Xây dựng mạch điều khiển tốc độ cho hệ truyền động điện động cơ điện DC không đảo chiều có hai mạch vòng điều chỉnh dòng điện và tốc độ với bộ biến đổi là chỉnh lưu cầu ba pha

Ngày nay, động cơ điện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực của xã hội đặc biệt là ngành công nghiệp sản xuất hiện đại,và trong nhiều lĩnh vực đời sông không thể thiếu động cơ điện,vì vậy các động cơ điện được chế tạo ngày càng hoàn thiện hơn .Ngoài động cơ không đồng bộ 3 pha chiếm tỉ lệ lớn trong ngành công nghiệp thì còn động cơ một chiều cũng được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp bởi các ưu điểm : cấu tạo đơn giản ,công suất lớn ,dễ vận hành,dễ điều chỉnh tốc độ và khả năng quá tải.Tuy vậy nó có nhược điểm là giá thành cao ,chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp.Một số ưu điểm trên khiến động cơ điện một chiều không thể thiếu trong ngành công nghiệp sản xuất hiện đại.Mục đích của bài tập lớn là “ Xây dựng mạch điều khiển tốc độ cho hệ truyền động điện động cơ điện DC không đảo chiều có hai mạch vòng điều chỉnh dòng điện và tốc độ với bộ biến đổi là chỉnh lưu cầu ba pha

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, động điện sử dụng rộng rãi lĩnh vực xã hội đặc biệt ngành công nghiệp sản xuất đại,và nhiều lĩnh vực đời sông thiếu động điện,vì động điện chế tạo ngày hoàn thiện Ngoài động không đồng pha chiếm tỉ lệ lớn ngành công nghiệp động chiều sử dụng phổ biến ngành công nghiệp ưu điểm : cấu tạo đơn giản ,công suất lớn ,dễ vận hành,dễ điều chỉnh tốc độ khả tải.Tuy có nhược điểm giá thành cao ,chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp.Một số ưu điểm khiến động điện chiều thiếu ngành công nghiệp sản xuất đại Mục đích tập lớn “ Xây dựng mạch điều khiển tốc độ cho hệ truyền động điện động điện DC không đảo chiều có hai mạch vòng điều chỉnh dòng điện tốc độ với biến đổi chỉnh lưu cầu ba pha ” Đồ án thực với giúp đỡ thầy NguyễnĐăng Toàn thầy cô môn nhóm chúng em hoàn thành đồ án Trong qua trình làm nhiều thiếu sót chúng e mong nhận lời dạy bảo thầy cô ! Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đăng Toàn toàn thể thầy cô môn giúp đỡ chúng em ! Nội dung đồ án chia làm chương: Chương 1: Xây dựng phân tích sơ đồ cấu trúc điều khiển Chương 2: Tổng hợp mô điều chỉnh tốc độ Chương 3: Tính toán, thiết kế mạch điều khiển tốc độ cho hệ truyền động điện Đề tài : Xây dựng mạch điều khiển tốcđộ cho hệ truyền động điện động điện DC không đảo chiều có hai mạch vòng điều chỉnh dòng điện tốc độ với biến đổi chỉnh lưu cầu ba pha Cho động chiều kích từ độc lập Π-91có số liệu sau: Pđm= 55kW; Uưđm = 400V; Iđm = 155A; nđm=750 v/p; JĐC= 5,9 kg.m2 ; Rư = 0,4(Ω); Lư= 0,15(H) Chương 1: Xây dựng phân tích sơ đồ cấu trúc điều khiển U ωđ − Uid Bộ điều chỉnh Uω BỘ ĐIỀU CHỈNH BỘ BIẾN ĐỔI I ĐỘNG CƠ Cảm biến dòng điện MÁY PHÁT TỐC Hình 1.1.1: Sơ đồ cấu trúc điều khiển 1.1 • • Khái niệm chức khối mạch Bộ điều chỉnh: Bộ điều chỉnh phần tử quan trọng hệ điều chỉnh tự động truyền động điện đảm bảo chất lượng động tĩnh hệ Nó có nhiệm vụ: - Khuếch đại tín hiệu sai lệch nhỏ hệ - Tạo hàm điều khiển đảm bảo chất lượng động tĩnh hệ tùy theo loại tín hiệu điều khiển mà ta có điều chỉnh tương tự, điều chỉnh xung điều chỉnh số Bộ biến đổi : Bộ biến đổi thiết bị điện-điện tử nhằm biến đổi điều khiển lượng điện cho phù hợp với yêu cầu toán điều khiển,điều truyền động điện lĩnh vực ứng dụngrộng rãi biến đổi, điều chỉnh tốc độ động Trọng hệ điều khiển tự động, biến đổi thường dùng như: chỉnh lưu, băm xung, biến tần, điều áp xoay chiều… Trong sử dụng biến đổi chỉnh lưu cầu pha ω • Động cơ: Là thiết bị dùng để biến đổi dạng lượng thành Cơ sử dụng để, chẳng hạn, quay bánh công tác bơm, quạt quạt đẩy, chạy máy nén, nâng vật liệu,vv… Các nguồn lượng sử dụng để biến đổi thành dầu, xăng, điện….Các động điện sử dụng dân dụng (máy xay, khoan, quạt gió) công nghiệp chính.Động điện thiết bị điện học giúp chuyển điện thành Có hai loại động điện động điện chiều động điện xoay chiều Ngoài có số động điện đặc biệt khác động sercvo, động bước, động không chổi than… Trong động sử dụng động điện chiều kích từ độc lập(Động chiều kích từ độc lập dòng cấp cho cuộn kích từ cấp từ nguồn riêng biệt động chiều kích từ độc lập) Ta có sơ đồ dộng điện chiều kích từ độc lập +) Mạch đảo chiều quay động chiều: Nguyên lý hoạt động: ấn nút MT cuộn hút KT có điện hút tiếp điểm KT thường mở đóng lại nguồn DC đưa đến động làm động quay theo chiều thuận.muốn dừng động ta ấn nút D ! động quay theo chiều nghịch ta ấn nút KN dòng đưa đến cuộn KN làm tiếp điểm KN đóng lại nguồn DC đưa đến động làm động quay theo chiều nghịch muốn dừng t ấn nút D  1.2 Máy phát tốc: Máy phát tốc dùng để nhằm mục đích ổn định tốc độ động cơ, lúc tín hiệu đặt cần phải so sánh với tín hiệu thực động để phát sai lệch lệnh điều chỉnh cho phù hợp Máy phát tốc máy phát điện Cấu tạo gồm rotor Stator Rotor thường nam châm vĩnh cữu Máy phát tốc lắp trục động cơ, trục mát phát điện, trục quay máy sản xuất Khi trục động quay, rotor máy phát tốc quay, phía Stator máy phát tốc có điện áp Người ta trích lấy điện áp để cung cấp cho mạch kiểm soát tốc độ trục động cơ/ trục máy phát/ trục quay đấy.Nó có nhiệm vụ chính: - Điều khiển trình tăng tốc động khởi động máy - Ổn định tốc độ động - Giới hạn bảo vệ tốc độ động thông số nhiệt, cơ… động bị vi phạm, phù hợp với yêu cầu phụ tải Nguyên lý mạch điều khiển Giả sử ban đầu hệ thống đóng vào lưới điện với điện áp thích hợp, lúc động chưa hoạt động Khi ta đặt điện áp U ωd ứng với tốc độ động Thông qua điều chỉnh xuất dòng điện xung tới điều khiển Tại tín hiệu xử lý biến dòng điện xoay chiều thành dòng chiều Dòng điện chiều ứng với tốc độ đặt vào đưa tới động làm động hoạt động Trong trình làm việc, nguyên nhân làm cho tốc độ động thay đổi thông qua phát tốc phát biến đổi tín hiệu tốc độ thành tín hiệu điện áp Uω Ta có ΔU= Uωd- Uω Khi tốc độ động tăng tín hiệu truyền tới máy phát tốc Máy phát tốc có nhiệm vụ đo tốc độ chiều tín hiệu tốc độ thành tín hiệu điện áp Uω Lúc Uω giảm dẫn tới ΔU tăng lên làm cho chỉnh lưu điều khiển giảm điện áp đặt vào động làm cho động chạy ổn định Đây nguyên lý điều chỉnh tốc độ động Chương 2: Tổng hợp mô điều chỉnh tốc độ I.Tổng hợp động chiều Khi đặt lên dây quấn kích từ điện áp dây quấn kích từ có dòng điện mạch từ máy có từ thông Tiếp đặt giá trị điện áp U lên mạch phần dây quấn phần ứng có dòng điện I ưtương tác dòng điện phần ứng từ thông kích tư tạo thành mômen điện từ.Vậy ta có phương trình động chiều - Phương trình cân điện áp phần ứng: Trong Rư: Là điện trở cuộn dây phần ứng Eư:là sức điện động phần ứng động Rf:là điện trở phụ Iư:là dòng phần ứng K:là số cấu tạo máy điện Uư:là điện áp đặt vào phần ứng động �:là tốc độ góc động �:là từ thong động Chuyển phương trình sang dạng toán tử Laplace: U(p) = Rư.I(p) + L.I(p).p + E(p) (2.5) M(p) - Mc(p) = I(p) � (p).p E(p) K.�(p) M(p)K.�.I(p) Ta thành lập phương trình đặc tính hàm truyền động sau: Ud U Iu M -Mc � 1/jp K� -Uw K� - Thông số động cơ: +) Công suất định mức:Pđm= 55 (Kw) +) Điện áp định mức phần ứng :Uđm=400(V) +) Dòng điện định mức phần ứng :Iđm=155(A) +) Tốc độ quay định mức:nđm= 7500 (v/phút) +) Mômen quán tính động :jđc=5,9( kg.m2) +) Điện trở phần ứng:Ru= 0,4(Ω) +) Điện cảm phần ứng: Lu=0,15(H) +) Hằng số mômen: K=1,174(N.m/A) +) Hằng số thời gian điều khiển:Tđk=0.0001( +) Hằng số thời gian máy phát tốc:T�=0.01(s) +)Hằng số thời gian máy biến dòng:Ti=0.001(s) Ta có số thời gian phần ứng: Tu=Lu/Ru=0.15/0.4=0.375(s) Tốc độ góc rotor: �===157.06(rad/s) � = nên ta có k� == 1,174 = Cu Hàm truyền động điện chiều: WĐ=.K.�.= II.Tổng hợp biến đổi -Hệ số khuếch đại chỉnh lưu: Chọn Uđk=12(V) Kbđ===33,33 Tđk=0,0001(s) Tv=0,001(s) Từ thông số ta có hàm truyền xung áp: Wbđ== II Thiết kế mạch vòng điều chỉnh dòng điện tốc độ 2.1 Thiết kế mạch vòng dòng điện bỏ qua sức điện động E Sơ đồ khối mạch vòng điều chỉnh dòng điện Uid K bd (1 + Tdk p )(1 + Tv p ) Ri -Ui / Ru I + Tu p Ki + Ti p Hình 2.3: Sơ đồ cấu trúc mạch vòng dòng điện Trong đó: K bd (1 + Tdk p )(1 + Tv p ) : hàm truyền biến đổi Kbd : hệ số khuếch đại biến đổi Tdk : số thời gian điều khiển Tv : số thời gian chuyển mạch van bán dẫn Ki + Ti p KI : hàm truyền cảm biến dòng điện : Hệ số khuếch đại cảm biến dòng điện Thu gọn ta sơ đồ hình vẽ: UId Ui RI SOI - Hình 2.4: sờ đồ thu gọn mạch vòng dòng điện i Soi = Kbd K i 1/ Ru (1 + Tdk p )(1 + Tv p )(1 + Tu p) Vì TV; TI;Tdklà số thời gian nhỏ nên ta bỏ qua cá thành phần bậc cao cuả số Soi = => K bd Ki 1/ Ru + (Tdk + Tv + Ti ) p (1 + Tu p ) Đặt Tsi =TI +Tdk +TV Soi = => Kbd Ki / Ru (1 + Tsi p )(1 + Tu p ) Aps dụng tiêu chuẩn modul tối ưu ta có hàm truyền hệ thống: FMC = 1 + 2τ σ p + 2τ σ2 p FK = FMC = Mà Ri S0i ⇒ Ri = + Ri S0 i S0 i ( FMi−1 − 1) Thay vào ta có : Ri = Ru (1 + pTsi )(1 + pTu ) K bd K i 2τ σ p(1 + τ σ p) Chọn Ri = τσ = Tsita có điều chỉnh dòng: RuTu (1 + ) K bd K iTsi pTu =>RI Là khâu tỉ lệ tích phân PI - Hệ số khuếch đại dòng: Chọn Uid= v Ki = U id I kdm ==0,032 TSI =Ti+Tdk+Tv=0,001+0,0001+0,001=2,1.10-3 (s) - Hàm truyền điều chỉnh dòng điện : Ri = RuTu (1 + ) K bd K iTsi pTu = Khâu phản hồi dòng điện : Ki + Ti p = 2.2 Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh tốc độ có mạch vòng dòng điện Vì động bị ảnh hưởng yếu tố thay đổi tải trọng nên trường hợp tổng hợp mạch vòng điều chỉnh tốc độ theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng để đạt yêu cầu vô sai cấp cao Sơ đồ Rω p RI ∆U ω Kb (1 + Tv0 p).(1 + Tdk p) khối 1/ Ru + Tu p I KΦ Jp Ki /(1+ Tip) Kω + pTω Trong đó: K bd (1 + Tdk p )(1 + Tv p ) : hàm truyền biến đổi Kbd : hệ số khuếch đại biến đổi Tdk : số thời gian điều khiển Tv : hằngsố thời gian chuyển mạch van bán dẫn Ki + Ti p KI : hàm truyền cảm biến dòng điện : Hệ số khuếch đại cảm biến dòng điện Từ kết tổng hợp mạch vòng dòng điện bỏ qua ảnh hưởng sức điện động ta có sơ đồ cấu trúc mạch vòng điều chỉnh : 10 - Trong : Hàm truyền cuả đối tượng điều khiển : Hằng số thời gian học động :Hàm truyền máy phát tốc : Hệ số khuếch đại máy phát tốc : số thời gian máy phát tốc Hằng số thời gian học: Vì TSIlà số thời gian nhỏ nên bỏ qua phần 2T S2P2 biểu thức hàm truyền đạt mạch vòng dòng điện Ta có sơ đồ cấu trúc thu gọn sau: Uωđ − àm Uω truyền Rω (p) S0ω (p) Vì nhỏ nên ta bỏ qua thành phần bậc cao:  11 điều chỉnh: Đặt K= Ta có: = áp dụng tiêu chuẩn modun đối xứng ta có hàm truyền hệ thống: Mà == =>= Vậy Hệ số khuếch đại máy phát tốc: Chọn U�d=12(V) K�===0,12 T�=0,01(s) =2.2,1.10-3 + 0,01=0,0142 (S) Hàm truyền điều chỉnh tốc độ: Với K= 1,277 =1.712 (s) Vậy =47,2 + = 12 Mô hình mô Simulink Đặc tính dòng điện CHƯƠNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH BỘ ĐIỀU CHỈNH PID ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 13 1.1.1 Xây dựng mô hình vật lý Tín hiệu đặt Mạch điều khiển Bộ biến đổi xung áp Động Máy phát tốc Sơ đồ khối điều khiển động chiều Mạch điều khiển tiếp nhận giá trị điện áp đặt giá trị điện áp phản hồi từ máy phát tốc sau xử lý tín hiệu cấp tín hiệu xung PWM tín hiệu nhận biết chiều động vào mạch công suất để điều chỉnh động 3.1.2 Xây dựng mạch công suất Giới thiệu IC MC33883 IC MC33883 IC kích FET chuyên dùng để điều khiển cầu H • • • • • Điện áp nguồn vcc2 cung cấp cho IC từ 5,5 đến 28v Điện áp nguồn VCC từ 5,5 đến 55v Hoạt động nhiệt độ -400C đến 125 0C Có thể đáp ứng tần số băm xung PWM lên đến 10khz Sơ đồ chân MC33883 Sơ đồ chân MC33883 3.1.3 khâu phản hồi tốc độ Để phản hồi tốc độ người ta thường dùng máy phát tốc đo xung tốc độ xung số, 14 Máy phát tốc máy điện nhỏ, làm việc chế độ máy phát thực chức biến đổi chuyển động trục thành tín hiệu điện áp Phương trình đặc tính máy phát tốc: UF = K.n = K1 Trong : UF : Là điện áp máy phát tốc K, K1 :Là hệ số khuyếch đại n :Là tốc độ quay roto ( vòng/ phút ) : Là góc quay Các yêu cầu máy phát tốc : Độ tuyến tính đặc tính cáo, hệ số khuếch đại K= UF/n lớn, điện áo phải đối xứng 3.1.4 Xây dựng mạy điều khiển Tín hiệu đặt - Tín hiệu phản hồi So sánh Bô điều khiển Urc Cấu trúc mạch điều khiển động chiều Vi mạch khuếch đại thuật toán LM358 để xây dựng điều khiển PID - Độ lợi khuếch đại điện áp DC LM324 tối đa khoảng 100dB Tần số hoạt động LM324 MHz Khâu điện áp đặt 15 Van công suất - Sơ đồ nguyên lý khối điều chỉnh điện áo đặt Ta chọn: Giá trị điện áp đặt U=5v, R1 = 50 k R4= 50, C 9= 1uf, - Sơ đồ nguyên lý mạch trừ 16 R2 =R9=10k - - Sơ đồi nguyên lý mạch PID 17 Khối PID gồm khâu: tỷ lệ, tích phân vi phân Giá trị điện áp từ mạch trừ đưa vào khối này, đầu khối PID qua mạch công ta có điện áo điều khiển - Khâu tỷ lệ: ta dử dụng biến trở R R8 để thay đổi hệ số P điều khiển, sử dụng khóa sw1 ta ngắt khỏi mạch điều khiển Theo tính chất khuếch địa thuật toán hệ số khuếch đại khâu tỷ lệ: Điện áp ngược pha so với điện áp vào, biến trở R3 gây hồi tiếp âm song song điện áp làm cho hệ số khuếch đại giảm xuống Vậy Up = Ta chọn R3=100k R8= 10k - Khâu tích phân: ta sử dụng biến trở R5 để thay đổi hệ số I điều khiển, sử dụng khóa sw2 ta ngắt khỏi mạch điều khiể Theo tính chất khuếch đại thuật toán ta có: UI = Điện áp tỷ lệ với tích phân điện áp vào R5C7 gọi số tích phân Ta chọn R5= 100k, C7= 10uf - Khâu vi phân: ta sử dụng biến trở R để thay đổi hệ số D điều khiển, sử dụng khóa sw3 ta ngắt khỏi mạch điều khiển Theo tính chất khuếch đại thuật toán ta có: UD = C8.R6.(du/dt) Điện áp tỷ lệ với tích phân điện áp vào C8.R6 gọi số vi phân Ta chọn R6 = 50k C8= 100 nf Mạch cộng điện áp 18 Sơ đồ nguyên lý mạch cộng điện áp Mạch cộng điện áp thực nhiệm vụ cộng giá trị điện áp Up, UI, UD lại Nếu R15= R16=R17=R18, theo tính chất khuếch đại thuật toán ta có: Udk= -( Up+UI+ UD) Ta chọn R15= 10k - Khâu nhận biết chiều tín hiệu điều khiển - Sơ đồ nguyên lý khâu nhận biết chiều tín hiệu điều khiển Ta chọn R23= 4,7k D1 diode zener loại DZ5V1 19 - - - - Mạch tách tín hiệu chiều vào độ lớn tín hiệu điều khiển sử dụng IC CD4052 CD4052B dồn kênh- phân kênh kênh tương tự Có hai ngõ chọn vòa nhị phân A B, hạn chế đầu vào Hai tín hiệu đầu vào lựa chọn cặp kênh phải bật kết nối yếu tố đầu vào tương tự đầu Sơ đồ chân CD4052 Khi tách kênh liệu vào chân COM OUT/IN, kênh CHANNEL I/O Ngược lại, dồn kênh liệu song song vào chân CHANNEL OUT/IN chân COM OUT/IN ngõ chọn A, B Chân INH (inhibit) cho phép liệu phép truyền 20 Cấu trúc mạch CD4052 INHIBIT 0 0 B 0 1 X A 1 X Sơ đồi nguyên lý mạch tách tín hiệu điều khiển dùng CD4052 - Dòng điện cung cấp: 6mA- 15mA Điện áp logic mức cao: 0,5- 15v Điện áp logic mức thấp: 0,03- 0,06v Công suất lớn 60mW 21 0x, 0y 1x 1y 2x, 2y 3x, 3y None Khi tụ C4 nạp ddienj ta có: T1= 0,693.C4.(R7+ R27) Khi tụ C4 phóng điện ta có : T2= 0,693.C4 R27 Vậy chu kì xung T= T1+ T2 = 0,693.C4.(R7+2 R27) Để tạo dao động có tần số 10khz, tức chu kỳ dao động T= 1/f = 10-4s Ta chọn R7= 50k , R27 = 100k , C4= nf Vậy T1= o.639.10^-9 (50000+ 100000)= 1.04 10^-4 T2= 6,93.10^-9.100000= 6,93.10^5 - Mạch tạo xung cưa dùng khóa transistor Khi mở transistor, tụ C3 phóng ddienj qua transistor, uc=0 Khi transistor khóa tụ C3 nạp điện từ +12v qua R2, điện áp tụ thay đổi theo quy luật hàm mũ với số thời gian t= R29.c3 Uc= 12.(1- e) - Để lấy đonạ tuyến tính điện áp tụ chọn T=t/3 Chọn transistor loại A1015 có thông số sau: Ic=150mA VCBO =-50v VCEO =-50v 22 P= 400v Tần số hoạt động khz Dòng điện cực đại qua bazơ Ib= Ic/HFE= (0,15.12)/90= 2(mA) Mà IB=(12- 0,7)/(R28+R29) Vậy R28+R29= 5650 Chọn R28 =3k, R29= 3k, tụ C3= 0,1uf - Mạch so sánh Đây mạch so sánh hai điện áp vào : Điện áo cưa điện áp điều khiển Udk( lấy từ bên vào) Đồ thị so sánh điện áp: 23 Muốn xác địn thời điểm mở van công suất( góc mở a) ta tiến hành so sánh tín hiệu Udk Urc Điện áp cưa đưa vào cửa đảo khóa khâu khuếch đại thuật toán qua R25 để so sánh với điện áp điều khiển đưua vào cửa không đảo, điện áo điều khiển đưa vào cửa không đảo khuếch đại thuật toán qua R 24 - Điốt D2 dùng để loại bỏ phân xung âm Vì điện áp phần xung dương Tính toán khâu so sánh Chọn điện trở R24=R25=R26= 4,7 k Điốt dùng để giới hạn điện áp đầu chọn lại DZ5V1 24 25 [...]... ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 13 1.1.1 Xây dựng mô hình vật lý Tín hiệu đặt Mạch điều khiển Bộ biến đổi xung áp Động cơ Máy phát tốc Sơ đồ khối của bộ điều khiển động cơ 1 chiều Mạch điều khiển tiếp nhận giá trị điện áp đặt và giá trị điện áp phản hồi từ máy phát tốc sau đó xử lý tín hiệu và cấp tín hiệu xung PWM và tín hiệu nhận biết chiều của động cơ vào mạch công suất để điều chỉnh động cơ 3.1.2 Xây dựng. .. và các bộ đo xung tốc độ xung số, 14 Máy phát tốc là máy điện nhỏ, làm việc ở chế độ máy phát và thực hiện chức năng biến đổi chuyển động các trục thành tín hiệu điện áp Phương trình đặc tính của máy phát tốc: UF = K.n = K1 Trong đó : UF : Là điện áp ra của máy phát tốc K, K1 :Là hệ số khuyếch đại n :Là tốc độ quay của roto ( vòng/ phút ) : Là góc quay Các yêu cầu đối với máy phát tốc là : Độ tuyến... tính của đặc tính cáo, hệ số khuếch đại K= UF/n lớn, điện áo ra phải đối xứng 3.1.4 Xây dựng mạy điều khiển Tín hiệu đặt - Tín hiệu phản hồi So sánh Bô điều khiển Urc Cấu trúc mạch điều khiển động cơ một chiều Vi mạch khuếch đại thuật toán LM358 để xây dựng bộ điều khiển PID - Độ lợi khuếch đại điện áp DC của LM324 tối đa khoảng 100dB Tần số hoạt động của LM324 là 1 MHz Khâu điện áp đặt 15 Van công... 11 điều chỉnh: Đặt và K= Ta có: = áp dụng tiêu chuẩn modun đối xứng ta có hàm truyền của hệ thống: Mà == =>= Vậy Hệ số khuếch đại của máy phát tốc: Chọn U�d=12(V) K�===0,12 T�=0,01(s) =2.2,1.10-3 + 0,01=0,0142 (S) Hàm truyền của bộ điều chỉnh tốc độ: Với K= 1,277 =1.712 (s) Vậy =47,2 + = 12 Mô hình mô phỏng trên Simulink Đặc tính dòng điện CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH BỘ ĐIỀU CHỈNH PID ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ... của bộ điều khiển, sử dụng khóa sw1 ta có thể ngắt được bộ này ra khỏi mạch điều khiển Theo tính chất của khuếch địa thuật toán hệ số khuếch đại của khâu tỷ lệ: Điện áp ra ngược pha so với điện áp vào, biến trở R3 gây ra hồi tiếp âm song song điện áp làm cho hệ số khuếch đại giảm xuống Vậy Up = Ta chọn R3=100k và R8= 10k - Khâu tích phân: ta sử dụng biến trở R5 để thay đổi hệ số I của bộ điều khiển, ... nhận biết chiều của tín hiệu điều khiển Ta chọn R23= 4,7k và D1 là diode zener loại DZ5V1 19 - - - - Mạch tách tín hiệu chiều vào độ lớn tín hiệu điều khiển sử dụng IC CD4052 CD4052B là 1 bộ dồn kênh- phân kênh 4 kênh tương tự Có hai ngõ chọn vòa nhị phân là A và B, và một hạn chế đầu vào Hai tín hiệu đầu vào lựa chọn 1 trong 4 cặp kênh phải được bật và kết nối các yếu tố đầu vào tương tự và ra sẽ được... : Hàm truyền cuả đối tượng điều khiển : Hằng số thời gian cơ học của động cơ :Hàm truyền của máy phát tốc : Hệ số khuếch đại của máy phát tốc : hằng số thời gian của máy phát tốc Hằng số thời gian cơ học: Vì TSIlà hằng số thời gian rất nhỏ nên có thể bỏ qua phần 2T S2P2 trong biểu thức hàm truyền đạt mạch vòng dòng điện Ta có sơ đồ cấu trúc thu gọn sau: Uωđ − àm Uω truyền Rω (p) S0ω (p) của bộ Vì rất... sw2 ta có thể ngắt được bộ này ra khỏi mạch điều khiể Theo tính chất của khuếch đại thuật toán ta có: UI = Điện áp ra tỷ lệ với tích phân điện áp vào R5C7 gọi là hằng số tích phân Ta chọn R5= 100k, C7= 10uf - Khâu vi phân: ta sử dụng biến trở R 6 để thay đổi hệ số D của bộ điều khiển, sử dụng khóa sw3 ta có thể ngắt được bộ này ra khỏi mạch điều khiển Theo tính chất của khuếch đại thuật toán ta có: UD... Ic=150mA VCBO =-50v VCEO =-50v 22 P= 400v Tần số hoạt động 1 khz Dòng điện cực đại qua bazơ là Ib= Ic/HFE= (0,15.12)/90= 2(mA) Mà IB=(12- 0,7)/(R28+R29) Vậy R28+R29= 5650 Chọn R28 =3k, R29= 3k, tụ C3= 0,1uf - Mạch so sánh Đây là mạch so sánh hai điện áp vào đó là : Điện áo răng cưa và điện áp điều khiển Udk( lấy từ bên ngoài vào) Đồ thị so sánh điện áp: 23 Muốn xác địn được thời điểm mở van công suất(... Udk và Urc Điện áp răng cưa được đưa vào cửa đảo khóa của khâu khuếch đại thuật toán qua R25 để so sánh với điện áp điều khiển được đưua vào cửa không đảo, điện áo điều khiển được đưa vào cửa không đảo của khuếch đại thuật toán qua R 24 - Điốt D2 dùng để loại bỏ những phân xung âm Vì vậy điện áp ra chỉ còn phần xung dương Tính toán khâu so sánh Chọn điện trở R24=R25=R26= 4,7 k Điốt dùng để giới hạn điện