Tổng quan về truyền động điện một chiều, đi sâu thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một chiều có ổn định tốc độ

Download miễn phí Đề tài Tổng quan về truyền động điện một chiều, đi sâu thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một chiều có ổn định tốc độ





LỜI NểI ĐẦU . 1

CHƯƠNG 1 : TổNG QUAN Về TRUYềN ĐộNG ĐIệN MộT CHIềU 3

1.1. CấU TRúC Và PHÂN LOạI TRUYềN ĐộNG ĐIệN . 3

1.1.1. Cấu trỳc chung của hệ truyền động điện. 3

1.1.2. Phõn loại hệ thống truyền động điện. 5

1.2. cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ điện một

chiều. 6

1.2.1. Cấu tạo. 6

1.2.2. Nguyờn lý hoạt động của động cơ điện 1 chiều. 9

1.3. đặc tính và các trạng tháI làm việc của động cơ

điện một chiều. . 10

1.3.1. Động cơ điện một chiều kớch từ độc lập và kớch từ song song. 10

1.3.2. Động cơ điện một chiều kớch từ nối tiếp. 19

Ch-ơng 2 : Các ph-ơng pháp cơ bản để điều chỉnh tốc

độ động cơ điện một chiều. 23

2.1 khái niệm chung. . 23

2.2. ph-ơng pháp điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ. . 24

2.3. ph-ơng pháp điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ

động cơ. 28

2.4. hệ truyền động máy phát - động cơ một chiều (f-đ). 30

2.4.1. Cấu trỳc hệ F- Đ và đặc tớnh cơ bản. . 30

2.4.2. Cỏc chế độ làm việc của hệ F – Đ. 32

2.4.3. Đặc điểm của hệ F- Đ. 36

2.5. hệ thống chỉnh l-u - động cơ một chiều. . 36

2.5.1. Chỉnh lưu bỏn dẫn làm việc với động cơ điện . 36

2.5.2. Khảo sỏt đồ thị điện ỏp và dũng điện tại đầu ra của bộ chỉnh lưu với gúc

mở khỏc nhau và với tải động cơ. . 38

 





Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn


Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:



năng khi dũng kớch thớch mỏy phỏt bằng khụng, hóm tỏi sinh khi giảm tốc độ
hay khi đảo chiều dũng kớch từ, hóm ngược ở cuối giai đoạn hóm tỏi sinh khi
đảo chiều hay khi làm việc ổn định với mụmen tải cú tớnh chất thế năng Hệ F
- Đ cú đặc tớnh cơ điện cả bốn gúc phần tư của mặt phẳng toạ độ [ , M].
Ở gúc phần tư thứ I và thứ III, tốc độ quay và mụmen quay của động cơ
luụn cựng chiều nhau, sức điện động mỏy phỏt và động cơ cú chiều xung đối
nhau và EE
F
,
c
. Cụng suất điện từ của mỏy phỏt và động cơ là:
PF = EF.I > 0
PĐ = E.I < 0 (2-10)
Pcơ = M . > 0
UđkU
iKF
UKF
~
ĐK
F Đ UF
=UĐ
F
MS
M
~
Uđk
UKĐ
iKĐ
Hình 2-4. Sơ đồ nguyên lý máy phát động cơ
33
Cỏc biểu thức này núi lờn rằng năng lượng được vận chuyển thuận chiều
từ nguồn mỏy phỏt động cơ tải.
Vựng hóm tỏi sinh nằm ở gúc phần tư thứ II và thứ IV, lỳc này do
o nờn FEE , mặc dự E, EF mắc xung đối nhưng phần ứng lại chảy
ngược từ động cơ về mỏy phỏt làm cho mụmen quay ngược chiều tốc độ
quay. Cụng suất điện từ của mỏy phỏt, cụng suất điện từ và cụng suất cơ học
của động cơ là :
M
E EF
I
R
iKFđm
iKĐđm
iKFđm , i KĐmin
M
E E F
F
I
R
iKFđm , i KĐmin
iKFđm, iKĐđm
M
E E F
F
I
R
M
E E F
I
R
b)
a)
Hình 2-5. Đặc tính cơ hệ F-D. a) Trong chế độ động cơ;
b) Trong chế độ hãm tái sinh
M
M
o
o
iKF : van
i KĐ = const
34
PF = EF.I < 0
PĐ = E.I > 0 (2-11)
Pcơ = M. < 0
Chỉ do dũng điện đổi chiều mà cỏc bất đẳng thức (2 - 11) trở nờn ngược
chiều với cỏc bất đẳng thức tương ứng (2 - 10), năng lượng được chuyển vận
theo chiều từ tải động cơ mỏy phỏt nguồn, mỏy phỏt F và động cơ Đ
đổi chức năng cho nhau. Hóm tỏi sinh trong hệ F - Đ được khai thỏc triệt để
khi giảm tốc độ, khi hóm để đảo chiều quay và khi làm việc ổn định với tải cú
tớnh chất thế năng.
Vựng hóm ngược của động cơ trong hệ F - Đ được giới hạn bởi đặc tớnh
hóm động năng và trục mụmen. Sức điện động E của động cơ trở nờn cựng
chiều sđđ mỏy phỏt hay do rụto bị kộo quay ngược bởi ngoại lực của tải thế
năng, hay do chớnh sđđ mỏy phỏt đảo dấu. Biểu thức tớnh cụng suất sẽ là:
PF = EF.I > 0
PĐ = E.I > 0
Pcơ = M. < 0
M
M
E E F
F
I
R
M
E E F
I
R
Hình 2 -6. Đặc tính cơ hệ F-Đ trong chế độ hãm
ng-ợc.
35
Hai nguồn sđđ E và EF cựng chiều và cựng cung cấp cho điện trở mạch
phần ứng tạo thành nhiệt năng tiờu tỏn trờn đú.
Để cú hỡnh ảnh mụ tả tất cả cỏc trạng thỏi làm việc của hệ F - Đ, xột một
vớ dụ phụ tải cú mụmen ma sỏt, tức là khi chiều chuyển động đảo dấu thỡ
mụmen cũng đảo dấu (hỡnh 2-8). Trong quỏ trỡnh xột ta bỏ qua quỏ trỡnh quỏ
độ điện từ của mạch. Giả thiết hệ đang làm việc tại điểm A cú MA = MC, EF =
EFA và = A. Khi cho lệnh hóm đảo chiều thỡ giảm nhanh EF, điểm làm việc
chuyển sang điểm B, từ B, nếu giữ tốc độ giảm EF thớch hợp với quỏn tớnh của
hệ thỡ cú thể giữ cho mụmen điện từ của động cơ là hằng số, do đú tốc độ sẽ
giảm tuyến tớnh theo thời gian. Tại điểm C kết thỳc quỏ trỡnh hóm tỏi sinh, với
năng lượng tỏi sinh là:
dtt.M
c
o
t
t
ts
.
Đoạn CD là đoạn hóm ngược vỡ EF đó đổi dấu mà E = K . chưa đổi
dấu. Tại D tốc độ động cơ bằng khụng nhưng do vẫn tồn tại mụmen hóm nờn
động cơ được khởi động ngược lại. Đoạn DA của quỏ trỡnh động cơ cú tốc độ
và mụmen cựng chiều, trong đú ở đoạn EA mụmen động cơ giảm dần, tốc độ
biến thiờn theo luật hàm mũ.
-Mc
A’
D
C
E
MI
D’
B’
E’
, E
oA
A
o
oA

A

B
Hỡnh 2-7. Chuyển đổi trạng thỏi của hệ thống
36
2.4.3. Đặc điểm của hệ F- Đ.
Cỏc chỉ tiờu chất lượng của hệ F - Đ về cơ bản tương tự cỏc chỉ tiờu của
hệ điều ỏp dụng bộ biến đổi núi chung. Ưu điểm nổi bật của hệ F - Đ là sự
chuyển đổi trạng thỏi làm việc rất linh hoạt, khả năng quỏ tải lớn. Do vậy,
thường sử dụng hệ truyền động F - Đ ở cỏc mỏy khai thỏc trong cụng ngiệp mỏ.
Nhược điểm quan trọng nhất của hệ F - Đ là dựng nhiều mỏy điện quay,
trong đú ớt nhất là hai mỏy điện một chiều, gõy ồn lớn, cụng suất lắp đặt mỏy
ớt nhất gấp ba lần cụng suất động cơ chấp hành. Ngoài ra, do cỏc mỏy phỏt
một chiều cú từ dư, đặc tớnh từ hoỏ cú trễ nờn khú điều chỉnh sõu tốc độ.
2.5. hệ thống chỉnh l-u - động cơ một chiều.
2.5.1. Chỉnh lưu bỏn dẫn làm việc với động cơ điện
Trong hệ thống truyền động chỉnh lưu điều khiển - động cơ một chiều
(CL- Đ), bộ biến đổi điện là cỏc mạch chỉnh lưu điều khiển cú sđđ Ed phụ
thuộc vào giỏ trị của pha xung điều khiển (gúc điều khiển). Chỉnh lưu cú thể
dựng làm nguồn điều chỉnh điện ỏp phần ứng hay dũng điện kớch thớch động
cơ. Tuỳ theo yờu cầu cụ thể của truyền động mà cú thể dựng cỏc sơ đồ chỉnh
lưu thớch hợp, để phõn biệt chỳng cú thể căn cứ vào cỏc dấu hiệu sau đõy:
- Số pha: 1 pha, 3 pha, 6 pha v.v,
- Sơ đồ nối: hỡnh tia, hỡnh cầu, đối xứng và khụng đối xứng,
- Số nhịp: số xung ỏp đập mạch trong thời gian một chu kỳ điện ỏp
nguồn,
- Khoảng điều chỉnh: là vị trớ của đặc tớnh ngoài trờn mặt phẳng toạ độ
[ Ud,Id],
- Chế độ năng lượng: chỉnh lưu, nghịch lưu phụ thuộc,
- Tớnh chất dũng tải: liờn tục, giỏn đoạn.
Chế độ làm việc của chỉnh lưu phụ thuộc vào cách điều khiển
và vào cỏc tớnh chất của tải, trong truyền động điện, tải của chỉnh lưu thường
là cuộn kớch từ (L - R) hay là mạch phần ứng động cơ (L - R - E).
37
- Cỏc bộ chỉnh lưu đảo chiều dựng cho động cơ 1 chiều cần quay theo cả
2 chiều với chế độ làm việc ở cả 4 gúc điều chỉnh.
- Tuỳ theo yờu cầu về chất lượng điều chỉnh mà cú thể sử dụng cỏc sơ đồ.
Ở đồ ỏn này ta chọn bộ biến đổi là sơ đồ cầu một pha đối xứng.
Nguyờn lý hoạt động.
Tại thời điểm t = 0  vỡ chưa cú xung G1,2( ) nờn khụng cú van
nào mở cả. Khi t=  Cú xung G1, 2 Cỏc van V1, V2 mở Ud = U2; i2 = iV1=
iV2 = id
Tại t= tải thuần trở dũng giảm về 0, điện ỏp giảm về 0 (Ud=0).
Khi t=  điện ỏp đổi chiều nờn van V1, V2 khoỏ, vỡ chưa cú xung
G3,4 nờn cỏc van V3, V4 vẫn chưa mở.
Đến thời điểm t =  2 lỳc này mới đưa xung G3,4 do đú cỏc
van V3, V4 mở : Ud = U2, i2 = iV3 = iV4 = id.
Như vậy, điện ỏp và dũng điện trờn tải là một chiều. Bằng cỏch thay đổi thời gian
mở van ta cú thể thay đổi được giỏ trị trung bỡnh trờn tải ta cú điện ỏp dõy:
2
cos1
U
2
cos1
U
22
dsinU2
1
dU
1
dU
2
1
U
0d
22ddd
Cụng suất tỏc dụng : cosIUP
11
Cụng suất của mỏy biến ỏp: S = 1,23 . Pd
~
Zt
V
1
V2
V
3
V
4
Hình 2-8. Sơ đồ cầu
1 pha đối xứng
38
Đồ thị điện ỏp và dũng điện ứng với gúc: 0120
2.5.2. Khảo sỏt đồ thị điện ỏp và dũng điện tại đầu ra của bộ chỉnh lưu
với gúc mở khỏc nhau và với tải động cơ.
V
1
V
2
V
4
V
3 M
180V
~
Hình 2 -10. Sơ đồ mạch T- Đ
U2
UG1
UG2
Ud
Id
UV3,4
UV1,2
Hình 2 -9. Đồ thị điện áp và dòng điện sau chỉnh l-u cầu 1
pha tải R
39
Dựa trờn sơ đồ mạch điện và cỏc đồ thị trờn mỏy hiện súng. Thuyết minh đồ
thị dũng điện và điện ỏp tại đầu ra của bộ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển
được động cơ và khụng nối tải phản hồi:
Hình 2-11. Đặc tính tải dòng gián đoạn
Thuyết minh: nhỡn vào sơ đồ ta thấy điện ỏp tại đầu chỉnh lưu luụn dương vỡ:
Khi cỏc van V1,V2 mỏ thỡ cú dũng điện qua động cơ một chiều (đó được
cấp kớch từ) động cơ được khởi động và tốc độ tăng dần.
U = E + Iư . Rư
Đến thời điểm t = điện ỏp đổi chiều cỏc van V1, V2 khoỏ và V3, V4
chưa mở lỳc này I = 0. Nhưng động cơ đang quay lỳc này động cơ ở chế độ
mỏy phỏt:
U = E
Do đú điện ỏp luụn dương .
Thay đổi gúc mở từ 1800 về giỏ trị nhỏ hơn 900 ta thấy tốc độ động
cơ tăng dần.
U2
Ud
Id
0135
40
Ch-ơng 3
Thiết kế bộ điều khiển động cơ điện một chiều
có ổn định tốc độ
3.1. tổng hợp hệ thống truyền động điện một chiều.
Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu một chiều cấp điện cho động cơ điện một chiều. Chọn
thụng số cơ bản của động cơ điện một chiều: Uưđm=240V, Pđm= 2,2KV,
Iưđm =10A , nđm =1500 v/p, Ukt =240V.
3.1.1. Đặt vấn đề.
Việc tổng hợp hệ thống gồm cú hai nhiệm vụ xỏc định cấu trỳc và xỏc
định tham số của bộ biến đổi.
Trong cỏc hệ truyền động điện hiện đại, cỏc mạch vũng điều chỉnh
được nối theo cấp, độc lập tương đối với nhau, việc phõn vựng tỏc dụng giữa
ổn định tốc độ và hạn chế dũng điện được thực hiện bằng dạng phi tuyến của
dạng điều chỉnh.
Sơ đồ đơn giản nhất gồm hai vũng điều chỉnh: vũng điều chỉnh dũng
điện ở trong cú bộ điều chỉnh dũng điện RI, vũng điều chỉnh tốc độ cú bộ điều
chỉnh tốc độ R , bộ điều chỉnh này cú đặc tớnh khuếch đại, cú vựng bóo hoà
hỡnh (3 - 1, b). Điện ỏp đầu ra của R là điện ỏp đặt dũng điện phần ứng Uiđ,
giỏ trị bóo hoà uiđmax chớnh là giỏ trị đạt cực đại của dũng điện phần ứng. Bộ
điều chỉnh dũng điện RI trong mạch vũng cú nhiệm vụ duy trỡ dũng điện phần
ứng luụn bằng giỏ trị đặt (Uiđ), bất kể hệ thống đang làm việc ổn định hay
đang trong quỏ trỡnh quỏ độ. Như vậy, mạch vũng điện được điều khiển bởi
tớn hiệu Uiđ. Vỡ dũng điện là đại lượng biến thiờn nhanh nờn sai l...

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©