điều chỉnh tốc độ hệ truyền động nhiều động cơ với nguồn cung cấp riêng từng động cơ

Mục Lục Trang I Hệ truyền động nhiều động Yêu cầu công nghệ hệ truyền động nhiều động Hớng đề tài nghiên cứu II Trình tự tiến hành mô Tổng hợp mạch vòng dòng điện Tổng hợp mạch vòng tốc độ Tính toán mô hệ đồng tốc độ Kết nhận xét 12 III Tài liệu tham khảo 15 i Hệ truyền động nhiều động 1.1 Yêu cầu công nghệ hệ truyền động nhiều động Truyền động nhiều động thờng đợc sử dụng dây truyền sản xuất liên tục, vật liệu đồng thời chạy qua nhiều phần truyền động nhiều thiết bị công nghệ, truyền động cần phải làm việc với tốc độ thích hợp tốc độ không đổi gắn với yêu cầu chung hệ Tuỳ thuộc vào sản phẩm, kích thớc, vật liệu nh yêu cầu chất lợng đòi hỏi cấu trúc hệ truyền động điện đơn giản hay phức tạp Trong sản xuất công nghiệp, thờng gặp máy cán liên tục, máy xeo giấy, công nghiệp dệt sản xuất thuỷ tinh, v.v Đặc tính truyền động nhiều động cho dây truyền công nghệ sản xuất liên tục gồm yêu cầu bản: Tất truyền động thành phần phải giữ tỷ lệ tốc độ không đổi chế độ tĩnh động, ta gọi yêu cầu đồng hoá tốc độ Đối với dây chuyền sản xuất vật liệu thay đổi, bề dày vật liệu thay đổi dẫn đến yêu cầu thay đổi tốc độ làm việc thờng tỷ lệ thay đổi không lớn, vùng điều chỉnh tốc độ O(2:1 đến 6:1) Một số dây truyền yêu cầu chất lợng sản phẩm cao nh độ đồng ®Ịu vËt liƯu cao sai sè Ýt Nh vËy hƯ truyền động phải đảm bảo độ xác điều chỉnh cao Một số vật liệu đợc sản xuất dây truyền liên tục có yêu cầu chủng loại, tính chất đặt yêu cầu phải giữ sức căng không đổi Vì yêu cầu hệ truyền động phải điều chỉnh tốc độ lực kéo Đối với hệ đồng hoá tốc độ việc điều chỉnh phụ thuộc vào loại liên kết động thành phần a) Các động liên kết cứng qua hộp giảm tốc yêu cầu đặc tính động phải tuyệt đối cứng b) Các động liên kết mềm với qua băng vËt liƯu cã tiÕt diƯn lín, lùc c©n b»ng trun qua vật liệu cứng nh việc đồng hoá tốc độ dùng đặc tính động thành phần mềm c) Ơ vật liệu băng không truyền đợc lực kéo Nh trun ®éng chÝnh hƯ sÏ ®iỊu chØnh tèc ®é phát tín hiệu đặt tốc độ cho tất truyền động lại, truyền động có nhiệm vụ điều chỉnh gi mômen không đổi Tốc độ tất truyền động chạy theo băng lực căng cấu truyền động mạch điều chỉnh xác định d) Nếu không đo đợc mạch vòng trực tiếp lực kéo, ngời ta phải tạo mạch vòng nhân tạo dây chuyền tín hiệu tỷ lệ với chiều dài, mạch vòng hiệu chỉnh tốc độ động truyền động e) Ơ dây truyền sản xuất vật liệu mỏng dễ đứt nh giấy, vật liệu tổng hợp, v.v tất truyền động thành phần phải đợc giữ tốc độ không đổi Ơ ta dùng phơng pháp đồng bám tức điều chỉnh tất truyền động có tỷ lệ tốc độ không đổi theo chiều chuyển động vật liệu f) Đối với truyền động có cuộn cuộn nhả yêu cầu tốc độ truyền động phải thay đổi phụ thuộc vào đờng kính cuộn vật liệu, hay nói cách khác giữ tốc độ dài băng vật liệu không thay đổi 1.2 Hớng đề tài nghiên cứu Vấn đề đồng hoá tốc độ dây truyền công nghệ nêu mơc 1.1 chóng ta thÊy lµ rÊt réng, rÊt nhiỊu vấn đề phải nghiên cứu có nhiều hớng nghiên cứu giải khác em tập trung nghiên cứu mô việc đồng hoá tốc độ hệ truyền động nhiều động với nguồn cấp riêng động Phơng pháp dùng nguồn cung cấp điện áp phần ứng chung có u điểm đơn giản, nhng dây truyền công nghệ có sản phẩm thay đổi nh vật liệu hay bề dày thay đổi, nh tốc độ đầu vào đầu trục có khác biệt, cần có chỉnh định riêng phơng án dùng nguồn cấp riêng cho động thích hợp Sơ đồ nguyên lý hệ dùng nguồn cấp riêng biệt: Để ®o tÝn hiÖu sai lÖch tèc ®é, ta dïng triÕt ¸p P L, lóc ®ã bé ®o sai lƯch tèc có hàm truyền khâu tích phân Bộ điều chỉnh tốc độ dài phải P PD dùng điều chỉnh có thành phần tích phân hệ không ổn định Từ sơ đồ cấu trúc ta có hàm truyền hệ hở: II Trình tự tiến hành mô 2.1 Tổng Hợp Mạch Vòng Dòng Điện Sơ đồ cấu trúc: Trong đó: T= Lu : Hằng số thời gian điện từ mạch phần ứng Ru Sơ đồ tơng ứng: Từ sơ đồ ta có hàm truyền đối tợng : Soi(p) = U i ( p) K cl K i / Ru = U dk ( p) (1 + pTdk )(1 + Ti p )(1 + pTV )(1 + pTu ) øng víi ®iỊu kiƯn Tsi = Ti + TV +T®k Ri(p) = 2τ p(1 + 2τ p).S σ σ Oi => Ri(p) = (1 + pTsi )(1 + pTu ) 2τ σ pK cl K i / Ru (1 + 2τ σ p ) Chän τ σ = min(Tsi,Tu) = Tsi Rút gọn ta đợc hàm truyền Ri(p) = + pTu Ru Tu = (1 + ) pK cl K i Tsi / Ru K cl K i Tsi pTu Vậy Ri(p) khâu tỉ lệ tích phân (PI) 2.2 Tổng hợp điều chØnh tèc ®é CÊu tróc cđa hƯ ®iỊu chØnh tèc độ : Trong lấy hàm truyền mạch vòng dòng điện khâu quán tính bậc nhất, bỏ qua thành phần bậc cao Viết gọn sơ đồ ta cã: Trong ®ã So ω = Ru K ω K i ( Kφ )Tc p (1 + pTsω ) Víi TS ω = 2Tsi + T ω rÊt nhỏ Theo tiêu chuẩn Modul tối u ta có hàm trun hƯ kÝn nh sau: FMoω = + 2τ p + 2τ p σ Mặt khác ta có R ( p).So FMo(p) = + Rω ( p).Soω FMoω => Rω(p) = Soω (1 − F ) Moω => R(p) = 2τ p(1 + 2τ p).S σ σ Oω K i ( Kφ )Tc p (1 + pTsω ) => Rω(p) = 2τ pR K (1 + 2τ p) σ u ω σ Chän τ σ = Tsω Rót gän ta đợc hàm truyền K i ( K )Tc R(p) = 2T R K s u Vậy R(p) khâu tỉ lệ tích phân (P) Sau tổng hợp điều chỉnh, ta có sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển tốc độ động điện chiều nh hình vẽ 2.3 Tính toán mô hệ đồng tốc độ Các thông số cho trớc: Pđm : công suất địng mức động 1.5 kw Uđm : Điện áp định mức phần ứng 220 V nđm : Tốc độ quay định mức 1500 V/ph dm : Hiệu suất danh định động 90% L : Điện cảm phần ứng 0,2 Ti : Hằng số thời gian máy biến dòng 0,002 S TV : H»ng sè têi gian bé chØnh lu H 0,0025 S Tđk : Hằng số thời gian mạch điều khiĨn bé chØnh lu 0,0001S T ω : H¾ng sè thời gian máy phát tốc 0,001S Ta có: = Mđm = 2πn n 1500 = => ω dm = = 157 rad/s 60 9,55 9,55 Pdm 1500 = =9,55 Nm ω dm 157 I®m = Pdm 1500 = = 6,82 A U dm 220 Kφ = M dm 9,55 = = 1,4 I dm 6,82 Tính R gần theo c«ng thøc R = 0,5(1-η dm ) T= U dm 220 = 0,5(1 − 0,9) = 1,6 Ω I dm 6,82 Lu 0,2 = = 0,125S Ru 1,6 MỈt khác ta có: Uđ = Uđk.Kcl Chọn Uđk = 10V => Kcl = U dm 220 = = 22 U dk 10 Hàm truyền điều chỉnh: Ri(p) = Ru Tu (1 + ) K cl K i Tsi pTu Cã Tsi = Ti + Tv+T®k = 0,002 + 0,0025 + 0,0001 = 0,0046 S Chän Ui® = 7V => Ki = U id = = 1,02 I dm 6,82 => Ri = 1,6.0.125 1 (1 + ) = 0,968(1 + ) 2.22.1,02.0,0045 0,125 p 0,22 p Tc = JRu 2,45.1,6 = =2S ( Kφ ) 1,42 Ru 1,6 = =0,5714 ( Kφ ).TC 1,4.2 U ωd = ω.K ω Chän U ωd = 10 V 10 =>K ω = 10 = 0,064 157 Víi TS ω = 2Tsi + T ω = 2.0,0046 +0,001 = 0,01 S R ω (p) = 1,02.1,4.2 = 3045 1,6.0,0637.2.0,0046 Mô hình mô Mô hình động 11 Mô hình động 2.4 Kết nhận xét *Kết quả: Kết mô động đặt tải xung chữ nhật, động cơ2 đặt tải ngẫu nhiên * Khi động đặt tốc độ: - Tốc độ: 12 - Dòng điện: * Khi tốc độ động = 0,75 lần tốc độ động - Tốc độ: 13 - Dòng điện: * Nhận xét: 14 Từ kết mô ta thấy mô ta tổng hợp điều khiển theo môdun tối u tổng hợp hệ đồng tốc theo nguyên tắc điều chỉnh tốc độ hệ truyền động nhiều động với nguồn cung cấp riêng động đà đáp ứng đợc yêu cầu hệ truyền động nhiều động cơ: Cần đồng tốc độ điều chỉnh tốc độ sau nhanh chậm động trớc đại lợng cần thiết, khắc phục đợc nhợc điểm hệ dùng phơng pháp bù điện áp phần ứng Tài liệu tham khảo Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dơng Văn Nghi điều chỉnh tự động truyền động điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Năm 2004 15 ...i Hệ truyền động nhiều động 1.1 Yêu cầu công nghệ hệ truyền động nhiều động Truyền động nhiều động thờng đợc sử dụng dây truyền sản xuất liên tục, vật liệu đồng thời chạy qua nhiều phần truyền. .. động với nguồn cung cấp riêng động đà đáp ứng đợc yêu cầu hệ truyền động nhiều động cơ: Cần đồng tốc độ điều chỉnh tốc độ sau nhanh chậm động trớc đại lợng cần thiết, khắc phục đợc nhợc điểm hệ. .. hình động 11 Mô hình động 2.4 Kết nhận xét *Kết quả: Kết mô động đặt tải xung chữ nhật, động cơ2 đặt tải ngẫu nhiên * Khi động đặt tốc độ: - Tốc độ: 12 - Dòng điện: * Khi tốc độ động = 0,75 lần tốc