Tự động hóa và điều chỉnh thiết bị điện (chương 5)

Chơng 5: Các bộ điều khiển tác động liên tục.(15 tiết) 5.1 Các chỉ tiêu điều khiển. !"#$%&'()* +,-./0'&% 12%%$ .34(5$/6247'& %8( 9": &12;<&=60>8 '25?74@ &.512 1. Các chỉ tiêu tĩnh. A0:'&0%&08>/'&% 0 B'CA"D'.BE' )'=FG12@$('&%%E(H9 " Sai số tĩnh'&)'=94("B,4I)'=9 & H="J(K54L%M NOO P PP N5 , , = 4($MP Q.59R PQ.5'&% Độ trơn khi điều chỉnh'&552122.5F 27/$="M P P + = 4($MP Q.5FS>)=7R P T Q.5FS>)=7T UF .7 P P + = /'&F$'&% !.5FS>4(5,F UF$7/$F'&% S>%54> F7>&($ Dải điều chỉnh'&K5<24>'!7 &V712.5 F % %2B P P W = Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính tải'&5" 129"F !9"9"F8%5 129" AF0 82/" -& &6,(FJ%')34(" -&I S7L'=80S &F$ 24#624/(& 425.57(512X$.V 0" -& Các chỉ tiêu khác/4(Y4H=*$,+<F 7'=%F/ ",*ML $2/'()FZ% F'&8&(2%*/+Y4H=*$ 04260>'2F 2. Các chỉ tiêu động. 9"12"4(64I/ F.5$'580)'=FJ(H 29"I= [>",!,)I, H ( 6 2 '= FI,$='&,(" F 2 ! ,! ,) B)H%\O]&%12 "F,) ^]_Q " &(8`OaO/8` ^bO_ Đánh gía chất lợng theo đặc tính động theo các chỉ tiêuM 2/ 6 F/5',2( Tác động nhanh2H2612="'&( H2 c %&4((H2$(&&=87dM ( ) 2 P P_] PP P e = ],Q_ 4($]_/P e /PQ'&4>H/82 &B'C12) '=FR]_/PQ'&254>H &B'C12)'Q =F/2Q,2((E f Tr. 48 Zimin f2 g %2B P e P 3.H2\O/OhQO/Oi/:2'&6=('&0@ ]_'V4>B'C12)'=FP.6hQ iN Lợng qúa điều chỉnh'&K5<28'!7 !4>B'C 12)'=F OO P PP OO P PP %2B%2B = = ],Qf_ j=6F.= =624>5(4!j=6@2 F(EH. =6OQhON5F'Q =6@2F#$8`O Số lần dao động12)'=F4(H26'&5 ')'=F62)'=B'C/$B>%k, 12,2(3H5',2(VhZ!)5 ',2(`%)0LB712 5.2 Nâng cao ổn định tĩnh của hệ thống. 5.2.1. Sơ đồ khối mạch ổn định tĩnh của hệ thống -2(S>: &12$ ?J(5?I( ==Y%83"^ ='7YS)5"9^ 9 &"?^ ]^ \^ 9 T ^ _3I?='7Y.542g$52S12 .542%&"9.2S/" 2SJ(.542G2S&12"'&% F"42]P_ A.5F1208>H9'& 62//,#/%(%J &.57% &B(2 2.5W!-%5-I`%< S>.542J(%%"B&($ h l= ^ 9 ^ m? ^ P UI(G?%)S>.542 A8H'&%% *80SL'=/,($2( 8&'&880S]e_A880S$% * 0)"/$=948`50)g e /5&'& %&%] e ]n __80 &(/4212G2S&H& %H(0/,($4(4H=H22($ .S9%212880S'&$$442/4 &-S2(84(880S0880$BJ% %-.6"26",2(J(I2. J(IA`5H212880SX* 80 &(/42 moI1208>'&% "Y'C0/8` '&%-,2('&%-.4D/$42F ' !%A-)(9/5(5$. 57/442V 98@p-I'&I% ?=5o,*4@; 24# &L12%q'() ?@2&.4( '2-4(%) 34(%*&%)?0/,# //`%I%87 C'"12@ &LS> 12.5 5.2.2. Đặc tính tĩnh của các khâu phản hồi động cơ điện một chiều 1. Khâu phản hồi điện áp g-?%]I2_'&? -%/$$% *< S U=948`4I]2Qữ2Qi_ n \r e Qs4 e ]2Q_ n \r Ts4]2Qf_ t AF 'l n 9 n m ? n n un e v UI2G?%)? s 3; f O r e \ e ]n  _n  ]2Qh_ r  \ J ω]2Qt_ n  \n  Q n n  ]2Qi_ 34($M n  Q.R r e Q880SR n Z Q"92 &(R sQ,#.R 4Q4.R 4 e Q4880SR  e Q50)880S/4H=S6'&%&%12 )' &(/42= 0'& e ]n  _R  n Q512H? ,  n n n  = R A J Q574@12         ω − = ,% l,%,% J 4sn A  g%2=B>J(8]2Q _%B/5%12'&%L"n  ]2Qi_E(J(L880S]2Qh_4 4>59 A880S.%H9 2'&8F'80SB(2&% & 88L%%0:880S&=948` 5 e  3+ &(50)12880S] e ]n  __ &512 H? n /%&880S$<.S %Y%&($3/4212'&/,( $2.2SI X2SJ(;-'&,(5*44 J(4I9"M J u J u A 4s A n −=ω ]2Qw_ e0S4I]2Q÷2Qw_C=4I9" 12"?-% i ( ) ( ) ( ) enJ enue enJ ,e A 44 s A n + ++ − + =ω ]2Qx_ m4I]2Qx_'&4IHd]H5f4I2 8_G)7128=BJ%.'"ω O 12"M ( ) enJ ,e O A n + =ω ]2Qy_ )'=&.S24(4H= e 2S 4()% '!34(4H=n Z \(5ω O *50 )%)" en e     + = /0:5&.S A@p4`MT n  e b e /,($+%/ 912"'!912&" (4H=L '47'!$525$4(%) ? G25:12$= 0M ( ) el OJ ,% O  44 A s OON + ω = ω ω∆ =ω∆ ]2Qz_ G25:12"= 0M ( ) ( ) ( ) OO  4 4 A s OO  44 A s N en e u OJ ,% en enue OJ ,%          + + ω = + ++ ω =ω∆ ]2QO_ ; C/?-%12 %$525:V525:12123 /525& {'!525129" OO4 A s OON l OJ ,% O 3; 3; ω = ω ω∆ =ω∆ ]2Q_ W($LS>12.&.2(/8 I8 712'&S>4212880S 2. §Æc tÝnh tÜnh cña kh©u ph¶n håi d¬ng dßng ®iÖn p12 0'C$?,,#/B7 Y508+"",!,),#-'&- w "-5254(?-%4G? 12-?,,#= [4I,2  2!880S'@&M n  \n Z T s s],Q_ ;012L'/,#:12XL/ '&%L5)2128],Q_GL'12,# '&%L]n  _ &0L8+55* ,(L,#-5*44 &880 S4'7",#]4 5 _H2'724 ,-*12% 9"12?,,#% =B-,8`80S4I]2Q_÷]2Qt_ & ],Q_/=M ( ) es J le J Ze  A 44 s A n − + −=ω ],Qf_ ;0 e  &4\4T4 e .SI4I],Q_'&4IQ Hd G25:12" !?,,#'&M ( ) OO A 44 sN es OJ le ,% − ω + =ω∆ ],Qh_ 3Y],Qh_74`525:12"?,,# $8`O0M s  e \3/,( e '& %&%12n  ] e ]n  __$B7<525J( ;0 s  e b525'&%(9":%7S>]H9 "h4I,8_ 32S)'= e ]n  _ &44 5 '&%( 2S;$#2S?-% x ω UI,G?%)?   AF 'l n 9 n  m ? n n u n  e v 4 5 ω s h f  ω O 2_ 8_ &$=" 52M+ ! L,#5 e %/,($H9"$8>04( +9"'&%  U&%9,+$(525:V/$') ,D(H9"0 &H9"4 &( +%7S>]Q Hh4I,8_ 3. HÖ thèng víi ph¶n håi tèc ®é G?12-?-%= [4I,2;'" ()12?-%'&MgL'/ %/42%%J(/ n  \n Z Q ω ω],Q_ L'/'&%L &Le` &8+=5*H L880S m4I9""=B-,Y8]2Q _÷]2Qt_ &],Q_/=M ( ) ( ) A 44 s A n J le J Z ωω + + − + =ω ],Qf_ 34($M\ e |A J R4\4 e T4 ;0 &4.2SI],Q_'&4IHd9" = [J(4I&!4I,8 3?-%/9]n Z _12? -%'!912 G25:12?-%="M ( ) OO  4 A s N OJ ,%  ω +ω =ω∆ ],Qh_ y UI,G?%)? ω s f  ω O 8_ n }3   AF 'l n 9 n  m ? n n u n  e v 2_ 3Y],Qh_74`525:%L0 ω →∞I525 :∆ω→0; C?-%(ES> 4. ChÕ ®é tÜnh cña hÖ thèng víi nhiÒu ph¶n håi 4!-?0-%880S/,,# /-%`%S>q%- ?7$ &=%34(4H=$2282-? +=5o,*9":125[0&(~ UI2 [5?%$82-?0$$  !%5?&/F [(. ;$$$!%H2L5?m?880 S$,(9-%W($4!)'= n n  4(4I]2Qi_ $%2,7•T•2•Q•m?,#X$?, !4/X$$?-%`%L7'=6 4I2!),#.26W($/,7€T€ 2,7•Q•=94! s s4(8],Q_m?H9 F'&?-%!4 G?4$,+F42()12 !S= L%'()"4(2282'()?4m4IS6 12$?M n  \n Z ± n n  ± s sQ ω ω]Q_ j7 ",*(4H=S>8`?-% &,Q ,#/'@$= 0M n  \n Z Q n n  T s s]Qf_ z n }3   AF 'l n Z n  m ? n n u e 2_ n s n ω UI,G?%)? ω s h f  ω O 8_ t i ω s  f ω O _ h g?,,#0] s V_ & e \(5/4\(5/9 "122(9"12F$?-% H9"&= [4I8]H5t_5(5/ - [9"]H5_/9"F$?