Đề tài Nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha dùng biến tần dựa theo nguyên tắc tựu từ thông roto

c) ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 72 Trong ®ã Tψ : Lµ chu kú ®iÒu chØnh cña §CTT Tr : Lµ h»ng sè thêi gian rotor Víi sai lÖch ®iÒu chØnh ®−îc ®Þnh nghÜa nh− sau Xψ(k) = ψ′*rd (k) - ψ′d(k) (8.5) ®ång thêi víi i*Sd lad ®¹i l−îng ®Çu ra cña Rψ , ta thu ®−îc c«ng thøc tÝnh cho thuËt to¸n §CTT cã thÓ dïng trùc tiÕp ®Ó viÕt phÇn mÒm nh− sau: i*sd(k) = vψ[xψ(k) -Dψxψ(k-1)]+ i*sd(k-1) (8.6) Trong c¸c c«ng thøc trªn gi¸ trÞ thùc ψ′rd lµ gi¸ trÞ kh«ng ®o trùc tiÕp ®−îc mµ chØnh tÝnh ®−îc nhê m« h×nh hoÆc kh©u quan s¸t. Nh− mäi kh©u ®iªu khiÓn ë ®©y ta ph¶i gi¶i quyÕt vÊn ®Ò giíi h¹n ®¹i l−îng ®Çu ra cña kh©u §CTT cã nghÜa lµ giíi h¹n i*sd.. Lý do rÊt ®¬n gi¶n biÕn tÇn kh«ng thÓ cung cÊp dßng lín tuú ý, dßng ra ®· bÞ kh¶ n¨ng dÉn tèi ®a cña van h¹n chÕ. Mét mÆt ta cã kh¶ n¨ng ¸p dông c¸ch ngõng kh©u tÝch ph©n kinh ®iÓn mÆt kh¸c ta cã thÓ dùa theo gi¶i ph¸p xö lý ®· ®−îc söm dông cho §CD. Theo ph−¬ng ph¸p ®ã: NÕu ë nhÞp thø (k) ®¹i l−îng ®Çu ra i*sd ®i vµo giíi h¹n ph−¬ng tr×nh (8.6) cã d¹ng : i* sdr (k) = vψ[xψc(k) - Dψxψ(k-1)]+i*sd(k-1) (8.7) C¸c chØ sè phô r, c ®· ®−îc ®Þnh nghÜa ë c«ng thøc(7.44). trõ (8.6 )vµ (8.7) cho nhau ta thu ®−îc c«ng thøc ®Ó söa sai lÖch ®iÒu chØnh. xψc(k)= xψ(k)-1/ vψ [i*sd(k) -i* sdr(k)] (8.8) C«ng thøc 8.8 chØ cã hiÖu lùc khi tån t¹i chªnh lÖch gi÷a i*sdvµ i * sdr lóc ®ã gi¸ trÞ do (8.8) cung cÊp sÏ ®−îc (8.6) sö dông ë nhÞp ®iÖu kÕ tiÕp. Ph−¬ng poh¸p ®iÒu chØnh tªn cßn ®−îc ¸p dông cho kh©u §CT§Q nÕu nh− kh©u ®ã tiÒm Èn gi¸ trÞ tÝch ph©n. iii. C¸c bé ®iÒu chØnh tèc ®é quay, ®iÒu chØnh vÞ trÝ. Môc ®Ých cña ph−¬ng ph¸p T4R lµ th«ng qua viÖc chuyÓn to¹ ®é quan s¸t tõ hª t¹o ®é g¾n liÒn 3 pha a_b_c cè ®Þnh víi stator sang hÖ to¹ ®é 2 pha x_y quay ®ång bé víi vector tõ th«ng rotor ψr cã trôc thùc ®ång h−íng víi vector tõ th«ng is. Ta cã thÓ ph©n tÝch is thµnh 2 thµnh phÇn, thµnh phÇn kÝch tõ isdvµ thµnh phÇn t¹o m«mel quay isq víi sù dóp ®ì cña kh©u ®iÒu chØnh dßng ta cßn cã kh¶ n¨ng ¸p ®Æt hai thµnh phÇn ®ã ®éc pËp nhau vµ ” gÇn nh− kh«ng thÓ”. B»ng kÕt qu¶ ®o §CK§B lóc nµy cã tÝnh n¨ng®iÒu chØnh gÇn gièng nh− dßng phÇn øng . ®èi víi c¸c kh©u ®iÒu khiÓn /®iÒu chØnh truyÒn ®¹t c¬ häc viÖc thiÕt kÕ hÖ thèng lóc nµy trë lªn ®¬n gi¶n rÊt nhiÒu . Ta xÐt tr−êng hîp §CK§B víi c¬ cÊu ghÐp cøng gi÷a ®éng c¬ vµ phô t¶i cã thÓ bao gåm c¶ §CT§Q ,§CG (§CVC) hoÆc chØ dïng mét trong hai kh©u. §èi víi c¸c hÖ cã c¬ cÊu ghÐp cøng nh− trªn §CT§Q chØ cÇn cã ®Æc tÝnh PID hoÆc PI lµ ®ñ. Kh©u §CG th−êng lµ kh©u (P) .hÖ thèng kÓ c¶ §CK§B vµ §C§B, §CD cã thÓ ®−îc m« t¶ ®Çy ®ñ b»ng cÊu tróc sau . ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 73 H×nh(8.2) CÊu tróc hÖ T§K§B vãi phÇn c¬ ghÐp cøng vµ dóng kh©u §CD víi thêi gian ®¸p øng nhá cã thÓ bá qua . Víi gi¶ thiÕt ψ′rd lµ kh«g ®æi ta cã dÔ dµng thu ®−îc tõ h×nh (8.2). hµm truyÒn ®¹t sau ®©y trªn kh«ng gian Laplace. ω(P)/ ω*r (k) = ϕ2rd 2 3 rR 1 . ip 1 MpT 1 = p2c (8.9) Trong ®ã h»ng sè thêi gian cã TM ®−îc tÝnh theo c«ng thøc . TM = 2jRr/ 3ψ2rdpc2 (8.10) Hµm truyÒn ®¹t trªn cã d¹ng hoµn toµn t−¬ng tù nh− hÖ §CMC viÖc thÕt kÕ §CT§Q còng nh− kh©u §CG kh«ng cã g× kh¸c biÖt so víi §CMC. T−¬ng tù ta rÔ dµng x©y dùng hµm truyÒn ®¹t cho hÖ dïng §C§B. Ngay c¶ hÖ thèng c¬ cã d¹ng phøc t¹p d¹ng mÒm, dÔ dao ®éng còng kh«ng cã g× kh¸c biÖt gi÷a T§§MC vµ T§§XCBP . §Õn ®©y viÖc kh¶o x¸t thiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng ®iÖn xoay chiÒu ba pha ®iÒu chØnh tÇn sè §CK§B dïng ®Ó ®iÒu khiÓn vector -nhiÖm vô c¬ b¶n cña ®å ¸n vÒ c¬ b¶n ®· hoµn thµnh. ω ω* ωr ϑ * isq §CG&§CV T §CT§ Q ω Tr pc pi ϑ m +1 m T 3pcL 2 r 2L ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 74 PhÇn IX VÝ dô thùc tiÔn-lËp tr×nh tÝnh thêi gian ®ãng ng¾t van * VÝ dô sö dông vi xö lý tÝn hiÖu TMS 320C25 vµ vi ®iÒu chØnh SAB 167 B¶n chÊt cña §CTKG lµ kh©u ghÐp nèi c«ng nghÖ gi÷a thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn/ ®iÒu chØnh gi¸n ®o¹n víi ®èi t−îng ®iÒu khiÓn/ ®iÒu chØnh gi¸n ®o¹n. (vi tÝnh/ vi xö lý víi biÕn tÇn/ ®éng c¬). Tr−íc khi ®i vµo vÝ dô chi tiÕt ta quy −íc mét sè ®iÒu sau: -§Ó tr¸nh ®i lïi l¹i so víi tèc ®é ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt vÝ dô trong môc nµy nh»m phôc vô chñ yÕu ®èi t−îng van: IGBT,MOSFET cña gi÷a thËp kû 90 l¶ c¸c van cã c¬ chÕ b¶o vÖ tæ hîp ngay trªn phiÕn dÉn. Trong c«ng thøc tÝnh do ®ã kh«ng cÇn quan t©m ®Õn bï tD . MÆt kh¸c sai sè g©y nªn do bá qua bï tD lµ nhá ®Ó kh«ng ph¶i tÝnh ®Õn chóng mµ kh«ng hÒ ¶nh h−ëng ®Õn chÊt l−îng hÖ thèng.C¸c thµnh phÇn ®iÖn ¸p ®−îc chuÈn ho¸ bëi gi¸ trÞ tèi ®a 2uMC / 3 trong c«ng thøc 5.1 nh− sau: usαN = usα /(2uMC/3) ; usβN = usβ /(2uMC/3) (9.1a, b) ViÖc chuÈn ho¸ nh»m chuyÓn c¸c phÇn tö ®iÖn ¸p thµnh c¸c ®¹i l−îng tÝnh to¸n kh«ng ®¬n vÞ víi gi¸ trÞ n»m trong kho¶ng tõ 0...1 . Lóc nµy c¸c ®¹i l−îng ®ã kh«ng mang ý nghÜa ®iÖn ¸p ban ®Çu n÷a chóng chØ ®Æc tr−ng cho ®é më cña biÕn tÇn. Do ®ã cã thÓ diÔn ®¹t ®−îc b»ng lêi nh− sau: Khi ®iÖn ¸p m¹ch mét chÒu uMC thÊp biÕn tÇn sÏ ph¶i më nhiÒu h¬n khi uMC lín ®Ó ®¹t ®−îc cïng mét ®iÖn ¸p nh− nhau. D−íi ®©y lµ biÓu ®å tÝnh tæng qu¸t cña thuËt to¸n §CVTKG. NhËp sè liÖu uSα vµ uSβ TÝnh a,b theo c¸c c«ng thøc (5.8a,b,c) USP < 0 ? Sai §óng uSα < 0 ? uSβ < 0 ? Sai ↔ Q1 §óng ↔ Q2 §óng ↔ Q3 Sai ↔ Q4 Sai S1 §óng S1/ Q1 §óng S2/ Q2 Sai S3 Sai S4 §óng S5/ Q3 §óng S5/ Q4 Sai S6 TÝnh thêi gian ®ãng ng¾t van theo c«ng thøc ChuÈn bÞ s½n phu hîp víi phÇn cøng XuÊt sè liÖu vÒ thêi gian ®ãng ng¾t van BiÓu ®å tÝnh tæng qu¸t cña thuËt to¸n §CVTKG. ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 75 *VÝ dô sö dông hÖ vi xö lý kÐp dïng vi ®iÒu chØnh SAB C167vµ vi xö lý tÝn hiÖu TMS 320C25. SAB C167 lµ vi ®iÒu chØnh ra ®êi sau do ®ã ®−îc c¶i tiÕn rÊt nhiÒu nh»m môc ®Ých phôc vô tèt h¬n c¸c nhiÖm vô ®iÒu khiÓn, ®iÒu chØnh trong c«ng nghiÖp cÊu tróc c¬ b¶n ®−îc giíi thiÖu trong h×nh (5.6a). Trong hÖ ®ã nhiÖm vô cña hai vi xö lý ®−îc ph©n chia nh− sau: -Vi xö lý tÝn hiÖu TMS 320C25 thùc hiÖn c¸c bµi to¸n ®iÒu khiÓn víi thêi gian thùc, phôc vô môc ®Ých chÕ ngù ®éng c¬. -Vi ®iÒu chØnh SAB C167, bªn c¹nh nhiÖm vô dïng hÖ thèng thanh ghi ®iÒu chÕ ®Ó xuÊt thêi gian ®ãng ng¾t van biÕn tÇn ®éng c¬ do TMS 320C25 tÝnh, thùc hiÖn toµn bé c¸c bµi to¸n cÊp trªn vµ kh©u ®èi tho¹i víi thÕ giíi bªn ngoµi. M¸y ®o tèc ®é quay M¹ch ®iÒu khiÓn M¸y tÝnh Kh©u ghÐp nèi SAB C167 TÇng ®Öm RAM TMS 320C25 = 3∼ M 3∼ §CXCBP H×nh 5.6a CÊu tróc c¬ b¶n cña hÖ truyÒn ®éng dïng vi xö lý kÐp SAB C167 vµ TMS 320C25. ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 76 C167 cã 4 thanh ghi ®ång hå PT0...PT3 ë chÕ ®é ®iÒu chÕ ®ãi xøng, bèn thanh ghi ®ã vÒ b¶n chÊt lµ 4 bé ®Õm tiÕn lïi. Khi ®· ®Õm tiÕn, sau ®ã lïi vÒ tíi 0, PT0... PT3 sÏ tù ®éng nhËn gi¸ trÞ tèi ®a cho chu kú míi tõ 4 thanh ghi chu kú PP0...PP3. §Ó ®iÒu chÕ ®iÖn ¸p ta chØ cÇn 3 trong 4 cña mçi lo¹i thanh ghi kÓ trªn h×nh (5.6b). Ta thÊy r»ng ®Ó ®¹t ®−îc chu kú ®Õm tiÕn, ®Õm lïi nh− nhau, ba thanh ghi PP0, PP1 vµ PP2 sÏ ph¶i dång thêi nhËn ba gi¸ trÞ nh− nhau. H¬n thÕ n÷a nÕu ®ã lµ chu kú c¾t xung Tx kh«ng ®æi nh− khi ®iÒu chÕ kh«ng ®ång bé, ta sÏ chØ ph¶i ghi mét lÇn duy nhÊt gi¸ trÞ Tx vµo PP0, PP1 vµ PP2. u H×nh 5.6b CÊu tróc hÖ thèng thanh ghi ®siÒu chÕ cña SAB C167 dïng ®Ó thùc hiÖn thuËt to¸n §CVTKG 16 16 B¶ng thêi gian Xung nhÞp 16 PP0 16 PP0 16 PP0 16 16 PW0 PP0 Comp BUS sè liÖu 16 uMC POUT0 16 16 PW0 PP0 Comp POUT0 16 16 PW0 PP0 Comp POUT0 wv DDCXCBP ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 77 Víi SAB C167 ë ®©y ba thanh ghi PT0, PT1 vµ PT2 gi÷ vai trß cña mét m×nh thanh ghi T0, 3 thanh ghi PP0, PP1 vµ PP2 cña TOREL ë ®©y nªu nªn tÝnh linh ho¹t rÊt cao cña SAB C167, do 4 thanh ghi ho¹t ®éng ®éc lËp nhau, ta cã thÓ thùc hiÖn d−îc tíi 4 chÕ ®é ®iÒu chÕ kh¸c nhau, phôc vô cho 4 ®èi t−îng cïng mét lóc, mét nhu cÊu thùc tÕ kh«ng ph¶i hiÕm trong ®iÒu khiÓn c«ng nghiÖp (TOREL: thanh ghi n¹p chu kú cho T0). Ngoµi c¸c thanh ghi kÓ trªn, ta cßn 4 thanh ghi PW0... PW3 dïng vµo môc ®Ých t¹o bÒ réng xung. ë vÝ dô nµy ta chØ dïng ba thanh PW0...PW2 vµ s¾p xÕp chóng øng víi c¸c nh¸nh van biÕn tÇn h×nh (5.6,b).Trong qu¸ tr×nh PT0... PT2 ®Õm, gi¸ trÞ cña c¸c cÆp thanh ghi PT0/ PW0, PT1 /PW1, PT2/ PW2 lu«n ®−îc so s¸nh víi nhau, mçi khi gi¸ trÞ cña tõng cÆp b»ng nhau, sù kiÖn ®ã sÏ ®¶o tr¹ng th¸i cña cöa ra t−¬ng øng POUT0, POUT1,POUT2. Qu¸ tr×nh m« t¶ b»ng lêi ë trªn ®−îc thÓ hiÖn trong h×nh (5.6,c), trong ®ã vai trß cña PT0, PT1,PT2 ®−îc thÓ hiÖn cã tÝnh chÊt ®¹i diÖn qua PWWM-TIMER do kh¶ n¨ng ®Õm tiÕn lïi cña PWM- TIMER, ®èi víi mét chu kú xung Tx ta chØ cÇn n¹p mét lÇn duy nhÊt thêi gian Tu ng¾t (vµo PW0), Tv ng¾t ( vµo PW1), Tw ng¾t (vµo PW2). C¸c sù kiÖn b»ng nhau cña tõng cÆp : khi ®Õm tiÕn sÏ ®−a tr¹ng th¸i nh¸n van vÒ 0( nèi pha víi cùc “-“cña uMc , khi ®Õm lïi vÒ 1( nèi pha víi cùc “+” cña uMC ). Thêi gian theo ®Þnh nghÜa nh− h×nh (5.6c) ®−îc tÝnh theo c¸c c«ng H×nh 5.6c §Þnh nghÜa thêi gian ®ãng ng¾t van cho cÊu tróc ë h×nh 5.6b Tvng¾t Tu ng¾t PWM-Timer u v Tx Tx w (k-1) (k) (k+1) Twng¾t ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 78 thøc sau: §Ó ®ì rèi m¾t ta bá qua c¸c chØ sè “ng¾t” viÕt lïi phÝa d−íi bªn ph¶i. Gãc phÇn s¸u thø 1(s1): Gãc phÇn s¸u thø 2(s2): Gãc phÇn s¸u thø 3(s3): Gãc phÇn s¸u thø 4(s4): Gãc phÇn s¸u thø 5(s5): Gãc phÇn s¸u thø 6(s6): H×nh (5.6a) gióp ta cã c¶m gi¸c cô thÓ vÒ t−¬ng quan gi÷a ®iÖn ¸p pha usu vµ thêi gian Tu trong ph−¬ng ¸n h×nh (5.6a) vµ (5.6b) quan hÖ vÒ gãc lÖch pha gi÷a 3 thêi gian Tu , Tv, Tw ®−îc thÓ hiÖn trong h×nh (5.6b). Ta cã thªm nhËn xÐt :Hai h×nh trªn thu ®−îc khi ®iÖn ¸p stator gÇn nh− ®¹t biªn nµy, §CVTKG sÏ d−îc coi lµ mét kh©u truyÒn ®¹t 1:1 trung thµnh vÒ pha ;(1-a+2c)Tu = Tx 2 (1+a) Tv = Tx 2 (1-a) Tw= Tx 2 ; (5.10a,b,c) ; (5.11a,b)S2/Q1: Tu= (1+a+2c) Tx 2 S2/Q2: Tu= (1-a+2c) Tx 2 Tx 2 (1-c)Tw= ;Tv = Tx 2 (1+c) (5.11c,d) (1+a)Tu = Tx 2 (1-a) Tv = Tx 2 (1+a-2c) Tw= Tx 2 ;; (5.12a,b,c) ;Tu = Tx 2 (1-a) Tv = Tx 2 (1+a) Tw= Tx 2 ; (5.13a,b,c)(1+a-2c) ; (5.14a,b)S5/Q3: Tu= (1-a+c) Tx 2 S5/Q4: Tu= (1+2a+c) Tx 2 Tx 2 (1+c ) Tw=;Tv = Tx 2 (1-c) (5.14c,d) (1-a)Tu = Tx 2 (1+a) Tv = Tx 2 (1-a+2c) Tw= Tx 2 ;; (5.12a,b,c) ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 79 vµ m«dul, do ®ã kh«ng ®−îc thÓ hiÖn trªn s¬ ®å truyÒn ®¹t cña hÖ thèng. §é tèi ®a. Ta thÊy râ ®iÒu ®ã th«ng qua c¸c thêi ®iÓm Tu , Tv, Tw gÇn b»ng 0. §Õn ®©y ta ®· lµ quen víi ph−¬ng ph¸p §CVTKG , mét ph−¬ng ph¸p m¹nh trong qu¸ tr×nh sè ho¸ hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn hiÖn ®¹i dïng §CXCBP. §Ó ®¬ gi¶n ho¸ khi thiÕt kÕ kh©u ®iÒu chØnh dßng(§CD) sau * TÝnh to¸n gÇn ®óng c¸c tham sè tõ nh·n ®éng c¬: Tr−êng hîp sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã c¸c sè liÖu sau: - c«ng suÊt danh ®Þnh: PN = 12 KW - §iÖn ¸p pha danh ®Þnh: UN = 220 V - Dßng ®iÖn pha danh ®Þnh: IN = 21,3 A - TÇn sè danh ®Þnh: fN = 50 Hz - Tèc ®é quay danh ®Þnh: nN = 2880 v/p - HÖ sè c«ng suÊt: cosϕ = 0,85 + TÝnh dßng kÝch tõ danh ®Þnh IsdN: ISqN= 2 IN ϕcos1− = 85,01.3,21.2 − = 11,67 (A) + TÝnh dßng danh ®Þnh t¹o m«men quay ISqN : ISqN = 222 SqNN II − = 77,22)67,11()3,21.(2 22 =− (A) + TÝnh tèc ®é gãc còng nh− tÇn sè danh ®Þnh ωrN cña m¹ch rotor: ωrN =2π ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ − 60 nPf NcN Trong ®ã : Pc lµ sè ®èi cùc, nã kh«ng tån t¹i t−¬ng minh trªn nh·n m¸y, trªn c¬ së fN vµ tèc ®é kh«ng t¶i lý t−ëng ta cã: n0 Pc= ⎯ = 150.60 3000 = ⇒ ωrN=2π ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ 60 nNfN =2.3,14 6,12 60 288050 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ − 60fN + TÝnh h»ng sè thêi gian roto Tr ë chÕ ®é danh ®Þnh: ÝdNrN sqN I I Tr ω≈ = 19,067,11.56,12 77,22 = (s) + TÝnh kh¸ng phøc tiªu t¸n toµn phÇn Xσ ë chÕ ®é danh ®Þnh: §Ó tÝnh gÇn ®óng Xσ = ω sδLs ta cã thÓ bá qua (Rs) lý do:T¹i thêi ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 80 ®iÓm c«ng t¸c danh ®Þnh víi tÇn sè fs= fr, ®iÖn ¸p r¬i trªn Xσ lín h¬n nhiÒu lÇn so víi ®iÖn ¸p r¬i trªn(Rs). - §iÖn ¸p stator danh ®Þnh USN= =⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ 3 2 N U 6,179 3 2202 =⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ (v) - Quan hÖ gi÷a α vµ IsdN,IsqN: ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ === === 31,0 37 67,11cos 75,0 37 77,22sin sN SdN sN sqN I I I I α α Quan hÖ gi÷a 3 gãc α,γ vµ ϕ - TÝnh sinγ=sin[ϕ -(900-α)]=sinϕsinα- cosϕsinα ⇔ SN sdN SN ÝqN I I I I ϕϕγ cossinsin −= víi cosϕ = 0,85 ⇒ sin ϕ = 0,52 sin γ = 0,52.0,75 - 0,85.0,31= 0,12 TÝnh Xσ tõ h×nh vÏ: SN SN sqn sdN sqN SN I U I I I UX ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −≈≈ ϕϕγσ cossinsin = )(16,13,21 220. 77,27 67,1182,052,0 s=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ − + TÝnh ®iÖn kh¸ng phøc Xh §iÖn kh¸ng phøc Xh=ωsLm lµ ®iÖn kh¸ng mµ søc tõ ®éng estdr¬i trªn ®ã. §Ó tÝnh ®−îc Xhta xÐt tr−êng hîp ®éng c¬ quay ë tèc ®é danh ®Þnh nN,tÇn sè fN vµ kh«ng t¶i tøc lµ isq=0,s=0.§iÖn trë thay thÕ Rs tiÕn tíi v« cïng.MÆt kh¸c do fS=fN ta bá quaR(s) còng gièng nh− t×m Xσ.Tõ h×nh vÏ trªn ta thu d−îc kÕt qu¶ gÇn ®óng sau ®©y : σσ X I U X I U X sdN N sdN BN h −=−≈ 3 .2 = )(7,1368,1 76,11.3 220.2 Ω=− + TÝnh ®iÖn trë stator (Rs) ChÊp nhËn gÇn ®ung søc tõ ®éng danh ®Þnh: sqN sN rN r sdNhstd I RIXe ω ω== Tõ ®ã ta sÏ thu ®−îc gi¸ trÞ gÇn ®óng cho Rs ≈≈≈ h sqNN sdNrN rs XIf IRR . 2π ω )(2,07,13. 77,22.50.14,3.2 67,11.56,12 Ω= + TÝnh hÖ sè tiªu t¸n tæng δ vµ h»ng sè thêi gian stator Ts: - Trªn c¬ së Xh vµ Xσ ta thu ®−îc kÕt qu¶ gÇn ®óng ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 81 == hX X σδ 12,0 7,13 68,1 = §iÖn c¶m stator Ls: == N h s f X L π2 )(04,050.14,3.2 7,13 H= H»ng sè thêi gian stator Ts: == sN h s Rf X T π2 )(21,02,0.50.14,3.2 7,13 s= §Õn ®©y ta ®· cã ®Çy ®ñ sè liÖu gÇn ®óng ®Ó cã thÓ tÝnh c¸c tham sè hÖ thèng. §é tin cËy cao cña ph−¬ng ph¸p tÝnh tõ nh·n m¸y kÓ trªn ®· ®−îc chøng nghiÖm qua thùc tÕ. *LËp tr×nh tÝnh thêi gian ®ãng ng¾t cña van - Tõ biÓu ®å tÝnh tæng qu¸t cña thuËt to¸n §CVTKG. LËp tr×nh b»ng ng«n ng÷ lËp tr×nh Turbo C * # include # include # include # include # include int xo,yo, void_ ve ( float thietas, unsigned dai, unsigned day, unsigned mau) { unsigned x,y ; x =( x0Int) +(int)(dai* cos(thieta_s) +0.5); y = y0-(int)(dai* sin(thieta_s) +0.5); setcolor(mau) // setlinestyle(0,0,day); /* x1 = x0 +(int)(dai* cos(thieta_s)/2 +0.5); y1= y0-(int)(dai* sin(thieta_s)/2 +0.5); x2 = x0 +(int)(dai* cos(thieta_s)/2 +0.5); y2 = y0-(int)(dai* sin(thieta_s)/2 +0.5); setfill style(11,13); bar (x0,y0,x,y);*/ setlinestyle(0,0,day); line(x0,y0,x,y); } void vectoado(unsigned dai,unsigned day,unsigned mau) { ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 82 Unsigned x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4; x1=x0-dai x2=x0+dai y1=y0-dai y 1=y0+dai x3=x0+(dai+30)*cos(45*3.1416/180); y3=y0-(dai+30)*sin(45*3.1416/180); x4=x0-(dai+30)*cos(45*3.1416/180); y4=y0+(dai+30)*sin(45*3.1416/180); setcolor(mau); setlinestyle(0,0,day); line(x0,y0,x0,y1); line(x0,y0,x0,y2); line(x0,y0,x1,y0); ine(x0,y0,x2,y0); setcolor(mau+5); line(x0,y0,x3,y3); line(x0,y0,x4,y4); } main() { float xwdc,xwd,h11,usd,usdr,xwqc,xwq,usq,usq,usqr,isdsao,sqsao,yd,yq, Fi11,Fi12,Fi13,Fi14,T_ UN,IN,PN,fN,nN,ndb,s,cosfi,Isdn,Isqn,Omega_rN,Tr,Xbeta,Xh, Rs, beta,Ts,beta,Ts,Sinfi,Pc,thieta_s,thieta_si,thieta_su,fi,psIrd,isU,i sv, sanpha,ispeta,PSIphay, omegas,omegar,isd,isq,dorad,T; char ch; int mh=0,mode=0; initgraph (& mh,& mode." "); x0=getmaxx0()/2; y0=getmaxy()/2; dorad = 180/3.1416; UN=220; IN=21.3; cosfi=0.9; S=0.02; nN=12; fN=50; nN=2880 ;fi=cosfi*dorad; ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 83 pc=1;ndb=3000; T=100e-6; /*printf("\n Nhap tham so tu nhan dong co "); printf("\n Nhap dien ap'pha/pha' danh dinh UN= "); scanf("%f",&Un); printf("\n Nhap dong pha danh dinh IN= "); scanf("%f",&In); printf("\n Nhap cong suat danh dinh PN= "); scanf("%f",&Pn); printf("\n Nhap tan so danh dinh fN= "); scanf("%f",&fn); printf("\n Nhap toc do quay danh dinh nN= "); scanf("%f",&nn); printf("\n Nhap he so cong suat danh dinh cosfi= "); scanf("%f",&cosfi); /*tinh tong kich tu danh dinh*/ IsdN=sqrt(2)*IN*sqt(1 -cosfi); /*tinh dong danh din tao momen quay*/ IsqN=sqrt(2*IN*in-Isdn*Isdn); /* Tinh toc do goc va tan so danh dinh cua RoTor*/ Pc=60*fN/nbd; omega=2*3.1416*pc*(nN/60) omega_rN=2*3.1416*(fn-(Pc*nN/60)); /*Tinh hang so thoi gian Rotor o che do danh dinh*/ Tr=Isqn/(omega_rN*IsdN); /*tinh khac phuc tieu tan toan phan o che do danh dinh*/ sinfi=sqrt(1 - cosfi); xbeta=fabs((sinfi-cosfi)*(Isdn/IsqN)*UN/(sqrt(3)*IN)) /*Tinh dien khang phuc*/ xh=(sqrt(2)*UN/(sqr(3)*isqN))-xbeta; /* tinh dien tro rotor va stotar*/ Rs=(omega_rN*IsdN*xh)/(2.*3.1416*fn*IsqN); Rr=Rs; ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 84 /* tinh hieu so tieu tan tong va hang so thoi gian stator*/ beta=xbeta/xh; Ls=xh/(2*3.1416*fn); Ts=xh/(2*3.1416*fn*rs); /*Dieu chinh dong*/ h11=T/(beta*Ls); // Fi11=1-(t/beta)*(1-Ts-(1-beta))/Tr; // Fi12=omega_s*t; // Fi13=fabs((1-beta)/beta*(t/Tr)); // F14=fabs((1-beta)*omega*T); // printf("\n nhap dong dien can isd_sao= "); // scanf("%f"& isd_sao); // Printf("\n nhap dong dien can isd_sao="); // scanf("%f"&isq_sao); xwdc=0;xwqc=0;id=0; usqr=0;usdr=0; id_sao=5;iq_sao=5; /*uoc luong tu thong va tinh goc*/ isu=15; isu=15; isanpha=ius; ispeta=(isu+isv82)*1/sqrt(3); thieta_s=0; omega=0; pstr_phay=0; isq=0; isd=0 PSIrd=0; f1: /* chuong trinh uoc luong tu thong va rotor va tinh goc*/ vetoado(150,2,10); thieta_s=(thieta_s+T*omega); PSIrd=PSId+thieta_s; gotoxy(3,6); printf("thieta_s=%f\n",PSIrd); ve(PSIrd,120,4,14); delay(20); ve(Psird,120,4,1); ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 85 psird_phay=fabs(isd)*(t/Tr)+Psi+phay*(1-t/tr); gotoxy(26,1); printf("Psird_phay=%f\n",psird_phay); /* chuyen toa do cho dong dien*/ isq=ispeta*cos(thieta_s*dorad)+isanpha*sin(thieta_s*dorad); gotoxy(2,1); printf("isq=%f\n",isq); isd=ispeta*sin(thieta_s*dorad)+isanpha*cos(thieta_s*dorad); gotoxy(2,2); printf("isq=%f\n",isd); omega_r=fabs(isq/(Tr*PSIrd_phay)); omega_s=omega+omega_r; gotoxy(50,1); printf("omega=% f\n",omega); thieta_s=omega*Y; //gotoxy(2,12)//; //printf("thieta_s=%f\n",thieta_s); /*hieu chinh goc pha*/ thieta_s=thieta_s+t*omega_s; gotoxy(2,4); printf("thieta_s=%f\n",thieta_su); /* chuong trinh dieu chinhr dong */ //xwd=0;usd=0;usdr=0;isd_sao=5; yd=0;xwq=0;usq=0;usqr=0;isq_sao=5; usdr=usd-Usdr;Usqr=Usq-Usqr; Usapha=Usdn*cos(thieta_sU*dorad)- sqr*sin(thieta_sU*thieta_s*dorad); us_beta=Usqr*sin(thieta_s+dorad)+Usqr*cos(thieta_su+rorad); /* hieu chinh sai so dieu chinh tren truc d$q*/ xwdc=xwd-h11*(Usd-Usdr); xwqc=xwq-h11*(Usd-Usdr); gotoxy(2,11); printf("xwdc=%f\n"xwdc) gotoxy(2,12); printf("xwqc=%f\n"xwqc); Fi11=fabs((1-(t/beta))*((1/Ts)+((1-beta)/Tr)))*xwdc; Fi12=fabs(omega*T)*Xwqc; ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 86 /*Tinh sai so dieu chinh moi*/ Xwd= Is_sao-isd; Xwq=is_sao-isq; /* tinh gia tri Yq(k+1) $usq(k+1)*/ Ud=xwd-fi121-Fi12; yq=xwq+Fi12-Fi11; /* tinh dien ap Usd(k+1) $ Usq(k+1); */ tinh dien ap Usq(k+1) $ Usd(k+1); Usd=(1/h11)*(yd-Fi13*PSIrd_phay; Usq=(1/h11)*(yd-Fi14*PSIrd_phay; gotoxy(2,8); printf(usdd=%F|N",usd); gotxy(2,9) printf("Usq=%f\n",usq); /* chuong trinh dieu che vector khoang gian*/ /*Lap giatri tuyet doi cho Us_anpha va us_anpha*/ Us_beta=fabs(U s_beta); Us_anpha=fabs(U sanpha); tinh gia tri a,b,c:cong thuc(58)*/ a=Us_anpha+Us_beta/sqrt(3); b=Us_anpha-Us_beta/sqrt(3); c=a*t;b=b*t;C=c*t; if (us_beta>0) { if (us_anpha0) { if (b0) { Tu=(1+a)*t/2; Tr=(1-a+2*c)*T/2; Tw=(1-a)*T/2; } else { Tv=(1+c)*t/2; Tw=(1-a)*t/2; if(Us_anpha0) Tu=(1+2*b+c)*t/2; else Tu=(1-2*a+c)*t/2; ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 87 } } else { if(b0) { Tu=(1-a)*t/2; Tv=(1+a)*t/2; tw=(1+a- 2*c)*t/2; } else { Tv=(1+c)*t/2; Tw=(1-a)*t/2; if (Us_anpha0) Tu=(1+2*b+c)*t/2; else Tu=(1-2*a+c)*t/2; } ``` } } else { if (us_anpha0) { if (b0) Tu=1+a)*t/2 Tv=(1-a)*t/2; Tw=(1-a+2*c)*t/2; } else { Tv=(1-c)*t/2; Tw=(1+c)*t/2; if (us_anpha0) Tu=(1+2*b+c)*t/2; else Tu=(1-2*a+c)*t/2; } } else { ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 88 if (b0); { Tu=(1-a)*t/2; Tv=(1+a-2*c)*t/2; Tw=(1+a)*T/2; } else { Tv=(1+c)*t/2;; Tw=(1-a)*t/2; if (us_anpa0) Tu=(1+2*b+c)*t/2; else Tu=(1-2*a+c)*t/2; } } gotoxy(2,14); printf("Tu=%f\n",tu); gotoxy(2,15); printf("Tv=%f\n",tv); gotoxy("Tw=%f\n",Tw); if(kbhit()) gotof1; if(getch()!=27) gotof1; closegraph(); } ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 89 PhÇn X: Giíi thiÖu c«ng nghÖ hÖ thèng truyÒn ®éng c©n b¨ng ®Þnh l−îng nhμ m¸y xi m¨ng l−u x¸ HÖ thèng c©n b¨ng ®Þnh l−îng lµ hÖ thèng rÊt quan träng trong gi©y truyÒn s¶n xuÊt xi m¨ng cña nhµ m¸y xi m¨ng l−u x¸ .HÖ thèng n»m ngay ®Çu d©y truyÒn s¶n xuÊt . Nguyªn lý ho¹t ®éng cña hÖ thèng c©n b¨ng ®Þnh l−îng : Nguyªn liÖu sau khi sÊy ®−îc ®−a vµo c¸c xil«. HÖ thèng c©n b¨ng nµy gåm 6 kh©u .mçi c©n lµm nhiÖm vô c©n mét lo¹i nguyªn liÖu (than ,®Êt ,®¸ 1, ®¸ 2 ,c¸t ,phô gia ).nguyªn liÖu ®−îc ch¶y xuèng b¨ng t¶i tõ xil« cÊp liÖu qua hÖ thèng van ng¨n kÐo do vËyl−îng liÖu chØ mang tÝnh chÊt t−¬ng ®èi ,kh«ng ph¶i lóc nµo còng ®Òu nhau .khi dßng liÖu ch¶y xuèng b¨ng t¶i, trªn b¨ng t¶i cã mét ®o¹n b¨n c©n, viÖc lÊy tÝn hiÖu trªn ®o¹n b¨ng t¶i nhê mét ®Çu ®o khèi l−îng khi dßng liÖu xuèng Ýt th× b¨ng t¶i ph¶i ch¹y nhanh lªn vµ ng−îc l¹i ®Ó ®¶m b¶o l−u l−îng ®ång ®Òu kh«ng thay ®æi .viÖc ®iÒu chØnh tåc ®é cña b¨ng t¶i phô thuéc vµo tèc ®é cña ®éng c¬ truyÒn ®éng cho b¨ng t¶i . Tèc ®é ®éng c¬ ®−îc ®iÒu chØnh nhê viÖc thay ®æi tÇn sè cña biÕn tÇn .Do vËy mçi c©n b¨ng ®−îc ®iÒu chØnh víi tèc ®é kh¸c nhau ,phô thuéc vµo tû lÖ phèi liÖu .TÊt c¶ nguyªn liÖu tõ c¸c c©n ®−îc ®−a vµo m¸y nghiÒn nhê hÖ thèng b¨ng t¶i ,gÇu t¶i vµ ®−îc nghiÒn ra thµnh bét ®Ó cung cÊp cho c¸c c«ng ®o¹n tiÕp theo cña nhµ m¸y. §Ó ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu kü thuËt th× viÖc ®iÒu chØnh c¸c c©n ph¶i ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c < ,=1%.viÖc nµy ®−îc thùc hiªn ®−a vµo viÖc lÊy tÝn hiÖu tõ ®Çu ®o tÝn hiÖu ,qua card chuyÓn ®æi ,sau ®ã d−îc ®−a vµo m¸y tÝnh. M¸y tÝnh ®−a ra tÝn hiÖu U®k sang bé biÕn tÇn, biÕn tÇn sÏ ®−a ra tÇn sè phï hîp ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ truyÒn ®éng cho b¨ng t¶i.HÖ thèng gåm 6 c©n t−¬ng tù nhau khi mét c©n cã sù cè th× hÖ thèng xÏ tù b¸o ®éng nhê ph¶n håi ©m tèc ®é, tÝn hiÖu ®−îc ®−a vµo m¸y tÝnh vµ m¸y tÝnh sÏ tù xö lý sù cè nµy, lóc nµy trªn mµn h×nh m¸y tÝnh sÏ b¸o ®éng vµ tù ®éng thay ®æi tèc ®é cña c©n ®Ó ®−a c©n vÒ vÞ trÝ c©n b»ng míi. Sau 30 gi©y nÕu sù cè kh«ng ®−îc kh¾c phôc th× m¸y tÝnh sÏ ph¸t lÖnh dõng toµn bé. Sau ®©y ta sÏ nghiªn cøu s¬ ®å khèi cô thÓ cña mét c©n b¨ng trong hÖ thèng trªn h×nh 1.1 ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 90 I. Giíi thiÖu tõng khèi trong s¬ ®å: *Khèi 1: §Çu ®o khèi l−îng Trong thùc tÕ ng−êi ta th−êng dïng chuyÓn ®æi ®iÖn trë ®Ó ®o c¸c di chuyÓn th¼ng , c¸c di chuyÓn gãc cña c¸c ®èi t−îng ®o, ngoµi ra cßn dïng trong c¸c dông cô do lùc, ®o ¸p suÊt, ®o gia tèc hoÆc c¸c chuyÓn ®æi trong m¹ch cÇu... ChuyÓn ®æi ®iÖn trë lµ lo¹i chuyÓn ®æi biÕn ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn cÇn ®o thµnh sù thay ®æi ®iÖn trë cña nã. ChuyÓn ®æi ®iÖn trë: Lµ mét biÕn trë gåm mét lâi b»ng vËt liÖu c¸ch ®iÖn nh− Gèm Sø ,Bakªlit hoÆc b»ng Nh«m, §ång cã phñ líp c¸ch ®iÖn víi h×nh d¸ng kh¸c nhau. Trªn lâi quÊn d©y ®iÖn trë b»ng Maganis,niken,cr«m,vofram. C¸c d©y ®iÖn trë ®−îc tr¸ng Emay c¸ch ®iÖn ®Ó cã thÓ quÊn s¸t nhau. Trªn lâi vµ d©y quÊn cã con tr−ît,con tr−ît ®−îc chÕ t¹o b»ng hîp kim Platin-Iridi ®Ó cã ®é ®µn håi vµ tiÕp xóc tèt , lùc t× gi÷a con tr−ît vµ lâi rÊt nhá. D−íi t¸c dông cóa ®¹i l−îng vµo, con tr−ît di chuyÓn. Quan hÖ gi÷a ®¹i l−îng vµo vµ ®¹i l−îng ra biÓu diÔn d−íi d¹ng : R=f(XV). ChuyÓn ®æi ®iÖn trë lùc c¨ng: Khi d©y dÉn chÞu biÕn d¹ng c¬ khÝ th× ®iÖn trë cña nã thay ®æi , hiÖn t−îng ®ã gäi lµ hiÖu øng Tenro. ChuyÓn ®æi ®iÖn trë lùc c¨ng cã ba lo¹i: ChuyÓn ®æi ®iÖn trë lùc c¨ng d©y m¶nh, l¸ máng , m¸ng máng . Phæ biÕn nhÊt lµ lo¹i chuyÓn ®æi ®iÖn trë lùc c¨ng d©y m¶nh. ∼220 5 4 §Çu ®o k.l−îng K.®¹i Convert A/D LED Convert A/D Bé nh©n Q= mv L−îng h/c ΔQ RS 232/485 Convert A/D Q®= m LED BiÕn TÇn M 11(m/ph ) (kg/m ) 3 M¸y tÝnh 6 8 9 10 7 2 1 V H×nh1-1. S¬ ®å khèi hÖ thèng c©n b¨ng ®Þnh l−îng ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 91 Khi dã biÕn d¹ng Δl / l chuyÓn ®æi ®−îc d¸n lªn ®èi t−îng ®o, lóc ®èi t−îng ®o bÞ biÕn d¹ng chuyÓn ®æi biÕn d¹ng theo vµ chuyÓn ®æi cña biÕn d¹ng Tenro thay ®æi mét l−îngΔR/R . =Δ R R f ( l lΔ ) Th«ng th−êng chuyÓn ®æi ®iÖn trë lùc c¨ng ®−îc dïng víi m¹ch cÇu mét chiÒu, xoay chiÒu vµ m¹ch ph©n ¸p. Trong hÖ thèng ta dïng chuyÓn ®æi ®iÖn trë lùc c¨ng dïng m¹ch cÇu mét chiÒu. H×nh I-2. Bé chuyÓn ®æi ®iÖn trë. Khi m¹ch cÇu chØ cã mét nh¸nh ho¹t ®éng( tøc lµ chØ mét chuyÓn ®æi ho¹t ®éng) vÊn ®Ò bï nhiÖt ®é ph¶i ®−îc thùc hiÖn, do vËy ng−êi ta dïng mét chuyÓn ®æi cïng lo¹i d¸n lªn chi tiÕt kh«ng lµm viÖc cïng vËt liÖu víi ®èi t−îng ®o vµ ®Æt trong cïng mét nhiÖt ®é. Khi cÇu kh«ng lµm viÖc ë tr¹ng th¸i c©n b»ng: RT/R2=R3/R4=K. Khi ®èi t−îng ®o lµm viÖc Rt thay ®æi thµnh εR.RT cÇu mÊt c©n b»ng vµ diÖn ¸p ra lµ: Ur=U. TÝn hiÖu ra tõ bé chuyÓn ®æi biÕn trë lµ rÊt nhá do ®ã ta cÇn ph¶i khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®ã lªn. Cã rÊt nhiÒu bé khuÕch ®¹i. Gi÷a bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n vµ bé khuÕch ®¹i th«ng th−êng vÒ c¬ b¶n kh«ng cã g× kh¸c nhau. C¶ hai lo¹i nµy dïng ®Ó khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p , dßng ®iÖn hoÆc c«ng suÊt. Trong khi tÝnh chÊt cña bé khuÕch ®¹i th«ng th−êng phô thuéc vµo kÕt cÊu bªn trong cña m¹ch th× t¸c dông cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n cã thÓ thay [(l+εR )RT+R4](R2+R3) p R3 R2 Ura (mv) 9÷12v RT R4 (l+εR).RT.R3-R2R4 ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 92 ®æi ®−îc vµ chØ phô thuéc vµo c¸c linh kiÖn m¾c ë m¹ch ngoµi. §Ó thùc hiÖn ®iÒu ®ã, bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n ph¶i cã hÖ sè khuÕch ®¹i rÊt lín, trë kh¸ng vµo rÊt lín vµ trë kh¸ng ra rÊt nhá. Bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n ®−îc biÓu diÔn nh− h×nh I-3: Trong hÖ thèng cã sö dông mét sè s¬ ®å khuÕch ®¹i, vÝ dô nh− s¬ ®å khuÕch ®¹i ®¶o, s¬ ®å biÕn ®æi ®iÖn ¸p - ®iÖn ¸p, s¬ ®å khuÕch ®¹i thuËn. *Khèi 3,5,8: bé chuyÓn ®æi A/D C¸c ®¹i l−îng ®iÒu khiÓn th−êng lµ tÝn hiÖu t−¬ng tù, trong hÖ ®iÒu khiÓn sè cÇn ph¶i biÕn ®æi ®¹i l−îng ®ã thµnh tÝn hiÖu sè. Nh− vËy cÇn ph¶i biÕn ®æi t−¬ng tù-sè ( A/D). cã ba ph−¬ng ph¸p thùc hiÖn kh¸c nhau vÒ nguyªn t¾c: 1. ph−¬ng ph¸p song song: ®iÖn ¸p vµo ®ång thêi so s¸nh víi ®iÖn ¸p chuÈn vµ x¸c ®Þnh chÝnh x¸c xem nã ®ang n»m ë gi÷a hai møc nµo, kÕt qu¶ ta cã mét bËc cña tÝn hiÖu xÊp xØ, ph−¬ng ph¸p nµy cã gi¸ thµnh cao bëi v× mçi sè ta cÇn ph¶i cã mét bé so s¸nh, ph−¬ng ph¸p nµy cã −u ®iÓm lµ nhanh. 2. Ph−¬ng ph¸p träng sè : ViÖc so s¸nh diÔn ra cho tõng bÝt cña sè nhÞ ph©n, c¸ch so s¸nh nh− sau: ®Çu tiªn ta x¸c ®Þnh xem ®iÖn ¸p vµo cã v−ît ®iÖn ¸p chuÈn cña bÝt ra hay kh«ng. NÕu nã v−ît th× kÕt qu¶ cã gi¸ trÞ “1” vµ lÊy ®iÖn ¸p vµo trõ ®i ®iÖn ¸p chuÈn, phÇn d− ®em so víi c¸c bÝt trÎ l©n cËn. Râ rµng lµ cã bao nhiªu bÝt trong mét sè nhÞ ph©n th× cÇn lÊy bao nhiªu b−íc so s¸nh vµ lÊy bao nhiªu ®iÖn ¸p chuÈn. 3. Ph−¬ng ph¸p sè :Ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n nhÊt lµ ph−¬ng ph¸p sè, tr−êng hîp nµy ta kÓ ®Õn sè l−îng c¸c tæng sè ®iÖn ¸p chuÈn cña c¸c bÝt trÎ dïng ®Ó diÔn ®¹t c¸c ®iÖn ¸p vµo. NÕu sè l−îng cùc ®¹i m« t¶ b»ng n th× do ®ã còng cÇn tèi ®a n b−íc dÓ nhËn ®−îc kÕt qu¶. Ph−¬ng ph¸p nµy ®¬n gi¶n, rÎ tiÒn nh−ng chËm. HiÖn nay cã rÊt nhiÒu bé biÕn ®æi A/D nh−ng cã mét vµi nguyªn t¾c UR URmax -vµi mv +vµi mv 0 Uv URmin Ur UV R1 RN N Ud - + H×nh I.4.§Æc tÝnh cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n. UV R1 RN - + Ur H×nh I.3. a) s¬ ®å khuÕch ®¹i ®¶o, b) thuËn b a ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 93 c¬ b¶n ®Ó x©y dùng m¹ch: M¹ch biÕn ®æi A/D theo nguyªn t¾c bï, theo nguyªn t¾c servo, bé biÕn ®æi A/D song song so s¸nh,bé biÕn ®æi A/D víi hai lÇn tÝch ph©n, bé biÕn ®æi A/ theo biÕn tÇn sè. VÝ dô bé biÕn ®æi A/D theo nguyªn t¾c bï: H×nh I-5. Bé biÕn ®æi A/D theo nguyªn t¾c bï. M¹ch biÕn ®æi A/D nµy m¹ch ®Õm nhÞ ph©n, m¹ch so s¸nh vµ bé biÕn ®æi A/D. T¹i thêi ®iÓm ®Çu bé dÕm ®Æt ë trang th¸i “0” bëi xung chØnh l−u, nh− vËy ®Çu ra còng cã tÝn hiÖu “0”. M¹ch so s¸nh thiÕt lËp gi¸ trÞ “1” tÝn hiÖu nhÞp H qua cæng AND ®−îc ®−a vµo m¹ch ®Õm. M¹ch dÕm lµm viÖc cho ra tÝn hiÖu sã tõ Q0...Qm-1 , ®ång thêi qua bé biÕn ®æi D/A sÏ cã ®iÖn ¸p U0 cho ®Õn khi ®iÖn ¸p U0/UV th× bé so s¸nh lËt gi¸ trÞ ®Çu ra cña nã cã gi¸ trÞ ë cæng AND sÏ kho¸ bé ®Õm sÏ dõng. Trªn ®Çu ra bé ®Õm Q0...Qm-1 ë d¹ng sè tû lÖ víi ®iÖn ¸p vµo UV sè nµy ®−îc viÕt vµo bé ghi. TiÕp theo bé ®Õm ®−îc xo¸ vÒ kh«ng vµ chuÈn bÞ cho chu kú biÕn ®æi tiÕp theo. Sau mçi chu kú néi dung bé ghi sÏ ghi sè liÖu míi cña bé ®Õm. Bé biÕn ®æi A/D song song víi m¹ch so s¸nh trªn h×ng I-6: Bé biÕn ®æi A/D víi tèc ®é nhanh nhÊt. ®iÖn ¸p vµo UV ®−îc so s¸nh víi tõng gi¸ trÞ URi t−¬ng øng víi tõng bÝt cña sè ®Çu ra. Nh− vËy thêi gian biÕn ®æi chØ b»ng thêi gian t¸c ®éng cña m¹ch so s¸nh. Tuy vËy cÇn sè l−îng lín bé so s¸nh vµ m¹ch ®iÖn trë chÝnh x¸c. H×nh I-6 bé biÕn ®æi A/D song song víi m¹ch so s¸nh T1 T1 T2 Aj UR 2j U0 S Q R Q 1 R1 R2 - + Ux - + ®iÒu khiÓn A/D Ghi So s¸nh N ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 94 Khèi 4,9: Mµn h×nh hiÓn thÞ sè. Khèi 4 hiÓn thÞ sè kg/m. Khèi 9: HiÓn thÞ sè m/ph. Khèi 6: m¸y tÝnh Card chuyÓn ®æi A/D 8 kªnh 8 bÝt , trong hÖ thèng nµy sö dông 6 kªnh. PhÇn mÒm øng dông : - tèc ®é b¨ng t¶i m/ph. - TÝnh to¸n khèi l−îng vËt liÖu kg/ m ( b¨ng t¶i ). - Bé nh©n tÝnh ra ®−îc khèi l−îng vËt liÖu lµ kg/ph. PhÇn mÒm ®äc th«ng sè cña Dinverter (do h·ng biÕn tÇn cung cÊp). PhÇn mÒm øng dông trong m¸y tÝnh do ng−êi lËp ra ch−¬ng tr×nh thùc hiÖn chøc n¨ng thu thËp c¸c th«ng tin d−a ®Õn vµ xö lý c¸c th«ng tin ®o ®Õm khi hÖ thèng cã sù cè, ®−a ra tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn. Khèi 7: Bé chuyÓn ®æi RS232/485. . §o l−êng vµ ghÐp nèi víi m¸y tÝnh qua cæng RS- 232 H1. S¬ ®å khèi ®¬n gi¶n cña mét hÖ ®o l−êng vµ ghÐp nèi víi m¸y tÝnh qua cæng RS-232 S¬ ®å khèi ®¬n gi¶n cña mét hÖ ®o l−êng vµ ghÐp nèi víi m¸y tÝnh qua cæng RS- 232 nh− h×nh 1. Sè liÖu tõ ®Çu ®o lµ analog sÏ ®−îc ®−a tíi card ghÐp nèi ë card ghÐp nèi nµy sÏ cã bé biÕn ®æi A/D vµ sau ®ã nã sÏ ®−îc biÕn ®æi thµnh tÝn hiÖu chuÈn cña RS-232. Tøc lµ møc +3V ®Õn +12V t−¬ng øng víi møc 0 vµ -3V ®Õn -12V t−¬ng øng víi møc 1. §Ó ®−a d÷ liÖu vµo PC qua cæng COM th× ta ph¶i cã phÇn mÒm ®Ó nhÊt qu¸n gi÷a card ghÐp nèi vµ cæng COM vÒ mét tèc ®é, cïng mét format th«ng tin SDU. COM §Çu ®o Card ghÐp nèi ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 95 1. Vµi nÐt vÒ cæng nèi tiÕp RS- 232 Cæng nèi tiÕp RS- 232 lµ lo¹i giao diÖn phæ biÕn, réng r·i nhÊt. Ng−êi dïng m¸y PC cßn gäi c¸c cæng nµy lµ COM1 vµ COM2. Víi COM2 ®Ó tù do cho c¸c øng dông kh¸c. Gièng nh− cæng m¸y in vµ cæng th«ng qua card ghÐp nèi qua Slot më réng th× cæng nèi tiÕp RS- 232 còng ®−îc sö dông mét c¸ch hÕt søc thuËn tiÖn cho c¸c môc ®Ých ®o l−êng vµ ®iÒu khiÓn còng nh− khi cã mét ®−êng d©y liªn l¹c hay mét kªnh th«ng tin th× nã cã thÓ cã rÊt nhiÒu øng dông nh− truyÒn v¨n b¶n qua modem hay fax. ViÖc truyÒn d÷ liÖu qua cæng RS- 232 ®−îc tiÕn hµnh theo c¸ch nèi tiÕp, nghÜa lµ c¸c bÝt d÷ liÖu ®−îc göi ®i nèi tiÕp nhau trªn mét ®−êng dÉn. Tr−íc hÕt, lo¹i truyÒn nµy cã kh¶ n¨ng dïng cho nh÷ng kho¶ng c¸ch lín h¬n, bëi v× c¸c kh¶ n¨ng g©y nhiÔu lµ nhá h¬n khi dïng cæng song song. HÖ th«ng tin trao ®æi nèi tiÕp ®−îc thùc hiÖn theo c¸c ph−¬ng thøc : • §a c«ng: sè liÖu chØ ®−îc göi theo mét h−íng • B¸n song c«ng: sè liÖu ®−îc göi theo hai h−íng nh−ng t¹i mçi thêi ®iÓm th× chØ cã thÓ göi ®i theo mét h−íng • Song c«ng: sè liÖu ®−îc göi theo hai h−íng th«ng tin nèi tiÕp ®−îc ph©n lµm hai lo¹i: + Th«ng tin ®ång bé + Th«ng tin kh«ng ®ång bé Trong th«ng tin kh«ng ®ång bé (di bé), mét tõ (hay mét côm tõ th× ®−îc truyÒn hay thu theo tõng khung mét vμ khung ®ã gäi lμ SDU (serial data unit). Mét khung bao gåm: • Mét bÝt start • 5,6,7,8 bÝt d÷ liÖu • 1 bÝt ph¸t hiÖn lçi • BÝt stop (1,1.5 hoÆc 2) ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 96 ¥ ®©y bÝt ph¸t hiÖn lçi lµ dïng bÝt ch½n-lÎ 2. ChuÈn ghÐp nèi RS- 232 Cæng nèi tiÕp RS-232 kh«ng ph¶i lµ mét hÖ thèng bus, nã cho phÐp dÔ dµng t¹o ra liªn kÕt ®iÓm-®iÓm gi÷a hai m¸y cÇn trao ®æi th«ng tin víi nhau. Mét thµnh viªn thø 3 kh«ng thÓ tham gia vµo cuéc trao ®æi th«ng tin nµy. Ch©n(lo¹i 9 ch©n) Ch©n(lo¹i 25 ch©n) Chøc n¨ng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8 3 2 20 7 6 5 4 22 DCD(Data carrier delect) Lèi vµo RxD(Receiver data) Lèi vµo TxD(Transmit data) Lèi ra DTR(Data terminal ready) Lèi ra GND(Ground) nèi ®Êt DSR(Data set ready) Lèi vµo RTS(Request to send) Lèi ra CTS(clear to send) Lèi vµo RI(Ring Indicator) Lèi vµo Tõ h×nh 2 ta thÊy æ c¾m RS-232 cã tæng céng 8 ®−êng dÉn vµ mét ®−êng ®Êt. Trªn thùc tÕ cã hai lo¹i phÝch c¾m 9 vµ 25 ch©n, c¶ hai lo¹i nµy H . 2 S¾p xÕp ch©n cña cæng nèi tiÕp ë m¸y tÝnh PC ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 97 ®Òu chung ®Æc ®iÓm lµm viÖc. ViÖc truyÒn d÷ liÖu xÈy ra ë trªn 2 ®−êng dÉn RxD vµ TxD. Qua ch©n TxD, m¸y tÝnh göi d÷ liÖu cña nã ®Õn m¸y kia. Trong khi ®ã th× m¸y tÝnh nhËn c¸c d÷ liÖu t¹i ch©n nèi RxD. C¸c tÝn hiÖu kh¸c ®ãng vai trß nh− lµ nh÷ng tÝn hiÖu hç trî khi trao ®æi th«ng tin vµ v× thÕ kh«ng ph¶i trong mäi øng dông ®Òu dïng ®−îc. ViÖc truyÒn d÷ liÖu : Møc tÝn hiÖu trªn ch©n ra RxD tuú thuéc vµo ®−êng dÉn RxD vµ th«ng th−êng n»m ë trong kho¶ng -12V ®Õn +12V. C¸c bÝt d÷ liÖu ®−îc göi ®¶o ng−îc l¹i. Møc ®iÖn ¸p ®èi víi møc high n»m gi÷a -3V ÷ -12V vµ møc Low n»m gi÷a +3V ÷ +12V. Trªn h×nh 3 m« t¶ mét dßng d÷ liÖu ®iÓn h×nh cña mét byte d÷ liÖu trªn cæng nèi tiÕp RS- 232. Khi ë tr¹ng th¸i tÜnh trªn ®−êng dÉn cã ®iÖn ¸p -12V. Mét bÝt khëi ®éng (bÝt start ) sÏ më ®Çu viÖc truyÒn d÷ liÖu. TiÕp ®ã lµ c¸c bÝt d÷ liÖu riªng lÎ sÏ ®Õn, trong ®ã nh÷ng bÝt gi¸ trÞ thÊp sÏ ®−îc göi tr−íc tiªn. Con sè cña c¸c bÝt d÷ liÖu thay ®æi gi÷a 5vµ 8 bÝt. ë cuèi cña dßng d÷ liÖu cßn mét bÝt dõng (stop bÝt), ®Ó ®Æt trë l¹i tr¹ng th¸i lèi ra (-12V) B»ng tèc ®é baud ta thiÕt lËp tèc ®é truyÒn d÷ liÖu vµ c¸c gi¸ trÞ th«ng th−êng lµ 300; 600; 1200; 2400; 4800; 9600 vµ19200 baud. Vµ ë ®©y kÝ hiÖu baud t−¬ng øng víi sè bÝt ®−îc truyÒn trong mét gi©y. Tõ ®ã ta thÊy r»ng cã mét bÝt start vµ bÝt stop ®−îc göi cïng bÝt d÷ liÖu. Nhê vËy ta cã thÓ biÕt ®−îc tèc ®é cùc ®¹i cña d÷ liÖu ®−îc truyÒn nh− vËy víi mçi byte ®· cã 10 bÝt ®−îc göi. Víi tèc ®é 9600 baud cho phÐp truyÒn nhiÒu nhÊt lµ 960 byte mçi gi©y. Qua c¸ch tÝnh nµy ta thÊy mét nh−îc ®iÓm kh«ng nhá cña cæng truyÒn nèi tiÕp lµ tèc ®é truyÒn d÷ liÖu bÞ h¹n chÕ. Cßn víi vÊn ®Ò n÷a lµ khu«n mÉu (Format) truyÒn d÷ liÖu cÇn ph¶i ®−îc thiÕt lËp nh− nhau c¶ ë hai bªn (bªn göi vµ bªn nhËn). C¸c th«ng sè truyÒn cã thÓ ®−îc thiÕt lËp trªn c¸c m¸y PC b»ng c¸c c©u lÖnh trªn DOS. Ngay c¶ trªn Window còng cã ch−¬ng tr×ng riªng ®Ó sö dông nã. ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 98 Khi ®ã c¸c th«ng sè truyÒn d÷ liÖu nh−: tèc ®é baud, sè bÝt d÷ liÖu, sè bÝt dõng, bÝt ch½n lÎ (parity) cã thÓ ®−îc thiÕt lËp mét c¸ch rÊt ®¬n gi¶n. Sù trao ®æi cña ®−êng dÉn tÝn hiÖu ë ®©y c¸c ®−êng dÉn tÝn hiÖu riªng biÖt còng Start bÝt StopbÝt 12V LOW D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 -12V HIGH 104 μ s 1,04 ms H.3 dßng d÷ liÖu trªn cæng RS- 232 víi tèc ®é 9600 baud 3. Vµi nÐt vÒ giao diÖn 485. Giao diÖn 485 lµ kÕt qu¶ cña viÖc më réng tiªu chuÈn RS-232. Víi cïng ®é dµi ®−êng truyÒn vµ tèc ®é truyÒn cho phÐp giao diÖn nµy cho phÐp nhiÒu h¬n hai thµnh viªn tham gia ( cã thÓ ®Õn 32 thµnh viªn). Cã thÓ xem giao diÖn RS -485 nh− lµ mét bus, bëi v× sè l−îng thµnh viªn tham gia truyÒn th«ng trªn giao diÖn RS -485 kh«ng bÞ h¹n chÕ bëi con sè 2(nh− ë giao diÖn RS-323) do ®Æc tÝnh ba tr¹ng th¸i (tri- state) cña tõng thµnh viªn riªng lÎ. Møc logic “1” ®−îc Ên ®Þnh t−¬ng tù nh− ë giao diÖn 422 -nghÜa lµ n»m trong vïng ®iÖn ¸p -1,5v ®Õn -6v, cßn møc logic “0” th× trong vïng ®iÖn ¸p tõ +1,5 ®Õn +6v. Bé ®Öm ®−êng dÉn cña giao diÖn RS-485 t¹o ra mét ®iÖn ¸p vi sai b»ng 5v trªn hai d©y dÉn truyÒn d÷ liÖu, gièng nh− trong tr−êng hîp RS-422. Giao diÖn 485 ®−îc dïng nhiÒu trong c¸c hÖ thèng ®o l−êng, trong ®ã nhiÒu ®Çu ®o cÇn ®−îc thu thËp vµ xö lý sè liÖu ®ång thêi. Mét trong c¸c ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 99 thÝ dô lµ hÖ thèng c©n b¨ng ®Þnh l−îng nhµ m¸y xi m¨ng l−u x¸, hÖ thèng theo dâi l−îng hµng ®−îc xuÊt nhËp ë c¸c kho x¨ng dÇu...c¸c sè liÖu ®o l−êng ®−îc truyÒn cïng víi m· sè t−¬ng øng qua cæng RS-485 trªn mét bus. Bé xö lý trung t©m thu thËp tÊt c¶ c¸c sè liÖu qua cæng nèi tiÕp råi xö lý trªn m¸y vi tÝnh. Khèi 10: BiÕn tÇn . HÖ thèng sö dông 6 biÕn tÇn ®Ó ®iÒu khiÓn tèc ®é cña ®éng c¬ - kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3 pha. BiÕn tÇn cña anh thuéc h·ng Control Technic ký hiÖu Din 12201508 víi tÇn sè vµo 50 ÷ 60Hz ,tÇn sè ®Çu ra 0 ÷ 960Hz .§iÖn ¸p ®Çu vµo 220v ÷ 240v ,dång dÇu vµo 28,5A,dßng ®Çu ra 7A.BiÕn tÇn nµy sö dông ®iÖn ¸p ®Çu vµo xoay chiÒu 220v ,diÖn ¸p ®Çu ra 3 pha Trong bé niÕn tÇn cßn cã bé xö lý .§Çu ra bé biÕn tÇn cã tÇn sè cã thÓ thay ®æi tõ 0,1,2...,960Hz thay ®æi víi mét l−¬ng rÊt nhá gÇn nh− thay ®æi tr¬n .Trong hÖ thèng nµy ng−êi ta chØ sö dông víi sù thay ®æi tõ 0÷50Hz . Khèi 11: Trong hÖ thèng nµy sö dông 6 ®éng c¬ kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3 pha v× lo¹i ®éng c¬ nµy cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n, kÝch th−íc vµ träng l−îng nhá, gi¸ thµnh h¹ víi nguyªn lý lµm vÖc ®¬n gi¶n, ®é tin cËy cao tuy nhiªn Ik® lín Mk® nhá, viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ lµ khã kh¨n. §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã d¹ng nh− sau: H×nh I-7. ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ : M= Trong ®ã : r1 , r2 : Lµ ®iÖn trë d©y quÊn 1 pha m¹ch stato, r«to ®· quy ®æi. x1 , x2 :Lµ ®iÖn kh¸ng cña mét pha d©y quÊn m¹ch stato, m¹ch r«to ®· quy ®æi vÒ m¹ch stato. Ur : Lµ ®iÖn ¸p pha ®Æt len mét pha d©y quÊn m¹ch stato ®éng c¬. 3.Uf 2R2 / ω0S [( r1+ R2 // S ) 2 + Xnm 2] ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 100 Rr / :§iÖn trë phô ®−a vµo m¹ch r«to ®éng c¬. S : §é tr−ît tèc ®é. ω0 : tèc ®é tõ tr−êng quay. ω : tèc ®é trªn trôc ®éng c¬. R2 / = r2 / + Rf / Xnm / = x1 + x2 / Do yªu cÇu vÒ kü thuËt, do yªu cÇu c«ng nghÖ cña nhµ m¸y nªn trong hÖ thèng truyÒn ®éng c©n b¨ng ®Þnh l−îng sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3 pha Roto d©y quÊn ®Ó truyÒn ®éng cho b¨ng t¶i. §éng c¬ nµy cña Trung Quèc Y802-4-4 víi c«ng suÊt 0,75kw, n = 1450 v/phót, f = 50 Hz, U = 380 v. §Ó ®iÒu khiÓn ®éng c¬ kh«ng bé dïng ph−¬ng ph¸p tÇn sè, khi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé kh«ng nhËn ®iÖn tõ l−íi chung mµ tõ mét bé biÕn tÇn. Bé biÕn tÇn ®−îc nèi víi l−íi cã tÇn sè lµ f = 50 Hz , ®iÖn ¸p xoay chiÒu 220v. §Çu ra cña nã kh«ng nh÷ng cã tÇn sè f1 biÕn thiªn mµ c¶ U1 biÕn thiªn. B»ng c¸ch biÕn ®æi tÇn sè nguån cung cÊp, tèc ®é ®éng c¬ ®−îc ®iÒu chØnh cao h¬n vµ c¶ thÊp h¬n trÞ sè c¬ b¶n, tÇn sè nguån cung cÊp kh«ng v−ît qu¸ 1,5 ÷ 2 lÇn tÇn sè ®Þnh møc. Giíi h¹n ®ã tr−íc hÕt lµ do ®é bÒn v÷ng cña bèi d©y r«to quyÕt ®Þnh. H¬n n÷a khi tÇn sè t¨ng, tæn thÊt c«ng suÊt tr«ng lâi thÐp stato còng t¨ng lªn râ dÖt. PhËm vi ®iÒu chØnh tèc ®é trong vïng thÊp h¬n trÞ sè c¬ b¶n th−êng nhá h¬n 10 ÷ 15 lÇn. Giíi h¹n d−íi cña tÇn sè bÞ h¹n chÕ bëi ®é phøc t¹p cña bé nguån cã tÇn sè thÊp, kh¶ n¨ng quay kh«ng ®Òu vµ mét sè yÕu tè kh¸c n÷a. do ®ã ®iÒu chØnh tèc ®é ®äng c¬ kh«ng ®ång bé b»ng ph−¬ng ph¸p tÇn sè cã thÓ thùc hiÖn ®−îc trong ph¹m vi d−íi (20-30) :1 . NÕu sö dông c¸c ®éng c¬ cã cÊu tróc dÆc biÖt th× ph¹m vi ®iÒu chØnh ®−îc më rénh réng thªm v× giíi h¹n trªn cña tèc ω0 - ω S = ω0 ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 101 ®é lín lªn , giíi h¹n d−íi cña tèc ®é cã cã thÓ gi¶m nhá ®−îc b»ng c¸ch ®−a c¸c m¹ch håi tiÕp vµo s¬ ®å ®iÒu khiÓn . Trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn tÇn sè, ta biªn ®æi ®iÖn ¸p sao cho Φ = const , th× m« men cho phÐp trªn trôc ®éng c¬ kh«ng ®ßng bé còng d−îc gi÷ kh«ng ®æi. §éng c¬ M lµ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3 pha thùc hiÖn nhiÖm vô truyÒn chuyÓn ®éng cho b¨ng t¶i . II. Nguyªn lý cña hÖ thèng : Trong s¬ ®å khèi trªn mçi b¨ng t¶i c©n ®−îc l¾p ®Æt c¸c ®Çu c©n ®iÖn tö ®Ó ®o t¶i träng trªn chiÒu dµi b¨ng, tÝn hiÖu ®o ®−îc ®o qua bé khuÕch ®¹i ®Ó ®−a vµo m¸y tÝnh. C¸c tÝn hiÖu m, V ®−îc ®äc vµo m¸y tÝnh theo c¸c ®−êng khèi l−îng( Sö dông Card chuyÓn ®æi A/D 6 kªnh ), ®−êng tèc ®é ( cæng COM 1 tõ bé chuyÓn ®æi RS-232/RS-485) M¸y tÝnh sÏ tÝnh ®−îc n¨ng suÊt thùc cña c¸c c©n Q=mV, so s¸nh víi n¨ng suÊt ®Þnh møc Q® cña chóng ®−îc nhËp vµo tõ bµn phÝm sau khi ®−îc hiÖu chØnh th× sÏ ®−a ra tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn U®k ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c ®éng c¬ th«ng qua bé biÕn tÇn . Môc ®Ých lµ ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ hîp lý cho c¸c b¨ng t¶i c©n sao cho sai sè thùc cña c©n víi n¨ng suÊt ®Þnh møc cña chóng ®¹t ®−îc ≤ 1%. Khi hÖ thèng cã sù cè nh− mét c©n ngõng ho¹t ®éng hoÆc do l−îng nguyªn liÖu xuèng qu¸ Ýt → tèc ®é b¨ng t¶i nhanh ( ®éng c¬ ®iÒu chØnh tèc ®é b¨ng t¶i cã tèc ®é quay lín h¬n ®Þnh møc ) hoÆc l−îng nguyªn liÖu xuèng qu¸ nhiÒu lµm cho b¨ng t¶i dõng ... th× ®Çu ®o khèi l−îng sÏ ®−a tÝn hiÖu vµo trong m¸y tÝnh. Lóc nµy trong m¸y tÝnh cã ch−¬ng tr×nh ®· ®−îc lËp s½n sÏ xö lý ngay sù cè x¶y ra lµm cho tÊt c¶ hÖ thèng ®Òu dõng lµm viÖc. ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 102 kÕt luËn §Ò tµi “ nghiªn cøu ®iÒu khiÓn §CK§B rotor lång sãc theo ph−êng ph¸p tùa theo tõ th«ng rotor “ lµ mét ®Ò tµi rÊt phong phó vµ phøc t¹p. Trong b¶n ®å ¸n nµy em ®· tr×nh bÇy ®−îc mét sè vÊn ®Ò c¬ b¶n cña ®Ò tµi. - X©y dùng ®−îc m« h×nh to¸n häc cña bé biÕn tÇn theo nguyªn lý ®iÒu chÕ ®é réng xung. - X©y dùng m« h×nh to¸n häc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé rotor lång sãc ë hai d¹ng liªn tôc vµ gi¸n ®o¹n. - VÝ dô thùc tiÔn vµ lËp tr×nh tÝnh thêi gian ®ãng ng¾t van. Tuy vËy c¸c kÕt qu¶ nhËn ®−îc ®ã dùa trªn c¬ së c¸c gi¶ thiÕt ®¬n gi¶n ho¸. + Coi m¹ch tõ cña ®éng c¬ lµ ®èi xøng vµ kh«ng b·o hoµ. + Bá qua sãng hµi bËc cao ë bé biÕn tÇn. + Coi ®iÖn ¸p nguån mét chiÒu ë bé biÕn tÇn lµ kh«ng ®æi. + Coi m« men qu¸n tÝnh l¸ kh«ng ®æi. Néi dung ®Ò tµi cßn nhiÒu khÝa c¹nh ch−a xÐt ®Õn. V× vËy mµ ®Ò tµi nµy cßn nhiÒu vÊn ®Ò cÇn ph¶i hoµn thiÖn. H−íng ph¸t triÓn cña ®Õ tµi cã thÓ ®Õ cËp ®Õn c¸c vÊn ®Õ sau: + XÐt ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè mµ ta ®· ®¬n gi¶n ho¸. + ThiÕt kÕ c¸c thèng ®iÒu khiÓn tèi −u vµ ®iÒu khiÓn thÝch nghi. + LËp tr×nh ®iÒu khiÓn cho c¶ hÖ thèng. §Ó cã thÓ hoµn thiÖn ®Ò tµi nµy cÇn ph¶i ®Çu t− nhiÒu thêi gian vµ c«ng søc. V× vËy em rÊt mong ®−îc sù gióp ®ì tiÕp tôc cña thÇy c« vµ sù céng t¸c cña c¸c ®ång nghiÖp. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 103 Tµi liÖu tham kh¶o 1. §iÒu khiÓn tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn xoay chiÒu ba pha t¸c gi¶ NguyÔn Phïng Quang. Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc. 2. §iÒu khتn tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn t¸c gi¶: Bïi Quèc Kh¸nh, NguyÔn V¨n LiÔn, Ph¹m Quèc H¶i, D−¬ng V¨n Nghi. Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt. 3. C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh dßng trong truyÒn ®éng ®iÖn xoay chiÒu ba pha. Nguyªn lý vµ h¹n chÕ chóng-TuyÓn tËp héi nghÞ chuyªn ngµnh “ § iÒu khiÓn c¸c hÖ thèng c¬ häc “. 4. TruyÒn ®éng ®iÖn-Bïi Quèc Kh¸nh, NguyÔn V¨n LiÔn, NguyÔn ThÞ HiÒn. Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt. 5. M¸y ®iÖn - A.V.IVANOV SMOLENSKI. Biªn dÞch ,Phan tö Thô ,Vò Gia Hanh. Nhµ xuÊt b¶n khkt. ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 104 Phô lôc PhÇn I: Tæng quan vÒ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé vµ c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é. I.Tæng quan vÒ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. 1.§Æc ®iÓm trung. 2.Tãm t¾t qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña §CK§B. II.C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é §CK§B. 1.§iÒu chØnh tãc ®é §CK§B b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p u1. 2.Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn trë m¹ch day quÊn rotor. 3.§iÒu chØnh c«ng suÊt tr−ît lµm tèc ®é ®éng c¬. 4.§iÒu chØnh tèc ®é §CK§B b»ng ph−¬ng ph¸p thay ®æi tÇn sè. 4.1.XÐt mét sè luËt biÕn ®æi tÇn sè. 4.1.1.Bé biÐn dæi tÇn sè. 4.1.2.BiÕn ®æi tÇn sè –Dßng ®iÖn. 4.2. C¸c bé biÕn ®æi tÇn sè. 4.2.1.Bé biÕn ®æi tµn sè trùc tiÕp. 4.2.2bé biÕn ®æi tÇn sè gi¸n tiÕp. III.KÕt luËn. PhÇn II.M« t¶ c¸c ®¹i l−îng ba pha cña §CK§B rotor lång sãc. I.X©y dùng vector kh«ng gian. II.ChuyÓn hÖ to¹ ®é cho vector kh«ng gian. III.Kh¸i qu¸t −u thÕ cña viÑc m« t¶ §CXCBP trªn hÖ to¹ ®é tõ th«ng rotor. PhÇn III.M« h×nh liªn tôc cña §CK§BBP rotor lång sãc. I.HÖ ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n cña ®éng c¬. I.1.Ph−¬ng tr×nh ®iÖn ¸p stator. I.2.Ph−¬ng tr×nh ®iÖn ¸p rotor. ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 105 II.M« h×nh tr¹ng th¸i cña ®éng c¬ trªn hÖ to¹ ®é stator III. M« h×nh tr¹ng th¸i cña ®éng c¬ trªn hÖ trôc to¹ ®é dq. IV.CÊu tróc c¬ b¶n cña 1 hÖ truyÒn ®éng dïng §CK§B ®Òu khiÓn tõ th«ng rotor PhÇn IV.M« h×nh gi¸n ®o¹n cña ®éng c¬ xoay chiÒu ba pha. I.M« h×nh gi¸n ®o¹n cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé trªn hÖ to¹ ®é tõ stator II.M« h×nh gi¸n ®o¹n cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé trªn hÖ to¹ ®é tõ rotor. III.M« h×nh tæng qu¸t cho c¶ hai lo¹i ®én c¬ ®ång bé vµ kh«ng ®ång bé. PhÇn V.§iÒu chÕ biÐn tÇn trªn c¬ ph−¬ng ph¸p ®iÒu chÕ vector kh«ng gian. I.S¬ ®å nguyªn lý cña ®éng c¬ xoay chiÒu ba pha nu«i bëi biÕn tÇn. II.Nguyªn lý cña ph−¬ng ph¸p ®iÌu chÕ vector kh«ng gian. III.C¸ch tÝnh vµ thùc hiÖn thêi gian ®ãng ng¾t van b¸n dÉn cña biÕn tÇn. PhÇn VI.C¸c vÊn ®Ò tùa theo tõ th«ng rotor, ®o ®¹c gi¸ trÞ thùc vµ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cÇn. I.C¸c vÊn ®Ì tùa theo tõ th«ng. II.tÝnh dßng kÝch tõ vµ tõ th«ng rotor. III.C¸ch tÝnh gãc pha cña tõ th«ng rotor. III.1.TÝnh gãc pha trªn hÖ trôc to¹ ®é. III.2.HiÖu chØnh gãc pha ϑs ®−îc dïng vµo viÑc chuyÓn hÖ to¹ ®é cho dßng vµ ¸p. PhÇn VII.ThiÕt kÕ bé ®iÒu chØnh dßng stator cã ®¸p øng tøc thêi. VII.1.C¸c vÊn ®Ò c¬ b¶n. VII.2.Kh¸i qu¸t vÒ c¸c ph−ng ph¸p §CD ®· ®−îc sö dông VII.2.1.§iÒu chØnh dßng tuyÕn tÝnh. VII.2.2.§iÒu chØnh dßng phi tuyÕn. ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp # " Bé m«n ®o l−êng vμ ®iÒu khiÓn Sinh viªn thiÕt kÕ: NguyÔn §øc QuyÒn Trang 106 VII.3.ThiÕt kÕ bé ®iÒu chØnh dßng cã ®¸p øng víi tèc ®é tøc thêi. VVII.4.KÕt luËn. PhÇn VIII.C¸c bé ®iÒu chØnh vßng ngoµi. VIII.1.Më ®Çu. VIII.2.Bé ®iÒu chØnh tõ th«ng rotor. VIII.3.C¸c bé ®iÒu chØnh tèc ®é quay, ®iÒu chØnh vÞ trÝ. PhÇn IX.VÝ dô thùc tiÔn-lËp tr×nh tÝnh thêi gian ®ãng ng¾t van. *VÝ dô sö dông vi xö lý tÝn hiÖu TMS 320C25 vµ vi ®iÒu chØnh SAB 167. *VÝ dô sö dông vi xö lý kÐp dïng vi ®iÒu chØnh Sab C167 vµ vi xö lý tÝn hiÖu TMS 320 C25. *TÝnh to¸n gÇn ®óng c¸c th«ng sè tõ nh·n ®éng c¬ *LËp tr×nh tÝnh têi gian ®ãng ng¾t cña van –Tõ biÓu ®å tÝnh tæng qu¸t cña thuËt to¸n §CVTKG.(lËp tr×nh b»ng ng«n ng÷ Turbo c ) PhÇn X.Giíi thiÖu c«ng nghÖ hÖ thèng c©n b»ng ®Þnh l−îng nhµ m¸y xi m¨ng L−u X¸ X.1.Giíi thiÖu c¸c khèi trong s¬ ®å. X.2.Nguyªn lý cña hÖ thèng.