LỚP: Đại học VLVH Điện K6B-QB BTL: Truyền đông điện tự động
Khoa Điện
Bộ môn Lý thuyết chuyên ngành
BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG.
Họ và tên sinh viên: Lớp: Đại học VLVH Điện K6B-QB
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.
Bộ chỉnh lưu dùng sơ đồ cầu 3 pha, Hệ số khuếch đại của bộ chỉnh lưu: K
b
= 10+k. (k
là số thự tự sinh viên)
Động cơ điện một chiều: 220(V), 160(A), 1500(vòng/phut), R
ư
= 0,3(Ω), hệ số quá tải
cho phép λ =1,5. Tổng trở mạch rôto: R
d
= 0,5(Ω).
Hằng số thời gian: T
e
= 0,07(s), T
m
= 0,2(s).
Hệ số phản hồi dòng điện β =0,09 V/A
GVHD: Nguyễn Minh Thư SV
1
Hệ thống điều tốc hai mạch vòng tốc độ quay và dòng điện:
R
ω

∼
B§
FX
CK
FT
u
c®
CL1
CBD
R
ω
R
I
-
-
I
n
u
n
u
i
n
*
i
u
∆u
v
LỚP: Đại học VLVH Điện K6B-QB BTL: Truyền đông điện tự động
Hệ số phản hồi tốc độ γ =0,09 Vs/rad
B/ Yêu cầu của hệ thống:

1. Xây dựng sơ đồ cấu trúc của hệ.
Đối với mạch vòng phản hồi dòng điện trong tín hiệu do dòng thường chứa thành
phần xoay chiều, để giảm bớt nhiễu do thành phần xoay chiều này gây ra ta sứ dụng
một bộ lọc tần thấp có hằng số thời gian là T
oi
. Tuy nhiên khâu lọc làm cho tín hiệu
phản hồi bị trễ, để cân bằng sự chậm trễ này thì ở đường vào của tín hiệu đặt ta cũng
đưa vào một khâu lọc có cùng hằng số thời gian là T
oi
.
Mặt khác, trong mạch vòng phồi tốc độ, điện áp phản hồi nhận từ máy phát tốc
thường bị nhấp nhô do đổi chiều trong máy điện một chiều gây ra, bởi vậy ta cũng phải
đưa vào khâu lọc có hệ số thời gian T
on
ở đường vào của tín hiệu phản hồi và tín hiệu
đặt. Do vậy ta có sơ đồ cấu trúc trạng thái động của hệ thống như sau:
* Tính toán các tham số của sơ đồ.
Ta có:
đm đm u
eđm
đm
U I R 220 160.0,3
C 0,115
n 1500
− −
Φ = = =
=>
Đ
eđm
1 1

không có sai lệch tĩnh. Vì vậy ta sử dụng hệ thống điều tốc với phản hồi âm tốc có sử
dụng bộ điều chỉnh tỉ lệ có hệ số khuyếch đại K
b
= 10+3=13 (bộ chỉnh lưu cầu 3 pha)
2. Thiết kế bộ điều chỉnh ổn định dòng điện.
Ta có sơ đồ cấu trúc:
a. Đơn giản hoá sơ đồ cấu trúc.
Do T
m
>> T
e
nên sự biến thiên tốc độ n hay E
Đ
chậm hơn I
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)

1
đt
e i
K
W (p)
T p 1 T p 1
∑
=
+ +

với
( )
b
1
d
0,09. 13
K
K 2,34
R 0,5
β
= = =
( )
i oi
và T T 0,00344 0,00167 0,00501 s
∑
= + τ = + =
* Phân tích: - Mạch vòng dòng điện điều chỉnh quá trình quá độ của hệ thống,
nên dòi hỏi độ chính xác cao.
- Hàm truyền của đối tượng là dạng đặc thù của Tối ưu modul
=> Kết luận: Hiệu chỉnh mạch vòng dòng điện thành hệ thống điển hình loại I. Vì

∑ ∑
= =
τ + +
với
1 pi
I
1
K K
K =
τ
từ yêu cầu của hệ thống về
max
% 5%σ ≤
=> tra bảng 2 ta được K
I
T
Σi
= 0,5
=>
I
i oi
0,5 0,5 0,5
K 99,8
T T 0,00501
∑
= = = =
+ τ

=>
I 1

Theo điều kiện (1) ta có:
ci
oi
1 1 1 1
139,073
3 T 3 0,00167.0,00334
ω ≤ = =
τ
=> 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
ω ≤ = =
τ
thì với ω
ci
= 73,253 cũng thoã mãn.
Vậy Bộ điều chỉnh ta thiết kế là thoả mãn yêu cầu.
e. Thực hiện Bộ điều chỉnh.
Ta có sơ đồ nguyên lý:
Ta có:
pi
pi
oi
1 e pi pi oi
oi oi
oi
R
K

= = = Ω
τ
= = = µ
= = = µ
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.
GVHD: Nguyễn Minh Thư SV
6
LỚP: Đại học VLVH Điện K6B-QB BTL: Truyền đông điện tự động

với
( )
I
d
KI
* 2
i i I
K
I
W p
U T p p K
∑
β
= =
+ +
=> chia cả tử và mẫu cho K
I
ta được:
( )

2
3 T
∑
ω ≤
ta được:
( )
KI
I
1
1
11
0,09
W p
1 1
0,01p 1
p 1
p 1
K
99,8
β
= = =
+
+
+
* Sơ đồ cấu trúc trạng thái độngcủa hệ thống mạch vòng tốc độ:
* Biến đổi sơ đồ đưa về sơ đồ cấu trúc cơ bản ta được:
GVHD: Nguyễn Minh Thư SV
7
LỚP: Đại học VLVH Điện K6B-QB BTL: Truyền đông điện tự động
với M

đt
m n n
11 R K K
W p
T p T p 1 p T p 1
∑ ∑
γ
= =
+ +
với
dĐ
2
m
11 R K 11.0,09.0,5.8,695
K 21,52
T 0,2
γ
= = =
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
τ +
= =
τ

C n T
∑
∆ ∆
σ = λ − =

( )
695,652 0,015
84.2 1,7 0 . . 9,932%
1500 0,2
= − =
Trong đó:
z là hệ số quá tải cho phép, giả thiết khi khởi động không tải thì z = 0
T
Σn
= T
on
+ 0,01 =0,005 + 0,01 = 0,015 với T
on
= (1÷ 10) ms, chọn T
on
= 5ms
=> σ
nmax
% = 9,932% ≤ 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
IIđt đt

pn
2
K 546,875.0,08
K 2,033
K 21,52
τ
= = =
Vậy hàm truyền của BĐC được viết lại là:
( ) ( )
2
n PI pn
2
p 1 0,08p 1
W p W p K 2,033.
p 0,08p
τ + +
= = =
τ
d. Kiểm nghiệm các điều kiện gần đúng.
Từ h = 6, tra bảng (4) ta được
2
cn
1,71
ω
=
ω
=>
2
cn
12,5

e. Thực hiện Bộ điều chỉnh.
Ta có sơ đồ nguyên lý:
GVHD: Nguyễn Minh Thư SV
9
LỚP: Đại học VLVH Điện K6B-QB BTL: Truyền đông điện tự động
Ta 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
=
τ = = => = Ω=>
=

( )
( )
( )
pn on pn
2
pn
3