Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuất

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuấtLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động cơ xoay chiều ở phòng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuất

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN MẠNH NGÀ NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU Ở PHÒNG THÍ NGHIỆM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN ĐỂ ỨNG DỤNG VÀO SẢN XUẤT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA THÁI NGUN - NĂM 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN MẠNH NGÀ NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU Ở PHỊNG THÍ NGHIỆM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN ĐỂ ỨNG DỤNG VÀO SẢN XUẤT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA MÃ SỐ: 60520216 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT KHOA CHUYÊN MÔN TRƯỞNG KHOA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS VÕ QUANG LẠP PHÒNG QUẢN LÝ ĐT SAU ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN - NĂM 2014 Soá hóa Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN Tên là: Nguyễn Mạnh Ngà Sinh ngày: 16 tháng năm 1975 Học viên lớp Cao học khóa 14 - Tự động hóa - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Hiện công tác tại: Trường Cao đẳng nghề Yên Bái Tôi xin cam đoan toàn nội dung luận văn “Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động điện xoay chiều phịng thí nghiệm Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuất” thầy giáo PGS.TS Võ Quang Lạp hướng dẫn; tài liệu tham khảo luận văn Các số liệu nêu luận văn trung thực Những kết luận khoa học luận văn chưa công bố cơng trình Tơi xin cam đoan có sai tơi hồn tồn chịu trách nhiệm./ Thái Ngun, ngày tháng năm 2014 Tác giả Nguyễn Mạnh Ngà Số hóa Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực luận văn, tác giả nhận quan tâm lớn nhà trường, khoa, phịng chức năng, thầy giáo đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa sau đại học, giảng viên Trường Đại học Công nghiệp Thái Nguyên, tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Võ Quang Lạp tận tình hướng dẫn trình thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn đến thầy giáo phịng thí nghiệm giúp đỡ tạo điều kiện để tác giả hồn thành thí nghiệm điều kiện tốt Mặc dù cố gắng, song thời gian nghiên cứu có hạn, nên luận cịn thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để luận văn hồn thiện có ý nghĩa ứng dụng thực tế Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng Tác giả Nguyễn Mạnh Ngà Số hóa Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ năm 2014 iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU vii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ KHỐI HỆ TRUYỀN ĐỘNG PHỊNG THÍ NGHIỆM .2 Sơ đồ khối 2 Chức nhiệm vụ thiết bị sơ đồ 2.1 Động điện xoay chiều không đồng pha rotor lồng sóc 2.2 Giới thiệu biến tần 2.2.1 Thông số kỹ thuật: 2.2.2 Điều khiển biến tần theo phương pháp vector không gian 2.3 Giới thiệu PLC 1.3.1 Cấu tạo 10 2.3.2 Nguyên lý hoạt động 11 2.3.3 Ưu điểm, nhược điểm ứng dụng PLC 12 2.3.4 Giới thiệu tự động hóa với SIMANTIC S7 - 300 13 2.3.4.1 Các module PLC S7-300 .13 2.3.4.2 Cấu trúc nhớ CPU .14 2.3.4.3 Vòng quét chương trình 15 2.3.4.4 Cấu trúc chương trình 16 2.3.4.5 Ngơn ngữ lập trình S7 – 300 16 2.4 Các mạch vòng phản hồi 23 2.4.1 Mạch vòng phản hồi tốc độ (encoder) 23 Số hóa Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ iv 2.4.2 Mạch vịng âm dòng điện 25 CHƯƠNG II KHẢO SÁT TÍNH TỐN HỆ TRUYỀN ĐỘNG PHỊNG THÍ NGHIỆM 27 Xây dựng sơ đồ vector hệ truyền động biến tần – động không đồng ba pha 27 1.1 Phép biến đổi tọa độ Ua, Ub , Uc thành Uα, Uβ 27 1.2 Cơ sở định hướng từ thông hệ tọa độ tựa theo từ thông rotor (d,q) động không đồng .32 1.3 Xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển số biến tần – động không đồng động không đồng .32 Tổng hợp hệ thống 33 2.1 Hàm số truyền khâu 33 2.2 Tổng hợp mạch vòng dòng điện 34 2.3 Tổng hợp mạch vòng tốc độ 36 Xác định tính ổn định hệ thống 38 3.1 Xác định ổn định mạch vòng dòng điện 38 3.2 Xác định ổn định mạch vòng tốc độ 39 