Ch-ơng 3
Tổng hợp hệ thống
1. Tổng hợp mạch vòng dòng điện R
I
Sơ đồ cấu trúc của mạch vòng dòng điện stato là:
Trong đó:
+ L
f
, R
f
: Điện cảm và điện trở mạch lọc
+
s
L ,R
s
: Điện cảm tản và điện trở một pha stato
+ Toàn bộ phần roto thay thế bằng một nguồn sức điện động
*) Mạch lọc và mạch stato có thể đ-ợc mô tả bởi hàm truyền:
S
01
(p)=
Tp+
K
=
Lp+R 1
1
Với R=R
f
+ 2R
s
và K=

S
i
(p)= S
01
(p). S
02
(p). S
ís
(p)
Do

b
và
i
là rất nhỏ nên ta có thể coi hàm truyền của đối t-ợng điều
chỉnh là: S
0i
(p)=K
s
.
)Tp+)(p+(
si
11
1

Trong đó: T=
R
L
;
si

mạch vòng tốc độ là: F
0
=
sis
.K
T
2
.
Tp
Tp1

.
)Tp+)(p+(
si
11
1

=
)p1(p
1


F
K
=
0
0
F1
F



Trong ph-ơng pháp điều khiển giữ từ thông roto không đổi ta có:
M =
2
ssmms
2
r
2
s
2
ss
r
m
I)(F.K
T1
I
R
L
2
3



Khi đó sơ đồ mạch vòng tốc độ có dạng:
Mô hình chứa nhiều khâu phi tuyến phức tạp nên việc tổng hợp mạch
vòng điều chỉnh mômen là khó khăn, ta có thể đơn giản hoá nh- sau: Hằng
số thời gian mạch vòng điều chỉnh mômen lớn, hằng số thời gian mạch vòng
dòng điện nhỏ, vì vậy khi khảo sát ta có thể thay mạch vòng điều chỉnh
mômen bằng khâu quán tính bậc nhất có tần số cắt đại diện


=
pT1
K



Do hằng số thời gian Tc lớn do vậy tổng hợp mạch vòng dòng điện theo
tiêu
chuẩn tối -u đối xứng:
Ta có: S
0
=
pT1
K



.
p21
1
si

.
Jp
1
Do T
si
và T

là những khâu có hằng số thời gian nhỏ, đặt T'

=




K)pT1()pT'1.(pJKT
K)pT1(
0s
2
0
0
=




KpKTpJKTpT'JKT
K)pT1(
0
2
0
3
s0
0
=
1pTp
K
JKT
p
K

0
=1
Ta có : a
12
- 2a
0
a
2
= 0, a
22
- 2a
1
a
3
= 0 suy ra: K
I
=
J
T'K.2
s
,T
I
= 4T's
Xét sự ổn định của hệ đối với nhiễu loạn phụ tải M
C
:

= (.
pT1
K

Jp
1
) = -
Jp
M
C



C
M


=
)R
Jp
1
p21
1
pT1
K
1(Jp
1
si







R
pT1
K
Jp
1


= 0

Vậy khi
Rlà khâu PI thì tín hiệu ra không phụ thuộc vào nhiễu loạn
của phụ tải Mc.
3. Tính toán tham số mạch vòng dòng điện và mạch vòng tốc độ
Do mạch vòng dòng điện nằm biến trong biến tần nên ta không phải
tính toán tham số, ta chỉ phải tính toán tham số của khâu R
. Theo trên ta có
khâu điều chỉnh tốc độ là khâu PI với các tham số đ-ợc tính toán d-ới đây:
J = J
đ
+ J
c
= 0.2 + 0.008 = 0.208 kGm
K

=
dm

10
=
104,72

là thời gian lấy mẫu dòng điện:
i
=1 ms = 0.001s

si
=
b
+
i
=0.001 + 0.0008 = 0.0018 s
T

: Hằng số thời gian khâu phản hồi dòng điện, T

= 10ms = 0.01s
T'
s
=2.T
si
+T

= 0.0136 s
K
I
=
J
T'K.2
s
= 0.013
T