Xây dựng mô hình hệ truyền động đảm bảo đồng bộ tốc độ giữa 2 động cơ để đảm bảo xe đi thẳng về phía trước động cơ truyền động sử dụng động cơ một chiều kích từ đôc lập sử dụng nguồn cấp riêng

35 582 3

Fowin Gửi tin nhắn Báo tài liệu vi phạm

Tải lên: 10,913 tài liệu

  • Loading ...
1/35 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 22/04/2014, 20:54

Mục Lục Lời mở đầu Đối với kỹ điều khiển - tự động hóa nói riêng và những người nghiên cứu khoa học - kỹ thuật nói chung, phỏng là công cụ quan trọng cho phép khảo sát các đối tượng, hệ thống hay qúa trình - vật lý, mà không nhất thiết phải đối tượng hay hệ thống thực. Được trang bị công cụ phỏng mạnh và hiểu biết về các phương pháp hình hóa, người kỹ sẽ khả năng rút ngắn thời gian và giảm chi phí nghiên cứu - phát triển sản phẩm một cách đáng kể. Điều này đặc biệt ý nghĩa khi sản phẩm là các hệ thống thiết bị kỹ thuật phức hợp với giá trị kinh tế lớn. Do yêu cầu của môn học và nhằm giúp sinh viên làm quen với việc thiết hệ thống truyền động ,góp phần hoàn thiện và củng cố kiến thức của môn học “Tổng hợp hệ điện cơ”em được nhận đề tài” Xây dựng hình hệ truyền động đảm bảo đồng bộ tốc độ giữa 2 động để đảm bảo xe đi thẳng về phía trước. Động truyền động sử dụng động một chiều kích từ đôc lập sử dụng nguồn cấp riêng” Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG MỘT CHIỀU 1.1 Cấu tạo chung của động 1 chiều Động một chiều bao gồm 2 phần phần cảm (phần tĩnh) và phần ứng (phần quay). * Phần cảm (stator) Phần cảm gọi là stator, gồm lõi thép làm bằng thép đúc, vừa là mạch từ vừa là vỏ máy và các cực từ chính dây quấn kích từ (hình 1.1), dòng điện chạy trong dây quấn kích từ sao cho các cực từ tạo ra cực tính liên tiếp luân phiên nhau. Cực từ chính gắn với vỏ máy nhờ các bulông. Ngoài ra máy điện một chiều còn nắp máy, cực từ phụ và cấu chổi than. Hình 1.1 Cực từ chính * Phần ứng (rotor) Rôto gồm lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp và trục máy Hình 1.2 Lá thép rôto Hình 1.3 Dây quấn phần ứng máy điện 1 chiều 1. Lõi thép phần ứng: Hình trụ làm bằng các lá thép kĩ thuật điện dày 0,5 mm, phủ sơn cách điện ghép lại. Các lá thép được dập các lỗ thông gió và rãnh để đặt dây quấn phần ứng (hình 1.2). 2. Dây quấn phần ứng: Gồm nhiều phần tử mắc nối tiếp nhau, đặt trong các rãnh của phần ứng tạo thành một hoặc nhiều vòng kín. Phần tử của dây quấn là một bối dây gồm một hoặc nhiều vòng dây, hai đầu nối với hai phiến góp của vành góp (hình 1.3a). hai cạnh tác dụng của phần tử đặt trong hai rãnh dưới hai cực từ khác tên (hình 1.3b). 