Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình truyền động điện
Âxư; KHOA BIEN pe GIAO TRINH nee ML Ae shuini mae ee G trình thực hành Truyền động điện MỤC LỤC Giới thiệu Dunh mục thí nghiệm Các thông số hệ thống điều khiển tốc độ Các thông số hệ thống điều khiển nhiệt độ ánh sáng Điều khiển dòng ngẫu lực động Điều khiển tốc độ 37 Điều khiển điện áp cho máy phát 47 Điều khiến tốc độ cách điều khiển đòng nắc 55 Động 2C với nguồn pha điều khiển không điều khiển, b6 chinh hu half-wave ?5 D6ng co DC hoat dong géc phan tu ding mach chuyén déi Thyristor tinh 9, Hoạt động góc phần tư dùng cầu H 10 Tải điện tử II Điều khiến nhiệt độ dùng điều khiển P PI + Diều khiển nhiệt độ dùng điều khiển bậc „ Điều khiển nhiệt độ dùng điều khiển PID điều khiển nhóm xung „ Điều khiển độ sáng dùng điều khién P, PI, PID 149 Giàn đồ Bode, quỹ tích độ kiểm sốt hệ thống P-T3 155 Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện 16 Xắp xỉ giá trị thực 173 17 Các thông số đáp ứng hệ thống điều khiển Servo vận hành 183 18 Tác động vị trí 189 19 Tác động vị trí với biến tác động 197 Giái pháp Phụ lục L1—L116 A1-A4 Kkhhoa điện Giáo trình thực hành Truyền động điện Định nghĩa thời gian đo dùng máy phát điềm đặt Máy phát điềm đặt điều khiển Máy phát điềm đặt cho phép cài đặt độ nhảy đặt từ - 10V + 10V nuôi trực tiếp hay thông qua máy phát điểm đặt đến khối đo lường Điều khiển thiết kế với thời gian đo từ 10ms đến 20s sử dụng máy đo dao động chuẩn Tắt cà giá trị thời gian điều chỉnh bước Mỗi chu kỳ đo đo tách biệt (chế độ SINGLE) sử dụng máy thu Y-t hay máy tao đao động Hình biểu diễn trình tự chu kỳ đo Hình Trình tự chu kỳ Tạm ngừng (1): Khi phích RESET cắm vào, tắt tụ liên quan mạch phóng điện để ngõ thành phần mạch điều khiển 0V bắt đầu thực phép đo Trạng thái tồn nút start/ stop giữ chu kỳ đo bắt đầu thả tay nhấn Chu kỳ đo với thời gian đo tm (2, 3, 4): Thời gian đầu (2) Là khoảng thời gian 1/10 thời gian đo tín hiệu thật xuất Thời gian cần thiết cho dụng cụ đo khởi đầu an toàn để thu tín hiệu Mặt khác, trạng thái bắt đầu khối đo lường theo dõi suốt thời gian « Tín hiệu xung (3) Xung tín hiệu thật ứng dụng thời gian trì qua máy đo điện áp đặt hay trực tiếp đến khối đo lường Tín hiệu xung chiếm 7/10 thời gian đo + cài đặt © Thời gian chờ (4) Tín hiệu xung trở 0V giữ suốt 2/10 thời gian đo Ta quan sát thành phần mạch điều khiển đáp ứng điện áp ngõ vào 0V Đây đáp ứng phần mạch điều khiến tích hợp ví dụ điều khiển PI Một chu kỳ bắt đầu hết thời gian đợi Điều khiển mạch số “thuần túy”, việc phân hối thời gian giống cho tất thời gian đo cài đặt Nếu không dử dụng điều khiển nút RESET thả Giáo trình thực hành Truyền động Giới thiệu điện Khoa điện Tập sách gồm 19 thí nghiệm thiết kế để sử dụng cho thiết bị hps « _ Bảng điện động (loại 5130) « _ Bảng điều khiển PID (loi 5120) ô Bng ngun (loi 5125) â Bang SERVO (logi $131) va © Hé thdéng diéu khién nhiét d6 va 4nh sdng (loai 5125.5) Nguyên lý thí nghiệm mơ tả tiết phần Các vắn đề khác giới thiệu quyển: - GIGI THIGU VE KY THUAT DIEU KHIEN (V 0120) - _ GIỚI THIỆU VỀ ĐIỆN TỪ CÔNG SUAT (V 0121) - HE THONG DIEU KHIEN/MACH DIEU KHIEN (V 0122) quyền tạo thành lý thuyết hoàn chỉnh lĩnh vực điện tử công suất kỹ thuật điều khién, Lưu ý kỹ thuật Hầu hết thí nghiệm liên quan đến phần máy phát — động hệ thống điều khiển nhiệt độ, ánh sáng Trong nhiều thí nghiệm cần thiết sử dụng đến máy tạo dao động (có