-% ]H5f_/9"]H5h_m?,#0( 9"$2(/8 I$L%12880S ,(?,,#m?,#%)/9"$ 2(3/L s 0%Y%&($H9 "4 &( +:]kh«ng æn ®Þnh tÜnh - ®êng ®Æc tÝnh sè 5 trªn h×nh nph1b_ ;09"12!9"I n n  \n Z /'@$?-%,H8>4g04*L ?,#/" n n   4'!n Z  ] 4>5_'@$n Z  Q  n n  aOm?,,#8-H"'&&"12 n  /.<0/$#'&&8+'!12 n n  5( !n Z •!)41212H9"4(4H=&. ?) 34H= ",*2$?-%%)] ω '!_ &,,#0] s V_8-HM n  \n Z T s sQ ω ω 34I [9"($?-% & ,,#G( !9"]H_"(9 "2(AF?-%X$-9"' !]H5(5( !4*(&_g$%?,Q ,#/05 s /H9"$4 &( + :]Hh_ m4I9"12$= 0,!,)S6/ 8`=4I]2Q_÷]2Qt_ &]Q_=M  4 A 4 s  n en sln J en Z ωω + − +± =ω   ]Qt_ O [...]... khiển dòng điện với bộ điều chỉnh dòng điện HCI là bộ điều chỉnh tỷ lệ tích phân (PI) với cảm biến dòng điện (CBD) đợc lấy từ điện trở sunt và vòng điều chỉnh ngoài là bộ điều chỉnh tốc độ (HC) bằng bộ điều chỉnh tỷ lệ (P) với cảm biến tốc độ lấy từ máy phát tốc (FT) UV HC Ur =UVI HCI Uđk BĐ Đ CBD UphI Uph FT Thiếu Hình pt1 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển phụ thuộc Bộ điều chỉnh dòng điện HCI có... dòng điện ngắn mạch lớn Điều này làm xấu đi đặc tính quá độ động cơ, nghĩa là làm tăng dòng điện khi khởi động Giảm dòng điện khi khởi động và quá tải có thể đợc thực hiện bằng cách đa thêm khâu phản hồi âm dòng điện có ngắt vào mạch Chúng ta phân tích hệ thống có phản hồi âm điện áp liên tục và âm dòng điện có ngắt Phản hồi điện áp và dòng điện có ngắt nghĩa là khi điện áp và dòng điện vợt quá một ngỡng... khi tải thay đổi đột ngột 5.3 Điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều Các thông số điều chỉnh của hệ thống truyền động điện thờng gặp là tốc độ quay, điện áp, dòng điện, moment và công suất động cơ một và xoay chiều ổn định hệ thống có thể là ổn định động hay ổn định tĩnh Thờng gặp trong thực tế và có tác động rõ rệt tới các hệ thống là ổn định tĩnh tốc độ quay của động cơ điện một chiều khi có sự thay... áp máy phát điện xoay chiều Sơ đồ khối mạch ổn áp máy phát điện xoay chiều đợc vẽ trên hình oa4 Tự động ổn định điện áp máy điện đợc thực hiện bằng cách lấy các hồi tiếp dơng dòng điện và âm điện áp điện áp Khi dòng điện tải tăng, điện áp máy phát tăng hay giảm tùy theo tính chất của tải Các tín hiệu phản hồi làm cho Uđk1 , Uđk1 tự đông thay đổi theo tín hiệu điện áp và dòng điện của máy điện Ví dụ,... Đ trong đó: k = kBĐ/Ce Khi dòng điện nhỏ hơn dòng điện ngắt, khâu phản hồi âm dòng điện không tác động, chỉ có phản hhồi âm điện áp tác động, số hạng thứ ba của (ng-4) bằng 0 Khi dòng điện vợt dòng điện ngắt (I.Rs > UN) hay I > Ing , điện áp điều khiển Uđk đa vào điều khiển và điện áp đầu ra bộ biến đổi giảm mạnh, do đó tốc độ động cơ giảm nhanh theo sự tăng của dòng điện Biểu thức (ng-4) lúc này có... của máy điện có tính điện cảm Dòng điện tải tăng, điện áp máy điện giảm Phản hồi dơng dòng điện và âm điện áp thay đổi theo nguyên tắc: Uđk = Uđk1 + UfI ; (oa - 3) Uđk1 = Uđặt - UfU; Trong đó tín hiệu phản hồi dòng điện U fI, = k.I và phản hồi điện áp U fU = kUMF Thay các giá trị này vào biểu thức trên ta có: Uđk = Uđặt + kI.I - kU.U (oa - 4) Điện áp điều khiển tăng khi dòng điện tải tăng Mạch điều khiển... dòng điện I0, dòng điện I0 tự cảm sức điện động E1, sức điện động E1 E1 lại sinh dòng I1, dòng điện I1 lại cảm ứng E2 E cứ nh thế tiếp diễn cho đến điểm làm việc 0 Ikt xxác lập tại điểm K kết thúc quá trình tự I0 I1 I1 I3 IXL kích Chỉ khi điện áp máy phát tự kích tới đủ điện áp nguồn cấp ổn định cho mạch Hình oa7 Nguyên lí tự kích máy điện UA điều khiển (khoảng 0,5 Uđm) mạch ổn áp t mới đợc hoạt động. .. cong điện áp các khâu trong mạch điều khiển 36 Sau khi đủ điện áp nguồn cấp, mạch điều khiển hình 2.36 thực hiện chức năng ổn áp Các KĐTT tạo điện áp tựa U B, điện áp tựa này so sánh với điện áp điều khiển lấy từ KĐTT A5 Hai điện áp so sánh này cho đầu ra của KĐTT A4 một xung điện áp không đối xứng U C Khi điện áp UC dơng có dòng điện chạy qua sơ cấp bộ ghép quang, dòng điện này làm dẫn tranzitor động. .. thông và sức điện động của máy Phản ứng 31 này làm cho đặc tính ngoài của máy điện có chiều tăng lên khi dòng điện tăng Từ đặc tính ngoài trên thấy rằng: muốn điện áp ra của máy điện ổn định thì khi tải tăng sđđ E (từ thông hay dòng điện kích từ) của máy điện cũng cần tự động tăng, theo đặc tính điều chỉnh hình oa3 Uđặt Uđk1 _ UfU Uđk + UfI Bộ biến đổi UKT Kích từ Phản hồi dòng điện Phản hồi điện áp... điều khiển cần đợc thiết kế theo nguyên tắc tải tăng điện áp điều khiển tăng, điện áp và dòng điện kích từ tăng để kéo điện áp máy điện về trị số đặt 1 Khâu phản hồi điện áp Khâu phản hồi điện áp máy phát điện xoay chiều (hình đa1) là phản hồi âm, nó có nhiệm vụ giữ điện áp máy phát không đổi BĐ Uđặt Uđk Chỉnh Điều 0 lưu khiển _ 1 2 UphU Phản hồi Hình đa1 Sơ đồ khối mạch phản hồi điện áp 32 I TN Sự . tĩnh'&)'=94("B,4I)'=9 & H="J(K54L%M NOO P PP N5 , , = 4($MP Q .59 R PQ .5& apos;&% Độ trơn khi điều chỉnh'& ;55 2122.5F 27/$="M P P + = 4($MP Q.5FS>)=7R P T Q.5FS>)=7T UF .7 P P + = /'&F$'&%. &"?^ ]^ ^ 9 T ^ _3I?='7Y .54 2g $52 S12 .54 2%&"9.2S/" 2SJ( .54 2G2S&12"'&% F"42]P_ A.5F1208>H9'& 62//,#/%(%J & .57 % &B(2 2.5W!- %5- I`%< S> .54 2J(%%"B&($ h . C/?-%12 %$ 52  5 :V 52  5 :12123 / 52  5 & {'! 52  5 129" OO4 A s OON l OJ ,% O 3; 3; ω = ω ω∆ =ω∆ ]2Q_ W($LS>12.&.2(/8