2.2. Động cơ không đồng bộ ba pha 2.2.1. Cấu tạo
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ bao gồm hai bộ phận chính là stator và roto - Stator: có hai phần chính là lõi thép và dây quấn.
từ một nguồn 3 pha để tạo ra một từ trường quay. Tốc độ quay của từ trường này phụ thuộc tần số nguồn điện và số cực của bộ dây quấn.
- Roto: cũng có hai phần chính là lõi thép và dây quấn.
Lõi thép roto hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt ngồi có những rãnh để chứa dây quấn.
Có hai loại: lồng sóc và dây quấn.
o Lồng sóc: gồm các thanh đồng hoặc nhơm đặt trong rãnh, và bị ngắn
mạch bởi hai vành ngắn mạch ở hai đầu. Với động cơ nhỏ, roto được đúc nguyên khối, gồm thanh dẫn, vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt và quạt.Với động cơ lớn, các thanh bằng đồng được đặt vào các rãnh roto và siết chặt vào vành ngắn mạch. Nhờ khơng có vành trượt và chổi than nên rất bền, chắc, ít cần bảo trì. Các thanh dẫn thường nghiêng so với trục (ta có cảm tưởng như roto bị vặn xoắn); vì các lý do:
Làm cho momen quay khơng bị dao động và máy ít ồn khi làm việc. Tránh được vị trí ở đó răng roto song song và đối diện với răng stator, tức là vị trí từ trở cực tiểu và roto sẽ bị “khóa" ở đó .
Tăng chiều dài tác dụng của thanh dẫn.
o Dây quấn: là dây quấn 3 pha có cùng số cực như dây quấn stator,
dây quấn roto ln ln đấu Y và có 3 đầu ra đấu vào 3 vành trượt này để dẫn điện ra một biến trở 3 pha đấu Y nằm ngoài động cơ, dùng để khởi động hoặc điều chỉnh tốc độ.
2.2.2. Nguyên lí hoạt động
- Nhận điện năng từ lưới điện và biến thành cơ năng chuyển ra tái.
- Có tốc độ quay nhỏ hơn tốc độ từ trường, quay cùng chiều với từ trường. - Dịng điện 3 pha có thể tạo ra từ trường quay rất mạnh.
- Khi cho dòng điện 3 pha chạy vào 3 cuộc dây Stator đặt cách nhau 1200
.
- Trên vịng trịn thì trong Stator xuất hiện từ trường quay Fs . Từ trường Fs sinh ra trong cuộn dây Stator cũng dao động điều hòa như dòng điện 3 pha đầu vào, từ trường này móc vịng qua rotor và cảm ứng trên rotor một điện áp cảm ứng. Rotor ngắn mạch sẽ có dịng điện chạy trong rotor.
- Dòng điện vào Stator gây ra từ trường Fs ,dòng điện trên Rotor gây ra từ trường Fr. Hai từ trường này tương tác với nhau tạo ra monent kéo Rotor chuyển động theo hướng từ trường quay Fs . Hoặc từ thơng do dịng điện Rotor sinh ra hơp với từ thông của Stator tạo thành từ thông tổng ở khe hở giữa Stator và Rotor. Từ thông tồng này tác dụng với dòng Rotor tao ra monent kéo rotor chuyển động theo hướng từ trường quay Fs.
2.3. Cảm biến đo mức
Yêu cầu chính của chúng ta là ổn định mức nước trong bồn vậy điều quan trọng đầu tiên là làm sao để xác định chính xác mức nước thực trong bồn tại một thời điểm nhất định, vì vậy phải có thiết bị để đọc giá trị mức nước trong bồn đưa về bộ điều khiển, thiết bị thường được dùng là cảm biến đo mức nước. Cảm biến để đo mức nước thì trong thực tế có 3 loại có thể đáp ứng nhu cầu này:
- Cảm biến mức. - Cảm biến siêu âm.
- Cảm biến áp suất: làm việc theo nguyên tắc so sánh áp suất của bồn nước với áp suất của khí quyển làm chuẩn để đưa ra tín hiệu điện.áp suất của cảm biến có thể chuyển đổi thành mức nước trong bồn theo tỉ lệ như sau:
1m =0.1 kg/
2.4. Giải thuật PID
2.4.1. Điều khiển bằng khâu tỉ lệ P
- Đây là hình thức điều khiển bằng cách đưa tín hiệu điều khiển dựa vào sự khác biệt mức nước giữa mức nước thực tế của đối tượng và mức nước đặt, với KP được xem là độ khuếch đại tỷ lệ của bộ điều khiển.
W = Kp.(TS – TO) (2.2)
Hình 2.4: Đáp ứng ra của điều khiển bằng khâu tỉ lệ (P)
- Ta thấy hệ số khếch đại KP càng lớn thì sai số xác lập càng nhỏ tuy nhiên đáp ứng của hệ thống càng dao động, độ vọt lố càng cao. Nếu KP tăng quá giới hạn thì hệ thống sẽ trở nên mất ổn định. Do đó khơng thể có sai số của hệ thống bằng 0 và cũng không thể tăng hệ số khếch đại lên vô cùng.
2.4.2. Điều khiển bằng khâu vi phân tỉ lệ PD
Vấn đề về tính ổn định và quá tầm trong điều khiển tỷ lệ với độ khuếch đại lớn, có thể được giảm đi khi thêm vào đó là khâu vi phân cho tín hiệu sai số.
. S O D.d S O W Kp T T T T T dt (2.3)
Với KD = KP .TD; TD : là thời hằng vi phân của bộ điều khiển PD
Kỹ thuật đó được gọi là kỹ thuật điều khiển PD. Khâu vi phân có thể hiệu chỉnh khả năng đáp ứng sự thay đổi tại mức nước đặt, đó là giảm độ vọt lố , đáp ứng ra c(t) bớt nhấp nhô hơn, được biểu diễn ở hình sau: