đồ cấu trúc thường dùng phần tử phi tuyến HCD (để hạn chế dòngphần ứng khi tốc độ còn đang thấp trong quá trình khởi động) Khâu HCD có vai trò rõ rệtkhi tín hiệu đặt tốc độ Uđ tăng quá lớn, hoặc hệ mất phản hồi âm tốc độ Khi đó nó giữ chotín hiệu Uiđ ở giá trị tối đa cho phép (không gây hư hỏng cho hệ) Còn khi tín hiệu Uiđ trongvùng điều khiển cho phép thì hệ số truyền của khâu HCD bằng 1, tức là tín hiệu ra của nóđúng bằng tín hiệu vào (sự có mặt của nó không ảnh hưởng đến quá trình điều khiển)

2.2.2 Hệ thống điều chỉnh tốc độ dùng bộ điều chỉnh tỷ lệ

Khi bỏ qua ảnh hưởng của sđđ của động cơ ta có :

U I((p p)) K1 1 2T p1(1 T p)

S S

i

Để thuận tiện cho tính toán ta thay biểu thức trên bằng biểu thức tính gần đúng hàm truyềncủa mạch vòng dòng điện :

U I p p K T p

S i

11)(

)(

11)(

)(

K

s

i

21

/1



I

p T K

K





2 1

H4-25

Trong đó : Sω là cảm biến tốc độ có hàm truyền là khâu quán tính với hệ số truyền Kω và hằng

số thời gian Tω Thường Tω có gía trị nhỏ và ta đặt 2T’

s = 2TS + Tω , đối tượng điều chỉnh cóhàm truyền :

)12

(

1)

K R p

S

S C

C

a T R K

T K K p

2 '

2

1)

3 ;

R

R K K R

4 '

3

' 2 ' 2 4

' '

4

R

R K K

R R K

R R K R

T K K K

K R

T K T

i i

i u

C P

i u

C S

+ _

+ _

(4

11

)(

)(

p

S S

)(1)()

()()(

p I

p I p

T K

p I R p

T K

R p I p I p

C C

C U C

u C



Mặt khác I(p) I C(p)F0(p) I(p) do đó ta có

)(1

)()

(

)(

0

0

p F

p F p

I

p I

Với F0(p) là hàm truyền của mạch vòng của hệ điều chỉnh tốc độ Khi Ic = 1(t) thì

1)12

(4

12

4)(1

1)

' '

p T T

K

I R T p F p T K

I R p

S S

S C

C U S C

C U

T

lần trong

hệ kín

2.2.3 Hệ thống điều chỉnh tốc độ dùng bộ điều chỉnh tích phân tỷ lệ PI

Trong nhiều thiết bị công nghệ thường có yêu cầu điều chỉnh vô sai cấp cao , vì vậy thườngdùng phương pháp tối ưu đối xứng để tổng hợp các bộ điều chỉnh Với mạch vòng điều chỉnhtốc độ hàm truyền của bộ điều chỉnh có dạng :

p KT

p T p

R

0 0

1)(  



và hàm truyền mạch hở sẽ là :

)12

(

11

)

0

0 0

R K p KT

p T p

F

S C

1)

p T T

K R

T K K p R

S S

)()

T p T

p T p

U

p U p

F

S S

S

S d

(

)(

T p T

p T p

I

p I

p

F

S S

S

S C

)()(

)

' '

T p T

p T p

T T

K

I R T R p T K

p I p I

p

S S

S

S S

C

C u S u C

c



Kết quả là khi đã ổn định tốc độ thì sai lệch tốc độ của hệ thống bằng 0

2.2.4 Hệ thống điều chỉnh tốc độ khi không có mạch vòng dòng điện

Khi cả bộ biến đổi và động cơ đều có khả năng quá dòng lớn và không có yêu cầu cao về điêùchỉnh gia tốc, hoặc khi sử dụng các truyền động công suất nhỏ dùng bộ băm xung áp có tần

số làm viêch lớn đến mức không xuất hiện trạng thái dòng điện gián đoạn thì có thể khôngcần xây dựng mạch vòng điều chỉnh dòng điện Sơ đồ cấu trúc của hệ thống như sau :

02

pT pT

pT pT

K p

pT pT

p

S S

1()

T p U

p U

S S

2.2.5 Hệ thống điều chỉnh tốc độ điều chỉnh hai thông số

1 Điều chỉnh từ thông kích từ

Trong trường hợp điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh từ thông kích từ thì hàm truyềncủa đối tượng có dạng sau :

(( )) 1 (1 1 )(1 )

Sk k

V k

k

k

pT pT

pT R

p U

p I









Trong đó Uk : Giá trị trung bình điện áp ra của bộ biến đổi

Rk , Tk : Thông số dây quấn kích từ

TV : Hằng số thời gian dòng xoáy

Tsk : Tổng các hằng số thời gian nhỏ trong mạch kích từ

Các hằng số thời gian Tk ,Tv phụ thuộc vào điểm làm việc trên đặc tính từ hoá , do đó chúng

là phi tuyến , tuy nhiên tỷ số giữa chúng là không đổi Trong trường hợp điểu chỉnh từ thôngcần có cảm biến từ thông :

)(

Trong đó Kv là hệ số khuyếch đại vi phân , tức là độ nghiêng của đặc tính từ hoá tại điểm làmviệc

Ta có sơ đồ khối của hệ thống điều chỉnh dòng điện kích từ như sau

2 Điều chỉnh sức điện động

Việc điều chỉnh sức điện động E của động cơ được đặt ra trong các hệ thống liên quan đếnđến điều chỉnh sức căng trong các hệ thống trục quấn , trục tháo trong các dây chuyền côngnghiệp giấy , dệt

Để giữ được trị số sức điện động là một hằng số cần phải phối hợp điều chỉnh tốc độ và từthông vì sđ đ là hàm của hai biến E K nên chắc chắn trong hệ thống điều chỉnh phảichưa các khâu phi tuyến Sơ đồ của hệ thống điều chỉnh sức căng bằng sđ đ như hình vẽ dướiđây

Để có thể cảm biến được sđ đ ta phải sử dụng mạch đo điện áp và dòng điện phần ứng

) ( ) 1

( ) ( ) (p U p R pT I p

Khi tốc độ thay đổi , qua cảm biến tốc độ và khối trị tuyệt đối N2 sẽ đưa tín hiệu điều chỉnh

độ dốc của phần tuyến tính của khối N1 Bởi vì :

dm dm

K K p

p E

do đó độ dốc của khối N1 sẽ được xác định như sau :



dm

N

Khối N1 có thể được thực hiện bằng mạch khuyếch đại kiểu thông số Trên hình vẽ khối

S0k(p) có hàm truyền của mạch kích từ :

)1

)(

1(

11

)(

0

sk k

v k

k

pT pT

pT R

p S

3 Điều chỉnh hai thông số

Trong các hệ truyền động điện đặc biệt , cần điều chỉnh cả điện áp phần ứng và từ thông kíchtừ Ta có thể điều chỉnh lần lượt hoặc đồng thời Chí ý rằng khi điều chỉnh từ thông thì mômen cho phép của động cơ cũng sẽ giảm theo

Một trong các phương án xây dựng cấu trúc hệ thống điều chỉnh hai thông số là ghép nốiđồng thời hai sơ đồ điều chỉnh tốc độ và sức điện động , trong đó khối N1 có độ dốc khôngđổi

Đầu vào của bộ điều chỉnh sức điện động RE là giá trị định mức của tín hiệu đặt Eđ Trongvùng điều chỉnh dưới tốc độ cơ bản thì giá trị đặt của dòng điện kích từ Ikđ là không đổi ,tương ứng giá trị không đổi của từ thông Khi sức điện động đạt đến giá trị đặt thì qua khâuLOG giá trị này được so sánh với giá trị đặt Eđ , sai lệch được sử lý bởi bộ điều chỉnh RE tạodòng điện Ikđ sao cho khi tăng tốc độ thì từ thông giảm Trong chế độ xác lập ta luôn có

d

E

K  

Do tính chất phi tuyến của mạch từ mà khi tổng hợp các bộ điều chỉnh cần đưa ra sơ đồ cấu

trúc tuyến tính hoá xung quanh điểm làm việc và khảo sát sự biến thiên của các đại lượng

0 0

K

M

Coi rằng Rω được tính toán sao cho tác động nhanh hơn RE vài lần Ta có thể tính toán độc

lập mạch vòng tốc độ mà không cần quan tâm đến ảnh hưởng của biến thiên từ thông  và

tính toán bộ điều chỉnh RE mà không cần quan tâm tới tốc độ biến thiên 

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2

1 Xây dựng sơ đồ cấu trúc tuyến tính hoá của động cơ điện một chiều

2 Xây dựng sơ đồ cấu trúc của động cơ điện một chiều trong trường hợp từ thông kích từ không đổi

6 Trình bày về bộ điều chỉnh dòng điện thích nghi với từng xung dòng

7 Chứng minh rằng mạch vòng tốc độ của động cơ điện một chiều khi sử dụng bộ điều chỉnh PI là

vô sai cấp 2 đối với tín hiệu điều khiển

8 Chứng minh rằng mạch vòng tốc độ của động cơ điện một chiều khi sử dụng bộ điều chỉnh PI là vô sai cấp 1 đối với tín hiệu nhiễu.

9 Xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ thống điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều khi không có mạch vòng dòng điện Trong trường hợp nào thì không dùng mạch vòng dòng điện.

10 Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều khi có sự tham gia của mạch vòng dòng điện

CHƯƠNG 3 :TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ KHÔNG

ĐỒNG BỘ

3.1 Mô tả chung về động cơ không đồng bộ

Nếu động cơ KĐB là đối xúng , mạch từ là tuyến tính và khe hở không khí là đều thì mỗiphương trình ( trong số sáu ) dây quấn pha có phương trình điện áp như sau :

Trong đó k là chỉ số dây quấn pha

Mô men điện từ tức thời của một pha của động cơ không đồng bộ

ef 2

k k

d p M

m m p dt

Đặt L : Điện cảm chính của dây quấn pha động cơ không đồng bộ

L:Điện cảm tản

Ns : Số vòng dây quấn stato

Nr : Số vòng dây quấn roto

Khi đó ta có biểu thức xác định từ thông của các dây quấn pha của các cuộn dây như sau

3.1.1 Mô hình của động cơ không đồng bộ bỏ qua quá độ điện từ

Trong các trường hợp quá độ điện từ xảy ra rất nhanh so với quá độ điện cơ thì có thể bỏ quaquá trình quá độ điện từ Khi khảo sát động cơ KĐB coi động cơ là một hàm của nhiều biếnnhư : Điện áp , điện trở roto , tần số , tốc độ quay

Trong trường hợp cụ thể mô men là hàm của ít nhất hai biến : biến ra tôc độ và một biến nàonào đó gọi là biến y

y M M

3.1.2 Các đặc tính của động cơ không đồng bộ

Ở chế độ xác lập có thể viết hệ phương trình của động cơ không đồng bộ như sau

M e s

e s r

s

I

I L j R L

j

L j L j R U

trong đó đặt tôc độ trượt s  e 

Nhân cả hai vế của phương trình thứ hai với gía trị nghịch đảo của độ trượt và

e s

r M r

s M s

s

L L L

L L L

r M e s

M e s s s

I L L j I s

R I L j U

I L j L L j I R U

)(

2 2

s

r s r

e

s s

F

L

R U I

e

r s r

r s e

r s s

L R L R L

L R R F

s r

F

L U I

2 2

s

r e r

e

s s

L

R L U

2 2

s

r e r

e

M s

F

L

R L U

1

2

2 2 2

s s

r M e

s

F

R L U M







Tổng trở vào của động cơ

r s r

s

s r e

r s r

s e s

r s

e d

jL R

L R L R j L L R R Z

2

2

)1(

r s r

s

sth sth s

I

R M

I

L M

01

Trong đó



s f

s f L L L

R R R

K p

1 ) (

02



12 1

Tn : chu kỳ điện áp nguồn

T vo : thời gian trễ thống kê của bộ biến đổi

Hàm truyền động điện của đối tượng điều chỉnh

 2

02 01

)(1)1(

.1

.1

1)(

)()

()

()(

p bT p T b p R L

K K p

T

K p b

K pL R p S

p S p S p S p S

i i

i b i

i b

i

is i

K K K T b T R

L

)1

K p

S

si

s i

si

is

KsT KT

T T

p KT

p T p

R

2

;

1 ) (

0 1

0 1









Để bù được cả thời gian trễ của bộ biến đổi có thể sử dụng bộ điều chỉnh kiểu PID

3.3 Điều chỉnh điện áp động cơ không đồng bộ

Với tần số và tốc độ động cơ không đổi thì mô men tỷ lệ với bình phương điện áp stato Việcđiều chỉnh điện áp stato là không triệt để do mọi đặc tính điều chỉnh đều đi qua điểm làm việckhông tải , tổn thất công suất trượt sẽ tăng lên nếu giảm tốc độ quay của ro to :

s

s P M

(0 

Nếu đặc tính cơ của phụ tải có dạng

x

cdm x

cdm cdm

0

1 ) (

P

Giá trị cực đại của tổn thất công suất

dm cdm

max

1

Truyền động điện không đồng bộ điều chỉnh điện áp stato chỉ thích hợp với các loại tải có mômen là hàm tăng của tốc độ Ta có cấu trúc của hệ thống được trình bày như trên hình vẽ

sth sth

M L L

L 2

1



Nếu chọn một điểm làm việc nào đó có các thông số U s0 , s0 ,M c0 ,I s0 ,I r0 , thì có thể

dùng mô hình tuyến tính hoá động cơ khi bỏ qua quá độ điện từ :

∂M

∂ω Kω

1+δTωp

Mc

Δω ΔIs

ΔUω

_

Trong trường hợp động cơ rôto dây quấn thì càng phải đưa các điện trở phụ vào mạch roto để

mở rộng phạm vi điều chỉnh tốc độ Mô men điện từ tỷ lệ với bình phương dòng điện roto và

do có điện trở phụ nên động cơ luôn làm việc ở đoạn đặc tính có độ trượt nhỏ hơn độ trượt tới

hạn Ở vùng đặc tính này khi dòng điện roto tăng thì mô men cũng tăng và viêch điều chỉnh

sẽ thuận lợi hơn nếu ta sử dụng phản hồi dòng điện roto

Ta có thể viết mô men dưới dạng sau

I I

I

M M

r

r r

Đối tượng của mạch vòng dòng điện sẽ là

1 1

1)

(

)(

pL R p U

p I

)(

22

R

L

T

L L

L

L

s

R R R

R

R

r s

f

r f s f

Việc xây dựng đặc tính tĩnh thường được tiến hành bằng phương pháp đồ thị do tính chất phi

tuyến của hệ Coi mạch phát xung răng cưa có quan hệ tuyến tính