nhớ) hay máy thu Y/t Nếu máy tạo dao động khơng có nhớ hầu hết cách đo vã thực không xác định rõ thời gian độ Trong nhiều trường hợp máy đo dao động chuẩn ghi nhận lại thay đôi thông số hữu hiệu Đường cong thay đổi phác thảo khung kẻ Nói chung, khơng thể có xác cao cho thí nghiệm (sai số thiết bị lớn) quan sát cần thận quan hệ đặc tính khối liên quan nhận thấy Giáo trình thực h Truyền động điện - Khoa điện Các thông số đo mạch điện Các thông số đo mạch đo luôn định rõ trực tiếp Tuy nhiên, dòng điện tốc độ đo gián tiếp qua điện áp Các biến A/div hay Ì/div định qua biểu đồ dao động Có nghĩa biến cần biến đổi chuyển từ thiết bị đo sang giản đồ Khởi động máy đo dao động Việc điều khiển đóng ngắt bảng PID thường sử dụng đáp ứng nhảy Khi khởi động máy đo dao động bên ngồi từ ngõ xung điều khiển đóng ngắt Điều chỉnh chu kỳ đo T cho phù hợp với tỷ lệ thời gian máy đo dao động sau: - Dau tién chọn tỷ lệ thời gian mong muốn máy đo dao động, -_ chắn tia sáng bắt đầu dòng kẻ bên tay trái, -_ sau khởi động điều khiển đóng ngắt chọn tằn số cao, -_ cài đặt máy đo dao động để máy hoạt động cách đáng tin cậy, -_ thay đổi tần số điều khiển đóng ngắt để tín hiệu xung hình bắt đầu sau phân lưới kết thúc sau ô phân lưới Các vấn đề liên quan đến kỹ thuật đo lường Các thí nghiệm thực thơng qua việc kết nối mạch điện tử dây dẫn Sự nhiễu dây dẫn lớn để chống nhiễu tần số cao (HE), ta có thể: nối máy đo dao động với dây nối theo tiêu chuẩn thay sử dụng cáp đồng trục Vì cáp khả nhiễu đường dây (do có điện dung dây dẫn) - _ chắn bạn nối đắt cần thận, fog Vì“ - _ chắn cầu phân áp cấp cho P-T\¡ bảng PID khơng nằm vị trí dừng bên trái w -_ Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện Các thông số hệ thống điều khiển tốc độ Giới thiệu Thiết bị đo lường thiết kế để giải thích đáp ứng trạng thái tĩnh động hệ thống điều khiển tốc độ Về bản, hệ thống bao gồm hai động kết hợp giống hai động hoạt động máy phát Trên cửa số hiển thị cho phép ta quan sát chuyển động quay, ví đụ trục động bị khóa u cầu điều khiến dịng động Mục đích thí nghiệm giúp ta nắm đáp ứng động truyền động góc 1⁄4 hay bốn góc 1⁄4 Hơn nữa, kết đo cho biết tiết độ lớn thông số giá trị vận hành động lọai nhỏ Động DC có chỗi than Các thơng số động DC: Điện áp định mức: 12V Dịng điện khơng tải: 20 mA “Tốc độ không tải: 7800 min"! Bộ đếm sức điện động tốc độ 1000 min”; 1.55 V Momen khởi động: 14.9 mNm Hang sé momen km: 14.8 mNm/A Điện trở dây nối: 11.9 Dòng làm việc rec, max: 0.58 A + Hình 1.1a mơ tả sơ đồ mạch tương đương động sử dụng thí nghiệm Hình I.1b minh họa chức ban dạng giản lược Cuộn dây phần ứng cắp điện thông qua chổi than gắn trục động Cuộn dây đặt từ trường vĩnh cữu Ngay dòng điện phần ứng qua cuộn dây, phần ứng sinh từ trường Sự kết hợp từ trường tạo I lực làm cho phần ứng quay Khi nam châm vĩnh cữu cho trước lực động (momen) phụ thuộc trực tiếp vào độ lớn địng điện Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện by I- - TL =e——— Hình 1.1 Sơ đồ mạch tương đương chức động Bộ đếm sức điện động (Counter-EMF) Theo định luật cằm ứng có giá trị điện ngồi hay dịng tức độ động Ví 1.55V ứng điện từ, cuộn dây phần ứng áp Uw, Khơng có khác biệt điện phần ứng lạ Bộ đếm sức điện dụ phần ứng quay tốc độ 1000 quay tạo sức điện động cảm trục động tác động từ bên động (Counter-EME ) phụ thuộc theo vòng/ phút sinh điện áp Uw= Nếu động DC hoạt động máy phát giá trị sức điện động đo đầu cực máy phát trạng thái không tải Nếu ngược lại họat động động cơ, giá trị sức điện động chống lại điện áp phần ứng Sai lệch điện áp UA U rơi RẠ, Điện áp phần ứng Điện áp phần ứng U điện áp cấp cho động Điện trở phần ứng Rạ điện trở dây nối (điện trở cuộn dây) điện trở tiếp xúc chổi than Điện trở phần ứng (Ra) động 11.92 Momen ° khởi động Nếu giữ trục động đứng yên cấp cho động giá trị điện áp định mức, dòng điện phần ứng lạ = UA/Ra = 1.01A sức điện động EME khơng tạo ra) Khi động tao | ngẫu lực M = kụ lA = 14.9 mNm_đây ngẫu lực khởi động Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện Dịng điện khơng tải Nếu động khơng tải, dòng điên tăng khởi động, Khi tốc độ tăng, giá trị sức điện động (counter-EMEF) tăng dịng điện giàm đến giá trị dịng khơng tải Điều cần thiết để chống lại ma sát đầu trục động Vận hành động với điện áp phần ứng số Nếu điện áp phần ứng không đổi, tốc độ phụ thuộc nhiều vào tải trục động Ngay có lực hãm trục động cơ, tốc độ giảm, UM giảm dịng tăng Sự tăng dịng cân thiết để động chống lại lực hãm Vận hành với điện áp phần ứng không đổi xảy hệ thống điều khiển, tốc độ số không quan trọng Vận hành động với tốc độ số Trong mạch điều khiển tốc độ động cơ, giá trị sức dign dong — Um (counter-EMP) tốc độ khơng đổi Nếu có lực tác động lên trục động cơ, điện áp phần ứng tăng đòng điện phần ứng tăng theo Khi tải thay đổi điện áp phần ứng dao động thay tốc độ Vận hành động với dịng điện khơng đổi;m Ngẫu lực tăng tốc có ưu lớn động vận hành giá trị dòng điện (phần (ng) nado dé va khong co tai gắn đầu trục Tốc độ giá trị counter-EME tăng lên giới hạn giới hạn điện áp phần ứng, Khi kết việc tăng tốc tốc độ bbkjl Các thành phần thiết bị phụ trợ - bang dién động - bang diéu khién PID - tao đao động - đồng hồ vạn - Đối với loạt thí nghiệm đồng hồ đo điện áp đặt bảng điều khiển PID nối đến điện áp DC +l0 V, loạt thí nghiệm lại nói đến điều khiển ngắt Thật thích hợp để khởi động máy đo dao động bên ngòai từ ngõ xung điều khiển ngắt Giáo trình thực hành Truyền động điện _ Khoa điện P10 BOARD MOTOR BOARD ke oe ° Hình 1.2 Mạch đo lường Có khả năng, A B, để nối ngõ khuếch đại đến động Ở đầu A, động co nối đến khuếch đại thông qua điết từ hoạt động góc 1⁄4 Ở đầu B, động nối trực tiếp đến ngõ khuếch đại từ cho phép hoạt động góc 1⁄4 Lưu ý với điều khiến ngắt: Các chân RESET SINGI,E mở ra!! Loạt thí nghiệm 1: Các thông số tĩnh hệ thống điều khiển tốc độ Động nối trực tiếp đến ngõ khuếch đại (đầu nồi B) Đầu tiên thực đo giá trị biến thiên động chạy không tài gạv2 tài Lị nối theo bang 1.1 va 1.2: Điện áp phần ứng UA dòng động IA gián tiếp ngõ khuếch đại 1V tương ứng 0.1A điện áp tachmometer U¿ với 2V tương ứng 1000rpm Nhập giá trị dòng điện tốc độ tính tốn từ giá trị điện áp trực tiếp bảng va 1.2, 1.1 ... họat động động cơ, giá trị sức điện động chống lại điện áp phần ứng Sai lệch điện áp UA U rơi RẠ, Điện áp phần ứng Điện áp phần ứng U điện áp cấp cho động Điện trở phần ứng Rạ điện trở dây nối (điện. .. trước lực động (momen) phụ thuộc trực tiếp vào độ lớn đòng điện Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện by I- - TL =e——— Hình 1.1 Sơ đồ mạch tương đương chức động Bộ đếm sức điện động (Counter-EMF)... 1.01A sức điện động EME không tạo ra) Khi động tao | ngẫu lực M = kụ lA = 14.9 mNm_đây ngẫu lực khởi động Giáo trình thực hành Truyền động điện Khoa điện Dịng điện khơng tải Nếu động khơng tải,