Giáo án Tự động hóa và điều khiển thiết bị điện: Chương 5

Chia sẻ: Trinh _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo án Tự động hóa và điều khiển thiết bị điện: Chương 5 - Các bộ điều khiển tác động liên tục trình bày nội dung về các chỉ tiêu điều khiển, nâng cao ổn định tĩnh của hệ thống, điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo án Tự động hóa và điều khiển thiết bị điện: Chương 5

Ch-¬ng 5: C¸c bé ®iÒu khiÓn t¸c ®éng liªn tôc.(15 tiÕt) 5.1 C¸c chØ tiªu ®iÒu khiÓn. Mäi hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn ®Òu ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu chung nh- ®· nªu ë ch-¬ng 1. §èi víi hÖ thèng kÝn cßn cã thªm hµng lo¹t yªu cÇu cô thÓ kh¸c tïy thuéc d©y chuyÒn c«ng nghÖ, chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c m¸y mãc c«ng nghiÖp. Trong sè ®ã, quan träng nhÊt lµ c¸c yªu cÇu vÒ ®¶m b¶o c¸c ®Æc tÝnh tÜnh vµ ®éng cña hÖ thèng. Nh÷ng yªu cÇu nµy ®-îc quyÕt ®Þnh bëi viÖc lùa chän s¬ ®å cÊu tróc vµ c¸c th«ng sè cña hÖ thèng. 1. C¸c chØ tiªu tÜnh. om ChÕ ®é tÜnh lµ chÕ ®é mµ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn, tù ®éng lµm viÖc ë chÕ ®é x¸c lËp. C¸c tÝn hiÖu nhiÔu t¸c ®éng lªn hÖ thèng kh«ng xÐt ¶nh h-ëng lªn .c c¸c ®¹i l-îng ®iÒu chØnh. Sù ¶nh h-ëng cña chóng cã thÓ coi nh- lµm mÐo ®-êng ®Æc tÝnh. ng Sai sè tÜnh lµ ®¹i l-îng ®Æc tr-ng cho ®é chÝnh x¸c duy tr× ®¹i l-îng ®Æt vµ th-êng ®-îc tÝnh theo tû sè phÇn tr¨m: co Yd Y s% . 100 % Yd an trong ®ã: Y® - th«ng sè ®Æt; th Y - th«ng sè lµm viÖc thùc. ng §é tr¬n khi ®iÒu chØnh lµ sù sai kh¸c cña hai th«ng sè ®iÒu chØnh gÇn nhau nhÊt, nã ®-îc tÝnh: o du Yi 1 Yi u trong ®ã : Yi - th«ng sè ®iÒu chØnh æn ®Þnh ®¹t ®-îc ë cÊp thø i; cu Yi+1 - th«ng sè ®iÒu chØnh æn ®Þnh ®¹t ®-îc ë cÊp thø i+1. Yi HÖ ®iÒu chØnh v« cÊp khi 1 1, lµ hÖ ®iÒu chØnh cã thÓ lµm viÖc Yi víi th«ng sè ®iÒu chØnh æn ®Þnh trong suèt d¶i ®iÒu chØnh. HÖ ®iÒu chØnh cã cÊp, khi nã chØ lµm viÖc æn ®Þnh ë mét sè gi¸ trÞ ®iÒu chØnh nhÊt ®Þnh nµo ®ã. D¶i ®iÒu chØnh lµ tû sè gi÷a gi¸ trÞ lín nhÊt vµ nhá nhÊt cña th«ng sè ®iÒu chØnh. 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Y max D Y min Sù phï hîp gi÷a ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh vµ ®Æc tÝnh t¶i lµ sù t-¬ng tÝch cña ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh víi ®Æc tÝnh t¶i. §Æc tÝnh ®iÒu chØnh cÇn b¸m s¸t yªu cÇu cña ®Æc tÝnh t¶i. ChØ tiªu kinh tÕ thÓ hiÖn ë vèn ®Çu t- ban ®Çu, chi phÝ v©n hµnh hÖ thèng vµ hiÖu qu¶ do ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®em l¹i. Trong chi phÝ v©n hµnh th× tæn thÊt n¨ng l-îng khi biÕn ®æi vµ ®iÒu chØnh ®ãng vai trß quan träng, ngoµi ra hÖ sè c«ng suÊt cos cña hÖ thèng còng gãp phÇn ¶nh h-ëng kh«ng nhá ®Õn chi phÝ v©n hµnh. om C¸c chØ tiªu kh¸c, trong tõng tr-êng hîp cô thÓcã thÓ dïng nh÷ng chØ tiªu kh¸c ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt l-îng mét hÖ thèng ®iÒu chØnh, vÝ dô: kh¶ n¨ng tù .c ®éng hãa, ®é linh ho¹t khi ®iÒu chØnh.... ViÖc ®¸nh gi¸ chung mét hÖ thèng tù ®éng ®iÒu chØnh lµ bµi to¸n tèi -u ®a môc tiªu, tïy tõng tr-êng hîp cô thÓ ng cã thÕ chän ra c¸c -u tiªn ®Ó quyÕt ®Þnh lùa chän c¸c ph-¬ng ¸n ®iÒu chØnh. Tr. 48 Zimin 2. C¸c chØ tiªu ®éng. co §Æc tÝnh ®éng cña c¸c hÖ thèng kÝn trong c¸c qu¸ tr×nh khëi ®éng, ®iÒu an chØnh c¸c th«ng sè... nãi lªn sù biÕn thiªn c¸c ®¹i l-îng ®iÒu chØnh theo thêi gian. §Æc tÝnh ®iÓn h×nh ®-îc vÏ ®Þnh tÝnh d-íi d¹ng nh- h×nh ctd. th §-êng cong qu¸ ®é ®ai l-îng y 2a ®iÒu chØnh h×nh ctd cã ®-îc lµ do ng Y tÝn hiÖu ®iÒu chØnh ®-a tíi d-íi d¹ng xung t¹i thêi ®iÓm t = 0 (hµm o du cña tÝn hiÖu ®iÒu chØnh d¹ng X.1(t) - tÝn hiÖu vµo b»ng 0 khi t0). §¸nh gÝa u t cu chÊt l-îng theo ®Æc tÝnh ®éng YB§ theo c¸c chØ tiªu: t¸c ®éng nhanh, tmax qu¸ ®iÒu chØnh, sè lÇn dao ®éng. tK§ T¸c ®éng nhanh hay thêi gian qu¸ ®é cña hÖ thèng ®-îc tÝnh lµ kho¶ng thêi gian tQ§ mµ trong kho¶ng thêi gian ®ã hoµn thµnh ®-îc bÊt ®¼ng thøc: y t Y y (t) Y a (ctd-1) Y YB§ Y 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
trong ®ã y(t), YB§, Y - lµ c¸c gi¸ trÞ tøc thêi, ban ®Çu vµ x¸c lËp cña ®¹i l-îng ®iÒu chØnh; y(t), Y - lµ c¸c gia sè gi¸ trÞ tøc thêi vµ x¸c lËp cña ®¹i l-îng ®iÒu chØnh, a - ®é dao ®éng cho phÐp. Th«ng th-êng chän a = 0,03 - 0,05, nghÜa lµ qu¸ ®é ®-îc coi lµ kÕt thóc khi y(t) lÖch khái gi¸ trÞ x¸c lËp cña ®¹i l-îng ®iÒu chØnh Y kh«ng qu¸ 3-5% L-îng qóa ®iÒu chØnh lµ tû sè gi÷a biªn ®é lín nhÊt víi gi¸ trÞ x¸c lËp cña ®¹i l-îng ®iÒu chØnh Y max Y Y max Y . 100 . 100 (ctd-2) Y Y om L-îng qu¸ ®iÒu chØnh kh«ng ®-îc v-ît qua trÞ sè cho tr-íc. L-îng qóa ®iÒu chØnh cho phÐp th-êng kh«ng v-ît qu¸ 10-30%. Mét sè hÖ thèng ®iÒu .c chØnh l-îng qóa ®iÒu chØnh cßn cã thÓ b»ng 0 Sè lÇn dao ®éng cña ®¹i l-îng ®iÒu chØnh trong thêi gian qu¸ ®é lµ sè ng lÇn ®¹i l-îng ®iÒu chØnh ®i qua ®¹i l-îng x¸c lËp, nã x¸c ®Þnh møc ®é t¾t dÇn co cña dao ®éng. Th-êng sè lÇn dao ®éng nªn chän nhá h¬n 3. ViÖc giíi h¹n sè lÇn dao ®éng nh»m h¹n chÕ kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn céng h-ëng cña hÖ thèng an 5.2 N©ng cao æn ®Þnh tÜnh cña hÖ thèng. th 5.2.1. S¬ ®å khèi m¹ch æn ®Þnh tÜnh cña hÖ thèng Muèn n©ng cao ®é æn ®Þnh tÜnh vµ ®éng cña hÖ thèng cÇn cã c¸c ph¶n ng håi theo s¬ ®å khèi h×nh o1 o X®Æt X®k du §iÒu khiÓn §èi t-îng Y u Xph cu Ph¶n håi H×nh o1 S¬ ®å khèi m¹ch æn ®Þnh th«ng sè ®Çu ra §èi t-îng ®-îc ®iÒu khiÓn tõ mét bé ®iÒu khiÓn. TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn X®k ®-îc lÊy tõ tæng ®¹i sè tÝn hiÖu ®Æt X®Æt vµ tÝn hiÖu ph¶n håi Xph. (X®k = X®Æt + Xph). T×n hiÖu ph¶n håi ®-îc lÊy tõ th«ng sè ®Çu ra. Khi cã sù thay ®æi cña th«ng sè ®Çu ra mµ tÝn hiÖu ®Æt kh«ng thay ®æi, tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tù ®éng thay ®æi theo th«ng sè ®Çu ra. Sù thay ®æi nµy cña tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn lµm tù ®éng ®iÒu chØnh tÝn hiÖu ra (Y). C¸c th«ng sè ®iÒu chØnh cña hÖ thèng thiÕt bÞ ®iÖn th-êng gÆp lµ tèc ®é quay, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, moment vµ c«ng suÊt ®éng c¬ mét vµ xoay chiÒu 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
hay c¸c th«ng sè kh¸c. D-íi ®©y nghiªn cøu mét sè kh©u ®iÓn h×nh nh»m gi÷ æn ®Þnh c¸c th«ng sè ra theo mét møc ®é chÝnh x¸c nµo ®ã. C¸c bé ®iÒu khiÓn th-êng lµm nhiÖm vô biÕn ®æi n¨ng l-îng, do ®ã ta coi c¸c bé ®iÒu khiÓn nµy lµ c¸c bé biÕn ®æi (B§). C¸c bé biÕn ®æi cã nhiÖm vô khuÕch ®¹i tÝn hiÖu, nã ®-îc ®Æc tr-ng b»ng hÖ sè khuÕch ®¹i K B§, hÖ sè nµy lµ mét hµm (kB§(U®k)) c¸c biÕn vµo, ra cña hÖ thèng. Sù thay ®æi nµy th-êng kµ mét ®-êng cong phi tuyÕn, do ®ã trong nhiÒu tr-êng hîp ng-êi ta hay coi nã kh«ng ®æi. §Æc ®iÓm thø hai cña c¸c bé biÕn ®æi lµ nã cã ®iÖn trë ra, ®iÖn trë nµy g©y tæn hao bªn trong bé biÕn ®æi. ë chÕ ®é ®éng bé biÕn cã thÓ xem nh- mét kh©u kh«ng qu¸n tÝnh hay qu¸n tÝnh dao ®éng theo chu k× hay kh«ng theo chu k×. C¸c h»ng sè thêi gian cña c¸c bé biÕn ®æi còng phô om thuéc c¸c biÕn vµo, ra. PhÇn tö ®iÓn h×nh cña c¸c hÖ thèng thiÕt bÞ ®iÖn lµ ®éng c¬ ®iÖn mét .c chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. ë chÕ ®é ®éng, khi ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn ¸p phÇn øng lµ mét kh©u dao ®éng. M¸y ph¸t tèc lµ mét kh©u kh«ng trÔ, cã ®iÖn ¸p ra tØ ng lÖ víi tèc ®é m¸y ph¸t. C¸c kh©u t¹o ®iÖn ¸p ®Æt, ®iÖn ¸p so s¸nh cã c«ng suÊt ®¸ng kÓ, ®iÖn trë ra nhá. co §Æc biÖt chó ý khi nghiªn cøu c¸c kh©u ®iÓn h×nh lµ t×m hiÓu c¸c ph¶n håi ®-îc sö dông trªn chóng. Nghiªn cøu vai trß vµ kh¶ n¨ng cña mçi lo¹i an ph¶n håi gióp ta thµnh c«ng trong viÖc lùa chän c¸c kh©u trong m¹ch tù ®éng th ®iÒu khiÓn. Trong môc nµy nghiªn cøu c¸c m¹ch håi tiÕp nh- ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, tèc ®é ...., nh»m t×m hiÓu b¶n chÊt vËt lÝ cña chóng vµ kh¶ n¨ng æn ®Þnh ng cña c¸c th«ng sè. 5.2.2. §Æc tÝnh tÜnh cña c¸c kh©u ph¶n håi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu o du 1. Kh©u ph¶n håi ®iÖn ¸p Kh©u ph¶n håi ®iÖn ¸p ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu (h×nh ®a1) lµ ph¶n håi u ©m, nã cã nhiÖm vô gi÷ ®iÖn ¸p ®«ng c¬ kh«ng ®æi. cu B§ U®Æt U®k ChØnh §iÒu l-u U®c ¦ _ khiÓn 0 TN Uph 1 U 2 Ph¶n håi I H×nh ®a1 S¬ ®å khèi m¹ch ph¶n håi ®iÖn ¸p HÖ thèng ®-îc ®Æc tr-ng b»ng c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1 ®a-5) 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
U®c = EB§ - I.rB§ (®a-1) U®c = E®c + I.r- (®a-2) EB§ = kB§(U®k).U®k (®a-3) E®c = ce. (®a-4) U®k = U® -kU.U®c (®a-5) Trong ®ã: U®c - ®iÖn ¸p phÇn øng ®«ng c¬; EB§ - ®iÖn ¸p bé biÕn ®æi; om UV - tÝn hiÖu ®Æt ®-a vµo hÖ thèng ®iÒu khiÓn; I - dßng ®iÖn phÇn øng ®«ng c¬; .c r- - ®iÖn trë phÇn øng ®«ng c¬; ng rB§ - ®iÖn trë bé biÕn ®æi; kB§ - hÖ sè khuÕch ®¹i bé biÕn ®æi, tr-êng hîp tæng qu¸t lµ mét hµm cña co ®¹i l-¬ng vµo, ra ®-îc viÕt lµ kB§(U®k); U an ph kU - hÖ sè cña ®-êng ph¶n håi k U ; U dc th U I dm . r - Ce - hÖ sè cÊu tróc cña ®éng c¬ C dm . ng e dm Khi ®éng c¬ mang t¶i ®iÖn ¸p ®éng c¬ ®-îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc o (®a-1) gi¶m xuèng, sù gi¶m cña ®iÖn ¸p ®éng c¬ lµm t¨ng tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn du U®k (®a-5) kÐo theo t¨ng ®iÖn ¸p bé biÕn ®æi (®a-3) tr¶ vÒ trÞ sè ®Æt. u C¸c bé biÕn ®æi ®iÒu khiÓn tèc ®é ®«ng c¬ ®iÖn mét chiÒu th-êng gÆp cu hiÖn nay lµ c¸c bé chØnh l-u biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu thµnh mét chiÒu vµ bé b¨m ¸p mét chiÒu. ë chÕ ®é tÜnh c¸c bé biÕn ®æi nµy ®-îc ®Æc tr-ng b»ng hÖ sè kB§. Tïy thuéc vµo hÖ sè khuÕch ®¹i cña bé biÕn ®æi (kB§(U®k)) vµ hÖ sè cña ®-êng ph¶n håi kU, mµ bé biÕn ®æi cã thÓ gi÷ ®iÖn ¸p ®éng c¬ kh«ng ®æi ë mét chõng mùc nµo ®ã. Tuy nhiªn, ®Çu ra cña hÖ thèng lµ tèc ®é ®éng c¬, do ®ã ngay c¶ khi ®iÖn ¸p phÇn øng ®éng c¬ kh«ng thay ®æi th× ttèc ®é ®éng c¬ còng thay ®æi theo t¶i. Nguyªn nh©n lµ do sôt ¸p trªn ®iÖn trë phÇn øng ®éng c¬ theo ph-¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬: U I .r ¦ ¦ (®a-6) C e C e 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
BiÕn ®æi c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1 ®a-6) nhËn ®-îc ph-¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng kÝn ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p. k U rB § r¦ 1 k .k B§ d I U B§ (®a-7) C e 1 k U .k B§ C e 1 k U .k B§ Ph-¬ng tr×nh (®a-7) lµph-¬ng tr×nh ®-êng th¼ng (®-êng sè 2 trªn h×nh ®a1 b). Sè h¹ng thø nhÊt cña biÓu thøc ®-îc xem nh- tèc ®é kh«ng t¶i lÝ t-ëng 0 cña hÖ thèng kÝn: k U 0 B§ d (®a-8) C e 1 k U .k B§ om §¹i l-îng nµy gÇn nh- kh«ng ®æi ngay c¶ trong tr-êng hîp kB§ thay ®æi trong ph¹m vi lín. Trong tr-êng hîp UV = const 0 phô thuéc hÖ sè khuÕch .c k ®¹i m¹ch kÝn k k B§ , ë chÕ ®é tÜnh hÖ sè nµy gÇn nh- kh«ng ®æi. 1 k U k B§ ng CÇn chó ý r»ng: 1 + kU.kB§ > kB§, do ®ã ë cïng mét tèc ®é ®éng c¬, ®iÖn ¸p ®Æt cña hÖ thèng kÝn lín h¬n ®iÖn ¸p ®Æt cña hÖ hë. §iÒu nµy gi¶i co thÝch cho tr-êng hîp tèc ®é ®éng c¬ t¨ng vät lªn rÊt lín khi cã sai sãt trong m¹ch ph¶n håi. an Sai sè tÜnh cña hÖ thèng hë cã thÓ ®-îc viÕt: th I dm h % . 100 . r- rB § (®a-9) ng 0 C e. 0 Sai sè tÜnh cña hÖ thèng kÝn ®-îc viÕt: o du I dm rB § r¦ 1 k U .k B§ k % . 100 C e 0 1 k U .k B§ (®a-10) u I dm rB § cu r¦ . 100 C e 0 1 k U .k B§ Nh- vËy, ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã sai sè tÜnh nhá h¬n sai sè tÜnh cña cña hÖ thèng hë. Tuy nhiªn, sai sè nµy vÉn lín h¬n sai sè cña ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn I dm TN % TN . 100 . r - . 100 (®a-11) 0 C e. 0 Do ®ã kh¶ n¨ng æn ®Þnh tèc ®é cña hÖ th«èng nµy kh«ng cao, bëi v× b¶n chÊt cña hÖ thèng lµ æn ®Þnh ®iÖn ¸p ®Çu ra cña bé biÕn ®æi. 2. §Æc tÝnh tÜnh cña kh©u ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
ý t-ëng cña viÖc thiÕt lËp hÖ thèng cã ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn, xuÊt ph¸t tõ sù cÇn thiÕt bï kÝch thÝch d-íi d¹ng dßng ®iÖn t¶i. §©y lµ nguyªn nh©n chÝnh g©y nªn sai sè trong hÖ thèng ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p ë trªn. S¬ ®å khèi cña kh©u ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn ®-îc vÏ trªn h×nh id1a. B§ 3 U®Æt U®k ChØnh §iÒu U®c l-u ¦ _ khiÓn rs 0 Uph 1 U 2 Ph¶n håi I om a) H×nh id1 S¬ ®å khèi m¹ch ph¶n håi ®iÖn ¸p b) .c §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ®-a tíi bé biÕn ®æi lóc nµy: ng U®k = UV +kI.I (id-1) NÕu t¶i cña ®éng c¬ t¨ng lªn, dßng ®iÖn tÜnh cña ®éng c¬ còng t¨ng, co lµm t¨ng sè h¹ng thø hai cña biÓu thøc (id-1). Sù t¨ng lªn cña dßng ®iÖn t¶i lµm t¨ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (U®k) vµ nh- thÕ t¨ng ®iÖn ¸p ®éng c¬ ®Ó bï sù an sôt tèc do t¨ng dßng ®iÖn g©y sôt ¸p trªn ®iÖn trë phÇn øng ®éng c¬ vµ bé biÕn ®æi. §iÖn trë ®Ó lÊy tÝn hiÖu dßng ®iÖn (rs) nhiÒu khi ng-êi ta lÊy ngay th ®iÖn trë cuén d©y phô cña m¸y ®iÖn. ng §Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ®-îc x©y dùng b»ng c¸ch biÕn ®æi c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1) (®a-4) vµ o (id-1), thu ®-îc: du k .U rB § r- B§ V I 1 k I .k B§ (id-2) u C e C e cu NÕu kB§ vµ r = r- + rB§ kh«ng ®æi th× ph-¬ng tr×nh (id-1) lµ ph-¬ng tr×nh ®-êng th¼ng. Sai sè tÜnh cña hÖ kÝn víi ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn lµ: rB § r- k % I dm 1 k I .k B§ . 100 (id-3) C e. 0 Tõ (id-3) thÊy r»ng sai sè tÜnh cña hÖ thèng kÝn khi ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn cã thÓ b»ng 0 nÕu nh- ®¸p øng ®iÒu kiÖn: kI.kB§ = 1. Tuy nhiªn, do kB§ lµ mét hµm cña U®k (kB§(U®k)) nªn hÖ thèng cã thÓ xuÊt hiÖn nh÷ng sai sè theo t¶i. NÕu nh- kI.kB§ > 1 sai sè lµm cho ®Æc tÝnh tÜnh mÊt æn ®Þnh (nh- ®-êng ®Æc tÝnh 3 trªn h×nh id1b) 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Thay ®æi c¸c ®¹i l-îng kB§(U®k) vµ ®iÖn trë rs lµm cho tèc ®é ®éng c¬ thay ®æi. Nã cßn thay ®æi nhiÒu h¬n ë hÖ thèng ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p. §iÒu nµy cã thÓ ®-îc gi¶i thÝch nh- sau: cïng víi viÖc t¨ng dßng ®iÖn hÖ sè kB§ gi¶m, do ®ã ®-êng ®Æc tÝnh c¬ cã thÓ bÞ phi tuyÕn trong vïng ®Æc tÝnh lµm viÖc. HÖ thèng ®iÒu khiÓn nµy mÆc dï cã thÓ cho sai sè tÜnh nhá, nh-ng nã l¹i dÔ cho ®-êng ®Æc tÝnh phi tuyÕn vµ ®-êng ®Æc tÝnh r¬i vµo vïng mÊt æn ®Þnh (®-êng 3 trªn h×nh id1b) 3. HÖ thèng víi ph¶n håi tèc ®é S¬ ®å cña kh©u ph¶n håi ©m tèc ®é ®-îc vÏ trªn h×nh td1a. Nguyªn lÝ om ho¹t ®éng cña ph¶n håi ©m tèc ®é lµ: Khi t¶i ®éng c¬ t¨ng lªn, tèc ®é ®éng c¬ gi¶m, ®iÖn ¸p ®Çu ra m¸y ph¸t tèc gi¶m theo, ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn .c U®k = UV - k . (td-1) t¨ng lªn, lµm t¨ng ®iÖn ¸p ®éng c¬ vµ t¨ng tèc ®é ®éng c¬. B»ng c¸ch ng nµy bï ®-îc sôt tèc ®é ®éng c¬ nhê viÖc t¨ng ®iÖn ¸p bé biÕn ®æi. co B§ U®Æt U®k an §iÒu ChØnh l-u U®c ¦ _ khiÓn th Uph 0 1 U 2 ng Ph¶n UFT håi o I du a) H×nh td1 S¬ ®å khèi m¹ch ph¶n håi ®iÖn ¸p b) u Ph-¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ hÖ thèng kÝn ®-îc x©y dùng tõ c¸c biÓu thøc cu (®a-1) (®a-4) vµ (td-1), thu ®-îc: k .U rB § r- V I (td-2) C e 1 k k C e 1 k k Trong ®ã: k = kB§/Ce; r = rB§ + r-. NÕu k vµ r kh«ng thay ®æi th× (td-1) lµ ph-¬ng tr×nh ®-êng th¼ng. §Æc tÝnh c¬ ®-îc vÏ theo ph-¬ng tr×nh nµy giíi thiÖu trªn h×nh td1b. T-¬ng tù nh- ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p, ®iÖn ¸p ®Æt (UV) cña hÖ thèng ph¶n håi ©m tèc ®é lín h¬n ®iÖn ¸p ®Æt cña hÖ thèng hë. Sai sè tÜnh cña hÖ thèng ph¶n håi ©m tèc ®é ®-îc tÝnh: 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
I dm r k % . 100 (td-3) C e. 0 1 k k Tõ (td-3) thÊy r»ng sai sè tÜnh gi¶m khi k t¨ng. nÕu k .k th× sai sè tÜnh . Nh- vËy ph¶n håi ©m tèc ®é cho phÐp æn ®Þnh tèt h¬n. 4. ChÕ ®é tÜnh cña hÖ thèng víi nhiÒu ph¶n håi ë trªn ®· giíi thiÖu c¸c kh©u håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p bé biÕn ®æi, d-¬ng dßng ®iÖn, ©m tèc ®é ®éng c¬ nh»m æn ®Þnh tèc ®é ®éng c¬. Mçi mét kh©u ph¶n håi Êy ®Òu cã -u vµ nh-îc ®iÓm. Trong tr-êng hîp cã hai hay ba kh©u ph¶n håi cïng ®-îc sö dông ®Æc tÝnh c¬ tÜnh cña ®éng c¬ sÏ nh- thÕ nµo? om H×nh nph1a vÏ s¬ ®å khèi mét hÖ thèng cã c¶ ba kh©u håi tiÕp cã thÓ cã ®èi víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. ë s¬ ®å khèi nµy, chØ vÏ cho ®¬n gi¶n th«i. Nã cã thÓ cã tíi m-êi hai kh¶ n¨ng thÓ hiÖn s¬ ®å. Ph¶n håi ®iÖn ¸p bé biÕn .c ®æi cã thÓ d-¬ng hoÆc ©m. Do ®ã tr-íc ®¹i l-îng k U.U®c trong ph-¬ng tr×nh (®a-5) cã thÓ mang dÊu "+" hay "-". Ph¶n håi dßng ®iÖn còng cã thÓ ph¶n håi ng d-¬ng nh- ®· giíi thiÖu ë trªn, còng cã thÓ cã ph¶n håi ©m nh»m t¨ng chÊt l-îng qu¸ tr×nh ®éng hay giíi h¹n dßng ®iÖn khi khëi ®«ng hay qu¸ t¶i. Do co ®ã, dÊu ”+” hay dÊu "-" ®-îc ®Æt tr-íc kI.I trong biÓu thøc (id-1). Ph¶n håi tèc ®é th-êng gÆp chØ lµ ph¶n håi ©m nh- ®· giíi thiÖu ë trªn. an S¬ ®å khèi trªn cã thÓ dïng ®Ó chØ ra ho¹t ®éng cña hÖ thèng víi tæ hîp th n¨m lo¹i tÝn hiÖu trong hai hay ba lo¹i ph¶n håi trªn. Ph-¬ng tr×nh tæng qu¸t cña hÖ thèng cã nhiÒu ph¶n håi: ng U®k = UV kU.U®c kI.I - k . (nph-1) o LÊy vÝ dô cho tr-êng hîp æn ®Þnh tèc ®é b»ng ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p vµ du d-¬ng dßng ®iÖn, lóc ®ã ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ®-îc viÕt: U®k = UV - kU.U®c + kI.I (nph-2) u cu B§ UV U®k ChØnh §iÒu ¦ khiÓn l-u UphU UphI Ph¶n UFT håi Uph a) 5 3 4 0 0 1 1 2 2 9 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Khi ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn yÕu (kI nhá) vµ kB§ = const, r = const, ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng cao h¬n ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng khi chØ cã ph¶n om håi ©m ®iÖn ¸p. ®-êng ®Æc tÝnh nµy ®-îc vÏ trªn h×nh nph1b (®-êng sè 4). §Ó so s¸nh, ë ®©y vÏ c¶ ®Æc tÝnh c¬ hÖ hë (®-êng sè 1), ®Æc tÝnh c¬ chØ cã .c ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p (®-êng sè 2), ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn (®-êng sè 3). Ph¶n håi dßng ®iÖn yÕu cho ®Æc tÝnh c¬ cã ®é cøng cao h¬n, bëi v× nã t¨ng thªm ng ®iÖn ¸p cña bé biÕn ®æi do ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn. Ph¶n håi dßng ®iÖn m¹nh h¬n, ®Æc tÝnh c¬ cã ®é cøng cao h¬n. Tuy nhiªn, t¨ng kI ®Õn mét chõng co mùc nµo ®ã ®-êng ®Æc tÝnh c¬ r¬i vµo vïng phi tÜnh (kh«ng æn ®Þnh tÜnh - ®-êng ®Æc tÝnh sè 5 trªn h×nh nph1b). an NÕu ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng gÇn tíi ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn th× kU.U®c th =UV, lóc ®ã ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p d-êng nh- bÞ triÖt tiªu. Khi tiÕp rôc t¨ng ph¶n håi dßng ®iÖn, tÝn hiÖu kU.U®c trë nªn lín h¬n UV (vÒ trÞ sè) lóc ®ã UV - ng kU.U®c < 0. Ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn b©y giê chÝnh lµ thµnh phÇn chÝnh cña U®k, kh«ng nh÷ng thÕ, nã cßn lµ thµnh phÇn bï phÇn lín h¬n cña k U.U®c so o víi UV. Giíi h¹n trªn cña cña ®-êng ®Æc tÝnh c¬ trong tr-êng hîp nµy kh«ng du tån t¹i. Tr-êng hîp vÝ dô thø hai. hÖ thèng cã ph¶n håi ©m tèc ®é m¹nh (k lín) u vµ d-¬ng dßng ®iÖn yÕu (kI nhá). §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn b©y giê: cu U®k = UV + kI.I - k . Trªn h×nh nph1c vÏ ®Æc tÝnh c¬ cho hÖ thèng cã ph¶n håi ©m tèc ®é vµ d-¬ng dßng ®iÖn. So víi ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn (®-êng 1) hÖ thèng kÝn cho ®Æc tÝnh c¬ cao h¬n. ChØ cÇn ph¶n håi ©m tèc ®é còng cã thÓ n©ng ®Æc tÝnh c¬ lªn tíi cøng tuyÖt ®èi (®-êng song song víi trôc hoµnh). Khi cã thªm ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn, nÕu hÖ sè kI ®¸ng kÓ, ®-êng ®Æc tÝnh c¬ cã thÓ r¬i vµo vïng phi tÜnh (®-êng 3). Ph-¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬cña hÖ thèng cã thÓ ®-îc viÕt d-íi d¹ng tæng qu¸t, b»ng c¸ch phèi hîp gi¶i c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1) (®a-4) vµ (nph-1) tthu ®-îc: 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
r  k U .k .r -  k I .k k .U C V I e (nph-4) 1 k U k B§ k k 1 k U .k B§ k k trong ®ã: k = kB§/Ce; r = r- + rB§(I) Sai sè tÜnh cña hÖ thèng ®-îc viÕt: r  k U . k .r -  k I .k C e k % I . 100 1 k U .k B§ k k . 0 NÕu nh- cho tr-íc sai sè tÜnh, sau khi lùa chän xong kh©u ph¶n håi, bé om biÕn ®æi, ®éng c¬ cã c¸c th«ng sè nh-: kB§, r, Ce, 0, cã thÓ tÝnh ®-îc c¸c hÖ sè håi tiÕp kU, kI, k t-¬ng øng c¸c ph¶n håi ®· chän. Tr-êng hîp sö dông tõ .c hai ph¶n håi trë lªn, cÇn cho tr-íc mét hÖ sè råi tÝnh hÖ sè cßn l¹i. 5.2.3. §Æc tÝnh m¸y xóc - chÕ ®é tÜnh cña hÖ thèng cã ng¾t ng C¸c hÖ thèng cã ph¶n håi ®· nªu trªn dïng ®Ó n©ng cao ®é cøng ®Æc co tÝnh c¬. ViÖc n©ng cao ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ kÐo theo dßng ®iÖn ng¾n m¹ch lín. §iÒu nµy lµm xÊu ®i ®Æc tÝnh qu¸ ®é ®éng c¬, nghÜa lµ lµm t¨ng dßng ®iÖn khi khëi ®éng. Gi¶m dßng ®iÖn khi khëi ®éng vµ qu¸ t¶i cã thÓ ®-îc an thùc hiÖn b»ng c¸ch ®-a thªm kh©u ph¶n håi ©m dßng ®iÖn cã ng¾t vµo th m¹ch. Chóng ta ph©n tÝch hÖ thèng cã ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p liªn tôc vµ ©m ng dßng ®iÖn cã ng¾t. o Ph¶n håi ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn cã ng¾t nghÜa lµ khi ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn du v-ît qu¸ mét ng-ìng (Ung, Ing) nµo ®ã sÏ cã t¸c ®éng cña kh©u ph¶n håi t-¬ng øng. Môc ®Ých cña viÖc ng¾t ph¶n håi lµ giíi h¹n dßng ®iÖn hay u m«men ë gi¸ trÞ cho ph¸p nµo ®ã. cu Trªn h×nh mx1a vÏ s¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®éng c¬ mét chiÒu b»ng bé biÕn ®æi. HÖ thèng cã ph¶n håi ®iÖn ¸p liªn tôc vµ ph¶n håi ©m dßng ®iÖn cã ng¾t t¹i Ing. §iÓm ng¾t dßng ®iÖn ®-îc t¹o bëi ®iÖn ¸p so s¸nh t¹i catèt diod. ChØ khi nµo ®iÖn ¸p trªn ®iÖn trë Rs lín h¬n ®iÖn ¸p nÒn UN, khi ®ã diod dÉn míi cho tÝn hiÖu ph¶n håi ®-a vµo m¹ch (I.Rs > UN). T¹i ®iÓm ng¾t dßng ®iÖn tèc ®é ®éng c¬ gi¶m nhanh khi t¨ng t¶i. Ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p lµm t¨ng ®é æn ®Þnh tèc ®é (gi¶m sai sè tÜnh) trong vïng ®Æc tÝnh I < Ing. B§ UV U®k ChØnh §iÒu ¦ _ khiÓn l-u + 1 UphU Ph¶n 2 håi U UphI 3 11 I + Ing Ik® CuuDuongThanCong.com a) https://fb.com/tailieudientucntt
u UV UV - kU.U®c UV - kU.U®c - kI.I I om kU.U®c kI.I .c Khi dßng ®iÖn ®éng c¬ nhá h¬n dßng ®iÖn ng¾thÖ thèng chØ lµm viÖc ng víi ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p nh- trªn h×nh ®a1a. co Ph-¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng ph¶n håi cã ng¾t ®-îc x©y dùng tõ c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1) (®a-4) vµ c¸c ph-¬ng tr×nh sau: an U®k = UV - kU.U®c - UphI (ng-1) th UphI = kI. I. rs.1( I); (ng-2) ng I = I - Ing (ng-3) §iÖn ¸p ®Çu ra bé biÕn ®æi thay ®æi theo ph¶n håi ®iÖn ¸p liªn tôc vµ o ph¶n håi ©m dßng ®iÖn cã ng¾t. §iÒu chó ý ®Çu tiªn khi x©y dùng ph-¬ng du tr×nh ®Æc tÝnh hÖ kÝn lµ biÓu thøc (ng-2). TÝn hiÖu ph¶n håi ©m dßng ®iÖn ®-îc lÊy trªn ®iÖn trë rs. Khi nµo I.rs > UN diod dÉn, cã tÝn hiÖu trong m¹ch u ph¶n håi dßng ®iÖn. Ph¶n hhåi dßng ®iÖn chØ xuÊt hiÖn khi dßng ®iÖn lín h¬n cu dßng ®iÖn ng¾t, nghÜa lµ I = I - Ing > 0. Hµm1( I) ®-îc gäi lµ hµm ®¬n vÞ, hµm nµy b»ng 1 khi biÕn I > 0 vµ b»ng 0 khi I 0. B»ng c¸ch thay thÕ dÇn c¸c biÕn trong c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1) (®a-4), (ng-1) (ng-3) thu ®-îc: k .U rB § r- 1 k U .k B § k I . k . r- . 1 I V I I (ng-4) 1 k U .k B § C e 1 k U .k B § 1 k U .k B § trong ®ã: k = kB§/Ce Khi dßng ®iÖn nhá h¬n dßng ®iÖn ng¾t, kh©u ph¶n håi ©m dßng ®iÖn kh«ng t¸c ®éng, chØ cã ph¶n hhåi ©m ®iÖn ¸p t¸c ®éng, sè h¹ng thø ba cña (ng-4) b»ng 0. Khi dßng ®iÖn v-ît dßng ®iÖn ng¾t (I.R s > UN) hay I > Ing , 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k ®-a vµo ®iÒu khiÓn vµ ®iÖn ¸p ®Çu ra bé biÕn ®æi gi¶m m¹nh, do ®ã tèc ®é ®éng c¬ gi¶m nhanh theo sù t¨ng cña dßng ®iÖn. BiÓu thøc (ng-4) lóc nµy cã thªm sè h¹ng thø ba. Sù biÕn thiªn c¸c tÝn hiÖu cÊu thµnh ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ®Þnh tÝnh ®-îc vÏ trªn h×nh ng1c. Trong vïng dßng ®iÖn t¶i nhá h¬n dßng ®iÖn ng¾t, tÝn hiÖu ph¶n håi ®iÖn ¸p (k U.U®c) gi¶m khi t¨ng t¶i, lµm cho tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn U®k = UV - kU.U®c t¨ng. Trong vïng dßng ®iÖn lín h¬n dßng ®iÖn ng¾t, ph¶n håi ©m dßng ®iÖn t¸c ®éng, tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn gi¶m m¹nh khi t¨ng dßng ®iÖn t¶i. Bµi to¸n x¸c ®Þnh hÖ sè khuÕch ®¹i ®-êng ph¶n håi dßng ®iÖn ®-îc ®Æt ra. HÖ sè nµy ®-îc x¸c ®Þnh tõ dßng ®iÖn khëi ®éng. T¹i ®iÓm dßng ®iÖn khëi ®éng, ®éng c¬ kh«ng quay, ®iÖn ¸p cña bé biÕn ®æi c©n b»ng tæng sôt om ¸p trong bé biÕn ®æi vµ trong ®éng c¬. Ph-¬ng tr×nh (ng-4) cã vÕ ph¶i b»ng 0 ta cã: .c k .U I K § rB § r- 1 k U .k B § kI V (ng-5) k .r- I K § I ng ng ë biÓu thøc (ng-5), hÖ sè kB§ vµ ®iÖn trë rB§ cã thÓ phô thuéc U®k, IK§. co §Æc tÝnh m¸y xóc cã thÓ ®-îc t¹o bëi ba ®o¹n ®Æc tÝnh, hai kh©u ph¶n håi ®Òu cã ng¾t. H×nh ng2 vÏ s¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ an ®iÖn mét chiÒu cã ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p vµ ©m dßng ®iÖn ®Òu cã ng¾t. th B§ ng UV U®k ChØnh §iÒu ¦ _ khiÓn l-u 1 o 2 + du UphU Ph¶n 3 håi U UN1 UphI u + cu Ph¶n I håi I UN2 + Ing Ik® a) b) H×nh ng2. HÖ thèng t¹o ®Æc tÝnh m¸y xóc hai kh©u ng¾t Khi t¶i trªn trôc ®éng c¬ nhá dßng ®iÖn ®éng c¬ bÐ, ®iÖn ¸p bé biÕn ®æi ®ñ lín kÐo theo tÝn hiÖu ph¶n håi kU.U®c ®ñ lín h¬n ®iÖn ¸p so s¸nh UN1 cã dßng ®iÖn ch¹y qua diod D1, cã ph¶n håi ®iÖn ¸p ®-a vµo m¹ch ®iÒu khiÓn. HÖ thèng lamg viÖc víi ph¶n håi ®iÖn ¸p ®Ó æn ®Þnh tèc ®é. §Æc tÝnh cña hÖ thèng lµ ®o¹n 1 trªn h×nh ng2b. 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
T¶i cña ®éng c¬ t¨ng lªn, ®iÖn ¸p ®éng c¬ gi¶m xuèng, ®Õn mét thêi ®iÓm tÝn hiÖu ph¶n håi nhá h¬n ®iÖn ¸p so s¸nh (k U.U®c UN2 ph¶n håi ©m dßng ®iÖn ®-îc ®-a vµo m¹ch. §Æc tÝnh cña hÖ thèng lµ ®o¹n 3 trªn h×nh ng2b. §Æc tÝnh ®éng cña c¸c kh©u ph¶n håi 1. §Æc tÝnh ®éng cña kh©u ph¶n håi tèc ®é S¬ ®å khèi d-íi d¹ng hµm truyÒn cña kh©u ph¶n håi tèc ®é ®éng c¬ om ®iÖn mét chiÒu ®-îc vÐ trªn h×nh dtd1. Ph¶n håi ®-îc lÊy tõ ®¹i l-¬ng ®iÒu chØnh lµ tèc ®é ®-a ng-îc tíi ®Çu vµo .c UV U®k U®c Kdc KB§ ng 2 T dt T C p TC 1 Uph co K an th U, ,i ng U®k o du u i t cu Khi t×m hiÓu ®ùc tÝnh tÜnh ®· biÕt r»ng t¨ng ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ gi¶m sai sè tÜnh còng ®ång thêi víi viÖc t¨ng ®iÖn ¸p ®Æt U V vµ gi¶m hÖ sè khuÕch ®¹i hÖ kÝn cña bé biÕn ®æi (KB§K) so víi c¸c th«ng sè t-¬ng øng cña hÖ thèng hë (UVH, KB§H). §iÒu nµy dÉn tíi kh¶ n¨ng qu¸ tr×nh qu¸ ®é (vÝ dô khi khëi ®éng) tÝn hiÖu ®Æt UV.1(t), cã thÓ x¶y ra nhanh h¬n so víi khi kh«ng ph¶n håi. Nguyªn nh©n cña gia tèc lín lµ do ban ®Çu khi khëi ®éng K . =0, ë ®Çu vµo ®-a tÝn hiÖu ®Æt UV > UVH . §éng c¬ t¨ng tèc lµm t¨ng K . , t-¬ng øng lµm gi¶m U®k. §-êng cong dßng ®iÖn cã d¹ng dao ®éng t¾t dÇn (nh- h×nh dtd1b chØ qu¸ ®é khi khëi ®éng kh«ng t¶i). C¸c ®-êng cong dßng ®iÖn i 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
