Thiết kế hệ truyền động điện động cơ một chiều: Hệ TĐ

CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ 1.1 Giới thiệu chung Động cơ điện một chiều là loại máy điện biến điện năng dòng một chiều thành cơ năng. Ở động cơ một chiều từ trường là từ trường không đổi. Để tạo ra từ trường không đổi người ta dùng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện được cung cấp dòng điện một chiều. Động cơ điện một chiều được phân loại theo kích từ thành những loại sau: Kích từ độc lập Kích từ song song Kích từ nối tiếp Kích từ hỗn hợp Công suất lớn nhất của máy điện một chiều vào khoảng 510 MW. Hiện tượng tia lửa ở cổ góp đã hạn chế tăng công suất của máy điện một chiều. Cấp điện áp của máy một chiều thường là 120V, 240V, 400V, 500V và lớn nhất là 1000V. Không thể tăng điện áp lên nữa vì điện áp giới hạn của các phiến góp là 35V

LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng xây dựng phát triển đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hoá - đại hoá với thành tựu đạt khó khăn thách thức đặt Điều đặt cho hệ trẻ nói chung kỹ sư “Nghành tự động hố XNCN” nói riêng nhiệm vụ quan trọng Đất nước cần đội ngũ lao động có trí thức lịng nhiệt huyết để phục vụ phát triển đất nước Sự phát triển nhanh chóng cách mạng khoa học kỹ thuật nói chung lĩnh vực điện - điện tử nói riêng làm cho mặt xã hội thay đổi ngày Trong hồn cảnh đó, để đáp ứng điều kiện thực tiễn sản xuất đòi hỏi người kĩ sư điện tương lai phải trang bị kiến thức chuyên nghành cách sâu rộng Em giao cho làm đồ án môn học với nội dung đề tài “Thiết kế hệ truyền động điện động chiều: Hệ T-Đ” Sau thời gian liên tục hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn thầy cô mơn, đồn kết giúp đỡ bạn lớp Đến thiết kế em hoàn thành Qua đồ án em gửi lời cảm ơn tới thầy cô môn tận tình hướng dẫn để em hồn thành thiết kế Đồng thời em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS.ABC, người trực tiếp đề tài hướng dẫn em suốt thời gian qua Mặc dù đạo sát thầy giáo hướng dẫn nỗ lực cố gắng.Xong kiến thức hạn chế,điều kiện tiếp xúc thực tế chưa nhiều.Nên thiết kế không tránh khỏi thiếu sót định.Em mong tiếp tục bảo q thầy cơ, góp ý chân thành bạn Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực MỤC LỤC CHƯƠNG TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Cấu tạo phân loại Cấu tạo Phân loại, ưu nhược điểm động chiều .3 1.3 Nguyên lý làm việc động chiều kích từ độc lập .3 1.4 Phương trình đặc tính 1.5 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều kích từ độc lập Phương pháp thay đổi điện trở phụ Phương pháp thay đổi từ thông Phương pháp thay đổi điện áp phần ứng 1.6 Kết luận .8 CHƯƠNG MƠ HÌNH HĨA HỆ T-Đ .10 2.1 Giới thiệu chung hệ T-Đ 10 2.2 Mơ hình hóa chỉnh lưu (Cầu pha) 11 2.3 Mơ hình hóa động chiều kích từ độc lập .12 Mơ hình toán chế độ độ động chiều kích từ độc lập .13 Trường hợp động kích từ độc lập có từ thơng khơng đổi 14 CHƯƠNG TỔNG HỢP HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG T-Đ 16 3.1 Sơ đồ khối cấu trúc hai mạch vòng hệ truyền động T-Đ .16 3.2 Tổng hợp mạch vòng dòng điện 17 3.3 Tổng hợp mạch vòng tốc độ 18 3.4 Tính tốn thơng số hệ thống .19 CHƯƠNG MÔ PHỎNG 21 4.1 Giới thiệu phần mềm MATLAB 21 Giới thiệu chung .21 Giao diện 22 Một số thao tác Matlab 23 4.2 Sơ đồ mô 24 Chế độ khơng tải Mc = 0, khơng có mạch vịng điều chỉnh 24 Chế độ có tải Mc, khơng có mạch vòng điều chỉnh 25 Chế độ khơng tải Mc = 0, có mạch vịng điều chỉnh 26 Chế độ có tải Mc, có mạch vòng điều chỉnh 27 Thay đổi phụ tải Mc 28 4.3 Kết mô 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO .35 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Kích thước dọc, ngang máy điện chiều [4] Hình 1.2: Sơ đồ nối dây động kích từ độc lập Hình 1.3: Đặc tính điều chỉnh động cách thay đổi điện trở phụ Hình 1.4: Đặc tính điều chỉnh động cách thay đổi từ thơng Hình 1.5: Đặc tính điều chỉnh động cách thay đổi áp phần ứng Hình 2.1: a) Sơ đồ thay hệ T – Đ không đảo chiều 11 Hình 2.2: Sơ đồ khối mạch chỉnh lưu có điều khiển 11 Hình 2.3: Mạch điện thay động chiều 12 Hình 2.4: Sơ đồ cấu trúc động chiều 13 Hình 2.5: Sơ đồ cấu trúc mơ tả động điện chiều kích từ độc lập 14 Hình 2.6: Sơ đồ cấu trúc động chiều kích từ độc lập có từ thơng khơng đổi .15 Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc 16 Hình 3.2: Sơ đồ cấu trúc mạch vịng dịng điện .17 Hình 3.3: Sơ đồ thu gọn mạch vòng dòng điện 17 Hình 3.4: Sơ đồ thu gọn mạch vòng tốc độ 18 Hình 4.1: Giao diện Matlab 22 Hình 4.2: Sơ đồ mô chế độ không tải Mc = 0, khơng có mạch vịng điều chỉnh 24 Hình 4.3: Sơ đồ mơ chế độ có tải Mc, khơng có mạch vịng điều chỉnh 25 Hình 4.4: Sơ đồ mơ chế độ khơng tải Mc = 0, có mạch vòng điều chỉnh 26 Hình 4.5: Sơ đồ mơ chế độ có tải Mc, có mạch vịng điều chỉnh 27 Hình 4.6: Trường hợp phụ tải thay đổi .28 Hình 4.7: Đáp ứng tốc độ chế độ khơng tải Mc = 0, khơng có mạch vòng điều chỉnh 29 Hình 4.8: Đáp ứng momen chế độ không tải Mc = 0, mạch vịng điều chỉnh 29 Hình 4.9: Đáp ứng tốc độ chế độ có tải Mc, chưa có mạch vịng điều chỉnh 30 Hình 4.10: Đáp ứng momen chế độ có tải Mc, khơng có mạch vịng điều chỉnh 30 Hình 4.11: Tốc độ đặt .31 Hình 4.12: Đáp ứng tốc độ chế độ khơng tải Mc = 0, có mạch vịng điều chỉnh 31 Hình 4.13: Dịng điện phần ứng đáp ứng momen .31 Hình 4.14: Đáp ứng tốc độ chế độ có tải Mc, có mạch vịng điều chỉnh 32 Hình 4.15: Dịng điện phần ứng đáp ứng momen .32 Hình 4.16: Giá trị Tload 33 Hình 4.17: Đáp ứng tốc độ trường hợp tải Mc thay đổi 33 Hình 4.18: Đáp ứng momen dịng điện phần ứng .33 CHƯƠNG TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ 1.1 Giới thiệu chung Động điện chiều loại máy điện biến điện dòng chiều thành Ở động chiều từ trường từ trường không đổi Để tạo từ trường không đổi người ta dùng nam châm vĩnh cửu nam châm điện cung cấp dòng điện chiều Động điện chiều phân loại theo kích từ thành loại sau: - Kích từ độc lập - Kích từ song song - Kích từ nối tiếp - Kích từ hỗn hợp Cơng suất lớn máy điện chiều vào khoảng 5-10 MW Hiện tượng tia lửa cổ góp hạn chế tăng công suất máy điện chiều Cấp điện áp máy chiều thường 120V, 240V, 400V, 500V lớn 1000V Không thể tăng điện áp lên điện áp giới hạn phiến góp 35V 1.2 Cấu tạo phân loại động Cấu tạo Động điện chiều phân thành hai phần chính: Phần tĩnh phần Hình 1.1: Kích thước dọc, ngang máy điện chiều [4] Thép Cực với cuộn kích từ Cực phụ với cuộn dây Hộp ổ bi Lõi thép Cuộn dây phần ứng Thiết bị chổi Cổ góp - - Trục 10 Nắp hộp đấu dây Phần tĩnh hay stato hay cịn gọi phần kích từ động cơ, phận sinh trường gồm có:  Mạch từ dây kích từ lồng ngồi mạch từ (nếu động kích từ nam châm điện), mạch từ làm băng sắt từ (thép đúc, thép đặc) Dây quấn kích thích hay cịn gọi dây quấn kích từ làm dây điện từ, cuộn dây điện từ mắc nối tiếp với  Cực từ chính: Là phận sinh từ trường gồm có lõi sắt cực từ dây quấn kích từ lồng ngồi lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại tán chặt Trong động điện nhỏ dùng thép khối Cực từ gắn chặt vào vỏ máy nhờ bulơng Dây quấn kích từ quấn dây đồng bọc cách điện cuộn dây bọc cách điện kỹ thành khối, tẩm sơn cách điện trước đặt cực từ Các cuộn dây kích từ đặt cực từ nối tiếp với  Cực từ phụ: Cực từ phụ đặt cực từ Lõi thép cực từ phụ thường làm thép khối thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống dây quấn cực từ Cực từ phụ gắn vào vỏ máy nhờ bulông  Gông từ: Gông từ dùng làm mạch từ nối liền cực từ, đồng thời làm vỏ máy Trong động điện nhỏ vừa thường dùng thép dày uốn hàn lại, máy điện lớn thường dùng thép đúc Có động điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy  Các phận khác:  Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi vật rơi vào làm hư hỏng dây quấn an toàn cho người khỏi chạm vào điện Trong máy điện nhỏ vừa nắp máy cịn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi Trong trường hợp nắp máy thường làm gang  Cơ cấu chổi than: Để đưa dịng điện từ phần quay ngồi Cơ cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt hộp chổi than nhờ lị xo tì chặt lên cổ góp Hộp chổi than cố định giá chổi than cách điện với giá Giá chổi than quay để điều chỉnh vị trí chổi than cho chỗ, sau điều chỉnh xong dùng vít cố định lại Phần quay hay rơto: Bao gồm phận sau  Phần sinh sức điện động gồm có:  Mạch từ làm vật liệu sắt từ (lá thép kĩ thuật) xếp lại với Trên mạch từ có rãnh để lồng dây quấn phần ứng  Cuộn dây phần ứng: Gồm nhiều bối dây nối với theo qui luật định Mỗi bối dây gồm nhiều vòng dây đầu dây bối dây nối với phiến đồng gọi phiến góp, phiến góp ghép cách điện với cách điện với trục gọi cổ góp hay vành góp  Tỳ cổ góp cặp trổi than làm than graphit ghép sát vào thành cổ góp nhờ lò xo Phân loại, ưu nhược điểm động chiều - Phân loại động điện chiều Khi xem xét động điện chiều máy phát điện chiều người ta phân loại theo cách kích thích từ động Theo ta có loại động điện chiều thường sử dụng:  Động điện chiều kích từ độc lập: Phần ứng phần kích từ cung cấp từ hai nguồn riêng rẽ  Động điện chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ mắc song song với phần ứng  Động điện chiều kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ mắc nối tiếp với phần ứng  Động điện chiều kích từ hỗn hợp: Gồm có cuộn dây kích từ, cuộn mắc song song với phần ứng cuộn mắc nối tiếp với phần ứng - Ưu nhược điểm động điện chiều Do tính ưu việt hệ thống điện xoay chiều: để sản xuất, để truyền tải , máy phát động điện xoay chiều có cấu tạo đơn giản công suất lớn, dễ vận hành mà máy điện (động điện) xoay chiều ngày sử dụng rộng rãi phổ biến Tuy nhiên động điện chiều giữ vị trí định cơng nghiệp giao thơng vận tải, nói chung thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục phạm vi rộng (như máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện ) Mặc dù so với động không đồng để chế tạo động điện chiều cỡ giá thành đắt sử dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp Nhưng ưu điểm mà máy điện chiều khơng thể thiếu sản xuất đại  Ưu điểm động điện chiều dùng làm động điện hay máy phát điện điều kiện làm việc khác Song ưu điểm lớn động điện chiều điều chỉnh tốc độ khả tải Nếu thân động không đồng đáp ứng đáp ứng phí thiết bị biến đổi kèm (như biến tần ) đắt tiền động điện chiều khơng điều chỉnh rộng xác mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản đồng thời lại đạt chất lượng cao  Nhược điểm chủ yếu động điện chiều có hệ thống cổ góp chổi than nên vận hành tin cậy khơng an tồn mơi trường rung chấn, dễ cháy nổ 1.3 Nguyên lý làm việc động chiều kích từ độc lập Khi nguồn điện chiều công suất không đủ lớn mắc độc lập mạch điện phần ứng mạch kích từ vào hai nguồn chiều độc lập với nhau, lúc động gọi động kích từ độc lập Uư + - Eư Iư M Rư Ikt + Lkt Ukt Rkt - Hình 1.2: Sơ đồ nối dây động kích từ độc lập Ở ta dùng động chiều nam châm kích từ độc lập nên có từ thơng Φ không đổi nên không cần quan tâm đến vấn đề kích từ Nếu momen động điện sinh lớn momen cản, roto bắt đầu quay suất điện động E tăng lên tỉ lệ với tốc độ quay n Do xuất tăng lên E ư, dòng điện Iư giảm theo, M giảm khiến n tăng chậm Tăng dần Iư cách tăng Uư giảm điện trở mạch điện phần ứng máy đạt tốc độ định mức Trong trình tăng Iư cần ý không để lớn so với Iđm để không xảy cháy động 1.4 Phương trình đặc tính Phương trình cân điện áp mạch phần ứng chế độ xác lập: U u  E   Ru  R f  I u ( 1.1) Trong đó: Uu : Điện áp phần ứng (V) E: Ru : Suất điện động phần ứng (V) Điện trở phần ứng (Ω) Rf : Điện trở phụ phần ứng (Ω) Với Ru  ru  rcf  rcb  rtx ( 1.2) Trong đó: ru : Điện trở dây phần ứng (Ω) rcf : Điện trở cực từ phụ (Ω rcb : Điện trở cuộn bù (Ω) rtx : thức: Điện trở tiếp xúc chổi điện (Ω) Suất điện động E phần ứng động xác định theo biểu E pN .  K.. 2 a ( 1.3) Trong đó: p: Số đơi điện cực N: Số dẫn tác dụng cuộn dây phần ứng Số mạch nhánh song song cuộn dây phần ứng Tốc độ góc (rad/s) Từ thơng kích từ cực từ (Wb) a: : : Đặ K pN : Hệ số kết cấu động 2 a  Nếu biểu diễn suất điện động theo tốc độ quay n (vịng/phút) E  K .n c   2 n  n 60 9, 55 Vì vậy: E u pN K .n  K .n  .n  0,105.K..n c 2 a 9,55 ( 1.4) Trong đó: K : Hệ số suất điện động động c Từ phương trình ta có: Ru  R f U  u  I K. K. u lập ( 1.5) Đây phương trình đặc tính điện động điện chiều kích từ độc Mặt khác ta có momen điện từ động chế độ xác lập xác định theo biểu thức: Mdt  KIu Suy ra: I u Uu K tha I vào ta có: u y U Ru  R f   u M K. dt K.  ( 1.6) ( 1.7) ( 1.8) 1.5 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều kích từ độc lập Phân tích phương trình đặc tính (1.8) ta thấy để thay đổi tốc độ động cơ, dùng số biện pháp sau:   Thay đổi điện áp đặt vào mạch phần ứng động Ud Thay đổi từ thông động   Thay đổi điện trở mạch phần ứng động Ru, ví dụ cách nối tiếp với phần ứng điện trở phụ Phương pháp thay đổi điện trở phụ  Nguyên lý điều khiển Trong phương pháp người ta giữ U = Uđm, Ф = Фđm nối thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng để tăng điện trở phần ứng Độ cứng đường đặc tính cơ: ∆M (KФ)2 β = ∆ω = Rư + Rf Ta thấy điện trở lớn β nhỏ nghĩa đặc tính dốc mềm Hình 1.3: Đặc tính điều chỉnh động cách thay đổi điện trở phụ Ứng với Rf= ta có độ cứng tự nhiên 𝛽 𝑇𝑁 có giá trị lớn nên đặc tính tự nhiên có độ cứng