Tính tốn khảo sát cho hệ truyền động biến tần – động không đồng ba pha .41 4.1 Xét ổn định mạch vòng dòng điện 41 4.2 Xét ổn định mạch vòng tốc độ 44 Khảo sát chất lượng hệ thống phần mềm Matlab Sumulink 47 5.1 Khảo sát chất lượng mạch vòng dòng điện 47 5.1.1 Chuyển đổi hàm số truyền mạch vòng dòng điện sang hàm số truyền theo Z 47 5.1.2 Sử dụng phần mềm Matlab Sumulink mô hệ thống 48 5.2 Khảo sát chất lượng mạch vòng tốc độ 50 5.2.1 Từ sơ đồ khối mạch vòng tốc độ 50 5.2.2 Sử dụng phần mềm Matlab Sumulink mô hệ thống 51 Soá hóa Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ v CHƯƠNG III THÍ NGHIỆM 53 Giới thiệu thiết bị thí nghiệm .53 Nguyên lý làm việc .54 3.Thí nghiệm 54 3.1 Bài thí nghiệm (khâu P) 55 3.2 Bài thí nghiệm (khâu PI) 55 So sánh đánh giá kết thí nghiệm với tính tốn .57 Ứng dụng 57 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .58 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC I PHỤ LỤC II Soá hóa Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ĐCKĐB : Động điện không đồng Ec : Encoder P : Bộ điều chỉnh tỷ lệ PID : Bộ điều chỉnh dùng S7-300 WL(p) : Hàm truyền khâu lấy tín hiệu dòng điện Uđb : Điện áp đồng Uω : Tín hiệu điện áp chủ đạo đặt tốc độ T, T1 : Chu kỳ lấy mẫu (hay gọi thời gian lượng tử) H(p) : Khâu lưu giữ T(p) : Hệ số truyền biến tần Uc : Điện áp điều khiển điều chế độ rộng xung Kω : Hệ số khâu lấy tín hiệu tốc độ lấy từ Encoder Ki , Kp : Hệ số biến đổi điều khiển số dòng điện Ku : Hệ số khuếch đại biến tần Tu : Hệ số thời gian biến tần; WKI CT, C0T : Hàm số truyền kín mạch vịng dịng điện : Ma trận quy đổi Wi(P) : Hàm số truyền khâu điện từ động xoay chiều Số hóa Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ vii DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU Hình 1.1: Sơ đồ khối truyền động hệ thống Hình 1.2: Hình dáng Biến tần M420 Hình 1.3: Sơ đồ nghịch lưu độc lập nguồn áp pha Hình 1.4: Vector khơng gian vector biên chuẩn Hình 1.5: Cấu trúc tổng quát PLC 10 Hình 1.6 : Hoạt động khối số học 11 Hình 1.7: Vịng qt chương trình 15 Hình 1.8: Sơ đồ cấu tạo Encodor tương đối .24 Hình 1.9 : Biểu đồ xung encoder tương đối tăng dần 24 Hình 1.10: Encoder tuyệt đối bít 25 Hình 2.1: Định hướng từ thông hệ tọa độ tựa theo từ thông rotor (d,q) 27 Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển vector 28 Hình 2.3: Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển vector 29 Hình 2.4: Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển vector 29 Hình 2.5: Sơ đồ cấu trúc đơn giản hóa hệ thống truyền động điện sử dụng biến tần động không đồng 31 Hình 2.6: Sơ đồ cấu trúc hệ thống điện sử dụng biến tần …………………31 Hình 2.7: Sơ đồ cấu trúc rút gọn hệ thống điện sử dụng biến tần động không đồng 32 Hình 2.8: Sơ đồ mơ mạch vịng dịng điện theo Matlab Sumulink 32 Hình 2.9: Đáp ứng dịng điện với kp = 0,25; ki = 50; T= 0,5Tu = 0,002 49 Hình 2.10a : Đáp ứng dịng điện với kp = 0,25; ki = 42; T= 0,5Tu = 0,00165 49 Hình 2.10b: Sơ đồ mơ mạch vịng dịng điện theo Matlab Sumulink 50 Số hóa Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ viii Hình 2.11: Sơ đồ mơ mạch vịng dịng điện theo Matlab Sumulink…… 51 Hình 2.12a: Đáp ứng tốc độ với kp= 0,25; ki = 42; kω= 0,0006; T=0,5Tu=0,00165 52 Hình 2.12b: Đáp ứng tốc độ với kp= 0,25; ki = 50; kω= 0,00058; T=0,5Tu=0,002 52 Hình 3-1: Sơ đồ khối hệ truyền động……………………………………………… … ………………… 53 Hình 3.2: Các thiết bị mơ hình thực nghiệm 54 Hình 3.3 Kết thí nghiệm khâu P .55 Hình 3.4: Kết thí nghiệm khâu PI 56 Số hóa Trung tâm Học liệu –ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN MẠNH NGÀ NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU Ở PHÒNG THÍ NGHIỆM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP... truyền động máy sản xuất nên chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu khảo sát hệ truyền động biến tần động điện xoay chiều phòng thí nghiệm Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuất. .. truyền động biến tần động điện xoay chiều phịng thí nghiệm Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên để ứng dụng vào sản xuất? ?? thầy giáo PGS.TS Võ Quang Lạp hướng dẫn; tài liệu tham khảo luận