Trong mọi ngành sản xuất hiện nay, các công nghệ tiên tiến, các dây chuyền và thiết bị hiện đại đang từng ngày, từng giờ được ứng dụng vào nước ta. Với chính sách mở cửa của Đảng và Nhà nước ta hiện nay, chắc chắn các công nghệ tiên tiến và hiện đại của thế giới sẽ ngày càng được áp dụng hiệu quả vào Việt Nam với quy mô, số lượng, chất lượng một cách nhanh chóng. Tác dụng của các công nghệ mới và dây chuyền sản xuất hiện đại đã góp phần thúc đẩy sự nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước mà Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VIII và lần thứ IX đã đề ra.
Sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia phụ thuộc rất nhiều vào mức độ cơ giới hoá và tự động hoá các quá trình sản xuất. Với vai trò là mũi nhọn của kỹ thuật hiện đại, lĩnh vực tự động hoá đang phát triển với tốc độ ngày càng cao. Những thành tựu của lý thuyết Điều khiển tự động, Tin học công nghiệp, Điện tử công suất, Kỹ thuật đo lường đã và đang được triển khai trên quy mô rộng lớn, tạo nên những thiết bị và dây chuyền công nghiệp sản xuất tự động với năng suất cao và chất lượng tốt. Trong quá trình sản xuất, việc tự động hoá một dây chuyền sản xuất đóng vai trò rất quan trọng. Nó là cầu nối giữa các hạng mục sản xuất, giữa các phân xưởng trong nhà máy, giữa các máy công tác trong một dây chuyền. Việc điều khiển hoạt động của các dây chuyền hiện đại, tiên tiến cũng ngày càng đa dạng và phức tạp.
Truyền động điện có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuối cùng của một công nghệ sản xuất. Đặc biệt trong dây chuyền sản xuất tự động hiện đại, truyền đồng điện đóng góp vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Vì vậy, các hệ truyền động điện luôn luôn được quan tâm nghiên cứu nâng cao chất lượng để đáp ứng các yêu cầu công nghệ mới với mức độ tự động hoá cao. Việc tăng năng suất máy sản xuất và giảm giá thành thiết bị điện của máy là hai yêu cầu cần chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện và tự động hoá sản xuất nhưng chúng lại mâu thuẫn nhau. Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp, một bên lại yêu cầu hạn chế số lượng thiết bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp. Vậy việc lựa chọn một hệ thống truyền động diện và tự động hoá thích hợp cho cơ cấu sản xuất là một bài toán khó.
Với việc ứng dụng rộng rãi các tiến bộ kỹ thuật trong lĩnh vực điện tử - tin học, các hệ truyền động điện được phát triển và có thay đổi đáng kể. Đặc biệt, do công nghệ sản xuất các thiết bị điện tử công suất ngày càng hoàn thiện nên các bộ biến đổi điện tử công suất trong hệ truyền động điện không những đáp ứng được yêu cầu tác động nhanh, độ chính xác cao mà còn góp phần làm giảm kích thước và hạ giá thành của hệ truyền động.
Hệ truyền động điện một chiều có một ưu thế rất nổi bật là khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng, cấu trúc mạch lực và mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời có thể đạt chất lượng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ rộng. Chính vì vậy mà truyền động điện một chiều đóng một vai trò quan trọng trong các dạng truyền động điện đang dùng, nhất là trong các lĩnh vực đòi hỏi khả năng điều khiển linh hoạt như trong các máy sản xuất .
Xuất phát từ những vấn đề liên quan tới hệ truyền động điện một chiều, bản đồ án này sẽ nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền động một chiều sử dụng nguồn chỉnh lưu điều khiển Thyristor cho động cơ quay chi tiết của máy mài tròn. Trong phạm vi nhiệm vụ được giao của bản đồ án, ngoài việc tính toán các thông số và giá trị cần thiết cho mạch động lực và mạch điều khiển, thiết kế mạch điều khiển . em dành sự quan tâm chủ yếu cho việc xây dựng cấu trúc điều khiển tổng hợp hệ truyền động T-Đ, thiết kế các bộ điều chỉnh cho mạch vòng phản hồi nối cấp, thực hiện mô phỏng các đặc tính hệ thống bằng chương trình Simulink .
Trong quá trình thiết kế, với sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn Tự động hoá XNCN và của các bạn sinh viên khác cộng với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành được bản đồ án này. Tuy nhiên, do thời gian tương đối ngắn và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi thiếu sót. Em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn để bản đồ án này được hoàn thiện hơn.
Sinh viên thực hiện
HÀ ĐĂNG CHÍNH
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2338 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Thiết kế hệ truyền động cho máy mài tròn, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
®iÖn lu«n lu«n ®îc quan t©m nghiªn cøu n©ng cao chÊt lîng ®Ó ®¸p øng c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ míi víi møc ®é tù ®éng ho¸ cao. ViÖc t¨ng n¨ng suÊt m¸y s¶n xuÊt vµ gi¶m gi¸ thµnh thiÕt bÞ ®iÖn cña m¸y lµ hai yªu cÇu cÇn chñ yÕu ®èi víi hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn vµ tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt nhng chóng l¹i m©u thuÉn nhau. Mét bªn ®ßi hái sö dông c¸c hÖ thèng phøc t¹p, mét bªn l¹i yªu cÇu h¹n chÕ sè lîng thiÕt bÞ chung trªn m¸y vµ sè thiÕt bÞ cao cÊp. VËy viÖc lùa chän mét hÖ thèng truyÒn ®éng diÖn vµ tù ®éng ho¸ thÝch hîp cho c¬ cÊu s¶n xuÊt lµ mét bµi to¸n khã.
Víi viÖc øng dông réng r·i c¸c tiÕn bé kü thuËt trong lÜnh vùc ®iÖn tö - tin häc, c¸c hÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®îc ph¸t triÓn vµ cã thay ®æi ®¸ng kÓ. §Æc biÖt, do c«ng nghÖ s¶n xuÊt c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö c«ng suÊt ngµy cµng hoµn thiÖn nªn c¸c bé biÕn ®æi ®iÖn tö c«ng suÊt trong hÖ truyÒn ®éng ®iÖn kh«ng nh÷ng ®¸p øng ®îc yªu cÇu t¸c ®éng nhanh, ®é chÝnh x¸c cao mµ cßn gãp phÇn lµm gi¶m kÝch thíc vµ h¹ gi¸ thµnh cña hÖ truyÒn ®éng.
HÖ truyÒn ®éng ®iÖn mét chiÒu cã mét u thÕ rÊt næi bËt lµ kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tèc ®é dÔ dµng, cÊu tróc m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n h¬n ®ång thêi cã thÓ ®¹t chÊt lîng ®iÒu chØnh cao trong d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é réng. ChÝnh v× vËy mµ truyÒn ®éng ®iÖn mét chiÒu ®ãng mét vai trß quan träng trong c¸c d¹ng truyÒn ®éng ®iÖn ®ang dïng, nhÊt lµ trong c¸c lÜnh vùc ®ßi hái kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn linh ho¹t nh trong c¸c m¸y s¶n xuÊt...
XuÊt ph¸t tõ nh÷ng vÊn ®Ò liªn quan tíi hÖ truyÒn ®éng ®iÖn mét chiÒu, b¶n ®å ¸n nµy sÏ nghiªn cøu thiÕt kÕ hÖ thèng truyÒn ®éng mét chiÒu sö dông nguån chØnh lu ®iÒu khiÓn Thyristor cho ®éng c¬ quay chi tiÕt cña m¸y mµi trßn. Trong ph¹m vi nhiÖm vô ®îc giao cña b¶n ®å ¸n, ngoµi viÖc tÝnh to¸n c¸c th«ng sè vµ gi¸ trÞ cÇn thiÕt cho m¹ch ®éng lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn, thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn... em dµnh sù quan t©m chñ yÕu cho viÖc x©y dùng cÊu tróc ®iÒu khiÓn tæng hîp hÖ truyÒn ®éng T-§, thiÕt kÕ c¸c bé ®iÒu chØnh cho m¹ch vßng ph¶n håi nèi cÊp, thùc hiÖn m« pháng c¸c ®Æc tÝnh hÖ thèng b»ng ch¬ng tr×nh Simulink...
Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ, víi sù gióp ®ì cña c¸c thÇy gi¸o, c« gi¸o trong Bé m«n Tù ®éng ho¸ XNCN vµ cña c¸c b¹n sinh viªn kh¸c céng víi sù nç lùc cña b¶n th©n, em ®· hoµn thµnh ®îc b¶n ®å ¸n nµy. Tuy nhiªn, do thêi gian t¬ng ®èi ng¾n vµ tr×nh ®é chuyªn m«n cßn h¹n chÕ nªn b¶n ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt. Em mong nhËn ®îc sù gãp ý cña c¸c thÇy c« gi¸o vµ c¸c b¹n ®Ó b¶n ®å ¸n nµy ®îc hoµn thiÖn h¬n.
Sinh viªn thùc hiÖn
Hµ §¨ng ChÝnh
®Æc ®iÓm c«ng nghÖ vµ yªu cÇu truyÒn ®éng cña m¸y mµi trßn
§Æc ®iÓm c«ng nghÖ
Giíi thiÖu chung
M¸y mµi cã hai lo¹i chÝnh: M¸y mµi trßn vµ m¸y mµi ph¼ng. Ngoµi ra, cßn cã c¸c lo¹i m¸y kh¸c nhau: m¸y mµi v« t©m, m¸y mµi r·nh, m¸y mµi c¾t, m¸y mµi r¨ng... Thêng trªn m¸y mµi cã ô chi tiÕt hoÆc bµn ®Ó kÑp chi tiÕt vµ ô ®¸ mµi, trªn ®ã cã trôc chÝnh víi ®¸ mµi. C¶ hai ô ®Òu ®Æt trªn bÖ m¸y.
H×nh 1-1. S¬ ®å ph©n lo¹i m¸y mµi c«ng nghiÖp
M¸y mµi trßn cã hai lo¹i: m¸y mµi trßn ngoµi vµ m¸y mµi trßn trong. S¬ ®å biÓu diÔn c«ng nghÖ mµi trßn ®îc biÓu diÔn trªn h×nh 1-2.
H×nh 1-2. S¬ ®å gia c«ng chi tiÕt trªn m¸y mµi trßn
C¸c d¹ng chuyÓn ®éng trong m¸y mµi trßn gåm cã:
- ChuyÓn ®éng chÝnh lµ chuyÓn ®éng quay cña ®¸ mµi.
- ChuyÓn ®éng ¨n dao lµ di chuyÓn tÞnh tiÕn cña ô ®¸ ¨n dao theo hêng däc trôc (¨n dao däc trôc) hoÆc theo híng ngang trôc (¨n dao ngang), hoÆc chuyÓn ®éng quay cña chi tiÕt (¨n dao vßng).
- ChuyÓn ®éng phô lµ di chuyÓn nhanh cña ô ®¸ hoÆc chi tiÕt...
Yªu cÇu truyÒn ®éng ®iÖn m¸y mµi trßn
TruyÒn ®éng chÝnh
Th«ng thêng truyÒn ®éng chÝnh m¸y mµi kh«ng yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é nªn sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé rotor lång sãc. ë m¸y mµi cì nÆng, ®Ó duy tr× tèc ®é c¾t kh«ng ®æi khi mßn ®¸ hay kÝch thíc chi tiÕt gia c«ng thay ®æi, thêng sö dông truyÒn ®éng ®éng c¬ cã ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é lµ D=2 ¸ 4/1 víi c«ng suÊt kh«ng ®æi.
ë m¸y mµi trung b×nh vµ nhá v = 50 ¸ 80 m/s nªn ®¸ mµi cã ®êng kÝnh lín th× tèc ®é quay cña ®¸ kho¶ng 1000 vßng/phót. ë nh÷ng m¸y cã ®êng kÝnh nhá, tèc ®é ®¸ rÊt cao. §éng c¬ truyÒn ®éng lµ c¸c ®éng c¬ ®Æc biÖt cã tèc ®é 24000 ¸ 48000 vßng/phót hoÆc cã thÓ lªn tíi 150000 ¸ 200000 vßng/phót, ®¸ mµi g¾n trªn trôc ®éng c¬. Nguån cña ®éng c¬ lµ c¸c bé biÕn tÇn, cã thÓ lµ c¸c m¸y ph¸t tÇn sè cao - biÕn tÇn quay hoÆc lµ c¸c bé biÕn tÇn tÜnh - biÕn tÇn thyristor.
M«men c¶n tÜnh trªn trôc ®éng c¬ thêng lµ 15 ¸ 20% m«men ®Þnh møc. M«men qu¸ tÝnh cña ®¸ vµ c¬ cÊu truyÒn lùc l¹i lín 500 ¸ 600% m«men qu¸n tÝnh cña ®éng c¬, do ®ã cÇn h·m cìng bøc ®éng c¬ quay ®¸ vµ kh«ng yªu cÇu ®¶o chiÒu quay ®éng c¬ quay ®¸.
TruyÒn ®éng ¨n dao
ë m¸y cì nhá, truyÒn ®éng quay chi tiÕt dïng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé nhiÒu cÊp tèc ®é (®iÒu chØnh sè ®«i cùc p) víi D = (2 ¸ 4)/1. ë c¸c m¸y lín th× dïng hÖ thèng bé biÕn ®æi - ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu (BB§ - §M), hÖ K§T - §M cã D = 10/1 víi ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng.
TruyÒn ®éng ¨n dao däc cña bµn m¸y trßn cì lín thùc hiÖn theo hÖ BB§ - §M víi d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é D = (20 ¸ 25)/1 cßn truyÒn ®éng ¨n dao ngang sö dông thuû lùc.
TruyÒn ®éng phô
Sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé rotor lång sãc.
§Æc tÝnh c¬ cña m¸y mµi
§Æc tÝnh cña c¬ cÊu s¶n xuÊt ®îc kh¸i qu¸t b»ng ph¬ng tr×nh:
trong ®ã:
Mco - M«men øng víi tèc ®é w=0
Mdm - M«men øng víi tèc ®é ®Þnh møc wdm
Mc - M«men øng víi tèc ®é w
q - sè mò phô thuéc vµo lo¹i c¬ cÊu s¶n xuÊt. Víi m¸y mµi nãi riªng vµ m¸y c¾t gät kim lo¹i nãi chung, q thêng nhËn hai gi¸ trÞ q=1 (øng víi truyÒn ®éng chÝnh vµ P = const) vµ q=0 (øng víi truyÒn ®éng ¨n dao Mc = M®m = const).
Trong thùc tÕ, ®Æc tÝnh c¬ cña c¬ cÊu s¶n xuÊt kh«ng gi÷ ®îc cè ®Þnh theo mét quy luËt trong toµn bé ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é mµ thay ®æi theo ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ hoÆc ®iÒu kiÖn tù nhiªn.
§èi víi truyÒn ®éng chÝnh m¸y mµi trßn, nãi chung c«ng suÊt kh«ng ®æi (P = const) khi tèc ®é thay ®æi cßn m«men tû lÖ ngîc víi tèc ®é . Nh vËy, ë tèc ®é thÊp, m«men cã thÓ lín nªn kÝch thíc c¸c bé phËn c¬ khÝ ph¶i chän lín lªn, ®iÒu ®ã kh«ng cã lîi. MÆt kh¸c, thùc tÕ s¶n xuÊt cho thÊy r»ng c¸c tèc ®é thÊp chØ dïng cho c¸c chÕ ®é lµm viÖc nhÑ (Fz vµ Pz nhá). V× vËy, ë vïng tèc ®é thÊp, ngêi ta gi÷ m«men kh«ng ®æi cßn c«ng suÊt thay ®æi theo quan hÖ bËc nhÊt víi tèc ®é.
§èi víi truyÒn ®éng ¨n dao, nãi chung m«men kh«ng ®æi khi ®iÒu chØnh tèc ®é. Tuy nhiªn, ë vïng tèc ®é thÊp, lîng ¨n dao s nhá, lùc c¾t Fz bÞ h¹n chÕ bëi chiÒu s©u c¾t tíi h¹n t. Trong vïng nµy, khi tèc ®é ¨n dao gi¶m, lùc ¨n dao vµ m«men ¨n dao còng gi¶m theo. ë vïng tèc ®é cao, t¬ng øng víi tèc ®é vz cña truyÒn ®éng chÝnh còng ph¶i lín, nÕu gi÷ Fad lín nh cò th× c«ng suÊt truyÒn ®éng sÏ qu¸ lín. Do ®ã, cho phÐp gi¶m nhá lùc ¨n dao trong vïng nµy, m«men truyÒn ®éng ¨n dao còng gi¶m theo.
H×nh 3-1. §å thÞ ®Æc tÝnh phô t¶i cña m¸y mµi
Mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn cã ®iÒu chØnh gäi lµ tèt nÕu ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña nã gièng ®Æc tÝnh c¬ cña m¸y. Khi ®ã, ®éng c¬ ®îc sö dông hîp lý nhÊt tøc lµ cã thÓ lµm viÖc ®Çy t¶i ë mäi tèc ®é. Nhê ®ã, hÖ thèng truyÒn ®éng ®Æt ®îc c¸c chØ tiªu n¨ng lîng cao. Nãi c¸ch kh¸c, cã thÓ lùa chän ®éng c¬ cã kÝch thíc nhá nhÊt cho m¸y.
H×nh 3-2. Quan hÖ M(w) vµ P(w) cña ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp
§Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña truyÒn ®éng ®iÖn lµ quan hÖ gi÷a c«ng suÊt hoÆc m«men cña ®éng c¬ víi tèc ®é. Víi ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp, khi ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng vµ gi÷ tõ th«ng m¸y kh«ng ®æi ta sÏ cã:
M = kFIu = const; P = Mw º w
Khi ®iÒu chØnh tõ thèng, gi÷ ®iÖn ¸p phÇn øng kh«ng ®æi th×
M = kFIu º ; P = Mw = const
KÕt hîp c¶ hai ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh, ta cã ®å thÞ nh h×nh 3-2. §Æc tÝnh ®iÒu chØnh ë vïng nµy cã d¹ng gièng ®Æc tÝnh c¬ cña truyÒn ®éng chÝnh.
Mét chØ tiªu quan träng ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt lîng mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn lµ ®é æn ®Þnh tèc ®é Dw%. §êng ®Æc tÝnh c¬ cµng cøng th× ®é æn ®Þnh tèc ®é cµng cao. Nãi chung, truyÒn ®éng ¨n dao yªu cÇu Dw% £ (5 ¸ 10)% cßn truyÒn ®éng chÝnh yªu cÇu Dw% £ (5 ¸ 15)%.
thiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng
C¸c ph¬ng ¸n truyÒn ®éng
Chän ph¬ng ¸n truyÒn ®éng lµ dùa trªn c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ vµ kÕt qu¶ tÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬, tõ ®ã t×m ra mét lo¹t c¸c hÖ truyÒn ®éng cã thÓ tho¶ m·n yªu cÇu ®Æt ra. B»ng viÖc ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ c¸c chØ tiªu kinh tÕ, kü thuËt c¸c hÖ truyÒn ®éng nµy, kÕt hîp tÝnh kh¶ thi cô thÓ mµ ta cã thÓ lùa chän ®îc mét vµi ph¬ng ¸n hoÆc mét ph¬ng ¸n duy nhÊt ®Ó thiÕt kÕ.
Lùa chän ph¬ng ¸n truyÒn ®éng tøc lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®îc lo¹i ®éng c¬ truyÒn ®éng mét chiÒu hay xoay chiÒu, ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é phï hîp víi ®Æc tÝnh t¶i, s¬ ®å nèi bé biÕn ®æi ®¶m b¶o yªu cÇu truyÒn ®éng.
Tõ nh÷ng ph©n tÝch vÒ ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ, yªu cÇu truyÒn ®éng cña m¸y mµi trßn vµ nhiÖm vô thiÕt kÕ, ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ quay chi tiÕt m¸y mµi trßn, ta ph¶i ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng ®éng c¬, gi÷ tõ th«ng kh«ng ®æi.
Víi ph¬ng ¸n ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng vµ gi÷ tõ th«ng ®éng c¬ kh«ng ®æi th× ta cã c¸c ph¬ng ¸n truyÒn ®éng sau:
HÖ thèng truyÒn ®éng m¸y ph¸t - ®éng c¬ mét chiÒu (HÖ F-§).
HÖ thèng truyÒn ®éng chØnh lu ®iÒu khiÓn thyristor- ®éng c¬ mét chiÒu ( HÖ T-§).
HÖ thèng ®iÒu chØnh xung ¸p - ®éng c¬ mét chiÒu ( HÖ XA-§).
HÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé dïng ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè (HÖ BiÕn tÇn - §éng c¬)
HÖ thèng truyÒn ®éng m¸y ph¸t - ®éng c¬ mét chiÒu (F-§)
CÊu tróc hÖ F-§
HÖ thèng m¸y ph¸t - ®éng c¬ (hÖ F-§ hay Ward-LÐonard) lµ hÖ truyÒn ®éng ®iÖn mµ bé biÕn ®æi ®iÖn lµ m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. M¸y ph¸t ®iÖn nµy thêng do ®éng c¬ s¬ cÊp kh«ng ®ång bé ba pha §K quay vµ coi tèc ®é quay cña m¸y ph¸t lµ kh«ng ®æi.
H×nh 4-1. S¬ ®å nguyªn lý hÖ F-§.
S¬ ®å nguyªn lý mét hÖ F-§ ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 4-1. §éng c¬ § truyÒn ®éng quay chi tiÕt cña m¸y mµi M ®îc cÊp ®iÖn tõ m¸y ph¸t F. §éng c¬ s¬ cÊp kÐo m¸y ph¸t F víi tèc ®é kh«ng ®æi lµ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé §K. Khi ®iÒu chØnh dßng ®iÖn kÝch tõ m¸y ph¸t iKF th× ®iÒu chØnh ®îc tèc ®é kh«ng t¶i cña hÖ thèng cßn ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ ®îc gi÷ nguyªn.
§Æc ®iÓm cña hÖ F-§
C¸c chØ tiªu chÊt lîng cña hÖ truyÒn ®éng F-§ vÒ c¬ b¶n t¬ng tù nh c¸c chØ tiªu hÖ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p dïng bé biÕn ®æi nãi chung. ¦u ®iÓm næi bËt nhÊt cña hÖ F-§ lµ sù chuyÓn ®æi tr¹ng th¸i lµm viÖc rÊt linh ho¹t, kh¶ n¨ng qu¸ t¶i lín. Do vËy thêng sö dông hÖ F-§ ë c¸c m¸y khai th¸c trong c«ng nghiÖp má.
Nhîc ®iÓm quan träng nhÊt cña hÖ F-§ lµ dïng nhiÒu m¸y ®iÖn quay, trong ®ã Ýt nhÊt lµ hai m¸y ®iÖn mét chiÒu, g©y ån lín, hiÖu suÊt thÊp (kh«ng qu¸ 75%), c«ng suÊt l¾p ®Æt m¸y Ýt nhÊt gÊp ba lÇn c«ng suÊt ®éng c¬ chÊp hµnh. Ngoµi ra, do c¸c m¸y ph¸t mét chiÒu cã tõ d, ®Æc tÝnh tõ ho¸ cã trÔ nªn khã ®iÒu chØnh s©u tèc ®é. Víi nh÷ng hÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®ßi hái d¶i ®iÒu chØnh réng h¬n vµ cÇn ®iÒu chØnh s©u h¬n, æn ®Þnh tèc ®é tèt h¬n th× ph¶i thay m¸y ph¸t F b»ng c¸c nguån ¸p m¸y ®iÖn kh¸c nh c¸c m¸y ®iÖn khuÕch ®¹i (MK§) vµ cã c¸c ph¶n håi n©ng cao chÊt lîng.
C¸c ®Æc ®iÓm kh¸c:
Ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é ®îc n©ng lªn (cì 30:1). §iÒu chØnh tèc ®é b»ng ph¼ng trong ph¹m vi ®iÒu chØnh. ViÖc ®iÒu chØnh tiÕn hµnh trªn m¹ch kÝch tõ m¸y ph¸t nªn tæn hao nhá. HÖ ®iÒu chØnh ®¬n gi¶n, cã thÓ thùc hiÖn h·m ®iÖn dÔ dµng.
Vèn ®Çu t ban ®Çu vµ diÖn tÝch l¾p ®Æt lín.
HÖ thèng truyÒn ®éng chØnh lu ®iÒu khiÓn - ®éng c¬ mét chiÒu
Tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã thÓ ®îc ®iÒu chØnh trong ph¹m vi réng vµ b»ng ph¼ng nhê hÖ chØnh lu - ®éng c¬ (hay hÖ truyÒn ®éng van mét chiÒu) trong ®ã c¸c bé chØnh lu lµ ®iÒu khiÓn ®îc. C¸c van ®iÒu khiÓn cã thÓ lµ ®Ìn thyraton, ®Ìn thuû ng©n, thyristor. HiÖn nay, do c«ng nghÖ chÕ t¹o b¸n dÉn c«ng suÊt ph¸t triÓn nªn c¸c thyristor ®îc sö dông réng r·i ®Ó t¹o ra c¸c bé chØnh lu cã ®iÒu khiÓn bëi nh÷ng tÝnh chÊt u viÖt: gän nhÑ, tæn hao Ýt, qu¸n tÝnh nhá, t¸c ®éng nhanh, c«ng suÊt khèng chÕ nhá... Trong hÖ thèng truyÒn ®éng chØnh lu ®iÒu khiÓn - ®éng c¬ mét chiÒu (CL-§), bé biÕn ®æi cã søc ®iÖn ®éng E® phô thuéc gi¸ trÞ cña pha xung ®iÒu khiÓn (gãc ®iÒu khiÓn a). ChØnh lu cã thÓ dïng lµm nguån ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng hoÆc dßng kÝch tõ ®éng c¬. Tïy theo yªu cÇu cô thÓ cña truyÒn ®éng mµ cã thÓ dïng c¸c s¬ ®å chØnh lu thÝch hîp (chØnh lu cÇu, chØnh lu tia ...). C¸c bé chØnh lu thyristor dïng trong truyÒn ®éng ®iÖn mét chiÒu t¹o thµnh hÖ thèng truyÒn ®éng Thyristor - §éng c¬ (hÖ T-§).
HÖ truyÒn ®éng thyristor-®éng c¬ (T-§)
HÖ truyÒn ®éng T-§ lµ hÖ truyÒn ®éng ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp, ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng hoÆc thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn kÝch tõ cña ®éng c¬ th«ng qua c¸c bé biÕn ®æi chØnh lu dïng thyristor.
H×nh 4.2. S¬ ®å nguyªn lý cña hÖ truyÒn ®éng T-§.
§Æc tÝnh c¬ cña hÖ T-§
Trong hÖ T-§, nguån cÊp cho phÇn øng ®éng c¬ lµ bé chØnh lu thyristor. Dßng ®iÖn chØnh lu còng chÝnh lµ dßng ®iÖn phÇn øng ®éng c¬. ChÕ ®é lµm viÖc cña chØnh lu phô thuéc vµo ph¬ng thøc ®iÒu khiÓn vµ c¸c tÝnh chÊt cña t¶i. Trong truyÒn ®éng ®iÖn, t¶i cña chØnh lu thêng lµ cuén kÝch tõ (L-R) hoÆc m¹ch phÇn øng ®éng c¬ (L-R-E).
Ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cho hÖ T-§ ë chÕ ®é dßng ®iÖn chØnh lu liªn tôc:
§é cøng cña ®Æc tÝnh c¬ lµ trong ®ã R lµ tæng trë toµn m¹ch phÇn øng ®éng c¬ (gåm ®iÖn trë phÇn øng ®éng c¬ R vµ ®iÖn trë c¸c phÇn tö trong m¹ch nèi tiÕp víi phÇn øng ®éng c¬).
Tèc ®é kh«ng t¶i lý tëng phô thuéc vµo gãc ®iÒu khiÓn a:
.
Tuy nhiªn, tèc ®é kh«ng t¶i lý tëng nµy chØ lµ giao ®iÓm c¶u trôc tung víi ®o¹n th¼ng cña ®Æc tÝnh c¬ kÐo dµi. Thùc tÕ, do cã vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n, tèc ®é kh«ng t¶i lý tëng cña ®Æc tÝnh lµ lín h¬n.
H×nh 4-3. §Æc tÝnh c¬ hÖ T-§.
Hä ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng trong trêng hîp nµy nh trªn h×nh 4-3 khi ®iÒu chØnh ë vïng díi tèc ®é ®Þnh møc. C¸c ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ truyÒn ®éng T-§ mÒm h¬n hÖ F-§ v× cã sôt ¸p do hiÖn tîng chuyÓn m¹ch gi÷a c¸c thyristor. Gãc ®iÒu khiÓn a cµng lín th× ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng ®éng c¬ cµng nhá. Khi ®ã, ®Æc tÝnh c¬ h¹ thÊp vµ øng víi mét m«men c¶n Mc, tèc ®é ®éng c¬ sÏ gi¶m.
Lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm chøng tá: khi phô t¶i nhá th× c¸c ®Æc tÝnh c¬ cã ®é dèc lín (phÇn n»m trong vïng g¹ch chÐo). §ã lµ vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n. Gãc ®iÒu khiÓn cµng lín (khi ®iÒu chØnh s©u) th× vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n cµng réng vµ viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é gÆp nhiÒu khã kh¨n h¬n.
Trong thùc tÕ tÝnh to¸n hÖ T-§, ta chØ cÇn x¸c ®Þnh biªn giíi vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n, lµ ®êng ph©n c¸ch gi÷a hai vïng dßng ®iÖn liªn tôc vµ gi¸n ®o¹n. Biªn giíi gi÷a vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n vµ liªn tôc cã d¹ng ®êng ellipse víi c¸c trôc lµ c¸c trôc to¹ ®é cña ®Æc tÝnh c¬:
DÔ dµng nhËn thÊy ®é réng cña vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n sÏ gi¶m nÕu ta t¨ng gi¸ trÞ ®iÖn c¶m L vµ t¨ng sè pha chØnh lu p. Song khi t¨ng sè xung p th× m¹ch lùc chØnh lu còng t¨ng ®é phøc t¹p vµ c¶ m¹ch ®iÒu khiÓn còng phøc t¹p h¬n. Cßn khi t¨ng trÞ sè L sÏ dÉn tíi lµm xÊu qu¸ tr×nh qóa ®é (t¨ng thêi gian qu¸ ®é) vµ lµm t¨ng träng lîng, kÝch thíc cña hÖ thèng. Biªn giíi nµy ®îc m« t¶ bëi ®êng cong nÐt ®øt trªn h×nh 4-3.
§Æc ®iÓm hÖ truyÒn ®éng Thyristor - ®éng c¬
¦u ®iÓm næi bËt nhÊt cña hÖ T-§ lµ ®é t¸c ®éng nhanh cao, kh«ng g©y ån vµ dÔ tù ®éng ho¸ do c¸c van b¸n dÉn cã hÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt rÊt cao. §iÒu ®ã rÊt thuËn tiÖn cho viÖc thiÕt lËp c¸c hÖ thèng tù ®éng ®iÒu chØnh nhiÒu vßng ®Ó n©ng cao chÊt lîng c¸c ®Æc tÝnh tÜnh vµ c¸c ®Æc tÝnh ®éng cña hÖ thèng. HÖ thèng T-§ cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tr¬n víi ph¹m vi ®iÒu chØnh réng. HÖ cã ®é tin cËy cao, qu¸n tÝnh nhá, hiÖu suÊt lín.
Nhîc ®iÓm chñ yªu cña hÖ T-§ lµ do c¸c van b¸n dÉn cã tÝnh phi tuyÕn, d¹ng ®iÖn ¸p chØnh lu ra cã biªn ®é ®Ëp m¹ch cao, g©y tæn thÊt phô trong m¸y ®iÖn vµ ë c¸c truyÒn ®éng cã c«ng suÊt lín cßn lµm xÊu d¹ng ®iÖn ¸p cña nguån vµ líi xoay chiÒu. HÖ sè c«ng suÊt cosj cña hÖ nãi chung lµ thÊp nhÊt lµ khi ®iÒu chØnh s©u.
HÖ thèng truyÒn ®éng ®iÒu chØnh xung ¸p - ®éng c¬ mét chiÒu (XA-§)
HÖ truyÒn ®éng ®iÒu chØnh xung ¸p - ®éng c¬ mét chiÒu (XA-§) sö dông bé ®iÒu chØnh xung ¸p mét chiÒu, trong ®ã c¸c bé kho¸ ®iÖn tö ®ãng vai trß c¬ b¶n. Bé ®iÒu chØnh xung ®iÖn ¸p mét chiÒu ®îc sö dông khi cã s½n nguån mét chiÒu cè ®Þnh mµ cÇn ph¶i ®iÒu chØnh ®îc ®iÖn ¸p ra t¶i.
C¸c bé b¨m xung mét chiÒu ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c ®ãng ng¾t nguån víi t¶i mét c¸ch chu kú theo mét sè luËt kh¸c nhau. PhÇn tö thùc hiÖn nhiÖm vô ®ã lµ c¸c van b¸n dÉn. Song do chóng lµm viÖc trong m¹ch mét chiÒu nªn khi dïng lo¹i thyristor th«ng thêng nã kh«ng ®îc kho¸ l¹i mét c¸ch tù nhiªn ë giai ®o¹n ©m cña ®iÖn ¸p nguån nh khi lµm viÖc víi nguån xoay chiÒu. Do ®ã, buéc ph¶i cã mét m¹ch chuyªn dông ®Ó kho¸ thyristor gäi lµ "m¹ch kho¸ cìng bøc", g©y nhiÒu khã kh¨n trong thùc tÕ. V× vËy, hiÖn nay ta cè g¾ng sö dông c¸c lo¹i van ®iÒu khiÓn c¶ ®ãng vµ ng¾t nh transistor bipolar, MOSFET vµ IGBT ë nh÷ng d¶i c«ng suÊt mµ c¸c van nµy chÞu ®îc. Riªng víi m¹ch c«ng suÊt lín vÉn ph¶i dïng thyristor.
Trong hÖ truyÒn ®éng ®iÖn, c¸c bé ®iÒu chØnh xung ¸p mét chiÒu chñ yÕu ¸p dông cho c¸c ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã phô t¶i d¹ng kÐo (tµu ®iÖn, xe ®iÖn...).
H×nh 4-4. S¬ ®å nguyªn lý mét hÖ truyÒn ®éng XA-§.
Nguyªn t¾c cña c¸c hÖ truyÒn ®éng XA-§ lµ thay ®æi tèc ®é ®éng c¬ qua ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng ®éng c¬ mét chiÒu. §iÖn ¸p nµy lµ mét ®iÖn ¸p ra cña bé XA tÝnh theo gi¸ trÞ trung b×nh : U = sUng, trong ®ã: U lµ ®iÖn ¸p phÇn øng ®éng c¬,Ung lµ ®iÖn ¸p mét chiÒu cÇn b¨m , s lµ hÖ sè lÊp ®Çy xung: víi tt, tk lµ thêi gian th«ng vµ kho¸ cña bé kho¸ ®iÖn tö. Do ®ã, khi ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ qua ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng ®éng c¬, cÇn thay ®æi hÖ sè s cña bé XA. HÖ sè nµy cã thÓ thay ®æi b»ng 3 ph¬ng ph¸p: thay ®æi tt, T hoÆc c¶ hai.
HÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé dïng ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè
HÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé
§éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha (K§B) ®îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp tõ c«ng suÊt nhá ®Õn c«ng suÊt trung b×nh vµ chiÕm tû lÖ rÊt lín so víi c¸c ®éng kh¸c. Trong thêi gian gÇn ®©y, do sù ph¸t triÓn cao cña c«ng nghÖ chÕ t¹o b¸n dÉn c«ng suÊt vµ kü thuËt ®iÖn tö - tin häc, ®éng c¬ K§B míi khai th¸c c¸c u ®iÓm cña m×nh. Nã trë thµnh hÖ truyÒn ®éng c¹nh tranh cã hiÖu qu¶ víi hÖ truyÒn ®éng T-§.
Kh¸c víi ®éng c¬ mét chiÒu, ®éng c¬ K§B ®¬c cÊu t¹o phÇn c¶m vµ phÇn øng kh«ng t¸ch biÖt, tõ th«ng ®éng c¬ còng nh m«men ®éng c¬ sinh ra phô thuéc vµo nhiÒu tham sè. Do vËy, hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn K§B lµ hÖ ®iÒu chØnh nhiÒu tham sè cã tÝnh phi tuyÕn m¹nh. Trong ®Þnh híng x©y dùng hÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé, ngêi ta cã xu híng tiÕp cËn víi c¸c ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña truyÒn ®éng ®iÖn mét chiÒu. øng dông chñ yÕu cña c¸c thiÕt bÞ b¸n dÉn c«ng suÊt ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é xoay chiÒu lµ c¸c bé nghÞch lu cã tÇn sè thay ®æi. §Ó cã ®îc c¸c ®Æc tÝnh ®iÒu khiÓn cã thÓ so s¸nh ®îc víi ®Æc tÝnh ®éng c¬ mét chiÒu, cÇn sö dông thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn vµ thiÕt bÞ c«ng suÊt phøc t¹p h¬n. Do ®ã, ta thêng sö dông truyÒn ®éng ®iÖn xoay chiÒu cho c¸c hÖ truyÒn ®éng cã tèc ®é kh«ng ®æi.
§iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ K§B b»ng ph¬ng ph¸p tÇn sè:
H×nh 4-5. S¬ ®å nguyªn lý
hÖ T§§-§K ®iÒu chØnh tÇn sè.
Ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch biÕn ®æi tÇn sè nguån cho phÐp më réng ph¹m vi sö dông ®éng c¬ K§B trong nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp. Nã cho phÐp më réng d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é vµ n©ng cao tÝnh chÊt ®éng häc cña hÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ xoay chiÒu nãi chung vµ ®éng c¬ K§B nãi riªng, cã thÓ øng dông cho c¸c thiÕt bÞ cÇn thay ®æi tèc ®é nhiÒu ®éng c¬ cïng mét lóc nh c¸c truyÒn ®éng cña nhãm m¸y dÖt, b¨ng t¶i, b¸nh l¨n ... hoÆc cho c¶ c¸c thiÕt bÞ ®¬n lÎ nhÊt lµ nh÷ng c¬ cÊu cã yªu cÇu tèc ®é cao nh m¸y ly t©m, m¸y mµi... §Æc biÖt lµ hÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch biÕn ®æi nguån cung cÊp sö dông cho ®éng c¬ kh«ng ®ång bé rotor lång sãc sÏ cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n v÷ng ch¾c, gi¸ thµnh h¹ vµ cã thÓ lµm viÖc trong nhiÒu m«i trêng. Nhîc ®iÓm c¬ b¶n cña hÖ thèng nµy lµ s¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn rÊt phøc t¹p. §èi víi hÖ thèng nµy, ®éng c¬ kh«ng nhËn ®iÖn tõ líi chung mµ tõ mét bé biÕn tÇn. Bé biÕn tÇn nµy cã kh¶ n¨ng biÕn ®æi tÇn sè vµ ®iÖn ¸p ra mét c¸ch ®éc lËp víi nhau. Thêng sö dông hai lo¹i biÕn tÇn trong viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é lµ biÕn tÇn trùc tiÕp vµ biÕn tÇn gi¸n tiÕp (cã sö dông kh©u trung gian mét chiÒu). HÖ truyÒn ®éng ®iÖn cã thÓ sö dông bé biÕn tÇn trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp ba pha, còng cã thÓ dïng bé biÕn ®æi mét chiÒu-xoay chiÒu thay ®æi tÇn sè mét pha hay ba pha.
BiÕn tÇn trùc tiÕp (cycloconverter): Cã s¬ ®å cÊu tróc ®¬n gi¶n (h×nh 4.6a). §iÖn ¸p vµo xoay chiÒu u1 (tÇn sè f1) chØ cÇn qua mét m¹ch van lµ chuyÓn ngay ra t¶i víi tÇn sè kh¸c. V× vËy, lo¹i biÕn tÇn nµy cã hiÖu suÊt biÕn ®æi n¨ng lîng cao do chØ cã mét lÇn biÕn ®æi ®iÖn n¨ng vµ cho phÐp thùc hiÖn h·m t¸i sinh n¨ng lîng mµ kh«ng cÇn cã m¹ch ®iÖn phô. §ång thêi, còng cã thÓ dÔ dµng thùc hiÖn ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p vµ tÇn sè ®Çu ra cña biÕn tÇn trùc tiÕp víi d¹ng sãng ®iÖn ¸p gÇn h×nh sin. Tuy nhiªn, s¬ ®å m¹ch van kh¸ phøc t¹p, sè lîng van lín ®èi víi m¹ch ba pha. ViÖc thay ®æi tÇn sè ra f2 khã kh¨n vµ phô thuéc vµo tÇn sè vµo f1, sè pha ®Çu vµo cña nguån vµ sè kho¶ng dÉn cña c¸c van ë mçi nhãm van.
V× thÕ, hiÖn nay chñ yÕu sö dông lo¹i biÕn tÇn nµy víi ph¹m vi ®iÒu chØnh tÇn sè f2 £ f1. MÆc dï vÒ nguyªn t¾c, cã thÓ t¹o biÕn tÇn víi f2 ³ f1 nhng møc ®é phøc t¹p sÏ t¨ng lªn rÊt nhiÒu. BiÕn tÇn trùc tiÕp hay ®îc dïng cho truyÒn ®éng ®iÖn c«ng suÊt lín, tèc ®é lµm viÖc thÊp, thÝ dô ®Ó cung cÊp cho c¸c ®éng c¬ rotor lång sãc, c¸c ®éng c¬ rotor d©y quÊn cÊp bëi hai nguån, c¸c ®éng c¬ ®ång bé...
H×nh 4-6. CÊu tróc biÕn tÇn trùc tiÕp (a) vµ nghÞch lu ®éc lËp (b)
b. BiÕn tÇn gi¸n tiÕp (cã kh©u trung gian mét chiÒu) – nghÞch lu ®éc lËp: S¬ ®å cÊu tróc ®îc tr×nh bµy trªn h×nh 4-6b. Trong lo¹i biÕn tÇn nµy, ®iÖn ¸p xoay chiÒu ®Çu tiªn ®îc chuyÓn thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu nhê bé chØnh lu, sau ®ã ®i qua bé läc råi míi tr¶ vÒ ®iÖn ¸p xoay chiÒu víi tÇn sè f2. ViÖc biÕn ®æi n¨ng lîng hai lÇn lµm gi¶m hiÖu suÊt biÕn tÇn. Song, lo¹i biÕn tÇn nµy cho phÐp thay ®æi dÔ d·ng tÇn sè ra f2 kh«ng phô thuéc vµo tÇn sè vµo f1 trong mét d¶i réng c¶ trªn vµ díi f1 v× tÇn sè ra chØ phôc thuéc vµo m¹ch ®iÒu khiÓn. H¬n n÷a, víi sù øng dông hÖ ®iÒu khiÓn sè nhê kü thuËt vi xö lý vµ dïng van lùc lµ c¸c lo¹i transistor ®· cho phÐp ph¸t huy tèi ®a c¸c u ®iÓm cña lo¹i biÕn tÇn nµy. V× vËy, ®a sè c¸c biÕn tÇn hiÖn nay lµ biÕn tÇn nghÞch lu ®éc lËp víi nguån cung cÊp lµ nguån dßng hoÆc nguån ¸p. Tuy nhiªn, nÕu sö dông van thyristor vÉn cßn mét sè khã kh¨n nhÊt ®Þnh khi gi¶i quyÕt vÊn ®Ò kho¸ van.
BiÕn tÇn nguån ¸p: NghÞch lu ®iÖn ¸p cã ®Æc ®iÓm d¹ng ®iÖn ¸p ra t¶i ®îc ®Þnh h×nh s½n cßn d¹ng dßng ®iÖn ra t¶i l¹i phô thuéc vµo tÝnh chÊt t¶i. Nguån ¸p ®îc t¹o ra b»ng mét bé chØnh lu víi ®Çu ra ®îc nèi song song víi mét tô ®iÖn cã gi¸ trÞ ®ñ lín ®Ó ®¶m b¶o ®iÖn ¸p nguån Ýt bÞ thay ®æi vµ ®Ó trao ®æi c«ng suÊt ph¶n kh¸ng víi ®iÖn c¶m t¶i cña ®éng c¬. §iÖn ¸p ra cña nghÞch lu ®iÖn ¸p kh«ng cã d¹ng h×nh sin mµ ®a sè lµ d¹ng xung ch÷ nhËt. ViÖc ®iÒu chØnh tÇn sè ®iÖn ¸p ra trªn t¶i ®îc thùc hiÖn dÔ dµng b»ng ®iÒu khiÓn qui luËt më van cña phÇn nghÞch lu. Ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn nµy thay ®æi dÔ dµng tÇn sè mµ kh«ng phô thuéc vµo líi ®iÖn.
BiÕn tÇn nguån dßng: Trong c¸c hÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®iÒu chØnh ®éng c¬ xoay chiÒu, nguån dßng thêng ®îc sö dông cho c¸c hÖ thèng c«ng suÊt lín vµ cã s¬ ®å cÇu ba pha, trong ®ã c¸c van b¸n dÉn lµ c¸c van ®iÒu khiÓn hoµn toµn. S¬ ®å ®¬n gi¶n, lµm viÖc tin cËy, ®îc sö dông réng r·i ®Ó ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ xoay chiÒu 3 pha rotor lång sãc.BiÕn tÇn nguån dßng cã u ®iÓm lµ t¨ng ®îc c«ng suÊt ®¬n vÞ m¸y, m¹ch lùc ®¬n gi¶n mµ vÉn thùc hiÖn h·m t¸i sinh ®éng c¬. Khi lµm viÖc víi t¶i lµ ®éng c¬ xoay chiÒu th× ®iÖn ¸p t¶i cã xuÊt hiÖn c¸c xung nhän t¹i c¸c thêi ®iÓm chuyÓn m¹ch dßng ®iÖn chuyÓn m¹ch gi÷a c¸c pha. Trong thùc tÕ, thêng sö dông c¸c van ®iÒu khiÓn kh«ng hoµn toµn, v× vËy cÇn cã c¸c m¹ch kho¸ cìng bøc c¸c van ®ang dÉn, b¶o ®¶m chuyÓn m¹ch dßng ®iÖn gi÷a c¸c pha mét c¸ch ch¾c ch¾n trong ph¹m vi ®iÒu chØnh tÇn sè vµ dßng ®iÖn ®ñ réng.
Nguån ®iÖn mét chiÒu cÊp cho nghÞch lu ph¶i lµ nguån dßng ®iÖn, tøc lµ dßng ®iÖn kh«ng phô thuéc vµo t¶i mµ chØ phô thuéc vµo tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn. Nguån dßng thêng ®îc t¹o ra b»ng mét bé chØnh lu cã ®Çu ra nèi tiÕp víi ®iÖn c¶m cã gi¸ trÞ lín.
MÆc dï ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ chÕ t¹o, vËn hµnh an toµn vµ sö dông nguån cÊp trùc tiÕp tõ líi ®iÖn xoay chiÒu ba pha, nhng vÒ ph¬ng diÖn ®iÒu chØnh tèc ®é, ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã nhiÒu u viÖt h¬n so víi c¸c lo¹i ®éng c¬ kh¸c: cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tèc ®é dÔ dµng, cÊu tróc m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n h¬n vµ ®¹t chÊt lîng ®iÒu chØnh cao trong d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é réng. ChÝnh v× vËy, ta sÏ chän ph¬ng ¸n thiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng chØnh lu Thyristor - ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp.
X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®éng c¬ truyÒn ®éng
C¸c th«ng sè kü thuËt hÖ thèng
M«men cùc ®¹i (Mmax): 25 (Nm)
Tèc ®é quay chi tiÕt (n): 20 ¸1000 (Vßng/phót)
Tû sè truyÒn (i): 3
HiÖu suÊt (h): 0,8
M«men qu¸n tÝnh c¬ cÊu (J): 0,008 (kgm2)
Chän c«ng suÊt ®éng c¬ cho truyÒn ®éng quay chi tiÕt m¸y mµi trßn
§Ó tÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ trong trêng hîp truyÒn ®éng cã ®iÒu chØnh tèc ®é, ta cÇn x¸c ®Þnh c¸c yªu cÇu c¬ b¶n sau:
§Æc tÝnh phô t¶i truyÒn ®éng Pc(w), Mc(w): Phô t¶i truyÒn ®éng yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é víi M = const. Khi ®ã, c«ng suÊt yªu cÇu cùc ®¹i Pmax = M®m.wmax
H×nh 5. §Æc tÝnh phô t¶i
Ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é wmax vµ wmin.
wmin = i. wcmin = i.=3. = 6,283 (rad/s) hay nmin= 60(vßng/phót)
wmax = i. wcmax = i.=3. = 314,159 (rad/s) hay nmax= 3000(vßng/phót)
D¶i ®iÒu chØnh tèc ®é: =50:1
Ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh vµ bé biÕn ®æi trong hÖ thèng truyÒn ®éng: §iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng sö dông chØnh lu cÇu ba pha ®iÒu khiÓn (thyristor).
Lo¹i ®éng c¬ truyÒn ®éng: ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp.
§Æc ®iÓm cña phô t¶i truyÒn ®éng ®éng c¬ quay chi tiÕt m¸y mµi trßn lµ gi÷ M = const trong ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é. Do ®ã, ta cã yªu cÇu c«ng suÊt cùc ®¹i
Pmax = .M®m.wmax = .Mcmax.wcmax = .25. 3272,5 (W) 3,3 (kW)
Ta chän lo¹i ®éng c¬ P31 cña Nga víi c¸c th«ng sè sau:
P®m = 3,3 (kW)
U®m = 220 (V)
I®m = 17,5 (A)
n®m = 3000 (vßng/phót)
R = R + Rcp = 0,642(W)
F®m = 5,7 (mWb)
Ikt = 0,62 (A)
J® = 0,09 (kg.m2)
2a = 2
X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®éng c¬
§iÖn c¶m phÇn øng L =0,0235(H) = 23,5 (mH) trong ®ã kL lµ hÖ sè lÊy gi¸ trÞ 5,5 ¸ 5,7 ®èi víi m¸y kh«ng bï vµ kL= 1,4 ¸ 1,9 ®èi víi m¸y cã bï; p lµ sè ®«i cùc.
kF®m = 0,67
M«men qu¸n tÝnh J = J® + Jc = 0,09 + 0,008 = 0,098 (kg.m2)
H»ng sè thêi gian c¬ häc Tc = 0,2803 (s)
H»ng sè thêi gian m¹ch phÇn øng T =0,0366 (s)
Ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp:
= 328,36 – 1,43M
Ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp:
= 328,36 – 0,96I
ThiÕt kÕ bé biÕn ®æi chØnh lu Thyristor
Yªu cÇu ®èi víi bé chØnh lu:
Nguån ®iÖn xoay chiÒu: 3x380V, 50Hz
Bé chØnh lu cÇu ba pha cã ®iÒu khiÓn
§iÖn ¸p chØnh lu: Ud = 220 V
Dßng chØnh lu: Id = 17,5 A
§é nhÊp nh« thÊp
V× c«ng suÊt nhá (Pd = 3,85 kVA), ®êng kÝnh d©y quÊn nhá nªn sÏ cã lîi nÕu ta t¨ng sè vßng d©y lªn lÇn vµ gi¶m tiÕt diÖn d©y ®ilÇn. §Ó lµm viÖc nµy, phÝa s¬ cÊp sÏ ®Êu kiÓu D, phÝa thø cÊp ®Êu Y (D/Y).
TÝnh chän m¸y biÕn nguån
M¸y biÕn ¸p nguån dïng ®Ó t¹o ®iÖn ¸p U2 phï hîp víi ®iÖn ¸p ®éng c¬ vµ c¸ch ly phÇn m¹ch lùc bé biÕn ®æi víi líi ®iÖn. M¸y biÕn ¸p c«ng suÊt cì chôc kVA thuéc lo¹i m¸y biÕn ¸p c«ng suÊt nhá, sôt ¸p trªn ®iÖn trë t¬ng ®èi lín (kho¶ng 4%) cßn sôt ¸p trªn ®iÖn kh¸ng Ýt h¬n (kho¶ng 1,5%). §iÖn ¸p sôt trªn hai thyristor nèi tiÕp kho¶ng 2V.
§iÖn ¸p chØnh lu kh«ng t¶i: Udo = 220.1,055 + 2 = 234V
Gi¸ trÞ hiÖu dông ®iÖn ¸p thø cÊp m¸y biÕn ¸p (nèi D/Y): = 100 (V)
Tû sè m¸y biÕn ¸p: k = = 3,8
Dßng thø cÊp m¸y biÕn ¸p: I2 = = 14,3(A)
C«ng suÊt m¸y biÕn ¸p: P = 3.U2.I2 = 3.100.14,3 = 4290 (VA) 4,29 (kVA).
Chän van thyristor trong bé biÕn ®æi
Gi¸ trÞ dßng trung b×nh ch¶y qua mçi van: = 5,83 (A)
Gi¸ trÞ dßng cùc ®¹i qua mçi van: Ivmax = Id = 17,5 (A)
Gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ngîc ®Æt lªn mçi van: Ungmax = 2,45.U2 = 2,45.100 = 245 (V)
Tõ nh÷ng tÝnh to¸n trªn, víi chÕ ®é lµm m¸t b»ng qu¹t giã th× c¸c th«ng sè cÇn cña mçi van trong m¹ch chØnh lu cÇu ba pha lµ:
Ungt ³ 1,6. Ungmax = 1,6 . 245 = 392 (V)
It ³ 1,5. Imax = 1,5.17,5 = 26,25 (A)
Ta cã thÓ chän van T50 cña Liªn X«(cò) ®Ó chÞu ®îc c¸c ®iÒu kiÖn dßng vµ ¸p trong m¹ch. C¸c th«ng sè cña van ®îc cho trong b¶ng sau:
Itb
Utm
DU
toff
Ig
Ug
A
V
V
ms
A
V
A/ms
V/ms
50
400
1
100
0,3
7
50
250
ChÕ ®é lµm viÖc cña bé chØnh lu
C¸c th«ng sè cña hÖ T-§ phô thuéc vµo chÕ ®é lµm viÖc cña chØnh lu: chÕ ®é dßng ®iÖn liªn tôc, dßng gi¸n ®o¹n vµ hiÖn tîng chuyÓn m¹ch.
Biªn giíi gi÷a vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n vµ liªn tôc cã d¹ng ®êng ellipse víi c¸c trôc lµ c¸c trôc to¹ ®é cña ®Æc tÝnh c¬-®iÖn:
Ibo = = 0,852 (A) < I®m
H×nh 6.1 Biªn giíi vïng gi¸n ®o¹n vµ vïng liªn tôc cña ®Æc tÝnh c¬ - ®iÖn
VËy chÕ ®é lµm viÖc cña bé biÕn ®æi lµ chÕ ®é dßng ®iÖn liªn tôc cã xÐt ®Õn hiÖn tîng trïng dÉn.
B¶o vÖ sù cè trªn hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn
M¹ch b¶o vÖ ®îc thiÕt lËp ®Ó ®¶m b¶o an toµn vµ tr¸nh g©y tæn thÊt cho ngêi vËn hµnh vµ thiÕt bÞ. Do vËy, quan ®iÓm khi x©y dùng m¹ch b¶o vÖ lµ ph¶i cã biÖn ph¸p phßng chèng c¸c sù cè vµ c¸c tr¹ng th¸i lµm viÖc bÊt thêng x¶y ra nh¨mg h¹n chÕ tæn thÊt ë møc ®é thÊp nhÊt.
MÆt kh¸c, c¸c phÇn tö b¸n dÉn c«ng suÊt trong bé biÕn ®æi còng ph¶i ®îc b¶o vÖ chèng nh÷ng sù cè bÊt ngê, nh÷ng nhiÔu lo¹n nguy hiÓm nh ng¾n m¹ch ®Çu ra bé biÕn ®æi, qu¸ ®iÖn ¸p hoÆc qu¸ dßng ®iÖn qua van, qu¸ nhiÖt trong thiÕt bÞ biÕn ®æi.
B¶o vÖ c¾t khÈn cÊp trªn m¹ch ®éng lùc: Nh ng¾n m¹ch ë bé biÕn ®æi hÖ thèng truyÒn ®éng, mÊt kÝch tõ ®éng c¬, qu¸ tèc ®é, qu¸ dßng, qu¸ ®iÖn ¸p phÇn øng, ®¸nh löa g©y ng¾n m¹ch ë vµnh gãp, ng¾n m¹ch mét sè vßng d©y cña m¸y biÕn ¸p nguån... M¹ch b¶o vÖ thùc hÖn c¾t khÈn cÊp b»ng c¸c thiÕt bÞ ®ãng c¾t truyÒn thèng nh cÇu ch×, ¸pt«m¸t, r¬le.. kÕt hîp víi b¶o vÖ ë m¹ch ®iÒu khiÓn nh kho¸ thyristor, c¾t nguån nu«i, kho¸ c¸c bé ®iÒu chØnh...
ThiÕt bÞ b¶o vÖ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch bªn s¬ cÊp biÕn ¸p cña bé biÕn ®æi, ng¾n m¹ch bªn phÝa thø cÊp cña biÕn ¸p nguån nhng n»m ngoµi bé biÕn ®æi, ng¾n m¹ch bªn trong hÖ truyÒn ®iÖn (bé biÕn ®æi vµ ®éng c¬) sö dông cÇu ch×. §Ó b¶o vÖ mÊt tõ th«ng, sö dông r¬le b¶o vÖ mÊt tõ th«ng. Sö dông r¬le b¶o vÖ qu¸ nhiÖt ®Ó b¶o vÖ qu¸ nhiÖt ®éng c¬, m¸y biÕn ¸p...
B¶o vÖ trong bé biÕn ®æi
a. B¶o vÖ qu¸ nhiÖt
Khi thyristor ®îc ®iÒu khiÓn më cho dßng ch¶y qua van, c«ng suÊt tæn thÊt bªn trong sÏ ®èt nãng chóng, trong ®ã mÆt ghÐp lµ n¬i bÞ ®èt nãng lín nhÊt. Ngoµi ra, qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch van còng g©y ra tæn thÊt ®iÖn n¨ng. Do c¸c thiÕt bÞ b¸n dÉn nãi chung rÊt nh¹y c¶m víi nhiÖt ®é, mäi sù qu¸ nhiÖt ®é trªn van dï chØ diÔn ra trong thêi gian ng¾n còng cã thÓ ph¸ háng van, nªn ®Ó b¶o vÖ qu¸ nhiÖt trªn van, ta sö dông c¸c biÖn ph¸p lµm m¸t cìng bøc. BiÖn ph¸p lµm m¸t th«ng dông nhÊt lµ qu¹t kh«ng khÝ xung quanh c¸nh t¶n nhiÖt (lµm m¸t b»ng giã). §èi víi thiÕt bÞ b¸n dÉn c«ng suÊt lín h¬n, ta cã thÓ cho níc trùc tiÕp ch¶y qua c¸nh t¶n nhiÖt (lµm m¸t b»ng níc) hoÆc ng©m c¶ thiÕt bÞ b¸n dÉn vµo dÇu biÕn thÕ.
Trong ®å ¸n nµy, viÖc thiÕt kÕ b¶o vÖ qu¸ nhiÖt cho thyristor thùc hiÖn b»ng ph¬ng ph¸p lµm m¸t cìng bøc b»ng giã víi hÖ sè b¶o vÖ qu¸ nhiÖt trªn van lµ ki=1,5 vµ ku=1,6.
b. B¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p trªn van
§Ó b¶o vÖ qu¸ ¸p trªn van, ta sö dông m¹ch RC, b¶o vÖ tõng thyristor: M¹ch ®Êu song song víi van dïng ®Ó b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p do c¸c nguyªn nh©n néi t¹i g©y ra – sù tÝch tô ®iÖn tÝch trong líp b¸n dÉn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña van sÏ t¹o ra dßng ®iÖn ngîc khi kho¸ van trong kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n, do ®ã lµm xuÊt hiÖn suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng rÊt lín trªn c¸c ®iÖn c¶m ®êng d©y nèi. M¹ch RC ®Êu gi÷a c¸c nguån pha dïng ®Ó b¶o vÖ qu¸ ¸p do c¸c nguyªn nh©n bªn ngoµi mang tÝnh ngÉu nhiªn – hiÖn tîng sÊm sÐt, mét cÇu ch× b¶o vÖ bÞ nh¶y, c¾t kh«ng t¶i m¸y biÕn ¸p... C¸c trÞ sè linh kiÖn b¶o vÖ ®îc chän dùa vµo c¸c trÞ sè kinh nghiÖm: C = 1mF vµ R = 1KW.
H×nh 6.2 lµ s¬ ®å b¶o vÖ m¹ch chØnh lu cÇu ba pha cã ®Çy ®ñ c¸c phÇn tö b¶o vÖ qu¸ dßng vµ qu¸ ¸p.
H×nh 6.2 S¬ ®å bé biÕn ®æi cã b¶o vÖ qu¸ dßng vµ qu¸ ¸p
tæng hîp hÖ thèng truyÒn ®éng
M« h×nh hÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn
Môc tiªu c¬ b¶n cña hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn lµ ph¶i ®¶m b¶o gi¸ trÞ yªu cÇu cña c¸c ®¹i lîng ®iÒu chØnh mµ kh«ng phô thuéc vµo t¸c ®éng cña c¸c ®¹i lîng nhiÔu lªn hÖ ®iÒu chØnh. HÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ quay chi tiÕt m¸y mµi cã cÊu tróc ®îc tr×nh bµy trªn h×nh 8 gåm : ®éng c¬ truyÒn ®éng M quay chi tiÕt m¸y mµi trßn Mx vµ thiÕt bÞ biÕn ®æi n¨ng lîng - chØnh lu cÇu ba pha B§ (®îc gäi lµ phÇn lùc), c¸c thiÕt bÞ ®o lêng §L vµ c¸c bé ®iÒu chØnh R (®îc gäi lµ phÇn ®iÒu khiÓn). TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn hÖ thèng ®îc gäi lµ tÝn hiÖu ®Æt TH§ vµ ngoµi ra cßn cã c¸c tÝn hiÖu nhiÔu lo¹n NL t¸c ®éng lªn hÖ thèng.
H×nh 7 CÊu tróc cña hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ quay chi tiÕt m¸y mµi trßn.
§éng c¬ truyÒn ®éng ®îc sö dông lµ ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp vµ ®îc cÊp n¨ng lîng tõ bé biÕn ®æi chØnh lu cÇu ba pha cã ®iÒu khiÓn. Bé biÕn ®æi cã chøc n¨ng biÕn ®æi n¨ng lîng ®iÖn thÝch øng víi ®éng c¬ truyÒn ®éng vµ mang th«ng tin ®iÒu khiÓn ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c tham sè ®Çu ra cña bé biÕn ®æi (nh c«ng suÊt, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, tÇn sè...). TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®îc lÊy ra tõ bé ®iÒu chØnh R. C¸c bé ®iÒu chØnh R (regulator) nhËn tÝn hiÖu th«ng b¸o sai lÖch vÒ tr¹ng th¸i lµm viÖc cña truyÒn ®éng th«ng qua so s¸nh gi÷a tÝn hiÖu ®Æt TH§ vµ tÝn hiÖu ®o lêng c¸c ®¹i lîng truyÒn ®éng. §Ó ®¶m b¶o chÊt lîng cña hÖ, ta sö dông c¸c m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn vµ tèc ®é. Sù biÕn thiªn cña c¸c tÝn hiÖu ®Æt g©y ra c¸c sai lÖch kh«ng tr¸nh ®îc trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é vµ còng cã thÓ g©y sai lÖch trong chÕ ®é x¸c lËp. Trªn c¬ së ph©n tÝch c¸c sai lÖch ®iÒu chØnh, ta cã thÓ chän ®îc c¸c bé ®iÒu chØnh, c¸c m¹ch bï thÝch hîp ®Ó n©ng cao chÝnh x¸c cña hÖ thèng.
Tæng hîp c¸c m¹ch vßng ®iÒu chØnh kiÓu nèi cÊp
M¹ch vßng ®iÒu chØnh nèi cÊp
Khi tæng hîp hÖ truyÒn ®éng nhiÒu th«ng sè thêng ph©n hÖ thµnh cÊu tróc nhiÒu vßng cã c¸c bé ®iÒu chØnh kiÓu nèi cÊp. Cho ®Õn nay, ph¬ng ph¸p chung tæng hîp c¸c bé ®iÒu chØnh trong cÊu tróc nèi cÊp cha thËt hoµn thiÖn, chñ yÕu do viÖc chän th«ng sè tèi u cña c¸c bé ®iÒu chØnh vµ tÝnh chÊt phøc t¹p cña hÖ thèng thùc. V× thÕ, viÖc tÝnh to¸n tæng hîp gÇn ®óng cã gi¸ trÞ to lín trong thiÕt kÕ ®Þnh híng còng nh trong chØnh ®Þnh vµ vËn hµnh hÖ thèng.
HÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é lµ hÖ thèng mµ ®¹i lîng ®îc ®iÒu chØnh lµ tèc ®é gãc cña ®éng c¬ ®iÖn. HÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®îc h×nh thµnh tõ hÖ thèng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. Do c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ mµ hÖ thèng cÇn ®¹t v« sai cÊp 1 hoÆc v« sai cÊp hai. NhiÔu chÝnh cña hÖ thèng lµ m«men c¶n Mc. Tuú theo yªu cÇu c«ng nghÖ mµ bé ®iÒu chØnh tèc ®é Rw cã thÓ ®îc tæng hîp theo hai tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn hoÆc theo nhiÔu t¶i Mc. Trong trêng hîp chung, hÖ thèng ph¶i cã ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh tèt c¶ tõ phÝa tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn lÉn phÝa tÝn hiÖu nhiÔu lo¹n.
Theo ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng, gi¸ trÞ trung b×nh ë ®Çu ra cña bé chØnh lu quyÕt ®Þnh tèc ®é quay cña ®éng c¬. Ngêi ta cã thÓ coi bé chØnh lu lµ mét bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt. Gãc më van thêng ®îc ®iÒu chØnh nhê ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn u®k . C«ng suÊt cña tÝn hiÖu vµo rÊt nhá so víi c«ng suÊt ®Çu ra cña bé chØnh lu. S¬ ®å khèi chøc n¨ng ®îc tr×nh bµy trªn h×nh 9.4 trong ®ã, hÖ thèng sö dông mét m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. FX lµ thiÕt bÞ ph¸t xung ®iÒu khiÓn bé biÕn ®æi B§. PhÇn tö phi tuyÕn HCD lµ phÇn tö h¹n chÕ dßng ®iÖn trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é. Sensor tèc ®é Sw ®ãng vai trß kh©u ph¶n håi tèc ®é.
H×nh 8.1 S¬ ®å khèi hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÒu chØnh tù ®éng.
Tæng hîp m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn
M¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn lµ m¹ch vßng c¬ b¶n cña hÖ thèng, x¸c ®Þnh m«men kÐo cña ®éng c¬ vµ thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng b¶o vÖ, ®iÒu chØnh gia tèc... HÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ quay chi tiÕt m¸y mµi trßn cã h»ng sè thêi gian c¬ häc Tc rÊt lín so víi h»ng sè thêi gian ®iÖn tõ cña m¹ch phÇn øng T nªn ta cã thÓ coi søc ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ kh«ng ¶nh hëng ®Õn qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh cña m¹ch vßng dßng ®iÖn.
S¬ ®å khèi cña m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 9.2, trong ®ã F lµ m¹ch läc tÝn hiÖu, Ri lµ bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn, B§ lµ bé chØnh lu cÇu ba pha, Si lµ sensor dßng ®iÖn.
H×nh 8.2 S¬ ®å khèi cña m¹ch vßng dßng ®iÖn.
Tf, T®k, Tvo , T , Ti lµ c¸c h»ng sè thêi gian cña m¹ch läc, m¹ch ®iÒu khiÓn chØnh lu, sù chuyÓn m¹ch chØnh lu, phÇn øng vµ sensor dßng ®iÖn. R lµ ®iÖn trë m¹ch phÇn øng vµ KCL, Ki lµ hÖ sè khuÕch ®¹i cña chØnh lu vµ sensor dßng ®iÖn.
KCL = = 23,4; = 0,5714; Tf =Ti =T®k = 0,001 (s) << T ;
T = 0,0366 (s); Tvo == 0,00167(s)
Hµm truyÒn cña m¹ch dßng ®iÖn ( hµm truyÒn cña ®èi tîng ®iÒu chØnh):
§Æt Ts = Tf + T®k + Tvo + Ti = 0,00467 < T = 0,0366 th× cã thÓ viÕt l¹i hµm truyÒn ë d¹ng gÇn ®óng nh sau:
¸p dông tiªu chuÈn tèi u module, ta t×m ®îc hµm truyÒn cña bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn cã d¹ng kh©u tû lÖ – vi ph©n PI, trong ®ã ®· chän Ts = Ts =0,00467s (chän a =2):
Hµm truyÒn cña m¹ch vßng sÏ lµ:
H×nh 8.3 §Æc tÝnh qu¸ ®é dßng ®iÖn hÖ thèng
Qu¸ tr×nh qu¸ ®é sÏ kÕt thóc sau thêi gian Tq® = 8,4Ts = 0,039(s) vµ ®é qu¸ ®iÒu chØnh lµ 4,57% (Imax = 18,3A). NÕu xÐt ®Õn ¶nh hëng cña søc ®iÖn ®éng ®éng c¬ th× do tÝnh chÊt c¶n dÞu cña nã mµ trong nhiÒu cã thÓ kh«ng x¶y ra qu¸ ®iÒu chØnh dßng ®iÖn.
Tæng hîp m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é
Sensor tèc ®é : vµ h»ng sè thêi gian läc Tw = 0,001 (s).
H×nh 8.4 S¬ ®å khèi cña hÖ ®iÒu chØnh tèc ®é
Theo kÕt qu¶ tæng hîp m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn, ta cã hµm truyÒn cña m¹ch vßng dßng ®iÖn lµ:
§Ó thuËn tiÖn trong tÝnh to¸n tiÕp theo, ta bá qua thµnh phÇn 2 ®Ó thu ®îc biÓu thøc gÇn ®óng cña hµm truyÒn m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn hÖ thèng:
§Æt = 0,00517, khi ®ã ®èi tîng ®iÒu chØnh cã hµm truyÒn:
Theo tiªu chuÈn tèi u module, ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc hµm truyÒn cña bé ®iÒu chØnh tèc ®é lµ kh©u tû lÖ P, (lÊy hÖ sè a2 = 2):
126,97
Hµm truyÒn cña m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é lµ:
M¹ch vßng tèc ®é nµy lµ v« sai cÊp 1 ®èi víi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vµ lµ h÷u sai ®èi víi tÝn hiÖu nhiÔu. HÖ sè khuÕch ®¹i cña bé ®iÒu chØnh tèc ®é Kp cã thÓ ®iÒu chØnh th«ng qua tham sè a2.
H×nh 8.5 §Æc tÝnh qu¸ ®é tèc ®é hÖ thèng
H×nh 8.6 §Æc tÝnh qu¸ ®é hÖ thèng
thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn
M¹ch ®iÒu khiÓn thyristor
Nguyªn lý m¹ch ®iÒu khiÓn
Thyristor chØ më cho dßng ®iÖn ch¶y qua khi cã ®iÖn ¸p d¬ng ®Æt trªn anode vµ xung ¸p d¬ng ®Æt vµo cùc ®iÒu khiÓn G. Sau khi thyristor ®· më th× xung ®iÒu khiÓn kh«ng cßn t¸c dông, dßng ®iÖn ch¶y qua do th«ng sè cña m¹ch ®éng lùc quyÕt ®Þnh.
M¹ch ®iÒu khiÓn cã c¸c chøc n¨ng sau:
§iÒu chØnh ®îc vÞ trÝ xung ®iÒu khiÓn trong ph¹m vi ®iÒu chØnh øng víi nöa chu kú d¬ng cña ®iÖn ¸p ®Æt trªn anode – cathode cña thyristor.
T¹o ra ®îc c¸c xung ®iÒu khiÓn ®ñ ®iÒu kiÖn më ®îc thyristor (xung ®iÒu khiÓn thêng cã biªn ®é vµ ®é réng xung x¸c ®Þnh
CÊu tróc cña m¹ch ®iÒu khiÓn mét thyristor ®ùoc tr×nh bµy trªn h×nh 10.1.
ucm - ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn, ®iÖn ¸p mét chiÒu;
us - ®iÖn ¸p ®ång bé, ®iÖn ¸p xoay chiÒu hoÆc biÕn thÓ cña nã, ®ång bé víi ®iÖn ¸p anode – cathode uAK cña thyristor;
B»ng c¸ch t¸c ®éng vµo ucm cã thÓ ®iÒu chØnh ®îc vÞ trÝ xung ®iÒu khiÓn, còng tøc lµ ®iÒu chØnh gãc ®iÒu khiÓn a.
H×nh 9.1 CÊu tróc m¹ch ®iÒu khiÓn
Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn
§Ó ®iÒu khiÓn vÞ trÝ xung trong nöa chu kú d¬ng cña ®iÖn ¸p ®Æt trªn thyristor, ta sö dông nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn “ arccos ”. Theo nguyªn t¾c nµy, ta sö dông hai ®iÖn ¸p:
§iÖn ¸p ®ång bé us vît tríc uAK = Umsinwt cña thyristor mét gãc p/2, us =Umcoswt.
§iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ucm lµ ®iÖn ¸p mét chiÒu cã thÓ ®iÒu chØnh ®îc biªn ®é qua c¸c bé ®iÒu chØnh tèc ®é vµ dßng ®iÖn Rw vµ Ri.
NÕu ®Æt us vµo cæng ®¶o vµ ucm vµo cæng kh«ng ®¶o cña kh©u so s¸nh th× khi us = ucm ta sÏ nhËn ®îc mét xung rÊt m¶nh ë ®Çu ra khi kh©u nµy lËt tr¹ng th¸i: ucm = Umcosa.
Do ®ã a = arccos.
Nh vËy, khi ®iÒu chØnh ucm tõ trÞ sè ucmmin ®Õn ucmmax ta cã thÓ ®iÒu chØnh ®îc gãc ®iÒu khiÓn a = (amin ¸ amax).
H×nh 9.2 Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng “ arccos ”.
CÊu tróc tõng khèi chøc n¨ng
C¸c bé ®iÒu chØnh Rw vµ Ri
Bé ®iÒu chØnh lµ mét trong nh÷ng phÇn tö quan träng nhÊt trong hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn v× nã ®¶m b¶o chÊt lîng ®éng vµ tÜnh cña hÖ thèng.
Bé ®iÒu chØnh cã hai nhiÖm vô:
KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu sai lÖch nhá cña hÖ
T¹o hµm ®iÒu khiÓn ®¶m b¶o chÊt lîng ®éng vµ tÜnh cña hÖ thèng.
Trong hÖ thèng ta sö dông hai bé ®iÒu chØnh: bé ®iÒu chØnh tû lÖ P dïng ®iÒu chØnh tèc ®é vµ bé ®iÒu chØnh tû lÖ - tÝch ph©n PI ®Ó ®iÒu chØnh dßng ®iÖn.
Hµm truyÒn cña bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn:
Hµm truyÒn cña bé ®iÒu chØnh tèc ®é: 126,97
Chän R = KW; R2 = W; R3 = W; C = mF. §Ó t¹o m¹ch läc F, ta nèi thªm tô Ck = 5mF song song víi ®iÖn trë R3.
H×nh 10.1 CÊu tróc c¸c bé ®iÒu chØnh Rw vµ Ri
Sensor dßng ®iÖn
Yªu cÇu ®Æt ra ®èi víi bé ®o dßng ®iÖn mét chiÒu vµ ®iÖn ¸p mét chiÒu, ngoµi viÖc ®¶m b¶o vÒ ®é chÝnh x¸c, cßn ph¶i ®¶m b¶o c¸ch ly gi÷a m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn. Ta sö dông ph¬ng ph¸p biÕn ®iÖu ®Ó truyÒn tÝn hiÖu mét chiÒu tõ s¬ cÊp sang thø cÊp cã c¸ch ly b»ng phÇn tö quang ®iÖn. Trªn h×nh 10.2 lµ s¬ ®å ®o c¸ch ly c¸c ®¹i lîng mét chiÒu dïng phÇn tö b¸n dÉn quang ®iÖn. Nã gåm m¹ch dao ®éng xung tam gi¸c ®èi xøng, m¹ch so s¸nh, m¹ch truyÒn xung vµ m¹ch tÝch ph©n.
Sensor tèc ®é
Sö dông m¸y ph¸t tèc mét chiÒu $T7/220 tèc ®é ®Þnh møc 3000vßng/phót vµ c«ng suÊt P = 23,2 W. Chän R = 10KW; C = 10mF
H×nh 10.3 M¹ch ®o tèc ®é b»ng m¸y ph¸t tèc mét chiÒu.
M¹ch h¹n chÕ dßng
M¹ch h¹n chÕ dßng dïng ®Ó h¹n chÕ lîng ®Æt dßng ®iÖn vµ h¹n chÕ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn Udk kh«ng vît qu¸ ®Ønh cña ®iÖn ¸p so s¸nh víi Udk tøc lµ kh«ng lín h¬n 10V.
H×nh 10.4 M¹ch h¹n chÕ vµ ®Æc tÝnh kh©u h¹n chÕ
Kh©u so s¸nh tÝn hiÖu
Kh©u so s¸nh tÝn hiÖu dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n OA – operation amplifier. ë ®©y, ta sÏ so s¸nh tÝn hiÖu cña ®¹i lîng ®ång bé víi tÝn hiÖu ®iÖn ¸p nguån us vµ tÝn hiÖu cña ®¹i lîng ®Æt – tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ucm. C¸c ®iÖn ¸p us vµ ucm víi cùc tÝnh ngîc nhau ®îc ®Æt vµo cæng ®¶o cña OA.
H×nh 10.5 M¹ch so s¸nh hai tÝn hiÖu
Kh©u t¹o ®iÖn ¸p ®ång bé
§Ó ®iÒu chØnh 6 thyristor më víi gãc a, thêng cÇn ®Õn mét hÖ ®iÖn ¸p 6 pha lµm ®iÖn ¸p ®ång bé. Gãc a ®îc tÝnh tõ giao ®iÓm cña c¸c ®iÖn ¸p nguån. V× vËy, hÖ ®iÖn ¸p ®ång bé ph¶i vît tríc hÖ ®iÖn ¸p nguån nu«i mét gãc p/3. Yªu cÇu nµy sÏ ®îc tho¶ m·n mét c¸ch dÔ dµng nÕu sö dông mét m¸y biÕn ¸p ba pha. S¬ cÊp cã ba cuén d©y ®Êu Y lÊy ®iÖn tõ thø cÊp m¸y biÕn ¸p c«ng suÊt. §iÓm trung tÝnh, ký hiÖu lµ 0, ®îc nèi víi ®iÓm 0 cña m¹ch ®iÒu khiÓn.
H×nh 10.6 T¹o ®iÖn ¸p ®ång bé cho chØnh lu cÇu ba pha.
Kh©u t¹o ®iÖn ¸p nguån cung cÊp
Nguån ®iÖn ¸p mét chiÒu dïng trong m¹ch t¹o xung ®iÒu khiÓn thêng lµ nguån ®iÖn ¸p æn ®Þnh tríc nh÷ng dao ®éng bÊt thêng cña líi ®iÖn xoay chiÒu. V× vËy, ph¶i sö dông m¹ch æn ¸p.
H×nh 10.7 Nguån ®iÖn ¸p mét chiÒu dïng vi m¹ch LM78L12.
M¹ch dao ®éng
Sö dông vi m¹ch TIMER 555 do h·ng Signetics chÕ t¹o lµm m¹ch ph¸t xung chñ ®¹o víi tÇn sè xung ra 1kHz.
H×nh 10.8 M¹ch dao ®éng sö dông vi m¹ch TIMER 555.
Kh©u khuÕch ®¹i xung vµ biÕn ¸p xung
C¸c xung ®iÒu khiÓn ®îc b¨m nhá thµnh c¸c chïm xung ®Ó ®¶m b¶o më c¸c thyristor mét c¸ch ch¾c ch¾n vµ ®îc khuÕch ®¹i tíi c«ng suÊt ®ñ lín. ViÖc t¹o chïm xung ®îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®a xung ®iÒu khiÓn vµ xung dao ®éng tõ bé dao ®éng tíi hai ®Çu vµo cña mét m¹ch AND (trong trêng hîp nµy ta sö dông vi m¹ch LS7400). C¸c xung chïm cã ®îc ë lèi ra cæng AND sÏ ®îc khuÕch ®¹i gåm hai transistor ®Êu theo s¬ ®å Darlington nh»m n©ng cao hÖ sè khuÕch ®¹i dßng. Cuèi cïng c¸c xung ®iÒu khiÓn ®îc ®a tíi biÕn ¸p xung ®Ó tíi cùc ®iÒu khiÓn cña thyristor.
H×nh 10.8 S¬ ®å khuÕch ®¹i xung vµ biÕn ¸p xung.
S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn vµ biÓu ®å thêi gian
S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn
BiÓu ®å thêi gian
m« pháng hÖ thèng b»ng Simulink
Giíi thiÖu phÇn mÒm Simulink
Matlab lµ ch¬ng tr×nh phÇn mÒm trî gióp cho viÖc tÝnh to¸n vµ hiÓn thÞ. Nã cã thÓ ch¹y trªn hÇu hÕt c¸c lo¹i m¸y tÝnh vµ ®îc ®iÒu khiÓn bëi sè lîng lín c¸c lÖnh, c¸c tËp lÖnh. C¸c lÖnh nµy ngµy cµng ®îc më réng nhê c¸c phÇn Toolbox (th viÖn trî gióp) kh¸c nhau hay th«ng qua c¸c hµm øng dông ®îc t¹o lËp bëi ngêi sö dông.
Simulink lµ mét Toolbox hç trî ®¾c lùc cho viÖc m« h×nh ho¸, m« pháng vµ ph©n tÝch mét hÖ thèng ®éng. Simulink cho phÐp m« t¶ hÖ thèng tuyÕn tÝnh, hÖ phi tuyÕn, c¸c m« h×nh trong thêi gian liªn tôc, gi¸n ®o¹n hay mét hÖ kÕt hîp c¶ liªn tôc vµ gi¸n ®o¹n. HÖ thèng còng cã thÓ cã nhiÒu tèc ®é kh¸c nhau cã nghÜa lµ c¸c phÇn kh¸c nhau lÊy mÉu vµ cËp nhËt sè liÖu ë tèc ®é kh¸c nhau.
§Ó m« h×nh ho¸ Simulink cung cÊp mét giao diÖn ®å häa ®Ó x©y dùng m« h×nh nh mét s¬ ®å khèi sö dông thao t¸c “ drag and drop ” – “kÐo vµ th¶ ”chuét. Víi giao diÖn nµy, ta cã thÓ x©y dùng m« h×nh nh x©y dùng trªn giÊy. §©y lµ sù kh¸c biÖt c¸c phÇn mªm m« pháng hÖ thèng tríc nã mµ ë ®ã ngêi sö dông ph¶i ®a vµo c¸c ph¬ng tr×nh vi ph©n vµ c¸c ph¬ng tr×nh sai ph©n b¨ng mét ng«n ng÷ lËp tr×nh.
ViÖc lËp tr×nh trªn Simulink sö dông c¸c ®èi tîng ®å ho¹ gäi lµ Graphic Programming Unit – GPU. Nã ®îc x©y dùng trªn c¬ së c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh OOP, t¹o ®iÒu kiÖn hÕt søc thuËn lîi cho viÖc thay ®æi gi¸ trÞ c¸c thuéc tÝnh trong nh÷ng khèi thµnh phÇn. Lo¹i h×nh lËp tr×nh nµy cã xu thÕ ®îc sö dông nhiÒu trong kü thuËt bëi u ®iÓm lín nhÊt c¶u nã lµ tÝnh trùc quan, dÔ viÕt vµ h×nh dung ®èi víi ngêi lËp tr×nh kh«ng chuyªn nghiÖp còng nh nh÷ng ngêi kh«ng muèn bá nhiÒu thêi gian cho viÖc nghiªn cøu thªm mét ng«n ng÷ lËp tr×nh míi.
Th viÖn cña Simulink còng bao gåm toµn bé th viÖn c¸c khèi nh khèi nhËn tÝn hiÖu, c¸c nguån tÝn hiÖu, c¸c phÇn tö tuyÕn tÝnh vµ phi tuyÕn, c¸c ®Çu nèi chuÈn. §iÒu ®Æc biÖt ë ch¬ng tr×nh nµy lµ ngêi dïng cã thÓ t¹o ra c¸c khèi th viªn riªng cña m×nh. C¸c m« h×nh bµi to¸n trong Simulink ®îc x©y dùng cã thø bËc hay cßn gäi lµ x©y dùng theo m« h×nh ph©n cÊp, ®iÒu ®ã cho phÐp ngêi sö dông cã thÓ x©y dùng m« h×nh theo híng pop-down hoÆc pop-up. Ngêi dïng võa cã thÓ quan s¸t hÖ thèng ë møc tæng quan, võa cã thÓ ®¹t ®îc møc ®é cô thÓ b»ng c¸ch nh¸y kÐp vµo tõng khèi x¸c ®Þnh ®Ó xem xÐt chi tiÕt m« h×nh cña tõng khèi. Víi c¸ch x©y dùng kiÓu nµy, ngêi dïng cã thÓ hiÓu ®îc s©u s¾c tæ chøc cña mét m« h×nh vµ nh÷ng t¸c ®éng qua l¹i cña c¸c phÇn trong m« h×nh nh thÕ nµo.
Sau khi x©y dùng m« h×nh hÖ thèng, ngëi sö dông cã thÓ m« pháng nã trong Simulink b»ng c¸ch nhËp lÖnh trong cöa sæ lÖnh cña Matlab hoÆc sö dông c¸c menu cã s½n. ViÖc sö dông c¸c Menu ®Æc biÖt thÝch hîp cho c¸c c«ng viÖc cã sù t¸c ®éng qua l¹i lÉn nhau, cßn sö dông dßng lÖnh thêng hay ®îc sö dông khi ch¹y mét lo¹t c¸c m« pháng. C¸c bé Scope vµ c¸c khèi hiÓn thÞ kh¸c cho phÐp ngêi sö dông cã thÓ theo dâi kÕt qu¶ trong khi ®ang ch¹y m« pháng. H¬n n÷a, ngêi sö dông cã thÓ thay ®æi th«ng sè hÖ thèng mét c¸ch trùc tiÕp vµ nhËn biÕt ®îc c¸c ¶nh hëng ®Õn m« h×nh. KÕt qu¶ m« pháng cã thÓ ®Æt vµo Matlab ®Ó xö lý ®a ra m¸y in hoÆc hiÓn thÞ.
CÇn nhÊn m¹nh ®iÒu quan träng nhÊt trong viÖc m« pháng mét hÖ thèng hay mét qu¸ tr×nh lµ viÖc x©y dùng ®îc m« h×nh hÖ thèng, qu¸ tr×nh ®ã. §Ó sö dông tèt ch¬ng tr×nh nµy, ta cÇn n¾m c¸c kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ ®iÒu khiÓn tù ®éng, x©y dùng m« h×nh to¸n häc theo quan ®iÓm lý thuyÕt ®iÒu khiªn tù ®éng vµ tõ ®ã x©y dùng m« h×nh bµi to¸n cÇn gi¶i quyÕt.
M« pháng hÖ thèng
S¬ ®å m« pháng b»ng Simulink
KÕt qu¶ m« pháng
H×nh 13.1 KÕt qu¶ m« pháng ®Æc tÝnh dßng ®iÖn hÖ thèng
H×nh 13.3 KÕt qu¶ m« pháng ®Æc tÝnh tèc ®é hÖ thèng
kÕt luËn
MÆc dï lµ mét lÜnh vùc t¬ng ®èi hÑp nhng truyÒn ®éng ®iÖn mét chiÒu lu«n lu«n cã nh÷ng vÊn ®Ò hÕt søc hÊp dÉn vµ còng rÊt phøc t¹p. V× vËy, b¶n ®å ¸n nµy kh«ng cã tham väng ®i s©u vµo tÊt c¶ c¸c vÊn ®Ò cña lÜnh vùc nµy. Nh÷ng kÕt qu¶ ®îc tr×nh bµy trong b¶n ®å ¸n m«n häc trªn ®©y míi chØ lµ nh÷ng kÕt qu¶ bíc ®Çu trong viÖc kh¾m ph¸ nh÷ng ®iÒu míi mÎ cña mét lÜnh vùc ®Çy thó vÞ. Trong néi dung nghiªn cøu cña b¶n ®å ¸n nµy, em ®· thùc hiÖn ®îc c¸c nhiÖm vô sau:
T×m hiÓu c«ng nghÖ vµ yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng quay chi tiÕt m¸y mµi trßn.
Lùa chän c¸c thiÕt bÞ chÊp hµnh, c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn vµ b¶o vÖ hÖ thèng.
Tæng hîp vµ hiÖu chØnh m¹ch vßng nèi cÊp hÖ thèng.
ThiÕt kÕ s¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®iÒu khiÓn hÖ thèng.
M« pháng hÖ thèng b»ng Sinulink.
Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn, ch¾c ch¾n b¶n th©n em kh«ng thÓ tr¸nh khái n÷ng thiÕu sãt, em rÊt mong nhËn ®îc nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp cña c¸c thÇy vµ c¸c b¹n ®Ó b¶n ®å ¸n nµy hoµn thiÖn h¬n.
Em xin bµy tá lßng biÕt ¬n ch©n thµnh vµ s©u s¾c tíi thÇy gi¸o híng dÉn TiÕn sÜ NguyÔn V¨n LiÔn, ®· tËn t×nh híng dÉn vµ cho nhiÒu ý kiÕn ®ãng gãp quý b¸u, tíi tËp thÓ Bé m«n Tù ®éng ho¸ XNCN trêng §H B¸ch Khoa Hµ Néi vµ c¸c b¹n sinh viªn ®· t¹o nh÷ng ®iÒu kiÖn nghiªn cøu tèt nhÊt trong suèt thêi gian thùc hiÖn b¶n ®å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ nµy.
tµi liÖu tham kh¶o
§iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn – Bïi Quèc Kh¸nh, Ph¹m Quèc H¶i, NguyÔn V¨n LiÔn, D¬ng V¨n Nghi – Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt Hµ Néi 1999.
TruyÒn ®éng ®iÖn – Bïi Quãc Kh¸nh, NguyÔn V¨n LiÔn, NguyÔn ThÞ HiÒn – NHµ XUÊT B¶N Khoa häc kü thuËt Hµ Néi 1998.
Lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®éng – Ph¹m C«ng Ng« - Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt Hµ néi 2000.
§iÖn tö c«ng suÊt – NguyÔn BÝnh – NXB Khoa häc kü thuËt Hµ Néi 2000.
§iÖn tö c«ng suÊt vµ §iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn – Cyril W.Lander - Ngêi dÞch Lª V¨n Doanh) – NXB Khoa häc kü thuËt Hµ Néi 1997.
Kü thuËt ®iÖn tö qua s¬ ®å – H.Schreiber – Ngêi dÞch Lª V¨n Doanh, Vâ Th¹ch S¬n – NXB Khoa häc kü thuËt Hµ Néi 1997.
C¬ së Matlab vµ øng dông – NguyÔn H÷u T×nh, Lª TÊn Hïng, Ph¹m ThÞ Ngäc YÕn, NguyÔn ThÞ Lan H¬ng – NXB Khoa häc kü thuËt 1999.
ChØnh lu thyristor dïng trong truyÒn ®éng ®iÖn mét chiÒu – NguyÔn Tõ S¬n – LuËn v¨n cao häc 1993.
CÈm nang Kü thuËt ®iÖn Tù ®éng ho¸ vµ Tin häc c«ng nghiÖp – R.Buorgeois, P.Dalle, B.Maizieres, E.Esvan, E.Seuillot – Ngêi dÞch Lª V¨n Doanh – NXB Khoa häc kü thuËt Hµ Néi 1999.
Electromechanical Design Handbook – Ronald A.Walsh – McGraw Hill 1995.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- M¸y mµi trßn.DOC