lớn tất đường đặc tính có điện trở phụ Như vậy, ta thay đổi Rf ta họ đặc tính thấp đặc tính tự nhiên Đặc điểm phương pháp:  Điện trở mạch phần ứng tăng độ dốc đặc tính lớn, đặc tính mềm, độ ổn định tốc độ sai số tốc độ lớn  Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ vùng tốc độ định mức (chỉ cho phép thay đổi tốc độ phía giảm)  Chỉ áp dụng cho động điện có cơng suất nhỏ, tổn hao lượng điện trở phụ làm giảm hiệu suất động thực tế thường dùng động điện cần trục  Đánh giá tiêu: Phương pháp điều khiển liên tục mà phải điều khiển nhảy cấp Dải điều chỉnh phụ thuộc vào số mômen tải, tải nhỏ dải điều chỉnh D = ω max / ωmincàng nhỏ Phương pháp điều chỉnh dải D = :  Giá thành đầu tư ban đầu rẻ không kinh tế tổn hao điện trở phụ lớn, chất lượng không cao dù điều khiển đơn giản Phương pháp thay đổi từ thơng Điều chỉnh từ thơng kích thích động điện chiều điều chỉnh momen điện từ động M = K.Φ.I suất điện động quay động E = K.Φ.ω Mạch kích từ động mạch phi tuyến nên hệ điều chỉnh từ thông hệ phi tuyến: e d (1.9) i  k  k k rb  rk dt Trong đó: rk : điện trở dây quấn kíchthích rb : điện trở nguồn điện áp kích thích k : số vịng dây quấn kích thích Trong chế độ xác lập ta có quan hệ: e i  k ;   f i  k k k rb  rk (1.10) Hình 1.4: Đặc tính điều chỉnh động cách thay đổi từ thông Độ cứng:    k  (1.11) R Khi giảm từ thông để tăng tốc độ động độ cứng giảm Phương pháp thay đổi điện áp phần ứng Giả thiết từ thông Φ = Φdm = const, từ phương trình đặc tính tổng quát:  Uu K.  Ru  K.  M    0   (1.12) Khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động ta họ đặc tính song song với đặc tính tự nhiên Hình 1.5: Đặc tính điều chỉnh động cách thay đổi áp phần ứng Ta thấy rằng, thay đổi điện áp (giảm áp) momen ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch giảm tốc độ động giảm với phụ tải định độ cứng khơng đổi Do phương pháp dùng để điều chỉnh tốc độ động hạn chế dòng điện khởi động 1.6 Kết luận Qua phân tích cụ thể phương pháp điều chỉnh tốc độ ta thấy phương pháp điều chỉnh có ưu nhược điểm riêng phù hợp với yêu cầu công nghệ Trong hệ thống truyền động chỉnh lưu điều khiển - động chiều (hay hệ T-Đ), biến đổi điện mạch chỉnh lưu điều khiển có điện áp tải U d phụ thuộc vào giá trị góc điều khiển Chỉnh lưu dùng làm nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng dịng điện kích thích động cơ, tuỳ theo yêu cầu cụ thể truyền động mà dùng sơ đồ chỉnh lưu thích hợp Căn công nghệ đề tài ta thấy phương pháp thay đổi tốc độ cách điều chỉnh điện áp mạch phần ứng động có nhiều ưu điểm như:  Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng  Điều chỉnh trơn điều chỉnh vô cấp  Sai lệch tĩnh nhỏ, =const toàn dải điều chỉnh  Để thực tự động hoá  Mức độ phù hợp tải  Mc = const  Pc = var Do ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp mạch phần ứng động 10 CHƯƠNG MƠ HÌNH HĨA HỆ T-Đ 2.1 Giới thiệu chung hệ T-Đ Hệ T-Đ hệ thống chỉnh lưu điều khiển – động chiều thực điều khiển động theo nguyên lý thay đổi điện áp phần ứng Khi ta dùng chỉnh lưu có điều khiển chỉnh lưu dùng thyristor để làm nguồn chiều cung cấp cho phần ứng động điện chiều phần trước ta giới thiệu, ta có điện áp chỉnh lưu hệ là: (2.1) Ud  Ud cos Vậy ta có phương trình đặc tính điện đặc tính hệ chỉnh lưu T – Đ không đảo chiều là: cos  Ru  Rcl   Ed K dm  Kdm (2.2)  Ru  Rcl   Ed cos K  (K )2 (2.3) I M dm dm   0    (2.4) Trong đó: ω0 = Ed cos Kdm tốc độ không tải lý tưởng, lúc vùng dịng điện gián đoạn, hệ có thêm lượng sụt áp nên đường đặc tính điều chỉnh đốc hơn, tốc độ khơng tải lý tưởng thực ω0 lớn tốc độ khơng tải lý tưởng giả tưởng ω’0 hình (2.1) Vậy thay đổi góc điều khiển α = → π E d0 thay đổi từ Ed0 đến -Ed0 ta họ đặc tính song song với nằm bên phải mặt phẳng toạ độ [ω, I] [ω, M] Id blt  Ed sin    1 cot g   X  2 f L m m  BA u   (2.5) Trong đó:  XBA: Điện kháng máy biến áp  f1: Tần số lưới  LưΣ: Điện cảm tổng mạch phần ứng  m: Số pha chỉnh lưu 11 Trong vùng dòng điện gián đoạn (ω’0 < ω0):   E2m  UV 0  K m  dm (2.6) 0  E cos(   )  U    2m K m dm V   m Trong đó: E2m: Biên độ sức điện động thứ cấp máy biến áp chỉnh lưu Đường giới hạn tốc độ cực đại: Ru  gh max  Ed cos   d.I bit Kdm K (2.7) Hình 2.1: a) Sơ đồ thay hệ T – Đ không đảo chiều b) Đặc tính điều chỉnh tốc độ hệ T – Đ 2.2 Mơ hình hóa chỉnh lưu (Cầu pha) Uđk Mạch điều khiển Ud Mạch lực ĐC Hình 2.2: Sơ đồ khối mạch chỉnh lưu có điều khiển 12 Hàm truyền chỉnh lưu: WCL s  Ud U KCL 1 sT dk CL Chọn Uđk = 10V Hệ số khuếch đại chỉnh lưu: KCL 600   60  10 Udm Udk Hằng số thời gian chỉnh lưu: T  CL f m Trong đó:  f = 50Hz tần số nguồn lưới  m số xung đầu chỉnh lưu tia pha: m = Suy ra: TCL   0, 00167  s  2.50.6 Vậy hàm truyền chỉnh lưu là: W CL s  60 1 0, 00167s 2.3 Mơ hình hóa động chiều kích từ độc lập Mạch điện thay động chiều hình 2.2: Hình 2.3: Mạch điện thay động chiều 13 Hệ thống mô tả động ĐC thường phi tuyến, đại lượng đầu vào (tín hiệu điều khiển) thường điện áp phần ứng U, điện áp kích từ U k, tín hiệu thường tốc độ góc động ω, mơmen quay M, dịng điện phần ứng I vị trí rotor ϕ Mômen tải MC mômen cấu làm việc truyền trục động cơ, mômen tải MC nhiễu loạn quan trọng hệ truyền động điện tự động 14 Mơ hình tốn chế độ độ động chiều kích từ độc lập Hệ phương trình viết cho động dạng tốn tử Laplace: Mạch kích từ có hai biến dịng điện kích từ Ik từ thơng Φ phụ thuộc phi tuyến đường cong từ hoá lõi sắt: UKT(s) = RKT.IKT + NKT.p(s) Trong đó: Nk số vịng dây cuộn kích từ Với mạch phần ứng: Uu(s) = Ru.Iu(s) + Lu.p.Iu(s) + E(s) Từ phương trình phần ứng ta có: Iu (s)  1/ Ru 1 Tu p U (s)  E(s) Trong đó:  Lư điện cảm mạch phần ứng  Tu  L Hằng số thời gian mạch phần ứng u R u Phương trình cân momen: Me (s)  Mc (s)  Jp(s) Trong đó: J mơmen qn tính c phần chuyển động quy đổi trục động Từ phương trình ta thành lập sơ đồ cấu trúc động điện chiều: Hình 2.4: Sơ đồ cấu trúc động chiều Ta thấy sơ đồ phi tuyến mạch Như ta tuyến tính hóa lân cận điểm làm việc phương trình tuyến tính hóa viết sau: 15 ... điểm động điện chiều Do tính ưu việt hệ thống điện xoay chiều: để sản xuất, để truyền tải , máy phát động điện xoay chiều có cấu tạo đơn giản công suất lớn, dễ vận hành mà máy điện (động điện) ... Trường hợp động kích từ độc lập có từ thơng khơng đổi 14 CHƯƠNG TỔNG HỢP HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG T-Đ 16 3.1 Sơ đồ khối cấu trúc hai mạch vòng hệ truyền động T-Đ ... đó: K : Hệ số suất điện động động c Từ phương trình ta có: Ru  R f U  u  I K. K. u lập ( 1.5) Đây phương trình đặc tính điện động điện chiều kích từ độc Mặt khác ta có momen điện từ động chế