1. Một động cơ điện có đáp ứng tải như hình 1. Biết mômen quán tính có giá trị 0.001 kg.m2. Bỏ qua các tổn hao, tìm mômen điện từ của động cơ. Vẽ đồ thị của mômen điện từ động cơ (trục tung là mômen và trục hoành là thời gian) Hình a. Đáp ứng vận tốc Hình b. Đáp ứng mômen tải 2. Cho sơ đồ sơ đồ điều khiển hệ truyền động điện động cơ KĐB điều khiển theo phương pháp tựa theo từ thông (FOC) H 2.1 Cấu trúc hệ truyền động động cơ KĐB Hãy phân tích nguyên lý và chức năng của các khối trong sơ đồ điều khiển của hệ truyền động H2.1 trên. GIAI : Nguyên lý : Đây là một hệ TĐ AC sử dụng động cơ KĐB 3 pha sử dụng PP biến đổi tần số được điều khiển bằng phương pháp điều khiển vecto FOC được thiết kế bởi 2 mạch vòng điều khiển ,mạch vòng ngoài cùng là mạch vòng điều khiển tốc độ , mạch vòng trong cùng là mạch vòng dòng điện với 2 mạch vòng nhỏ (mạch vòng điều khiển dòng điện isd và mạch vòng điều khiển isq tương tự như động cơ điện 1 chiều ,2 dòng điện này đóng vai trò như dòng kích từ và dòng phần ứng 1. Chức năng các khối : Khối nguồn .Chức năng cung cấp nguồn 2. Bộ biến đổi để tạo ra điện áp đáp ứng đầu ra mong muốn 3. Động cơ không đồng bộ 3 pha 4. 1 .Bộ điều khiển từ thông để điều khiển từ thông =const 4.2 Bộ đk tốc độ đk tốc độ mong muốn (đk vòng ngoài) 5. Điều khiển vòng trong (lấy dòng hồi tiếp về để đk) hiệu chỉnh dòng và theo PI 6. Chuyển trục ,hiệu chỉnh điện áp từ trục tọa độ dq sang ab 7. SVM điều chế vecto không gian điện áp đặt lên các cực của động cơ tạo ra các biên độ pha ,tần số.... 8. CảM BIẾN DÒNG ĐIỆN LẤY 2 PHA 9. Thực hiện chuyển ngược lại từ trục ab sang dq 10. Mô hình toán từ thông (MHTT) có chức năng tính toán giá trị thực của từ thông Mạch vòng trong điều khiển gồm có các khâu điều chỉnh dòng (khối 2), chuyển tọa độ điện áp (khối 4), điều chỉnh vectơ không gian (khối 5) hoàn toàn tương tự nhau. Mạch vòng ngoài gồm khâu điều chỉnh vị trí và điều chỉnh tốc độ . 3. Phân tích sơ đồ sơ đồ điều khiển Vf động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc (Hình 3). Hình 3 4. Động cơ DC kích từ độc lập có Vđm = 230V, Idm = 90A, nđm = 500vp, Rư=0.115Ω, Lư=11mH, được cung cấp bởi một bộ chopper lớp E. Bộ chopper được cung cấp từ nguồn V= 230VDC và tần số hoạt động của bộ chopper là f = 400Hz. a. Tính , Khi động cơ làm việc ở góc phần tư thứ II, với M=Mđm và n = 300vp b. Tính , Khi động cơ làm việc ở góc phần tư thứ III, với M=12Mđm và n = 400vp ( Giả thiết từ thông được giữ không đổi và bằng định mức trong suốt qúa trình điều khiển ). 5. Động cơ DC kích từ độc lập có Vđm = 230V, Idm = 90A, nđm = 500vp, Rư=0.115Ω được cung cấp bởi một bộ chopper kiểu đảo dòng(hoạt động ở góc phần tư thứ I và II). Bộ chopper được cung cấp từ nguồn V= 230VDC và tần số hoạt động của bộ chopper là f = 400Hz a. Tính tốc độ của động cơ khi hoạt động ở chế độ động cơ với = 0.5và M=12Mđm. b. Tính tốc độ của động cơ khi hoạt động ở chế độ hãm tái sinh với = 0.5và M=Mđm
