Động cơ điện một chiều và hệ truyền động TIRISTOR

Điều khiển là một lĩnh vực quan trọng trong đời sống xã hội. Bất kì ở vị trí nào, bất cứ làm một công việc gì mỗi chúng ta đều tiếp cận với điều khiển. Nó là khâu quan trọng quyết định sự thành bại trong mọi hoạt động của chúng ta. Ngày nay, mặc dù dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi nhưng động cơ điện một chiều vẫn tồn tại. Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và phạm vi rộng. Vì động cơ điện một chiều có đặc tính làm việc rất tốt trên các mặt điều chỉnh tốc độ (phạm vi điều chỉnh rộng, thậm chí từ tốc độ bằng 0). Nhưng độ tin cậy khi sử dụng động cơ một chiều lại thấp hơn so với động cơ không đồng bộ do có hệ thống tiếp xúc chổi than

Đồ án Đề Tài: Động điện chiều hệ truyền động TIRISTOR Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Điều khiển lĩnh vực quan trọng đời sống xã hội Bất kì vị trí nào, làm cơng việc tiếp cận với điều khiển Nó khâu quan trọng định thành bại hoạt động Ngày nay, dòng điện xoay chiều sử dụng rộng rãi động điện chiều tồn Trong công nghiệp, động điện chiều sử dụng nơi yêu cầu mở máy lớn yêu cầu điều chỉnh tốc độ phẳng phạm vi rộng Vì động điện chiều có đặc tính làm việc tốt mặt điều chỉnh tốc độ (phạm vi điều chỉnh rộng, chí từ tốc độ 0) Nhưng độ tin cậy sử dụng động chiều lại thấp so với động khơng đồng có hệ thống tiếp xúc chổi than Hệ thống điều khiển chỉnh lưu - động chiều ứng dụng kỹ thuật điều khiển Chỉnh lưu có điều khiển dùng Tiristo để điều chỉnh điện áp phần ứng động Chỉnh lưu dùng làm nguồn điện chỉnh điện áp kích từ cho động Hệ thống thường dùng cho động điện cấp điện từ lưới xoay chiều Nhóm chúng em gồm người giao đồ án thiết kế hệ thống điều khiển động điện chiều Đồ án gồm phần Phần I: Tổng quan chung động điện chiều,và hệ truyền động tirstor Phần II: Tính chọn thiết bị mạch lực mạch điều khiển Phần III: Tổng hợp mạch vòng dòng điện Nội dung đồ án chắn nhiều vấn đề cần bổ xung hồn thiện Em mong đươc đóng góp ý kiến cuả thầy cô môn để đồ án em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Văn Diễn toàn thể thầy cô môn tận tinh hướng dẫn để em hoàn thành đồ án em xin chân thành cảm ơn! SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội SV Lưu Văn Thắng -Đồ án tốt nghiệp Sinhviên: Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp PHẦN I TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG TIRISTOR I TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Cấu tạo động điện chiều Động điện chiều chia thành phần chính: Phần tĩnh ( Stato) Gồm phận sau: Cực từ chính: phận sinh từ trường, gồm lõi sắt cực từ dây quấn kích từ + Lõi sắt cực từ làm thép kĩ thuật điện dày ( 0,5 –1) mm ép lại tán chặt + Dây quấn kích từ quấn dây đồng bọc