Báo cáo truyền động điện

: Công suất định mức của động cơ = 1.5 KW : Điện áp đinh mức phần ứng = 272 V : Tốc đo quay định mức = 1552 v/ph : Hiệu suất danh định của đọng cơ = 90 L : Điện cảm phần ứng = 0.2H : Hằng số thời gian máy biến dòng = 0.002 s : Hằng số thời gian bộ chỉnh lưu = 0.0025 s : Hằng số thời gian mạch điều khiển mạch chỉnh lưu = 0.0001 s : Hằng số thời gian máy phát tốc = 0.001 s Các phương trình phản ứng phần ứng đọng cơ điện 1 chiều: : Điện áp phần ứng : Sức điện đông phần ứng : Điện trở mạch phần ứng : Điện trở phụ trong mạch phần ứng : Dòng điện trong mạch phần ứng : Điện trở cuộn dây phần ứng : Điện trở cực từ phụ : Điện trở cuộn bù

BÀI THÍ NGHIỆM 1: TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN

I.TỔNG HỢP MẠCH VÒNG DÒNG ĐIỆN:

Hình 1: sơ đồ mạch vòng điêu chỉnh dòng điện

Trong đó:

u u

T =R C : Hằng số thời gian của sensor dòng điện

Viết gọn lại ta có sơ đồ như trên hình 2 ,ta có hàm truyền của đối tượng điều khiển của mạch vòng

K pT

+

1/

(1 )

u u

R pT

Từ sơ đồ trên hình 1 và hình 2 ta có hàm truyền của đối tượng điều khiẻn của mạch vòng điều chỉnh dòng điện :

⇒ ( )

oMi i

R p là khâu tích phân ti lệ (PI).

Kết quả khi tổng hợp mạch vòng dòng điện bằng tiêu chuẩn tối ưu môdul ta có :

II.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU KÍCK TỪ ĐỘC LẬP VÀ TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG TRÊN MÁY TÍNH BẰNG PHẦN MỀM MATLAB

CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC

T : Hằng số thời gian mạch điều khiển mạch chỉnh lưu = 0.0001 s

Tω : Hằng số thời gian máy phát tốc = 0.001 s

Các phương trình phản ứng phần ứng đọng cơ điện 1 chiều:

ω = 162rad/s

55.9

155255

u

R R U

=Φ

I

Φ = = 1 7

71 5

58

9 = (11)Tính gần đúng R theo cong thức : u

u 0,5(1 dm) dm

dm

U R

I

95 5

272 ) 9 , 0 1 ( 5

= : Hằng số thời gian phần ứng

⇒ T u = 0,087 s

3 2

2

Hàm truyền của bộ điều chỉnh dòng điện :

. (1 1 )

2

u u i

cl i si u

R T R

I

= = 1 23

71 5

7 = (15)

p

* 087 0

1 1

( 655 0 ) p

* 087 0

1 1

( 10

* 6 4

* 23 1 27

* 2

087 0

* 3 2

( 2

u c

JR T

K

=

Φ) = ( 1 7 ) 2

3 2

* 45 2

=2 s (17) ( 2

2 = (18)

Sơ đồ mô phỏng mạch vòng dòng điện có thể dùng mô hình sau:

Với step có thể như sau:

BÀI THÍ NGHIỆM 2: TỔNG HỢP MẠCH VÒNG TỐC ĐỘ

Kết quả khi tổng hợp mạch vòng dong điện bằng tiêu chuẩn môdul tối ưu ta có: F oMi( )p ( )

( )

i id

ω

( ) =

Φ + (20)

Với : T sω =2T T i+ ω→T sω rất nhỏ

Áp dụng tiêu chuẩn môdul tối ưu:

u c

Hình 4

2 2

1( )

.2 (1 ).( ) (1 )

Vậy khâu này là khâu tỉ lệ (P)

Tiêu chuẩn này được sử dụng khi hê thống khởi động đã mang tải,lúc đó ta không coi T là nhiều c

nữa

Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu đói xứng môdul :

2 2 3 3

1 4( )

8.( )

s u

Vậy Rω lá khâu tỉ lệ,tích phân (PI)

Đó lá khâu vô sai cấp 2 đối với đại lưọng đặt và vô sai cấp 1 đối với đại lượng nhiễu I c

Sau khi tổng hợp ra các bộ điều chỉnh , ta có sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển tốc độ động cơ điện 1 chiều như hình 5

Hình 5 : Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động T-Đ

II.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ TRUYẾN ĐỘNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ MỘT CHIỀUVÀ MÔ PHỎNG TRÊN MÁY TÍNH BẰNG PHẦN MẾM MATLAB

*45.2

*23.1

=0.6765 (28)Khi tổng hợp mạch vòng tốc độ theo tiêu chuẩn môdul đối xứng ta có:

.( )

8

.( )

s u

⇒ 0.855*10 * 2339

1

* 10

* 855 0

* 02 0 1

* ) 10

* 6 5 (

* 8

* 2

* 7 1

* 23 1

062 0

* 3 2

* 10

* 6 5

* 4 1 )

2 3

3

+

= +

= +

−

−

p p

p p

p p

Rω

Mô phỏng hệ điều khiển tốc đọ khi dùng Simulink

a) Bộ điều chỉnh tốc đọ tổng hợp theo tiêu chuẩn môdul đối xứng(PI)

Sơ đồ mô phỏng tốc độ khi tổng hợp theo phương pháp môdul đối xứng sử dụng bộ điều chỉnh tương tự PI

Trong đó Tốc độ đặt được khai báo:

PID được khai báo:

Khi đó:

U điều khiển:

Dòng điện:

Tốc độ

Tốc độ 1:

b)Khi tổng hợp theo phương pháp modul tối ưu

Trong đó tốc độ đặt được khai báo giống như trên

Khi đó:

U điều khiển:

Dòng tải:

Dòng điện:

Tốc độ:

Tốc độ 1:

BÀI THÍ NGHIỆM 3:TỔNG HỢP MẠCH VÒNG VỊ TRÍ

I.Tổng hợp mạch vòng vị trí:

Sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển vị trí:

.( ) 1 2 2

Ta có sơ đồ cấu trúc như sau :

+

(-)

ϕ

ω + ω : Khi tổng hợp theo tiêu chuẩn môdul đối xứng

1)Nếu tổng hợp mạch vòng tôc độ theo tieu chuẩn môdul tối ưu ta cos hàm truyền của đối tượng

/ (1 2 ) .(1 )

.2.(1 2 ) 1

K K T

ω ϕ

ϕ ϕ

s D

r

K T K

ω

=

+ + Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu môdul ta có:

R ϕ S ϕ

= + .Đây là khâu tỷ lệ đạo hàm

II.TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ TRUYẾN ĐỘNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ MỘT CHIỀUVÀ MÔ PHỎNG TRÊN MÁY TÍNH BẰNG PHẦN MẾM MATLAB

Ta có :

2

l= ϕ = πr n r : Chiều dài quãng đường cần di chuyển = 100 (m)

r : Bán kính trục truyền tải cuối cùng = 0.32 (cm)

Tϕ: Hằng số thời gian bộ cảm biến vi trí = 0.3 (s)

*2

*10

*2.3

*2

*10

*2

(Khi mạch vòng tốc độ tổng hợp theo tiêu chuẩn môdul đối xứng)

Mô phỏng hệ điều khiển vị trí khi dùng Simulink

a)Bộ điều chỉnh vị trí tổng hợp theo tiêu chuẩn tối ưu(khi mạch vòng tốc độ tổng hợp theo tiêu chuẩn môdul đối xứng)

Trong đó bộ điều chỉnh tốc độ (PID) được khai báo:

Bộ điều chỉnh vị trí được khai báo như sau:

Tốc độ đặt:

Khi đó:

U điều khiển:

Dòng tải:

DÒng điện:

Tốc độ:

Tốc độ 1:

Vị trí:

vị trí 1:

b) Khi tổng hợp bộ điều chỉnh vị trí theo phương pháp modul tối ưu(Khi mạch vòng tốc độ được tổng hợp theo môdul tối ưu):

Trong đó bộ điều chỉnh vị trí (PID) được khai báo như sau:

Khi đó:

U điều khiển:

Dòng tải:

DÒng điện:

Tốc độ:

Tốc độ 1:

Vị trí:

vị trí 1:

Sinh viªn: Vò Thµnh Lu©n 8/12/2013