Tải bản đầy đủ

Thiết kế hệ thống truyền động val động cơ không đảo chiều, phụ tải MC=const với các chỉ tiêu kỹ thuật nh− sau

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Ng
ư
ời
thiết kế: LÊ
THÀNH

ĐỒNG.
Lớp K33IC
Giáo
viên
h
ư
ớng

dẫn:

NGUYỄN

NGỌC


KIÊN.
Nội

dung

đề
tài: Thiết
kế

hệ

thống
t
ruyền

động
val
động



không

đảo chiều,

phụ
tải
M
C
=const
với các chỉ tiêu
kỹ
thuật
nh


sau:
-

Dùng



đồ
cầu
ba

pha
-

Công

suất

động
cơ:
1,5

kW
-

Dải

điều

chỉnh

công
suất:
50/1
-
Sai lệch tĩnh: S
t
=
5%.
-

số
l
ư
ợng

bản
vẽ:
3

bản

A
0
+Sơ

đồ

nguyên



hệ

thống
+Giản

đồ

điện

áp
+Đặc

tính

tĩnh
Thái

Nguyên,

ngày tháng năm

2001.
Giáo
viên
h
ư
ớng

dẫn
NGUYỄN

NGỌC

KIÊN
TR
Ư
ỜNG

ĐẠI

HỌC

KỸ

THUẬT

CÔNG

NGHIỆP
KHOA ĐIỆN
BỘ

MÔN

TỰ

ĐỘNG

HOÁ



NGHIỆP

CÔNG

NGHI
ỆP
=====****======
ĐỒ

ÁN

MÔN

HỌC
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Họ và tên : LÊ
THÀNH

ĐỒNG
Lớp : K33IA
Gv h
ư
ớng dẫn :NGUYỄN NGỌC KIÊN
Ngày hoàn thành: 10 tháng 8 năm 2001

http://www.ebook.edu.vn 1
Phần 1
GIỚI THIỆU CHUNG
Ngày

nay, nền

khoa

học

kỹ
thuật
phát
triển
không

ngừng,với

sự

yêu
cầu
ngày

càng
cao của
sản

xuất

tự

động

hoá,

đơn

giản,

thuận
tiện
trong

quá

trình
thao tác,

vận

hành

mong

muốn

gi
ảm
đ
ư
ợc

sức
lao
động
của
ng
ư
ời

sản

xu
ất, và
chi
phí


mức

thấp

nhất.

Nh
ư
ng

yêu
cầu về mặt chất l
ư
ợng

sản

phẩm

không

ngừng

nâng
cao.
Chính,

những

yêu
cầu
ấy



nhiều

hệ

thống

truyền

động

đ
ư
ợc

đ
ư
a
vào

ứng
dụng

nh
ư
:
- Hệ

thống

truyền

động

máy

phát

động


- Hệ

thống

truyền

động

máy

điện

khuyếch
đại
động


- Hệ

thống

truyền

động

xung

áp

động


- Hệ

thống

truyền

động

chỉnh
l
ư
u
tiristor
động


Trong

phạm
vi
đề
tài thì ta xét
hệ

thống

truyền

động

van

động


Ch
ư
ơng 1
GIỚI

THIỆU

MẠCH

ĐỘNG

LỰC
Ta
thấy,

ngành
vật li
ệu

mới

không

ngừng

phát
triển, đặc biệt là vật liệu
bán
dẫn

đang

đ
ư
ợc

ứng

dụng

rộng
rãi
trong

nhiều

ngành.

Với

mong

muốn
tạo
ra

đ
ư
ợc
những

linh

kiện



khả

năng
làm việc với
độ

chính

xác
cao
nhất,

đem
lại lợi ích
kinh
tế
nhất,

trong

hệ

thống

truyền

động
va
n

động



bộ

biến

đổi
là các
van

mạch
chỉnh
l
ư
u

điều

khiển



suất

điện

động
E
d
hoàn

toàn

phụ

thuộc

vào

giá
trị của
pha
xung

điều

khiển.
Hơn

nữa,

bộ

chỉnh
l
ư
u


thể làm
nguồn

điều

chỉnh

điện

áp

phần

ứng

hoặc
dòng

điện

kích
t

của
động

cơ.

Xong

tuỳ

theo

yêu
cầu
cụ
thể của
truyền

động


thể
dùng
các


đồ

chỉnh
l
ư
u

cho

phù

hợp.Có
thể
phân
biệt
theo

số

pha
- Số

pha:

1

pha,

3

pha,

6

pha,

12

pha

...
- Sơ

đồ:

hình
tia,
hình

cầu...
- Số

nhịp:Số

xung

áp

đập

mạch

trong

thời

gian

một

chu

kỳ

điện

áp

nguồn
Hơn

nữa,

bộ

chỉnh
l
ư
u


thể
dùng
làm
nguồn

chỉnh

điện

áp

phần

ứng

hoặc
dòng

điện

kích

từ
của
động

cơ.

Xong

tuỳ

theo

yêu
cầu
cụ
thể của
truyền

động


thể
dùng
các


đồ

chỉnh
l
ư
u

cho

phù

hợp.


thể
phân
biệt
theo

số

pha.
- Số

pha:

1

pha,

3

pha,

6

pha

...
- Sơ

đồ
:
hình
tia,
hình
cầu
...
- Số

nhịp
:
Số

xung

áp

đập

mạch

trong

thời

gian

một

chu

kỳ

điện

áp

nguồn.
- Khoảng

điều

chỉnh:


vị trí c

a
đ
ặc
tính

ngoài

trên
mặt
phẳng
toạ
độ

[U
d
,
I
d
]
- Chế

độ

năng
l
ư
ợng
:
Chỉnh
l
ư
u,

nghịch
l
ư
u.
- Tính
chất
dòng
:
Liên

tục,

gián

đoạn

...

http://www.ebook.edu.vn 2
M
ch

lm vic ca
chnh
l

u

ph

thuc

vo

ph

ng

thc

iu

khin
v
cỏc
tớnh
cht ca ti
.

Trong
tr
uyn

ng

in
ti ca
chnh
l

u

th

ng
l
cun

kớch
t

(L

-

R)

hoc
l
mch
tn
ng

ng

c

(L

-

R

-

E).
1-

B

bin

i

v

sut

in

ng

ca

nú.
a-

Mỏy

bin

ỏp

chnh
l

u

(th

ng
l
mỏy

bin

ỏp

ng

lc)
- Dựng



bin

in

ỏp

xoay
chi
u

thnh

in

ỏp

xoay

chiu

phự

hp
vi
cp
in

ỏp
ca
ng

c.
- To

s

pha

theo

yờu

cu,
to
ra
im
trung

tớnh

khi
cn thit.
- Cỏc

cun

dõy

mỏy

bin

ỏp


tỏc
dng

nh


cun

khỏng



hn
ch
dũng
ngn

mch

khi

b

bin

i
val lm vic
do

ú
lm
tng

tui

th
ca val,
trong
tr

ng

hp

khụng

dựng

mỏy

bin

ỏp
thỡ
ng

i
ta ch to
cun

khỏng


u

vo
ca
mỏy

bin

ỏp.
- Nh



mỏy

bin

ỏp
m
h

thng



c

cỏch

ly
vi l

i

in.
b-

Cỏc

t

van
:


nhim

v

dựng



chnh
l

u

dũng

xoay

chiu

thnh
dũng

mt

chiu
v
iu

chnh

in

ỏp

ra
ca
b

bin

i.
c-

Cun

khỏng
:
CK

gi
l
cun

khỏng

l
c
dựng


ci thin
hỡnh dỏng

dũng

in

mt

chiu

bng

phng.
2-

Phõn

tớch

ch



lm
vic
h

truyn

ng

(V

-

)
B

bin

i
val
ng

c


th lm vic


3
ch
:
-
ch


dũng
liờn
tc.
-
ch


dũng

giỏn

on.
-
ch


dũng

biờn
liờn
tc.
Cỏc
ch

lm vic ca
b

bin

i

ph

thuc

vo

ph

ng
t
hc

iu

khin
v
tớnh
cht ca ti.

tỡm
hiu

truyn

ng

(V-

).
Ta xet
s



chnh
l

u

hỡnh
tia
3

pha

(hinh
a):
S



thay
th :


trng

thỏi
tc
thi

xõy

dng.
A B
C
~
e
E
V
i
U
v
R
L
Hình

b
BA
+
Đ
-
T T T
CK
H
ì
nh
a


hệ

3

pha

đối

xứng

nên

khi

nghiên
c
ứu
ta
tách

riêng

mỗi

pha

để

nghiên
cứu,

từ



đồ

nguyên


ta




đồ

thay
thế
(hình

b):

0

e
2
: Suất
điện

động

thứ
cấp
máy

biến

áp.
e
2
= E
2m
.

sin
t.
V:



hiệu

dùng

để
chỉ
chiều

dòng

điện
U
v
: Sụt
áp

rơi

thuận

trên

val.(Có
thể
bỏ

qua


rất
nhỏ
<
2V).
R:

Điện

trở

phần

ứng

động



điện

trở

cuộn

dây

máy

biến

áp.
L:

Điện

kháng

phần

ứng

động
c
ơ

điện

kháng

máy

biến

áp

cộng

điện

kháng
cuộn

lọc.
E:
suất

điện

động
của
động



điện
: E=
K
Từ



đồ

thay
thế ta viết
đ

ợc

ph

ơng
trì
nh
cân
bằng

điện

áp.

Giả
thiết ta
mở
val
với
góc

mở
:
áp

dụng

Kiếchốp

2
ta có:
E
2
m
Sin(

t +


0
)
=
E
+
iR
+
L
di
dt
Giải
ra
ta
đ

ợc: i(t) =
Giả
thiết các val
dẫn

dòng

trong

khoảng

p
: là
số
lần
đập

mạch.
Trong

đó
:
p=

2m

khi

m
lẻ và
p
=
m

khi

m

chẵn.
I
=
p
i
d (

t )
=
p
[E
sin


.
1
sin



+







E ]
=>
2



(t

)
2

2

m

0
2 2




2

2
nhau

.
Vậy

tuỳ
t
huộc

vào

bộ

biến

đổi
val

thể làm việc

các chế
độ

khác
a

-

Chế

độ

dòng
liê
n
tục :
Khi

một
val
nào

đó

đang

dẫn

dòng

dòng

điện
qua
val
đó
giảm
dần

nh

ng

ch

a giảm về
0
thì val
kế
tiếp
sau

đ

ợc

mở

gọi
là chế
độ
dòng
liên t

c
(đồ
thị
dòng

áp

hình

bên

).
Trong

đó
ta
thấy

suất

điện

động

chỉnh
l

u

những

đoạn

hình

sin

nối
tiếp
nhau,

giá
trị
trung

bình
của
suất

điện

động

chỉnh
l

u

đ

ợc

tính

nh


sau:


+

2

P
E
b

=
2

p


E
2

m

sin(

t

)d

(

t

)

=

E
bm

cos


Với
:


=



0


(




)
2

p
p

E
bm
=
.sin

.E
2

m
p
(E
bm
:
biên

độ

lớn

nhất

suất

điện

động

ra
t

ơng

ứng
với
=0)
E
2m
:
suất

điện

động

lớn

nhất
của
thứ
cấp
máy

biến

áp.


đồ

thay
thế của
hệ

thống

truyền

động
val
khi


làm việc

chế
độ

dòng
liên
tục.

Đây
là chế
độ
làm việc


bản
của
hệ

thống

truyền

động

van

động

cơ.
u

u
a

u
b

u
c




t
i i
a
i
b
i
c

t


=

2

p
E
b
E
V
R
u
R
b
I
b

-

Chế

độ

dòng

gián

đoạn

:
Đó

h
iệ
n
t

ợng

khi

dòng

qua

một

van

nào

đó
giảm
dần
về
0,

khi

dòng

bằng
0
thì val
kế
tiếp
sau

ch

a
mở.

Dẫn

đến

tồn
tại
một

thời

gian

dòng

qua

động



bằng
0.

vậy

bộ

biến

đổi

van

động



cung
cấp
xung

dòng

điện

vào

phần

ứng

động

cơ.
Lúc

này

động



điện

đ

ợc
làm việc
giống

nh


đ

ợc

đóng
cắt
vào

nguồn

điện

mộ
t
cách

xen

kẽ

dẫn

đến
:
Tốc

độ

động



không

ổn

định
vì vậ
y

trong
t
hực
tế
ng

ời
ta
không

sử
dụng

.
Nguyên

nhân
:
- Do
tải
hoặc

dòng

điện

phần

ứng

không

đủ

lớn



m

cho

năng
l

ợng
tích
luỹ

vào

trong

điện
cảm
không

đủ

lớn.
E
- Do

điện
cảm của
mạch

không

đủ

lớn
Khắc

phục

nguyên

nhân

trên

bằng

ph

ơng

pháp

sau:
- Hạn
chế làm việc


vùng
tải
nhỏ.
- Tăng

điện
cảm
trong

mạch

phần

ứng

lên.
- Tăng

số
lần
đập

mạch.
- Dùng

điốt

D
0
.
Vậy


chế
độ

dòng

gián

đoạn
thì tốc
độ

động



trong

hệ
t
hống

không

ổn
định

nên

ng

ời
ta
không

dùng
chế
độ

này.
u
e
2a
e e

2b

2c




t
i i
a
i
b
i
c

t


=

2

p
c
-

Chế

độ

dòng

biên
liên tục
.
Đó
là chế
độ

dòng

qua
val
nào

đó

vừa
giảm về
0

th
ì val
kế
tiếp
sau

đ

ợc

mở.
Kiểu

dòng

biên
liên tục
cũng

sẽ

không
tốt
cho

động







xung

dòng

điện.

Để
khắc

phục
chế
độ

này
ta
tăng

điện

kháng
t
rong

mạch

hoặc

tăng

số
lần
đập

mạch
của


đồ

hoặc

nối

song

song

điốt

D
0
.
3- Đặc tính cơ bản của hệ thống truyền động val động cơ.
Ta xét

chế
độ

dòng
liên tục:
Ta
thấy,

dòng

điện

chỉnh
l

u

chính

dòng

phần

ứng

động



điện.

Dựa

vào


đồ

thay
thế ta

t
h
ể viết
đ

ợc

ph

ơng

trình
đặc
tính.
Trong

đó
:
E
b
= E
Bm
.

cos

(V)
E=
k..

(V)
Ph

ơng
trì
nh
cân
bằng

suất

điện

động:
R
b
R

E
cb
I
E
Bm

cos




I

.
R
b
=

E

+

IR
u


E
Bm

cos




I

.
R
b
=

K


+

IR
u




=
E
Bm

cos

K



R
b

+

R
u

.I
K

Mặt

khác

M=

K.

.I
=>
Ph

ơng

trình
đặc
tính


của
động

cơ.




=
E

Bm

cos



R
b

+

R
u

.M
K

(K


)

2
Khi

thay

đổi

góc

mở

từ

(

0

180
0
)
thì E
b
biến
thiê
n

từ

(E
Bm

-E
Bm
)
và ta
đ

ợc

một

họ

đ

ờng
đặc
tính

song

song
lằ
m



bên

phải
mặt
phẳng
toạ
độ

(

,I).

Do
các val
không

cho

dòng

điện

phần

ừng

đổi

chiều

Biên
liên tục
TN
=
0
0

/2
I

(M)
Giới

hạn


max
*

Nhận
xét
:
Từ
đặc
tính


của
hệ

truyền

dộng
val
động


ta
thấy

vùng

ngoài
đ

ờng cong
elip làm việc

chế
độ

dòng
liên tục
.

Vùng

phí
a
trong

đ

ờng

cong
Elip và
d

ới thuộc
chế
độ

dòng

gián

đoạn


đặc
tính



cong,

dốc

suy

ra

động


làm việc
kém
ổn

định,
ta

thể
dùng

biện

pháp

tăng

điện

kháng,

tăng

số
lần
đập

mạch

hoặc
mắc
D
o
song

song
với tải
để

nhằm

hạn
chế
vùng
làm việc
gián

đoạn

này.
Nguyên

nhân:

Do

năng
l

ợng
tích
luỹ

trong

động



đủ

lớn

dẫn

đến

khi

dòng
điện
giảm
không

duy
trì
đ

ợc

dòng
t
rên
tải.


vậy

không

nên

cho

động


làm việc

chế
độ

non
tải
hoặc

không
tải,
những
điểm làm viềc
thuộc

cung
Eli
p
t
h
ì
bộ

biến
®æi
lµm viÖc
ë
chÕ
®é

biªn
liªn
tôc.
Phân
tích chế
độ
làm việc
trên
của
bộ

biến

đổi

khi

điều

chỉnh

+
Để

cho

động



quay

thuận
: Ta
mở
val với
góc

mở
<
90
0
bộ

biến

đổi
làm việc

chế
độ

chỉnh
l

u

suất

điện

động
E
b
= E
bm
.cos
>
0,



cung
cấp
năng
l

ợng

cho

động



dẫn

đến

máy

điện
làm việc

chế
độ

động


ta




đồ

thay
thế
I
=

E
Bm

cos



E
M
E
b
>0

R
b

+
R
u
E
V
R
u
R
b
I
Vậy

đây
là chế
độ
làm việc


bản
của
hệ

thống

truyền

động
val
động
c
ơ.
Ta

thể
điều

chỉnh


cấp
bằng

cách

thay

đổi

.
+
Khi

động



quay

thuận
ta
điều

khiển
>
90
0
thì
suất

điện

động
:
E
b
= E
Bm
cos
<
0.
Dẫn

đến

bộ

biến

đổi
làm việc

chế
độ

nghịch
l

u.


đồ

thay
thế
:Do
val
V

không

cho

dòng

qua

theo

chiều

ng

ợc
=>
I
=
0

động



m
việc

chế
độ

hăm

tự

do.

Đối
với tải là t
h
ế
năng

khi
E
b
<
0
=>
I
=
0


=
0
=> E <
0

.

Cho

đến

khi

|
E
|
>
|
E
b
|
thì
xuất

hiện

dòng

điện,

đây

chính

dòng
điện

hãm
I
h

=
E E
b
( A
)
=>
Hãm
tái
sinh.


đồ

thay
thế :
E
b
<0
R
b

+
R
u
M

E
E
b
<0
E
V
R
u
R
b
I
|E|
>
|E
b
|
V
R
u
R
b
I=0
H
ã
m
t
á
i
s
i
nh
Khi

động



đang
làm việc
bình

th

ờng
: Ta
điều

chỉnh

góc

mở
=
90
0
=>
E
b
=0
=>
M
=
0
=>
hãm

tự

do

.
Nếu

hệ

thống
làm việc với tải thế
năng
=>

<
0
=> E <
0
=>
Trong

động




dòng

điện

hãm

I
h
khác

0
=>
động


làm việc

chế
độ

hãm

động

năng.
M

E E
V V
R
u
R
u
R
b
I
R
b
Hãm

động

năng Hãm

tự

do
4-
Đánh giá các

u nh

ợc điểm của ph

ơng án
.
*

Ưu
điểm :
Hệ

thống
t
ruyền

động

van

động



đơn

giản,
tác
động

nhanh,
không

gây

ồn,

dễ

tự

động

hoá

do
các val
bán

dẫn



hệ

số

khuếch
đại
công

suất
cao
thích
hợp
với
hệ

truyền

động



công

suất

trung

bình

lớn,

thuận
ti
ện

cho
việc
thiết lập các
hệ

thống

tự

động

điều

chỉnh

để

nâng
cao chất l

ợng
các đặc
tính

tĩnh
và đặc
tính

động
của
hệ

thống.
*

Nh

ợc
điểm: các val


tính

phi

tuyến,

dạng

điện

áp

chỉnh
l

u

ra



biên
độ

đập

mạch

cao,

gây

tổn
thất
phụ

trong

mạch

điện


các
truyền

động



công
suất

lớn
c
òn
làm
xấu

dạng
điệ
n

áp
của
nguồn
và l

ới

xoay

chiều.

Hệ

số

công

suất
cos
của
hệ

thống

nói

chung

thấp.
Ch

ơng
2
Giới thiệu mạch điều khiển
Nh

ta
đã
biết,
để
các val của
bộ

chỉnh
l

u


thể
mở
tại
thời
điểm
mong
muốn,
thì
ngoài

điều

khiển
tại
thời
điểm
đó

trên
val
phải



điện

áp

thuận
thì
trên
điện
cực
điều

khiển
và Catốt của val
phải



một

điện

áp

điều

khiển

(gọi
là tín
hiệu
điều

khiển).

Để



hệ

thống

n

hiệu

điều

khiển

suất

hiện

đúng

theo

yêu
cầu
mở
val
đã

nêu

ng

ời
ta
phải

sử

dụng

một

mạch

điện
tạo
ra
tín
hiệu

đó.

Mạch

điện
tạo
ra
tín
hiệu

điều

khiển

gọi

mạch

điều

khiển

hay

còn

gọi

hệ

thống

điều

khiển

bộ

chỉnh
l

u.

Điện

áp

điều

khiển
các Tiristo
phải

đáp

ứng
các
yêu
cầu thiết
kế
về
công

suất,
biên

độ

cũng

nh


thời

gian

tồn
tại.
Các

thông

số
cần thiết của tín
hiệu

điều

khiển
đ

ợc

cho

sẵn.

Do
đặc điểm của Tiristo là
khi
val
đã

mở
thì
còn
tín
hiệu

điều

khiển
nữa

hay

không,

không

ảnh

h

ởng

đến

dòng

qua
val.

vậ
y,

để

hạn
chế
công

suấ
t
của
mạch

phát
tín
hiệu

điều

khiển
và giảm
tổn
thất
trên

vùng

điện
cực
điều

khiển
ng

ời
ta
th

ờng
tạo
ra
các tín
hiệu

điều

khiển
Tiristo


dạng

xung,

do

đó

mạch
điều

khiển

còn

gọi

mạch

phát

xung

điều

khiển.

Các

xung

điều

khiển

đ

ợc

tính toán

về
độ
dài
xung

sao

cho

đủ

thời

gian
cần thiết
(với

độ

dự

trữ

nhất

định)

để

mở
val với
mộ
t
phụ
tải

thể


khi



đồ
làm việc.
Thông
t
h

ờng

độ
dài
xung

nằm
trong

giới

hạn

200
=>
600

às.
Các

hệ

thống

phát

xung

điều

khiển

bộ

chỉnh
l

u

hiện

nay

sử

dụng


thể
phân

thành

2

nhóm
:
-

Nhóm
các
hệ

thống

điều

khiển

đồng

bộ
:
Đây

nhóm
các
hệ

thống

điều
khiển
mà các
xung

điều

khiển

xuất

hiện
tr
ên

điện
cực của Tiri
sto

đúng

thời
điểm
cần
mở
val và lặp
đi
lặ
p
lại
mang

tính

chu

kỳ,

th

ờng

gần

bằng

chu

kỳ

nguồn

xoay
chiều.

Hệ

thống

này

đ

ợc

sử

dụng

rộng
rãi
nhất

hiện

nay.
-

Nhóm
các
hệ

thống

điều

khi

n

không

đồng

bộ:

Các

hệ

thống

điều

khiển
thuộc

nhóm

này
tạo
ra
các
xung

điều

khiển

không
t
uân

theo

giá
trị
góc

điều

khiển.
Vậy
ta chỉ xét
đến

nhóm

hệ
t
hống

điều

khiển

đồng

bộ.





đây

điều
khiển chỉnh
l

u
t
heo

nguyên
tắc
khống
chế
pha

đứng:
1-



đồ

khối:

U
1
ĐBH
U
nc


U
đk
FSRC
SS TX
U
đk
Gồm

3

khối:
+
Khối1
:
Khối

đồng

bộ

hoá

phát

điện

áp

răng
c

a.
+
Khối

2
:
Khối

so

sánh.
Trong

đó
:
-
U
1

điện

áp
l

ới

(

nguồn)

xoay

chiều

cung
cấp
cho



đồ

chỉnh
l

u.
-
U
nc

điện

áp
tựa
th

ờng



rạng

hình

răng
c

a lấy
từ

đầu

khối

ra

ĐBH-
FSRC.
- U
đk

điện

áp

điều

khiển,

đây

điện

áp

một

chiều

đ

ợc

đ

a
từ

ngoài

vào dùng
để

điều

khiển

giá
trị
góc

.
- U
đkt

điện

áp

điều

khiển
Tiri
sto

chuỗi
các
xung

điều

khiển
lấy
từ

đầu
ra

hệ

thống

điều

khiẻn

(cũng

đầu

ra
của
khối
tạo
xung)

đ

ợc

truyền
trên

điện
cực
điều

khiển

(G)
và katốt
(K)
của các
Tiristo.
Nguyên





bản
của
hệ

thống

điều

khiển

theo

nguyên
tắc
pha

đứng,


thể
đ

ợc

tóm
tắt
nh


sau:
Tín hiệ
u

điện

áp

cung
cấp
cho

mạch

động
lực
bộ

chỉnh
l

u
đ

ợc

đ

a
đến

mạch

đồng

bộ

hoá
của
khối

1
và t
rên

đầu

ra
của
mach

đồng

bộ
ta

điện

áp

th

ờng



dạng

hình

sin
với tần
số

bằng
tần
số

nguồn

cung
cấp
cho



đồ
chỉnh
l

u

trùng

pha

hoặc
lệch
pha

1

góc


c
định

so
với
điện

áp

nguồn

,

điện

áp
này

đ

ợc

gọi

điện

áp

đồng

bộ



hiệu

U
đb
.

Các

điện

áp

đồng

bộ

đ

ợc

đ

a
vào
mạch

phát

điện

áp

răng
c

a
để

khống
chế
sự
làm việc của
mạch

này,
kết
quả

đầu
ra
của
mạch

phát

điện

áp

răng
c

a ta


hệ

thống

điện

áp

dạng

hình

răng
c

a
đồng
bộ
về tần
số

góc

pha
với các
điện

áp

đồng

bộ.

Các

điện

áp

này

gọi

điện

áp răng

c

a
U
rc
.

Các

điện

áp

răng
c

a
đ

ợc

đ

a
vào

đầu

vào

khối

so

sánh



đó

còn


một
tín
hiệu

điện

áp

khác

nữa

điện

áp

điều

khiển

1

chiều

điều
chỉ
nh

đ

ợc

đ

ợc

đ

a t


ngoài

vào,
hai tín
hiệu

này

đ

ợc
mắc với cực
tính

sao

cho
tác
động
của
chúng

nén

mạch

khối

so

sánh

ng

ợc

chiều

nhau.

Khối

so

sánh

m

nhiệm

vụ
so

sánh
hai tín
hiệu

này
và tại
những

thời
điểm hai tín
hiệu

này



giá
trị tuyệt
đối
bằng

nhau
thì
đầu

ra

khối

so

sánh

sẽ

thay

đổi

trạng

thái.

Nh


vậy,

khối

so

sánh

một

mạch

điện

hoạt

động
t
heo

nguyên
tắc
biến

đổi
t

ơng
t


số

do

n

hiệu

ra
của
mạch

so

sánh

dạng
tín
hiệu

số

nên
chỉ


2

giá
t
r



hoặc

không.

n

hiệu

trên
đầu

ra

khối

so

sánh
là các
xung

xuất

hiện
với
chu

kỳ

bằng

chu

kỳ
của
U
rc
.

Nếu

thời
điểm bắt
đầu

xuất

hiện
của
môt

xung

nằm

trong

vùng

s

ờn

xung

nào
của
U
rc
đ

ợc
sử

dụng,

điều

đó



nghĩa
là tại
thới
điểm
|U
rc
|
=
|U
đk
|



phần

s

ờn

sử

dụng
t
rong
một

chu

kỳ
của
điện

áp

răng
c

a thì
trên

đầu

ra
của
khối

so

sánh

sẽ
bắt
đầu

xuất
hiẹn

một

xung

điện

áp.

Từ

đó
ta
thấy



th

thay

đổi

thời
điểm
xuất

hiện

xung

đầu
ra

khối

so

sánh

bằng

cách

thay

đồi

giá
t
r
ị của
U
đk
khi

giữ

nguyên

U
rc
.

Trong

một
số
tr

ờng

hợp
thì
xung

ra

từ

khối

so

sánh

đ

ợc

đ

a
đến
cựa
điều

khiển
của Tiristo
,
nh

ng

trong

đa

số
c
á
c tr

ờng

hợp
thì tín
hiệu

ra

khối

so

sánh

ch

a
đủ
các
yêu
cầu
cần thiết
đối
với tín
hiệu

điều

khiển
Tiri
sto.

Để

cod
tín
hiệu

đủ

yêu
cầu
ng

ời
ta
thực

hiện

khuếch
đại
thay

đổi

hình

dáng
của
xung.

Các

nhiệm

vụ

này

đ

ợc

thực
hiện

bởi

một

mạch

gọ

mạch
tạo
xung.
Trong



đồ

chỉnh
l

u
cầu
hoặc



đồ

hình
tia
nhiều

pha
ta


nhiều
Tiristo
để
tạo
ra
tín
hiêu
điề
u

khiển

cho

nhiều
val
trong

hệ

thống

điều

khiển



2

ph

ơng
pháp.
- Sử

dụng

nhiều

mạch

phát

xung

giống
hệt
nhau,

trong

mỗi

mạch

đều


các
khối

giống

nhau

chúng
chỉ
khác

nhau
tín
hiệu

điện

áp
l

ới

(khá
c
pha)
đặt
vào

mạch

đồng

bộ.

Mỗi

mạch

phát

xung

đ

ợc

dùng

để
tạo
xung
điều

khiển

cho

một
val
hoặc

một

số
val mắc
nối
tiếp
hoặc

song
song. mạch

điều

khiển
loại
này

gọi

mạch

nhiều

kênh

phát

xung

cho

một
val
gọi

một

kênh

điều

khiển.
- Ng

ời
ta
sử

dụng

chung

một

mạch

đồng

bộ,

một

mạch
tạo
điện

áp

răng
c

a,
một

khối

so

sánh.

Nh


vậy

xung

đầu

ra
của
khối

so

sánh

th

ờng


tần
số

gấp

n
lần tần
số

nguồn

(n=q)


c
đó

để



n

(hay

q)

kênh

xung

khá
c
nhau


tầ
n

số

bằng
tần
số

nguồn
thì
trong

khối
tạ
o

xung

phải


thêm
một

mạch

điện
làm
nhiệm

vụ

phân
chia
xung

đièu

khiển
loại
này

gọi

mạch

điều

khiển

một

kênh.




Phần 2
thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống


đồ

khối
của
toàn

hệ

thống
:
Mạch
Điều

khiển
Mạch
Động
lực
Đại
l

ợng

ra
cần thiết là
tốc
độ

(

)

n
Ch

ơng
1
:
Thiết

kế



đồ

nguyên



mạch

động

lực


đồ

khối
của
mạch

động
l

c
BBĐ Động


chấp

hành
Khâu

ổn

định
tốc
độ
I- Chọn động cơ chấp hành của hệ thống
.
A-Động



xoay
chiề
u
1-Động



không

đồng

bộ.
Ta
thấy,

xu
thế
sử

dụng

rộng
dãi loại
động



này
t
rong

hầu
hết các
lĩnh

vực.
Do
cấu tạo
đơn

giản,
đặc biệt là
động



rôto

lồng

sóc,

dùng
t
rực
tiếp l

ới

điện

xoay
chiều

không
cần
sử

dụng

đến

bộ

biến

đổi.

Mặt

khác

giá

thành

hạ,

vận

hành
ti
n
cậy,

ch
ắc
chắn.
Nh

ng
việc
điều

chỉnh
tốc
độ,

khống
chế
quá

trình
là rất
khó

khăn

do

mômen
mở

máy

nhỏ,

dòng
l
ớn
và tốc
độ
rất
khó

ổn

định
đặc biệt là tr

ờng

hợp
tải
M
c
phản
kháng.
Nh


vậy,
loại
động



này

không

phù

hợp
với
yêu
cầu của
đề
tài.
2-Động



đồng

bộ.
Ưu
điểm
nổi
bật của
động



này


đặc
tính


t
uyệt

đối

cứng,

nh


vậy
về
ph

ơng

diện

nào

đó


thể kết
luận

đ

ợc



đáp

ứng
tốt về
yêu
cầu
công

nghệ.

Nh

ng,
việc chế tạo rất
phức

tạp,

gặp

nhiều

khó

khăn,

th

ờng
chế tạo
máy

có công
suất

trung

bình

lớn,

giá

thành

cao.

Đặ
c biệt là
quá

trình

điều

chỉnh
tốc
độ

rất
khó

khăn,

luôn

luôn
cần


bộ

biến
tần
đi

kèm.
Nh


vậy,
loại
động



này



yêu
cầu cao về chỉ tiêu
kỹ

thuật,

công

nghệ
cũng

nh

về chỉ tiêu
kinh
tế
nên

không

phù

hợp
với
yêu
cầu của
đề
tài.
B-

Động



một

chiều

.
1-

Động



một

chiều

kích

từ

nối
tiếp
.

+
_
CKT
TN
N. Tạo
0


đồ

nguyên


M
Đặc tính cơ
Ta
thấy
loại
này



cuộn

kích
t


nối
tiếp với
phần

ứng

động



nên

dòng

kích
từ

chính

dòng

phần

ứng

động



.
Do
vậ
y

khi

I


b
i
ến

đổ
i
th
ì
từ

thông



cũng

biến

đổi

sẽ

gây

ra

hiện
t

ợng
t


d

(tổn
thất
phụ)

lớn.

d


=
(2



10).

đm


động



một

chiều

kích

từ

nối
tiếp

đặc
tính





dạng

phi

tuyến
(hypecbol

),

nên
đặc
tính


mềm và
độ

cứnglại

thay

đổi

theo

phụ
tải.
Mặt

khác,

từ

thông
của
động



phụ

thuộc

vào

dòng

phần

ứng

nên

khả

năng
chịu
tải của
động



bị

ảnh

h

ởng
rất
lớn
của
điện

áp
l

ới.

Điều

này

gây

khó

khăn
trong

quá
t
rình

điều

chỉnh

ổn

định
tốc
độ,

quá

trình

này
chỉ


hiệu

quả


tốc
độ
rất
thấp

hiệu

quả

không

cao,


tốc
độ
cao đạt
đ

ợc

điều

này
là rất
khó

khăn.
Do

vậy,

động



này

không

phù

hợp
với
yêu

cầu.
2-Xét

động



điện

một

chiều

kích

từ

độc

lập.
Cuộn

kích

từ

hoàn

toàn

độc
lập với
phần

ứng

động


và cần
phải



2

nguồn,
nguồn

cung
cấp
cho

phần

ứng

động



nguồn

cung
cấp
cho

mạch

kích

từ.
Ta


ph

ơng
trì
nh
đặc
tính


của
động



một

chiều

kích

từ

độc
lập là :


=

U

u


R
u
+

R

f
.M

(*)
K (K)
2
Giả
thiểt
rằng

phản

ứng

phần

ứng

đ

ợc



đủ


=
const
thì
đ

ờng
đặc tí
nh




dạng

tuyến

tính.
Ta xét các
thông

số

ảnh

h

ởng

đến
đặc
tính


của
động



một

chiều

kích

từ
độc
lậ.
a- ảnh h



ởng
của
điện trở phần ứn g .
Xuất
phát

từ

ph

ơng

trình
đặc
tính





trên
ta thấy:
Giả
thiết
U


=
U
đm
=
const


=

đm
=
const
+
I
kt
+
CKT
U
-
R
f
I

R
kt
-

0

đm

M
đm
M
nm
M


đồ

nguyên

lý Đặc

tính




=

U

u


R
u
+

R

f

.M
K (K)
2
.
Ta
thay

đổi

R


tức là
đ

a
R
f
ào

mạch

phần

ứng
của
động


với tr

ờng

hợp này

thì :

0

=
U

dm
=

const
K


dm
Nh

ng

độ

cứng
đặc
tính


lại
thay

đổi

theo

biều

thức
2


=
M
=



(K

dm

)

R
u
+

R

f
Nh


vậy

,

R
f
càng

lớn
thì đặc
tính

càng

dốc.

ứng
với
một

phụ
tải
nào

đó
thì
R
f
càng

lớn
thì tốc
độ

động



càng
giảm
đồng

thời

dòng

điện

ngẵn

mạch

mômen
ngắn

mạch

cũng
giảm
theo.


01

02

03
0
M
c


0
0
M,I
R
f
= 0
R
f1
R
f3
R
f2
M
c
M
Thay

®æi

®iÖn

¸p

phÇn

øng Thay

®æi

®iÖn

trë

phô
Nên

sự

ảnh

h

ởng
của
thông

số

này

th

ờng

đ

ợc

ứng

dụng

để

hạn
chế
dòng
điện

điều

chỉnh
tốc
độ

thấp

hơn
tốc
độ

định

mức



<

đm
.
b- ảnh h

ởng
của
điện áp phần ứng .
Từ

ph

ơng

trình
đặc
tính


:


=

U

u


R
u
+

R

f

.M
K (K)
2

U
u
Giả
thiết

=

đm
=
const

R


=
const

(

R
f
=
0

).

Khi

đó
đổi

nếu

U


thay

đổi

độ

cứng:
=

K


sẽ

thay


=
M
=



(
K

)
2
dm
=

const

R
u
+

R

f
Ta
dùng

ph

ơng

pháp

này

để

hạn
chế
dòng

điện

khi

mở

máy

điều

chỉnh
tốc
độ

động



d

ới

định

mức


<

dm
.
c- ảnh h



ởng
của
từ thôn g .


=

U

u


R
u
+

R

f

.M
K (K)
2
Giả
thiết
U


=
const

,

R


=
const


= var thì ta

:
U
dm


0
=

var
K
2


=



(K

)
R
u
=

var
Do
cấu tạo của
động



điện,

nên

th

ờng

điều

chỉnh


<

đm
.

Nên

khi


giảm thì ta



0
tăng
lên
còn

độ

cứng
đặc
tính





giảm
dần

.

Đặc

tính



khi
giảm
từ

thông

02

01

0
0

1

đm

2
M
2
M
1
M
nm
M
E
b
II- Các ph

ơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ 1 chiều và chọn
ph

ơng pháp điều chỉnh tốc độ cho hệ thống
.
Tr

ớc

hết,
ta
thấyđ

ợc
về
ph

ơng

diện

điều

chỉnh
t

c
độ
t
h
ì
động



1

chiều


nhiều


u
việt
hơn

so
với các loại
động



khác.



không

những



khả

năng
điều

chỉnh
tốc
độ

dễ

dàng
mà cấu
trúc
mạ
ch

động

lực,

mạch

điều

khi

n

đơn

giản hơn

đồng
t
hời
lại đạt hất l

ợng

điều

chỉnh
cao
,

trong
giải
điều

chỉnh
tốc
độ

rộng.
Thực
tế


3

ph

ơng

pháp

điều

chỉnh
tốc
độ
của
động
cơ:
1-Đ

a
R
f

mạch

phần

ứng

động

cơ.
2-Điều

chỉnh

điện

áp
cấp
cho

phần

ứng

động

cơ.
3-Điều

chỉnh

điện

áp
cấp
cho

mạch

kích

từ

động

cơ.
Nh

ng

thực
tế


ph

ơng

pháp

2

3

đ

ợc
coi là hai
ph

ơng

pháp



bản

đ

ợc

ứng

dụng

nhiều

hơn.
A-

Nguyên



điều

chỉnh

điện

áp

phần

ứng

động

cơ.
Để

điều

chỉnh

điện

áp
đặt
vào

phần

ứng

động



1

chiều
cần các thiết
bị

nguồn
điệ
n

1

chiều

nh


máy

phát

,

bộ

biến

đổi...

Vớ
i
bộ

biến

đổi

biến

điện

áp

xoay
chiều

thành

suất

điện

động
E
b

một

chiều,

muốn

điều

chỉnh

đ

ợc

phải

nhờ

vào
U
đk
.
Ta




đồ
:
CK
R
b
I R

U
đk
BBĐ
+
CKĐ E
b
-
U
E



đồ

khối Sơ

đồ

thay

th
ế
Từ



đồ

thay
thế

chế
độ

xác
lập ta

:
E
b
-
E


=
I


(R
b
+
R

đ
)

: E


=
.k.
đm
.
=> E
b
-

I


(R
b
+
R

đ
)
=

.k.

đm


=
E
b
k
dm
R
+
R

b ud
k


dm
M
.I
u


=


0
(U
dk




)
Do

từ

thông


của
động



đ

ợc

giữ

không

đổi

nên
ta


độ

cứng
đặc
tính

cơ (đặc

tính
c
ơ

điện)
=
const.

Xong
t

c
độ

không
tải

t

ởng

phụ
t
huộc

vào

U
đk
.

Do
đó
ta
chọn

ph

ơng

pháp

điều

chỉnh

này

hợp

lý.

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×