Chương 4 Điều chỉnh tự động hệ thống truyền động điện một chiều

THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ MÁY ĐIỆN Chương 4: Điều chỉnh tự động hệ thống truyền động điện một chiều Trao đổi trực tuyến tại: http://www.mientayvn.com/chat_box_li.html Nội dung chính: 1. Động cơ điện một chiều 2. Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh 3. Tổng hợp hệ thống truyền động điều chỉnh tốc độ 4.1 Động cơ điện một chiều  Động cơ điện một chiều có 2 loại chính là loại kích từ độc lập và loại kích từ nối tiếp  Giản đồ kết cấu chung của động cơ điện một chiều như hình vẽ U k I k L k , R k Φ U I CKN N P’ a L ư R ư CF CB E ω M M c CKĐ 4.1 Động cơ điện một chiều  Phần ứng được biểu diễn bằng vòng tròn có sức điện động E. Phần Stato có thể có vài dây quấn kích từ độc lập CKĐ hoặc nối tiếp CKN, dây quấn cực từ phụ CF, dây quấn cuộn bù CB.  Các tín hiệu điều khiển (đại lượng đầu vào) thường là điện áp phần ứng U, điện áp kích từ U k  Tín hiệu ra thường là tốc độ góc của động cơ ω, mô men quay M, dòng điện phần ứng I, vị trí của roto φ, momen tải Mc  Động cơ điện kích từ độc lập 4.1 Động cơ điện một chiều (Động cơ điện kích từ độc lập ) Đặc tính cơ của động cơ  Phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng: U ư = E + (R ư + R ưf )I ư U kt I kt R ktf I kt U ư R ư E I ư + _ 4.1 Động cơ điện một chiều (Động cơ điện kích từ độc lập ) - K là hệ số kết cấu đc  E: là sức điện động phần ứng động cơ  U ư : là điện áp phần ứng động cơ  Trong đó R ư = r ư + r ctf + r ctb + r tx  Với r ư : điện trở cuộn dây phần ứng động cơ  r ctf : điện trở cuộn dây cực từ phụ của động cơ  r ctb : điện trở cuộn dây cực từ bù của động cơ  r tx : điện trở tiếp xúc giữa chổi than với ccổ góp động cơ  R ưf : điện trở mạch phụ phần ứng động cơ 55,9 ;. 60 2 ; 2 2 K KnKEOr n a pN K K a pN E ee == == == φ π ω π ωφωφ π 4.1 Động cơ điện một chiều (Động cơ điện kích từ độc lập ) Phương trình đặc tính cơ – điện Bỏ qua tổn thất ta có momen điện từ của động cơ Phương trình đặc tính cơ I K RR K U u ufu u φφ ω + −= udtco IKMM φ =≈ M K RR K U ufu u 2 )( φφ ω + −= 4.1 Động cơ điện một chiều (Động cơ điện kích từ độc lập ) - Động cơ điện kích từ song song một cách mắc khác của kích từ độc lập khi nguồn một chiều có công suất lớn điện áp không đổi. U I kt R ktf I kt R ư E I ư + _ 4.1 Động cơ điện một chiều (Động cơ điện kích từ nối tiếp ) Động cơ điện kích từ nối tiếp U kt I kt R ưf E I ư + _ Ckt [...]... một chiều Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh Tổng hợp hệ thống truyền động điều chỉnh tôc độ 4. 2 Tổng hợp mạch vòng dòng điện 4. 2.1 Khái niệm mạch vòng điều chỉnh dòng điện - Chức năng cơ bản của mạch vòng dòng điện trong các hệ thống truyền động điện 1 chiều và xoay chiều là trực tiếp(hoặc gián tiếp) xác định momen kéo của động cơ, ngoài ra còn có chức năng bảo vệ, điều chỉnh gia tốc - Khái niệm điều chỉnh. .. chỉnh dòng điện được sử dụng rộng rãi nhất trong truyền động điện tự động như trên hình vẽ 4. 2.1 Khái niệm mạch vòng điều chỉnh dòng điện Mc Rω _ - Iđ RI S01 S02 _ trong đó RI là bộ điều chỉnh dòng điện, Rω là bộ điều chỉnh tốc độ Mỗi mạch vòng có bộ điều chỉnh riêng được tổng hợp từ đối tượng riêng và theo các tiêu chuẩn riêng 4. 2.2 Tổng hợp mạch vòng dòng điện khi bỏ qua các sức điện động động cơ -... điều chỉnh phần công suất rất nhỏ so với công suất định mức của truyền động nhược điểm là hằng số thời gian cuộn dây kích từ Tk lớn, tính phi tuyến mạnh, phạm vi điều chỉnh hẹp, bị ảnh hưởng bởi nhiễu 4. 