3. Cổ góp (vành góp) hay còn gọi là vành đổi chiều gồm nhiều phiến đồng hình đuôi nhạn được ghép thành một khối hình trụ, cách điện với nhau và cách điện với trục máy. Các bộ phận khác như trục máy, quạt làm mát máy… 1.2 Nguyên lí làm việc của động điện 1 chiều Trên hình 1.4 khi cho điện áp 1 chiều U vào 2 chổi than A và B, trong dây quấn phần ứng dòng điện. Các thanh dẫn ab và cd mang dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tác dụng tương hỗ lên nhau tạo lên mômen tác dụng lên rôto ,làm quay rôto. Chiều của lực tác dụng được xác định theo quy tắc bàn tay trái Hình 1.4 tả nguyên lí làm việc của động điện 1 chiều Khi phần ứng quay được nửa vòng thì vị trí thanh dẫn ab và cd đổi chỗ cho nhau, nhờ phiến góp đổi chiều dòng điện nên dòng điện 1 chiều biến đổi thành dòng điện xoay chiều đưa vào dây quấn phần ứng, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, do đó lực tác dụng nên rôto cũng theo 1 chiều nhất định, đảm bảo động chiều quay không đổi. 1.3 Các chỉ số định mức của động điện 1 chiều Chế độ làm việc của máy điện nói chung và động điện 1 chiều nói riêng là chế độ làm việc trong những điều kiện mà nhà chế tạo quy định. Chế độ đó được đặc trưng bằng các đại lượng ghi trên nhãn máy gọi là các đại lượng định mức + Công suất định mức Pđm (KW hay W) + Điện áp định mức Uđm(V) + Dòng điện định mức Iđm(A) + Tốc độ định mức nđm(v/p) Ngoài ra còn ghi kiểu máy, phương pháp kích từdòng điện kích từ 1.4 Phân loại các động điện 1 chiều Dựa theo cuộn kích từ, động điện 1 chiều các loại như sau: + Động điện 1 chiều kích từ song song + Động điện 1 chiều kích từ độc lập + Động điện 1 chiều kích từ nối tiếp + Động điện 1 chiều kích từ hỗn hợp 1.5 Đặc tính của động điện 1 chiều kích từ độc lập * Định nghĩa: Phương trình đặc tính đồ thị miêu tả mối quan hệ giữa men điện từ M đt tốc độ góc ω của động cơ. * Đặc tính cơ: Từ phương trình cân bằng điện áp :    Φ= −= ω .E 0 0 KE RIU u 2 . . . . Φ − Φ = Φ − Φ = K RM K U K RI K U uu ω Độ cứng đặc tính cơ: u R K 2 ).( Φ = ∆ ∆Μ = ω β β càng lớn đặc tính càng cứng Đồ thị: Φ = . 0 k U ω : tốc độ không tải lí tưởng. M mm = u R KU Φ : Mômen mở máy. 1.6 Các cách khởi động động 1 chiều kích từ độc lập Từ phương trình điện áp phần ứng : U=E u +R u .I u u R u u EU I − =⇒ Khi mở máy n=0 ⇒ E u = Φ 60 . n a Np =0 Dòng điện phần ứng lúc mở máy là: I umở = u R U vì R u nhỏ I umở lớn khoảng (20 ÷ 30) Iđm làm hỏng chổi than và cổ góp. Để giảm dòng điện mở máy ta dùng các biện pháp sau: + Dùng biến trở mở máy R mở : TN M n M C M C1 n 0 n yc n 1 Mắc biến trở này vào mạch phần ứng lúc biến trở này : Iưmở =U/(Rư+Rmở ) Lúc đầu để R mở max, trong quá trình mở này tốc độ tăng lên Eư tăng lên và điện trở này giảm dần đến 0, máy làm việc đúng điện áp định mức. + Giảm điện áp đặt vào phần ứng: Phương pháp này là phương pháp thường dùng hơn cả nó đòi hỏi một nguồn điện thể điều chỉnh được điện áp như nguồn chỉnh lưu, hệ máy phát động hay bộ băm xung một chiều. Phương pháp này dùng kết hợp với việc điều chỉnh tốc độ động bằng cách thay đổi điện áp phần ứng rất tiện lợi. 1.7 Các trạng thái hãm của động điện 1 chiều kích từ độc lập Hãm là trạng thái mà động sinh ra men quay ngược chiều tốc độ quay .Trong tất cả các trạng thái hãm động đều làm việc ở chế độ máy phát. Tùy theo cách biến đổi năng lượng trong khi hãm người ta chia làm 3 trạng thái hãm: a) Hãm tái sinh: Năng lượng động trả vể nguồn xẩy ra khi tốc độ quay của động lớn hơn tốc độ không tải lý tưởng . Khi hãm tái sinh E u >U u , động làm việc như một máy phát điện song song với lưới , so với chế độ động dòng điện và men hãm đã đổi chiều . Đường đặc tính trạng thái hãm tái sinh nằm trong góc phần thứ II và thứ IV của mặt phẳng toạ độ.Trong trạng thái hãm tái sinh dòng điện hãm đổi chiều và công suất đưa trả về lưới điện giá trị P = (E –U) .I b) Hãm ngược: Năng lượng của nguồnđộng bị tiêu tán dưới dạng nhiệt. Xẩy ra khi phần ứng dưới tác dụng của động năng tích luỹ trong các bộ phận chuyển động do mômen thế năng quay ngược chiều với mômen điện từ của động cơ. Mômen sinh ra bởi động chống lại sự chuyển động của cấu sản suất hai trường hợp hãm ngược : + Đưa điện trở vào mạch phần ứng. + Đảo chiều điện áp phần ứng. c) Hãm động năng: Là trạng thái động làm việc như một máy phát mà năng lượng học của động đã tích luỹ được trong quá trình làm việc trước đó biến thành điện năng tiêu tán trong mạch hãm dưới dạng nhiệt. Như vậy ta thấy hãm tái sinh là phương pháp hãm tiết kiệm được năng lượng nhất, và điều này là rất cần thiết, nhất là đối với các động chạy bằng acqui. Vì vậy, trong khi thiết kế bộ băm điện áp, ta cố gắng điều khiển động hãm tái sinh. 1.8 Phương pháp điều khiển tốc độ động 1 chiều kích từ độc lập a) Thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng Đặc điểm : U 1 U 2 U 3 TN ( U dm ) n 0 n cb n 1 n 2 n 3 M n M C U dm > U 1 > U 2 > U 3 n cb > n 1 > n 2 > n 3 - Đặc tính là các đường song song với đặc tính tự nhiên của động cơ, do đó độ cứng của đặc tính không thay đổi. - Do U chỉ thể giảm do đó chỉ thể điều chỉnh giảm tốc độ của động cơ. - thể thay đổi U băng các van bán dẫn b) Thay đổi điện trở phần ứng R u : Đặc điểm : - Khi thêm R uf vào phần ứng động thì độ cứng của đặc tính giảm hay đặc tính của động giảm đi nghĩa là với một sự thay đổi rất nhỏ của tải sẽ dẫn đến một sự thay đổi rất lớn của ω nên không ổn định do đó trên thực tế điều chỉnh tốc độ băng R u ít được sử dụng. - Ngoài ra khi thêm R u vào phần ứng cũng nghĩa là tăng tổn hao làm nóng động cơ. Phương pháp này chỉ sử dụng để giảm dòng mở máy khi khởi động động cơ. 1.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông TN R f1 R f2 R f3 0 M C n 3 n 2 n 1 n cb n M, I 0 < R f1 < R f2 < R f3 n cb > n 1 > n 2 > n 3 TN R f1 R f2 R f3 0 M C n 3 n 2 n 1 n cb n M, I 0 < R f1 < R f2 < R f3 n cb > n 1 > n 2 > n 3 Đặc điểm : - Vì từ thông trong lõi thép rất dễ bão hoà nên người ta thường chỉ điều chỉnh giảm từ thông trong động cơ. - Khi từ thông Φ dm giảm đến Φ i thì một M ik nào đó, khi M c < M ik việc giảm Φ sẽ làm tăng tốc độ động cơ, khi M c >M ik việc giảm Φ sẽ làm tốc độ động cơ. Trên thực tế điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông là rất khó thực hiện vì quan hệ Φ(ω) là phi