Báo cáo pbl2 thiết kế hệ thống truyền động điều khiển băng tải sử dụng động cơ 1 chiều kích từ độc lập

KHOA ĐIỆN BÁO CÁO PBL2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BĂNG TẢI SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP NHĨM 2: Lưu Quang Thái (nhóm trưởng) Nguyễn Thế Vinh Trương Văn Nhật Nguyễn Lương Khánh Phan Ngọc Nam ❖ Chương I:Tổng quan hệ thống, tính tốn u cầu tải tính chọn động ❖ Chương II: Tính chọn mạch điện tử cơng suất ❖ Chương III: Tính chọn phần đo lường ❖ Chương IV: Mơ hình tốn học hệ ❖ Chương V: Mô đánh giá kết TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG, TÍNH TỐN U CẦU CỦA TẢI VÀ TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ KHOA ĐIỆN 1.1 Giới thiệu, mơ tả dự án Các thơng số thành phần: • Vận tốc ổn định tải : u=5m/s • Bán kính trục tải: r=0,25m • Khối lượng vật nặng: M=4kg • 𝐽𝑀 : Momen qn tính động Đồ thị tốc độ tải • 𝜔𝑚 : Tốc độ quay động • 𝑓𝐿 : 𝑇á𝑐 độ𝑛𝑔 𝑐ủ𝑎 𝑛ℎ𝑖ễ𝑢, 𝑚ơ𝑖 𝑡𝑟ườ𝑛𝑔, 𝑚𝑎 𝑠á𝑡 … • 𝑇𝑒𝑚 : 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛 đ𝑖ệ𝑛 𝑡ử 𝑐ủ𝑎 độ𝑛𝑔 𝑐ơ KHOA ĐIỆN 1.2 Đồ thị momen t(s) 𝑇𝑒𝑚 (N.m) 0→1 1→3 → 3.5 -10 3.5 → -10 4→6 6→7 Đồ thị momen tải KHOA ĐIỆN 1.2 Đồ thị công suất t(s) 3.5 Đồ thị công suất động 𝑃1 100 𝑃2 200 𝑃3 150 𝑃4 -200 𝑃5 𝑃6 𝑃7 200 𝑃8 𝑃9 𝑃10 -100 𝑃11 𝑃12 250 Công suất động (W) P (W) 100 50 -50 -100 -150 -200 -250 Thời gian (s) Đồ thị công suất tải KHOA ĐIỆN 1.3 Kiểm nghiệm động mô Matlab Simulink: - Sau khởi động động khoảng 0.3s động hoạt động ổn định hai trường hợp 220 VDC 110 VDC Khi dòng phần ứng thay đổi dịng điện kích từ khơng thay đổi với lý thuyết động kích từ độc lập Ta thấy giảm điện áp phần ứng (220V => 110V) thơng số tốc độ quay, dịng điện phần ứng mô men điện từ động giảm theo KHOA ĐIỆN 1.4 Lựa chọn động Yêu cầu tải Momen định mức Tđm N.m 6.02 Momen cực đại Tmax N.m 10 Công suất định mức Pđm W 108.3 Công suất cực đại Pmax W 200 Vg/phút 190 W 120 Vg/phút 3300 Tốc độ mong muốn Động S9D120-24 Công suất 𝑣 Prated Tốc độ 𝑣 Điện áp Va V 24 Dòng điện định mức Idm A 7.1 Hiệu suất 𝜂 0.9 Momen định mức Te Số cực p Dòng khởi động Is A Momen định mức Tmax Nm 12.2 Momen quán tính JM kgm2 6.2x10^(-6) Dòng điện phần ứng Iưđm A Iưđm = = 0,9 24 = 5,56 Kiểm nghiệm Momen Nm 0.392 120 Kiểm nghiệm Cơng suất TÍNH CHỌN MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT KHOA ĐIỆN 2.1 Bộ biến đổi cơng suất 11 KHOA ĐIỆN 2.2 Tính chọn van cơng suất 2.2.1 Tính chọn thơng số mạch chỉnh lưu 2.2.2 Mạch lọc • Chọn cảm kháng L=500mH Ksb +1 • Ta có LC=(𝑝.2.𝜋.𝑓) , chỉnh lưu tia pha nên p=3, f=50(Hz) • chọn k sb = 11 =>> C=27 (uF) Chọn Thyristor T22-10-07 có thơng số + U𝑅𝑅𝑀 = 700V +I𝐺 =50mA +Dòng cực đại qua van 10A 12 KHOA ĐIỆN 2.3 Chọn phương pháp nguyên tắc điều khiển: 2.3.1 Phương pháp điều khiển: Chọn phương pháp điều khiển chung: - Có tốc độ tác động nhanh - Xuất dòng điện cân → phải tăng kích thướng biến đơi (do có cuộn kháng cân bằng), tăng cơng suất tính tốn máy biến áp để bù tổn thất dòng cân 2.3.2 Nguyên tắc điều khiển: Chọn nguyên tắc điều khiển arccos 13 KHOA ĐIỆN 2.4 Mô biến đổi công suất: 14 TÍNH CHỌN PHẦN ĐO LƯỜNG KHOA ĐIỆN Tính chọn Encoder cảm biến dịng điện: 3.1 Tính chọn Encoder : - Điện áp sử dụng: 5~24VDC Dòng tiêu thụ: max 80mA Số xung: 1000 xung / vòng (1000 p/r) Số kênh xung: kênh xung riêng biệt A, B, Z Tần số đáp ứng tối đa: 100Khz 3.2 Tính chọn cảm biến dịng: Nguồn cấp: 5-28VDC - Tốc độ chuyển đổi 100-2500 ms - Tín hiệu đầu : 4-20mA - Tín hiệu đầu vào: nhiều dải đo từ 5-40A 16 MƠ HÌNH TỐN HỌC CỦA HỆ KHOA ĐIỆN Mơ hình tốn học hệ 18 MƠ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KHOA ĐIỆN Sơ đồ mơ Matlab Simulink tồn mạch 20 KHOA ĐIỆN Sơ đồ mô điều khiển 21 KHOA ĐIỆN Kết mô 22 Cảm ơn Thầy Cô bạn lắng nghe! ... → -10 4→6 6→7 Đồ thị momen tải KHOA ĐIỆN 1. 2 Đồ thị công suất t(s) 3.5 Đồ thị công suất động ? ?1 100