Đồ án môn tổng hợp hệ điện cơ là đồ án mà mình bảo vệ trong năm cuối quá trình mình học ở trường, mình mất khá nhiều thời gian vì nó chủ yếu là lý thuyết,mình phải tìm tòi khá kỹ..rất tốn nhiều thời gian,các bạn tải về tham khảo nhé
GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện ĐỒ ÁN MÔN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ Họ tên sinh viên: Trần Doãn Đạt Hệ đào tạo: Dài hạn quy Lớp: K8Z Điện công nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện – điện tử Giáo viên hướng dẫn: Phạm Văn Tuấn ĐỀ TÀI: Tính toán, thiết kế hệ truyền động động KĐB rotor dây quấn – phương pháp nối tầng - Số liệu cho trước động rotor dây quấn sau: - Động rotor dây quấn loại KQ450-8 - Công suất định mức Pdm = 200kW - Điện áp: 660/380 V nối Y/ - Tần số 50 Hz ∆ - Tốc độ định mức động cơ: ndm φ = 735 vòng/phút - Hệ số công suất: cos =0,86 - Hiệu suất: η =93% - Điện áp rotor định mức động cơ: - Dòng điện rotor định mức: I mm / I dm ≥ 4,5 I 2dm U 2dm =450 V =287 A M max / M dm = 2,8 - Tỷ số: ; - Số đôi cực p=4; Máy kiểu kín, làm việc liên tục; Cấp cách điện F - Cấp bảo vệ IP 44 - Điện trợ điện kháng stator: R1 =0,064 R2 Ω Ω ; X1 X2 = 0,28 Ω Ω - Điện trợ điện kháng rotor: = 0,015 ; = 0,14 NỘI DUNG: Chương 1: Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động KĐB Chương 2: Sơ đồ thiết kế Chương 3: Tính toán lựa chọn phần tử mạch lực Chương 4: Tính toán lựa chọn mạch điều khiển Chương 5: Điều chỉnh tốc độ đặc tính điều chỉnh hệ kín Ngày nhận đề tài: 09/01/2017; Ngày hoàn thành:…/…/2017 SVTH: Trần Doãn Đạt Page GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện Vinh, ngày…tháng…năm 2017 Giáo viên hướng dẫn Phạm Văn Tuấn Lời mở đầu ATrong trình sản xuất, truyền động điện khâu quan trọng để tạo suất lao động lớn Điều thể rõ nét dây truyền sản xuất, công trình xây dựng đại, truyền động điện đóng vai trò quan trọng việc nâng cao suất lao động chất lượng sản phẩm hệ thống truyền động điện quan tâm nghiên cứu để nâng cao chất lượng sản phẩm Do có nhiều ưu điểm kinh tế lẫn kỹ thuật nên động không động ngày sử dụng phổ biến kinh tế quốc dân đời sống hàng ngày Vì việc điều khiển động không đồng vấn đề quan trọng Trong trình học tập chúng em học, nghiên cứu nhiều phương pháp điều khiển động không đồng phạm vi đồ án tốt em sâu nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển cho động không động rôto dây quấn theo phương pháp tầng Dưới hướng dẫn tận tình Thầy Phạm Văn Tuấn em hoàn thành đồ án với đề tài “Tính toán,thiết kế hệ truyền động động KĐB rôto dây quấnphương pháp tầng” Do thời gian hiểu biết thực tế hạn chế nên trình thiết kế có sai sót định, em mong giúp đỡ bảo thầy cô môn để em hoàn thành tốt nhiệm vụ thiết kế đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày / /2017 