1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

Chuong 1. Cấu trúc điển hình của thiết bị điều khiển máy điện

36 365 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 36
Dung lượng 161 KB

Nội dung

Cấu trúc điển hình của thiết bị điều khiển máy điện. Chương trình Cao học Bộ môn TBĐ- ĐT Viện Điện ĐHBK Hà Nội.

Trang 2

M ụ c đ ích:

N ắ m v ữ ng các c ấ u trúc đ i ể n hình c ủ a các b ộ đ i ề u khi ể n các thi ế t b ị đ i ệ n

N ộ i dung:

H ệ th ố ng đ i ề u khi ể n t ự độ ng máy đ i ệ n

Các ph ầ n t ử t ự độ ng trong đ i ề u khi ể n t ự độ ng Các b ộ bi ế n đổ i b ằ ng đ i ệ n t ử công su ấ t

M ộ t s ố ví d ụ đ i ể n hình

Trang 3

Tài li ệ u tham kh ả o:

1) Trầ n V ă n Th ị nh, Hà Xuân Hoà, Nguy ễ n V ũ Thanh,T ự độ ng

hoá và đ i ề u khi ể n Thi ế t b ị đ i ệ n, NXB GD, 2008

2) Bùi Quố c Khánh, Nguy ễ n V ă n Li ễ n, Ph ạ m Qu ố c H ả i, D ươ ng V ă n Nghi, Đ i ề u ch ỉ nh t ự độ ng truy ề n độ ng đ i ệ n, NXB KH&KT, 2001

4) Bimal K Bose Power Electronis and Motor Drives, Advances and

Trends 2006 Elsevier.

5) John Chiasson Modeling and High-Performance Control of Electric

Machines 2005 John Wiley & Sons, Inc., Hopoken, New Jersey.

3) Lê Vă n Doanh, Nguy ễ n Th ế Công, Tr ầ n V ă n Th ị nh, Đ i ệ n t ử công

su ấ t, Tậ p 1 & 2 NXB KH&KT, 2004-2005

Trang 4

Hiệu chỉnh(Regulator)

Bộ biến đổi(Convertor)

MáyĐiện

NLNL

X đ

Xph

X đ k

Trang 5

1.1.1 Ch ỉ tiêu đ ánh giá ch ấ t l ượ ng h ệ th ố ng

đ i ề u khi ể n máy đ i ệ n1) Chất lượng tĩnh:

Trang 6

1.1.3 Máy đ i ệ n - Đố i t ượ ng đ i ề u khi ể n (C ơ

c ấ u ch ấ p hành)1) Thiết bị điện nguồn:

- Máy phát đồng bộ

- Máy phát không đồng bộ

- Nguồn ổn áp, nguồn liên tục (UPS)

- Nguồn năng lượng tái tạo: Gió, mặt trời,

sinh học, thủy triều

2) Động cơ điện:

- Động cơ 1 chiều

- Động cơ xoay chiều: KĐB, ĐB

- Động cơ đặc biệt: ĐC bước, ĐC 1 chiều

không chổi than

Trang 7

1.1.4 Các h ệ th ố ng đ i ề u khi ể n c ơ b ả n c ủ a

thi ế t b ị đ i ệ n ngu ồ nNguồn AC:

- Tần số + sai số cho phép, số pha

- Giá trị điện áp hiệu dụng, sai số cho phép

- Méo hài tổng (Total Harmonic Distortion -THD)Nguồn DC:

- Giá trị điện áp trung bình, sai số cho phép

Sử dụng máy phát xoay chiều hoặc nguồn DC + với các bộ biến đổi điện tử công suất để đảm bảo các thông số:

Sử dụng trực tiếp máy phát 1 chiều hoặc nguồn xoay chiều + bộ biến đổi điện tử công suất để đảm bảo các thông số:

Trang 8

1.1.5 Các h ệ th ố ng đ i ề u khi ể n c ơ b ả n c ủ a độ ng c ơ

- Duy trì đại lượng đặt không đổi: tốc độ, mô men, công suất (máy cắt gọt kim loại, nâng vận chuyển, công

nghiệp dệt nhuộm, công nghiệp giấy )

- Tùy động bám theo khi đại lượng đặt biến thiên:

điều khiển vị trí (hệ truyền động ăn dao, hệ quay

rada, anten )

- Điều khiển chương trình khi đại lượng đặt theo

chương trình cho trước (Dây truyền SX tự động có

robot, máy CNC - Computer Numeric Control )

Trang 9

1.1.6 Nguyên t ắ c xây d ự ng h ệ th ố ng đ i ề u khi ể n

- Đáp ứng yêu cầu kỹ thuật (máy phát, động cơ)

- Điều khiển đơn giản, hoạt động tin cậy

- Linh hoạt, an toàn và thuận tiện khi điều khiển

- Dễ dàng phát hiện và kiểm tra sự cố

- Thuận tiện cho lắp đặt, sửa chữa và vận hành

- Kích thước, giá thành hợp lý

Trang 10

nhiễu loạn hoặc do trôi điểm không

- Từ đó lựa chọn các phương pháp điều khiển, bộ hiệu

chỉnh, bộ bù thích hợp

Trang 11

1.2.1 Các h ệ s ố sai l ệ ch:

Xét hệ thống tự động cơ bản:

F0(p)

MáySX

i

F p

: Hàm truyền hệ kín: Hàm truyền các nhiễu loạn

Trang 12

Khi X(t) và Ni(t) thỏa mãn điều kiện Mc.Laurin thì

e(t) = X(t) – Y(t) có dạng chuỗi:

Trang 13

Hàm truyền của hệ đối với sai lệch:

lim

1 lim

1 lim

1 lim

e p

e p

e p

Trang 14

Hàm truyền của hệ đối với tín hiệu điều khiển:

0

( ) ( )

Trang 16

1.2.2 Tiêu chu ẩ n đ ánh giá sai l ệ ch:

1) Tiêu chu ẩ n tích phân bình ph ươ ng sai l ệ ch (ISE):

Công thức:

2 0

Ưu và nhược điểm:

- Đáp ứng nhanh để giảm thiểu sai lệch tqđ nhỏ

- Có tác dụng đối với sai lệch lớn

- Hệ dễ mất ổn định

- Ít tác dụng đối với sai lệch nhỏ

- Tính toán đơn giản theo giải tích hay thực nghiệm

Trang 17

2) Tiêu chu ẩ n tích phân c ủ a tích th ờ i gian v ớ i giá tr ị tuy ệ t

đố i c ủ a sai l ệ ch (ITAE):

Công thức:

Ưu và nhược điểm:

- Đáp ứng tốt cho các dao động quá độ giảm độ quá điều chỉnh và suy giảm nhanh các dao động

- Tính toán theo thực nghiệm dễ dàng

- Ít tác dụng với sai lệch lớn ban đầu

- Ít tác dụng đối với sai lệch nhỏ

Trang 18

1 ( )

1

m

i i

n

k k

( ) ( )

m

i i

- Nếu X(t) = const: K tăng, sai lệch tĩnh giảm

- Nếu X(t) = kt : sai lệch tĩnh tăng theo thời gian

Trang 22

( )

1 0

'

1 ( )

d

m

T p j

Hàm truyền của đối tượng điều chỉnh dạng tổng quát:

Td: Hằng số thời gian khâu trễ

Tk: Hằng số thời gian lớn cần bù trong các bộ hiệu chỉnhT’s: Hằng số thời gian nhỏ không cần bù

Một mạch vòng hiệu chỉnh gồm đối tượng S và mạch phụ:

1 01 1

1 01

( ) ( ) ( )

( ) ( ) 1 ( ) ( ) ( )

Trang 23

1.3.1 Tiêu chu ẩ n t ố i ư u modun:

Đặc tính biên – tần: Khi , modun ω → ∞ → 0

ở dải tần thấp nhất, hàm truyền phải đạt: F j ( ω ) ≈ 1

Khi đó hàm chuẩn theo tiêu chuẩn có dạng:

1 ( )

Trang 24

Ví d ụ :

R(p)

S0(p)-

0 0

Trang 25

Với R(p) là PI, ta có hàm truyền hệ hở:

Trang 26

Hàm truyền khâu hiệu chỉnh: 2

1 1

1 ( )

Trang 27

1.3.2 Tiêu chu ẩ n t ố i ư u đố i x ứ ng:

Thường ứng dụng để hiệu chỉnh hệ có yêu cầu vô sai

cấp cao theo quan điểm nhiễu loạn (tải)

Hàm chuẩn theo tiêu chuẩn có dạng:

1 4 ( )

Đặc điểm: FDX có thành phần vi phân (D) trên tử số

nên có độ quá điều chỉnh cao hơn so với tiêu chuẩn tối

ưu modun

Xét tiêu chuẩn để xác định hàm truyền R(p) theo các

dạng hàm truyền cơ bản của đối tượng S(p)

Trang 28

+ Khi đối tượng có hàm truyền vô sai cấp 1:

Chọn khối hiệu chỉnh R(p) là khâu PI:

1 ( )

Trang 29

( )

8

s s

Trang 30

Khi đó quá trình quá độ X(t) có dạng đường (1):

Trang 31

+ Khi đối tượng có khâu quán tính thứ 2 với hằng

+ Do có độ quá điều chỉnh lớn (43,4%) nên thông

thường có thêm khâu quán tính có hằng số thời

gian 4Ts vào tín hiệu đặt Xđ trước khi vào bộ

cộng tín hiệu phản hồi Khi đó đặc tính quá độ X(t)

sẽ có dạng đường (2) có độ quá điều chỉnh nhỏ

Trang 32

P(p)

Trang 33

- Theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng, nếu T1 >> Ts ta

coi S0(p) là khâu vô sai cấp 1, R(p) có dạng:

1

2 1

( )

8

s s

Trang 34

- Theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng:

Trang 35

X(t) theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng:

Trang 36

- T1/Ts nhỏ nên tổng hợp theo tiêu chuẩn tối ưu modun

- T1/Ts lớn nên tổng hợp theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng

Ngày đăng: 09/04/2016, 15:12

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w