Giáo trình truyền động điện

Trang 2

MỤC LỤC Giới thiệu Dunh mục các thí nghiệm 9, 10 II

Các thông số của hệ thống điều khiển tốc độ

Các thông số của hệ thống điều khiển nhiệt độ và ánh sáng

Điều khiển dòng và ngẫu lực của động cơ

Điều khiển tốc độ

Điều khiển điện áp cho máy phát

Điều khiến tốc độ bằng cách điều khiển đòng từng nắc

Động cơ 2C với nguồn 1 pha điều khiển và không điều khiển, b6 chinh hu half-wave D6ng co DC hoat dong 6 4 géc phan tu ding mach chuyén déi Thyristor tinh + Hoạt động ở 4 góc phần tư dùng cầu H Tải điện tử

Điều khiến nhiệt độ dùng bộ điều khiển P và PI Diều khiển nhiệt độ dùng bộ điều khiển 2 bậc

„ Điều khiển nhiệt độ dùng bộ điều khiển PID và điều khiển nhóm xung „ Điều khiển độ sáng dùng bộ điều khién P, PI, PID

Trang 4

Định nghĩa thời gian đo dùng máy phát điềm đặt

Máy phát điềm đặt và điều khiển tuần tự

Máy phát điềm đặt cho phép cài đặt độ nhảy đặt từ - 10V .+ 10V và được nuôi trực tiếp hay thông qua máy phát điểm đặt đến khối đo lường Điều khiển tuần tự được thiết kế với thời gian đo từ 10ms đến 20s khi sử dụng máy đo dao động chuẩn Tắt cà các giá trị thời gian đều

được điều chỉnh từng bước Mỗi chu kỳ đo có thể được đo tách biệt nhau (chế độ SINGLE)

khi sử dụng máy thu Y-t hay máy tao đao động Hình 1 biểu diễn trình tự của một chu kỳ đo

Hình 1 Trình tự của một chu kỳ do Tạm ngừng (1):

Khi phích RESET được cắm vào, tắt cả tụ liên quan trong mạch được phóng điện để ngõ ra

của các thành phần mạch điều khiển là 0V khi bắt đầu thực hiện các phép đo Trạng thái nay tồn tại khi nút start/ stop được giữ và một chu kỳ đo bắt đầu khi thả tay nhấn

Chu kỳ đo với thời gian đo tm (2, 3, 4):

Thời gian đầu (2)

Là khoảng thời gian 1/10 của thời gian đo cho đến khi tín hiệu thật sự xuất hiện Thời gian

này cần thiết cho các dụng cụ đo một sự khởi đầu an toàn để thu tín hiệu Mặt khác, trạng thái bắt đầu của các khối đo lường có thể được theo dõi trong suốt thời gian này

« Tín hiệu xung (3)

Xung tín hiệu thật sự được ứng dụng trong thời gian này và được duy trì qua máy đo điện

áp đặt hay trực tiếp đến khối đo lường Tín hiệu xung này chiếm 7/10 thời gian đo được

cài đặt +

Tín hiệu xung trở về 0V và giữ trong suốt 2/10 thời gian đo Ta có thể quan sát được các

thành phần mạch điều khiển đáp ứng như thế nào khi điện áp ngõ vào của nó là 0V Đây

là đáp ứng từng phần trong mạch điều khiến tích hợp ví dụ như bộ điều khiển PI Một chu

kỳ mới bắt đầu khi hết thời gian đợi

Điều khiển tuần tự là một mạch số “thuần túy”, việc phân hối thời gian là giống nhau cho tất

cả thời gian đo được cài đặt Nếu không dử dụng điều khiển tuần tự thì nút RESET được thả

Trang 5

Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện Giới thiệu

Tập sách này gồm 19 thí nghiệm được thiết kế để sử dụng cho các thiết bị hps « _ Bảng điện động cơ (loại 5130)

« _ Bảng điều khiển PID (loại 5120)

« Bảng nguồn (loại 5125)

Nguyên lý của các thí nghiệm được mô tả chỉ tiết trong từng phần Các vắn đề khác được giới thiệu trong 3 quyển:

- GIGI THIGU VE KY THUAT DIEU KHIEN (V 0120)

- _ GIỚI THIỆU VỀ ĐIỆN TỪ CÔNG SUAT (V 0121)

- HE THONG DIEU KHIEN/MACH DIEU KHIEN (V 0122)

3 quyền này tạo thành lý thuyết hoàn chỉnh trong lĩnh vực điện tử công suất và kỹ thuật điều khién,

Lưu ý về kỹ thuật do

Hầu hết các thí nghiệm đều liên quan đến phần máy phát — động cơ và hệ thống điều khiển nhiệt độ, ánh sáng Trong nhiều thí nghiệm đều cần thiết sử dụng đến máy tạo dao động (có

nhớ) hay máy thu Y/t

Nếu máy tạo dao động không có bộ nhớ thì hầu hết các cách đo đều vã được thực hiện mặc dù không xác định rõ thời gian quá độ Trong nhiều trường hợp máy đo dao động chuẩn ghi nhận lại sự thay đôi các thông số rất hữu hiệu Đường cong của sự thay đổi này được phác thảo trên khung kẻ ô

Nói chung, không thể có sự chính xác cao cho các thí nghiệm (sai số của các thiết bị là quá lớn) nhưng nếu quan sát cần thận thì các quan hệ về đặc tính của các khối liên quan sẽ được

Trang 6

Các thông số đo trong mạch điện

Các thông số đo trong mạch đo luôn luôn được định rõ trực tiếp Tuy nhiên, dòng điện hoặc

tốc độ được đo gián tiếp qua điện áp Các biến A/div hay min Ì/div được định qua biểu đồ dao

động Có nghĩa là các biến cần được biến đổi khi chuyển từ thiết bị đo sang giản đồ Khởi động máy đo dao động

Việc điều khiển đóng ngắt trên bảng PID thường được sử dụng khi do đáp ứng nhảy Khi đó khởi động máy đo dao động bên ngoài từ ngõ ra xung của bộ điều khiển đóng ngắt Điều

chỉnh chu kỳ đo T cho phù hợp với tỷ lệ thời gian trên máy đo dao động như sau:

- Dau tién chọn tỷ lệ thời gian mong muốn trên máy đo dao động, - chắc chắn rằng tia sáng bắt đầu ở dòng kẻ 6 bên tay trái,

- sau đó khởi động bộ điều khiển đóng ngắt và đầu tiên chọn ở tằn số cao,

-_ cài đặt máy đo dao động để máy hoạt động một cách đáng tin cậy,

-_ thay đổi tần số của bộ điều khiển đóng ngắt để tín hiệu xung trên màn hình bắt đầu sau 1 ô phân lưới và kết thúc sau 8 ô phân lưới

Các vấn đề liên quan đến kỹ thuật đo lường

Các bài thí nghiệm được thực hiện thông qua việc kết nối các mạch điện tử bằng dây dẫn Sự

nhiễu trên các dây dẫn rất lớn do đó để chống nhiễu ở tần số cao (HE), ta có thể:

-_ nối máy đo dao động với dây nối theo tiêu chuẩn thay vì sử dụng cáp đồng trục Vì cáp

Trang 7

Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện

1 Các thông số của hệ thống điều khiển tốc độ

Giới thiệu

Thiết bị đo lường được thiết kế để giải thích các đáp ứng ở trạng thái tĩnh và động của cả hệ thống điều khiển tốc độ

Về cơ bản, hệ thống bao gồm hai động cơ được kết hợp giống nhau và một trong hai động cơ hoạt động như một máy phát Trên cửa số hiển thị sẽ cho phép ta quan sát được chuyển động quay, ví đụ trục động cơ có thể bị khóa nếu được yêu cầu điều khiến dòng của động cơ Mục đích chính của thí nghiệm là giúp ta có thể nắm được đáp ứng của động cơ khi truyền động ở góc 1⁄4 hay ở bốn góc 1⁄4 Hơn nữa, kết quả đo được cũng cho biết chỉ tiết về độ lớn

của các thông số và các giá trị vận hành của động cơ lọai nhỏ

Động cơ DC có chỗi than

Các thông số của động cơ DC:

Điện áp định mức: 12V

Dòng điện không tải: 20 mA

“Tốc độ không tải: 7800 min"!

Bộ đếm sức điện động khi tốc độ là 1000 min”; 1.55 V

Momen khởi động: 14.9 mNm

Hang sé momen km: 14.8 mNm/A

Điện trở dây nối: 11.9

Dòng làm việc rec, max: 0.58 A

+

Hình 1.1a mô tả sơ đồ mạch tương đương của động cơ sử dụng trong thí nghiệm Hình I.1b minh họa các chức năng cơ ban ở dạng giản lược

Cuộn dây phần ứng được cắp điện thông qua các chổi than gắn trên trục động cơ Cuộn dây

được đặt trong từ trường vĩnh cữu Ngay khi dòng điện phần ứng đi qua cuộn dây, ở phần ứng

sẽ sinh ra 1 từ trường Sự kết hợp của 2 từ trường này tạo ra I lực làm cho phần ứng quay

Trang 8

by TL I- - =e——— Hình 1.1 Sơ đồ mạch tương đương và các chức năng cơ bản của động cơ Bộ đếm sức điện động (Counter-EMF)

Theo định luật cằm ứng điện từ, khi cuộn dây phần ứng quay sẽ tạo ra một sức điện động cảm ứng có giá trị điện áp là Uw, Không có sự khác biệt khi trục động cơ được tác động từ bên ngoài hay do dòng điện phần ứng lạ Bộ đếm sức điện động (Counter-EME ) phụ thuộc theo tức độ động cơ Ví dụ khi phần ứng quay ở tốc độ 1000 vòng/ phút sẽ sinh ra điện áp là Uw =

1.55V

Nếu động cơ DC hoạt động như 1 máy phát thì giá trị sức điện động có thể đo tại đầu cực của

máy phát ở trạng thái không tải Nếu ngược lại khi họat động như động cơ, thì giá trị sức điện

động sẽ chống lại điện áp phần ứng Sai lệch điện áp giữa UA và U sẽ rơi trên RẠ,

Điện áp phần ứng

Điện áp phần ứng U là điện áp cấp cho động cơ Điện trở phần ứng

Rạ là điện trở dây nối (điện trở cuộn dây) và điện trở tiếp xúc trên chổi than Điện trở phần

ứng (Ra) của động cơ là 11.92 ° Momen khởi động

Nếu giữ trục động cơ đứng yên và cấp cho động cơ 1 giá trị điện áp định mức, dòng điện phần

ứng lạ = UA/Ra = 1.01A sức điện động EME không được tạo ra) Khi đó động cơ tao ra |

Trang 9

Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện Dòng điện không tải

Nếu động cơ không tải, dòng điên sẽ tăng khi khởi động, Khi tốc độ tăng, giá trị sức điện

động (counter-EMEF) sẽ tăng và dòng điện sẽ giàm đến giá trị dòng không tải Điều này cần

thiết để chống lại sự ma sát ở đầu trục động cơ

Vận hành động cơ với điện áp phần ứng là hằng số

Nếu điện áp phần ứng là không đổi, tốc độ sẽ phụ thuộc nhiều vào tải trên trục của động cơ

Ngay khi có 1 lực hãm trên trục động cơ, tốc độ giảm, UM giảm và dòng tăng Sự tăng dòng

thì cân thiết để động cơ có thể chống lại lực hãm này Vận hành với điện áp phần ứng không đổi chỉ xảy ra trong hệ thống điều khiển, ở đây tốc độ là hằng số không quan trọng

Vận hành động cơ với tốc độ là hằng số

Trong mạch điều khiển tốc độ động cơ, giá trị sức dign dong — Um (counter-EMP) và tốc độ

thì không đổi Nếu có một lực tác động lên trục động cơ, khi đó điện áp phần ứng sẽ tăng thì

đòng điện phần ứng sẽ tăng theo

Khi tải thay đổi thì điện áp phần ứng sẽ dao động thay vì tốc độ

Vận hành động cơ với dòng điện là không đổi;m

Ngẫu lực tăng tốc có ưu thế lớn hơn khi động cơ được vận hành ở 1 giá trị dòng điện (phần (ng) nado dé va khong co tai gắn trên đầu trục Tốc độ và giá trị counter-EME sẽ tăng lên và chỉ được giới hạn bởi giới hạn trên của điện áp phần ứng, Khi kết quả của việc tăng tốc và tốc

độ là bbkjl

Các thành phần và các thiết bị phụ trợ

- 1 bang dién động cơ

- 1 bang diéu khién PID

- 1 bộ tao đao động -

- 2 đồng hồ vạn năng

Trang 10

P10 BOARD MOTOR BOARD ke oe ° Hình 1.2 Mạch đo lường

Có 2 khả năng, A và B, để nối ngõ ra bộ khuếch đại đến động cơ Ở đầu A, động co được nối đến bộ khuếch đại thông qua 1 điết và có thể từ đó hoạt động ở góc 1⁄4 Ở đầu B, động cơ được nối trực tiếp đến ngõ ra của bộ khuếch đại và từ đó cho phép hoạt động ở 4 góc 1⁄4

Lưu ý với bộ điều khiến ngắt: Các chân RESET và SINGI,E được mở ra!!

Loạt thí nghiệm 1: Các thông số tĩnh của hệ thống điều khiển tốc độ

Động cơ được nối trực tiếp đến ngõ ra của bộ khuếch đại (đầu nồi B)

Đầu tiên thực hiện đo các giá trị biến thiên khi động cơ chạy không tài gạv2 khi tài Lị được nối

theo bang 1.1 va 1.2:

Điện áp phần ứng UA

dòng động cơ IA gián tiếp tại ngõ ra của bộ khuếch đại 1V tương ứng 0.1A và

điện áp tachmometer U¿ với 2V tương ứng 1000rpm

Nhập các giá trị dòng điện và tốc độ đã được tính toán từ giá trị điện áp trực tiếp ở bảng 1.1

Trang 11

Giáo trình thực hành Truyền động điện _—_ Khoa điện

Từ các giá trị đã cho, tính toán ngẫu lực sinh ra Từ đó ta có thể sử dụng hằng số ngẫu lực kw = 14.8 mNm/A

Vẽ đường cong tốc độ và dòng điện theo đáp ứng phần ứng ở hình 1.3 cho cả 2 lọat thí

nghiệm

Loạt thí nghiệm 2: Các thông số động lực của hệ thống điều khiển tốc độ

Máy đo điện áp đặt lấy điện áp từ bộ điều khiển ngắt, điện áp phần ứng là 6V Trong một số phép đo để dụng tín hiệu các biến hiển thị tốt hơn, việc quét của máy đo dao động được cài đặt sao cho tông thời gian của bộ điều khiển ngắt không được hiển thị

Phép đo 1:

Máy phát không tài Động co lấy điện áp từ đầu A qua didt và sau đó hoạt động ở góc một

phần tư Khoảng thời gian cho bộ điều khiển ngắt T = 2s

Sử dụng máy đo dao động đo các biến sau: ˆ Điện áp phần ứng UA

ˆ Dong cia động cơ I,

- Điện dp tir may do tbc dd gde Ura Phép do 2:

Đèn nung sáng Lị được gắn vào máy phát, các dữ liệu khác và các biến cẦn đo tương tự như

phép đo I Tăng thời gian của bộ điêu khiển ngắt lên cực đại

Phép đo 3: +

Khối tải ly tâm được gắn vào máy phát Thời gian của bộ điều khiển ngắt được tăng lên

khoảng 10s Máy đo điện áp được bật sang nút dừng bên trái Thực hiện đo các biến tương tự như phép đo 1

Phép đo 4:

Giống phép đo 3, khối tải ly tâm được gắn vào máy phát; Động cơ được nối đến ngô ra của bộ

khuếch đại đầu B, hoạt động ở bốn góc phần tư Khoảng thời gian của bộ điều khiển ngắt 'T = 2s thực hiện đo các biến tương tự như phép đo 1

Trang 14

Kết quả của loạt thí nghiệm 1: Các thông số của hệ thống điều khiển tốc độ

Đánh giá:

Câu hỏi 1: Tốc độ của động cơ phụ thuộc vào điện áp của phần ứng như thế nào? Nêu lý do Trả lời:

Câu hỏi 2: Nhận xét giá trị dòng điện của động cơ IA khi UA thay đổi từ 0 —> 1V Tại sao giá trị dòng điện ở đây lại tương đối cao và sau đó lại giảm khi động cơ quay?

Trả lời:

Câu hỏi 3: Tại sao dòng điện phần ứng chỉ tăng nhẹ theo điên áp phần ứng khi động cơ chạy không tài và lại tăng đáng kể khi có tải?

Trả lời:

Trang 15

Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện —

Kết quả của loạt thí nghiệm 2: Các thông số động lực của hệ thống điều khiến tốc độ Phép đo 1: Vận hành ở góc một phần tư Động cơ chạy không tải Điện áp phần ứng UA : 2 V/div -0 Điện áp chính Uyg — :2 V/div -0 Hình 1.4 Thời gian : 0.2 s/div ,

-0 Dòng động cơ ÍA = 0.1 A/div

Hình 1.5 Thời gian : 0.2 s/div

Trang 18

Phép đo 4 Vận hành ở bốn góc phần tư Động cơ được gắn với khối tải ly tâm Điện áp phần ứng UA_ : 2 V/div 0 Hign Ap chinh Ure :2 V/div -0

Hinh 1.10 Thời gian : 0.2 s/div

Trang 19

Đánh giá:

Câu hỏi 4: Tốc độ phụ thuộc vào tải như thế nào? Nêu lý do

“Trả lời:

Câu hỏi 5: Động co mắt bao lâu để đạt được tốc độ cuối cùng khi điện áp nhảy vọt và quay về

Ø từ tốc độ này Nhận xét biểu đồ dao động và nhập giá trị vào bảng 1,3

Chú ý: Giá trị trên máy đo dao động được chọn sao cho đáp ứng của động cơ khi

Trang 20

Câu hỏi 7: Khối tải ly tâm ảnh hưởng đến đáp ứng của động cơ như thế nào? Nêu lý do “Trả lời:

Câu hỏi 8: Khâu cuối trên mạch động cơ cho phép động cơ hoạt động theo 2 hướng: truyền

động và hãm Để nắm được khi hoạt động ở góc 1⁄4, động cơ được nồi với ngõ ra

của khâu cuối qua 1 điốt Cho biết 2 chế độ vận hành này ảnh hướng đến đáp ứng của động cơ như thế nào? Nêu lý do

“Trả lời:

Câu hỏi 9: Mô tả giá trị dòng động cơ cho mỗi chế độ họat động khác #hau Tai thời điểm đang hoạt động và bị ngắt, dòng động cơ sẽ tăng đến giá trị nào? Khóa trục động cơ bằng cách giữ nó ở đặt mức nhày từ 6 ~> 10V Trong trường hợp này dòng của

động cơ tăng đến giá trị nào? Trả lời:

Trang 21

Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện 2 Các thông số của hệ thống điều khiển nhiệt độ và ánh sáng

Giới thiệu

Phép đo này chỉ giải thích riêng đáp ứng về thời gian của 2 hệ thống điều khiển Điều thú vị là

hệ thông điều khiển nhiệt độ có thể được sử dụng cùng lúc để lấy các giá trị đo Mạch nhiệt và

các cảm biến nhiệt được tạo nên từ các điện trở PTC; thành phần đốt nóng là các đèn nung

sáng

Thanh phần và các thiết bị phụ trợ

1 bảng điện động cơ

1 bảng điện điều khiển PID

- 1 hệ thống điều khiển nhiệt độ và ánh sáng

- 1 may tạo dao động

- 1 máy thu tín hiệu Y⁄t

- 2 đồng hồ đo vạn năng Lưu ý khi thực hiện đo đạc

Khi làm việc với 2 hệ thống điều khiến, lưu ý là kết quả đo không phan ánh được nhiệt độ hay

độ sáng thật sự

Các qui tắc ước lượng về đáp ứng của 2 hệ thống điều khiển được giả thích ở quyển GIỚI THIEU VE KY THUAT DIEU KHIEN (V0120)

Trang 22

Khoa điện _ PID BOARO MOTOR BOARD VEMmenatune ano MOM CONTR — FO SvErt at Oy poo se» Hình 2.1 Mạch đo

Máy đo điện áp đặt được nói cố định vào +10V khi thực hiện đo tĩnh cho 2 hệ thống điều

khiển Bộ điều khiển ngắt được sử dụng cho đáp ứng nhảy vọt của hệ thống điều khiển nhiệt

độ và đưa vào máy đo điện áp

Bộ điều khiển ngắt được chỉnh sao cho có thể nhận đáp ứng nhảy vọt của hệ thống điều khiển nhiệt độ bằng cách nói vào chốt 10V của máy đo điện áp

Lưu ý: Máy đo điện áp phái được điều chỉnh đến giá trị điện áp mong muốn! Việc đo lường mắt nhiều thời gian do hệ thống điều khiển nhiệt độ đáp ứng chậm

Cần chú ý đến bộ điều khiến ngắt:

Các chân RESET va SINGLE duye mé ra!

Trang 23

Loạt thí nghiệm 1: Đáp ứng tĩnh của 2 hệ thống điều khiển

Do theo so dé mach hinh 2 va bang 2.1:

- Bién dién dp (diéu khién bing tay) Uy

- Dign áp ngõ ra U, ¡ của hệ thống điều khiển nhiệt độ

-_ Điện áp ngõ ra U„; của hệ thống điều khiển ánh sáng Nhập các giá trị vào bảng 2.1 và vẽ lại các kết quả này trong hình 2.2

Biến điều khiển Uy được cho trong mỗi trong mỗi trường hợp Lưu 2 rang hé théng diéu khién nhiệt độ có hằng số thời gian rất lớn Nghĩa là việc đo lường sẽ mất rất nhiễu thời gian Độ sáng môi trường xung quanh hiển nhiên tuân theo qui luật của hệ thống điều khiển ánh sáng Để thực hiện sự phân tán, ta thực hiện 2 thí nghiệm , nhờ đó điện trở LDR đựợc nối

ngân mạch bằng tay Lưu ý rằng do dung sai tự nhiên rất lớn do vậy kết quả có được chỉ là xp xi

Loạt thí nghiệm 2: Đáp ứng về thời gian của 2 hệ thống điều khiển

Phép đo 1: Đáp ứng nhảy vọt của hệ thống điều khiển nhiệt độ

Xác định đáp ứng nhảy vọt của hệ thống điều khiển nhiệt độ tại điện áp đặt U„ = 7V Khi mô phỏng việc đo đạc sẽ gặp nhiều khó khăn do mắt nhiều thời gian

“Trước khi đo, thực hiện cài đặt như sau:

-_ Hệ thống điều khiển nhiệt độ được cài đặt là giá trị nhiệt độ phòng

-_ Điện áp được cài đặt 7V

- May thu tín hiệu Y/t được cài đặt thời gian đo vào khoảng 10 đến 20 phút

Bắt đầu việc đo bằng cách đưa điện áp đặt điều chỉnh trước cho ngỡ và khâu truyền động và đồng thời khởi động máy thu Y/t

Phép đo 2: Đáp ứng động jump của hệ thống điều khiến ánh sáng

Xác định điện áp động jump của hệ thống điều khiển ánhn sáng với điện dp dat Uy = 6 V Bộ điều khiển ngất hoạt động trong khỏang thời gian T ~ 1s, sẽ đưa giá trị điện áp này đến máy

đo điện áp đặt Cover up điện trở LDR để loại trừ ảnh hưởng của độ sáng xung quanh phòng

Trang 25

Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện Biến Uy [V] (đk bằng tay) |0 |2|4|5|6|7|8|9l10 Điện trở PTC Ux¡ [V] Điện trờ LDR Ux2 [V]} Điện trở LDR mở Ux2 [V] Bang 2.1 Đánh giá Câu hỏi 1: Mô tả chỉ tiết sự phụ thuộc của các biến được điều khiển vào các biến được điều khiển bằng tay Trả lời:

Câu hỏi 2: Phạm vi biển thiên khi điều khiển bằng tay: a) sự thay đổi nhiệt độ lớn nhất và

b) sự thay đổi độ sáng lớn nhất (khi điện tro LDR bj covered)?

Tai sao khi hệ thống điều khiển ánh sáng chi bị ảnh hưởng khi covering điện

trở LDR ở điệp áp thấp? Trả lời:

Trang 26

Kết quả đo của loạt thí nghiệm 2: Đáp ứng về thời gin của 2 hệ thống điều khiển

Trang 27

Phép đo 2: Đáp ứng động jump của hệ thống điều khiển ánh sáng

-0

Biến được điều khiển U„¿ : 2 V/div

Trang 28

Câu hỏi 4: Hệ thống điều khiển có thời gian trễ lớn trong mối quan hệ với thời gian bù sẽ khó điều khiển Đánh giá mức độ kiểm soát của 2 hệ thống

Tra loi:

Câu hỏi 5: Đo đáp ứng động của hệ thống điều khiển ánh sáng với máy đo dao động 1 lần

nữa, thay đổi bằng tay giá trị của biến Uy và quan sát thời gian tăng lên của điện áp

Ux„z Thời gian bù phụ thuộc vào sự thay đổi độ sáng của đèn nung sáng như thé nào? Nêu lý do

Trà lời:

Trang 29

Giáo trình thực hành Truyền động điện - Khoa điện

3 Điều khiến dòng và ngẫu lực cho động cơ

Giới thiệu

Thí nghiệm 3, 4, 5 và 6 liên quan đến mạch điều khiển cho động cơ Mỗi phép đo đều có quan

hệ với nhau để định nghĩa các đại lượng truyền động ở phép đo đó

Động cơ nên có tốc độ định mức 3000 rpm tương ứng đòng điện định mức là 280mA Các giá trị này đạt được khi tải được gắn vào máy phát cùng lúc với đèn nung sáng 12

V/ 5 W được gắn vào hệ thống điều khiển ánh sáng và nhiệt độ

Điện áp động cơ UA phải vào khoảng 8 V

"Thí nghiệm ban đầu này làm rõ các câu hỏi sau:

-_ Làm thế nào để khởi động và tăng tốc cho động cơ mà không vượt quá giá trị dòng điện

phần ứng?

-_ Động cơ sẽ hoạt động như thế nào nếu nối vào bộ điều khiển dòng phần img; va gis "Thành phần và các thiết bị phụ trợ:

-_1 bảng điện động cơ

- 1 bang diéu khién PID

1 hệ thống điều khiển nhiệt độ và ánh sáng 1 máy đo dao động đôi kênh chuẩn

1 bộ tạo dao động

Khi sử dụng bộ tích phân đặt, lưu ý đây không phải là bộ tích phân “thật' Điện áp ngõ ra của bộ tích phân sẽ mắt đi khi giá trị điện áp ngõ vào xuống mức 0 Bộ tích phân đặt có nhiệm vụ

chuyển đổi sự thay đổi điện áp ngõ vào nhanh thành tín hiệu xung lên hay xuống chậm CầẦn chú ý đến bộ điều khiển ngắt:

Các chân RESET cắm vào, SINGL.E được mở ra!

Trang 32

Loạt thí nghiệm I Đưa điện áp ngõ ra từ máy đo điện áp đặt qua bộ tích phân đặt đến khâu truyền động cho động cơ hình 3.1, Điện áp nhảy đặt là U„ = 10 V, khoảng thời gian của bộ điều khiển ngắt được cài đặt T = Is Phép đo 1

Bật máy đo điện áp trong bộ tích phân đặt sang nút dừng bền trái Sử dụng máy đo dao động để đo

-_ Biến điện áp Uy (biến được điều khiển bằng tay)

- dong qua động co I, va

- _ tốc độn

Phép đo 2

Trình tự giống như phép đo 1 nhưng máy đo điện áp trong bộ tích phân đặt nên được cài đặt

sao cho Uy đạt đến giá trị cuối của 10 V trong 300 ms

Loạt thí nghiệm 2

Máy phát được gắn tải và đèn nung sáng 12 V / 5 W cùng lúc Mạch điều khiển được cài đặt

theo dòng qua động cơ Bộ biến tần được thêm vào bộ điều khiển PI là cần thiết dé bao dam

rằng tốc độ dương được cài đặt cho điểm đặt dương Phép đo 1

Trước tiên thực hiện các cài đặt sau: -

- _ Khoảng thời gian của bộ điều khiển ngắt là T = 500 ms,

- Bién 4p dat Uy = 10 V,

- Hang sé thdi gian cho thanh phan P-T; khoang tir 20 dén 30 ms,

- _ Sự khuếch đại của kênh giá trị thực V = 5,

~_ Thời gian tích phân T¡ và hệ số hoạt động tương ứng Kp của bộ điều khiển PI chuyển sang

nút dừng bên trái

Trang 33

Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện Sử dụng máy đo dao động để đo - _ Điện áp dat Uy ~_ dòng qua động cơ lạ và - the don Phép đo 2 Trinh a giống như phép đo I nhưng sự khuếch đại V trong kênh giá trị thực chỉ vào khoảng từ 1 đến 2 Phép đo 3

Trong các phép đo trước, động cơ hoạt động đầy tài (2 đèn nung sáng) Giảm tải từ từ: tốc độ ảnh hưởng như thế nào?

Điều chỉnh điểm đặt và tài từ từ, quan sát tốc độ Đồng thời quan sát điện áp trực tiếp tại động

cơ

Trang 34

Kết quả cho loạt thí nghiệm 1 Phép đo 1 Bộ tích phân đặt chuyển sang nút dừng bên trái -0

Biến được điều khiển U„ : 5 V/div

Trang 35

Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện Phép đo 2 Bộ phận đặt (0.3 s cho 10 V) -0

Biến được điều khiển U„¿ : 5 V/div

Trang 36

Đánh giá Câu 1: Bộ tích phân đặt có ảnh hưởng gì đến độ tăng dòng trong động cơ? Nêu lý do? Trả lời: Câu 2: Bộ tích phân đặt có ảnh hưởng gì đến đáp ứng về tốc độ? Nêu lý do? Trà lời: +

Câu 3: Khóa trục động cơ và quan sát dòng điện Có thể ngăn chặn tình trạng quá tài tĩnh của động cơ bằng cách sử dụng bộ tích phân đặt hay kg?

Trả lời:

Trang 37

Trang 38

Phép đo 2 Sự khuếch đại thắp trong kênh giá trị thực Bộ phận đặt (0.3 s cho 10 V) -0

Biến được điều khiển U„¿; : 5 V/div

Trang 39

Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện Đánh giá

Câu hỏi 4: Sự khuếch đại trong kênh giá trị thực có ảnh hướng gì đến các biến đôi điều khiển? Nêu lý do?

“Trả lời:

Câu hỏi 5: Giải thích đáp ứng của tốc độ và điện áp của động cơ theo dòng điện được điều khiển và tải qua lại theo phép đo 3

“Trả lời:

Câu 6: Giả sử có 2 cách truyền động sau:

a Động cơ DC hoạt động như một cần trục tải được thay đổi bởi các sản phẩm được treo lơ lửng Khi chỉ di chuyển với trống quấn dây và móc rỗng, cần trục hoạt động

ở tình trạng không tải -

b._ Giả sử động cơ DC được dùng trong quá trình quấn dây trong máy thu băng hay

Trang 40

Lưu ý