1 .4 Động cơ điện một chiều trong vùng gián đoạn của dòng điện phần ứng - Khi nguồn cung cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập được lấy từ các bộ biến đổi bán dẫn thì khi tốc độ, momen và góc điều. . .4. 1 Động cơ điện một chiều (Động cơ điện kích từ nối tiếp )  Đặc tính động cơ Phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng: U = E + R.Iư = Kφ.ω + R.Iư  R = Rư + Rkt + Rưf  Phương trình đặc tính cơ điện U R + Ruf ω= − I kφ kφ Phương trình đặc tính cơ U R + Ruf ω= − M 2 kφ (kφ )    4. 1.1 Chế độ xác lập của động cơ điện một chiều Khi đặt lên dây quấn điện áp Uk nào đó thì... của động cơ từ thông không đổi, trong chế độ dòng điện dán đoạn trình bày ở hình - Có thể tuyến tính hóa khâu phi tuyến f(α,w) bằng cách tuyến tính hóa quanh điểm làm việc ∆I = ∂I ∆α + ∂I ∆ω - ∂α ∂α 4. 1 .4 …trong vùng gián đoạn của dòng điện phần ứng - - Quan hệ giữa dòng điện và góc điều khiển có thể được thay thế bằng quan hệ giữa dòng điện và điện áp điều khiển vì giữa góc điều khiển và điện áp điều. .. đo Lư điện cảm mạch phần ứng Nn­ số vòng dây cuộn kích từ nối tiếp Tư là hằng số thời gian mạch phần ứng Tư = Lư/Rư 4. 1.2 Chế độ quá độ của động cơ điện một chiều    Phương trình chuyển động của hệ thống: M(p) – Mc(p) = Jpω Với J là momen quán tính của các phần tử chuyển động quy đổi về trục động cơ Sơ đồ cấu trúc động cơ một chiều: _ U 1 / Ru 1 + pτu M Mc NN NK Uk 1 Jp K 1 pN K _ p NK φ ω 4. 1.2... của động cơ ω: I = f(α,ω) - Thường trong các bộ chỉnh lưu góc α phụ thuộc tuyến tính vào điện áp điều khiển Uđk do đó ta có sơ đồ thay thế động cơ điện một chiều trong vùng gián đoạn của dòng điện phần ứng: 4. 1 .4 …trong vùng gián đoạn của dòng điện phần ứng a Uđk b - α = a – bUdk’ f(α,ω) I Cu ω M Mc 1 Jp Trong đó a,b là các hằng số phụ thuộc chu kỳ điện áp lưới và biên độ xung răng cưa của điện áp tựa... ω= 0 Kφ 4. 1.2 Chế độ quá độ của động cơ điện một chiều   Nếu các thông số của động cơ không đổi thì ta có thể viết được các phương trình mô tả cho giản đồ động cơ trên Uk(p) = RkIk(p) + Nkpφ(p) Trong đó Nk- là số vòng dây cuộn kích từ Rk điện trở cuộn dây kích từ  Mạch phần ứng U(p) = RưI(p) + Lư(p).I(p) ± Nnpφ(p) + E(p) 4. 1.2 Chế độ quá độ của động cơ điện một chiều  Hoặc ở dạng dòng điện 1 /... quấn sẽ có + dòng điện ik- -đi qua Ukt Rktf Ikt E Iư Ikt Rư Uư _ và sinh ra trong mạch từ của động cơ từ thông φ Tiếp đó đặt điện áp U lên phần ứng động cơ thì trong dây quấn phần ứng có dòng điện Iư chạy qua Tương tác giữa dòng phần ứng và từ thông kích từ tạo thành momen điện từ để quay động cơ 4. 1.1 Chế độ xác lập của động cơ điện một chiều - p’ là số đôi cực p' N M= φI = K φI của động cơ 2πa - N... pN K _ p NK φ ω 4. 1.2 Chế độ quá độ của động cơ điện một chiều Sơ đồ có cấu trúc phi tuyến mạnh Đặc tính của động cơ là phi tuyến Trong tính toán ta thường dùng mô hình tuyến tính hóa quanh điểm làm việc B ∆U _ 1 / Ru ∆I Kφ 1 + pτ u ∆M ∆Mc _ 1 Jp Kφo ∆Uk 1 / RK 1 + pTK ∆IK K K KIo KωB ∆φ ∆ω 4. 1.2 Chế độ quá độ của động cơ điện một chiều Uo, Io là điện áp, dòng điện phần ứng ở trạng thái ∆ Φ làm việc . ĐIỀU KHIỂN VÀ MÁY ĐIỆN Chương 4: Điều chỉnh tự động hệ thống truyền động điện một chiều Trao đổi trực tuyến tại: http://www.mientayvn.com/chat_box_li.html Nội dung chính: 1. Động cơ điện một. chính: 1. Động cơ điện một chiều 2. Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh 3. Tổng hợp hệ thống truyền động điều chỉnh tốc độ 4. 1 Động cơ điện một chiều  Động cơ điện một chiều có 2 loại chính là loại. Động cơ điện một chiều (Động cơ điện kích từ nối tiếp ) Động cơ điện kích từ nối tiếp U kt I kt R ưf E I ư + _ Ckt 4. 1 Động cơ điện một chiều (Động cơ điện kích từ nối tiếp )  Đặc tính động cơ  Phương