vµ tèc ®é cã liªn hÖ mËt thiÕt víi nhau. C¸c ®iÓm cùc ®¹i vµ cùc tiÓu cña ®-êng cong dßng ®iÖn t-¬ng øng víi trÞ tuyÖt ®èi ®¹o hµm tèc ®é lín nhÊt v× d J d M M C J. hay i IC . . Dßng ®iÖn qu¸ ®é b»ng 0 khi tèc ®é ®¹t dt K M dt cùc ®¹i hay cùc tiÓu. M« h×nh to¸n häc cña kh©u ph¶n håi tèc ®é ®éng c¬ ®iÑn mét chiÒu khi khëi ®éng ®éng c¬ kh«ng t¶i ®-îc viÕt: U®k = UV - K . ; (ktd-1) EB§ = KB§.U®k; (ktd-2) om U®c = EB§; (ktd-3) K .U dc dc (ktd-4) .c 2 T- TC p TC p 1 BiÕn ®æi c¸c ph-¬ng tr×nh (ktd-1) (ktd-) ta cã: ng K .U K dc (ktd-5) 2 co T - T CK p T CK p 1 Trong ®ã: an K .K - hÖ sè khuÕch ®¹i cña hÖ thèng kÝn; th B§ dc K K 1 k .K B§ .K dc ng TC T CK - h»ng sè thêi gian c¬ cña hÖ thèng kÝn. 1 k .K .K o B§ dc du Nh- vËy, ®ãng ®iÖn cho ®éng c¬ theo s¬ ®å m¹ch cã ph¶n håi tèc ®é dÉn tíi kh©u dao ®éng nh-ng víi hÖ sè khuÕch ®¹i K K nhá h¬n hÖ sè khuÕch ®¹i cña hÖ thèng hë (KB§.K®c), t-¬ng øng h»ng sè thêi gian c¬ còng gi¶m u xuèng (TCK < TC). H»ng sè thêi gian ®iÖn tõ cña m¹ch phÇn øng (T¦ = cu L¦/R¦) gi÷ kh«ng ®æi, do ®ã hÖ thèng cã thÓ gi¶m dao ®éng khi ®¸p øng ®iÒu kiÖn 4T¦ TCK. NÕu nh- bé biÕn ®æi lµ mét kh©u qu¸n tÝnh víi h»ng sè thêi gian T B§ th× ph-¬ng tr×nh (ktd-2) ®-îc thay thÕ b»ng ph-¬ng tr×nh: K U E B§ B§ dk (ktd-6) T B § .p 1 Ph-¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ hÖ kÝn (ktd-5) b©y giê ®-îc viÕt d-íi d¹ng: 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
K .U K dc (ktd-7) 3 2 TB§ T B § T - T CK p T CK T B § T- p T CK 1 p 1 TC 2. §Æc tÝnh ®éng cña hÖ thèng ph¶n håi tèc ®é vµ dßng ®iÖn cã ng¾t 3. §Æc tÝnh cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn phô thuéc HÖ thèng ®iÒu khiÓn phô thuéc 1. Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn phô thuéc om S¬ ®å nguyªn lÝ cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn phô thuécvÏ trªn h×nh pt1. HÖ thèng cã m¹ch vßng trong lµ ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn víi bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn HCI lµ bé ®iÒu chØnh tû lÖ tÝch ph©n (PI) víi c¶m biÕn dßng ®iÖn (CBD) .c ®-îc lÊy tõ ®iÖn trë sunt vµ vßng ®iÒu chØnh ngoµi lµ bé ®iÒu chØnh tèc ®é (HC ) b»ng bé ®iÒu chØnh tû lÖ (P) víi c¶m biÕn tèc ®é lÊy tõ m¸y ph¸t tèc ng (FT). co UV HC Ur =UVI HCI U®k B§ an § FT CBD th UphI Uph ng H×nh pt1 S¬ ®å khèi cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn phô thuéc ThiÕu o du Bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn HCI cã chøa phÇn tö tÝch ph©n, nªn ë chÕ ®é x¸c lËp tÝn hiÖu vµo cña bé hiÖu chØnh dßng ®iÖn b¨ng 0, nghÜa lµ ph¶i ®¸p øng ®iÒu kiÖn: u cu U®kI = UR - UphI = UR - KI.I¦ (pt-1) Trong ®ã tÝn hiÖu ra cña bé hiÖu chØnh tèc ®é TÝn hiÖu ra cña kh©u hiÖu chØnh tèc ®é: UR = UVI = (UV - Uph ).KHC = (UV - K . ).KHC (pt-2) 2. S¬ ®å cÊu tróc S¬ ®å cÊu tróc cña hÖ thèng d-íi d¹ng hµm truyÒn ®-îc vÏ trªn h×nh pt2a. §éng c¬ ®-îc vÏ t¸ch thµnh hai kh©u víi c¸c h»ng sè thêi gian T- vµ TC cã håi tiÕp néi bªn tronglµ søc ®iÖn ®éng (s®®) cña ®éng c¬.Bé biÕn ®æi ®-îc xem nh- mét kh©u qu¸n tÝnh víi h»ng sè thêi gian TB§, h»ng sè thêi gian nµy 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
lµ do cã xÐt tíi qu¸n tÝnh cña c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn. C¸c kh©u hiÖu chØnh cã c¸c hµm truyÒn WHCI(p) vµ WHC (p). Tèi -u ho¸ kh©u hiÖu chØnh dßng ®iÖn E§C 1 K §C UVI U®k UB§ _ UV I¦ K 1 K R WHC WHCI B§ dc ¦ _ _ TB§ p 1 R ¦ T¦ p 1 TC p Uph UphI a) KI om K .c U®k UB§ UVI I¦ I¦ ng K 1 1 WHCI B§ KI b) TB§ p 1 R T¦ p 1 K _ ¦ co I UphI an UV UVI th 1 i¦ K R 1 WHC W KI dc ¦ K _ 2 .T p 1 K TC p K ng I I c) Uph o du H×nh pt2 S¬ ®å cÊu tróc hÖ thèng ®iÒu khiÓn phô thuéc NÕu bá qua ¶nh h-ëng cña ph¶n håi s®® bªn trong ®éng c¬, s¬ ®å khèi u cña kh©u hiÖu chØnh dßng ®iÖn ®-îc vÏ nh- h×nh pt2b. cu Hµm truyÒn ®èi t-îng cña kh©u hiÖu chØnh dßng ®iÖn ®-îc viÕt: K I .K 1 W § THCI ( p ) B§ . (pt-6) R - T-p 1 TB§ p 1 = W§TBI(p).WCBI(p) Tong ®ã: W§TBI(p) - hµm truyÒn phÇn ®· bï cña ®èi t-îng m¹ch vßng dßng ®iÖn. WCBI(p) - hµm truyÒn phÇn ch-a bï cña ®èi t-îng. Trong hÖ thèng ®iÒu chØnh phô thuéc, ë kh©u ®iÒu chØnh phô thuéc ng-êi ta bï nh÷ng kh©u qu¸n tÝnh cã h»ng sè thêi gian lín lín ë hÖ thèng hë 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
