LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Tài liệu được đăng trên website

1

Khoa Điện
Bộ môn Lý thuyết chuyên ngành
BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG.

Họ và tên sinh viên: Lê Ngọc Nhu
Lớp: ĐH Điện K3A
Tên đề tài:
Khảo sát và tính toán các tham số cho hệ truyền động T-Đ.
a/ Số liệu cho trước:
Cho hệ truyền động điện T-Đ (Thyristor-động cơ điện một chiều) có sơ đồ nguyên
lý như hình vẽ.
=

n) - điện áp phản hồi tốc độ,
*
i
u
- điện áp đặt dòng điện; u
i
(u
i
=

I) - điện áp phản hồi âm dòng điệnU
d
§

=

CK
§

+

-




i
n

*
i
u


u
v

LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Tài liệu được đăng trên website

2

Hệ số phản hồi dòng điện  =0,04 V/A
Hệ số phản hồi tốc độ  =0,01 V phút/vòng
B/ Yêu cầu của hệ thống:
Chỉ tiêu trạng thái ổn định: không có sai số tĩnh;
Chỉ tiêu trạng thái động: lượng quá điều chỉnh dòng điện 
imax
%  5 %
lượng quá điều chỉnh tốc độ khi khởi động không tải đến
tốc độ quay định mức 
nmax
%  10 %
B/ Nội dung cần thực hiện:
1/ Xây dựng sơ đồ cấu trúc của hệ.

Lời nói đầu
Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước thì việc phát triển khoa
học kỹ thuật đã được ứng dụng vào lĩnh vực công nghiệp. Ở nước ta đã nhập
khá nhiều loại máy móc, thiết bị rất hiện đại, do vậy đòi hỏi quá trình giảng
dạy cho học sinh, sinh viên phải trang bị những kiến thức cơ bản về nguyên lý
và hoạt động cũng như nguyên tắc vận hành hệ thống điều chỉnh tự động
nhằm nắm bắt kịp thời với thực tế của xã hội trong hiện tại và trong những
năm tới.
Trong quá trình học tập tại trường em đã được học môn học Điều Chỉnh
tự động truyền động Điện, để củng cố kiến thức môn học này cô giáo đã giao
đề tài bài tập lớn môn học HS-SV. Em đã được nhận đề tài: Khảo sát và tính
toán các tham số cho hệ truyền động T-Đ. Tính toán truyền động là một việc
làm tương đối khó, trong thời gian làm và học tập vừa qua, với sự cố gắng nỗ
lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy, cô giáo
trong khoa điện đặc biệt là sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của cô giáo: Nguyễn
Minh Thư, em đã hoàn thành xong môn học va bài tập lớn này.
Trong quá trình thiết kế đồ án, với kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án
chắc khó tránh khỏi các khiếm khuyết. Em rất mong được sự nhận xét góp ý
của các thầy cô giáo và các bạn để bản thiết kế của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vinh, ngày 17 tháng 10 năm 2010
Sinh viên Lê Ngọc Nhu LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Tài liệu được đăng trên website



   

=>
Đ
e đm
1 1
K 5,263
C 0,19
  


=> độ sụt tốc độ của hệ thống trên đặc tính Tự nhiên với tải định mức.
 
đm d
đm
e đm
I R 150.0,5
n 394,737 vòng
C 0,19
   


=> sai lệch tĩnh trên đặc tính tự nhiên:
LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Tài liệu được đăng trên website

5

d
. Xét trong thời
gian Δt ta xem như ΔE
Đ
= 0, nên bỏ qua nhiễu E
Đ
tham gia vào mạch vòng dòng
điện. Do vậy ta sẽ được sơ đồ cấu trúc sau khi bỏ qua nhiễu và đơn giản hoá là:

với T
oi
thường chọn là (1 ÷ 2)T
oi
= 2τ, chọn T
oi
= 2τ = 2.0,00167 = 0,00334 (vì
bộ chỉnh lưu là cầu 3pha nên τ = 0,00167)
Ta thấy T
e
= 0,07s >> T
oi
.τ = 0,00334.0,00167 = 5,58.10
-6
=> xử lí gần đúng:







 
1
đt
e i
K
W (p)
T p 1 T p 1


 

với




b
1
d d
A 1 0,04. 34 1
K
K 2,8
R R 0,5
  

   


i oi
và T T 0,00344 0,00167 0,00501 s

I
h
1 i i
K K
K
W (p)
p T p 1 p T p 1
 
 
  
với
1 pi
I
1
K K
K 


từ yêu cầu của hệ thống về
max
% 5%
 
=> tra bảng 2 ta được K
I
T
Σi
= 0,5
=>
I
i oi


7

d. Kiểm nghiệm các điều kiện gần đúng.
Với
I i ci
i
0,367 0,367
K T 0,5 73,253
T 0,00501


     

Theo điều kiện (1) ta có:
ci
oi
1 1 1 1
139,073
3 T 3 0,00167.0,00334
   


=> điều kiện (1) được thoả mãn. Ngoài ra theo điều kiện của tần số cắt ta có:

ci
1 1
199,6
3 3.0,00167
   

pi oi pi
1
pi
3
pi
oi
oi
3
oi
R R K 2,5.1 2,5 k
0,07
C 28 F
R
2,5.10
4T 4.0,00334
C 13,36 F
R
1.10
   

   
   3. Thiết kế bộ điều chỉnh ổn định tốc độ hệ truyền động.
a. Đơn giản hoá sơ đồ cấu trúc.
* Biến đổi mạch vòng dòng điện thành một khâu tương ứng.
LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Tài liệu được đăng trên website

1
p p 1
K K



 

xử lí gần đúng:
2
i
I I I
T
1 1
p p 1 p 1
K K K

   
với điều kiện là:
 
I
cn
i
1 K
2
3 T

 
ta được:
 
với M
c
(p) = 0, xử lý gần đúng:








m on m on m n
T p T p 1 0,01p 1 T p T 0,01 p 1 T p T p 1

      
 
 

với điều kiện là:
 
cn
n on
1 1
3
3 T T

 
=> Sơ đồ cấu trúc sau xử lý gần đúng là:


Theo tối ưu đối xứng và với hàm truyền đối tượng như vậy tra bảng (9) ta
được hàm truyền của Bộ điều chỉnh:
   
2
n PI pn
2
p 1
W p W p K
p
 
 

và phối hợp tham số τ
2
= hT
Σn

c. Xác định các tham số bộ điều chỉnh.
Chọn h = 6 => tra bảng 7 ta có:
max
b
C
% 84,0
C

 .
kiểm tra lại σ
nmax
%:

Σn
= T
on
+ 0,01 =0,005 + 0,01 = 0,015 với T
on
= (1÷ 10) ms, chọn T
on
= 5ms
=> σ
nmax
% = 7,687% ≤ 10% yêu cầu. Vậy bộ điều chỉnh ta chọn là hợp lý.
Hàm truyền hở của hệ thống sau hiệu chỉnh:
 
   
2 pn 2
w 2
II đt đt
2 2
2 n n
K K ( p 1)
K ( p 1)
W p W (p).W (p)
p T p 1 p T p 1
 
 
 
  
  

với τ

2
n PI pn
2
p 1 0,08p 1
W p W p K 14,632.
p 0,08p
  
  


d. Kiểm nghiệm các điều kiện gần đúng.

Từ h = 6, tra bảng (4) ta được
2
cn
1,71



=>
2
cn
12,5
7,31
1,71 1,71

   

với
2

11Ta có:
pn
pn
on
2 e pn pn on
on on
on
R
K
R
T R C cho R 1k
R C
T
4

     




 
 
pn on pn
2
pn
3
pn


6. Mô tả hệ thống trên Matlab.

LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Tài liệu được đăng trên website

13

LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Tài liệu được đăng trên website

14

LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN