báo cáo thực hành điều chỉnh tự động truyền động điện

BàI thí nghiệm 1 và 2 Tổng hợp mạch vòng dòng đIện và mạch vòng tốc độ +Các thông số lựa chọn của động cơ chính kích từ độc lập mô phỏng là : P đm = 50 kW là công suất định mức của động cơ U đm = 440 V là đIện áp định mức của động cơ n đm = 1500 v/ph là tốc độ định mức của động cơ à = 90 % là hiệu suất định mức của động cơ u L = 0.01H 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 : T i = 0.002 s là hằng số thời gian của khâu phản hồi dòng T v = 0.0025 s là hằng số thời gian của các van bán dẫn T đk = 0.0001 s là hằng số thời gian của mạch đIều khiển T = 0.001 s là hằng số thời gian của máy phát tốc 1.4.các phơng trình của động cơ đIện một chiều : +Phơng trình phần ứng : u R = u E +( u R + f R ) u I +Phơng trình đặc tính cơ đIện : u fu u I K RR K U + = +Phơng trình đặc tính cơ : M K RR K U fu u 2 )( + = 1.TổNG HợP MạCH VòNG DòNG ĐIệN : Ta có : -Hàm truyền của khâu chỉnh lu là : )1)(1( pTpT K vdk cl ++ -Hàm truyền của khâu phản hồi dòng là : )1( pT K i i + -Hàm truyền của khâu phản hồi tốc độ là : )1( pT K + -Hàm truyền của động cơ kích từ độc lập là : )1( /1 pT R u u + -Ta có hàm truyền của đối tợng điều khiển của bộ điều chỉnh dòng là: )1)(1)(1( / )( )( pTpTpT RKK pU pU S udki uicl dk i oi +++ == -Trong đó : si T = i T + v T + dk T << u T bỏ qua các hệ số bậc cao ta có : )1)(1( / pTpT RKK S usi uicl oi ++ = -áp dụng tiêu chuẩn mô đun tối u ta có hàm truyền của hệ thông kín : 22 221 1 pp F oMi ++ = -Nh vậy ta sẽ có : oii oii oMi SpR SpR pF )(1 )( )( + = -nh vậy ta có : F + F *R*S =R*S R =F/S*(1-F) R=1/S*(F -1 -1) -Thay biểu thức của hàm mô đul tối u vào và tính toán ta có : )22(/ )1)(1( 22 ppRKK pTpT R uicl usi + ++ = -Sau quá trình tính toán và chọn = si T ta có : - Hàm truyền của khâu đIều chỉnh dòng là : ) 1 1( 2/2 1 )( usiicl uu usicli u i pTTKK TR RTKpK pT pR += + = -Là khâu tỉ lệ tích phân. 2.2.tổng hợp mạch vòng tốc độ: -Ta có hàm truyền của bộ điều chỉnh tốc độ sau khi đã tổng hợp mạch vòng điều chỉnh dòng là : )1()( pTTkK RK S sci u o + = s T =2 si T + T s T rất nhỏ. -Dùng tiêu chuẩn tối u đối xứng để tồng hợp mạch vòng tốc độ , -Ta có hàm truyền tối u đối xứng : 3322 8841 41 ppp p F DX +++ + = -theo tính toán ở trên ta có : R=1/S*(F -1 -1) -sau khi tính toán và chọn = s T ta tìm đợc bộ đIều chỉnh tốc độ là khâu tỉ lệ tích phân : pT TKK KR pT pR s ci u s 2 8 )( 41 )( + = 2.3.Tính toán các thông số : dm =1500 / 9.55 = 157 rad/s e K =K/9.55 = 0.105K -Tinh mô men định mức : dm P = dm M * dm dm M = dm dm P = 157 50000 =118.47 Nm dm I = dm dm U P = 440 50000 = 113.64 A K = dm dm I M = 64.113 47.118 = 1.04 e K = 0.105* K =0.105*1.04 =0.1092 - u R đợc tính theo công thức : u R = dm dm dm I U )1(5.0 à = 64.113 440 )9.01(5.0 = 0.2 2.0 01.0 = u T =0.05 s +Từ sơ đồ cấu trúc của hệ thống ta có : dkcld UKU *= +chọn dk U =10 V ta có : cl K =440 / 10 = 44 có =++= dkvisi TTTT 2 + 2.5 + 0.1 = 4.6*10 -3 s +chọn : VU id 6= 052.0 64.113 6 === dm id i I U K VU d 10= 064.0 157 10 === dm id U K +Nh vậy ta sẽ tìm ra thông số cho bộ đIều chỉnh dòng RI là : ) 05.0* 1 1( 10*6.4*052.0*44*2 05.0*2.0 ) 1 1( 2 )( 3 ppTTKK TR pR usiicl uu i +=+= -Sau khi tính toán ta đợc các thông só cài đặt cho bộ PI: 48.0=alproportion , 104.0int =egal s K jR T u c 185.0 )04.1( 2.0*1 )( 22 === φ +T×m c¸c tham sè cho bé ®iÒu chØnh tèc ®é : - ta cã : ω s T =2 si T + ω T - víi ω T =0.001 s , si T =0.0046 s  sT s 01.0= ω -Víi c¸c th«ng sè : sT s 01.0= ω , u R =0.2 Ω , 064.0= ω K , 052.0= i K , φ K =1.04 , sT c 185.0= p p pT TKK KR pT pR s ci u s *)01.0(*8* 185.0*04.1*052.0 064.0*2.0 *01.0*41 8 )( 41 )( 2 2 + = + = ω ω ω ω φ p pR *00102.0 1 40)( += ω +Nh vËy c¸c th«ng sè cña bé ®iÒu chØnh tèc ®é lµ : 40=alproportion , 00102.0int =egal -Sơ đồ cấu trúc : -Trong sơ đồ có thêm khâu hạn chế dòng và khâu lọc -khâu hạn chế dòng đăt : I max = 10 I min =-10 -khâu lọc chọn là khâu quán tính bậc nhất : p*01.01 1 + +Các đặc tính thu đợc sau mô phỏng là: §Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng : -Tèc ®é ®Æt vµ f¶n håi tèc ®é : -Sai lÖch tèc ®é : -Mô men và tốc độ của động cơ : nhận xét và đánh giá kết quả mô phỏng : +Từ kết quả mô phỏng với tín hiệu STEP ta thấy rằng tốc độ của động cơ bám theo tín hiệu đặt +Sai lệch tốc độ là không đáng kể nh vậy bộ đIều chỉnh tốc độ là thoả mãn đợc yêu cầu bám . +nhìn vào dòng của động cơ ta thấy động cơ chỉnh bị quá tảI trong thời gian rất ngắn BàI thí nghiệm 3 Tổng hợp mạch vòng vị trí +Sơ đồ cấu trúc của mạch vòng vị trí: +Trong đó ta chọn các thông số nh sau : K =0.5 là hằng số máy điện K w =1 là hàm truyền của khâu phản hồi tốc độ K =0.03 là hàm truyền của khâu phản hồi vị trí K i =0.05 là hàm truyền của khâu phản hồi dòng T w =0.002s là hằng số thời gian của khâu phản hồi tốcđộ T =0.02s là hằng số thời gian của khâu phản hồi vị trí T i =0.001s là hắng số thời gian của khâu phản hồi dong R=1 là đIện trở phần ứng của động cơ +với sơ đồ cấu trúc nh trên ta sẽ lần lợt tổng hợp mạch vòng tốc độ và mạch vòng vị trí : 1.tổng hợp mạch vòng tốc độ : +Ta có : S= pTcKKipT Ru si ***)*21( + +tổng hợp Rw theo tiêu chuẩn MÔ ĐUN TốI TốI ƯU : - Hàm chuẩn mô đul tối u : - F wM = 22 221 1 pp ++ [...]... thành phần bậc cao và quá nhỏ nh Tsi2 thì ta có : ( Kw + 4Tsi * p ) * i (1 + 4Tsi * p ) * 4Tsi 4T (1 + si * p ) * i Kw R ( p) = 4T (1 + 4Tsi * p ) * si Kw R ( p) = hay do Kw=1 nên ta có : R ( p) = Kw * i 4Tsi +Nh vậy khi tổng hợp bộ điều chỉnh vị trí theo tiêu chuẩn mô đul tối u ta đợc bộ đIều chỉnh loại P thay các thông số vào tính toán ta có : R ( p) = 125 ta có sơ đồ cấu trúc của mạch vòng đIều chỉnh. .. vào thời điẻm đầu sau đó thì sai lệch về 0 +Có những sai số trên là do ta tổng hợp đợc bộ điều chỉnh là khâu tỉ lệ nh vậy nếu muốn vị trí thực bám theo tín hiệu đặt thì ta phảI tồng hợp lại bộ đIều chình và lựa chọn các thông số sao cho bộ điều chỉnh vị trí là khâu vi phân tỉ lệ thì sé thoả mãn đợc yêu cầu tác động nhanh ... Tc * p (1 + 2Tsi * p) Ki * K * Tc * p Rw( p ) = Ru (2p + 2 2 p 2 ) -Chọn = 2Tsi ta có : Ki * K * Tc Rw( p ) = 4 RuTsi thay các thông số vào và tính toán ta có : Rw( p ) = 3.125 -Nh vậy tổng hợp bộ đIều chỉnh tốc độ theo tiêu chuẩn mô đun tối u ta có đợc bộ P K *S Kw 1 + Tw * p K * S * (1 + Tw * p ) hay S= 1 + Tw * p + K * S * Kw 1 + 2Tsi * p thay các giá trị vào :S= ( Kw + 4T * p) si 1 + 2Tsi * p . pT K + -Hàm truyền của động cơ kích từ độc lập là : )1( /1 pT R u u + -Ta có hàm truyền của đối tợng điều khiển của bộ điều chỉnh dòng là: )1)(1)(1( / )( )( pTpTpT RKK pU pU S udki uicl dk i oi +++ == . 440 V là đIện áp định mức của động cơ n đm = 1500 v/ph là tốc độ định mức của động cơ à = 90 % là hiệu suất định mức của động cơ u L = 0.01H là đIện cảm