thiết kế hệ truyền động nâng hạ cơ cấu cầu trục, chương 10 pot

Chng 10: Thiết kế mạch điều khiển I. nguyên lý điều khiển Nh- đã đề cập, ta áp dụng ph-ơng pháp điểu khiển tần số dòng điện cho tr-ờng hợp bộ biến tần nghịch l-u độc lập nguồn dòng. Thực chất của ph-ơng pháp này là thông số kiểm tra của hệ thống không phải là điện áp trên các cực của động cơ mà là dòng điện động cơ tiêu thụ. còn điện áp trên động cơ phụ thuộc vào điện trở t-ơng đ-ơng của động cơ. Khi thay đổi phụ tải trên trục động cơ, cần phải điểu chỉnh dòng điện vào bộ nghịch l-u theo giá trị phụ tải ; tức là điều chỉnh quan hệ của dòng stato (I 1 ) và tốc độ hay hệ số tr-ợt (s) sao cho từ thông roto của động cơ là không đổi. ở trên ta đã tìm đ-ợc luật điều chỉnh I 1 =f( s )=f(s) là quan hệ phi tuyến, tuy nhiên có thể thực hiện một cách đơn giản quan hệ này bằng các tuyến tính hoá đoạn đặc tính làm việc; tức là thực hiện quan hệ tỉ lệ giữa dòng I 1 và hệ số tr-ợt tuyệt đối s. Sơ đồ khối mạch điều khiển: Hệ thống này thích hợp cho các truyền động làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại mà ở đó sự tác động nhanh có một ý nghĩa hết sức quan trọng, đồng thời cho phép phạm vi điều chỉnh tần số t-ơng đối lớn (D = 20:1). Ngoài ra, hệ thống cũng bảo đảm khả năng quá tải động cơ và hãm tái sinh trả năng l-ợng về l-ới. Nguyên lý làm việc của hệ thống nh- sau: + Khi có thay đổi dòng liên lạc sẽ tạo nên một hệ số tr-ợt nào đó của hệ thống, qua bộ điều chỉnh hệ số tr-ợt, mà thực chất ở đây là bộ tạo quan hệ I 1 = f(s) dẫn đến sai khác giữ tốc độ của roto và tốc độ đồng bộ, liên hệ tới tần số đóng mở bộ nghịch l-u. Tần số đóng mở thyristor NL chính là tần số xác định tốc độ động cơ. + Để tái sinh năng l-ợng, tr-ớc hết mồi chậm các tiristor của bộ nghịch l-u, do đó làm giảm tần số của bộ nghịch l-u, sao cho động cơ quay ở tốc độ v-ợt quá tốc độ đồng bộ và trở thành máy phát. Khi đó điệ áp liên lạc đ-ợc đảo ng-ợc và năng l-ợng đ-ợc trả lại l-ới xoay chiều có tần số cố định qua bộ biến đổi cầu ba pha đang làm việc ở chế độ nghịch l-u phụ thuộc. R cl nl đkcl đknl bộ hạn chế đc ft u đặt u wđ u w - u w u w1 i đ Bộ hạn chế Bộ điều chỉnh hệ số tr-ợt R i Trạng thái : động cơ hay máy phát + Để đảo chiều quay động cơ có thể thay đổi thứ tự mồi nghịch l-u. Ngoài ra hệ thống còn có các bộ hiệu chỉnh để nối liên hệ phải hồi dòng điện và tốc độ. Các bộ hiệu chỉnh đ-ợc lắp bằng các bộ KĐTT tiêu chuẩn. II. Thiết kế mạch điều khiển chỉnh l-u. Nhiệm vụ của hệ thống điều khiển bộ chỉnh l-u là tạo đ-ợc các xung chuẩn, đủ công suất để có thể mở/ khoá van theo quy luật nh- đã khảo sát. Ngoài ra nó cũng phải đảm bảo tính cách li giữa mạch điều khiển và mạch lựu, khả năng chống nhiễu và dải điều chỉnh. 1. Sơ đồ khối, chức năng khối. a.Khối đồng pha (ĐF): Tạo tín hiệu đồng bộ về pha với điện áp đặt lên các Tiristor cần điều khiển ở thời điểm mở van ( ). Điện áp l-ới ba pha qua khâu đồng pha sẽ cho tín hiệu ra U ĐF có dạng răng c-a, hình thang, sin tùy theo nguyên tắc điều khiển. Trong sơ đồ dùng tạo điện áp răng c-a đồng bộ ở đây ta sử dụng mạch dùng các phần tử RC: U s = E (1 e -1/RC ). ĐF SS KĐ và SX CLĐK C R U đb U s Để tạo ra xung đồng bộ điểm không của điện áp nguồn xoay chiều (một pha) ta dùng mạch sau: b. Khâu so sánh (SS): Thực hiện việc so sánh hai tín hiệu U ĐF và U đk để tạo ra thời điểm phát xung điều khiển vào tiristor. Về nguyên tăc s-ờn tr-ớc của xung này càng đứng càng tốt. Các phần tử sử dụng trong khâu này là KĐTT. c. Khâu khuếch đại và sửa xung: tạo dạng xung chuẩn và khuếch đại đủ công suất và tiristor (xung điều khiển có độ rộng 100 160 s). vì xung ra khâu so sánh có độ rộng lớn, nên để tạo xung dạng chuẩn thì hoặc đ-a qua tụ vi phân để nhậ đ-ợc xung đơn dạng kim hoặc đ-a qua một bộ phát xung chùm với tần số 8 10 KHz cộng hai tín hiệu này nhận đ-ợc xung chùm ứng với độ dài của xung ra bộ so sánh. Khâu khuếch đại và sửa xung ngoài chức năng KĐ công suất đồng thời còn làm chức năng cách li giữa mạch điều khiển và mạch công suất. Do đó trong tr-ờng hợp này ta sử dụng sơ đồ: 2. Sơ đồ điều khiển bộ nghịch l-u R 2 U đb Chỉnh l-u hai nửa chu kỳ R 1 R 3 Uv + - +Vcc - Vcc Ur Uref +Ubh Uv Ur +Ubh - Ubh U ref Sơ đồ điều khiển hai kênh (một ở nhóm anốt chung và một ở nhóm catốt chung) đ-ợc thể hiện ở hình vẽ d-ới. Các kênh còn lại thực hiện t-ơng tự. T1 1uF R4 1k +V V1 10V D1 T1 R3 1k R2 1k C1 1uF R1 1k U ss . số kiểm tra của hệ thống không phải là điện áp trên các cực của động cơ mà là dòng điện động cơ tiêu thụ. còn điện áp trên động cơ phụ thuộc vào điện trở t-ơng đ-ơng của động cơ. Khi thay đổi. hiện quan hệ tỉ lệ giữa dòng I 1 và hệ số tr-ợt tuyệt đối s. Sơ đồ khối mạch điều khiển: Hệ thống này thích hợp cho các truyền động làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại mà ở đó sự tác động nhanh. đổi cầu ba pha đang làm việc ở chế độ nghịch l-u phụ thuộc. R cl nl đkcl đknl bộ hạn chế đc ft u đặt u wđ u w - u w u w1 i đ Bộ hạn chế Bộ điều chỉnh hệ số tr-ợt R i Trạng thái : động cơ hay