Giáo trình Truyền động điện tự động - Chương 3: Điều chỉnh các thông số đầu ra của Hệ thống truyền động điện (Phần 1) - Khương Công Minh
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
+ §èi víi ®éng c¬ ®iÖn ®ång bé, th«ng sè ®Çu vµo lµ tÇn sè cña
dßng ®iÖn stato f1.
Ch−¬ng 3
c) C¸c phÇn tö ®iÒu khiÓn:
§iÒu chØnh c¸c th«ng sè ®Çu ra cña
HÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn
Lµ c¸c thiÕt bÞ hoÆc dông cô lµm thay ®æi c¸c th«ng sè ®Çu vµo.
Chó ý, ng−êi ta th−êng gäi viÖc ®iÒu chØnh c¸c th«ng sè ®Çu ra
lµ “®iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn”.
§ 3.1. kh¸I niÖm chung:
3.1.1. C¸c ®Þnh nghÜa:
HÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn kh«ng chØ lµm nhiÖm vô biÕn ®æi
3.1.2. Môc ®Ých ®iÒu chØnh c¸c th«ng sè ®Çu ra cña ®éng c¬:
Tïy theo yªu cÇu c«ng nghÖ cña m¸y s¶n xuÊt, viÖc ®iÒu chØnh
®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng, mµ cßn ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh lµm viÖc cña c¬
cÊu c«ng t¸c theo yªu cÇu c«ng nghÖ cña m¸y s¶n xuÊt. Yªu cÇu c«ng
nghÖ cã thÓ ®−îc ®¶m b¶o nÕu hÖ cã kh¶ n¨ng ®Æt tr−íc c¸c th«ng sè
gia c«ng cho tøng c«ng ®o¹n, duy tr× c¸c th«ng sè ®ã víi mét ®é chÝnh
x¸c nµo ®ã (nh− tèc ®é, m«men, gia tèc, vÝ trÝ cña c¬ cÊu c«ng t¸c …),
c−ìng bøc thay ®æi c¸c gi¸ trÞ ®ã theo ý muèn, h¹n chÕ gi¸ trÞ cña
chóng theo møc cho phÐp cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ hoÆc theo kh¶ n¨ng
vÒ ®é bÒn, ®é qu¸ t¶i cña m¸y.
M, ω nh»m thùc hiÖn c¸c môc ®Ých sau:
+ §Æt gi¸ trÞ lµm viÖc vµ duy tr× møc ®¹t ®ã, vÝ dô duy tr× tèc ®é
lµm viÖc khi phô t¶i thay ®æi ngÉu nhiªn.
+ Thay ®æi th«ng sè theo quy luËt yªu cÇu, vÝ dô trong thêi gian
khëi ®éng vµ t¨ng tèc ®éng c¬ thang m¸y tõ 0 lªn ®Õn tèc ®é æn ®Þnh,
m«men lóc ®Çu ph¶i t¨ng tuyÕn tuyÕn tÝnh theo thêi gian, sau ®ã gi÷
kh«ng ®æi, vµ cuèi cïng gi¶m tuyÕn tÝnh cho ®Õn khi M = Mc.
C¸c th«ng sè gia c«ng nãi trªn cã liªn quan ®Õn m«men M vµ
tèc ®é ω cña ®éng c¬ ®iÖn, cã c¸c mèi quan hÖ ®−îc ®Þnh nghÜa:
+ H¹n chÕ th«ng sè ë mét møc ®é cho phÐp, vÝ dô h¹n chÕ dßng
®iÖn khëi ®éng Ik® ≤ Icp.
a) C¸c th«ng sè ®Çu ra hay cßn gäi lµ th«ng sè ®−îc ®iÒu chØnh:
§ã lµ m«men (M), tèc ®é (ω) cña ®éng c¬, …
+ T¹o ra mét quy luËt chuyÓn ®éng cho c¬ cÊu c«ng t¸c (tøc cho
trôc ®éng c¬) theo quy luËt cho tr−íc ë ®Çu vµo víi mét ®é chÝnh x¸c
nµo ®ã.
Do M vµ ω lµ 2 trôc cña mÆt ph¼ng täa ®é ®Æc tÝnh c¬ [M, ω],
nªn viÖc ®iÒu chØnh chóng th−êng gäi lµ “®iÒu chØnh täa ®é”.
3.1.3. §iÒu chØnh kh«ng tù ®éng vµ ®iÒu chØnh tù ®éng:
a) §iÒu chØnh kh«ng tù ®éng:
b) C¸c th«ng sè ®Çu vµo hay cßn gäi lµ th«ng sè ®iÒu chØnh:
Lµ viÖc thay ®æi th«ng sè ®Çu ra b»ng c¸ch t¸c ®éng lªn th«ng
sè ®Çu vµo mét c¸ch rêi r¹c. Mçi lÇn t¸c ®éng ta cã mét gi¸ trÞ kh«ng
®æi cña th«ng sè ®Çu vµo vµ t−¬ng øng ta ®−îc mét ®−êng ®Æc tÝnh c¬
(nh©n t¹o). Khi ®éng c¬ lµm viÖc, c¸c nhiÔu lo¹n (nh− phô t¶i thay
®æi, ®iÖn ¸p nguån dao ®éng, …) sÏ t¸c ®éng vµo hÖ, nh−ng th«ng sè
®Çu vµo vÉn gi÷ kh«ng ®æi nªn ®iÓm lµm viÖc cña ®éng c¬ chØ di
chuyÓn trªn mét ®−êng ®Æc tÝnh c¬.
+ §èi víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu, th«ng sè ®Çu vµo lµ ®iÖn trë
phÇn øng R− (ho¹c R−f), tõ th«ng Φ (hoÆc ®iÖn ¸p kÝch tõ Ukt; dßng
®iÖn kÝch tõ Ikt) vµ ®iÖn ¸p phÇn øng U−.
+ §èi víi ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé, th«ng sè ®Çu vµo lµ ®iÖn
trë m¹ch r«to R2 (ho¹c R2f), ®iÖn trë m¹ch stato R1, ®iÖn kh¸ng stato
x1, ®iÖn ¸p stato u1 vµtÇn sè cña dßng ®iÖn stato f1.
Trang 92
Trang 93
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Ng−êi ta gäi d¹ng ®iÒu chØnh nµy lµ “®iÒu chØnh b»ng tay” hay
“®iÒu chØnh kh«ng tù ®éng” hoÆc “®iÒu chØnh vßng hë”. Ph−¬ng ph¸p
®iÒu chØnh nµy ®¬n gi¶n nªn vÉn ®−îc dïng trong c¸c hÖ truyÒn ®éng
®iÖn hiÖn ®¹i, tuy nhiªn nã kh«ng ®¶m b¶o ®−îc c¸c yªu cÇu cao vÒ
chÕ ®é c«ng nghÖ.
Trang 94
Ng−îc l¹i, khi ®iÒu chØnh m«men hoÆc dßng ®iÖn, th«ng sè
®−îc ®iÒu chØnh lµ M hoÆc I, th× nhiÔu lo¹n chñ yÕu l¹i lµ tèc ®é ω. Sù
¶nh h−ëng qua l¹i gi÷a hai ®¹i l−îng M vµ ω ®−îc thÓ hiÖn b»ng
®−êng ®Æc tÝnh c¬ vµ ph−¬ng tr×nh cña nã.
b) §iÒu chØnh tù ®éng:
§ 3.2. c¸c chØ tiªu chÊt l−îng:
§−îc thùc hiÖn nhê sù thay ®æi liªn tôc cña th«ng sè ®Çu vµo
theo møc ®é sai lÖch cña th«ng sè ®Çu ra so víi gi¸ trÞ ®Þnh tr−íc,
nh»m kh¾c phôc ®é sai lÖch ®ã. Nh− vËy khi cã t¸c ®éng cña nhiÔu
lµm ¶nh h−ëng ®Õn thèng sè ®Çu ra, th× th«ng sè ®Çu vµo sÏ thay ®æi
vµ ®éng c¬ sÏ cã mét ®−êng ®Æc tÝnh c¬ kh¸c, ®iÓm lµm viÖc cña ®éng
c¬ sÏ dÞch chuyÓn tõ ®−êng ®Æc tÝnh nh©n t¹o nµy sang ®Æc tÝnh nh©n
®¹o kh¸c vµ v¹ch ra mét ®−êng ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng.
3.2.1. ChØ tiªu chÊt l−îng ®éng (chÕ ®é qu¸ ®é):
* §é qu¸ ®iÒu chØnh σmax (σmax ≤ 40% hoÆc cã thÓ nhá h¬n).
* Thêi gian qu¸ ®é Tq® (Tq® cµng nhá cµng tèt).
* sè lÇn dao ®éng n ( n = 2÷3 lµ tèt).
V× vËy cã thÓ ®Þnh nghÜa: “®Æc tÝnh c¬ cña hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng
lµ quü tÝch cña c¸c ®iÓm lµm viÖc cña ®éng c¬ trªn v« sè c¸c ®Æc tÝnh
c¬ cña hÖ ®iÒu chØnh vßng hë”. Hay cßn gäi lµ “quü ®¹o pha trªn täa
®é ®Æc tÝnh c¬”.
h ω
σmax
±5%
h∞ ≡ ωxl
ViÖc thay ®æi tù ®éng th«ng sè ®Çu vµo ®−îc thùc hiÖn nhê
m¹ch ph¶n håi, m¹ch nµy lÊy tÝn hiÖu tõ th«ng sè ®Çu ra hoÆc mét
th«ng sè nµo ®ã liªn quan ®Õn ®Çu ra, ®−a trë l¹i g©y t¸c ®éng lªn
th«ng sè ®Çu vµo, t¹o thµnh mét hÖ cã liªn hÖ kÝn gi÷a ®Çu ra vµ ®Çu
vµo. V× vËy ng−êi ta gäi hÖ nµy lµ hÖ “®iÒu chØnh vßng kÝn”. HÖ ®iÒu
chØnh tù ®éng tuy phøc t¹p nh−ng ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu chÊt l−îng
cao.
0
t
Tq®
H×nh 3-1: §Æc tÝnh qu¸ ®é
3.2.2. ChØ tiªu chÊt l−îng tÜnh (chÕ ®é x¸c lËp):
c) NhiÔu cña c¸c th«ng sè ®Çu ra:
3.2.2.1. Sai sè tÜnh tèc ®é s% :
§èi víi c¸c hÖ truyÒn ®éng vµ ®éng c¬ ®iÖn, cã hai th«ng sè ®Çu
ra chñ yÕu lµ m«men vµ tèc ®é. Cã nhiÒu lo¹i nhiÔu g©y t¸c ®éng lªn
c¸c th«ng sè nµy nh− ®iÖn ¸p nguån, tÇn sè l−íi ®iÖn, nhiÖt ®é m«I
tr−êng, hÖ sè tù c¶m cña cuén d©y, … nh−ng ta quan t©m ®Õn c¸c t¸c
®éng nhiÔu lo¹n chñ yÕu.
Lµ ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho sù chÝnh x¸c duy tr× tèc ®é ®Æt (ω®):
ω0 − ω
ω0
1
β*
*
s% =
.100% = ∆ωc % =
(3-1)
ω - tèc ®é lµm viÖc thùc cña ®éng c¬.
Khi ®iÒu chØnh tèc ®é, th«ng sè ®−îc ®iÒu chØnh lµ ω, th«ng sè
®iÒu chØnh lµ mét trong c¸c th«ng sè t¹o ra ®Æc tÝnh nh©n t¹o, cßn chñ
yÕu lµ phô t¶i biÓu thÞ b»ng m«men c¶n Mc, hoÆc dßng t¶i Ic.
ω0 - tèc ®é kh«ng t¶i cña ®éng c¬.
∆ωc - ®é sôt tèc ®é khi m«men t¶i thay ®æi Mc = 0 → M®m.
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Trang 95
Trang 96
Khi ®ã ta cã “hÖ ®iÒu chØnh hai vïng tèc ®é” vµ ®¹t ®−îc d¶i
®iÒu chØnh réng:
Sai sè nµy cµng nhá, ®iÒu chØnh cµng chÝnh x¸c, vµ lÝ t−ëng ta cã
hÖ ®iÒu chØnh tuyÖt ®èi chÝnh x¸c khi S% = 0. Thùc tÕ ng−êi ta ph¶i
thiÕt kÕ c¸c hÖ truyÒn ®éng diÒu chØnh cã ®é chÝnh x¸c ®¸p øng yªu
cÇu c«ng nghÖ cña m¸y s¶n xuÊt, nh− truyÒn ®éng chÝnh cña m¸y c¾t
gät kim lo¹i yªu cÇu S% ≤ 10%, tryuÒn ®éng ¨n dao : S% ≤ 5%, …
ωđm ωmax
⋅
D =
= DU .DΦ
(3-3)
ωmin ωđm
3.2.2.2. Ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é D:
Gi¶ thiÕt c¸c ®Æc tÝnh c¬ lµ tuyÕn tÝnh, cã ®é cøng kh«ng ®æi β1
vµ β2 = β1, m«men t¶i kh«ng ®æi Mc, sai sè tèc ®é t−ng øng sÏ lµ:
ωmax
ωmin
D =
(3-2)
Mc
Mc
s1% =
.100% ; s2 % =
.100%
(3-4)
ω01.β1
ω02.β2
D cµng lín cµng tèt. Tuy nhiªn, gi¸ trÞ ωmax bÞ h¹n chÕ bëi ®é
bÒn c¬ häc cña ®éng c¬, bëi ®iÒu kiÖn chuyÓn m¹ch. Tèc ®é ωmin bÞ
chÆn bëi yªu cÇu vÒ m«men khëi ®éng, vÒ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vµ vÒ sai
sè tèc ®é lµm viÖc cho phÐp.
NÕu gäi béi sè m«men khëi ®éng lµ Knm2 = Mnm2/Mc th×:
⎛
⎞
ωmin
ω02
1
⎜
⎟
.100%
s2 % =
.100% ; hay s2 % = 1−
(3-5)
(3-6)
⎜
⎝
⎟
Knm2
⎠
* VÝ dô trªn h×nh 3-2:
Mc. Knm2
⇒
ωmin = 1 − s .
(
)
ω
2
β2
ω01
Qua (3-6) ta thÊy ®−îc quan hÖ gi÷a D, s%, β vµ Knm.
Theo kh¶ n¨ng qu¸ t¶i, ta cã thÓ x¸c ®Þnh ph¹m vi ®iÒu chØnh:
∆ωc
ωmax
β1
ωmax
ωmin
β*tn −1
β*min
β*tn
D =
=
⋅
(3-7)
(
β*min −1
)
ω02
Trong ®ã: βmin = Kqt.M®m / ω0 ; β* = K ; Kqt = Mnm.min / M®m
β2
min
qt
ωmin
3.2.3. §é tr¬n ®iÒu chØnh tèc ®é ϕ :
Mnm2
H×nh 3-2: X¸c ®Þnh ph¹m vi ®iÒu chØnh
Mc
M
Lµ sù chªnh lÖch gi÷a 2 cÊp tèc ®é liÒn nhau:
ωi+1
ωi
ϕ =
(3-8)
Còng cã tr−êng hîp phèi hîp hai ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é
®éng c¬ b»ng diÖn nh−: thay ®æi ®iÖn ¸p phÇn øng ®éng c¬ mét chiÒu
sÏ ®iÒu chØnh tèc ®é tõ ωmin ®Õn ω®m, vµ ph−¬ng ph¸p thay ®æi tõ th«ng
kÝch tõ th× ®iÒu chØnh tèc ®é tõ ω®m ®Õn ωmax.
Trong ®ã: ωi - lµ tèc ®é æn ®Þnh ®¹t ®−îc ë cÊp i.
ωi+1- lµ tèc ®é æn ®Þnh ®¹t ®−îc ë cÊp kÕ tiÕp (i+1).
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Trang 97
Trang 98
HÖ sè ϕ cµng nhá cµng tèt, lý t−ëng lµ ϕ → 1: ®ã lµ hÖ ®iÒu
chØnh v« cÊp. Cßn hÖ ®iÒu chØnh cã cÊp nÕu: ϕ ≠ 1.
§ 3.3. c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬
®iÖn mét chiÒu b»ng thay ®æi th«ng sè:
3.2.4. Sù phï hîp gi÷a ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh vµ ®Æc tÝnh t¶i:
3.3.1. Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é §M®l b»ng c¸ch
Víi c¸c ®éng c¬ th× chÕ ®é lµm viÖc tèi −u th−êng lµ chÕ ®é ®Þnh
møc cña ®éng c¬. §Ó sö dông tèt ®éng c¬ khi ®iÒu chØnh tèc ®é cÇn
l−u ý ®Õn c¸c chØ tiªu nh−: dßng ®iÖn ®éng c¬ kh«ng v−ît qu¸ dßng
®Þnh møc cña nã, ®¶m b¶o kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ m«men (trong kho¶ng
thêi gian ng¾n), ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ æn ®Þnh tÜnh khi cã nhiÔu v.v...
trong toµn gi¶i ®iÒu chØnh.
thay ®æi ®iÖn trë phô trong m¹ch phÇn øng:
Tõ ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ tæng qu¸t:
U− R− + R−f
ω =
−
M
(3-10)
Kφ
(Kφ)2
Ta thÊy r»ng khi thay ®æi R−f th× ω0 = const cßn ∆ω thay ®æi, v×
vËy ta sÏ ®−îc c¸c ®−êng ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cã cïng ω0 vµ dèc dÇn
khi R−f cµng lín, víi t¶i nh− nhau th× tèc ®é cµng thÊp (h×nh 3-3):
V× vËy khi thiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cã ®iÒu chØnh tèc ®é, ng−êi ta
th−êng chän hