Chuyên đề đo tốc độ và điều khiển động cơ điện

Chuyên đề đo tốc độ và điều khiển động cơ điện tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về t...

Lời nói đầu Trong năm gần việc sản xuất hàng hoá phục vụ nhu cầu đời sống sinh hoạt cơng nghiệp có bước tiến lớn Đó dấu Ên phát triển ngành khoa học kỹ thuật nói chung ngành điện, điện tử có phát triển cách đáng kể Việc đời mạch tổ hợp có lớn, cực lớn với khả lập trình kỹ thuật điện tử Những dây chuyển sản xuất tự động làm việc nhịp nhàng xác phải kể đến linh động, hợp lý xác chuyển động mà chủ yếu kỹ thuật đo lường điều khiển đem lại kết đầy tính ưu việt Các thiết bị, hệ thống đo lường điều khiển ghép nối với máy tính có độ xác cao, thời gian thu thập xử lý với tốc độ cao xử lý kết đo để tìm phương án có điều khiển tối ưu Chun đề đo tốc độ điều khiển động điện khâu bắt đầu công nghệ sản xuất khâu đo lường có điều khiển trực tiếp đến đại lượng cần đo nhằm trì hay tác động đến đơí tượng đo để đáp ứng u cầu cơng nghệ đặt trước Để có hiểu biết hệ thống đo lường điều khiển hệ thống nói chung đo lường điều khiển động điện nói riêng em xin chân thành cám ơn đến thầy giáo Nguyễn Vũ Sơn, người trực tiếp hướng dẫn tập thể thầy cô giáo khoa Điện tử - Viễn thông người đồng nghiệp công ty mà em đến tìm hiểu Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2002 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐO TỐC ĐỘ VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Trong hệ truyền động điện tự động điều chỉnh nói chung hệ truyền động điện kết hợp đo tốc độ điều chỉnh động điện nói riêng bao giê có cấu trúc chung trình bày hình 1-1 TÝn hiƯu chn XLTH B§ M §K §L Hình 1-1 Cấu trúc chung hệ điều chỉnh tự động đo lường điều khiển động điện HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GỒM: - M động điện - BĐ : Bé biến đổi lượng hay gọi phần lực - ĐK : hệ thống điều khiển - Bé tín hiệu chuẩn cấp tín hiệu chuẩn - XLTH hệ xử lý tín hiệu HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ - ĐL : Hệ thống đo lường tốc độ CHƯƠNG II HỆ THỐNG ĐO TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG Tốc độ quay động điện đại lượng vật lý không mang đặc trưng đại lượng điện để đo tốc độ động người ta phải đặt phương pháp cách thức đo Để từ thiết kế chế tạo thiết bị đo cho phù hợp Trong khứ việc ứng dụng học quang học giúp Ých cho kỹ thuật đo lường Hiện tương lai với tốc độ phát triển ngày hoàn thiện ngành điện, kể lý thuyết cơng nghệ cao kỹ thuật vi điện tử điện tử bước thay chiếm vị trí chủ chốt cho thiết bị hệ thống đo lường điều khiển Các đại lượng không điện cảm biến đo lường chuyển đổi sang tín hiệu điện Các tín hiệu mạch điện tử chế biến cho phù hợp với mạch đo Những ưu điểm mạch điện tử: - Độ nhạy thích hơp - Tiêu thụ lượng Ýt - Tốc độ xử lý nhanh - Dễ tương thích truyền xa - Độ tin cậy cao - Dễ thích nghi với đại lượng đo CHỨC NĂNG CỦA ĐO LƯỜNG TỐC ĐỘ - Tốc độ làm việc máy sản xuất tốc độ quay động điện truyền cho tốc độ truyền động đại lượng điều chỉnh Thiết bị đo tốc độ có vai trị quan trọng định đến chất lượng động tĩnh hệ truyền động Hiện nay, đo tốc độ động điện người ta thường dùng loại cảm biến để biến đổi tốc độ quay động thành tín hiệu điện dùa theo định luật cảm ứng điện từ cảm biến loại xung số để đo tốc độ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO TỐC ĐỘ Theo cách thức đo, trình đo ta phân phương pháp 3-1 Phương pháp đo trực tiếp: a) Định nghĩa phép đo trực tiếp: Đây cách đo mà kết nhận trực tiếp từ phép đo Cách đo cho ta kết giá trị đại lượng cần đo Dụng cụ đo phép đo mang tính chun dùng, thiết kế phù hợp với đại lượng cần đo b) Sơ đồ khối tổng quát phép đo trực tiếp: §L§ CĐ Chỉ Thị Hỡnh 3-1: S tng quỏt dụng cụ đo trực tiếp c) Đo tốc độ quay trục quay tốc độ kế cầm tay: a Cấu tạo bên tốc độ kế: Hình 3-2: Hình dáng bên ngồi tốc độ kế cầm tay b Nguyên lý cấu tạo tốc độ k: Hình 2.3: Cấu tạo cđa tèc ®é kÕ kiĨu trùc tiÕp Sơ đồ ngun lý cấu tạo thiết bị đo tốc độ vòng quay loại đơn giản (1) nam châm vĩnh cửu quay trơn tự nối với trục động cần kiểm tra qua trục dẫn mềm mốt đầu tỳ kiểu tu (2) đĩa nhôm (3) kim thị (4) lò xo cản (5) trục gá hệ ổ đỡ quay trơn Các phần tử (2),(3),(4), (5) gắn chặt với c Nguyên lý làm việc thiết bị: Khi nam châm vĩnh cửu (1) quay làm cho từ trường mà tạo cịng quay theo qt lên đĩa nhơm (2),như đĩa nhơm (2) có từ trường biến đổi Tốc độ quay từ trường tốc độ nam châm (1) quay tốc độ quay đại lượng cần kiểm tra Trên đĩa nhơm (2) xuất dịng cảm ứng, dịng điện tác dụng với từ trường nam châm (1) tạo mômen điện từ Mômen làm cho đĩa nhôm (2) quay theo chiều quay nam châm (1) Độ lớn mơmen hồn tồn tỷ lệ với tốc độ quay nam châm (1) Khi đĩa nhôm quay làm trục (5) quay theo Khi trục (5) quay làm kim thị quay theo, khắc độ báo chia cho phù hợp với giá trị tốc độ động Khi trục (5) quay đồng thời làm cho lị xo (4) cịng quay theo nên tạo mômen cản Độ lớn mômen cản tỷ lệ với góc xoay trục (5) Cịn chiều mơmen cản có chiều ngược với chiều mơmen điện từ đĩa nhôm (2) tạo Vậy đĩa nhơm dừng lại vị trí mà Mđtừ = Mcản Nhận xét: - Ưu điểm: + Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ chủ yếu khí + Khơng tiêu hao lượng + Kết cấu chắn, độ tin cậy cao - Nhược điểm: + Cấp xác thấp + Khơng lấy tín hiệu để khống chế điều khiển Phạm vi ứng dụng - Vì thiết bị khơng tiêu hao lượng nên tiện lợi dùng để kiểm tra tốc độ thiết bị ôtô, xe máy để báo tốc độ xe chạy báo tốc độ quay máy - Mặt khác người ta chế tạo cách hợp lý kết cấu để làm tốc độ kế kiểm tra tốc độ quay thiết bị đơn lẻ 3-2.Phương pháp đo gián tiếp Để khắc phục hạn chế phương pháp đo trực tiếp giới thiệu phần Trong kỹ thuật lĩnh vực đo lường điều khiển tốc độ cho động điện hệ thống điều chỉnh truyền động điện độ xác thiết bị đo lường có ảnh hưởng lớn đến chất lượng điều chỉnh, nhiệm vụ phải phản ánh xác trạng thái làm việc hệ để từ đến điêù khiển hệ Do yêu cầu thiết bị đo lường phải đảm bảo độ xác cao chế độ động chế độ tĩnh, ngồi phải đảm bảo khơng bị nhiễu loạn bên tác động a) Định nghĩa phương pháp đo tốc độ gián tiếp Đại lượng cần đo qua cảm biến chuyển đổi đại lượng cần đo sang đại lượng điện chế biến xử lý tín hiệu chỉnh sửa để tạo quan hệ: Giá trị cần đo =K × tín hiệu điện Tín hiệu điện sau chuyển đến cấu thị dạng kết giá trị đại lượng cần đo Đây cấu trúc hệ thống đo lường b)Sơ đồ khối tng quỏt Đại lợng đo Cảm biến Xử lý tín hiƯu ChØ thÞ Hình 2-4: Sơ đồ khối chung cho hệ thống đo lường điện tử Ba phận hệ thống đo lường nói thiết lập riêng phận, phận có chức có yêu cầu kỹ thuật riêng, song liên kết với để tạo nên hệ thống đo phương pháp nối ghép cáp điện, sợi quang tuỳ theo đặc thù tín hiệu 4-PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG CỦA TỪNG KHỐI TRONG HỆ THỐNG 4-1.Cảm biến đo tốc độ Việc đo tốc độ quay động điện việc xác định giá trị tốc độ thời điểm cần khảo sát cịn mang mét ý nghĩa đại lượng điều chỉnh hệ thống điều chỉnh tự động truyền động điện Vì thiết bị đo tốc độ có vai trị quan trọng định đến chất lượng động tĩnh truyền động Trong kỹ nghệ cảm biến dùng để đo tốc độ quay dùa định luật Faraday e = - d/ dt để tạo cảm biến theo nguyên lý máy phát gọi máy phát đo tốc độ có loại chiều xoay chiều, ngồi cịn có cảm biến đo tốc độ xung số 4-1-1.Cảm biến đo tốc độ quay loại điện từ a) Tốc độ kế điện từ loại DC Stato Chæi than Roto Cổ góp N S Hình 1.1: Cấu tạo tốc độ kế điện từ loại DC Yờu cu i vi mỏy phát tốc chiều là: điện áp chiều có chứa Ýt thành phần điện áp xoay chiều tần số cao phải đảm bảo tỷ lệ với tốc độ quay động Không trễ nhiều giá trị dấu so với biến đổi đại lượng đo Ngoài phải đáp ứng yêu cầu điện áp phát không phụ thuộc vào tải biến đổi nhiệt độ Để đáp ứng yêu cầu mặt cấu tạo phải để máy phát chiều phải có từ thơng khơng đổi toàn vùng điều chỉnh tốc độ ( từ giới hạn  max ) phải hạn chế tổn thất mạch từ việc sử dụng vật liệu từ có từ trễ hẹp sử dụng thép kỹ thuật điện mỏng để hạn chế dòng điện xoáy cấu tạo chia làm phần + Phần cảm ( phần đứng yêu) gọi Stato cấu tạo vật liệu sắt từ nói mang 2p cực hình thành quấn dây nam châm vĩnh cửu + Phần quay ( phần ứng ) hay gọi Rôto cấu tạo từ thép kỹ thuật điện ghép lại Phần ứng tạo rãnh song song với song song với trục Rơto Trong rãnh có đặt dẫn số dẫn n = 2K, đầu dây nối với phiến góp tương ứng Tập hợp phiến góp gọi cổ góp có bố trí cặp chổi than với lực tỳ thích hợp để lấy điện Sức điện động thu có dạng E = ( W/ 2).n.o = N.n o E= n.φ0 = N.n.φ0 Một cách tổng quát E= nφ0 Trong đó: P: số đổi cực phần cảm ω: vận tốc góc a: số mạch nhánh song song n: số dẫn b) Cảm ứng điện từ loại AC Loại khơng có cổ góp, khơng có chổi than Điều tạo có độ bền cao hơn, khơng bị giảm điện áp chổi than gây ra, không phát sinh tia lửa cổ góp nên Ýt ảnh hưởng nhiễu Nhưng ngược lại loại đo phức tạp hơn, xác định độ lớn tín hiệu thường phải chỉnh lưu tín hiệu thu đượcđồng thời khơng có khả xác định chiều quay nên sử dụng vào hệ thống điều khiển phải cần thêm mạch xác định chiều quay Đối với máy phát 1pha dùng 2cuộn dây đặt lệch góc 90 o cịn máy 3pha dùng mạch xác định thứ tự pha để xác định chiều quay Cảm biến điện từ loại Ae thực chất máy phát điện xoay chiều loại nhỏ phần quay nối với trục động mà ta cần kiểm tra tốc độ Phần quay nam châm vĩnh cửu có nhiều cặp cực Phần cảm quấn dây pha, ba pha nhiều sức điện động thu phần cảm có dạng E = E0sin  t với E =K1.ω ;  = K2.ω K1,K2 phụ thuộc vào cấu tạo máy 4-1-2.Cảm biến đo tốc độ loại xung sè Chi tiết thử nghiệm thường đĩa gắn lên trục quay mà cần xác định tốc độ Đĩa thường cấu tạo có dạng tuần hoàn, đĩa thường chia làm P phần nhau, phần đánh dấu mang đặc tính lỗ, răng, v v Một cảm biến phân tích đặt đối diện với chi tiết thử nghiệm, phân tích (đếm) số phần tử đánh dấu qua, đồng thời tạo mặt tín hiệu xung tương ứng Tần số f tín hiệu xung tạo cảm biến có giá trị : f = p.N Trong đó: N số vịng quay chi tiết thử nghiệm đơn vị thời gian p số phần tử đánh dấu đĩa Việc chọn cảm biến gấn liền với loại vật liệu làm đĩa quay phần tử đánh dấu đĩa Người ta sử dụng tuỳ theo trường hợp, Nam ch©m cảm biến giới hạn hai đầu cảm biến quang Cuén d©y Ưu điểm tốc độ kế loại xung cấu tạo đơn giản, chắn, bảo Khe hë kh«ng khÝ quản dễ dàng mặt khác khơng tạo nên tiếng ồn khụng cú nhiu ký sinh Hình 2.1: Nguyên tắc tốc độ kế loại từ trở thay đổi chnh tc độ vùng định mức đường đặc tính tương ứng nằm phía đường đặc tính tự nhiên ( đường số hình 3-8 ) R t nhỏ nên lượng tiêu hao R st lớn dẫn đến hiệu suất thấp mặt khác anhr hưởng bão hoà nên phương pháp tăng từ thơng φ cịn bị hạn chế nên phương pháp Ýt sử dụng thực tế b) Điều chỉnh tốc độ phương pháp thêm điện trở vào mạch phần ứng Sơ đồ hình d điều chỉnh tốc độ tốc độ định mức kèm theo tổ hao điện trở phụ làm giảm hiệu suất động nên Ýt sử dụng Đặc tính ứng với trường hợp trình bày hình 3-8 đường số đường số c) Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp - Phương pháp điều chỉnh tốc độ tốc độ định mức không cho phép tăng điện áp điện áp định mức lại giữ hiệu suất cao không gây tổn hao điều chỉnh Phương pháp áp dụng rộng rãi giao thông vận tải thực cách đổi noói từ song song điện áp đặt vào động U = U đm nối tiếp với điện áp U = 1/ 2Uđm đường đặc tính trường hợp có dạng đường số hình vẽ 3-8 2-2-4.) Điều chỉnh tốc độ động kích thích hỗn hợp KTnt KTss U Hình 3-9: Sơ đồ nối dây động kích thích hỗn hợp Động điện chiều kích từ ngồi việc sử dụng nối tiếp, song song hay độc lập người ta chế tạo loại gồm hai thành phần kích từ vừa song song độc lập vừa nối tiếp ( Hình 3-9 ) Trong trường hợp cuộn kích từ nối tiếp hầu hết sử dụng đóng vai trị với mục đích để tăng độ cứng đặc tính cịn q trình làm việc chế độ từ khơng tải tải nhỏ khơng tham gia phương pháp điều chỉnh tốc độ động loại giống đối vơí động kích từ song song kích từ độc lập đặc tính cứng đồng thời khơng phaỉ đường thẳng độc lập song song n (2) (3) (1) M Hình 3-10: Đường đặc tính động chiều kích thích hỗn hợp 2-3.Điều chỉnh tốc độ động không đồng Động không đồng 3pha sử dụng rộng rãi công nghiệp từ công suất nhỏ đến trung bình lớn so với loại động khác Sở dĩ động không đồng có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành an toàn, sử dụng trực tiếp từ lưới điện pha Tuy nhiên trước viịec điều chỉnh tốc độ quay động không đồng gặp nhiều khó khăn hệ truyền động cần điều chỉnh tốc độ động trơn trượt miền điều chỉnh rộng phải dùng động chiều, giá thành cao lại dễ dàng đáp ứng truyền động địi hỏi tính ổn định cao Trong thời gian gần đây, phát triển công nghệ chế tạo bán dẫn công suất lớn kỹ thuật điện tử tin học động khơng đồng khai thác ưu điểm Nó trở thành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu với hệ truyền động Tiristo - Động chiều Khác với động chiều, động không đồng cấu tạo phần cảm phần ứng không tách biệt Từ thông động mômen động sinh phụ thuộc vào nhiều tham sè Do hệ điều chỉnh tự động truyền động điện động không đồng hệ điều chỉnh nhiều tham sè phi tuyến mạnh 2-3-1.Phương trình đặc tính động khơng đồng bé Mơmen quay động khơng đồng mơmen quay tính theo cơng thức: Pđt: cơng suất điện từ P Pđt = 3I’22 ω1: tần số góc từ trường quay ω1 = ω: tần số góc dịng điện Stato Trong đó: ω = 2πf P: số đổi cực Stato Kết ta được: M = Nếu thay S = ta có quan hệ n = f(M) Đó đặc tính động không đồng M n Mmax n1 Mmë Sth | 0,2 Sth | 0,4 | | 0,6 0,8 M S Mmë m¸y Hình 3-11: Đặc tính M = f ( S ) Hình 3-12: Đặc tính n = f ( M ) Hình 3-12: Đặc tính n = f ( M ) Sth = Mmax = n = n1(1 - 3) = [vòng/phút] 2-3-2.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động Từ phương trình đặc tính động khơng đồng ta nhận thấy việc điều chỉnh chủ yếu thực a)Trên Stato: thay đổi điện áp đưa vào dây quấn Stato thay đổi số đôi cực dây quấn Stato thay đổi tần số nguồn điện cấp cho Stato thay ®ỉi tÇn sè ngn ®iƯn cÊp cho Stato b)Trên Rơto: thay đổi điện trở rôto nối cấp cách nối nối tiếp mạch rôto máy điện phụ 2-3-2-1.Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi số đôi cực Biểu thức tốc độ động n1 = n = n1(1 - S) = [vịng/phút] [vßng/phót] n1 = gọi tốc độ đồng hay tốc độ từ trường quay từ ta thấy tần sè f không đổi tốc độ tỷ lệ nghịch với P ( sè đôi cực dây quấn Stato ) thay đổi P làm cho n1 thay đổi Dây quấn Stato tạo thành số đơi cựckhác có nhiêu cấp tốc độ khác Có nhiều cách để thay đổi số đơi cực dây quấn Stato a) Đổi nối dây để có số đơi cực khác phương pháp dùng động tốc độ theo tỷ lệ ÷ b) Trên rãnh Stato đặt dây quấn độc lập có số đơi cực khác để tạo hai tốc độ theo tỷ lệ ÷3 hay ÷ c) Trên rãnh Stato đặt dây kết hợp phương pháp đổi nối để tạo số đơi cực nhiều đạt tới cấp n n1 n2 M Y (P2 = 2P1) Sơ đồ nguyên lý YY (P1) Đường c tớnh thay i s ụi cc Đờng đặc tính thay đổi số đôi cực 2-3-2-2.iu chnh tc độ cách thay đổi tần số Xuất phát từ phương trình: n = n1(1-S) = Khi P khơng đổi hệ số trượt S thay đổi Ýt n tỷ lệ với f Phương pháp thay đổi tần số để điều chỉnh tốc độ phương pháp điều chỉnh phẳng Động điện quay với tốc độ Muốn phải sử dụng nguồn điện đặc biệt Như biết φmax tỷ lệ thuận với tỉ số U1 / f1 nên thay đổi tần số người ta muốn giữ cho φmax không thay đổi để giữ cho mạch từ động chế độ định mức Muốn phải đồng thời điều chỉnh điện áp U thay đổi f1 cho U1 / f1 = const Để thay đổi tần số nguồn xoay chiều đặt vào động cơ, ngày người ta dùng biến tần trực tiếp biến tần trung gian điện áp chiều sau qua nghịch lưu dịng nghịch lưu áp D 3~ Hình 3- 12 Điều chỉnh tốc độ biến tần trực tiếp Sơ đồ nguyên lý biến tần trực tiếp mô tả hình vẽ (hình 3-12) Ưu điểm biến tần điện áp gần hình sin nên có hiệu suất cao có khả hãm tái sinh động Tuy nhiên lại có nhược điểm tần số hạn chế khoảng từ ÷ f/ nên thích hợp với hệ truyền động cần tốc độ thấp, công suất lớn Ýt sử dụng phải dùng nhiều Tristo nên cấu trúc mạch điều khiển phức tạp dẫn tới giá thành cao Bộ chốt lưu Liên lạc chiều Bộ nghịch l­u U1f = const ~ 3φ § 3~ Hình 3-13: Điều chỉnh tốc độ dùng biến tần qua nghịch lưu dịng § 3~ Hình 3-14: Điều chỉnh tốc độ nghịch lưu áp động không đồng biến tần Hình 3-13: Điều chỉnh tốc độ động khơng đồng biến tần qua nghịch lưu áp Bộ biến tần điều chỉnh tốc độ động không đồng nghịch lưu dòng cho phép điều chỉnh tần số từ đến f dùng cho động có công suất từ vài KW đến hàng ngàn KW Bộ nghịch lưu áp hình 3-14 cho phép điều chỉnh tần số từ đến f với công suất < 100 KW 2-3-2-4 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp Điều chỉnh tốc độ phương pháp thay đổi điện áp cấp cho dây Stato thay đổi điện áp phạm vi U1 ≤ Uđm Giả thiết giảm U1 xuống x lần ( x < ) điện áp định mức U1 = x Uđm M ≡ U12 ⇒ M = x2 Mđm Nếu M cản không đổi tốc độ giảm xuống hệ số trượt tăng lên từ Sa → Sb → Sc điện áp U1 = x Uđm tốc độ động là: n = n1 ( - S/ x2) M Mmax | Sth | | | | S Hình 3-15: Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp Stato Đường đặc tính động mơ tả hình 3-15 Phương pháp điều chỉnh dẫn đến M quay động giảm nhiều nên Mtải = Mđm U1 thấp giảm xuống cịn khoảng 0,7 U đm mà thơi, Mtải nhá giảm thêm * Phương pháp thực hiện: § Điều chỉnh điện áp biến đổi § Giảm điện áp cuộn kháng điện áp xoay chiều pha mắc nối tiếp Điều chỉnh điện áp biến đổi điện áp xoay chiều pha Giảm điện áp cuộn kháng mắc nối tiếp Để điều chỉnh tốc độ phương pháp thay đổi điện áp vào dây Stato người ta sử dụng biến đổi Tiristo để thay đổi điện áp hình vẽ Phương pháp phù hợp với truyềng động có mơmen tải giảm theo tốc độ ví dụ quạt gió, bơm nước Ðp Phương pháp đổi nối Y→ ∆ nối nối tiếp với điện kháng thường để áp dụng trường hợp hạn chế dòng mở máy 2-4 Điều chỉnh tốc độ động không đồng cách thêm điện trở phụ vào mạch roto Phương pháp áp dụng động Rôto dây quấn Như biết trị số mômen cực đại ứng với giá trị Sth làm cho Khi Sth = Hệ số trượt tới hạn tỷ lệ thuận với điện trở Rôto cịn Mmax khơng phụ thuộc vào điện trở Rơto, thêm điện trở phụ vào mạch Rôto đường đặc tính M = f ( S ) thay đổi Tính chất sử dụng để điều chỉnh tốc độ mở máy động Rôto dây quấn Sơ đồ ngun lý đường đặc tính mơ tả sau: n d©y quÊn Stato n1 n n1 Rf n2 Rf1 Roto Rf2 > Rf1 Vành trượt Mcản Mmax Hình 3-17: Dạng đường đặc tính Bộ biến trở điều chỉnh Hình 3-16: Sơ đồ nguyên lý điều khiĨn Nếu mơmen cản khơng đổi, dịng Rơto khơng đổi, tăng điện trở để giảm tốc độ, tăng tổn hao biến trở, phương pháp khơng kinh tế nhiên đơn giả, khoảng điều chỉnh trơn tương đối rộng áp dụng phổ biến cho loại động công suất trung bình hệ thống truyền động nâng tải Hiện nhờ phát triển kỹ thuật điện tử mà phương pháp ứng dụng để điều chỉnh tốc độ cho động Rôto dây quấn thuận lợi có hiệu M Hình vẽ minh hoạ nguyên lý điều chỉnh trơn điện trở mạch Rơto phương pháp xung R0 §3 ∞ T t® 3/4R0 T t tn CL tn R0 1/2R0 t® T1 T C T2 tn a Nguyªn lý t L1 tđ 1/4R0 T b Phương pháp điều chỉnh ứng tốc Re M c.Đặc ứng điều chỉnh d.Đặc ứng ®iỊu chØnh t Ngun lý hoạt động Điện áp Urơto chỉnh lưu cầu điôt CL, qua điện kháng lọc Ul cấp vào mạch điều khiển gồm điện trở R mắc song song với khoá bán dẫn T1, khố bán dẫn T1 điều khiển đóng cắt có chu kỳ để điều chỉnh giá trị trung bình tồn mạch Khi điện trở tương đương Re có giá trị Re = R0 Hình c ứng với giá trị Re = Hình d ứng với giá trị Re = 2-5 Điều chỉnh tốc độ động đồng Động đồng 3pha trước thường dùng cho hai loại truyền động không điều chỉnh tốc độ, công suất lớn tới hàng trăm KW chí đến hàng MW hệ truyền động nén khí, bơm nước, quạt gió, máy nghiền, v v Tốc độ quay động tính biểu thức: Trong đó: fs: Tần số nguồn cung cấp P: số đơi cực động Nhìn vào biểu thức ta thấy việc điều chỉnh tốc độ quay cho động điện đồng thực thay đổi tần số nguồn cung cấp mà Ngày nay, phát triển mạnh mẽ công nghiệp điện tử điện tử công suất lớn Động đồng nghiên cứu ứng dụng nhiều công nghiệp loại dải công suất từ vài trăm W đến hàng MW Vậy phương pháp điều chỉnh tốc độđối với động đồng biến đổi nguồn cung cấp cho có tần số thay đổi 3.HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN: Hệ thống điều khiển bao gồm điều chỉnh tham số cơng nghệ ngồi cịn có thiết bị đóng cắt đáp ứng cho cơng nghệ người vận hành Đồng thời có số hệ truyền động có mạch ghép nối với thiết bị tự động khác dây chuyền sản xuất Tuỳ theo tính chất điều khiển mà hệ điều khiển phân ra: -Điều khiển tay ( trực tiếp từ người vận hành ) phương pháp việc điều khiển hồn tồn người vận hành tự đặt thơng số tốc độ, thời gian phương ơhápp mà hệ truyền động đáp ứng Thơng qua khí cụ đóng cắt cấu điều khiển rơle, cơng tắc tơ, nót Ên, v v -Phương pháp điều khiển bán tự động: Đó hệ truyền động kín có trợ giúp hệ thống điều khiển -Điều khiển tự động: Hệ thống tự động thực việc điều chỉnh tốc độ theo u cầu cơng nghệ với chương trình định sẵn BỘ BIẾN ĐỔI Bộ biến đổi có nhiệm vụ nhận lượng điện từ lưới điện công nghiệp sau đo biến đổi thành lượng điện mà có thơng số dịng điện, điện áp, cơng suất tần sơ điều chỉnh tốc độ động Tuỳ theo đặc điểm, tính chất biến đổi mà ta có loại sau: 4-1.Các biến đổi không liên tục: Đối tượng điều khiển không mang tính liên tục mà thành cấp việc chuyển đổi phân cấp để ghép nối điện trở, điện kháng tham gia vào mạch để tạo cấp tốc độ khác cách thay đổi đấu noói mắc song song sang nối tiếp từ Để thực phương pháp chủ yếu mạch điện sử dụng khí cụ đóng cắt có công suất vừa lớn, điện trở công suất lớn điện kháng v v 4-2.Các biến đổi liên tục Trong hệ truyền động động yêu cầu điều chỉnh tốc độ phạm vi rộng, trơn trượt vơ cấp địi hỏi độ xác cao, khả ổn định tốc độ tốt hầu hết sử dụng phương pháp - Hệ truyền động ( máy phát động ) mét chiều, máy phát xoay chiều, máy điện khuyếch đại từ trường ngang - Bé biến đổi dùa theo nguyên tắc điện từ hệ khuyếch đại từ, cuộn kháng bão hoà - Bé biến đổi điện tử: Chỉnh lưu bán dẫn, chỉnh lưu có điều khiển, biến tần Transisto, biến tần Tiristo ... đồng 2> Động đồng 3> Động chiều 4> Động xoay chiều có vành góp 2.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 2-1.Những tiêu hệ điều chỉnh tốc độ động điện Điều chỉnh tốc độ truyền động điện dùng...CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐO TỐC ĐỘ VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Trong hệ truyền động điện tự động điều chỉnh nói chung hệ truyền động điện kết hợp đo tốc độ điều chỉnh động điện nói riêng bao giê có... THỐNG ĐO TỐC ĐỘ VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Hệ thống điều khiển động 2 Hệ thống đo lường tốc độ động CHƯƠNG II: HỆ THỐNG ĐO TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 3 Khái niệm hệ thống đo lường