1 Để giải quyết đề tài trong luận văn có những nội dung sau: 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC S7-300. Xây dựng sơ đồ khối hệ truyền động biến tần – động cơ điện xoay chiều điều khiển bởi module mềm PLC S7-300. Hình 1.1: Mô hình hệ thống Trong sơ đồ này động cơ được điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số. Biến tần dùng để điều khiển điện áp ra cung cấp cho động cơ. PID S7-300 là bộ điều khiển số. cóChai mạch vòng phản hồi, mạch vòng âm dòng điện để ổn định dòng điện được tích hợp trong biến tần, mạch vòng âm tốc độ để ổn định tốc độ dùng Encoder. S p là tín hiệu điều khiển được lấy từ máy tính. Như vậy đây là hệ thống truyền động biến tần – động cơ điện xoay chiều điều khiển số. 2 2. PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN – ĐỘNG CƠ ĐIỆN KĐB BA PHA Trong bản luận văn đã đưa ra hai phương án điều khiển đó là phương án điều khiển vector và điều khiển trực tiếp momen. 3  !"#$ %&'()(*+,#-. /0 -12()(*+,#-. 31.!,! Qua phân tích đã chọn phương án điều khiển vector, đồng thời tiến hành xây dựng sơ đồ hệ điều khiển vector biến tần – động cơ điện không đồng bộ. 3. KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ ĐIỀU KHIỂN VECTOR BIẾN TẦN- ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ - Xây dựng sơ đồ khối hệ điều khiển số biến tần - động cơ điện xoay chiều. Sơ đồ khối hệ điều khiển số được xây dựng dựa trên: * Cơ sở hệ điều khiển vector. 4 Từ sơ đồ cấu trúc tổng hợp của động cơ KĐB (hình 2.9) và sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển động cơ KĐB bằng thiết bị biến tần (hình 2.11), thành lập được sơ đồ hình3.1. 4/0'5.6'7'0'-6 5 /0'#89: '6'7' 0'-6-;'1--1 </01 '=(($%&'-1 >6'7'0'-6 6 Sau khi biến đổi sơ đồ, giả thiết từ thông là không đổi dẫn tới chỉ còn một mạch vòng i 1q . Như vậy sơ đồ hình 3.2b là sơ đồ mà chúng ta đưa hệ điều khiển biến tần – động cơ điện xoay chiều về hệ truyền động động cơ điện một chiều kích từ độc lập . Với sơ đồ này thay bộ điều chỉnh dòng điện R i và bộ điều chỉnh tốc độ R ω bằng bộ điều khiển số ta được sơ đồ khối hệ điều khiển số như sau: * Cơ sở 2 là dựa vào bộ điều khiển số. - Khảo sát ổn định và khảo sát chất lượng 7 Khảo sát ổn định: + Mạch vòng dòng điện : Từ sơ đồ khối hệ điều khiển số, sau khi biến đổi ta được hàm truyền hệ kín: ( ) 01 2 2 3 3 01 2 2 3 3 ?@?@?@? A@A@A@A @B )C +++ +++ = Phương trình đặc tính là : 01 2 2 3 3 ?@?@?@? +++ = 0 Từ phương trình này ta khảo sát ổn định bằng phương pháp đại số (dựa vào bảng Routh). Với các số liệu tính toán như sau: T = 0,00165; K p = 0,25 ; K i = 42 sau khi thay số, tính toán, biến đổi Z =(V+ 1)/(V-1 ) ta được phương trình sau: Ta có: 0 2 2 1 3 0 =+++ DEDEDED 02122,344635,76383,00421,0 23 =+++ EEE Xét ổn định : Lập bảng Routh: G 0 = 0,042; G 1 = 0,6383; 2073,5 0 =F ; 0 2 =F ; 2122,34 0 0 130 1 = − = F DDF F Ta thấy các hệ số G 0 , G 1 , N 0 , N 1 của bảng Routh đều lớn hơn không, thỏa mãn điều kiện ổn định mạch vòng dòng điện. + Đối với mạch vòng tốc độ, ta khảo sát tương tự như mạch vòng dòng điện Hàm số truyền của mạch vòng tốc độ: ( ) @G @ H@H@H@H@H @A)@A)@A)@A) @B ) ω ω )( )( 01 2 2 3 3 4 4 00 2 10 3 20 4 30 = ++++ +++ =⇒ 8 Phương trình đặc tính: 01 2 2 3 3 4 4 H@H@H@H@H ++++ = 0 Đổi biến: Z = 1 1 − + E E ta được: Phương trình : 0 01 2 2 3 3 4 4 =++++ IEIEIEIEI Ta xét ổn định cho mạch vòng tốc độ theo tiêu chuẩn Routh. Lập bảng Routh: Với các số liệu tính toán như sau: T = 0,00165; K p = 0,25; K i = 42; 0006,0 = ω ) Ta có: 0 01 2 2 3 3 4 4 =++++ IEIEIEIEI , thay số và tính toán 00,00940,21302,674122,726674,9460 234 =++++⇒ EEEE Xét ổn định : Lập bảng Routh: Q 0 = 74,946; Q 1 = 22,7266 6743,1 0 = J ; 9460,74 0 4 1 041 2 == − = I I III J 1900,13 6743,1 2130,0.9460,746741,2.6743,1 0 1230 1 = − = − = J IJIJ J 1922,13 6743,1 2130,0.9460,747266,22.6743,1 0 1230 0 = − = − = J IJIJ / 9 2714,73 1900,13 1922,13.6743,19460,74.1900,13 1 0021 1 = − = − = J /JJJ / Ta thấy các hệ số Q 0 , Q 1 , R 0 , R 1 , S 0 , S 1 của bảng Routh đều lớn hơn không, thỏa mãn điều kiện ổn định của mạch vòng tốc độ. Khảo sát chất lượng: Dùng phần mềm Pascal để mô phỏng + )K,"9L5'!MN'%N' Sau khi biến đổi ta có phương trình sai phân: ( ) ( ) ( ) ( )( ) 3 0123012 121 ? AAAA)O?)O?)O?)O ++++−+−+−=+ (3-6) Từ phương trình sai phân trên lập trình theo ngôn ngữ Pascal ta sẽ vẽ được đường cong dòng điện trong 2 trường hợp sau: • Trường hợp 1: T = 0,5T u = 0,00165(s); K p = 0.25; K i =42 • Trường hợp 2: T = 0,61T u = 0,002(s); K p = 0.25; K i =50 Kết quả mô phỏng hai trường hợp được thể hiện trên 2 hình vẽ sau: 10 [...]... truyền động vector, đưa hệ truyền động này - Khảo sát ổn định, chất lượng hệ thống, thí nghiệm hệ truyền động, so sánh với kết quả tính toán - Đề xuất ứng dụng hệ truyền động để điều khiển chuyển động bàn máy gia công tia lửa điện 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Tên đề tài: “ NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỂ ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG BÀN MÁY GIA CÔNG... 4.13 Sơ đồ khối hệ truyền động biến tần – động cơ điện xoay chiều cho máy gia công tia lửa điện Trong sơ đồ này có 3 chuyển động x,y,z với yêu cầu chuyển động bàn máy có thể xây dựng hệ điều khiển hở hoặc kín Với hệ điều khiển kín: 18 Tín hiệu yêu cầu Tachometer UYC +_ Bàn máy RT UVT Động cơ Rω +_ Resolver Vít me đai ốc UTĐ Phản hồi tốc độ Phản hồi vị trí Hình 4.11 Sơ đồ hệ thống điều khiển vòng kín... quá điều chỉnh δ%< 20% - Thời gian quá độ tqđ . án điều khiển vector, đồng thời tiến hành xây dựng sơ đồ hệ điều khiển vector biến tần – động cơ điện không đồng bộ. 3. KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ ĐIỀU KHIỂN VECTOR BIẾN TẦN-. BIẾN TẦN- ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ - Xây dựng sơ đồ khối hệ điều khiển số biến tần - động cơ điện xoay chiều. Sơ đồ khối hệ điều khiển số được xây dựng dựa trên: * Cơ sở hệ điều khiển vector. 4 Từ. số như sau: * Cơ sở 2 là dựa vào bộ điều khiển số. - Khảo sát ổn định và khảo sát chất lượng 7 Khảo sát ổn định: + Mạch vòng dòng điện : Từ sơ đồ khối hệ điều khiển số, sau khi biến đổi ta được