Truyền động điện đề cương pps

Câu 16: So sánh sự giống nhau và khác nhau cảu 2 hệ truyền động điện dị bộ và đồng bộ. Trả lời. 1) Giống nhau: hai loại động cơ này chỉ giống nhau ở cấu tạo phần stato. 2) Khác nhau: Những điểm khác nhau giữa hai loại động cơ này là ở chỗ: - Cấu trúc roto của chúng hoàn toàn khác nhau. Từ điểm sai khác về cấu tạo dẫn đến khác nhau về nguyên tắc, phương thức tạo ra từ thông rôt ψr, cụ thể như sau: trong động cơ đồng bộ ψr được tạo từ NCVC hoặc dòng điện một chiều đi qua cuộn dây kích từ, do vậy thành phần dọc trục của dòng điện stato isd (tạo ra từ thông ψr) không tồn tại, mà nó chỉ chứa thành phần isq (tạo từ mômen). Trong khi đó is của ĐCKĐB nhất thiết phải chứa thành phần Isd để tạo ra từ thông ψr. Trong ĐCĐB vectơ từ thông cực ψp có biên độ ko đổi và luôn trùng hướng với vectơ ψr, tức là trùng với trục d của hệ dq. - Trong mọi trường hợp tốc độ góc của roto luôn bằng với tốc độ góc của từ trường quay stato. Vì vậy trong các phương trình mô tả ĐCĐB ta sử dụng tương quan ω = ω S . - ĐCKĐB luôn có điện cảm stato L S luôn ko đổi do kết cấu tròn đều của roto. Nhưng đối với ĐCĐB thì Lsd > Lsq, kể cả đối với roto cực ẩn (do số lượng hữu hạn của phiếm nam châm). Câu17: Giải thích sơ đồ cấu trúc của hệ truyền động điện đồng bộ. Trả lời. Ngoài các khâu cơ bản như: nghịch lưu, điều chế vectơ ko gian, sensor dòng và tốc độ quay, các khâu chuyển tọa độ điện áp (CTĐu) và dòng (CTĐi)… Trong cấu trúc của hệ cần có khâu xác định góc ω S = dω/dtt (là khâu tích phân) giúp cho việc chuyển hệ tọa độ trong khâu (CTĐu) và (CTĐi). Khi ĐCĐB có kích từ nam châm vĩnh cửu thì khâu mạng tính dòng điện (MTi) ko cần thiết, mà chỉ cần khâu mạng tính điện áp (MTu). Từ các phương trình: usd = Rs . isd + Lsd . disd/dt – ωs . Lsq . isq usq = Rs . isq + Lsd . disq/dt – ωs . Lsd . isd + ωs . ψp Ta xây dựng được Mtu qua biến đổi ta có: usd = Rs . (1 + Tsd . P) . isd – ωs . Lsq . isq = Rs . yd – ωs . Lsq . isq usq = Rs . (1 + Tsq . P) . isq – ωs . (Lsd . isd + ψp) = Rs . yq + ωs . (Lsd . I sd + ψp) Trong đó ta đã đặt: yd = (1 + Tsd . P) . isd và yq = (1 + Tsq . P) . isq. Hai đại lượng yd và yq chính là tín hiệu ra của bộ điều chỉnh dòng điện stato. Theo cách đặt ấy ta có: isd = 1/(1+Tsd.P) . yd isq = 1/(1+Tsq.P) . yq Thay vào phương trình trên ta có: usd = Rs . yd – Lsq/(1+Tsq) . ωs . yq usq = Rs.yq + [Lsd/(1+Tsd) . yd + ωp] . ωs Từ đây ta xây dựng được sơ đồ mạng tính điện áp MTu (hình vẽ mạng MTu) Như vậy ta thấy hai bộ điều chỉnh dòng điện sai lệch (giữa tín hiệu đặt và tín hiệu đo được) isd = i*sd – i’sd và isq = i*sq – i’sq là hai khâu PI. Trong đó tín hiệu đặt i*sd = 0 đối với ĐCĐB kích từ NCVC – đây chính là yếu điểm của các cấu trúc kinh điển; còn tín hiệu đặt thứ 2 là i*sq quan hệ PT với chênh lệch tốc độ Δω. Để khắc phục yếu điểm của cấu trúc kinh điểm cần phải có khâu điều chỉnh từ thông chi hệ truyền động điện ĐCĐB cấp từ biến tần nguyền áp và điều chỉnh tựa theo thừ thông roto. Nhờ đó sẽ giảm được từ thông roto khi tốc độ lớn hơn danh định. Câu 1: Trình bày tiêu chuẩn về modul tối ưu. Trả lời. Đối với hệ kín khi f → ∞ thì đặc tính tần số, biên độ phải tiến đến 0. Vì vậy với dải tần thấp thì hàm truyền phải đạt điều kiện: |f(jω)| =1 (hình vẽ 7 dòng) Hàm chuẩn theo tiêu chuẩn có Modul tối ưu có dạng: F MC (P) = 1/(1 + 2τ.p + 2τ 2 .p 2 ) Đi qua giá trị đặt trong [4,7.τ ; 8,4.τ] *) Đặc điểm: Tiêu chuẩn này cho phép điều chỉnh lại đặc tính tần số ở vùng thấp. Tiêu chuẩn này ko đảm bảo được trước tính ổn định của hệ, do đó phải kiểm tra lại tính ổn định. *) Phương pháp tổng hợp: Tính hàm truyền của đối tượng mở rộng - hệ hở S 0 . Đưa vào sơ đồ cấu trúc khâu điều chỉnh có hàm truyền chưa biết R(P) (hình vẽ 3 dòng) Tính hàm truyền hệ kín: F(P)= [R(P).S 0 (P)]/ [1 + R(P).S 0 (P)] Gán F(P) = F MC (P) =>R(P) R(P) = F MC (P)/ [S 0 (P).(1 – F MC (P)] = 1/ [S 0 (P).(F MC (P) -1 – 1] => R(P)= 1/ [S 0 (P).2.τ.P(1 + τ.P)] => Luật điều chỉnh cuả R(P) và cần chọn các tham số của nó để giảm thời gian quá độ (chọn τ để giảm thời gian quá độ). Câu 2: Trình bày tiêu chuẩn modul tối ưu đối xứng. Trả lời. Hàm chuẩn theo tiêu chuẩn modul đối xứng có dạng: Fđx = (1+ .τδ.P)/(1 + 4.τδ.P + 8.τδ 2 .P 2 + 8.τδ 3 .P 3 ) Đặc tính quá độ: (hình vẽ 7 dòng) Đường (1) Từ đặc tính úa độ ta nhận thấy: Tốc độ điều hcỉnh lớn t 1 =3,1.τδ dẫn đến năng lượng tích luỹ trong quá trình quá độ dư thừa dẫn đến độ quá điều chỉnh lớn 43,4%. Điều này gây ra là do thành phần (1 + 4.τδ.P) Để giảm độ quá điều chỉnh thì người ta mắc thêm bộ lọc giảm tốc Flọc Flọc = 1/(1 + 4.τδ.P) Khi mắc thêm bộ lọc thì đặc tính như hình (2) Flọc có tác dụng phối hợp thời gian hộp trở kháng làm dịu quá trình ban đầu. *) Phương pháp tổng hợp: Tính hàm truyền của đối tượng mở rộng - hệ hở S 0 . Đưa vào sơ đồ cấu trúc khâu điều chỉnh có hàm truyền chưa biết R(P) (hình vẽ 3 dòng) Tính hàm truyền hệ kín: F(P)= [R(P).S 0 (P)]/ [1 + R(P).S 0 (P)] Gán F(P) = F đx(P) =>R(P) R(P) = Fđx(P)/ [S 0 (P).(1 – Fđx(P)] = 1/ [S 0 (P).(Fđx(P) -1 – 1] => R(P)= 1/ [S 0 (P).4.τ.P.(1 + 2.τδ.P + 2.τδ 2 .P 2 )] Câu 4: Xây dựng sơ đồ cấu trúc tuyến tính hoá của động cơ điện một chiều. Trả lời. 1) Động cơ một chiều kích từ nối tiếp, song song: - Phần mạch kích từ: U K(P) = R K .I K(P) + N K .P.Φ (P) (4) N K : Số vòng quấn dây. - Phương trình phần ứng: Uư(P) = Rư.I(P) + Lư.P.I(P) ± N N .P.Φ(P) + E(P) (5) - Phương trình điện cơ: M(P) – Mc(P) = J.P.ω(P) (6) Từ (5) => I(P) = 1/[Rư.(1+Tư.P)] . (U(P) – E(P) ± N N .P.Φ(P)) (7) Tư = Lư/Rư: hằng số thời gian mạch phần ứng N N số vòng dây kích từ nối tiếp. Có: I K(P) . N K = Φ(P): quan hệ đặc tính từ hoá kích từ nối tiếp (4) => Φ(P) = 1/N K .P . [U K(P) – R K .I K(P) ] (8) (hình vẽ 13 dòng) 2) Động cơ một chiều kích từ độc lập: Với động cơ kích từ độc lập N N = 0 - Phương trình phần ứng: U(P) = Rư.Iư(P) + Lư.P.Iư(P) + Eư(P) ↔ U(P) = Rư.Iư(P) + Rư.Tư.P.Iư(P) + K.Φ(P).ω(P) → ∆U(P) + U 0(P) = Rư . [I 0(P) + ∆I(p)] .(1+Tư.P) + K . [Φ 0 + ∆Φ(P)] . [ω B + ∆ω(P)] ↔∆U(P) = ∆I(P).Rư.(1 + Tư.P) + K.Φ 0 .∆ω(P) + K.ω B .∆Φ(P) (bỏ qua vô cùng bé) - Phương trình kích từ: U K(P) = R K .I K(P) + P.L K .I K(P) ∆U K(P) = R K .∆I K(P) + P.L K .∆I K(P) ↔ ∆U K(P) = ∆ I K(P) .R K .(1 + T K .P) T K = L K /R K - Phương trình điện cơ: M(P) – Mc(P) = J.P.ω(P) ↔ KΦ 0 .∆I(P) + K.I 0(P) .∆Φ(P) - ∆Mc(P) = J.P.∆ω(P) (hình vẽ 13 dòng) . nhau cảu 2 hệ truyền động điện dị bộ và đồng bộ. Trả lời. 1) Giống nhau: hai loại động cơ này chỉ giống nhau ở cấu tạo phần stato. 2) Khác nhau: Những điểm khác nhau giữa hai loại động cơ này. sơ đồ cấu trúc của hệ truyền động điện đồng bộ. Trả lời. Ngoài các khâu cơ bản như: nghịch lưu, điều chế vectơ ko gian, sensor dòng và tốc độ quay, các khâu chuyển tọa độ điện áp (CTĐu) và dòng. thông rôt ψr, cụ thể như sau: trong động cơ đồng bộ ψr được tạo từ NCVC hoặc dòng điện một chiều đi qua cuộn dây kích từ, do vậy thành phần dọc trục của dòng điện stato isd (tạo ra từ thông ψr)