XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TĨNH

XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TĨNH IV-1 ĐẶT VẤN ĐỀ Xây dựng đặc tính tĩnh của hệ thống là xây dựng đặc tính n = ƒ(I) hoặc n = ƒ(M) qua đó kiểm tra được độ sụt tốc độ, tức là đánh giá được sai lệch tĩnh của hệ thống xem có đảm bảo yêu cầu đặt ra của công nghệ truyền động ăn dao của máy doa hay không ; đồng thời cũng kiểm tra các giá trị dòng điện ngắt, dòng điện dừng,hãm xem có đảm bảo an toàn cho hệ thống hay không. Từ đó đánh giá được năng lực quá tải của hệ thống ; khả năng tác động nhanh của hệ thống cũng như độ an toàn của hệ thống trong quá trình làm việc . Do động cơ một chiều kích từ độc lập có đặc tính n = ƒ(I) và n = ƒ(M) đồng dạng nhau tức là có thể suy ra đặc tính n= ƒ(M) từ đặc tính n= ƒ(I) do đó ta chỉ xây dựng quan hệ n = ƒ(I) và gọi là đặc tính cơ của hệ thống . Khi xây dựng đặc tính ta đưa ra các giả thiết sau: + Động cơ làm việc ở chế độ dài hạn. + Hệ số khuyếch đại của bộ biến đổi là hằng số. + Tiristo là phần tử bán dẫn tác động nhanh không có quán tính. + Điện trở phần ứng động cơ không thay đổi trong suốt qúa trình làm việc. + Điện cảm phần ứng của động cơ và các cuộn kháng đủ lớn để duy chì dòng điện tải là liên tục. IV- 2 XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH 1, Xây dựng đặc tính trong vùng làm việc Viết phương trình kiếc hốp cho động cơ ta có: U d = K e φ n + ∆U ∆U = 1,4 V là sụt áp trên các tiristo KTGKTHKHC KBĐ KĐ N UCĐ - U + IƯR HÌNH 4-1: SƠ CẤU TRÚC HỆ THỐNG ⇒ n = (U d - I ư R - ∆U )K Đ với K Đ = 1/ K e φ = 7,8 Từ sơ đồ cấu trúc ta viết được: n = (U cđ - ϒn).K TG K TH K BĐ K HC K Đ - (∆U +I ư R).K Đ n U K U I R K K cd u D = − + + ( ).∆ 1 γ Trong đó: K là hệ số khuyếch đại của hệ thống: K = 621504 R là điện trở mạch phần ứng ; R = 2,92 Ω + Khi: n = n max ; I dm = 9 A ⇒ U cđ = U cđ max = 12,0029V + Khi: n = n min ; I đm = 9 A ⇒ U cđ = U cđmin = 0,0153 V * Điểm không tải lý tưởng ( I = 0) n v ph n v ph 0 0 12 0029 621504 1 4 7 8 1 0 0075 621504 1600 041 0 0153 621504 1 4 7 8 1 0 005 621504 2 037 max min , . , . , , . , ( / ) , . , . , , . , ( / ) = − + = = − + = * Điểm giới hạn vùng làm việc, chọn I ng = 12,5 A U cđ = U cđmax ⇒ n = 1599, 979 v/ ph U cđ = U cđmin ⇒ n = 1,976 v/ph * Đánh giá chất lượng tĩnh: S * = ( n 0min - n min ) / n 0min = ( 2,037 - 2 )/ 2,037 = 0,0181 = 1,81 % [ S * ] < 3 % Như vậy sai lệch tốc độ tĩnh đảm bảo yêu cầu. 2, Xây dựng đặc tính ở vùng ngắt dòng * Đặc tính khi khâu cải thiện chất lượng động chưa tham gia và khâu KĐTG chưa bão hoà: Điện áp điều khiển được tính như sau: u u u I I R R R K dk TG TG u ng HC = − + − + [ ( ) ] ' ' β 23 22 23 ( ở đây ta bỏ qua dòng điện rẽ qua R 43 vì dòng này nhỏ ) Với K ' HC = R 43 2 / R 43 = 0,323 Đặt R 23 / ( R 22 + R 23 ) = α ⇒ u đk = [ u TG (1- α) - α.β( I - I ng ) ] K ' HC Từ sơ đồ khối của mạch lúc này ta viết được: n=(U cđ - ϒn) K TH K TG K ' HC (1- α)K BĐ K Đ - α .β ' K ' HC K BĐ K Đ (I - I ng ) - (∆U + I.R ) . K Đ (1) Điểm C có toạ độ: (12,5 ; 1599,979) phải nằm trên đường (1). do đó ta có: (1- )K'HC KTGKTH KBĐ N UCĐ - .'(I - ING) - - U + IƯR KĐ Hình 4-2: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống khi khâu cải thiện chất lượng động chưa tham gia và khâu KĐTG chưa bão hoà. U K U IR K K U K U IR K K cd D cd D1 1 1 1 1 1 ( ) ( ). ( ) ( )− − + + − = − + + α α γ γ ∆ ∆ (Tức là đường ngắt dòng phải cắt đường làm việc ở toạ độ I = 12,5A) Từ đây ta tìm được: K 1 (1 - α) = K Với K 1 = K TG K TH K BĐ K Đ K ' HC (1 - α) Và K = K TH K HC K TG K BĐ K Đ ⇒ (1 - α) = K HC / K ' HC = 0,3/ 0,323 = 0,9285 ⇒ α = 0,0714 Từ đây ta chọn R 22 : 500/ ( 500 + R 22 ) = 0,0714 ⇒ R 22 = 6,5 KΩ Hệ số phản hồi dòng β ' sẽ được chọn khi ta xây dựng xong đường đặc tính có sự tham gia của khâu cải thiện cất lượng động. * Đặc tính khi có sự tham gia của khâu cải thiện chất lượng động: Đánh giá sự tham gia của khối: để khối tác động thì diốt D 7 phải mở. Tức là: (U cđ - ϒn) K TH K TG ≥ 2,51 + 0,005631. n + Khi U cđ = U cđmax = 12,0029 V thì n ≤ 1599,967 v/ph + Khi U cđ = U cđmin =0,0135 V thì n ≤ 1,9386 v/ph N - U + IƯR KĐ 2,51 + 0,005631.N 0,323KBĐ Hình 4-3: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống khi khâu cải thiện chất lượng động đã tác động. Ta biết rằng : điều kiện để khâu KĐTG bão hoà là U cđ - ϒn ≥ 13/ ( K TH K TG Khi U cđ = U cđmax thì n ≤ 1599,953 v/ph Khi U cđ = U cđmin thì n ≤ 1,606 v/ph Như vậy đặc tính tĩnh sẽ không có vùng khâu KĐTG bão hoà vì trước đó khâu cải thiện chất lượng động đã tác dụng. Sơ đồ khối lúc này là: Từ sơ đồ khối ta có: n = (2,51 + 0,005631.n).0,323.K BĐ K Đ - (∆U + I.R)K Đ n = 7056,3 - 392,9I (*) (*) là phương trình đường thẳng, với n = 1599,968 v/ph thì I = 13,88 A Điểm toạ độ ( 13,88 ; 1599,968 ) phải nằm trên đường (1) khi U cđ = U cđmax Ta có: 1599 968 16 483 327 05 1 1 1 , , . , . max ' = − − + U K K cd β γ Với K 1 = K TH K TG K ' HC K BĐ K Đ (1- α) = 621308,226 Giải phương trình trên ta được: β ' = 1,4471 Như vậy t của vùng ngắt dòng chỉ có khâu ngắt dòng tác độnglà: N(V/PH) A C E D0 G H F I (A) Hình 4-4: Đặc tính tĩnh của hệ thống n = 133,3047U cđ + 0,044 - 0,008595 I * Đặc tính cao nhất đi qua các điểm: A (9 ;1600,041) , B (9 ; 1600) , C (12,5 ; 1599,979) , E (13,88 ; 1599,968) , F (18 ; 0) . * Đặc tính thấp nhất đi qu các điểm: D (0 ; 2,037) G (12,5 ; !,976) , H (17,95 ; 1,9836) , K (18 ; 0). . XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TĨNH IV-1 ĐẶT VẤN ĐỀ Xây dựng đặc tính tĩnh của hệ thống là xây dựng đặc tính n = ƒ(I) hoặc n = ƒ(M) qua. kích từ độc lập có đặc tính n = ƒ(I) và n = ƒ(M) đồng dạng nhau tức là có thể suy ra đặc tính n= ƒ(M) từ đặc tính n= ƒ(I) do đó ta chỉ xây dựng quan hệ n =