cách điện Trong máy cơng suất nhỏ, cực từ nam châm vĩnh cửu Trong máy cơng suất trung bình lớn, cực từ nam châm điện - Cực từ phụ: đặt cực từ dùng để cải thiện điều kiện làm việc máy điện đổi chiều + Lõi thép cực từ phụ khối ghép thép tùy theo chế độ làm việc Xung quanh cực từ phụ đặt dây quấn cực từ phụ, dây quấn cực từ phụ nối với dây quấn phần ứng Gông từ: dùng để làm mạch từ nối liền cực từ đồng thời làm vỏ máy Phần quay ( rơto) Bao gồm phận sau: SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội -Đồ án tốt nghiệp - Lõi thép phần ứng: dùng để dẫn từ, thường dùng thép kĩ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng hai mặt ép chặt lại để giảm tổn hao dịng điện xốy gây lên Trong máy điện nhỏ, lõi thép phần ứng ép trực tiếp vào trục Trong máy điện lớn, trục lõi sắt có đặt giá rơto Dây quấn phần ứng: phần sinh sức điện động có dòng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm đồng có bọc cách điện Trong máy điện cơng suất nhỏ, dây quấn phần ứng dùng dây tiết diện trịn Trong máy điện cơng suất vừa lớn, dây quấn phần ứng dùng dây tiết diện hình chữ nhật Cổ góp: dùng để đổi chiều dịng điện xoay chiều thành chiều Cơ cấu chổi than: dùng để đưa dịng điện từ phần quay ngồi Ngun lý làm việc động điện chiều Khi cho điện áp chiều U vào hai chổi điện, dây quấn phần ứng có dịng điện I Các dẫn có dịng điện nằm từ trường, chịu lực F tác dụng làm cho rôto quay đt Khi phần ứng quay nửa vịng, vị trí dẫn đổi chỗ cho nhau, có phiến góp đổi chiều dòng điện, giữ cho chiều lực tác dụng khơng đổi, đảm bảo động có chiều quay khơng đổi Khi động quay, dẫn cắt từ trường, cảm ứng sức điện động Eư Ở động điện chiều sức điện động E ngược chiều với dịng điện I nên sức điện đơng E cịn gọi sức phản diện Phương trình điện U = E− +R− I áp là: − Phân loại động điện chiều Cũng máy phát, động điện phân loại theo cách kích thích từ thành động điện sau: SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội -Động điện kích từ độc lập Đồ án tốt nghiệp Động điện chiều kích từ độc lập có cuộn kích từ cấp điện từ nguồn điện độc lập với nguồn điện cấp cho mạch phần ứng Động kích từ nối tiếp Động kích từ nối tiếp có cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng Động kích từ hỗn hợp Động kích từ hỗn hợp gồm dây quấn kích từ: dây quấn kích từ song song dây quấn kích từ nối tiếp dây quấn kích từ song song chủ yếu II KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Đặc tính động điện chiều Tùy theo cách kích thích từ, động điện chiều có tính khác biểu diễn đường đặc tính làm việc, đặc tính khác Trong đặc tính đó, quan trọng đặc tính Đặc tính dùng để xác định điểm làm việc xác lập khảo sát điểm làm việc ổn định hệ thống truyền động điện Đặc tính động điện mặt phẳng tọa độ ω với momen ω = f(M) Trong đồ án thiết kế ta quan tâm tới loại động chiều kích từ độc lập Phương trình đặc tính Khi động làm việc, rôto mang cuộn ứng quay Uư + từ trường cuộn cảm nên cuộn ứng lại Rf xuất sức phản điện động có chiều ngược với I RKT IKT Phương trình điện áp mạch phần ứng động cơ: + - 23 - KT điện áp đặt vào phần ứng động SV Lưu Văn Thắng - UKT Lớp K9C- TĐH - Trường ĐHBK Hà Nội U = E + Iư ( R + R f) Đồ án tốt nghiệp Trong đó: + U : điện áp phần ứng ( V ) H1 Sơ đồ nối dây động + E: sức điện động phần ứng ( V ) + Rư : điện trở mạch phần ứng (Ω) + Rf : điện trở phụ mạch phần ứng + Iư : dòng điện mạch phần ứng Sức điện động E phần ứng động tỷ lệ với tốc độ quay rôto : E = k.Φ.ω Trong đó: +k= pN hệ số cấu tạo động 2πa + Φ: từ thông qua cực từ (Wb) + ω: tốc độ góc rôto, ω = n ( rad/s 9,55 + p: số đơi cực từ + N: số dẫn tác dụng cuộn dây phần ứng + a: số đôi mạch nhánh song song + n: tốc độ quay (vịng/phút) Mặt khác, mơmen điện từ động cơ: Mdt Mđt = k.Φ.I → I − = kΦ Nếu bỏ qua tổn thất tổn thất thép M cơ= M đt= M Từ phương trình ta có: đặc tính động điện chiều + R ω = U − − R(− ) f Φ k.Φ M k Khi toàn thông số điện động định mức không mắc thêm điện trở phụ vào mạch điện trở phương trình đặc tính là: ω= SV Lưu Văn Thắng U− k Φ − - 23 - R− (k.Φ ) M Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Đặc tính phương trình gọi đặc tính tự nhiên Tốc độ ω o = U ư/k.Φ tốc độ không tải lý tưởng Khi phụ tải tăng dần từ M c = đến M c = M đm tốc độ động giảm dần từ ωo xuốngω đmnên phương trình đặc tính có dạng: ω = ωo − Δω Với: Δω = R− (kΦ )2 _độ sụt tốc đặc tính Đặc tính Giả thiết phần ứng bù đủ, từ thơng Φ = const phương trình đặc tính động chiều kích từ độc lập tuyến tính có dạng hàm bậc y = ax + b nên đường biểu diễn hệ tọa độ M0ω đường thẳng cắt trục 0ω ω o với độ dốc âm ω ω ω Δω o đm ĐTTN M Mđm H2 ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH CƠ TỰ NHIÊN ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU a Chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ Điều chỉnh tốc độ nội dung truyền động điện tự động nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ máy sản xuất Để đánh giá chất lượng hệ thống truyền động điện thường vào số tiêu sau: Sai số tốc độ SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội -Đồ án tốt nghiệp Sai số tĩnh tốc độ đại lượng đặc trưng cho độ xác trì tốc độ đặt đánh giá thông qua: s% = ωd − ω ×100 ωd Mong muốn: sai số ω đ = ω s% nhỏ tốt Tính liên tục ( độ trơn dải điều chỉnh) γ = ω i+1 ωi i + ≈ ω : hệ thống điều khiển liên tục ωi + ≠ ω : hệ thống điều khiển nhảy cấp ω i i Mong muốn γ → 1: hệ truyền động làm việc ổn định giá suốt dải điều chỉnh Dải điều khiển tốc độ Dải điều khiển tốc độ ( D) tỉ số giá trị lớn giá trị nhỏ tốc độ làm việc ứng với mômen tải cho: D= ω max ω Mong muốn D lớn tốt Ngồi cịn tiêu khác như: tiêu kinh tế, kích thước… b Các phương pháp điều khiển tốc độ động chiều Về việc điều chỉnh tốc độ, động chiều có nhiều ưu điểm so với loại động khác: điều chỉnh dễ dàng, chất lượng điều chỉnh cao dải rộng… Xét phương trình đặc tính động điện chiều: ω= SV Lưu Văn Thắng U− k Φ − - 23 - R− M (k.Φ ) Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội -Đồ án tốt nghiệp Ta thấy việc điều chỉnh động điện chiều thực cách thay đổi đại lượng: R , Φ, U Thực tế có phương pháp điều chỉnh tốc độ động chiều: Phương pháp 1: Thay đổi điện trở phần ứng Đây phương pháp kinh điển dùng để điều khiển tốc độ động nhiều năm Nguyên lý điều khiển Trong phương pháp người ta giữ U = U đm; Φ = Φ đm nối thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng để tăng điện trở phần ứng Độ cứng đường đặc tính cơ: (k.Φdm ) ΔM β = =− Δω R + Rf − Ta thấy điện trở lớn β nhỏ nghĩa đặc tính dốc mềm ω ω0 R =0 f Rf1 Rf2 Mc M M M H3 đặc tính động thay đổi điện trở phụ Ứng với R f = 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 R f ta họ đặc tính thấp đặc tính tự nhiên Đặc điểm phương pháp SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội Sơ cấp d = 4s1 = 1,38 mm π Thứ cấp d 2= 4s2 =0,47 mm π Đồ án tốt nghiệp 18/ Chọn IC ổn áp tuyến tính loại 7815 7915 So sánh ∆Umax < ∆Umax cp ∆Pmax < ∆Umaxcp Như dùng IC ổn áp tuyến tính loại 7815 7915 thoả mãn yêu cầu thiết kế 19/ Chọn tụ hoá Ta chọn: C = C = C = C = 470 μF U=35v 20/ Dùng điốt thực khối chỉnh lưu SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội SV Lưu Văn Thắng - 23 - Đồ án tốt nghiệp Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp PHẦN IV– TÍNH CHỌN THIẾT BỊ T - Đ HAI MẠCH VÒNG I KHÁI NIỆM CHUNG I Khái niệm 1: Trong hệ thống truyền động tự dịng hệ chấp hành mạch vòng dòng điều chỉnh dòng điện mạch vòng Chức mạch vòng dòng điện hệ thống truyền động chiều xoay chiều trực tiếp (hoặc gián tiếp) Xác định mơ men kéo động cơ, ngồi có chức bảo vệ điều chỉnh gia tốc Cấu trúc đơn giản để điều chỉnh dòng điện là: E UdI (-)Ui R I KB§ 1+ pTB§ B KB§ Ιc u T p+1 Ki Tip+1 Ta dùng điều chỉnh tốc độ điện áp có dạng khuyếch đại tổng mạch phản hồi dịng điện phi tuyếnP Khi tín hiệu dòng điện chưa đủ để khâu phi tuyến khỏi vùng nhạy, điều chỉnh làm việc điều chỉnh tốc độ hay điện áp mà khơng có tham gia mạch phản hồi dịng điện Khi dòng điện đủ lớn khâu P làm việc vùng tuyến tính đặc tính phát huy tác dụng điều chỉnh R Khái niệm 2: Khái niệm mơ tả theo hình vẽ sau: SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội R Đồ án tốt nghiệp I So1 Uu' So Mc R1 Cấu trúc theo kiểu cho phép điều chỉnh độc lập mạch vòng với hai điều chỉnh riêng biệt R & R điều chỉnh R 2là điều chỉnh dòng điện với giá trị đặt Iđ Trong truyền động điện khái niệm điều chỉnh dòng điện sử dụng rộng rãi thể hình vẽ: Mc Uđ (-) Uu' Rω RI S01 S02 Trong đó: R – Bộ điều chỉnh dòng điện I R – Bộ điều chỉnh tốc độ co Mỗi mạch vịng có điều chỉnh riêng tổng hợp từ đối tượng riêng theo tiêu chuẩn riêng SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH ω Trường ĐHBK Hà Nội -Đồ án tốt nghiệp II LẬP MƠ TẢ TỐN HỌC CỦA CÁC KHÂU VÀ CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ TRUYỀN ĐỘNG Mơ tả tốn học phần tử động điện chiều Giả sử: Từ thông Φđc = Φđm = const - U ưp= Eư(P).R ư+ L ư.P.i ư+K Φ ω (P) -Mo(P) = Mc(P) = J.P.ω(P) Căn vào ta có cấu trúc mạch vịng: -Mc Uu' 1/Ru' Iu' Kφ 1+Tu'P (-)Eu' Jp ω Kφ Trong phần tử: U : Là điện áp phân ứng động iư: Là dòng điện phần ứng R : Điện trở phần ứng L : Điện cảm phần ứng Ta tính mạch phần ứng động cơ: Theo công thức (2- 19) trang 31 (TĐĐ) ta có Rư = 0,5.(1- ηđm) U®m I®m Với η = 0,85 Uđm = 220 ⇒Rư = 0,5 ( 1-0,85) 220 10 Iđm = 10A Vậy suy Rư = 1,65 Ω SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội -Điện cảm mạch phần ứng tính theo cơng thức Đồ án tốt nghiệp n Với ω K U L = I L ®m − − ®m Z p ω dm ® m = ® m , 55 Trong đó: KL – Hệ số điện cảm chọn K L = 5,6 (máy khơng bù) ZP – Số địi cực, chọn Z P = n đm = Iđm Iưđm tốc độ định mức, chọn nđm = 3000v/p Thay số vào cơng thức ta có: L = 5,6 − 220 = 0,196( A) 10.2.3000 / 9,55 Như ta có số thời gian chuyển mạch phần ứng là: T− = L− = R− 0,198 = 0,12(s) 1,65 Từ phương trình đặc tính tự nhiên: ω = U ® m- ®m Kθ ® m ®m Suy Kθ ®m = U®m R− I - R−.I với ω = ®m ®m ω Thay số ta có: Kθ ®m = n®m 9,55 ®m 220 - 1,65.10 = 0,65 3000 / 9,55 Mặt khác từ công thức T− = T− (K θ) R− J ⇒J = (Kθ)2 R− Thay số vào ta có: 0,12.0,652 = 0,03 J= 1,65 ta có sơ đồ mạch vịng mơ tả động điện chiều SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp -Mc Uu' 1/1,65 Iu'(P) 0,65 1+0,12P (-)Eu' 0,03P ω 0,65 Mạch vòng điều chỉnh dịng điện Ta có sơ đồ khối mạch vịng dịng điện E UdI R (-)Ui KB§ 1+ PTB§ B -EĐ KBĐ Tu'P+1 IƯ I Ki Tu'P+1 in cm phn ứng động điện chiều kích từ độc lập xác định theo công thức L = Ki I − U ®m − ®m Zp.ω®m Với: Ki – Hệ số dự trữ dòng điện chọn K = 0,25 Zp – Số đòi cực chọn Zp = Thay số vào ta có: L = 0,25 − 220 = 0,008(H) 10.2.3000 / 9,55 Hằng số thời gian điện từ thuộc phần ứng động L T− = − R− = 0,008 = 0,0048(s) 1,65 Từ phương trình đặc tính tự nhiên SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội ω = U ®m dm Đồ án tốt nghiệp - R −.I ®m Kθ ®m Kθ ®m = U ®m - R− I ®m ω ®m U = ®m - R I − dm N ®m / 9,55 Suy Kθ ®m = 220 - 1,65.10 3000 / 9,55 = 0,64(wb) Hằng số thời gian học T = c R− (Kθ)2 = 0,015(s) Xét thấy số thời gian T c = 0,015 (s) lớn so với thời gian điện từ phần ứng động T = 0,0048 (s).Vì nên ta coi sức điện động khơng ảnh hưởng đến q trình điều chỉnh mạch vòng dòng điện Mặt khác phản ứng mạch phần ứng (sức điện động E) chậm nhiều so với phản ứng điều chỉnh dòng điện Ri nên tổng hợp mạch vòng dòng điện ta cần bỏ qua khâu phản hồi dòng điện: E = Kφđm ω Ta có sơ đồ cấu trúc Uđk Udi RI U = I K Soi(P) i i Từ ta có hàm truyền đạt Soi( p) = K I K B / R − (1 + TB P )(1 + T− P )(1 + i T P ) số thời gian Tω, T i nhỏ so với số thời gian điện từ Tư (đặt Tsi = T B + T i) SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH L p K C T Đ H Trường ĐHBK Hà Nội Soi( p) = Ta đặt K oi = Đồ án tốt nghiệp K I K B / R − (1+ Tsi P)(1 + T− P) K I K B R− Suy Soi( p) = KI K B / R − (1+ Tsi.P )(1+ T− P) Thời gian trễ biến đổi: T B = 2mf f – Tần số lưới điện, f = 50 Hz m – Hệ số đập mạch với sơ đồ cầu pha đk đối xứng m = Khi TB = = 0,005(s) = 5(ms) 2.2.50 Hệ số khuyếch đại: K = B d Ed dUdk = ΔEd ΔU dk α = Π (1- Udk )TachänUrm = 10v U rm Với Ed = Edo cosα Lấy Uđk = 6v ⇒ α = Π (1− ) = 0,628 10 ⇒ α = 51 Ed = 2,34 100 cos 51 = 148 (v) Khi hệ số khuyếch đại: K = B 148 = 25 Khâu phản hồi dòng điện có dịng truyền: Wi (p) = Ki 1+TP i Ta có hệ số tỉ lệ: K i = SV Lưu Văn Thắng U i®m I Chọn Uiđm = 6v ®m - 23 - = Trường ĐHBK Hà Nội = 0,6 Vậy K i = 10 Đồ án tốt nghiệp Bỏ qua số thời gian Ti Koi = KB Ki 25.0,6 = = 9,1 R− 1,65 Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu mơđun ta tìm hàm truyền điều chỉnh dịng điện có dạng khâu PI: Chọn: T ri = T =0,048 (s) K Tri = 2T si K oi = T B K oi Sơ đồ điều khiển thuộc đìêu chỉnh dịng điện: R1 Ud R C f V+ - Ui R2 + V- Ta có hàm truyền đạt điều chỉnh RP = ω Rf + CP + R C.P So với hàm truyền: Ri (P) = Tri.P + KTRi P Suy R f C = Tri (I) R1 C = K T ri (II) SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH L p K C - Trường ĐHBK Hà Nội -T Từ (I) suy : R = Ri với T = T = 0,008 (s) j ri C Chọn C = lμf ⇒ R f = T Đ H 0,0048 −6 Đồ án tốt nghiệp = 4800(Ω) 1.10 Từ (II) suy ra: R1 = ⇒ R1 = 0,03 −6 K.Tri Chọn C = 1(μf) C K = 0,03 ri = 30000(Ω) = 30(kΩ) 1.10 Vì Ud = U i = 6v ⇒ R = R = 30 kΩ Đặc tính hàm truyền động điện chiều thay đổi mạnh chuyển vùng dòng điện gián đoạn Điều làm phức tạp cho công việc tổng hợp điều chỉnh hệ Vì sử dụng điều chỉnh dịng điện thích nghi nên có khả thayđổi đựơc cấu trúc thông số giúp cho hệ đạt đặc tính điều chỉnh tốt Mạch vịng điều chỉnh tốc độ Mạch vịng điều chỉnh tốc độ có chức trực tiếp gián tiếp xác định tốc độ động cho phù hợp với tải trọng thay đổi đột ngột: Ta có sơ đồ: HC Udω (-) Uω 1/ Ki 1+2TsP Ri Mc Kω Sω 1+PTω Căn vào sơ đồ ta có: Sow (P) = R− Kω Kθ Ki Tc P(2Tsi P + 1)(TωP + 1) SV Lưu Văn Thắng JP Kφ - 23 - ω = Trường ĐHBK Hà Nội Trong đó: Suy : Soω(P) = Đồ án tốt nghiệp Koω P(TsωP + 1) Theo tiêu chuẩn tối ưu mô đun ta xác định hàm truyền thuộc điều chỉnh khâu tỉ lệ: R (P) = co Soω (P).2τδP +(1+ τδP ) Với (T = τδ) sω K i Φ i K.T R (P) = c ω ω u = (KP) sω 2K R T Ta có mạch tạo lên khâu tỉ lệ: R1 Udω R - Uω R2 + + - Tsω = 2Tsi + T ω = 2.0,002 + 0,001 = 0,005 Chọn: T w = 0,001 Khi ta có : K = i Ui I− = Ui = I ®m = 0,6 10 chọn: U i = 6v K = ω Uω W®m = = 0,191 3000 / 9,55 Chọn: U ω = 6v SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội Ở phần trước ta tính được: Đồ án tốt nghiệp Tc = 0,015(s) KΦ = 0,64 Rư = 1,65 (Ω) Tư = 0,048 (s) Mà: K(p) = Ki KΦ Tc 2Kω.R− T sω Thay số ta có: K(P) = 0,6.0,64.0,015 = 18 2.0,0191.1,65.0,005 mà K(P ) = R chọn R = R = 10kΩ R Theo tiêu chuẩn mơđun tối ưu đối xứng mạch vịng điều chỉnh tốc độ có hàm truyền điều chỉnh tốc độ có hàm phân tỉ lệ PT R (P) = ω + To P K.To P Hàm truyền hở mạch là: F o (P) + To P R− K Fo (P) = ω K.To P Ki KΦ Tc P(2Ts' P +1) Từ hàm truyền hở ta tìm hàm truyền kín F(P) đồng F(P) với hàm chuẩn tối ưu đối xứng ta tìm tham số điều chỉnh Nếu chọn T’ s = T s T o= 8T os K= R Kω − Ki KΦ Tc 8(2) R K T ' − ω s ' K KΦ Tc i 8Ts Ki KΦ Tc 1 R (P) = ( +1) ω R KΦ 4Ts' 8Ts' 4T's − Khi tổng hợp hệ thống theo phương pháp tối ưư đối xứng thường phải dùng thêm khâu tạo tín hiệu đặt Để tránh điều chỉnh khâu tạo tín hiệu đặt thường có hàm truyền khâu phân lọc thơng thấp, bậc có số thời gian lọc phụ thuộc gia tốc cho phép hệ thống SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp ' U (P) Fω(P) = ω 1+ 8T = Udω(P) 8T's.P[4T;s(1+ 2T'ss P +1tiêu ]+1 chuẩn tối ưu đối xứng có kết mạch vịng điều chỉnh tốc độ P) theo vô sai cấp hai tín hiệu điều khiển vơ sai cấp với tín hiệu nhiễu Như hệ ổn định sai lệch tốc độ khơng Khâu phản hồi âm tốc độ có hàm truyền: W (P) = ω Kω + Tω P Trong hệ số tỷ lệ K ω = Uω Chọn U = 6v ω ω ®m Vậy: Kω = = 0,02 3000 / 9,55 áp dụng theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng với hàm truyền điều chỉnh tốc độ có dạng: R (P) = ω + To P KT0 P với To = 4T sω mà T sω = T ω + T si Chọn T ω = 0,001 (s) vậy: T sω = 0,001 +2 0,02 = 0,041(s) To = Tsω = 0,041 = 0,164(s) K = 2Tsω.R− Kω Ki KΦ Tc Thay số vào biểu thức ta có: 2.0,041.1,65.0,02 = 0,47 0,6.0,64.0,015 + To P + 0,164.P R = = ω KTo 0,47.0,164 K= theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng điều chỉnh tốc độ có cấu trúc PI Vậy sơ đồ điều khiển điều chỉnh tốc độ: SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH Trường ĐHBK Hà Nội R3 Udω Đồ án tốt nghiệp C R f - Uω R4 + Rg C = To (III) R C = KTo (IV) V+ V- Từ (III) ⇒ R = T chọn tụ C = 1μF f o C 0,164 = 164000(Ω) = 164(kΩ) Thay số vào Rf = 1.10−6 Từ (IV) suy ra: R = R = KTo C thay số vào ta có: 0,74.0,164 = 77000(Ω) = 77(kΩ) 1.10−6 SV Lưu Văn Thắng - 23 - Lớp K9C- TĐH