tuyến. Chương 2: Xây dựng hình động và các mạch vòng điều chỉnh đảm bảo đồng bộ tốc độ giữa 2 động 2.1 Xây dựng hình cho động điện 1 chiều. Cho đến nay động điện một chiều vẫn còn dùng rất phổ biến trong các hệ thống truyền động điện chất lượng cao, dải công suất động một chiều (Đ) từ vài W đến vài MW. Giản đồ kết cấu chung của Đ như hình 1.5, phần ứng được biểu diễn bởi vòng tròn bên trong sức điện động E, ở phần stato thể vài dây quấn kích từ: dây quấn kích từ độc lập CKĐ, dây quấn kích từ nối tiếp CKN, dây quấn cực từ phụ CF và dây quấn bù CB. Hệ thống các phương trình tả Đ thường là phi tuyến, trong [...]... hệ nhiều động thì các động phía sau sẽ bị dao động lớn nên cấu trúc này thường không được sử dụng khi cần đồng bộ một dây chuyền Hình 2. 11 tả hệ thống - Hệ thống gồm 2 động 1 chiều kích từ độc lập với yêu cầu là cần đồng bộ tốc độ giữa 2 động để đảm bảo xe luôn đi thẳng về phía trước 2. 3.Tổng hợp mạch vòng đi u chỉnh dòng đi n - Sơ cấu trúc mạch vòng đi u chỉnh dòng đi n: Hình 2. 12. .. chung đã được tuyến tính hoá của động một chiều kích từ độc lập Hình 2. 5 Sơ đồ cấu trúc tuyến tính hóa Sau đây ta xét một số trường hợp đặc biệt của động một chiều kích từ độc lập trong chế độ quá độ a) Động kích từ độc lập trong chế độ quá độ với Φ = const Khi dòng đi n từ động không đổi, hoặc khi động được kích thích bằng nam châm vĩnh cửu thì từ thông kích từ là hằng số: KΦ = const = Cu... thể tính được tốc độ qua phương trình cân bằng đi n áp phần ứng: U − Ru I ω= kΦ Trong đó Rư- đi n trở mạch phần ứng của động Từ các phương trình trên thể vẽ được họ đặc tính M(ω) của động một chiều khi từ thông không đổi, hình 2. 2 ω Hình 2. 2 Đặc tính của động đi n một chiều khi từ thông không đổi 2. 1 .2 Chế độ quá độ của động đi n một chiều Nếu các thông số của động là không đổi... khiển R I và Rw cho động thứ nhất ta xây dựng hình truyền động cho động thứ 2 Tín hiệu đặt của động thứ nhất (master) được nhận từ máy tính, tốc độ quay của động này chính là tín hiệu đặt cho động tiếp theo 3.1 phỏng trên simulink 3.3.1 phỏng đặc tính tốc độ dòng đi n: Hình 3.1 Sơ đồ phỏng tốc độ dòng đi n Hình 3 .2 Đặc tính tốc độ Hình 3.3 Đặc tính dòng đi n Như vậy với... dòng đi n 2. 2 Cấu trúc đi u khiển Hình 2. 10 sơ đồ cấu trúc hệ thống Đây là phương pháp đi u khiển đồng bộ tốc độ động theo động chủ đạo Ưu đi m: - Trong cấu trúc này tốc độ động trước làm tín hiệu đặt cho động sau Mỗi động được đi u khiển bằng một bộ đi u khiển tốc độ riêng Cấu trúc này ưu đi m làm chất lượng đáp ứng tốt hơn trong qúa trình quá độ cũng như phản ứng với nhiễu Nhược đi m:... hiệu đi u khiển) thường là đi n áp phần ứng U, đi n áp kích từ Uk; tín hiệu ra thường là tốc độ góc của động ω, mômen quay M, dòng đi n phần ứng I, hoặc trong một số trường hợp là vị trí của rôto φ Mômen tải M c là mômen do cấu làm việc truyền về trục động cơ, mômen tải là nhiễu loạn quan trọng nhất của hệ truyền đi n tự động ω φ u u Hình 2. 1 Giản đồ thay thế động một chiều 2. 1.1 Chế độ xác lập. .. hợp hệ thống đi u chỉnh tốc độ Với độ quá chỉnh theo tiêu chuẩn tối ưu Hệ thống ổn định với thời gian quá độ rất nhỏ, không dao động Đường đặc tính 2 động tương đối đồng bộ với nhau, ngay cả khi tải nhiễu thì các đường đặc tính tốc độ 2 động vẫn bám sát nhau, độ sai lệch dưới 1% với các tải nhiễu khác nhau đảm bảo tốc độ 2 động được đồng bộ với nhau làm cho xe thể đi thẳng về phía. .. đi u chỉnh tốc độ được xây dựng ở trên ta được hình phỏng tổng hợp như sau: Hình 3.7 hình phỏng đồng bộ tốc độ Hình 3.8 Đáp ứng tốc độ khi chưa nhiễu Hình 3.9 Đáp ứng dòng đi n khi chưa nhiễu Hình 3.10 Đáp ứng tốc độ khi nhiễu Hình 3.11 Đáp ứng dòng đi n khi nhiễu 3 .2 Đánh giá kết quả Từ đồ thị cho thấy hệ thống đi u chỉnh đồng bộ hóa tốc độ giữa 2 động là tương đối ổn định... đó nb /xe tốc độ quay của bánh xe nb / xe = v =1 ,21 (v/p) 2. π Rb i=10 nên ta : nđ/c=i.nb /xe= 10.1 ,21 = 12, 1(v/p) ω đ/c= nđ/c.9,55=115,55(rad/s) USP= wđ/c.kw=115,55.0,063=7 ,28 (V) Chương 3: phỏng các đặc tính của hệ thống truyền động đi n và tính chọn các bộ đi u khiển Như đã phân tích ở trên thì ta sử thực đi u khiển đồng bộ nhiều động theo phương pháp ELS .Từ kết quả tổng hợp cho bộ đi u... Chế độ xác lập của động đi n một chiều Khi đặt lên dây quấn kích từ một đi n áp uk nào đó thì trong dây quấn kích từ sẽ dòng đi n ik và do đó mạch từ của máy sẽ từ thông Φ Tiếp đó đặt một giá trị đi n áp U lên mạch phần ứng thì trong dây quấn phần ứng sẽ dòng đi n chạy qua Tương tác giữa dòng đi n phần ứng và từ thông kích từ tạo thành mômen đi n từ, giá trị của mômen đi n từ được tính như . đảm bảo xe đi thẳng về phía trước. Động cơ truyền động sử dụng động cơ một chiều kích từ đôc lập sử dụng nguồn cấp riêng Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 1.1 Cấu tạo chung của động cơ. cơ đi n 1 chiều có các loại như sau: + Động cơ đi n 1 chiều kích từ song song + Động cơ đi n 1 chiều kích từ độc lập + Động cơ đi n 1 chiều kích từ nối tiếp + Động cơ đi n 1 chiều kích từ hỗn hợp 1.5. chỉnh đảm bảo đồng bộ tốc độ giữa 2 động cơ 2. 1 Xây dựng mô hình cho động cơ đi n 1 chiều. Cho đến nay động cơ đi n một chiều vẫn còn dùng rất phổ biến trong các hệ thống truyền động đi n chất
- Xem thêm -

Xem thêm: Xây dựng mô hình hệ truyền động đảm bảo đồng bộ tốc độ giữa 2 động cơ để đảm bảo xe đi thẳng về phía trước động cơ truyền động sử dụng động cơ một chiều kích từ đôc lập sử dụng nguồn cấp riêng, Xây dựng mô hình hệ truyền động đảm bảo đồng bộ tốc độ giữa 2 động cơ để đảm bảo xe đi thẳng về phía trước động cơ truyền động sử dụng động cơ một chiều kích từ đôc lập sử dụng nguồn cấp riêng, Xây dựng mô hình hệ truyền động đảm bảo đồng bộ tốc độ giữa 2 động cơ để đảm bảo xe đi thẳng về phía trước động cơ truyền động sử dụng động cơ một chiều kích từ đôc lập sử dụng nguồn cấp riêng

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay