ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
THÁO QUẤN BĂNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN
MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP

Ngành:
Mã:
Học viên:
Ngƣời HD Khoa học:

TỰ ĐỘNG HOÁ
TÔN THẤT ĐỒNG
TS. TRẦN XUÂN MINH

THÁI NGUYÊN - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

http://www.lrc-tnu.edu.vn


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP
*****


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

http://www.lrc-tnu.edu.vn


-i-

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay ở Việt Nam, rất nhiều các nhà máy sản xuất thép cán, giấy, vải, dây
điện, bao bì… đƣợc xây dựng rất nhiều, sản phẩm cuối cùng của các nhà máy này
đó là các băng cuộn thép, cuộn vải, cuộn giấy, cuộn nilon tổng hợp... Trong các dây
chuyền sản xuất của các nhà máy đó luôn có khâu thực hiện tháo-quấn lại vật liệu.
Máy tháo-quấn băng vật liệu có chức năng sau: từ cuộn băng vật liệu ban đầu có
kích thƣớc lớn đƣợc tháo quấn để đƣa qua dao cắt (để chia nhỏ) hoặc qua các lô in
để in hình, sau đó lại quấn lại thành các cuộn. Với yêu cầu cao về năng suất làm
việc nên hệ thống đặt ra rất nhiều vấn đề phức tạp do sự biến đổi các thông số trong
quá trình làm việc; hiên tại ở trong nƣớc cũng nhƣ trên thế giới đã có nhiều công
trình khoa học nghiên cứu về hệ thống này tuy nhiên vẫn còn tồn tại một số vấn đề
cần nghiên cứu làm rõ. Để làm sáng tỏ hơn những vấn đề phức tạp của hệ thống
cũng nhƣ nghiên cứu đóng góp thêm những sáng kiến mới để làm phong phú thêm
các thành quả nghiên cứu các phƣơng pháp điều khiển cho hệ thống này, góp phần
cho vào công cuộc hiện đại hóa ngành công nghiệp sản xuất băng vật liệu.
Đƣợc sự đồng ý và dẫn dắt của cán bộ hƣớng dẫn khoa học, tác giả đã lựa
chọn đề tài: “Nghiên cứu xây dựng hệ truyền động điện tháo quấn băng vật liệu
sử dụng động cơ điện một chiều kích từ độc lập”.
Sau một thời gian làm nghiên cứu liên tục, nghiêm túc; cùng với sự hƣớng dẫn
tận tình của cán bộ hƣớng dẫn khoa học, các thầy cô trong khoa, sự giúp đỡ của các
học viên trong lớp và các bạn đồng nghiệp. Đến nay luận văn đã hoàn thành.
Qua đây tác giả xin gửi lời cám ơn tới quý thầy cô trong khoa Điện trƣờng ĐH

- iii -

LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Tôn Thất Đồng
Sinh ngày 08 tháng 02 năm 1983
Học viên lớp cao học khoá 11 - Tự động hoá - Trƣờng đại học kỹ thuật Công
nghiệp Thái Nguyên – Đại học Thái Nghuyên.
Hiện đang công tác tại khoa Điện trƣờng Cao đẳng Công nghiệp Huế.
Xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ truyền động điện tháo quấn
băng vật liệu sử dụng động cơ điện một chiều kích từ độc lập” do TS. Trần
Xuân Minh hƣớng dẫn là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các tài liệu
tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng.
Nếu sai phạm tôi chịu hoàn toàn trách nhiệm trƣớc Hội đồng khoa học và
trƣớc pháp luật.
Thái Nguyên, ngày 28 tháng 9 năm 2010
Tác giả

Tôn Thất Đồng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

http://www.lrc-tnu.edu.vn


- iv -

MỤC LỤC
Trang bìa

LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................. i


2.1. Tổng quan về truyền động điện một chiều ..................................................... 30
2.2. Nghiên cứu khảo sát hệ thống Thyristor – Động cơ ...................................... 30
2.2.1 Sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn định và đƣờng đặc tính tĩnh. ........................ 32
2.2.1.1. Bộ điều chỉnh tốc độ quay không bão hòa. ....................................... 33
2.2.1.2. Bộ điều chỉnh tốc độ quay bão hòa ................................................... 34
2.2.2 Chất lƣợng của hệ truyền động điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín ..... 35
2.2.2.1. Mô hình toán học trạng thái động ..................................................... 35
2.2.2.2. Phân tích quá trình khởi động ........................................................... 35
2.2.2.3. Tác dụng của hai bộ điều chỉnh. ....................................................... 38
2.3. Tổng hợp hệ thống truyền động hệ thống điều chỉnh tốc độ hệ thống tháoquấn băng vật liệu .................................................................................................. 38
2.3.1 Xây dựng hàm truyền của các khâu trong hệ thống điều khiển ............... 40
2.3.1.1 Hàm truyền của động cơ điện ............................................................ 40
2.3.1.2 Bộ chỉnh lƣu bán dẫn Thyristor ......................................................... 45
2.3.1.3 Hàm truyền của máy phát tốc ............................................................ 47
2.3.1.4 Hàm truyền của thiết bị đo điện ......................................................... 48
2.3.1.5 Tổng hợp hệ điều khiển RI, R .......................................................... 48
a. Tổng hợp bộ điều khiển dòng điện RI ........................................................ 48
b.Tổng hợp bộ điều khiển tôc độ R .............................................................. 50
2.3.2. Thiết kế và mô phỏng bộ điều khiển tốc độ động cơ một chiều kích từ
độc lập truyền động cho tang tháo-quấn băng vật liệu sử dụng bộ điều khiển PI
kinh điển ............................................................................................................ 54
2.3.2.1. Đặc điểm và tính toán thông số hệ thống truyền động ..................... 54
2.3.2.3. Mô phỏng Simulink – Matlab bộ điều khiển PI ................................ 56
CHƢƠNG 3: ............................................................................................................. 62

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

http://www.lrc-tnu.edu.vn


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
L (m)

Độ dài đoạn băng vật liệu

W (m)

Độ rộng của đoạn băng vật liệu

P (N)

Lực kéo căng

h (m)

Độ dày của băng vật liệu

 (N/m)

Độ giãn theo chiều dài của băng vật liệu

L (N/m)

Độ giãn theo chiều ngang (cạnh) của băng vật liệu

 (N/m2)

Độ bền kéo

A (m2)


R u 0 , R r 0 (m)

Bán kính của lõi tang quay tháo quấn và tang quấn lại

J u 0 , J r 0 (Kg.m2) Momen quan tính của lõi tang quay tháo quấn và tang quấn lại
R u , R r (m)

Bán kính của tang quay tháo quấn và tang quấn lại

J u , J r (Kg.m2)

Mô men quan tính tang quay tháo quấn và tang quấn lại

Mu, Mr (N.m)

Mô men truyền động tang quay tháo quấn và tang quấn lại

Vu , Vr (m/s)

Vận tốc dài tang tháo quấn và tang quấn lại

u ,  r (rad/s)

Vận tốc quay trục tang tháo quấn và trục tang quấn lại

Rω

Bộ điều chỉnh tốc độ



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

http://www.lrc-tnu.edu.vn


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....



data error !!! can't not
read....



data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....