thµnh kh©u tÝch ph©n cã h»ng sè tÝch ph©n nhá [zimin]. Ng-êi ta còng cã thÓ hiÖu chØnh c¸c th«ng sè cña kh©u hiÖu chØnh ®Ó nã thµnh mét m¹ch vßng kh«ng trÔ. §iÒu nµy cã thÓ hiÓu r»ng ®¹i l-îng ®iÒu chØnh ë ®Çu ra tøc thêi thay ®æi khi ®-a mét xung tÝn hiÖu (xung tÝn hiÖu cã d¹ng vu«ng gãc) tíi ®Çu vµo. Tuy nhiªn, nÕu lµm nh- vËy ®ßi hái mét c«ng suÊt v« cïng lín ë ®Çu vµo cña kh©u hiÖu chØnh. V× vËy, trong c¸c hÖ thèng thùc lµ kh«ng t-ëng. MÆt kh¸c møc ®é bï tuyÖt ®èi nh- vËy cßn bÞ ¶nh h-ëng bëi c¸c kÝch thÝch cã tÇn sè cao nh- ®¸nh löa cæ gãp, ®Ëp m¹ch dßng ®iÖn ¸p cña c¸c bé chØnh l-u..., chóng ®-îc läc bëi qu¸n tÝnh cña c¸c phÇn tö mµ khi bï tuyÖt ®èi nh÷ng kÝch thÝch nµy lµm cho hÖ thèng lµm viÖc kÐm linh ho¹t. Bï nh÷ng kh©u qu¸n tÝnh cã h»ng sè thêi gian qu¸ nhá thùc tÕ lµ kh«ng om lµm ®-îc, do giíi h¹n cña viÖc sö dông c¸c kh©u hiÖu chØnh t¸c ®éng nhanh. Ngoµi ra, ¶nh h-ëng cña nh÷ng kh©u nµy lªn ®Æc tÝnh ®éng cña hÖ thèng lµ .c kh«ng ®¸ng kÓ. Tõ nh÷ng nguyªn nh©n trªn mµ kh©u hiÖu chØnh cña hÖ thèng nhiÒu m¹ch vßng chØ bï nh÷ng kh©u cã h»ng sè thêi gian lín vµ trung ng b×nh [zimin]. Do ®ã, h»ng sè thêi gian kh«ng bï lµ h»ng sè thêi gian cña bé biÕn ®æi co TB§, nghÜa lµ h»ng sè tÝch ph©n cña m¹ch vßng hiÖu chØnh dßng ®iÖn ®-îc x¸c ®Þnh TTPI = aI.T HCI = aI.TB§ (T = Ti - tæng h»ng sè thêi gian cña c¸c an kh©u cã qu¸n tÝnh nhá kh«ng bï) th Qu¸ ®é cho phÐp dao ®éng ®¹i l-îng ®iÒu chØnh th-êng kh«ng qu¸ 5%. Theo nguyªn t¾c tèi -u m«dul [zimin] hÖ sè a (tû sè gi÷a h»ng sè tÝch ph©n ng TTPI vµ tæng h»ng sè thêi gian qu¸n tÝnh T ) th-êng chän a = 2. Hµm truyÒn cña kh©u hiÖu chØnh dßng ®iÖn cã d¹nh tØ lÖ tÝch ph©n: o du 1 R T¦ p 1 T¦ 1 W HCI (p ) . ¦ (pt-7) T TPI p . W CBI ( p ) 2 T HCI .K I .K B§ p T TP T TP . p u Trong ®ã: TTP = TTPI.KI.KB§/R¦ - h»ng sè tÝch ph©n cña phÇn tö tÝch cu T¦ ph©n trong kh©u hiÖu chØnh; - hÖ sè khuÕch ®¹i cña phÇn tuyÕn tÝnh T TP kh©u hiÖu chØnh. M¹ch vßng hiÖu chØnh tèc ®é b©y giê cã thÓ ®-îc vÏ nh- h×nh pt2c, trong ®ã hµm truyÒn m¹ch vßng kÝn dßng ®iÑn ®· tèi -u ®-îc viÕt: 1 W KI (p ) (pt-8) K I 2 .T HCI p 1 Hµm truyÒn ®èi t-îng ®iÒu chØnh: 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
K K §C .R ¦ K I .T C p K K .R 1 W ' §T p §C ¦ . (pt-9) 1 K I .T C p 2T I p 1 2T I p 1 ë m¹ch vßng tèc ®é c¸c h»ng sè thêi gian kh«ng bï T HC = TTP = aI.T HCI. Theo tiªu chuÈn tèi -u TTP = a .T HC , hµm truyÒn kh©u hiÖu chØnh tèc ®é ®-îc viÕt d-íi d¹ng: 1 K TC W HC p I . (pt-10) T TP p . W CB p K K §C .R ¦ a T TPI om Nh- vËy, kh©u hiÖu chinh tèc ®é lµ kh©u tØ lÖ. khi hiÖu chØnh kh©u nµy theo tiªu chÈn tèi -u m«dul cã a = 2; a .THC = 4.THCI. .c S¬ ®å nguyªn R3 lÝ kh©u c¸c kh©u hiÖu chØnh vÏ trªn h×nh pt3. C R6 UV R1 ng - R4 R2 + - U®k §K CL R5 § UphI + co FT Uph Rs CBI an th CB ng H×nh pt3 S¬ ®å nguyªn lÝ c¸c kh©u hiÖu chØnh ®iÒu khiÓn phô thuéc Th«ng sè hiÖu chØnh cña c¸c kh©u nµy ®-îc lùa chän theo c¸c biÓu thøc o (pt-7), (pt-10). du HÖ sè khuÕch ®¹i cña c¸c kh©u ph¶n håi KI, K ®-îc ®-a vµo m¹ch u t-¬ng øng tÝn hiÖu ®Æt, nã ®-îc theo c¸c ®iÖn trë vµ tô ®iÖn trªn m¹ch h×nh cu pt3 R6.C = T¦; (pt-11) R4.C = THCI TTPI.KB§.KI'/R¦; (pt-12) KI' = KI.R4/R5 =KCBI. RS. R4/R5; (pt-13) U Trong ®ã: K CBI phI - hÖ sè khuÕch ®¹i cña c¶m biÕn dßng ®iÖn I ¦ .R S Rs, - ®iÖn trë shunt ®Ó lÊy tÝn hiÖu ph¶n håi dßng ®iÖn Th«ng sè cÇn tÝnh cho m¹ch hiÖu chØnh; 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
K .K . R S . T TPI R 6 B§ CB (pt-14) R ¦ .C C¸c th«ng sè R4, R5, R6, C khi lùa chän cÇn cho tr-íc mét vµi trong chóng. Th-êng ng-êi ta lùa chän C tr-íc, nã cã thÓ chän C = 1 F. Th«ng sè cña m¹ch hiÖu chØnh tèc ®é: R3 K TC K HC ' I . (pt-15) R1 K .K §C R ¦ a . T TP R3 R3 K ' K . K FT . (pt-16) R R om 2 2 U Trong ®ã: K FT ph .c Tõ (pt-15), (pt-16) ta cã: ng R3 TC K . I (pt17) R a . T TP K K R 2 §C FT ¦ co R Tû lÖ 3 ®-îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o sai sè tèc ®é ë chÕ ®é tÜnh an R 2 , khi tÝn hiÖu ®Æt thay ®æi mét l-îng UV th XL R R3 U UV = K ,. = KFT. 3 . . Hay V ng XL XL R1 R1 K FT . XL o Tèi -u hÖ thèng theo chØ tiªu ®éng khi c¸c gi¸ trÞ aI, a ®É ®-îc chän du x¸c ®Þnh theo th«ng sè cña c¸c bé hiÖu chØnh. Khi hiÖu chØnh m¹ch vßng dßng ®iÖn theo tiªu chuÈn tèi -u modul a = 2, cßn tïy thuéc hiÖu chØnh hÖ sè a cña m¹ch vßng tèc ®é, lóc ®ã cã thÓ cã ®-îc nh÷ng ®Æc tÝnh tÜnh = f(I-) u cu kh¸c nhau bëi v× theo (pt-15) KHC tØ lÖ nghich víi a . h (t) Qu¸ ®é cña hÖ thèng khi tÝn hiÖu vµo d¹ng 1,4 xung (®ét ngét) víi c¸c a kh¸c nhau ®-îc vÏ trªn 1,2 h×nh pt4. HiÖu chØnh a = 2 theo ®iÒu kiÖn tèi -u 1,2 1,6 mo®ul (Qu¸ ®iÒu chØnh kho¶ng 5%) 1,0 C¸c bé chØnh l-u cã ®iÒu khiÓn hiÖn nay phæ 2 biÕn ®iÒu khiÓn b»ng ph-¬ng ph¸p pha xung. HÖ sè 0,8 3 U khuÕch ®¹i cña bé biÕn ®æi K B§ B§ lµ mét hµm 4 U §K 0,6 cña UB§ hay U§K. HiÖu chØnh bé ®iÒu chØnh th-êng 0,4 aI = 2 ®-îc hiÖu chØnh theo mét KB§ hay theo mét UB§ . 0,2 20 2 4 6 8 t/T I CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt