intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đề tài: Truyền động điện tự động

Chia sẻ: NGOC NHU | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:16

Thêm vào BST
Báo xấu
266
lượt xem 109
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'đề tài: truyền động điện tự động', kỹ thuật - công nghệ, tự động hoá phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(1) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Truyền động điện tự động

  1. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Khoa Điện Bộ môn Lý thuyết chuyên ngành BÀI TẬP LỚN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG. Họ và tên sinh viên: Lê Ngọc Nhu Lớp: ĐH Điện K3A 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. ∼ CL 1 CBD CK I ui u* - + B§ = ∆ uv uc® Rω RI i Ud § CK§ -u - n FX n n FT Hệ thống điều tốc hai mạch vòng tốc độ quay và dòng điện: Rω - Bộ điều chỉnh tốc độ quay; RI - Bộ điều chỉnh dòng điện; FT - Máy phát tốc; FX - Mạch phát xung điều khiển các tiristor của BĐ; CBD - Cảm biến dòng điện, ucđ - điện áp chủ đạo (điện áp đặt tốc độ); un (un=γ n) - điện áp phản hồi tốc độ, Bộ chỉnh lưu dùng sơ đồ cầu 3 pha, Hệ số khuếch đại của bộ chỉnh lưu: Kb = 45+1. (A là số thự tự sinh viên) Động cơ điện một chiều: 220(V), 150(A), 1000(vòng/phut), Rư = 0,2(Ω ), hệ số quá tải cho phép λ =1,7. Tổng trở mạch rôto: Rd = 0,5(Ω ). (A là số thứ tự sinh viên). Hằng số thời gian: Te = 0,07(s), Tm = 0,22(s). GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 1
  2. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Hệ số phản hồi dòng điện β =0,04 V/A Hệ số phản hồi tốc độ γ =0,01 V phút/vòng B/ Yêu cầu của hệ thống: Chỉ tiêu trạng thái ổn định: không có sai số tĩnh; Chỉ tiêu trạng thái động: lượng quá điều chỉnh dòng điện σimax % ≤ 5 % lượng quá điều chỉnh tốc đ ộ khi khởi động không tải đ ến tốc độ quay định mức σnmax% ≤ 10 % B/ Nội dung cần thực hiện: 1/ Xây dựng sơ đồ cấu trúc của hệ. 2/ Xác định các tham số của sơ đồ cấu trúc hệ truyền động. 3/ Xác định tham số bộ điều chỉnh ổn định dòng điện 4/ Xác định tham số bộ điều chỉnh tốc độ của hệ truyền động; 5/ Khảo sát đặc tính động học của hệ bằng phần mềm Matlab và rút ra kết luận. 6/ Xây dựng sơ đồ nguyên lý của hệ. C/ Yêu cầu: Thời gian nhận bài tập dài : 21 / 09 /2011 Thời gian nộp bài tập dài : 15 / 10 /2011 Tài liệu tham khảo:. 1/ Bùi Quốc Khánh cùng các tác giả Cơ sở truyền động điện; NXBKHKT 2005 2/ Bùi quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn,… Điều chỉnh tự động truyền động điện; NXBKHKT2003 3/ Nguyễn Doãn Phước Lý thuyết điều khiển hệ tuyến tính; NXBKHKT2002 Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Minh Thư GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 2
  3. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Lời nói đầu Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nư ớc thì việc phát triển khoa học kỹ thuật đã được ứng dụng vào lĩnh vực công nghiệp. ở nước ta đã nhập khá nhiều loại máy móc, thiết bị rất hiện đ ại. do vậy đòi h ỏi quá trình giảng dạy cho học sinh, sinh viên phải trang bị nh ững kiến th ức c ơ bản về nguyên lý và hoạt động cũng như nguyên tắc vận hành hệ thống điều chỉnh tự động nhằm nắm bắt kịp thời với thực tế của xã h ội trong hiện tại và trong những năm tới. Trong quá trình học tập tại trường em đã được học môn học Điều Chỉnh tự động truyền động Điện, để củng cố kiến thức môn học này cô giáo đã giao đề tài bài tập lớn môn học HS-SV. Em đã đ ược nhận đề tài: Khảo sát và tính toán các tham số cho hệ truyền động T-Đ. Tính toán truyền động là một việc làm tương đối khó, trong thời gian làm và h ọc tập v ừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ và ch ỉ bảo tận tình của các thầy, cô giáo trong khoa điện đặc biệt là sự giúp đ ỡ ch ỉ bảo tận tình của cô giáo: Nguyễn Minh Thư, em đã hoàn thành xong môn học va bài tập lớn này. Trong quá trình thiết kế đồ án, với kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án chắc khó tránh khỏi các khiếm khuyết. Em rất mong được sự nhận xét góp ý của các thầy cô giáo và các bạn để bản thi ết k ế c ủa em đ ược hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày 17 tháng 10 năm 2010 Sinh viên GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 3
  4. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Lê Ngọc Nhu 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 Toi. 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 Toi. 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 Ton 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: U đm − Iđm R u 220 − 150.0, 2 Φ = = = 0,19 Ceđm n đm 1000 1 1 => K Đ = = = 5, 263 Φ Ceđm 0,19 GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 4
  5. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN => độ sụt tốc độ của hệ thống trên đặc tính Tự nhiên với tải định mức. Iđm R d 150.0,5 = 394,737 ( vòng ) ∆n đm = = Φ Ceđm 0,19 => sai lệch tĩnh trên đặc tính tự nhiên: ∆n đm 394,737 St ( TN ) % = .100 = .100 = 28, 24% n đm + ∆n đm 1000 + 397,737 Nhận xét:Ta thấy sai lệch tĩnh của đặc tính Tự nhiên hệ thốn hở rất lớn. Do đó thực hiện hiệu chỉnh hệ thống kín với phản hồi âm tốc và với yêu cầu c ủa h ệ thống là 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 = 45+1 = 46 (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 Tm >> Te nên sự biến thiên tốc độ n hay E Đ chậm hơn Id. Xét trong thời gian Δt ta xem như ΔEĐ = 0, nên bỏ qua nhiễu EĐ 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: GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 5
  6. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN với Toi thường chọn là (1 ÷ 2)Toi = 2τ, chọn Toi = 2τ = 2.0,00167 = 0,00334 (vì bộ chỉnh lưu là cầu 3pha nên τ = 0,00167) Ta thấy Te = 0,07s >> Toi.τ = 0,00334.0,00167 = 5,58.10-6 => xử lí gần đúng: ( Toi p + 1) ( Toi p + 1) ( Toi p + 1) ≈ ( Toi + τ ) p + 1 = T∑ ip + 1 = 5.10 −3 p + 1 với điều kiện: 11 ωc ≤ (1) 3 Toi τ Khi đó ta có sơ đồ sau khi xử lí gần đúng là: b. Lựa chọn cấu trúc bộ điều chỉnh. Từ sơ đồ cấu trúc ta có hàm truyền của đối tượng là: K1 Wđt (p) = ( Te p + 1) ( T∑ i p + 1) βK b β ( A + 1) 0,04.( 34 + 1) với K1 = = = = 2,8 Rd Rd 0,5 và T∑ i = Toi + τ = 0,00344 + 0,00167 = 0,00501( s ) * 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 vậy theo Tối ưu modul ta có hàm truyền của Bộ điều chỉnh là: τ p +1 WI (p) = WPI (p) = K pi 1 với τ1 = Te = 0,07(s) (do Te > TΣi) τ1p GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 6
  7. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN c. Xác định các tham số bộ điều chỉnh. Ta có hàm truyền hệ hở của hệ thống sau hiệu chỉnh là: K1K pi K1K pi KI Wh (p) = = với K I = τ1p ( T∑ i p + 1) p ( T∑ i p + 1) τ1 từ yêu cầu của hệ thống về σmax % ≤ 5% => tra bảng 2 ta được KITΣi = 0,5 0,5 0,5 0,5 => K I = = = = 99,8 T∑ i Toi + τ 0,00501 K I τ1 99,8.0,07 => K pi = = = 2,5 K1 2,8 vậy hàm truyền của Bộ điều chỉnh được viết lại là: τ p +1 0,07p + 1 Wi (p) = WPI (p) = K pi 1 = 2,5. τ1p 0,07p d. Kiểm nghiệm các điều kiện gần đúng. 0,367 0,367 Với K IT∑ i = 0,5 => ωci = = = 73, 253 T∑ i 0,00501 Theo điều kiện (1) ta có: 11 1 1 ωci ≤ = = 139,073 3 τToi 3 0,00167.0,00334 => điều kiện (1) được thoả mãn. Ngoài ra theo điều kiện của tần số cắt ta có: 1 1 ωci ≤ = = 199,6 thì với ωci = 73,253 cũng thoã mãn. 3τ 3.0,00167 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: GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 7
  8. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN R pi = R oi K pi = 2,5.1 = 2,5 ( kΩ ) R pi K pi = τ1 R oi 0,07 = 28 ( µ F ) Cpi = = R pi 2,5.103 τ1 = Te = R pi Cpi => cho R oi = 1kΩ => 4Toi 4.0,00334 R oi Coi = 13,36 ( µ F ) Coi = = Toi = 1.103 R oi 4 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. KI β Id với W ( p ) = => chia cả tử và mẫu cho KI ta được: = KI * 2 U i T∑ i p + p + K I 1 β WKI ( p ) = T∑ i p2 + 1 p + 1 KI KI T xử lí gần đúng: ∑ i K p + 1 K p + 1 ≈ 1 K p + 1 với điều kiện là: 2 I I I 1 KI ( 2) ωcn ≤ 3 T∑ i 1 1 β 25 0,04 ta được: WKI ( p ) = = = 1 p +1 1 p + 1 0,01p + 1 KI 99,8 * Sơ đồ cấu trúc trạng thái độngcủa hệ thống mạch vòng tốc độ: GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 8
  9. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN * Biến đổi sơ đồ đưa về sơ đồ cấu trúc cơ bản ta được: với Mc(p) = 0, xử lý gần đúng: Tm p ( Ton p + 1) ( 0,01p + 1) ≈ Tm p ( Ton + 0,01) p + 1 = Tm p ( T∑ n p + 1)   với điều kiện là: 1 1 ( 3) ωcn ≤ 3 T∑ n Ton => Sơ đồ cấu trúc sau xử lý gần đúng là: b. Lựa chọn cấu trúc bộ điều chỉnh. * Phân tích: dựa vào sơ đồ ta thấy hệ thống phải chống nhiễu tốt, chịu tác động của tín hiệu đặt. => hệ thống sau hiệu chỉnh là hệ thống điển hình loại II. Ta có: hàm truyền đối tượng của hệ thống: 25γR dĐ K K2 Wđt ( p ) = = Tm p ( T∑ n p + 1) p ( T∑ n p + 1) 25γR dĐ K 25.0,01.0,5.5,263 với K 2 = = = 2,99 Tm 0, 22 GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 9
  10. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Theo tối ưu đối xứng và với hàm truyền đối tượng như vậy tra bảng (9) ta được hàm truyền của Bộ điều chỉnh: τ p +1 Wn ( p ) = WPI ( p ) = K pn 2 và phối hợp tham số τ2 = hTΣn τ2 p c. Xác định các tham số bộ điều chỉnh. ∆C max % = 84,0 . Chọn h = 6 => tra bảng 7 ta có: Cb kiểm tra lại σnmax%: ∆C maxđm ∆n T∑ n %.2 ( λ − z ) . σn max % = = . C bđm n T m 394,737 0,015 = 84.2 ( 1,7 − 0 ) . = 7,687% . 1000 0, 22 Trong đó: z là hệ số quá tải cho phép, giả thiết khi khởi động không tải thì z = 0 TΣn = Ton + 0,01 =0,005 + 0,01 = 0,015 với Ton = (1÷ 10) ms, chọn Ton = 5ms => σnmax% = 7,687% ≤ 10% yêu cầu. Vậy bộ điều chỉnh ta chọn là hợp lý. Hàm truyền hở của hệ thống sau hiệu chỉnh: K 2 K pn ( τ2 p + 1) K w ( τ2p + 1) WIIđt p ) = W (p).W (p) = ( = τ2 p ( T∑ n p + 1) p 2 ( T∑ n p + 1) đt 2 h +1 6 +1 với τ2 = hTΣn =6.0,015 = 0,08ms và K w = = = 546,875 2 ( hT∑ n ) 2.( 6.0,08 ) 2 2 K w τ2 546,875.0,08 => K pn = = = 14,632 K2 2,99 Vậy hàm truyền của BĐC được viết lại là: τ p +1 0,08p + 1 Wn ( p ) = WPI ( p ) = K pn 2 = 14,632. τ2 p 0,08p d. Kiểm nghiệm các điều kiện gần đúng. ω2 ω 12,5 = 1,71 => ωcn = 2 = = 7,31 Từ h = 6, tra bảng (4) ta được ωcn 1,71 1,71 1 1 với ω2 = = = 12,5 . Kiểm tra với điều kiện (2) và (3) ta có: T∑ n 0,08 GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 10
  11. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 1 KI 1 99,8 ωcn = 7,31 < = = 47 3 T∑ i 3 0,00501 1 1 1 1 ωcn = 7,31 < = = 16,67 3 T∑ n Ton 3 0,08.0,005 Vậy cả hai điều kiện đều thoả mãn. Nên BĐC ta chọn thoả mãn các yêu cầu của hệ thống. e. Thực hiện Bộ điều chỉnh. Ta có sơ đồ nguyên lý: Ta có: R pn = R on K pn = 1.14,632 = 14,632 ( kΩ ) R pn K pn = τ2 R on 0,08 = 5,467 ( µ F) Cpn = = R pn 14,632.103 τ2 = Te = R pn Cpn => cho R on = 1kΩ => 4Ton 4.0,005 R on Con = 20 ( µ F ) Con = = Ton = R on 1.103 4 5. Xây dựng sơ đồ nguyên lý của hệ: GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 11
  12. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 6. Mô tả hệ thống trên Matlab. GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 12
  13. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 13
  14. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 14
  15. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 15
  16. LỚP: ĐH ĐIỆN A_K3 BTL: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: NGUYỄN MINH THƯ SVTH: LÊ NGỌC NHU 16
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2