Câu hỏi ôn tập Truyền Động Điện – IUH Điều chỉnh tốc độ động KĐB theo phương pháp điều chỉnh tần số nguồn, điều chỉnh tần số cao, tốc độ động tăng hay giảm? why? Khi điều chỉnh f > fđm theo luật điều chỉnh U/f = const để động không bị tải tốc độ động tăng tốc độ động tỉ lệ thuận với f theo công thức: Thêm: Mth giảm, Sth giảm Xnm = Z = 2πf.L Tại điều chỉnh tốc độ động KĐB theo phương pháp điều chỉnh tần số thường điều chỉnh theo luật điều chỉnh U/f = const? Khi giảm f E = K.w (w=2πf) giảm, Z1 = 2πf.L1 giảm Nếu U giữ nguyên = Uđm dịng điện động cơ: Vì thay đổi f bắt buộc phải điều chỉnh U Khi điều chỉnh tốc độ động KĐB theo phương pháp điều chỉnh điện áp, mômen động tăng hay giảm? CHÚ Ý: U giảm ==> Momen động giảm tỉ lệ thuận với U2 Nhược điểm phương pháp điều chỉnh tốc độ động KĐB cách điều chỉnh điện áp stator dùng Thyristor? Phương pháp hoạt động động hoạt động có tải, khơng có tải tốc độ không thay đổi Ưu điểm điều chỉnh tốc độ động KĐB phương pháp điều chỉnh tần số nguồn: Nhược điểm phương pháp điều chỉnh tốc độ động KĐB cách điều chỉnh tần số nguồn? Đặc tính Đặc tính điện động biểu diễn mối quan hệ động cơ? Đặt tính điện động biểu diễn mối quan hệ tốc độ quay (w) động với dòng điện (Iu) động Đặt tính động biểu diễn mối quan hệ tốc độ quay (w) động với Momen (M) động Điều kiện để điểm làm việc xác lập ổn định? Điều kiện ổn định: β < βc Trong đó: β: độ cứng động βc: độ cứng tải Trình bày cấu trúc tổng quát chức năng, nhiệm vụ phần tử hệ truyền động điện? RT: Bộ biến đổi công nghệ KT: Bộ đóng ngắt phục vụ cơng nghệ R: Các điều chỉnh - Phần lực (mạch lực): Lưới điện (nguồn điện) cấp điện đến biến đổi (BBĐ) động điện (ĐC) truyền động phụ tải (MSX) - Các biến đổi: + Bộ biến đổi máy điện (máy phát điện chiều, xoay chiều, máy điện khuếch đại) + Bộ biến đổi điện từ (khuếch đại từ, cuộn kháng bảo hoà) + Bộ biến đổi điện tử, bán dẫn (chỉnh lưu thyristor, điều áp chiều, biến tần transistor, thyristor) - Động điện: Một chiều, xoay chiều, loại động đặc biệt - Phần điều khiển (mạch điều khiển): + Cơ cấu đo lường + Bộ điều chỉnh tham số công nghệ + Khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt phục vụ công nghệ cho người vận hành + Mạch ghép nối với thiết bị tự động khác với máy tính điều khiển 10 Khâu hệ truyền động điện giúp hệ truyền động điện đảm bảo hệ thống đáp ứng yêu cầu điều khiển vịng kín bảo vệ hệ thống? Khâu phận điều khiển có nhiệm vụ đo lường điều chỉnh số liệu, tham số đảm bảo an toàn phản hồi cho mạch hồi tiếp mạch điều khiển điều chỉnh biến đổi (công suất) để điều khiển động điện đáp ứng yêu cầu điều khiển theo vịng kín 11 Nhiệm vụ Bộ biến đổi công suất hệ truyền động điện? Bộ biến đổi công suất: Là thiết bị điện-điện tử dùng biến đổi điều khiển lượng điện cho phù hợp với yêu cầu phụ tải Truyền động điện ứng dụng rộng rãi BBĐ loại nhiều điều chỉnh tốc độ động Phần tử chủ yếu mạch BBĐ diot, tiristor, transitor, triac, GTO, transitor MOSFET, IGBT 12 Trong trường hợp cụ thể thiết kế hệ thống truyền động điện: Nguồn cung cấp xoay chiều pha, động kéo tải động KĐB pha, Có lựa chọn Bộ biến đổi? 13.Trong trường hợp cụ thể thiết kế hệ thống truyền động điện: Nguồn cung cấp xoay chiều pha, động kéo tải động DC, Có lựa chọn Bộ biến đổi? - Chỉnh lưu cầu pha điều khiển bán phần - Chỉnh lưu cầu pha điều khiển toàn phần - Chỉnh lưu pha tia 14 Trong trường hợp cụ thể thiết kế hệ thống truyền động điện: Nguồn cung cấp chiều, động kéo tải động DC, Có lựa chọn Bộ biến đổi? - Chỉnh lưu pha bán sóng - Chỉnh lưu cầu pha điều khiển bán phần - Chỉnh lưu cầu pha điều khiển toàn phần 15 Một hệ thống truyền động điện bao gồm động điện đáp ứng tải momen qui đổi trục động hình 2(b), moment qn tính có giá trị kg.m2 a b Viết phương trình động học hệ thống truyền động Vẽ dạng đồ thị moment động theo thời gian để có đặc tính tốc độ Hình 2(a) b Hình a 16 Một hệ thống truyền động điện bao gồm động điện đáp ứng tải momen qui đổi trục động không đổi 10 (Nm), moment qn tính có giá trị kg.m2 a b Viết phương trình động học hệ thống truyền động Vẽ dạng đồ thị moment động theo thời gian để có đặc tính tốc độ Hình Hình Tương tự câu 15 (Mc = const = 10 Nm) 17 Cho sơ đồ sơ đồ điều khiển hệ truyền động điện động KĐB điều khiển theo phương pháp tựa theo từ thơng (FOC) Hình Cấu trúc hệ truyền động động KĐB Hãy phân tích nguyên lý chức khối sơ đồ điều khiển hệ truyền động Hình GIAI : - Nguyên lý : Đây hệ TĐ AC sử dụng động KĐB pha sử dụng PP biến đổi tần số điều khiển phương pháp điều khiển vecto FOC thiết kế mạch vịng điều khiển ,mạch vịng ngồi mạch vòng điều khiển tốc độ , mạch vòng mạch vòng dòng điện với mạch vòng nhỏ (mạch vòng điều khiển dòng điện isd mạch vòng điều khiển isq tương tự động điện chiều ,2 dịng điện đóng vai trị dịng kích từ dịng phần ứng Chức khối : Khối nguồn Chức cung cấp nguồn Bộ biến đổi để tạo điện áp đáp ứng đầu mong muốn Động không đồng pha Bộ điều khiển từ thông để điều khiển từ thông =const 4.2 Bộ đk tốc độ đk tốc độ mong muốn (đk vòng ngồi) Điều khiển vịng (lấy dịng hồi tiếp để đk) hiệu chỉnh dòng theo PI Chuyển trục ,hiệu chỉnh điện áp từ trục tọa độ dq sang ab SVM điều chế vecto không gian điện áp đặt lên cực động tạo biên độ pha ,tần số CảM BIẾN DÒNG ĐIỆN LẤY PHA Thực chuyển ngược lại từ trục ab sang dq 10 Mơ hình tốn từ thơng (MHTT) có chức tính tốn giá trị thực từ thơng Mạch vịng điều khiển gồm có khâu điều chỉnh dịng (khối 2), chuyển tọa độ điện áp (khối 4), điều chỉnh vectơ không gian (khối 5) hồn tồn tương tự Mạch vịng ngồi gồm khâu điều chỉnh vị trí điều chỉnh tốc độ 18 Động DC kích từ độc lập có Rư = Ω , KΦ đm = V.s/rad, cung cấp từ cầu chỉnh lưu pha Điều khiển toàn phần Điện áp AC cung cấp cho cầu chỉnh lưu có trị hiệu dụng V, tần số HZ Giả thiết điện cảm mạch đủ lớn để dịng phần ứng coi liên tục phẳng Kích từ khơng đổi định mức Bỏ qua tổn hao ma sát tổ hao khơng tải Nếu dịng động I = 45 A, góc kích α = 600, Tính: Hãy trình bày cách tính: a Momen trục động b Tốc độ động 19 Động DC kích từ độc lập có Vđm = V, Idm = A, nđm = v/p, Rư= Ω, cung cấp chopper lớp E Bộ chopper cung cấp từ nguồn V= 230VDC tần số hoạt động chopper f = 400Hz a Cho biết góc phần tư hoạt động động hệ Chopper – ĐCDC b Hãy trình bày cách tính γ, Khi động làm việc góc phần tư đó, với M = 1.3Mđm n = 500v/p ( Giả thiết từ thông giữ khơng đổi định mức suốt qúa trình điều khiển ) 20 Tìm điểm làm việc ổn định số điểm làm việc xác lậpcác điểm cắt hình bên (Điểm A, B) Điều kiện để điểm làm việc xác lập xem ổn định? 21 Tìm điểm làm việc ổn định số điểm làm việc xác lậpcác điểm cắt hình bên (Điểm A, c) 23 Cho sơ đồ hệ truyền động điều khiển động KĐB hình H.5 Hãy phân tích nguyên lý chức khối sơ đồ điều khiển hệ truyền động Hình 24 Động DC kích từ độc lập có V đm = V, Idm = A, nđm = vòng/ phút, Rư= Ω cung cấp chopper lớp C Bộ chopper cung cấp từ nguồn điện áp chiều V= V a Cho biết góc phần tư hoạt động động hệ Chopper- b Động DC trên? Hãy trình bày cách tính γ trường hợp động làm việc góc phần tư nêu với M=1/2Mđm n = 250 vịng/phút (Giả thiết từ thơng giữ khơng đổi định mức suốt qúa trình điều khiển) 25 Vẽ dạng họ đặc tính nhân tạo động đưa thêm điện trở vào mạch phần ứng động ( điều chỉnh tăng điện trở R1 < R2 < R3) Nhận xét họ nhân tạo động đưa thêm điện trở 26 Vẽ dạng đặc tính tự nhiên vẽ dạng họ đặc tính nhân tạo động thay đổi điện áp phần ứng động ( điều chỉnh giảm áp U < U2 < U1) Nhận xét họ nhân tạo động thay đổi điện áp phần ứng động Thay ta được: Khi giảm U: ... hệ truyền động điện? RT: Bộ biến đổi cơng nghệ KT: Bộ đóng ngắt phục vụ công nghệ R: Các điều chỉnh - Phần lực (mạch lực): Lưới điện (nguồn điện) cấp điện đến biến đổi (BBĐ) động điện (ĐC) truyền. .. biến đổi (công suất) để điều khiển động điện đáp ứng yêu cầu điều khiển theo vịng kín 11 Nhiệm vụ Bộ biến đổi công suất hệ truyền động điện? Bộ biến đổi công suất: Là thiết bị điện- điện tử dùng... thống truyền động điện bao gồm động điện đáp ứng tải momen qui đổi trục động hình 2(b), moment qn tính có giá trị kg.m2 a b Viết phương trình động học hệ thống truyền động Vẽ dạng đồ thị moment động