THIẾT KẾ TRANG BỊ ĐIỆN  ĐIỆN TỬ MÁY HÀN TỰ ĐỘNG

Khái niệm chung về máy hàn điện Hiện nay hàn điện là một công nghệ được dùng rộng rãi trong công nghiệp, trong xây dựng và trong công nghiệp chế tạo máy *Ưu điểm của máy hàn điện : - Tiế

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY HÀN ĐIỆN

1.1 Khái niệm chung về máy hàn điện

Hiện nay hàn điện là một công nghệ được dùng rộng rãi trong công nghiệp, trong xây dựng và trong công nghiệp chế tạo máy

*Ưu điểm của máy hàn điện :

- Tiết kiệm được nguyên vật liệu so với các phương pháp gia công khác (so với tán đinh 5÷10%; so với phương pháp đúc 40%)

- Có độ bền cơ khí cao, chất lượng mối hàn tốt

- Giá thành hạ, năng suất cao

- Công nghệ hàn đơn giản

- Cải thiện được điều kiện làm việc cho công nhân và dễ tự động hoá

1.1.1 Phân loại các phương pháp hàn điện

Phân loại một cách tổng quan về máy hàn điện như sau:

Một điểm hai mặt

Hai điểm một mặt

1.1.2 Các yêu cầu chung đối với nguồn hàn hồ quang

* Điện áp không tải đủ lớn để mồi hồ quang

Khi nguồn hàn là một chiều với điện cực là :

- Kim loại: Uomin = (30÷40)V

- Điện cực than Uomin = (45÷55)V

Khi nguồn hàn là xoay chiều : Uomin = (50÷60)V

* Đảm bảo an toàn lúc làm việc ở chế độ làm việc cũng như ở chế độ ngắn mạch làm việc Bội số dòng điện ngắn mạch không được quá lớn

4,12,1.

* Nguồn hàn phải có công suất đủ lớn

* Nguồn hàn phải có khả năng điều chỉnh được dòng hàn, vì như ta đã biết dòng điện hàn phụ thuộc vào đường kính que hàn Dòng điện hàn được tính theo biểu thức sau :

Máy hàn là một thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại Thời gian làm việc dài nhất của máy hàn là thời gian hết một que hàn (ζ1) Thời gian nghỉ ngắn nhất là thời gian đủ để thay que hàn và mối được hàn hồ quang (ζ2)

Đối với nguồn hàn dùng cho máy hàn hồ quang tự động, thời gian làm việc dài nhất là thời gian hết một lô điện cực trên máy, còn thời gian nghỉ ngắn nhất

là thời gian đủ để thay lô điện cực hàn và mồi được hồ quang

Nguồn hàn hồ quang có tuổi thọ làm việc cao khi thoả mãn điều kiện

Trong đó :

Q1 = 0,24I2Rζζ1 : Nhiệt lượng toả ra khi hàn với thời gian là ζ1

Q2 = k(ζ1+ζ2) : Nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh trong một chu kì làm việc Tck = ζ1+ζ2

k : Hệ số đặc trưng cho chế độ toả nhiệt của nguồn hàn

Tính một cách gần đúng có thể coi hệ số k hầu như không đổi k = const Từ biểu thức (1-3) ta có :

24,02 1

1 2

1.2 Các nguồn hàn hồ quang

1.2.1 Các nguồn hàn hồ quang xoay chiều

Nguồn hàn hồ quang thường dùng biến áp hàn vì có những ưu điểm nổi bật sau:

- Dễ chế tạo, giá thành hạ

- Có thể tạo ra dòng điện lớn

Biến áp hàn phổ biến là biến áp hàn một pha, có khi là ba pha Thông thường máy biến áp hàn ba pha dùng cho nhiều đầu hàn Về cấu tạo, máy biến

áp hàn thường chế tạo theo hai kiểu :