SVTH: Trần Doãn Đạt Page GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện Sinh viên Trần Doãn Đạt Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I Nguyên lý làm việc động không đồng (KĐB) Khái quát máy điện KĐB Động xoay chiều KĐB sử dụng nhiều thực tế nhờ ưu điểm: Đơn giản cấu tạo, nhỏ gọn, hoạt động tin cậy, giá thành rẻ chi phí vận hành thấp Hơn đấu trực tiếp vào lưới điện xoay chiều ba pha mà không cần qua thiết bị biến đổi Có hai loại động KĐB : + Động KĐB rôto dây quấn + Động KĐB rôto lồng sóc Hình 1.1 Ký hiệu động KĐB Đặc tính động KĐB Theo điều kiện cân công suất động cơ, gọi: - Công suất điện từ chuyển từ stato vào rôto P12 SVTH: Trần Doãn Đạt Page GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện - Công suất đưa trục động Pcơ - Công suất tổn thất động ∆ P ∆ Ta có P12=Pcơ+ P Trong đó: P12=Mdt ω0 ω Pcơ=M Khi coi động lưới điện lý tưởng: tức coi thông số dây quấn điện trở, điện kháng không đổi, tổng trở mạch từ hóa không đổi, bỏ qua tổn thất lõi thép tổn thất ma sát mômen mômen điện từ tổn hao công suất xét đến tổn hao đồng rôto gây bên điện trở mạch rôto, tức là: ∆ ≈ ∆ Mđt M P= P2=3.I2’2.R2’ Trong đó: I2’: Dòng rôto quy đổi stato R2’: Điện trở Rôto quy đổi stato U1 I 2' = R2' 2 ( R1 + ) + X nm s (1) Trong đó: Xnm=X1+X2’ : Điện kháng ngắn mạch động U1: Trị số hiệu dụng điện áp pha stato R1, X1: Điện trở tác dụng điện kháng stato R2’,X2’: Điện trở tác dụng điện kháng rôto quy đổi stato s: Hệ số trượt Theo biểu thức ∆ P12=Pcơ+ P Ta có: M ω ⇔ Thay s= ω − ω0 ω0 SVTH: Trần Doãn Đạt ω =M +3.I2’ R ω0 M ω − ω0 ω0 ’ ⇔ M ( ω − ω0 ) =3.I2’2.R2’ = 3.I2’2.R2’ vào biểu thức ta có: M= Page 3.I 2'2 R2' ω s (2) GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện 3.U 12 R2' s R2' ω R1 + + X nm s Thay I2’ từ biểu thức (1) vào (2) ta có: M= (3) Đây phương trinh đặc tính động không đồng bộ, cho s giá trị khác ω = ω (1 − s) nhau, tức ứng với giá trị tốc độ ta có giá trị mômen M tương ứng, từ ta có đặc tính cua đông KĐB sau: ω ω0 ω đm Hình 1.2 Đặc tính động KĐB Các điểm cực trị đừong cong đặc tính gọi điểm tơi hạn ứng với tọa độ: R2' R12 + X nm - Độ trựơt tới hạn: sth= [ 3U 12 2ω R1 + R12 + X nm ] - Mômen tới hạn: Mth= Nếu biểu diễn phương trình (3) thông qua độ trượt tới hạn mômen tới hạn ta có dạng phương trình đặc tính thông dụng dạng Closs sau: M= 2M th (1 + a.sth ) s sth + + a.sth sth s SVTH: Trần Doãn Đạt Trong a= Page R1 R2' GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện Đặc tính cho thấy quan hệ tốc độ động mômen chia làm đoạn: - Đoạn từ điểm không tải lý tưởng (s=0, đoạn công tác có độ cứng β 0 tồn II Các nguyên tắc điều chỉnh tốc độ động KĐB ω0 2.π f p Thay = với f tần số dòng điện stato, p số đôi cực động Xnm=X1+X2’ vào biểu thức (3) ta có : 3.U 12 2πf p R2' s R2' + X + X 2' R1 + s ( ) M= (4) Từ phương trình cho thấy ta điều khiển động KĐB cách tác động vào thông số: Điện trở, điện kháng mạch rôto R 2, X2; điện áp stato U1; điện trở điện kháng stato R1 ,X1; tần số dòng điện stato f; số đôi cừc p Ngoài phương pháp tác động vào thông số người ta điều khiển động KĐB sơ đồ đặc biệt để điều khiển động thông qua điều chỉnh công suất trượt mạch rôto, sơ đồ tầng Ta khảo sát phương pháp trên: Điều khiển động điện trở phụ mạch rôto Rf Phương pháp sử dụng cho động KĐB rôto dây quấn thông qua việc sử dụng điện trở phụ Rf mạch rôto ω Sơ đồ nguyên lý: SVTH: Trần Doãn Đạt ω0 Page GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện Hình 1.3 Sơ đồ đặc tính nhân tạo thay đổi điện trở phụ rôto Với phương pháp ta có mômen tới hạn động cơ: ≈ Mth 3.U 12 2ω X nm =const ω0 = Tốc độ không tải lý tưởng: 2.π f p =const R2 t ≡ R 2t X nm Độ trượt tới hạn: sth= Trong đó: R2t=R2+Rf điện trở tổng mạch rôto Khi tăng điện trở phụ Rf khiến cho độ trượt tới hạn sth tăng khiến cho độ cứng đặc tính β giảm điều chỉnh tốc độ làm việc mômen ngắn mạch động Để tăng chất lượng điều chỉnh tốc độ, người ta dùng loại biến trở xung loại biến trở tự động điểu khiển nhờ khóa đóng cắt linh kiện điện tử Tuy nhiên phương pháp sử dụng cho điều khiển rôto dây quấn Điều khiển động điện áp stato Theo biểu thức (4) cho thấy ảnh hưởng điện áp stato U đến thông số đầu động Do điều khiển động thông qua điện áp stato U Việc điều khiển thực sử dụng nguồn có điện áp thay đổi (U 1=var) để cung cấp cho stato động cơ: SVTH: Trần Doãn Đạt Page GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện Sơ đồ: Hình 1.4 Sơ đồ họ đặc tính nhân tạo thay đổi điện áp stato Do dòng điện động tỷ lệ với bình phương điện áp U, độ trượt tới hạn s th không thay đổi theo điện áp ≡ Inm U1 ≡ ≡ Mnm U12 ≡ Mth U12 sth const Như ta có đặc tính thay đổi điện áp stato Việc điều khiển động KĐB rôto dây quấn rôto lồng sóc có khác - Đối với động KĐB rôto lồng sóc: Do độ trượt tới hạn nhỏ,nên phần công tác đặc tính điều chỉnh ngắn dẫn đến hiệu điều chỉnh tốc độ không cao Do áp dụng phương pháp thường áp dụng phương pháp cho điều chỉnh mômen dòng điện khởi động - Đối với động rôto dây quấn Người ta thường đưa thêm điện trở cố định ba pha rôto để làm tăng thêm độ trượt tới hạn động cơ, mở rộng vùng điều chỉnh, tăng hiệu điều chỉnh động cơ, phương pháp áp dụng để điều chỉnh tốc độ Điều khiển động KĐB biến đổi tần số Việc điều khiển động KĐB biến đổi tần số dùng rộng rãi tạo cho động KĐB khả điều chỉnh thông số đầu vượt trội Phương pháp cho phép điều chỉnh mômen tốc độ động với chất lượng cao SVTH: Trần Doãn Đạt Page GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện Sơ đồ khái quát hệ bao gồm nguồn biến tần có khả điều chỉnh, biến đổi tần số điện áp dòng điện cấp cho stato động khối điều khiển dùng để xử lý tín hiệu điều khiển hệ thống ω ω1 ω0 ω dm ω2 Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý đặc tính nhân tạo biến đổi số Ưu điểm phương pháp: Các đặc tính nhân tạo thấp ffđm, độ làm việc nlv lớn hơặc nhỏ tốc độ định mức nđm Phương pháp ứng dụng nhiều hệ truyền động tự động đại dùng động KĐB Điều khiển động KĐB thay đổi số đôi cực p ω0 = Xuất phát từ biểu thức 2.π f1 p ω = ω (1 − s) Ta thấy thay đổi số đôi cực p tốc độ ω ω0 thay đổi theo, tốc độ rôto động thay đổi Để sử dụng phương pháp người ta chế tao hai loại động có khả thay đổi số đôi cực - Loại có hai dây quấn stato riêng biệt, có số đôi cực riêng biệt - Loại có dây quấn pha chia làm phân đoạn, đổi nối ta có số đôi cực khác ω ω 02 ω 01 SVTH: Trần Doãn Đạt Page GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện Hình 1.6 Họ đặc tính thay đổi p Nhược điểm phương pháp : - Vì p thay đổi theo số tự nhiên tốc độ thay đổi nhảy cấp - Phương pháp không kinh tế Điều khiển động KĐB điện trở điện kháng phụ mạch stato Về nguyên lý, điện trở phụ stato R f1 điện kháng phụ stato Xf1 có ảnh hưởng đến đặc tính động KĐB Tuy nhiên hạn chế dạng đặc tính tiêu chất lượng thấp, sử dụng điều chỉnh tốc độ Sơ đồ nguyên lý đặc tính điều chỉnh Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý họ đặc tính Đối với động KĐB rôto lồng sóc có công suất trung bình lớn, để hạn chế dòng điện khởi động, người ta mắc thêm điện trở phụ điện kháng phụ vào stato SVTH: Trần Doãn Đạt Page 10 GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện Uđk2=53,8/15=3,59 (V) Vì điều chỉnh theo theo sai lệch thực cách lấy tín hiệu phản hồi âm tốc độ nên ta có: ω ω Uđk=Uđ -K Thay tốc độ Uđk điểm (1) và(2) ta có hệ phương trình: 2,9 = U đ − kω 14,56 3,59 = U đ − kω 13,1 Giải hệ ta được: ω Uđ=9,9 (V),K =0,48 ω Như ổn định cấp tốc độ 0,2nđm ta có hệ số phản hồi tốc độ K =0,48 Khi động làm việc cấp tốc độ n=0,4nđm Ứng với cấp tốc độ n=0,4nđm tính toán chương trước ta có ω0 = 32,35 Ra/s tương ứng có cos β = 0,554 ⇒ β1 = 560 Vậy xét điểm thứ điểm không tải lý tưởng ứng với tốc độ động tốc độ định mức , có : ω01 = 32,35 β1 = 560 s cp = Theo công thức: ∆ω ω − ω = = 10% ω0 ω0 ⇒ ω2 = 0,9.ω0 = 0,9.32,35 = 29,11 Rad/s Điểm thứ hai giao điểm đường M=Mđm đường có ω=ω2= 29,11 Ra/s s2 = − ω2 29,11 = 1− = 0, 629 ω0 78,53 Vậy : Khi động làm việc cấp tốc độ n=0,6nđm Ứng với cấp tốc độ n=0,6nđm tính toán chương trước ta có SVTH: Trần Doãn Đạt Page 96 GVHD: Phạm Văn Tuấn ω0 = 47,74 Đồ án môn trang bị điện Rad/s tương ứng có cos β = 0,369 ⇒ β1 = 68 Vậy xét điểm thứ điểm không tải lý tưởng ứng với tốc độ động tốc độ định mức , có : ω01 = 47, 74 β1 = 680 s cp = Theo công thức: ∆ω ω − ω = = 10% ω0 ω0 ⇒ ω2 = 0,9.ω0 = 0,9.47, 74 = 42,96 Rad/s Điểm thứ hai giao điểm đường M=Mđm đường có ω=ω2= 34,82 Ra/s s2 = − ω2 47, 74 = 1− = 0,392 ω0 78,53 Khi động làm việc cấp tốc độ n=0,8nđm Ứng với cấp tốc độ n=0,8nđm tính toán chương trước ta có ω0 = 63,14 Rad/s tương ứng có cos β = 0,185 ⇒ β1 = 79 Vậy xét điểm thứ điểm không tải lý tưởng ứng với tốc độ động tốc độ định mức , có : ω01 = 63,14 β1 = 790 s cp = Theo công thức: ∆ω ω − ω = = 10% ω0 ω0 ⇒ ω2 = 0,9.ω0 = 0,9.63,14 = 56,82 Ra/s Điểm thứ hai giao điểm đường M=Mđm đường có ω=ω2= 56,82 Rad/s SVTH: Trần Doãn Đạt Page 97 GVHD: Phạm Văn Tuấn s2 = − Đồ án môn trang bị điện ω2 56,82 = 1− = 0, 276 ω0 78,53 Vậy : Trên sở ta có đặc tính hệ kín w* 0,9 TN 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 1,8 2,2 2,4 2,6 2,8 M* 3,2 Hình 6.1: Họ đặc tính hệ kín III Sơ đồ hệ kín điều chỉnh tốc độ động Để thực hên ta dùng hệ điều chỉnh tối ưu modul tạo hệ tự động có sai lệch tĩnh tốt đồng thời có đặc tính động tốt với khâu hiệu chỉnh đơn giản đồng Nguyên lý chung xây dựng hệ điều khiển tối ưu - Tìm hàm truyền đối tượng cần điều khiển Giả sử hàm truyền đối tượng W(p) Ta cần thiết phải khử hệ quán tính giảm bớt sai số tĩnh Muốn ta tiến hành hiệu chỉnh nối tiếp khâu hiệu chỉnh có hàm truyền nghịch đảo với hàm truyền đối tượng: w Wđt = dt - Đối với hệ điều khiển Hệ biến đổi xứng- Đ hàm truyền động có dạng : SVTH: Trần Doãn Đạt Page 98 GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện k.e − l +1 wdt = ∏ (T p + 1) i i =1 - Ta đưa dạng chuẩn : l +1 wh(p) = Trong đó: Ti số thời gian nhỏ T0 p.∏ (Ti p + 1).k.e − i =1 τ : số thời gian trễ biến đổi số thời gian khử đựoc phụ thuộc vào chất đóng mở van bán dẫn Theo lý thuyết điều chỉnh tự động ta đưa cấu hai khâu ,việc làm ta mắc sai số không đáng kể : T p.(Tm.p +1) Wh(p) = Với: Tµ = ∑ Ti + ξ - Tổng thời gian nhỏ - T0 chọn cho hệ ổn định tốt nhất, đạt điều quan hệ T0 Tµ T0 ≥ 2.T µ AM2 + AM AM2 − Trong AM= Amax = modul hàm truyền hệ kín Wk w h (jw)m W = + w h (jw)m k Người ta thấy Amax → tốt - Chọn a = T0 =2 Tµ Từ người ta đến khái niệm tối ưu modul : 1 wh = Ta có : x(t) = w k = + w h = T0 p.(Tµ p + 1) T0 Tµ p + T0 p + - Sơ đồ cấu trúc : SVTH: Trần Doãn Đạt Page 99 GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện xđt x Whc Ta tìm x(t) = 1- e- Wđt p12 t x(t) = 1- e - 4a − a 4a − a t cos t + sin t 2.Tµ 2a 2a Với giá trị a ta thu x(t) tương ứng hình vẽ xt a =2 a =1 a=4 t µ SVTH: Trần Doãn Đạt Page 100 GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện Tính toán thiết kế mạch vòng dòng điện a Mô tả mạch vòng dòng điện Ta có sơ đồ cấu trúc mạch vòng dòng điện sau: Uđi Ri(p) KR τ.p +1 ∂I ∂R2 Tđt p + Kphi Hệ biến đổi thành: Uđi Ri(p) KR τ.p +1 ∂I ∂R2 Tđt p + Vậy hàm truyền đối tượng có dạng: SVTH: Trần Doãn Đạt Page 101 Kphi K phi GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện K phi K R ∂I Wđt = K v1 ∂R2 = (1 + τ p).(1 + Tđt p ) (1 + τ p ).(1 + Tđt p ) Theo lý thuyết điều khiển tối ưu môđul hàm truyền hệ hở mong muốn có dạng: T01 p.(Tµ1 p + 1) Wh1 = τ max Với T1 = = 0,0033 (s) T01 = T1 = 0,0066 (s) Ở đối tượng ta cần bù số thời gian T đt số thời gian trễ bé không cần bù Hàm truyền khâu hiệu chỉnh dòng điện: Ri(p) = Wh (τ p + 1)(Tđt p + 1) (Tđt p + 1) Tđt = = = + Wđt K v1 2.τ p.(τ p + 1) K v1 2.τ p K v1 2.τ K v1 2.τ p Tđt + Ti Ti p Ri(p) = Đây khâu tích phân tỷ lệ ta thực khâu mạch sau: R1 Rht Rphi Udk Rphi Hàm truyền hệ kín là: Wk1 = SVTH: Trần Doãn Đạt Wh1 Wh1 + = Page 102 2.τ p + 2.τ p + 2 τ GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện τ Do Hàm truyền mạch vòng dòng điện: WA1C1 = K phi 2.τ p + b.Tính chọn linh kiện Ta có: KR = a.Tính chọn cảm biến dòng điện Ed max U d 658, 47 = = = 54,87 U đk max 12 12 Với động không đồng ta chọn dòng điện ngắt cho hệ từ I ng= (3-3,5)Iđm chọn Ing=3I2đm=3.287= 861(A), ta chọn cảm biến dòng loại 1000/5 A Ibd=5.I2ba/1000=5.287/1000= 1,435 Ω ⇒ U cl = R0 I bd = 0,1.1, 435 = 0,1435 Chọn điện trở biến dòng R0 =0,1 Uphi =ku.Ucl=2,34.0,1435 = 0,33(V) Kphi=Uphi/287=0,33/ 287 =1,17.10-3 Điện áp ngắt Ung.i = Kphi.Ing = 0,00117.861 = V Ta dùng điôt Zener để thực khâu U < U ng.i tín hiệu phản hồi lấy từ cảm biến dòng điện bị cắt điôt Zener sơ đồ tổng thể SVTH: Trần Doãn Đạt Page 103 GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện τ Thời gian trễ = 0,0033s Uf R2' dt 2 (r1 + ) + xnm s I2 = Ki.I’2 = Ki U f (r1 + K r K i ∂I ∂I = K r 2' ∂R2 ∂R2 s [(r1 + R2' dt ) s R2' dt 2 ) + xnm ] s => =Trong đó: Kr = 1,69 ; Ki = 1,47 ; Uf = 220V r1 = 0,064 ; xnm = 0,58 Ta xét điểm làm việc xác lập đường đặc tính thấp động tương ứng với độ trượt s = 0,768 ' R2dt s Thay số ta có: => 0.96 = 0.76 = ∂I ∂R2 = 350 Kv1 = Kphi.KR Tđt = Trong đó: L’1 = r ’1 = => L2 = 1,26 ∂I ∂R2 = 0,00117.44.350 =18 L1' + L2 r1' + r2 x1' x 0, 081 = = = 0, 00055 ω1 K r ω1 2,34.62,83 R1 0, 0183 = = 0, 0078 Kr 2,34 () x2 0, 098 = = 0, 0015( H ) ω1 62,83 SVTH: Trần Doãn Đạt Page 104 (H) GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện r2 = 0, 02 => Tđt = 0, 00055 + 0, 0015 = 0, 074 0, 0078 + 0, 02 s K v1.2.τ => Ti = = 18.2.0,0033 =0,12s Từ phương trình hàm truyền sơ đồ mạch hiệu chỉnh dòng điện có: Rphi C = Ti = 0,12 Ta chọn C = 10F Rphi = 0,28.10 −3 10 −6 = 12 (K) R1 Tđt 0, 074 = = = 0, 61 R phi Ti 0,12 Có R1 = 0,61.12 = 7,4(K) Mô tả mạch vòng điều chỉnh tốc độ a Hàm truyền mạch vòng điều chỉnh dòng điện: K phi 2.τ p + WA1C1 = Do cấu trúc mạch vòng hiệu chỉnh tốc độ: Uđ R(p) K phi 2.τ p + Kph Sơ đồ tương ứng với: SVTH: Trần Doãn Đạt Page 105 ∂M ∂I J ht p GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện Uđk R(p) ∂M ∂I K phi 2.