- 1 -
Lời mở đầu
Hiện nay kỹ thuật điện - điện tử tin học đang có sự phát triển rất mạnh
mẽ cả về mặt lý thuyết lẫn thực tế trong lĩnh vực truyền động điện tự động. Trớc
hết phải kể đến sự ra đời và ngày càng hoàn thiện các bộ biến đổi điện tử công
suất, với kích thớc gọn nhẹ, độ tác động nhanh cao, dễ dàng ghép nối với các
mạch điều khiển dùng vi mạch điện tử, vi xử lý Các hệ truyền động điện tự
động ngày nay thờng dùng nguyên tắc điều khiển vectơ cho các động cơ xoay
chiều. Phần lớn các mạch điều khiển này dùng kỹ thuật số với chơng trình phần
mềm linh hoạt, dễ dàng thay đổi cấu trúc tham số hoặc luật điều khiển, vì vậy
làm tăng độ tác động nhanh và độ chính xác cao cho hệ truyền động. Tuy nhiên
việc tiến hành bằng mô hình thực vẫn đang là vấn đề khó khăn.
Trang bị điện _điện tử máy gia công kim loại đề cập tới phần điện_điện tử
máy gia công kim loại. Đây là loại máy chủ yếu và quạn trọng trong công
nghiệp nặng của nền kinh tế nớc ta. Trang bị điện máy bào giờng giúp ngòi kĩ s
có kiến thức về điều khiển tịnh tiến có chu kì của vật thể có quán tính lớn. Mô
phỏng chuyển động chính của máy bào giờng là cơ sở để chúng ta biết đợc dạng
chuyển động và để điều chỉnh tốc độ bàn máy. Để thực hiện việc mô phỏng này
ta sử dụng phần mềm Matlab & Simulink.
- 2 -
Chơng1.Giới thiệu máy bào giờng
Máy bào giờng là máy có thể gia công các chi tiêt lớn, chiều dài bàn có thể từ
1.5 đến 2.5m
Hình1-1: Dạng bên ngoài máy bào giờng
1.chi tiết đợc gia công
2.bàn máy
3.dao cắt
4.bàn daođứng
5.xà ngang
Đồ thị tôc độ của bàn máy, đây là dạng đồ thị thờng gặp
- 3 -

pN
KE ==
(1)
Với
p
- số đôi cặp từ chính
N
- số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng
a
- số đôi mạch nhánh song song của cuộn dây phần ứng
K
- hệ số cấu tạo của động cơ

- từ thông kích từ dới một cực từ

-tốc độ quay của động cơ
Chuyển sang Laplace ta đợc:

u
u
uuuu
Tp
R
EUI
EIpLIRU
.1
/1
)(
+
=

M
: Mômen cản của động cơ
J
: Mômen quán tính của động cơ
Chuyển sang laplace ta đợc:

JpMM
c
+=
- 4 -
Jp
MM
c

=

Từ các phơng trình (1)(2)(3)(4)(5) ta có sơ đồ cấu trúc động cơ điện môt chiều:
Hình 3: Sơ đồ cấu trúc đông cơ điên một chiều
Tổng hợp mạch vòng dòng điện
Đặt:
vdkisi
TTTT ++=


=
i
S
0
)1)(1(
/1.

K
:Hệ số khuếch đại của cảm biến dòng điện
i
T
: Hằng số thời gian của cảm biến dòng điện
Thu gọn ta đợc sơ đồ nh hình vẽ:
u
u
pT
R
+
1
/1

.K
Jp
1

.K
d
U
U
u
I
M
c
M


E

0
là hàm truyền của đối tượng
H×nh 6 : S¬ ®å thu gän cđa m¹ch vßng dßng ®iƯn=
i
S
0
)1)(1)(1)(1(
/1.
pTpTpTpT
RKK
uivdk
uicl
++++
V×
ivdk
TTT ;;
lµ c¸c h»ng sè thêi gian rÊt nhá nªn ta cã thĨ bá qua c¸c thµnh phÇn
bËc cao

⇒
=
i
S
0

[ ]
)1()(1

⇒
=
i
R
)1(
1
1
0
−
−
Mii
FS
Thay vµo ta cã:

=
i
R
)1(2.
)1)(1(
ppKK
pTpTR
icl
usiu
σσ
ττ
+
++
Chän
σ
τ

Tõ kÕt qu¶ võa x¸c ®Þnh ta cã hµm trun cđa m¹ch vßng dßng ®iƯn

=
MC
F

22
221
1
pTpT
sisi
++
V×
<<
si
T
nªn ta cã thĨ bá qua c¸c thµnh phÇn bËc cao

⇒
=
MC
F
pT
si
21
1
+
Ta cã s¬ ®å m¹ch vßng tèc ®é:
i
R


T
: Hằng số thời gian của máy phát tốc
-Sơ đồ thu gọn:
Hình 8: Sơ đồ thu gọn mạch vòng tốc độ

Trong đó:

0
S
=
)1)(21.()(
.
pTpTpTKK
RuK
sici



++
Vì
si
T
vaứ

T
<< nên ta có thể bỏ qua các thành phần bậc cao:


0

sci



+
Aựp dụng tiêu chuẩn môdul tối u ta có:

MC
F
=
22
221
1
pp


++
Mà
MC
F
=


0
0
1 SR
SR
+



si
21
1
+
i
K
1
pTK
R
c
u
.


R

0
S
d
U

_

- 7 -


R
=
)1(2.
)1()(



R
là khâu tỉ lệ P
Chơng 3. Mô phỏng bằng Matlab truyền động chính của máy bào
giờng hệ truyền động F-Đ
3.1. Lựa chọn tham số
Các thông số:
-Công suất định mức : P
đm
= 12 (KW)
-Điện áp định mức phần ứng: U
đm
= 220(V)
-Tốc độ quay định mức : n
đm
= 1200(v/ph)
-Điện cảm phần ứng :L
u
= 0,2 (H)
-Hiệu suất của động cơ :
đm
= 95%
-Hằng số thời gian máy biến dòng :T
i
= 0,002 (s)
-Hằng số thời gian của bộ chỉnh lu :T
V
= 0,0025(s)
-Hằng số thời gian của chuyển mạch điều khiển :T

65,125
12000
=95,5(Nm)
Dòng điện định mức :
dm
dm
dm
U
P
I =
=
54,54
220
12000
=
(A)

dm
dm
I
M
K =

=
75,1
54,54
5,95
=
Điện trở phần ứng :
dm


K
JR
T
u
c
=
=
)(82,0
75,1
1,0.5,2
2
s=
Hệ số khuếch đại chỉnh lu của động cơ:
Chọn
)(10 VU
dk
=
22==
dk
dm
cl
U
U
K
Hệ số khuêch đại của biến dòng:
- 9 -
Chọn
)(7 VU
id

)(0046,0 sTTT
vidk
=++
)(0102,02 sTTT
sis
=+=

Hàm truyền của bộ điều chỉnh dòng điện là:
=
i
R








+
usiicl
uu
pTTKK
TR
1
1
2




.2
)(
2745
0102,0.1,0.08,0.2
2.75,1.128,0
==
3.3. Viết chơng trình nội suy tốc độ đặt của máy bào giờng trong M-file
t=[];y=[];
y(1)=0;t(1)=0;k=1;
dt=0.01;dy=0.01;
while (t(k)<1|y(k)<1)
F=y(k)-t(k);
if F>0
y(k+1)=y(k);
t(k+1)=t(k)+dt;
- 10 -
else
y(k+1)=y(k)+dy;
t(k+1)=t(k);
end
k=k+1;
end
while (t(k)<1.5)
y(k+1)=y(k);
t(k+1)=t(k)+dt;
k=k+1;
end
while (t(k)<2|y(k)<3)
F=0.5*(y(k)-1)-2*(t(k)-1.5);
if F>0

while(t(k)<6|y(k)>-5)
F=1.5*(y(k)-1)+6*(t(k)-4.5)
if F>0
y(k+1)=y(k)-dy;
t(k+1)=t(k);
else
y(k+1)=y(k);
t(k+1)=t(k)+dt;
end
k=k+1;
end
while (t(k)<7)
- 12 -
y(k+1)=y(k);
t(k+1)=t(k)+dt;
k=k+1;
end
while (t(k)<7.5|y(k)<-1)
F=0.5*(y(k)+5)-4*(t(k)-7);
if F>0
y(k+1)=y(k);
t(k+1)=t(k)+dt;
else
y(k+1)=y(k)+dt;
t(k+1)=t(k);
end
k=k+1;
end
while (t(k)<8.5)
y(k+1)=y(k);