+ Máy biến áp hàn với từ thông tản bình thường : nó được chế tạo như hai thiết bị riêng lẻ, lắp ráp trong một vỏ hộp chung, gồm một biến áp hàn một cuộn kháng

+ Máy biến áp hàn với từ thông tản tăng cường, được chế tạo theo các kiểu sau :

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý máy biến áp hàn có cuộn kháng ngoài

Thay đổi khe hở trong mạch từ của cuộn kháng ngoài, có thể nhận được họ đặc tính ngoài của máy biến áp hàn

a

Wck

W2

W1

- Khi không tải :

Trong đó :

U0 : Điện áp không tải  V

U2 : Điện áp thứ cấp của máy biến áp  V

- Khi có tải :

Trong đó :

Uhq : Điện áp xoay chiều

Uck : Điện áp rơi trên cuộn kháng

Uck = I2.rck + j.I2.xck  ω.L.I2 (1-10)

Vì rck rất nhỏ nên có thể bỏ qua Trong đó rck là điện trở thuần của cuộn kháng, xck là điện kháng của cuộn kháng Trong quá trình làm việc, I2 tăng làm cho Uck cũng tăng, điện áp hồ quang Uhq giảm Khi dòng I2 tăng đến giá trị số

I2=In.m (In.m : Dòng điện ngắn mạch) thì điện áp hồ quang bằng không (Uhq=0) Khi đó :

Hình 1.3 Họ đặc tính ngoài của máy biến áp hàn có cuộn kháng

Loại máy biến áp này, mạch từ của cuộn kháng có quan hệ trực tiếp với mạch từ chính

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý máy biến áp hàn kiểu hỗn hợp

Điều chỉnh khe hở mạch từ a, ta nhận đựơc họ đặc tính ngoài như hình 1.4

- Khi không tải :

U0 = U2 + Uck (1-12) Khi thay đổi khe hở mạch từ a, Uck thay đổi nên U0 cũng thay đổi (U0=var)

- Khi có tải, điện áp rơi trên cuộn kháng và cuộn thứ cấp của máy hàn bằng

Ur = I2(x2 + xck) (1-13) Điện áp hồ quang bằng :

Uhq = U2 + Uck – Ur = U2 + Uck – I2(x2 + xck) (1-14) Khi dòng điện I2 tăng đến trị số I2 = Inm thì điện áp hồ quang bằng không (Uhq = 0) Lúc này dòng điện ngắn mạch bằng :

Inm =

ck

ck

x x

U U



2

2

(1-15) Tương ứng với các trị số khác nhau của khe hở mạch từ a, ta nhận được họ đặc tính ngoài của máy biến áp hàn như hình 1.5

a

Wck

W2

W1

Hình 1.5 Họ đặc tính ngoài của máy biến áp hàn kiểu hỗn hợp

3 Máy biến áp hàn có shunt từ

Hình 1.6 Máy biến áp hàn có shunt từ

Shunt từ 4 được được lắp giữa cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp hàn Shunt từ có thể di chuyển vào hoặc kéo ra khỏi hai cuộn dây Bằng cách di chuyển shunt từ ta có thể tạo ra họ đặc tính ngoài của máy biến áp hàn

1.2.2 Các nguồn hàn hồ quang một chiều

Nguồn hàn hồ quang một chiều được dùng làm nguồn hàn cho máy hàn hồ quang tự động, bán tự động và hàn hồ quang bằng tay Nguồn hàn hồ quang môt chiều có hai loại :

- Bộ biến đổi quay (máy phát hàn một chiều)

- Bộ biến đổi tĩnh ( bộ chỉnh lưu)

Máy phát hàn một chiều được chia ra các loại như trên sơ đồ hình 1-7 Tuỳ thuộc vào kết cấu, cấu tạo của máy phát hàn một chiều sẽ có họ đặc

1 Mạch từ

2 Cuộn sơ cấp

3 Cuộn thứ cấp

4 Shunt từ

tính ngoài dốc, cứng hoặc hỗn hợp

Máy phát hàn một chiều được sử dụng rộng rãi nhất là loại máy phát hàn một chiều có đường đặc tính ngoài dốc được chế tạo theo ba kiểu chính sau :1) Máy phát hàn một chiều kích từ độc lập có cuộn khử từ nối tiếp

2) Máy phát hàn một chiều kích từ song song có cuộn khử từ nối tiếp

3) Máy phát hàn một chiều có cực từ rẽ

Hình 1.7 Phân loại máy phát hàn điện một chiều

1 Máy phát hàn một chiều

a Máy phát hàn một chiều kích từ độc lập có cuộn khử từ nối tiếp (hình 1.8)

Hình 1.8 Máy phát hàn một chiều kích từ độc lập có cuọon khử từ nối tiếp

Máy phát hàn loại này có hai cuộn kích từ : cuộn kích từ độc lập W1 được cấp điện từ nguồn một chiều độc lập có điều chỉnh dòng kích từ bằng chiết áp VRζ và cuộn khử từ nối tiếp W2 đấu nối tiếp với phần ứng của máy phát Từ

thông Φ1 sinh ra trong cuộn W1 ngược chiều với từ thông Φ2 sinh ra trong cuộn

W2 Từ thông Φ2 tỉ lệ với dòng điện hàn

Máy phát hàn một chiều

Nhiều

dầu

hàn

Đặt cố định

Truyền động bằng động

cơ điện

Di động

Lắp trong một vỏ

Kích

từ song song

Kích từ độc lập

Lắp trong hai vỏ

Một

dầu

hàn

Truyền động bằng động

cơ đốt trong

CM

VR U

W2 W1

F

- Khi không tải, từ thông Φ2 = 0 và sức điện động của máy phát bằng :

Trong đó :

Ke : Hệ số cấu tạo của máy phát

Φ1 : Từ thông sinh ra trong cuộn W1

ω : Tốc độ quay của phần ứng

- Khi có tải :

Uhq = E – IRζF = Ke(Φ1 – Φ2)ω – IRζF (1-17) Trong đó :

RζF : Điện trở trong của máy phát

Để điều chỉnh dòng hàn và tạo ra họ đặc tính ngoài có hai cách :

- Điều chỉnh thô bằng chuyển mạch CM để thay đổi số vòng dây của cuộn

W2 (hình 1.9a)

- Để điều chỉnh tinh bằng chiết áp VRζ để thay đổi dòng kích từ Ikt của máy phát (hình 1-9b)

Hình 1.9 Họ đặc tính ngoài và đặc tính điều chỉnh của máy hàn 1 chiều

b Máy phát hàn một chiều kích từ song song có cuộn khử từ nối tiếp

Máy phát hàn có hai cuộn dây : Cuộn kích từ song song W1 và cuộn khử từ nối tiếp W2 Họ đặc tính ngoài và điều chỉnh dòng điện hàn tương tự như máy phát hàn hồ quang một chiều kích từ độc lập có cuộn khử từ nối tiếp

I

Ikt1 < Ikt2 < Ikt3

3

phần ứng) Máy phát có hai cuộn kích từ ; cuộn kích từ chính W1 và cuộn phụ

W2 Máy phát có 4 cực từ N1, N2, S1, S2, và ba nhóm chổi than A, C, Z Loại máy phát kiểu này khác vối hai máy phát kể trên cực từ cùng cực tính sắp xếp về một phía Trên đường trung tính AC lấy điện áp ra :

Hình 1.10 Máy phát một chiều có cực từ trễ

Điện áp Ucz lấy ra hai chổi than C và Z là hai chổi than phụ Mỗi đôi cặp cực cùng cực tính được coi như cực từ

- Khi không tải : Do tác dụng tương hỗ của từ thông dọc Фd và từ thông

ngang Фn, trên các chổi than xuất hiện điện áp

UAz=Cd.Фn và Ucz=CnФn (1-19) Sức điện động tổng của máy phát bằng

và AOD tạo ra từ thông ngược chiều với từ thông trong cuộn kích từ phụ W2

Khi có tải, do tác dụng khử từ của từ thông dọc Фd và do phản ứng phần ứng nên điện áp UAZ sẽ giảm xuống

Trong đó :

Фpư : Từ thông do phản ứng phần ứng sinh ra

Điện áp Uzc hầu như không tăng vì không tăng vì mạch từ đã bảo hoà

Uzc=CnФn const Như vậy điện áp kích từ lấy trên hai chổi than C, Z không phụ thuộc vào sự biến động của phụ tải, còn điện áp lấy trên hai chổi than A, C thay đổi theo phụ tải

UAC = UAZ + UZC = Cd(Фd – Фpư) + UZC – IRζư (1-22) Khi dòng hàn tăng, phản ứng phần ứng tăng làm cho điện áp UCA giảm xuống.

Khi ngắn mạch, từ thông Фpư tăng nhanh và lớn hơn từ thông dọc Фd, điện áp

UAZ ngược chiều với điện áp UZC và điện áp UAC = 0

UAC = Cn(Фn – Фpư) = CdФd – IRζư (1-23)

2 Nguồn hàn hồ quang dùng bộ chỉnh lưu

Sự phát triển của kĩ thuật bán dẫn công suất lớn đã đưa ra nhiều ứng dụng của nó trong nguồn hàn một chiều Nguồn hàn một chiều dùng bộ chỉnh lưu có những ưu việt sau đây so với máy phát hàn một chiều :

- Chỉ tiêu năng lượng cao

- Không có phần quay

- Hiệu suất cao, chi phí vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa thấp

Nguồn hàn một chiều dùng chỉnh lưu gồm hai bộ phận chính : Máy biên áp hàn và bộ chỉnh lưu Nguồn hàn một chiều dùng bộ chỉnh lưu được chế tạo thành các loại như trên hình 1-11

Hình 1-11 Các loại nguồn hàn một chiều dùng bộ chỉnh lưu

Cầu

ba pha

Dùngxêlen

Không điều khiểnDùng

điốt

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ TRANG BỊ ĐIỆN  ĐIỆN TỬ MÁY HÀN TỰ ĐỘNG

2.6 Truyền động trong hệ thống truyền động vị trí các trục của máy hàn tự động

2.6.1 Động cơ thực hiện truyền động máy hàn tự động

Động cơ thực hiện truyền động máy hàn tự động là động cơ tiếp xúc một chiều

Khác với động cơ điện một chiều bình thường, động cơ không tiếp xúc một chiều cóphần ứng đứng yên nằm trên stator và phần cảm quay đặt trên rôtor Trên hình (H.2.1.a) là

mô hình của động cơ bình thường còn hình (H.2.1.b) là mô hình của động cơ không tiếp xúcStator của động cơ không tiếp xúc được ghép từ các lá thép kĩ thuật điện Trong cácrãnh của stator đặt trong cuộn ứng (2) giống như trong rãnh của phần ứng bình thường Phầncảm của động cơ bình thưòng là nam châm vĩnh cửu (3) Để đơn giản hoá có thể mô hìnhhoá bộ phận đổi chiều điện tử bằng giá đỡ chổi than (4) và chổi than (5) đặt trên rôtor

Trong động cơ không tiếp xúc, cuộn ứng đứng yên nên đổi bộ phận đổi chiều dễ dàngđược thay thế bằng bộ điện tử, được điều khiển bởi bộ cảm biến vị trí trên trục động cơ Nhờvậy, bộ đổi chiều điện tử có thể đảm bảo sự thay đổi dòng điện trong cuộn ứng khi rôtor quaytương tự như vành góp chổi than

Động cơ không tiếp xúc một chiều có cấu tạo từ ba thành phần như trên hình (H.3.2) Phần 1: Động cơ không tiếp xúc với cuộn ứng một pha trên stator và rôtor kích thíchbằng nam châm vĩnh cửu

Phần 2 : Cảm biến vị trí rôtor, đặt cùng vỏ máy với động cơ, thực hiện chức năng tạo tínhiệu điều khiển nhằm xác định thời điểm và thứ tự đổi chiều

Phần 3 : Bộ đổi chiều tiếp xúc, thực hiện đổi chiều dòng điện trong cuộn ứng trên statortheo tín hiệu điều khiển của cảm biến vị trí rôtor

Bộ phận đổi chiều quay cùng pha với rôtor và đóng ngắt các bối dây của cuộn ứng trênstator sao cho dòng điện chạy trong cuộn ứng đối diện với từng cực từ của phần cảm của rôtorluôn có chiều không đổi Khi đó các quan hệ điện từ của động cơ không tiếp xúc giống nhưtrong động cơ bình thường và được biểu diễn bằng các phương trình sau :

- Phương trình cân bằng điện áp :

E dt

di L I R

pN K

E   (1)

Với p - số đôi cặp từ chính

N - số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng

a- số đôi mạch nhánh song song của cuộn dây phần ứng

K - hệ số cấu tạo của động cơ

 - từ thông kích từ dưới một cực từ

 -tốc độ quay của động cơ

Dạng phương trình cân bằng điện áp khi chuyển sang toán tử Laplace

u u

u u

u u u u

R

L p

R E U I

E I pL I R U

.1

/1)

R E

U

.1

/1)(

dt

d J M

M  c  

Với M c - mômen cản trên trục động cơ

J - mômen quán tính của động cơ

+ Phương trình động học khi chuyển sang dạng toán tử Laplace

Hình 1: Sơ đồ cấu trúc của động cơ điện tiếp xúc một chiều

2.6.2 Bộ biến đổi

Động cơ điện một chiều không tiếp xúc được cấp diện từ bộ băm xung áp một chiềuđiều chế độ rộng xung nếu bỏ qua quá trình chuển mạch của các van thì có thể dùng sơ đồkhối như sau hình (H 3) để mô tả bộ băm xung

Mô hình có phần tử role và có tín hiệu đặt kiểu chu kỳ Udf vì tần số làm việc của bộ bămxung vào khoảng 300 ÷400 Hz nên chu kỳ xung là rất nhỏ so với hằng số thời gian điện từ vàcủa mạch lực, do đó có thể thay thế bằng mô hình toán tính hoá với thời gian trễ bằng một nửa

chu kỳ xung điều chế, Tv0=21f trên hình (H.3.4)

Hàm trễ này có thể coi gần đúng là khâu quán tính, việc thay thế này đủ chính xác khitần số băm đủ lớn

W bd p =e pT v0 =

bd

pT

 1

1

Trong đó ; Tbd là hằng số thời gian của bộ biến đổi

2.6.3 Các cảm biến.

a.Các cảm biến đo dòng

Yêu cầu đặt ra cho các bộ đo dòng điện một chièu và điện áp một chiều, ngoài việcđảm bảo độ chính xác còn phải đảm bảo độ cách li giữa mạch động lực và mạch điều khiểnNgười ta thường dùng phương pháp biến điệu để truyền tín hiệu một chiều từ sơ cấpsang thứ cấp có cách li bằng biến áp hoặc phần tử quang điện

Mạch đo bao gồm khâu biến điệu, khâu chỉnh lưu nhạy pha, tín hiệu đo được sóng biếnđiệu chuyển qua biến thế sau đó chỉnh lưu thành tín hiệu xoay chiều Giữa sơ cấp và thứ cấpđược cách li bởi biến thế Thông thường sóng biến điệu có tần số cao do vậy biến thế ở đâydùng lõi ferit nên giảm kích thước thiết bị Để nhiều xoay chỉều không ảnh hưởng lớn tới bộđièu chỉnh ta phải chọn tần số dao động lớn hơn mười lầnn tần số cơ bản đầu ra bộ chỉnh lưu

/ 1

Trên hình (H.3.5) là sơ đồ cách li các đại lượng một chiều dùng bán dẫn quang điện Nógồm mạch dao động xung tam giác đối xứng, mạch so sánh, mạch truyền xung và mạch tíchphân

Trong đó : U là điện áp thực của động cơ cần đo, U* là điện áp đầu ra của cảm biến Gọi

K1 là hệ số tỷ lệ ta có hàm truyền của cơ cấu đo là :

Wcbi p =  

 p U

* Nhiệm vụ : Đo tốc độ góc của động cơ và gửi đến bộ vi xử lí

Nó là bộ đo tốc độ bằng xung số, mỗi vị trí góc đo ứng với sự phối hợp các tín hiệu 0hoặc 1

* Cấu tạo : Gồm có bộ phát ánh sáng, bộ phát hiện và mã hoá quang điện Bộ phát hiện quangđiện có nhiệm vụ thu ánh sáng và phát thành tín hiệu điện

*Nguyên lí hoạt động : Bộ mã hoá quang điện có liên hệ cơ khí với động cơ trên đó có gắnđĩa Đĩa gồm có các phần mờ và trong suốt liên tiếp và nhiều đường, mỗi đường lại gồmnhièu phần tử, ánh sáng do điôt phát quang quét qua lỗ của đĩa tạo nên ở điôt quang điện tínhiệu tương tự Tín hiệu này lại được chuyển thành tín hiệu chữ nhật và được truyền về bộ vi

xử lí.c Tại đây tín hiệu chữ nhật được phân tích theo chương trình cài đặt sẵn, từ đó nó chobiết tốc độ thực của động cơ Tốc độ thực này được so sánh với tốc độ đặt tín hiệu đượcđiều chỉnh đưa vào bộ điều chỉnh tốc độ

Đĩa quay của bộ mã hoá gồm (n) đường, mỗi đường có hệ thống đọc riêng (điôt phát vàđiôt thu ) Mỗi vị trí góc của trục bộ mã hoá ứng với một mã hoá nhị phân hình (H.3.7)

Xét về mặt lí thuyết cảm biến tốc độ chính là một khối tỷ lệ có hệ số khuyếch đại K=1,nhưng trên thực tế trong cảm biến này có bộ phận lọc và chuyển đổi tín hiệu, vì vậy chúngchính là một khâu trễ bậc nhất do đó mô hình toán của cảm biến tốc độ có dạng :

Wcbω =



pT

 1 1

T : Hằng số thời gian của cảm biến đo tốc độ

Trong cảm biến vị trí có thêm bộ phận phát hiện chiều quay …

Tương tự như cảm biến tốc độ mô hình toán của cảm biến vị trí có dạng như sau :

Wcb =



pT

 1 1

Trong đó : T là hệ số thời gian của cảm biến vị trí

2.7 Các bộ điều chỉnh sử dụng trong máy hàn tự động

Đặt vấn đề

Hệ thống truyền động trục chính là hệ thống điều khiển hoạt động phụ thuộc vào chế

độ hoạt động của hệ thống truyền động ăn dao Cho nên phải đỏi hỏi truyền động trục chínhphải đảm bảo ổn định tốc độ hoạt động Ngoài ra đây còn là hệ thống điều khiển tự động nên

bên cạnh yêu cầu về độ chính xác nó còn yêu cầu về độ tác động nhanh

Ta thấy trong hệ thống điều khiển vị trí có ba loại bộ điều chỉnh : bộ điều chỉnh dòngđiện (Rζi), bộ điều chỉnh tốc độ (Rζw) : bộ điều chỉnh vị trí (Rζv) Các hệ thống điều chỉnh tựđộng trong công nghiệp thường sử dụng các thiết bị điều chỉnh chuẩn sau : bộ điều chỉnhkhuyếch đại (P), bộ điều chỉnh tích phân (I), bộ điều chỉnh vi phân (D), bộ điều chỉnh kết hợpkhuyếch đại - vi phân (PD), bộ điều chỉnh kết hợp khuyếch đại - tích phân (PI), bộ điều chỉnhkết hợp khuyếch đại - vi tích phân (PDI)

2.7.1 Bộ điều chỉnh tỷ lệ (P)

Ưu điểm của bộ tỷ lệ là tốc độ tác động nhanh, nghĩa là khi có tín hiệu vào thì lập tức

có tín hiệu ra, tín hiệu ra luôn luôn trùng pha với tín hiệu vào Hệ số sử dụng bộ tỷ lệ luônluôn có cấu túc ổn định

Nhược điểm của bộ điều chỉnh này là khi làm việc với đối tượng tĩnh -đối tượng phổbiến trong công nghiệp, thì luôn luôn tồn tại sai lệch dư khi tín hiệu chủ đạo là hàm bậc thang

và không thể sử dụng trong hệ thống có tín hiệu chủ đạo dạng hàm tích phân hoặc các hàmthay đổi theo thời gian

Mô hình toán của bộ điều chỉnh tỷ lệ

Wp (P) =Kp

Trong đó : Kp gọi là hệ số tỷ lệ

2.7.2 Bộ điều chỉnh tích phân (I)

Ưu điểm của bộ điều chỉnh tích phân là triệt tiêu được sai lệch dư khi tín hiệu chủ đạo làhàm bậc thang, vì trong hàm truyền đạt của hệ thống hở có tối thiểu là một khâu tích phânNhược điểm của bộ điều chỉnh tích phân là tốc độ tác đông chậm Tín hiệu ra luôn luônchậm pha so với tín hiệu vào một góc bằng Л/2.Do đó tốc độ tác động chậm nên hệ thốngđiều chỉnh tự động sử dụng bộ điều chỉnh tích phân sẽ kém ổn định

Mô hình toán của bộ điều chỉnh tích phân :

WI(p) =Ki 1p

Trong đó : Ki gọi là hệ số tích phân

2.7.3 Bộ điều chỉnh vi phân

Ưu điểm của bộ điều chỉnh vi phân là tốc độ điều chỉnh nhanh (nhanh hơn bộ điều chỉnh

tỉ lệ), về mặt lý thuyết thì tín hiệu ra nhanh hơn tín hiệu vào một góc nhưng trong thực tếkhông tồn tại bộ vi phân độc lập, mà chỉ có bộ tỷ lệ vi phân (PD) hay tỷ lệ vi tích phân (PID)Nhược điểm của bộ điều chỉnh vi phân là phản ứng nhanh và mạch với nhiễu cao tầncủa từ trường bên ngoài tác động vào

Mô hình toán của bộ điều chỉnh vi phân :

WD(p) =KD.1p

Trong đó : KD gọi là hệ số vi phân

2.7.4 Bộ điều chỉnh tích phân tỷ lệ (PI)

Do kết hợp hai bộ điều chỉnh tỷ lệ và điều chỉnh tích phân nên bộ điều chỉnh tỷ lệ tíchphân có ưu điểm tác động nhanh của quy luật tỷ lệ (do tác động của bộ (PI) nhanh hơn bộđiều chỉnh I nhưng chậm hơn bộ điều chỉnh P) và triệt tiêu được sai lệch của quy luật tíchphân Tuy nhiên để hệ thống làm việc tốt hơn phải chọn các thông số tỷ lệ và tích phân thíchhợp

Tín hiệu ra của bộ điều chỉnh PI chậm pha so với tín hiệu vào của nó một góc nằm trongkhoảng 0< φ(ω) < Л/2

Mô hình toán của bộ điều chỉnh PI là :