BÁO CÁO CHUYÊN ĐÊ
CHUYÊN ĐÊ I: TRUYÊN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ MỘT CHIÊU

Giảng viên: Th.s: An Hoài Thu Anh
Lớp: Trang Bị Điện K56
Nhóm: 4
Thành viên:

1. Nguyễn Xuân Hùng
2. Nguyễn Tiến Hưng
3. Nguyễn Văn Khôi
4. Mai Vũ Long
5. Lê Văn Long

Nội dung báo cáo gồm có:
I.
II.
III.
IV.

Giới thiệu về động cơ một chiều
Xây dựng hệ truyền động động cơ một
chiều
Mô phỏng trên Matlab Simulink
Kết luận


I : Giới thiệu động cơ điện 1 chiều – DC
Motor
1 : Cấu tạo
Những phần chính của máy điện một chiều gồm stato với cực


Động cơ một chiều kích từ hỗn hợp : Gồm 2 dây quấn kích
từ: dây quấn kích từ song song và dây quấn kích từ nối
tiếp, trong đó dây quấn kích từ song song thường là chủ
yếu


3 : Nguyên lý hoạt động
Khi đặt lên dây quấn kích từ một điện áp U k trong dây sẽ
xuất hiện dòng Ik.Dòng kích từ này sẽ sinh ra từ thông chạy
trong mạch từ của động cơ. Ta đặt lên mạch phần ứng của động
cơ điện một điện áp Uư thông qua hệ thống cổ góp - chổi than
thì trong dây quấn phần ứng sẽ có một dòng điện I ư chạy
qua.Tương tác giữa dòng điện phần ứng và từ thông kích từ sinh
ra Momen điện từ.

4 .Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ DCM
Ưu điểm của động cơ một chiều so với các loại động cơ khác là dễ
dàng điều chỉnh tốc độ, các bộ điều chỉnh tốc độ cũng đơn giản, dễ chế
tạo . các phương pháp cơ bản :
- Thay đổi điện áp phần ứng
- Thay đổi điện trở mạch phần ứng
- Thay đổi từ thông kích từ

5 : Các phương trình đặc trưng động cơ một
chiều
a) Phương trình cân bằng điện áp phần ứng:
=




(2)


với
Từ 2 suy ra:
Bằng các phép biến đổi toán học ta được sơ đồ cấu trúc động cơ trên Matlab
như sau :

1, Xây dựng hệ truyền động điện cho động cơ

Ta có
- : Mạch vòng trong là mạch vòng dòng điện RI với quán tính nhỏ, động
lực học nhanh.
- Mạch vòng ngoài là mạch vòng tốc độ R W : tín hiệu cơ động học
chậm, quán tính lớn.

2, Tính toán các bộ điều khiển PID
a, Khái quát về bộ điều khiển PID


Cấu trúc của bộ điều khiển PID gồm 3 phần là khâu khuếch đại ( P ) , khâu
tích phân ( I ) và khâu vi phân ( D) . khi sử dụng thuật toán PID nhất thiết ta
sẽ phải chọn P I hoặc D sau đó là đặt tham số cho các chế độ đã chọn .

Cấu trúc bộ điều khiển PID
Bộ PID có cấu trúc đơn giản, đuộc sử dụng rộng dãi trong điều khiển các
đối tượng sử dụng nguyên lý hồi tiếp . Bộ PID có nhiệm vụ đưa sai lệch e(t)
của hệ thống về 0 sao cho quá trình quá độ thỏa mãn các yêu cấu cơ bản về
chất lượng :

1/ RA
L
TA  A
TA s  1 với
RA là hằng số thời gian roto.

Theo lý thuyết điều khiển hàm truyền đối tượng của bộ điều khiển RI là:
P(s)  W1 ( s)W2 ( s) 

Với

K cl / RA
K

(Tcl s  1)(TA s  1) (T2 s  1)(T1 s  1)

Tcl  T1 , TA  T2 , T2  T1

Với đối tượng là khâu quán tính bậc 2, sử dụng phương pháp tối ưu độ
lớn để xác định thông số bộ điều khiển PI :
Ta có:
Khi đó

Tcl  TA
TI  T1  TA

;

Kp 


Khi đó hàm truyền của đối tượng mạch vòng ngoài

T  2Ts
Với 2
Đối tượng là khâu tích phân-quán tính bậc nhất ,sử dụng bộ điều
khiển PI có hàm truyền:
RI (s)  Kp(1 

1
)
TI s

Áp dụng phương pháp tối ưu đối xứng xác định tham số như sau:

T

I

K

 aT 2
p



1
KT 2 a

Với a xác định từ độ quá điều chỉnh hoặc có thể chọn:
+ Nếu a> 1, a càng lớn thì độ quá điều chỉnh càng nhỏ

Tcl = 0.001;
Kephi = (60*Pdm)/(2*pi*n*Idm); % Tu thong khong doi
%Tinh bo dieu khien dong dien Ri
Ti1 = Ta;
Kp1 = La/(2*Kcl*Tcl);
%Tinh bo dieu khien toc do Rw
k = (Kephi)/(J);
T2 = 2*Tcl;
Ti2 = 4*T2;
Kp2 = 1/(k*T2*2);

Kết quả mô phỏng :
Cài đặt khối Step : step time =1 ; initial value = 300
; final value = -200 . Ban đầu động cơ chạy với tốc độ
300rad/s, sau khoảng thời gian là 1s , động cơ đảo
chiều quay với tốc độ 200rad/s. Ta được kết quả mô
phỏng .


Đáp ứng tốc độ

Nhận xét : qua đồ thị ta thấy động cơ lúc khởi động tăng
tốc lên hơn 400rad/s , sau đó tụt xuống còn 300rad/s
,đúng với giá trị tốc độ đặt và luôn bám sát tốc độ đặt, quá
trình này chỉ mất 0.03s . Quá trình đảo chiều quay cũng
chỉ mất 0.03s để đảo chiều động cơ và đúng giá trị đặt .
Như vậy bộ điều khiển tốc độ PI đã đáp ứng tốt yêu cầu điều khiển
nhanh và chính xác.