Thiết kế hệ điều khiển động cơ truyền động cho bàn máy

Phương án sử dụng các công tắc tơ đảo chiều

Khi dùng cầu tiếp điểm thì kém bền vì hệ thống của ta khi làm việc thường xuyên đảo chiều, mỗi lần đảo chiều dòng hồ quang một chiều sẽ làm mòn tiếp điểm. Mặt khác, khi đó vùng hãm tái sinh nhỏ, vùng hãm ngược lớn, gây giật và quá trình hãm ngược còn làm dòng phần ứng lớn.

Phương án dùng hai BBD đấu song song ngược

Để đảo chiều xảy ra an toàn thì phải đảm bảo quy tắc phỏt xung chặt chẽ, cần cú cỏc cảm biến khụng dũng điện theo dừi dòng phần ứng và phải có một mạch logic khống chế thời điểm phát xung, vì vậy mà quá trình đảo chiều cần mất một khoảng thời gian chết để các van của bộ chỉnh lưu khóa chắc chắn để không còn dòng chảy trong động cơ id = 0. *Kết luận: chiều điều Ưu điểm nổi bật của hệ T - Đ là tốc độ tác động nhanh cao, không gây ồn và dễ tự động hoá do các van bán dẫn có hệ số khuyếch đại công suất rất cao, điều đó rất thuận tiện cho việc thiết lập các hệ thống tự động điều chỉnh nhiều vòng để nâng cao chất lượng các đặc tính tĩnh và các đặc tính động của hệ thống.

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ MẠCH ĐỘNG LỰC

Từ các thông số Unv, Iđmv đã xác định ở trên, để van bán dẫn làm việc an toàn, không bị chọc thủng về nhiệt, nên ta chọn van có cánh tản nhiệt với đầy đủ diện tích tỏa nhiệt. Thực hiện dây quấn kiểu quấn đồng tâm bố trí theo chiều dọc trục -Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ cấp w1. Để hạn chế ảnh hưởng của thành phần xoay chiều thì ta phải đưa vào mạch tải những bộ lọc thành phần xoay chiều, thông thường là dùng cuộn điện kháng để lọc thành phần xoay chiều.

-Khi góc mở lớn nhất α= αmax thì điện áp trên tải là nhỏ nhất :Udmin = Udo.cosαmax ; và Ud min tương ứng với tốc độ động cơ nhỏ nhất : n = nmin.

Bảo vệ quá điện áp cho van

Bảo vệ quá điện áp do quá trình đóng cắt Tiristor được thực hiện bằng cách mắc R, C song song với Tiristor. Khi có sự chuyển mạch, các điện tích tích tụ trong lớp bán dẫn sẽ phóng ra ngoài tạo ra dòng điện ngược trong khoảng thời gian ngắn. Chính sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược sẽ gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn.

Khi có mạch R, C mắc song song với Tiristor tạo ra mạch vòng phóng điện tích trong quá trình chuyển mạch nên Tiristor không bị quá điện áp.

Khối đồng bộ hóa và phát xung răng cưa (ĐBH- FXRC)

Điện áp răng cưa để điều khiển mạch phát xung sao cho mạch phát ra một hệ thống các xung điều khiển xuất hiện lặp đi lặp lại với chu kỳ bằng chu kỳ nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu. Kỹ thuật điện tử đã chỉ ra rằng để tạo ra điện áp răng cưa phù hợp tần số và góc pha của nguồn xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu, thì tốt nhất là sử dụng sơ đồ được điều khiển bởi điện áp biến thiên cùng tần số, dạng của. Với việc sử dụng biến áp đồng bộ (BAĐ) có tổ nối dây Y/Y như trên mà máy biến áp động lực (BA) có tổ nối dây Y/Y nên điện áp đồng bộ (uđb) lấy ra ở phía thứ cấp của BAĐ hoàn toàn trùng pha với các pha điện áp của nguồn điện xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu.

Mục đích của việc dịch pha tín hiệu đồng bộ chậm đi một góc π/6 (300 điện) là nhằm thống nhất trị số điều khiển của Tiristor ứng với điện áp nguồn trên mạch động lực và góc điều khiển α ở mạch phát xung và như vậy có thể điều khiển các Tiristor với trị số góc điều khiển nhỏ.

Khâu tạo xung

Trong đó Uv là điện áp đầu vào của mạch, đó chính là điện áp (xung) ở đầu ra của khâu so sánh (điểm E) có hai mức bão hòa dương và âm trong mạch sửa xung này hai phần tử C2 và R11 sẽ quyết định độ dài của xung ra (Ura). Mặc dù có còn xung âm ở đầu vào nhưng tụ C2 đã phóng hết điện tích nên nó không còn tác dụng đến đầu vào điều khiển (mạch phát - gốc) của Tr6 nên Tr6 mở bão hòa nhờ định thiên R12. + Dễ dàng phối hợp giữa điện áp nguồn cung cấp cho tầng khuếch đại công suất xung và biên độ xung cần thiết trên điện cực điều khiển của Tiristor nhờ việc chọn tỷ số máy biến áp xung cho phù hợp.

Do đó có sự giảm dần của dòng điện sẽ xuất hiện xung có cực tính ngược lại (xung âm) xung này cảm ứng sang W2 điện áp đặt cực ngược lại (xung âm này cảm ứng sang W2 điện áp đặt cực ngược vào D3 nên không có xung tới các cực của Tiristor tức là Uđk1 = 0).

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

Do khi sử dụng phẩn hồi âm tốc để ổn định tốc độ đối với chỉnh lưu tiristo thì vấn đề khi tốc độ động cơ biến thiên ngay lập tức gây nên sự tăng giảm quá mức của dòng điện phần ứng và của tiristor à không thể chấp nhận được. Điện áp phản hồi dòng điện đưa vào A3 là đầu ra A4 sau khi khuếch đại, trong quá trình khởi động thì đầu ra A4 rơi vào vùng bão hòa nên có điện áp xấp xỉ bằng điện áp nguồn cấp cho A4 là Ubh ≈ Ucc = 12V. Nếu thay đổi độ lớn của Uđk thì sẽ thay đổi được thời gian xuất hiện xung, nghĩa là thay đổi được các góc mở α 1, α 2 của bộ chỉnh lưu để điều chỉnh tốc độ động cơ phù hợp với quá trình hoạt động.

Nếu vì một lý do nào đó tốc độ động cơ giảm xuống dẫn đến (Ucđ – γω ) tăng lên tới Uđk tăng góc mở α giảm dần xuống một giá trị nào đó → các Tiristor mở sớm hơn → Điện áp chỉnh lưu tăng lên → động cơ tăng tốc độ.

DỪNG HỆ THỐNG

Phương pháp điều khiển chung cho phép đảo chiều nhanh do hai bộ chỉnh lưu luôn đồng thời hoạt động.

XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG

• Xây dựng sơ đồ cấu trúc trạng thái động của hệ thống kín với phản hồi âm tốc độ và âm dòng điện

Đầu tiên ta đi mô tả toán học các phần tử trong hệ thống sau đó mới tiến hành xây dựng sơ đồ cấu trúc của hệ thống. Do tính chất dẫn xung và tính chất bán điều khiển của chỉnh lưu nên thời điểm thay đổi tín hiệu điều khiển không trùng với thời điểm thay đổi góc α. Nhận xét: Ta nhận thấy đối với hệ thống hở thì sai lệch tĩnh của hệ thống lớn hơn nên không đảm bảo được yêu cầu đặt ra.

Vì vậy, trong nội dung đồ án này chung ta thực hiện điều khiển hệ thống bằng hệ kín có phản hồi âm tốc độ và phản hồi âm dòng nhằm thoả mãn hai yêu cầu: Chất lượng tĩnh của hệ và bảo vệ dòng điện.

XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TĨNH

Đoạn thứ hai là đoạn làm việc ứng với khâu phản hồi âm dòng điện còn khâu phản hồi tốc độ làm việc ở chế độ bão hòa. Với hệ thống này ta chọn tốc độ tại thời điểm khâu ngắt bắt đầu tác động cũng là tốc độ mà tại đó khâu phản hồi âm tốc độ đạt giá trị bão hòa nbhmax = nngmax. Ta cũng chọn tốc độ lúc khâu phản hồi dòng bắt đầu rơi vào trạng thái bão hòa là lúc khâu phản hồi âm dòng có ngắt bắt đầu tác động.

Do điện áp bão hòa của KĐTT không đổi, đồng thời hệ số khuếch đại KI cũng không đổi nên điểm ngắn mạch của họ đặc tính cơ đều xuất phát từ một điểm là (2,26.Iđm ; 0).

XÉT TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG

Xét tính ổn định của hệ thống có ổn định hay không dựa vào các tiêu chuẩn ổn định. Từ đó ta tiến hành hiệu chỉnh để hệ thống làm việc an toàn, tin cậy đặt được các yêu cầu mong muốn. Trong hệ thống truyền động điện phần đặc tính làm việc có đặc tính cơ cứng nhất là dễ mất ổn định hơn cả.

Do đó ta chỉ xét ổn định ở vùng này, trong vùng này chỉ có phản hồi âm tốc độ tác dụng.