τ p + 1 J ht p Kph Hàm truyền đối tượng điều chỉnh: Wđt. = Hàm truyền hệ hở Wh2 = ∂M 2.τ p + ∂I J ht p K phi Kph = K v2 p.( 2.τ p + 1) T02 p.(Tµ p + 1) τ Trong T2 = T1 = =0,0066s T02 = T2 = 0.0132 Ta có hàm truyền khâu hiệu chỉnh R(p): Wh p.( 2.τ p + 1) = = Wđt.ω K v 4.τ p.( 2.τ p + 1) K v 4.τ R(p) = = T Đây khâu khuếch đại: ta thực khâu khâu sau: Hàm truyền hệ kín là: Wk1 = Wh Wh + = 8.τ p + 4.τ p + 2 Sơ đồ cấu trúc tương đương: SVTH: Trần Doãn Đạt Page 106 K phω GVHD: Phạm Văn Tuấn A2 Đồ án môn trang bị điện 8.τ2 p + 4.τ.p + C2 k phω B2 Sơ đồ cấu trúc tương đương mạch vòng tốc độ Hàm truyền vòng hiệu chỉnh tốc độ là: 1 8.τ2 p + 4.τ.p + k phω WA2C2 = R2 Ud Rphw VR Rphw Uphw b.Tính toán linh kiện Chọn máy phát tốc loại 1000v/p-100V 100 1000 điện áp đầu máy phát tốc: Upt = 576 = 57,6V Điện áp lớn ta sử dụng biến trở VR để phân áp lấy điện áp phản hồi chọn VR1 = 100 K tỷ số biến trở 0,1 Vậy điện áp phản hồi tốc độ Uph = Kph. = 0,1.57,6 = 5,76 V U phω => hệ số phản hồi tốc độ Kph = Ta có biểu thức momen: M= = ω 5, 76 576 = 0,01 3I 22 R2 ω1 s Uf (r1 + I2 = Ki.I’2 = Ki SVTH: Trần Doãn Đạt R2' dt s ) + xnm Page 107 GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện ( K i U f ) I ’ => R = s.( ' R2dt Kr 2 − x nm − r1 ) ( K i U f ) Kr I R2 = = s.( Thay trở lại biểu thức momen ta có: M= 3.I 22 ω1 K r 2 − x nm − r1 ) ( K i U f ) I ( 2 − x nm − r1 ) 3.U 2f 6.I ∂M = ∂I ω1 K r ( K i U f ) I 2 − xnm − r1 ) ω1 I ( K i U f ) => ( Thay số ta có: Ki = 1,302 ; Kr = 1,69 1 = 62,83rad/s ; xnm = 0,247 r1 = 0,0183 ; Uf = 220V I2 = I2đm = 196A I 2 − xnm ∂M = ∂I => 7,565 Ta lấy Jht =1,2 Jđc = 1,2.15 = 18 (kg/m2) Vậy: Kv2 = T = ∂M 1 K phω = 7,565 .0, 01 K phi ∂I J ht 0, 00117 18 1 = K v 4.τ 3, 6.4.0, 0033 = 3,6 = 21 R2 R phω => = 21 Chọn Rph = K => R2 = 21 K Chọn R2 biến trở Các biến trở VR dùng để điều chỉnh điện áp điều khiển chọn VR = 100 K Vậy ta có hệ kín điều khiển động sau: SVTH: Trần Doãn Đạt Page 108 GVHD: Phạm Văn Tuấn Đồ án môn trang bị điện Ul AP AP M D K CC RN K K CC BA RN Uphw U2ba ĐC E2 FT I2 Uphi 1CC R2 C R R C R 2CC 2CC C R R 2CC C R R C R R R C C 2CC C R 2CC C 2CC C R 2CC 2CC C 2CC CL KL R2 C2 2CC 2CC 2CC C2 C NL Id Ebd E2d R2 R1 Ud Rht R phi = R phw Rphw R phi Udk Hình 7.3: Sơ đồ điều khiển động pp tầng điện hệ kín III.Đánh giá chất lượng hệ tự động điều chỉnh 1.Xét hệ hở *Xét độ tốc độ: Sơ đồ cấu trúc hệ hở ( bỏ qua mạch phản hồi ) Uđ KR τ.p +1 ∂I ∂M ∂I ∂R2 Tđt p + 1 J ht p Hàm truyền hệ hở: Wh = ω ( p) U đk ( p ) = ∂I ∂R2 ∂M KR τ p + Tđt p + ∂I J p SVTH: Trần Doãn Đạt = Page 109 44 350 0, 0033 p + 0, 074 p + 7,565 18.p VR Uphw GVHD: Phạm Văn Tuấn => Wh = Đồ án môn trang bị điện 647, (0, 0033 p + 1).(0, 074 p + 1) p SVTH: Trần Doãn Đạt = 647, 0.000244 p + 0, 0773 p + p Page 110