Thiết kế hệ truyền đông điện một chiều điều chỉnh tốc độ động cơ ứng dụng bộ điều khiển vạn năng

LỜI MỞ ĐẦU Trong ngành sản xuất nay, công nghệ tiên tiến, dây truyền, thiết bị đại thâm nhập vào nƣớc ta, công nghệ mới, dây truyền sản xuất, thiết bị đại góp phần tích cực thúc đẩy cơng nghiệp hố đất nƣớc Các máy móc, dây truyền thiết bị lĩnh vực đa phần hoạt động nhờ điện thông qua thiết bị biến đổi điện thành năng, nhiệt Việc điều trình chuyển đổi may với mục đích khác ngày đa dạng phức tạp.Trong đó, ngành Điện đóng vai quan trọng Ngày ứng dụng tiến khoa học kĩ thuật, điện tử, khí xác, cơng nghệ sản xuất thiêt bị điện tử ngày hoàn thiện Nên việc phát triển tự động hố có bƣớc tiến vƣợt bậc Tự động hoá đƣợc áp dụng cho may phận sản xuất, tiến tới áp dụng cho tồn q trình sản xuất nhƣ Việc áp dụng tự động hoá vào ngành sản xuất giúp tạo khối lƣợng sản phẩm lớn đáp ứng đầy đủ tiêu kinh tế kĩ thuật đề ra: Độ xác cao, chất lƣợng kĩ thuật tốt, giảm chi phí sản xuất, giảm loại tổn hao đầu vào đầu vào, vốn đầu tƣ Trên sở nâng cao sức cạnh tranh sản xuất Đƣợc cho phép hƣớng dẫn tận tình GS.TSKH Thân Ngọc Hồn trƣởng môn Điện tự công nghiệp trƣờng ĐH Dân lập Hải Phòng, ThS Nguyễn Trọng Thắng chủ nhiêm đề tài “ Thiết kế điều khiển đại ứng dụng công nghiệp ” thầy cô giáo môn Điện tự động công nghiệp em bắt tay vào nghiên cứu thực đề tài “ Thiết kế hệ truyền đông điện -1- chiều điều chỉnh tốc độ động ứng dụng điều khiển vạn ” GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn hƣớng dẫn Đề tài gồm nội dung sau: Chƣơng 1: Tổng quan đong điện chiều Chƣơng 2: Các phƣơng pháp điều chỉnh động điện chiều Chƣơng 3: Các hệ truyền động điện chiều tiêu biểu Chƣơng 4: Cơ sở lý thuyết điều khiển đại Chƣơng 5: Thiết kế hệ truyền động điện chiều điều chỉnh tốc đọ động điện chiều ,kích từ song song -2- Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG 1.1.1 Khái niệm Động điện chiều loại máy điện biến điện dòng chiều thành Ở động chiều từ trƣờng từ trƣờng không đổi Để tạo từ trƣờng không đổi ngƣời ta dùng nam châm vĩnh cửu nam châm điện đƣợc cung cấp dòng điện chiều Động điện chiều đƣợc phân loại theo kích từ thành loại sau: Kích từ độc lập Kích từ song song Kích từ nối tiếp Kích từ hỗn hợp Công suất lớn máy điện chiều vào khoảng 5-10 MW Hiện tƣợng tia lửa cổ góp hạn chế tăng công suất máy điện chiều Cấp điện áp máy chiều thƣờng 120V, 240V, 400V, 500V lớn 1000V Không thể tăng điện áp lên điện áp giới hạn phiến góp 35V 1.1.2 Ƣu điểm động điện chiều Do tính ƣu việt hệ thống điện xoay chiều: để sản xuất, để truyền tải , máy phát động điện xoay chiều có cấu tạo đơn giản cơng suất lớn, dễ vận hành mà máy điện (động điện) xoay chiều ngày đƣợc sử -3- dụng rộng rãi phổ biến Tuy nhiên động điện chiều giữ vị trí định nhƣ cơng nghiệp giao thơng vận tải, nói chung thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục phạm vi rộng (nhƣ máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện ) Mặc dù so với động không đồng để chế tạo động điện chiều cỡ giá thành đắt sử dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp nhƣng ƣu điểm mà máy điện chiều thiếu sản xuất đại Ƣu điểm động điện chiều dùng làm động điện hay máy phát điện điều kiện làm việc khác Song ƣu điểm lớn động điện chiều điều chỉnh tốc độ khả tải Nếu nhƣ thân động không đồng đáp ứng đƣợc đáp ứng đƣợc phí thiết bị biến đổi kèm (nhƣ biến tần ) đắt tiền động điện chiều khơng điều chỉnh rộng xác mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản đồng thời lại đạt chất lƣợng cao Ngày hiệu suất động điện chiều công suất nhỏ khoảng 75% 85%, động điện cơng suất trung bình lớn khoảng 85% 94% Công suất lớn động điện chiều vào khoảng 100000kw điện áp vào khoảng vài trăm 1000v Hƣớng phát triển cải tiến tính nâng vật liệu, nâng cao tiêu kinh tế động chế tạo máy công suất lớn vấn đề rộng lớn phức tạp với vốn kiến thức cịn hạn hẹp phạm vi đề tài em đề cập nhiều vấn đề lớn mà đề cập tới vấn đề thiết kế điều chỉnh tốc độ có đảo chiều động chiều kích từ độc lập Phƣơng pháp đƣợc chọn băm xung chƣa phƣơng pháp mang lại hiệu kinh tế cao nhƣng đƣợc sử dụng rộng rãi tính đặc điểm mà ta phân tích đề cập sau -4- 1.2 CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Giống nhƣ máy điện quay khác gồm phần đứng im (stato) phần quay (rô to) Về chức máy điện chiều đƣợc chia thành phần cảm (kích từ ) phần ứng (phần biến đổi lƣợng) Khác với máy điện đồng máy điện chiều phần cảm phần tĩnh phần ứng rơto.Trên hình 1.2 biểu diễn cấu tạo động điện chiều gồm phận Hình 1.2 Kích thƣớc dọ, ngang máy điện chiều.1-Thép, 2-cực với cuộn kích từ, 3-cực phụ với cuộn dây,4-Hộp ổ bi,5-Lõi thép, 6-cuộn phần ứng, 7-Thiết bị chổi,8-Cổ góp, 9-Trục, 10-Nắp hộp đấu dây Stato máy điện chiều phần cảm, nơi tạo từ thơng máy Stato gồm chi tiết sau: b) a) 3 Hình 1.2.1 Cấu tạo cực máy điện chiều a)Cực chính, b)Cực phụ -5- A Cực Trên hình 1.2.1a biểu diễn cực gồm: Lõi cực đƣợc làm thép điện kỹ thuật ghép lại, mặt cực có nhiệm vụ làm cho từ thông dễ qua khe khí Cuộn dây kích từ đặt lõi cực cách điện với thân cực khuôn cuộn dây cách điện Cuộn dây kích từ làm dây đồng có tiết diện trịn, cuộn dây đƣợc tẩm sơn cách điện nhằm chống thấm nƣớc tăng độ dẫn nhiệt Để tản nhiệt tốt cuộn dây đƣợc tách thành lớp, đặt cách rãnh làm mát B Cực phụ (hình 1.2.1b) Cực phụ nằm cực , thơng thƣờng số cực phụ ½ số cực số cực Lõi thép cực phụ (2) thƣờng bột thép ghép lại, máy có tải thay đổi lõi thép cực phụ đƣợc ghép thép cuộn dây đặt lõi thép Khe khí cực phụ lớn khe khí cực C Thân máy Thân máy làm gang thép, cực cực phụ đƣợc gắn vào thân máy Tuỳ thuộc vào công suất máy mà thân máy có chứa hộp ổ bi khơng Máy có cơng suất lớn hộp ổ bi làm rời khỏi thân máy Thân máy đƣợc gắn với chân máy Ở vỏ máy có gắn bảng định mức với thông số sau đây: Công suất định mức Pđm Tốc độ định mức nđm Điện áp định mức Uđm Dịng điện định mức Iđm Dịng kích từ định mức Iktđm Hiệu suất động η -6- D Rôto Rô to máy điện chiều phần ứng Ngày ngƣời ta dùng chủ yếu loại rơto hình trống có đƣợc ghép lại thép điện kỹ thuật Ở máy công suất lớn ngƣời ta làm rãnh làm mát theo bán kính (các thép đƣợc ghép lại tệp, tệp cách rãnh làm mát) E Cổ góp Cuộn dây rơto cuộn dây khép kín, cạnh đƣợc nối với phiến góp Các phiến góp đƣợc ghép cách điện với với trục hình thành cổ góp Phiến góp đƣợc làm đồng, vừa có độ dẫn điện tốt vừa có độ bền học, chống mài mịn (hình 1.2.2) 3 Hình 1.2.2.Kích thƣớc ngang cổ góp 1-Phiến góp,2-Ép vỏ ,3-cách điện, 4phiến cách điện,5-ống cổ góp,6-chổi F Thiết bị chổi Để đƣa dịng điện phải dùng thiết bị chổi gồm: chổi than đƣợc làm than granit vừa đảm bảo độ dẫn điện tốt vừa có khả chống mài -7- mòn, giữ chổi đƣợc làm kim loại gắn vào stato, có lị so tạo áp lực chổi thiết bị phụ khác a) Hình 1.2.3 Thiết bị chổi a) Thanh giữ chổi, b)thiết bị giữ chổi.1.Ốc vít,2-Dây dẫn,3-Cách điện,4-Giữ chổi, 5Chổi, 6-Lò so,7-Đòn gánh,8-Dây dẫn điện ra,9-Ốc giữ chổi b) 1.3 PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ Khi đƣa máy điện chiều kích từ vào lƣới điện hình 14.1 cuộn phần ứng chạy dòng điện, dòng điện tác động với từ trƣờng sinh lực, chiều xác định quy tắc bàn tay trái, tạo mômen điện từ làm cho rôto quay với tốc độ n Trong cuộn dây xuất sđđ cảm ứng Eƣ = Ce n, chế độ độ (khi n dòng Iƣ thay đổi) ta có phƣơng trình sau: U n N Hƣớng dịng điện + Hƣớng sđđ S Hình 14.1 Giải thích nguyên lý động điện chiều -8- U ( e- ) ( La di) i- Rt dt Hoặc: U e- La didt i- Rt Ở chế độ ổn định (n = const, Iƣ = const) ta có: U = Eư + Iư Rt 1.4 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.4.1 Đặc tính động kích từ độc lập song song Đặc tính mối quan hệ hàm tốc độ mômen điện từ n = f(M) Ikt = const n U n0 n R M p a) b) Mđ m Hình 1.4.1 Động điện chiều kích từ song song: a)Sơ đồ, b)Đặc tính Dịng kích từ đƣợc xác định bằng: I kt n U kt ; R kt U Ce I - Rt Ce Rút Iƣ thay vào ta đƣợc: -9- = K1.ikt n Do Ikt = const nên MRt Ce Cm U Ce = const ta đƣợc phƣơng trình: n = n0 – BM Trong đó: n0 U Ce gọi tốc độ khơng tải, cịn B Rt Ce C m Về mặt tốn học đƣờng thẳng (hình 1.4.1b), song máy điện chi phối tính chất máy tƣợng vật lý Thật vậy, tải tăng phản ứng phần ứng làm cho từ thơng máy giảm đặc tính biến dạng Nếu động có điện trở điều chỉnh mạch phẩn ứng giá trị số nhƣ sau: B = (Rt + Rđc)/CeCm 1.4.2 Đặc tính động kích từ nối tiếp Đó mối quan hệ n = f(M) với U = Uđm, Rđc = const Sơ đồ động kích từ nói tiếp biểu diễn hình 1.4.2 n U n’ M Rđc nđm 0,25I đ m I Iđm c) b Hình 1.4.2 Động điện chiều)kích từ nối tiếp: a)Sơ đồ, b)Đặc tính a) Từ cơng thức (1.4.2) ta có: - 10 - I Iđm = 4,2A n = 2500 v/p Từ giá trị điện áp định mức động ta chọn phƣơng án cấp nguồn cho động sử dụng chỉnh lƣu 1/2 chu kỳ dùng diode chỉnh lƣu trực tiếp từ điện lƣới 220V ~ xuống điện áp 130V DC cấp nguồn cho động công suất cà tụ loc nguồn dùng diode công suất Điện áp sau chỉnh lƣu 1/2 chu kỳ dung diode công suất: Ura = 0,45Un = 0,45.220 = 99 (V) ID = Itải = 4,15A Điện áp ngƣợc lớn đặt lên diode: UN 2U n 220 311 ( V ) Từ tính tốn ta chọn loại diode cơng suất có dịng chịu tối đa Imax = 30A, điện áp ngƣợc tối đa UN < 800V Do chỉnh lƣu 1/2 chu kỳ nên điện áp sau chỉnh lƣu có độ đập mạch cao, lí ta sử dụng thêm tụ lọc nguồn để san phẳng điện áp sau chỉnh lƣu nhằm tăng chất lƣợng cho nguồn Tụ công suất chọn loại SH.CAPACITOR cấp điện áp 500V, điện dung 20μF Sơ đồ nguyên lý chỉnh lƣu: Hình 5.2.2.1 Sơ đồ nguyên lí chỉnh lưu - 57 - Khi làm việc với dịng điện có dịng điện chạy qua van có sụt áp, có tổn hao công suất p, tổn hao sinh nhiệt đốt nóng van bán dẫn Mặt khác, van bán dẫn đƣợc phép làm việc dƣới nhiệt độ cho phép Tcp đó, q nhiệt độ cho phép van bán dẫn bị phá hỏng Để van bán dẫn làm việc an tồn, khơng bị chọc thủng nhiệt, ta phải chọn thiết kế hệ thống toả nhiệt cho van Tồn thất công suất van: p = U Ilv = 4,15 = 24,9 (w) Diện tích bề mặt toả nhiệt: Sm = p/ (km ) Trong đó: p - tổn hao cơng suất (w) - độ chênh lệch so với môi trƣờng Chọn nhiệt độ môi trƣờng Tmt = 400C Nhiệt độ làm việc cho phép Diode Tcp = 1250C Chọn nhiệt độ cánh toả nhiệt Tlv = 800 c = Tlv - Tmt = 400 c Km hệ số toả nhiệt đối lƣu xạ Chọn Km = [ w/m2 C ] Vậy: sm = 0,0778 (m2 ) Chọn loại cánh toả nhiệt có cánh, kích thƣớc cánh a x b = x 6,5 (cm x cm) Tổng diện tích toả nhiệt cánh: S = 6,5 = 832 (cm2 ) - 58 - 4.2.2 Thiết kế mạch chuyển đổi công suất Trong hệ truyền động điện, chuyển đổi cơng suất có tác dụng nhận tín hiệu điều khiển từ điều khiển đƣa tác động đến cấu chấp hành theo phƣơng án đƣợc định sẵn ( thay đổi điện áp phần ứng, thay từ thông, đảo chiều quay… ) Bộ điều khiển vạn phát tín hiệu xung PWM để điều chỉnh van động lực thay đổi điện áp cấp cho phần ƣng động cơ, đồng thời cấp tín hiệu định chiều quay động Trong đồ án em lựa chọn thiết kế hệ Xung áp – Động sử dụng phƣơng pháp xung áp mạch đơn để điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động  Tính tốn lựa chọn van động lực: Điện áp sau chỉnh lƣu Ura = 130V Giá trị điện áp đỉnh Uđỉnh = 311V Dòng làm việc định mức động Iđm = 4,2A Tần số băm xung PWM từ điều khiển Từ thông số ta chọn van cho biến đổi sử dụng IGBT loại FGA25N120AND với thông số bảng sau: - 59 - - 60 - Bảng 4.2.2.1 Bảng thông số kỹ thuật IGBT FGA25N120AND  Tính tốn bảo vệ cho van động lực: Tồn thất công suất van: p = U Ilv = 0, 4,15 = 2,49 (w) - 61 - Diện tích bề mặt toả nhiệt: Sm = p/ (Km ) Chọn nhiệt độ môi trƣờng Tmt = 400C Nhiệt độ làm việc cho phép Diode Tcp = 1250C Chọn nhiệt độ cánh toả nhiệt Tlv = 800 c = Tlv - Tmt = 400 c Chọn Km = [ w/m2 C ] Vậy: sm = 0,00778 (m2 ) Chọn loại cánh toả nhiệt có cánh, kích thƣớc a x b = x (cm x cm) Tổng diện tích toả nhiệt cánh: S = 5.5 = 400 (cm2 )  Thiết kế mạch điều khiển kích mở cho IGBT Sơ đồ thiết kế mạch phát xung mở cho IGBT Hình 4.2.2.2 Mạch kích mở cho IGBT - 62 - Tín hiệu hiệu điều khiển dạng xung PWM từ điều khiển cấp đến chân opto 4N35, loại foto quang có tần số hoạt động cao lên tới 1MHz, linh kiên thích hợp mạch kích mở IGPT nhằm tác dụng cách ly mát điều khiển mát động lực Dƣới thông số kỹ thuật linh kiện 4N35 lấy từ datasheet cung cấp nhà sản xuất: Bảng 4.2.2.2 Thông số kỹ thuật opto 4N35 - 63 - Tín hiệu xung PWM từ chân opto 4N35 đƣợc đƣa qua tầng khuếch đạ tín hiệu sủ dụng transistor D468, loại transistor có tần số làm việc tƣơng đối cao thƣờng đƣợc sử dụng để khuếch đại tín hiệu mở van mạch băm xung PWM  Thiết kế mạch đảo chiều quay động Ở em lựa chọn phƣơng án đảo chiều quay động giải pháp đảo chiều điện áp phần ứng cấp cho động Tín hiệu đảo chiều quay cho động cấp tù điều khiển dƣới dạng logic mức cao đƣợc đƣa qua opto PC817 nhằm cách ly mát điều khiển sau đƣa tới tầng khuếch đại sử dụng transistor A1815 cấp nguồn cho cuộn hút role Omron đóng cặp tiếp điểm đảo chiều điện áp cấp cho phần ứng động Dƣới sơ đồ thiết kế cho mạch đảo chiều động cơ: Hình 4.2.2.3 Sơ đồ thiết kế mạch điều khiển đảo chiều quay động - 64 -  Thiết kế khâu phản hồi tốc độ Khâu phản hồi tốc độ xem sử dụng encoder đo tốc độ.nguyên lý làm việc encoder nhƣ sau: Nguồn sáng Thấu kính Bộ phân tích quang Cấu tạo (hình vẽ) Gồm nguồn sáng phân phân sinh quang diot quang Tranzitor quang Hình 4.2.2.4: Nguyên tắc cấu tạo chuyển đổi quang học Đĩa quay đƣợc đặt hai phần tử Cấu tạo đĩa làm vật liệu suốt có mảng chắn ánh sáng gắn ngƣợc lại đĩa làm vật liệu khơng cho ánh sáng chiếu qua chu vi đĩa ngƣời ta tạo (lỗ, khe) có khoảng cách theo chu vi Bộ phận phân tích nhận đƣợc lƣợng ánh sáng đƣợc điều khiển đĩa quay, tạo tín hiệu điện có tần số tỷ lệ với tốc độ quay biên độ độc lập với vận tốc Khoảng đo vận tốc phụ thuộc: Một mặt số lần gián đoạn đĩa (số phần tử đánh dấu) Một mặt băng thơng phân tích mạch điện kèm Cụ thể mơ hình em sử dụng encoder Sharp sản xuất, loại có độ phân giải 100 xung/vịng, điện áp cấp nguồn 5V, gồm tín hiệu xung riêng biệt A & B để xác định chiều quay động Trục quay encoder đƣợc kết nối với trục động thông qua hệ thống buli - curoa với tỷ lệ truyền 1:4, nhằm làm giảm tốc độ quay encoder giúp tăng đọ xác cho khâu phản hồi - 65 -  Thiết kế nguồn cho mạch điều khiển Hình 4.2.2.4 Sơ đồ thiết kế mạch nguồn cho mạch điều khiển mở IGBT mạch điều khiển đảo chiều quay động Điện áp xoay chiều 12V qua cầu diode chỉnh lƣu thành điện áp chiều đƣa qua IC ổn áp loại LM7812C/TO ổn định điện áp 12VDC cấp nguồn cho linh kiện mạch điều khiển  Hình ảnh thực tế mạch chuyển đổi cơng suất: Hình 4.2.2.5 Mạch mở IGBT - 66 - Hình 4.2.2.6 Động chiều sử dụng mơ hình thực tế - 67 - KẾT LUẬN Trên em trình bày tất sở lỳ thuyết xoay quanh đề tài “Thiết kế hệ truyền động điện chiều điều chỉnh tốc độ động ứng dụng điều khiển vạn năng” mà thân em thu thập đƣợc, từ chế tạo thành cơng đƣa hệ thống vào hoạt động nhƣ thí nghiệm thực tế hệ truyền đông điện chiều Sau hoàn thành đồ án giúp em đạt đƣợc vấn đề sau: Tìm hiểu đƣợc phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ động chiều Tìm hiểu đƣợc điều khiển vạn xây dụng vi điều khiển PSOC Thiết kế hệ thống truyền động điện động chiều sử dụng điều chỉnh vạn Với vốn kiến thức hạn hẹp thân, cộng thêm nguồn tài liệu có hạn chế định mà đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc ý kiến góp ý, nhƣ lời nhận xét từ phía thầy giáo mơn bạn sinh viên, đồng nghiệp đế đồ án đƣợc hoàn thiện Em xin cảm ơn…!!! - 68 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Quốc Khánh – Nguyễn Văn Liễn – Nguyễn Thị Hiền, Cơ sở truyền động điện, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn – TS Nguyễn Tiến Ban, Điều khiển tự động hệ thống Truyền động điện, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn (2005), Máy Điện, Nhà xuất Xây Dựng Lê Văn Doanh – Nguyễn Thế Công – Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất Lý thuyết thiết kế ứng dụng, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Nguyễn Xn Phú - Tơ Đằng (1996), Khí cụ điện-Kết cấu sử dụng sửa chữa, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Nguyễn Phùng Quang – Andreas Dittric, Truyền động điện thông minh, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Phạm Văn Chới ( 2005),Khí Cụ Điện, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật ThS Pham Thanh Huyền – ThS Đỗ Việt Hà, Linh kiện điện tử bản, Nhà xuất Thông tin truyền thông Trần Văn Thịnh, Tính tốn thiết kế thiết bị điện tử cơng suất, Nhá xuất Giáo dục 10 Website www.ebook.edu.vn 11 Website www.xbook.com.vn 12 Website tailieu.vn - 69 - Mục lục LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Ƣu điểm động điện chiều 1.2 CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.3 PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ 1.4 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.4.1 Đặc tính động kích từ độc lập song song 1.4.2 Đặc tính động kích từ nối tiếp 10 1.4.3 Đặc tính động kích từ hỗn hợp 12 CHƢƠNG 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU & MỘT SỐ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU TIÊU BIỂU 13 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG 13 2.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP CỤ THỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 14 2.2.1 Điều chỉnh tốc độ thay đổi điện áp 15 2.2.2 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thông 19 2.2.3 Điều chỉnh tốc độ phƣơng pháp thay đổi điện trở phụ Rf mạch phần ứng 21 2.3 MỘT SỐ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU TIÊU BIỂU 22 2.3.1 Hệ truyền động Máy phát – Động (F - Đ) 22 2.3.2 Hệ truyền động Van tiristor – Động cơ(T – Đ) 23 2.3.3 Hệ truyền động Xung áp – Động (XA - Đ) 25 2.3.3.1 Nguyên lý băm xung chiều 25 2.3.3.2 Các phƣơng pháp điều chỉnh điện áp 25 CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ ĐIỀU KHIỂN HIỆN ĐẠI 27 3.1 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN MỜ 27 3.1.1 Khái quát logic mờ - Fuzzy Logic 27 3.1.2 Một số khái niệm tập mờ - Bộ điều khiển mờ 28 3.1.2.1 Tập mờ - Các khái niệm xoay quanh tập mờ 28 3.1.2.2 Bộ điều khiển mờ 29 - 70 - 3.1.2.3 Các nguyên tắc chung thiết kế điều khiển mờ 37 3.1.2.4 Một số phƣơng pháp thiết kế điều khiển mờ tiêu biểu 38 3.1.2.5 Kết luận 38 3.2 BỘ ĐIỀU KHIỂN PID SỐ 39 3.2.1 Luật điều khiển tỷ lệ số 39 3.2.2 Luật điều khiển tích phân số 39 3.2.3 Luật điều khiển vi phân số 40 3.2.4 Luật điều khiển PID số 40 3.3 CHỈNH ĐỊNH MỜ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID 41 3.3.1 Phƣơng pháp chỉnh định Zhao, Tomizuka Isaka 41 3.3.2 Phƣơng pháp chỉnh định mờ hệ số α 46 3.4 GIỚI THIỆU VỀ CHIP PSOC SỬ DỤNG TRONG BỘ ĐIỀU KHIỂN HIỆN ĐẠI 50 3.4.1 Giới thiệu 50 3.4.2 Các thông số chip CY8C27443 51 3.4.3 Ƣu điểm, nhƣợc điểm chip psoc 54 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN VẠN NĂNG 56 4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 56 4.2 THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI CÔNG SUẤT VÀ KHÂU PHẢN HỒI CHO HỆ THỐNG 56 4.2.1 Thiết kế chỉnh lƣu tạo điện áp nguồn 56 4.2.2 Thiết kế mạch chuyển đổi công suất 59 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 - 71 -