Bài tập truyền động điện

Câu 1 : Cho một động cơ một chiều kích từ độc lập có công suất P = n+2 (n là số thứ tự của sinh viên trong lớp). Thông số của động cơ như sau: Pđm = 41 + 2 = 43 (kW) Uđm = 500 (V) H = 90% nđm = 1750 (vp) Cho phép tính gần đúng Iđm ~ PđmUđm 1. Hãy vẽ đặc tính tự nhiên của động cơ bằng phần mềm MATLAB? 2. Hãy xây dựng giản đồ khởi động ba cấp của động cơ nói trên, và tính toán giá trị điện trở khởi động cần thiết kế cho từng cấp.

Sinh viên: Bùi Hữu Nguyên Lớp: Tự Động Hóa Số thứ tự: 41 Khóa: 53 Trường: Đại Học Mỏ - Địa Chất Ngày: 24/04/2011 Câu : Cho động chiều kích từ độc lập có công suất P = n+2 (n số thứ tự sinh viên lớp) Thông số động sau: Pđm = 41 + = 43 (kW) Uđm = 500 (V) H = 90% nđm = 1750 (v/p) Cho phép tính gần Iđm ~ Pđm Uđm Hãy vẽ đặc tính tự nhiên động phần mềm MATLAB? Hãy xây dựng giản đồ khởi động ba cấp động nói trên, tính toán giá trị điện trở khởi động cần thiết kế cho cấp Bài làm : 1.Vẽ đặc tính điện phần mềm MALAB: Ta có: 43000  P1 ~ U1đm.I1đm  I1đm = P1 = Pđm = = 95,6 (A) U1đm (U1đm.H) (500.0,9) IC = I1đm = 95,6 (A) 500  Rứng = 0,5.( - H) U1đm = 0,5.(1 - 0,9) = 0,2615 (Ω) 95,6 I1đm (U1đm-I1đm.Rứng) (500-95,6.0,2615)  KФ = = = 2,585 (Wb) (0,105.nđm) (0,105.1750)  Vậy phương trình đặc tính điện : Iứng.0,2615 ω = U1đm (rad/s)ω=193,424 - Iứng.0,101161(rad/s) 2,585 2,585  Vậy phương trình đặc tính : M.0,2615 ω = U1đm (rad/s)ω=193,424 - M.0,0391337 (rad/s) 2,5852 2,585 Các bước xây dựng đặc tính tự nhiên: Khai báo MATLAB >> M='193.424 - s*0.101161' M= 193.424 - s*0.101161 >> fplot(M,[0 300]) >> grid Ta đồ thị sau: Tính toán thiết kế khởi động động điện trở phụ với cấp khởi động:  Các bước tiến hành: Dựng đường thẳng IC= I1đm =95,6 (A) Dựng đường thẳng I2 = (1,1 ÷ 1,2)IC= (105,16 ÷ 114,72 (A) Dựng đường thẳng I1 = (2 ÷ 2,5) I1đm = (191,2 ÷ 239) (A) Nối điểm ω0 với giao điểm (1) đường thẳng I1 đường thẳng ω=0 Đường thẳng cắt đường thẳng I2 điểm (2) Từ điểm (2) kẻ đường thẳng song song với trục ω=0,cắt đường thẳng I1 điểm (3) Tiếp tục lặp lại cách trên,ta nối điểm ω0 với điểm (3) Đường thẳng lại cắt đường thẳng I2 điểm (4) Qua điểm (4) kẻ đường thẳng song song với đường thẳng ω=0, đường thẳng lại cắt đường thẳng I1 điểm (5) Nối điểm ω0 với điểm (5), đường thẳng cắt đường thẳng I2 điểm (6) Từ điểm (6) ta kẻ đường thẳng song song với đường thẳng ω=0 Ta tính toán chọn lựa giá trị I1, I2 cho đường thẳng qua điểm (6) song song với đường thẳng ω=0, đường đặc tính động cơ, đường thẳng I1 đồng quy Dưới sơ đồ thiết kế:  Tính toán giá trị điện trở phụ cần thiết cho khởi động: Câu : Cho động không đồng ROTO dây quấn có công suất định mức Pđm = (n + 2) kW, n số thứ tự sinh viên lớp tự động hóa K53 Các thông số động sau (động công suất lớn có a= R1 = ): R2’ Pđm = 41+2 = 43 kW Uđm = 380 (V) Cos(φ) = 0,8 H=0,9 nđm = 980 (v/p) λM = 2,3 Rf = 0,05 (Ω) Hãy vẽ đặc tính điện động Hãy vẽ đặc tính điện động đưa thêm điện trở phụ có giá trị Rf = 0,05 (Ω) Thiết kế biến trở khởi động cấp cho động trên, tính giá trị điện trở phụ cấp Biết động truyền động cho máy nâng (MC = const) Hãy phân tích chọn biến tần để điều khiển động Biết Momen cản Momen định mức động (Tức ta chọn loại động ta thiết kế) Bài làm : Vẽ đặc tính điện phần mềm MATLAB: Ta có :  M = 2.Mth  s sth  +  sth s  43000  Mth = λM.Mđm =λM Pđm = λM Pđm = 2,3 = 961,127 (N.m) 0,105.980 Ωđm 0,105.nđm (1000-980)  sth = sđm.(λM + λM2-1 ) = ( 2,3 + 2,32-1 ) = 0,0874 1000 Khai báo MATLAB : >> M='2*961.127/(s/0.0874 + 0.0874/s)' M= 2*961.127/(s/0.0874 + 0.0874/s) >> fplot(M,[0 1]) >> grid Ta đồ thị sau: 2.Vẽ đặc tính nhân tạo cho Rf = 0,05 (Ω) vào ROTO : Ta có: 3.U12 (1) 2.ω0.[R1+ R12+Xnm2] R2’  sthtn = (2) R12+Xnm2 R2’ Từ (2) rút ra: = R12+Xnm2 (3) Sau (3) vào (1) ta được: sthtn 3.U12 3.U12.sthtn  Mthtn =  Mthtn = R2’ 2.ω0.[R1.sthtn+R2’] 2.ω0.[R1+ ] sthtn 3.U1 sthtn  Mthtn = Do giả thiết cho a= R1 =0 Vậy: R2’ 2.ω0.R2’.[ R1 sthtn+1] R2’ 2 3.2202.0,0874 3.U 3.U sthtn sthtn  Mthtn =  R2’ = = = 2.π.50 2.ω0.R2’ Mthtn.2.ω0 961,127.2.( ) 12690.48 R2’ 0,063 = 0,063 (Ω) Vậy ta suy ra: R2 = = = 0,721 (Ω) 201297,9682 sthtn 0,0874 (R2’+Rf’) (R2+Rf) (R2+Rf)  Từ tỉ số: sthnt = =  sthnt = sthtn R2’ R2 R2 sthtn (0,721+0,05)  sthnt = 0,0874 = 0,0935; Mthnt =Mthtn = 961,127 (N.m) 0,721 Khai báo MATLAB: >> M='2*961.127/(s/0.0874 + 0.0874/s)' M= 2*961.127/(s/0.0874 + 0.0874/s) >> fplot(M,[0 1]) >> grid >> hold on >> M1='2*961.127/(s/0.0935 + 0.0935/s)' M1 = 2*961.127/(s/0.0935 + 0.0935/s) >> fplot(M1,[0 1],'r') Ta đồ thị sau:  Mthtn = 3.Thiết kế biến trở khởi động cấp cho động không đồng Ta có:  M = 2.Mthnt  s sthnt +   sthnt s  Trong trường hợp động có công suất cỡ trung bình, lớn nên miền s 2.Mthnt.s sthnt >> , nên ~0:M= = k.s phương trình đường thẳng sthnt sthnt  Ta vẽ đường thẳng M(thtn) cắt trục M =0 điểm (1) Nối điểm ω0 với điểm (1) Đường thẳng cắt trục M(2) điểm (2) Từ điểm (2) kẻ đường thẳng song song với trục M=0, đường cắt đường thẳng M(1) điêm (3)  Làm lại bước cuối cho đường nằm ngang (12) - (13) đường cắt đường M(1) điểm (13), điểm (13) phải thuộc đường đặc tính điện động Như Ta đồ thị thiết kế sau: Chọn biến tần điều khiển cho động : Ta biết để động không bị tải mạch từ tải mạch điện ta phải cho Ф = Фđm = const I = Iđm = const Đồng thời phải cho hệ số tải động λM = const Vì để đảm bảo cho khả tải không đổi động không bị tải mạch điện mạch từ ta phải điều chỉnh tần số f cấp vào cho động điện áp U1 cấp vào cho động qua biến tần theo luật sau: U1 = f1 MCω Khi coi sụt áp ΔU không đáng kể  U1đm f1đm MCđm  Trong đó: MCω momen cản thực tế động 2 MCđm momen cản định mức động Giả sử:  Ta chọn động  MCω = const = MCđm  U1 = f1 Vậy luật điều khiển động U1 = U1đm = const =A U1đm f1đm f1 f1đm