4.1.1 Mơ hình tốn học của động cơ.
Phương trình điện áp phần ứng.
là điện áp đưa vào động cơ.
suất điện động cảm ứng trong rotor. , điện cảm, điện trở mạch phần ứng.
Phương trình mô men điện từ.
Suất điện động cảm ứng của động cơ.
Phương trình mơ tả quan hệ điện-cơ.
tốc độ góc.
momen điện từ do động cơ sinh ra. momen cản của tải đặt lên trục động cơ. hằng số momen quán tính.
lực tác động bên ngồi như ma sát, khơng khí. Mơ hình tốn của động cơ
4.1.2 Mơ hình tốn học của các cảm biến.
Phản hồi dịng điện.
Mơ hình tốn học của phản hồi dịng điện có thể biểu diễn bằng một hệ số khuếch đại .Trong đa số trường hợp khơng u cầu có bộ lọc.
Trong trường hợp cần dùng bộ lọc, một bộ lọc thông thấp được sử dụng. Hằng số thời gian của bộ lọc thường nhỏ hơn 1ms.
Phản hồi tốc độ.
Trong các hệ thống trước đây thường dùng máy phát tốc để đo tốc độ. Một bộ lọc thơng thấp có hằng số thời gian dưới 10ms thường được sử dụng.
Hàm truyền đạt của khâu phản hồi tốc độ: là hệ số khuếch đại của cảm biến. là hằng số thời gian của bộ lọc.
4.1.3 Mơ hình tốn học của bộ chỉnh lưu.
Bộ chỉnh lưu ta xem như 1 khâu khuếch đại:
Trong đó là điện áp điều khiển của bộ biến đổi.
4.1.4 Mơ hình tốn học của hệ thống truyền động điện.
Trong đó Gcs(s) là hàm truyền đạt của bộ điều khiển tốc độ, Gcc(s) là hàm truyền đạt của bộ điều khiển dòng điện.
Trong sơ đồ khối của mơ hình tốn học hệ chúng ta thấy suất điện động có thể xem là nhiễu của vịng dịng điện. Đối với động cơ cơng suất trung bình và lớn thì thành phần suất điện động này khơng thể bỏ qua. Tuy nhiên, trong trường hợp động cơ nhỏ tụi em đang sử dụng thì ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của suất điện động cảm ứng này.
4.1.5 Tổng hợp mạch vòng dòng điện
- Hàm truyền hệ hở được đưa về dạng: Gc(s) = Kpc
- Để loại trừ điểm cực không (pole-zero cancellation method) chúng ta chọn Kpc và Kic sao cho:
- Gọi tần số cắt của hàm truyền hệ hở của mạch vòng dòng điện cc. Chúng ta có biên độ hàm truyền của mạch vịng điện được cho là bằng 1 tại tần số cắt:
Với cc =
- Từ đó, chúng ta có thể xác đinh được các hệ số Kpc, Kic của bộ điều khiển dịng điện:
Trong đó:
= 4π: Tần số cắt theo mạch dòng điện. : Hệ số khuếch đại = 3.
4.1.6 Tổng hợp mạch vòng tốc độ.
Tương tự như cách làm đối với tổng hợp mạch vòng dòng điện, chúng ta xác định hàm truyền hệ hở của mạch vòng tốc độ và đưa về dạng:
Theo phương pháp zero-pole cancellation, chúng ta chọn và sao cho: Gõ phương trình vào đây. Khi đó hàm truyền hệ hở có thể viết lại:
Gọi tần số cắt (cross frequency) của hàm truyền hệ hở của mạch vòng tốc độ là cs. Biên độ hàm truyền hệ hở của mạch vòng tốc độ được cho là bằng 1 tại tần số cắt:
Từ đó, chúng ta có thể xác định được các hệ số và của bộ điều khiển dòng điện: : Momen quán tính
: Hệ số cấu tạo của mạch : Tần số cắt theo mạch tốc độ.