điều khiển tốc độ động cơ một chiều

trong nền sản xuất hiện đại, máy điện một chiều vẫn được xem là một loại máy quan trọng. nó có thể dùng làm động cơ điện, máy phát hay dùng làm trong những điều kiện đặc biệt khácđộng cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, và vậy máy được dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải

Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều Ch ơng I đại cơng về máy điện một chiều "Trong nền sản xuất hiện đại, máy điện một chiều vẫn đợc xem là một loại máy quan trọng. Nó có thể dùng làm động cơ điện, máy phát hay dùng trong những điều kiện làm việc khác. Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy máy đợc dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ nh cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải. Tuy vậy máy điện một chiều cũng có những nhợc điểm của nó nh: so với máy điện xoay chiều thì giá thành đắt hơn, sử dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo và bảo quản cổ góp phức tạp Nhng do những u điểm của nó nên máy điện một chiều vẫn có một tầm quan trọng nhất định trong sản xuất. Công suất lớn nhất của máy điện một chiều hiện nay vào khoảng 10.000 kW, điện áp vào khoảng vài trăm cho đến 1000 V. Hớng phát triển hiện nay là cải tiến tính năng của vật liệu, nâng cao chỉ tiêu kinh tế của máy và chế tạo những máy công suất lớn hơn." I. cấu tạo của máy điện một chiều a. Cực từ chính !"#$!$%&'#( !)*+,-" !.#'#( !/'#(0!123-4#5 3.*67893:#);<$.*#5=&>1 3-?# !@(;).)=%A B+,-"!@+,1*#5)C#*D@ E#5-4-?#)FG#5$H-#;$ ! *-"!;$ !@?#?##8)H# b. Cực từ phụ !0@;#2 !")*I>J##5K##D/'#3 !0%13-?#)$ !0&;*+, ,:.#?*+, !" !0@().)=%2 A c. Gông từ LA!*I>:!?##D !M%#)=$. #5=))!%*I3,*?):#M<$.#5HN %*I3O&-#$.#5=*I)= b. Các bộ phận khác -& - Nắp máy>J.)5-=#P2).#$G#).=*+, %#-=#:J##5<$.#5=))!M(Q &*0#RK#<$.$%@(%1 - Cơ cấu chổi than: >*Q#5!+$.#G,K# &K#;$.K#)%QS.T;K&U K#@?P$#K#)#5)H##L#K#&> +@>#DV)P$"K#.OCW-##DVS.T *I)"?P;:# Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 1 Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều +&2 a. Lõi sắt phần ứng /'#(*I>*X!<%*I2,3-4#5 Y3@-###Z*67#5=[#;$#3;:#>#J .K*.*Q#5S.<$3&*T*:$\>-#3 :#T;*+,). b. Dây quấn phần ứng B+,#$#5)&*Q#5:+B +,%1*&E#5<$.#5=YA ,*H#)#-]Z%*I*&#8*#5$Q<$.#5)!)HM% *I*#8*#5T2B+,@#5F)H#$J'# 3 c. Cổ góp K&YQE#)&)K##DZ*I>K##D*Q#5 S.#D*Q#5#D d. Các bộ phận khác - Cánh quạtBI>+:#&# - Trục máy<$&;'#(MK&+:)K#<$N %13.? 8)#5P#5#D8)#5$. 2#D-#5S[8:.\+P8&@;$12 :#@#$\)E#2:#@P<$\% #2:#@ A,P Y^]]Z_ #5P` YaZ_ BQ#5Pb YcZ_ <?P Y)dZ e.#$Q#-#>MG-"!M*Q#5-"!)?#5 )D#D-#5f*0 II. đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập ;"GG+5#2?).gG hfYiZ.;hfYiZ ;"G$&>#>*#j[*:.;@M)"*0hf YiZihfYZ e.#;"GM?#)H#G#5#D%#Qf*0;" G#5;"G#5#>*#j+5#2?)*Q#5$.: Ghf(I)hf (I). <$.#>$ N?&M$*d N?+M)d iN.gMe <$.#D$%@>G#J$." ;*j*.M #8)#5$D#5M%#&>*I5G)PG?# i?#>*#j:#@.&*H#*:G?#,$P?&# .$P?GJ:#@&:#@GJ%@E Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 2 §å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu ` k h dm U U .;` k lh %100 dm U U  <G A?- b   h dm I I Mi  h dm M M M φ  h dm φ φ Mm   h cb R R M  h  dm ω ω .;  h o ω ω  a#5E:#@GJnoM..#>".G #J#5 <?G#5#D-"!)-"!C@? -AJ#o[ . M)H#G-A)G?  9 MQ)H#G-"!?##8?GJ *  <$P?#5$[GJm   aH#G#5#Dm  h dm dm I U  !"#$%#%&'"(%)*+ ^##5#D&A,  )AIH)#5-AK#T :-"!%(..)H#:MOG@E# G-"!..YU9N9Z ^##5#D&A,-AHT:#5) :-"!@().##D)H#YU9NpZMO G@E#G#5#D-"! a. Ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ <g.GU9N9)U9NpM&>)#8G$T1#5:   `  hqrYmrm s ZbMYpN9Z <$.& `#5YaZ q  #5YaZ m  #5$[:Y Ω Z m s #5$[0$.:Y Ω Z b  *Q#5:YcZ aH#mh$r$ s r$  r$  M $  #5$[*M $ s #5$[ !0M $  #5$[#8SOK# Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 3 q UT9N9WG?#* G-"I.. b - q m s m - ` t  - UT9NpWG?#*G -"! ` - m - b -  - ` t m s §å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu W#5qG@SPg.#> qh ωω π Φ=Φ K a pN .2 MYpNpZ <$.& ?A# !"M e?*X*0*M ?A#:..M φ !A-"!*H# !M]  M ?&M$*dM ^h a pN .2 π 5?,:.G e8#>*#j#5g.?+Y)QdOZT qh^ g φ MYpNuZ ah 55,960 .2 nn = π  aT)qh n a pN Φ 60  ;^ g h a pN 60 U5?#5GM ^ g h K K 105,0 55,9 ≈  <!YpN9Z)YpNpZ& h t t t I K RR K U f Φ + − Φ YpNvZ w#>YpNvZG$T;"G#5G i;-.g#5!i  G@SP[# i  h^ Φ bYpN7Z W$bh ΦK M dt  <#$Pb  ).AYpNvZ@ h dt f M K RR K U 2 )( Φ + − Φ t t YpNxZ e8=+K,G)K,3T.gG$$0G1 .g#5!M-o#5iei  hi G hi h M K RR K U f 2 )( Φ + − Φ t t YpNyZ G$T;"GG#5#D-"! L#J#8J@IM!A φ h.MTG$T ;"G#5YpNvZ)G$T;"GYpNyZ8"PO @#>*#j$TU9Nu)U9Nv2%z   Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 4 Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều <g.P$M-#bh6.;ih6& h o U = ^ t MYpN{Z . *@E#?-AJ#o[GQ-#h6& bh nm f I RR U = + t MYpN|Z aih^ b hi MYpN96Z b Mi @E#*Q#5(:).g(: i;-MG$T;"YpNvZMYpNyZ}&>@)#8[*: h = o K RI U ^ t MYpN99Z h = o K RM U 2 )( ^ t MYpN9pZ <$.&mhmrm s Mh ^ t U M M K R I K R 2 )( = = t M @E#0?)H##$Pi <&>#>*#j;"G#5);"G$.5G)PG?#M)H# #D-#5!APY h ZM <$.& h o Mb h * I I Mi h dm M M Mm h cb R R M Ym h dm dm I U @E##5$[GJZ <!YpNv6)YpNyZM)#8;"G#5);"G[G)PG?# h9Nm b MYpN9uZ h9Nm i MYpN9vZ b. Xét ảnh hởng các tham số đến đặc tính cơ Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 5 b i . t UT9Nu;"G#5 G#5#D-"! . UT9Nv;"G G#5#D -"! i i b b Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều <!G$T;"GYpNyZ,&?J[8;"G <!A M#5)#5$[G<@S3J[ !?& b1. ả nh h ởng của điện trở phần ứng L#J#8`h` h.) h. i?K##5$[:?##5$[0m s ).: <$.$%@?-AJ#o[ . h const K U dm dm = * YpN97Z ;"G var )( 2 = + = = f RR KM t MYpN9xZ ^#m s H=;"G*?ứ)H#m s h6& ;"G # t R K dm TN 2 )( = YpN9yZ <e &#$PH,;"G #&G,J% ;"G#5$[0 e)-#K##5$[0m s @E;"#8$[&*: TU9Nvứ)H#0J#i .&M8m s HT?G #JM%#*Q#5(:).g(:}#J.N %#%f*0G>:8*Q#5)#DV? G"*H#?GGJ Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 6 . <eYm Z m s9 m sp m su i i m sv UT9N7;"G#5#D-" !-#K##5$[0: Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều b2. ả nh h ởng của điện áp phần ứng L#J#3!A h h.M#5$[mh.^#K# #5g.H#J.)H#` M& <?-AJ# var= = dm x ox K U ;"G const R K = = t 2 )( e)-#K##5;).G@E;"G )H#;"G #TU9Nx <,$1-#K##5Y#JZT.g(:M*Q#5 (:G#J)?G}#J)H#0J#, PB.&G}@f*0>#DV?G): 8*Q#5-#-[# b3. ả nh h ởng của từ thông L#J#8#5`h` h.#5$[mh. i?K#!AK#*Q#5-"!b - G <$.$%@ N<?-AJ# .S h var= x dm K U M N;"Gh var )( 2 = t R K x B.,:.G#5M 8%#DV#J!Ae-#! A#JT .S ~MQ#J<&E;"G)H .S ~*) ;"#J*-##J!A Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 7 UT9Nx;"GG#5#D -"!-##J;).G p 9 <e . .9 .p .u i u iYbZ Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều <,$1-#K#!A BQ#5(:b h const R U dm = t i.g(:i h^ S b h)$ ;"G#5);"GG-##J!A@#>*#j $U9NyM aH#*:.g0J#i "@)H#8)#5GT-# #J!A?G~YSgTU9NyZ !"#,- U\$:#G#$.g+@#D)H#?+ <$.,J$:#\MG#5)#5[8 G#5#D-"!&$:#\U\##M\ @)\~ c1. Hãm tái sinh ( hãm trả năng l ợng về l ới ) U\##SJ$-#?+GHG?-AJ#oN [^#\##q MG)#5#5 )H#H# W.)H#)H#8GM*Q#5).g\\K##D)@SP g.#> 0< = = R KK EU I o h m tt MYpNu{Z i h^ b 6 <$P?\H*.8-#1)H#.g0J#G,J S,T5?)#5KP)H#? . . aTG?#*:G)X-AK#G$T;" GG AYpNyZ.g&#$P %;"G[$:#\##1$.&#) ;z.: <$.$:#\##M*Q#5\K##D)A,@$J )DH##5&#$PhYqN`ZbG\-#8,)TG #$#5~2" Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 8 UT9Ny;"G#5YZ);"GYZG#5 #D-"!-##J!A i i p i 9 i dm i 0 01 02 0 01 02 2 1 <e I Inm Z Z 2 1 Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều c2. Hãm ng ợc <$:#\@GSJ$-#*H#*0 ~"4$.>.;* g8~+@ #D)H#.g#5!Gi.g#$[#GM-#&?:# >G,JS, e.##\$Q&\~ III. các nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều aDG*#5#DV?MG#5#D&#D)#5G. )H#.:#G-M-A2&&-J~#DV?*j* ,$O: M:#D-#>G#JG%#:#:,@ #DV.$.#J##DV?$ < 8&#GGJ>#DV?G#5#D N#DV#5,.G N#DV#5,.:-"!G ,$O 5$D#DV?G#5#D .#%}&#8K##8K#,.:G .;:-"!G.8$.A#5f*0?.:##8 K#" Nw#8K##5GG,-3.#D.; #5-8:#Yi^Z Nw#8K##5!^8:#!Y^<Z Nw#8K#V*XV<$#.$Y/<Z Nw#8K#S#D<$#.$.;$#.YwwcZ <G)H#)#5f*0#8K#&5$D NU5$DNGYNZ NU5$D#5-8:#NGYi^NZ NU5$D-8:#!NGY^<NZ NU5$DV<$#.$NGY<NZ NU5$DSNGYcNZ Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 9 A . N . . i i UT9N{;"G\##G-"! q ` b ` q b §å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu <g.,$O:#D-#>5$DM#DV?G #5#D&.:##D-#>g.:-"Y&5$D#DV  Z).:##D-#>:[Y5$D#D-#>…[†ZU5#DV  $D#5&,$O:M&,@#DV.)#J# #DV$G.)H#5$D…[† e.#$5$D#DV?G#DQ@ .:#g.$D&J.#D+)-AJ.#D+%#n ).G\MJ.#D&$D)#5[&M #&)?& <$.:)#0MO#",K+M} ",$#5<N ./)0&1++ >#DV#5G#5#D&#8P #5#D-"!MV#D-#>))#8 P&~#8~@#5S.#D#D& #5q  #DV@%"#5#D-#>` - a&A, 2:.)H#GM#8K#&#5$[$.m  )#5J/  --A ë8S&>)#8@G$T;"5? q  NqhbYm  rm  Z h t t* I K RR K E dm b dm b Φ − − Φ MYuN9Z β ωω M U dko −= )(  aT!AG@#2-AK#;"G}-A K#MQ?-AJ#o[Tn).#$P#5#D-#>` -  5?M*.&&>&#G#DV$#5> >SP#J##DV?>o$1?H,5?P ;[#;"GGJM;")H##5P)! A}@#2[#$PP<?=,#J##DVP#H#: [#)D#??))D.g-[#^#.gJ#PT #$PH,)=,? Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 10 Z m t m  ` ` - /^  ww q  Y **- Z q t b Z UT9N|WG-?#)G$8[8 S [...]... điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 14 điều khiển tốc độ động cơ một chiều Đồ án tốt nghiệp Đ a) T N Đ Đ N T b) c) Đ Đ d) e) Hình 1-12 Các sơ đồ truyền động T-Đ đảo chiều Iv mô tả toán học các khâu trong hệ điều khiển tốc độ t-đ Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 15 điều khiển tốc độ động cơ một chiều Đồ án tốt nghiệp 1 Sơ đồ cấu trúc chung của hệ điều khiển tốc độ t-đ Uđ R BBĐ ĐM ĐL Hình... 1-14a Giản đồ thay thế động cơ một chiều Hình 1-14b Đặc tính cơ động cơ điện một chiều a Chế độ xác lập của động cơ điện một chiều Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 16 Đồ án tốt nghiệp điều khiển tốc độ động cơ một chiều Khi đặt lên dây quấn kích từ một điện áp U k nào đó thì trong dây quấn kích từ sẽ có dòng điện Ik và do đó mạch từ của máy sẽ có từ thông Tiếp đó đặt một giá trị điện áp U... IdRd Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 33 điều khiển tốc độ động cơ một chiều Đồ án tốt nghiệp Vì dòng điện phần ứng id có chiều ngợc lại nên moment quay của động cơ đảo chiều, có chiều ngợc vớ chiều tốc độ và trở thành moment hãm Máy điện làm việc ở chế độ hãm tái sinh trả năng lợng về nguồn Tốc độ quay giảm nên sức điện động E giảm theo cho đến khi sức điện động đạt giá trị E d = Ud1 = U... mạch phần ứng Phơng trình chuyển động của hệ thống : M(p) - Mc(p) = jp , (4-7) Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 17 điều khiển tốc độ động cơ một chiều Đồ án tốt nghiệp Trong đó j là moment quán tính của các phần chuyển động quay đối với trục động cơ U _ 1 / Rư 1 + p ư 1 jp M _ Mc NN Mk K 1 pN k Uk _ Pk Nk Hình 1-15: Sơ đồ cấu trúc của động cơ điện một chiều Từ các phơng trình trên ta... trình (4-11) (4-13) của động cơ điện một chiều kích từ độc lập U _ 1 / Rư I 1 + pTư MC _ M Ko B 1 jp Ko KIo Uk 1 / R k I 1 + pTk KK KB Hình 1-17: Sơ đồ cấu trúc tuyến tính hoá Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 19 điều khiển tốc độ động cơ một chiều Đồ án tốt nghiệp b2 Trờng hợp khi từ thông kích từ không đổi Khi dòng điện kích từ của động cơ không đổi, hoặc khi động cơ đợc kích thích bằng... Rư max Ik uđ k rbk Lk I rk wk E Đặc tính cơ bản O a) ik wk Lk (uđk ) 0 Mđm M b) c) Hình 1-11 : a ) Sơ đồ thay thế ; b ) Đặc tính điều chỉnh khi điều chỉnh từ thông động cơ ; c ) Quan hệ (ikt) Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 13 Đồ án tốt nghiệp điều khiển tốc độ động cơ một chiều Do điều chỉnh tốc độ bằng cách giảm từ thông nên đối với các động cơ mà từ thông định mức nằm ở cổ tiếp giáp... và G2 tạo ra đều bằng không (Ud1 = Ud2 = 0) Hệ thống ở trạng thái không làm việc, động cơ không hoạt động Góc là góc 2 hoà pha ban đầu Nh vậy khi > Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 31 điều khiển tốc độ động cơ một chiều Đồ án tốt nghiệp - Khi cần mở máy động cơ quay theo chiều thuận ta cho tín hiệu điều khiển uđk=uđk1>0 A B iG1 iG T4 T G1 i G3 4 1 iG2 T3 ud1 id2 Lc2 T G2 id Lc3 id1 ud2... cấu trúc mạch điều khiển hệ truyền động T-Đ đảo chiều có yêu cầu an toàn cao và có logic điều khiển chặt chẽ Có hai nguyên tắc cơ bản để xây dựng hệ truyền động T-Đ đảo chiều: - Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dòng kích từ động cơ - Giữ nguyên chiều dòng kích từ và đảo chiều dòng phần ứng Trong thực tế, các sơ đồ truyền động T-Đ đảo chiều có nhiều song đều thực hiện theo một trong hai... CKT tạo ra , là tốc độ góc của động cơ Rd : Là điện trở mạch phần ứng động cơ Tóm lại, khi tín hiệu điều khiển u dk > 0, chỉ có nhóm G 1 làm nhiệm vụ chỉnh lu cung cấp điện áp Ud1 và dòng điện id1 cho động cơ làm việc theo chiều quay thuận, còn nhóm G2 chỉ ở trạng thái sẵn sàng làm nhiệm vụ nghịch lu vì Ud2 < 0 nhng id2 = 0 - Khi cần giảm tốc độ quay của động cơ ta giảm tín hiệu điều khiển tới trị số... thể coi việc điều chỉnh là tuyến tính và hằng số C phụ thuộc vào thông số kết cấu của máy điện: = C.i k = C ek rb + rk 4 truyền động Thyristor - động cơ một chiều (t - Đ) có đảo chiều quay Do chỉnh lu Thyristor dẫn dòng theo một chiều và chỉ điều khiển đợc khi mở, còn khó theo điện áp lới cho nên truyền động vẫn thực hiện đảo chiều khó khăn và phức tạp hơn truyền động máy phát - động cơ Còn cấu trúc