Khảo sát và tính toán các tham số cho hệ truyền động t đ

Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện Khoa Điện Bộ môn lý thuyết chuyên ngành BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG Lê Đức Anh…….Lớp:Đại học liên thông điện K3A Họ tên sinh viên: Tên đề tài: Khảo sát tính toán tham số cho hệ truyền động T-Đ a/ Số liệu cho trước:Cho hệ truyền động T-Đ (thyristor-động điện chiều)có sơ đồ nguyên lý hình vẽ CL1 CBD CK Uc d u*i ? uv R u O Ui I BÐ RI Ud Ð CKÐ n n FX FT n Hệ thống điều tốc hai mạch vòng tốc độ quay dòng điện: R  -Bộ điều chỉnh tốc độ quay;R1-Bộ điều chỉnh dòng điện ; FT- Máy phát tốc ; FX – Máy phát xung điều khiển tiristor BĐ ; CBD – Cảm biến dòng điện ,ucd – điện áp chủ đạo(điện áp đặt tốc độ );un (un = n ) – Điện áp phản hồi tốc độ, ui* - Điện áp đặt dòng điện; ui (ui =  I ) – Điện áp phản hồi âm dòng điện Bộ chỉnh lưu sơ đồ cầu pha,hệ khuếch đại chỉnh lưu : Kb =48, Động điện chiều :220 (V),150(A),1200(vòng/phút) ,Rư =0.3(  ),hệ số tải cho phép  =1,5 Tổng trở mạch rotor: Rd = 0,3 (  ) Hằng số thời gian Te =0,07(s) , Tm =0,22(s).Hệ số phản hồi dòng điện  = 0,05 V/A (  10V/1,3 Iđm) Hệ số phản hồi tốc độ  = 0,008Vphút/vòng (  12V/nđm), GVHD: Nguyễn Minh Thư Sv: Lê Đức Anh Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện B/ Yêu cầu hệ thống: Chỉ tiêu trạng thái ổn định:không có sai số tĩnh; Chỉ tiêu trạng thái động:Lượng điều chỉnh dòng điện  i max  5% Lượng điều chỉnh tốc độ khởi động không tảiđến tốc độ quay định mức  i max  9% C/ Nội dung cần thực hiện: 1/Xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ 2/Xác định tham số sơ đồ cấu trúc hệ truyền động 3/Xác định tham số điều chỉnh ổn định dòng điện 4/Xác định tham số điều chỉnh tốc độ hệ truyền động 5/Khảo sát đặc tính động học hệ phần mềm Matlap rút kết luận 6/Xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ D/Yêu cầu: Thời gian nhận tập dài:18/04/2011 …Thời gian nộp tập dài:18/05/2011 Tài liệu tham khảo: 1/Bùi quốc khánh tác giả Cơ sở truyền động điện ; NXBKHKT 2005 2/Bùi Quốc Khánh,Nguyễn Văn Liễu…… Điều chỉnh tự động truyền động điện,NXBKHKT 2003 3/Nguyễn Doãn Phước Lý thuyết điều khiểnhệ tuyến tính;NXBKHKT 2002 Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Minh Thư GVHD: Nguyễn Minh Thư Sv: Lê Đức Anh Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện I Xây dựng cấu trúc hệ thống: Từ sơ đồ nguyên lý hệ truyền động T-Đ ta có sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn định: Ucđ(p U i* uv R Eb Kb RI n(p) ED KÐ RD   Trong : + R  :Bộ đièu chỉnh tốc độ quay + RI : Bộ điều chỉnh dòng điện + Ucđ : Điện áp chủ đạo + U v : Điện áp đặt vào tốc độ + U *i : Điện áp phản hồi âm dòng điện + Kb :Hệ số khuếch đại chỉnh lưu + Kđ : Hệ số khuếch đại động +  : Hệ số phản hồi âm dòng điện +  : Hệ số phản hồi âm tốc độ GVHD: Nguyễn Minh Thư Sv: Lê Đức Anh Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện * Sơ đồ cấu trúc trạng thái động Ic(p) n( p) ucd (p) Wn(p) Kb  p 1 WI(p) Rd Te p  Rd Tm p KĐ   II Xác định tham số sơ đồ cấu trúc hệ truyền động Độ sụt tốc độ : n  Với I đm Rd 150.0,3   308,219(vòng ) C e đm 0,146 Ce dm  U dm  I dm Ru 220  150.0,   0,146 ndm 1200 Sai lệch tĩnh đường đặc tính cao nhất: S%  n 308,219 100   20,4(%) nđm  n t 1200  308,219 Nhận xét: Với hệ thống hở, sai lệch tỉnh lớn Do phải thực hiệu chỉnh thành hệ thống kín với phản hồi âm tốc độ yêu cầu sai lệch tĩnh (St% = 0) Vậy ta sử dụng hệ thống điều tốc với phản hồi âm tốc độ sử dụng điều chỉnh tỉ lệ có hệ số khuyếch đại Kb=48 (bộ chỉnh lưu cầu pha) Hệ số khuyếch đại: KD  1   6,849 Ce dm 0,146 Kht =  Kp Kb KĐ TM=0,22(s); TE=0,07(s) Theo đề cho chỉnh lưu cầu pha τ = 0,00167(s) Điều kiện ổn định: GVHD: Nguyễn Minh Thư Sv: Lê Đức Anh Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện K HT   TM   TM TE 0, 00167  0, 22.0, 00167  0, 22.0, 07    134,9 TE  0, 07.0,00167 1/ Xác định tham số điều chỉnh ** Nguyên tắc thiết kế: Phương pháp phân tích mạch từ ngoài,phân tích mạch vòng phân tích mạch vòng ngoài.Ở đây,ta phân tích mạch vòng trước mạch vòng dòng điện,sau xem mạch vòng dòng điện khâu hệ thống điều tốc tiếp tục thiết kế cho mạch vòng mạch vòng tốc độ Trong tín hiệu đo dòng điện thường dòng tín hiệu xoay chiều,nên phải đặt khâu lọc tần số thấp có số thời gian Ton.Tuy nhiên khâu lọc lại làm cho tín hiệu phản hồi bị trễ.Để cân trễ ta đặt thêm khâu lọc có số thời gian tần số đầu vào tín hiệu đặt Điện áp phản hồi nhận từ máy phát tốc thường nhấp nhô đổi chiều máy điện chiều gây nên ta đặt khâu lọc số thời gian va tần số vào tín hiệu đặt * Sơ đồ cấu trúc trạng thái động sau: Ucđ ΔUv Rω Ui* RI Kb EĐ Eb KĐ RĐ β γ a.Thiết kế điều chỉnh dòng điện * Đơn giản hoá sơ đồ đòng điện:Do Tm > Te nên thay đổi dòng điện nhanh thay đổi tốc độ (nhanh thay đổi Suất Điện Động E).Vì ta bỏ qua tác dụng nhiểu sữ dụng mạch vòng dòng điện.Trong thời gian t ta giả thiết E Đ  Giả thiết I(p)=0 Hệ thống tương đương sau: GVHD: Nguyễn Minh Thư Sv: Lê Đức Anh Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện Ud(p) Rd Tm p Rd Te p  Ud(p) Id(p) E Đ ( p) Rd Tm p Rd Te p   E Đ ( p) Rd Tm p Ud(p) Id(p) Tm p Rd Tm p Rd TmTe p  Tm p   EĐ p Xử lý gần đúng: TmTe p +Tmp +  Tmp(Tep + 1) Với điều kiện:  ci  Ud(p)  TmTe ; (1) Rd Tm p Rd Te p  EĐ p Vậy sơ đồ cấu trúc mạch vòng dòng điện: GVHD: Nguyễn Minh Thư Sv: Lê Đức Anh Bài Tập Dài Trường ĐHSPKT Vinh Khoa Điện U đk ( p) U * i Toi p  U d (P) Rd Te p  Kb p  Wi ( p) I d ( p)  Toi p  Biến đổi sơ đồ ta có: U i*  K b R d (Toi p  1).(p  1).(Te p  1) Wi ( p)  I d ( p)  K b R d  Wđt(p) = (Toi p  1).(p  1).(Te p  1) Thường Te >> Toi  nên suy ra: (Toi p  1).(p  1)  Toi    p  = T i p  Điều kiện:   Đặt : K2 =  K b Rb 1 ; (2) Toi  ,ta có: Wđt(p) = U i*  Wi ( p) K2 (T i p  1).(Te p  1) K2 (T i p  1).(Te p  1) I d ( p) *Lựa chọn cấu trúc: GVHD: Nguyễn Minh Thư Sv: Lê Đức Anh