Bài giảng tổng hợp hệ điện cơ (chương 1)

Ch ươ ng I: Những khái niệm và chỉ tiêu cơ bản của hệ điện cơ Ch ươ ng II: Tổng hợp hệ điều chỉnh tự động điều khiển tốc độ động cơ một chiều Ch ươ ng III: Hệ điều chỉnh tốc độ động cơ đ

Khoa §iÖn - Bé m«n T§H

Tr êng §¹i häc KTCN

Th¸i Nguyªn

Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ 1

Ch ươ ng I: Những khái niệm và chỉ tiêu cơ bản của hệ điện cơ

Ch ươ ng II: Tổng hợp hệ điều chỉnh tự động điều khiển tốc độ

động cơ một chiều

Ch ươ ng III: Hệ điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều sử dụng nhiều mạch vòng

BBĐ một chiều - một chiều (Xung điện áp)

Ch ươ ng VI: Hệ thống tùy động

Ch ươ ng VII:Các loại hình cơ bản của hệ điều tốc động cơ không

đồng bộ hệ thống điều tốc điều chỉnh điện áp

Giáo trình Tổng hợp hệ điện cơ do bộ môn Tự động hoá - Khoa

Điện biên soạn

- Sách tham khảo:

[1] Trần Thọ, Võ Quang Lạp (biên khảo); Cơ sở điều khiển tự động truyền

động điện; NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội,2004

[2] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, D ơng Văn Nghi; Điều chỉnh tự động truyền động điện; NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2002.

[3] Bùi Đình Tiếu; Cơ sở truyền động điện tự động; NXB Khoa học và kỹ thuật,

Những khái niệm và chỉ tiêu cơ bản của hệ điện cơ

1.1 Khái niệm chung về hệ điện cơ

1.1.1 Khái niệm chung

Hệ điện cơ là các hệ thống dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng và khống chế tự động cơ năng đó

Phần cơ bản của hệ điện cơ là hệ thống điều chỉnh

tự động truyền động điện (ĐCTĐTĐĐ).

Mục tiêu cơ bản của hệ ĐCTĐTĐĐ là phải đảm bảo giá trị yêu cầu của các đại l ợng điều chỉnh mà không phụ thuộc tác động của các đại l ợng nhiễu lên hệ điều chỉnh

HÖ thèng §CT§T§§ cã cÊu tróc chung ® îc tr×nh bµy trªn h×nh 1.1.

1.1.2 Phân loại hệ điện cơ

Việc phân loại hệ thống điều chỉnh tự động truyền

động điện th ờng có nhiều cách, tuỳ vào mục đích.

Phân loại theo động cơ truyền động:

Ph©n lo¹i theo cÊu tróc hoÆc thuËt to¸n ®iÒu khiÓn:

- HÖ §CT§T§§ ®iÒu khiÓn thÝch nghi

- HÖ §CT§T§§ ®iÒu khiÓn mê

1.1.2 Phân loại hệ điện cơ

Phân loại theo nhiệm vụ chung:

- Hệ ĐCTĐTĐĐ duy trì đại l ợng điều chỉnh (đại l ợng ra) theo l ợng đặt tr ớc không đổi Ví dụ: Hệ duy trì tốc độ,

…

- Hệ ĐCTĐTĐĐ tùy động (hệ bám), là hệ điều khiển

vị trí yêu cầu điều khiển tự động l ợng ra theo l ợng đặt biến thiên tùy ý Các hệ này th ờng gặp ở các các hệ truyền

động quay anten, ra đa, cơ cấu ăn dao máy cắt gọt kim loại, …

1.1.2 Phân loại hệ điện cơ

Phân loại theo nhiệm vụ chung:

- Hệ ĐCTĐTĐĐ điều khiển ch ơng trình, thực chất cũng là hệ điều khiển vị trí nh ng đại l ợng điều chỉnh đ ợc

điều khiển tự động tuân theo l ợng đặt biến thiên theo một

ch ơng trình định tr ớc Đại l ợng điều chỉnh trong hệ thống này th ờng là các quỹ đạo chuyển động phức tạp trong không gian, cho nên cấu trúc của nó th ờng nhiều trục Ch

ơng trình điều khiển ở đây đ ợc mã hóa ghi vào bìa, băng

từ, đĩa từ, …

1.1.2 Ph©n lo¹i hÖ ®iÖn c¬

Ph©n lo¹i theo nhiÖm vô chung:

Chóng ta th êng gÆp c¸c hÖ ®iÒu khiÓn ch ¬ng tr×nh ë c¸c trung t©m gia c«ng c¾t gät kim lo¹i, c¸c d©y chuyÒn s¶n xuÊt cã robot HÖ ®iÒu khiÓn ch ¬ng tr×nh cã cÊu tróc phøc t¹p nhÊt vµ th êng ® îc thiÕt kÕ ë d¹ng ®iÒu khiÓn sè (NC) hoÆc ®iÒu khiÓn sè cã sö dông m¸y tÝnh (CNC - Computer Numeric Control).

3/ Bài toán tổng hợp cấu trúc - tham số: thực hiện khi đã biết qui luật biến thiên của l ợng đầu vào và ra của

hệ, ta cần xác định cấu trúc của hệ và đặc tính, tham số các bộ điều khiển.

1.3 Các chỉ tiêu cơ bản

1.3.1 Các chỉ tiêu chung

Để đánh giá các hệ điều chỉnh tự động truyền động

điện ng ời ta th ờng dựa vào một số chỉ tiêu chung nh sau:

nD

n

=

i 1 i

n n

+

ϕ =

oi i t

1.3 Các chỉ tiêu cơ bản

1.3.2 Độ chính xác của hệ thống ĐCTĐTĐĐ trong chế độ xác lập và tựa xác lập

Hình 1.2: Sơ đồ khối (a) và đặc tính quá độ (b)

R(t), e(t), C(t)

C(t ) R(t)

e(t)

t

i N

d N t C

+ t

ρ

Một hệ có tất cả các hệ số sai lệch đều bằng không thì đ

ợc gọi là hệ chính xác tuyệt đối.

1.3.2.2 Các biểu thức xác định các hệ số sai lệch

a/ Xác định các hệ số C i theo hàm truyền sai lệch:

Hàm truyền sai lệch theo tín hiệu vào:

F0(s) R(s)

C lim F s C C s

s

1 Tiêu chuẩn tích phân bình ph ơng sai lệch (ISE) Theo tiêu chuẩn này, chất l ợng của hệ đ ợc đánh giá bởi tích phân sau: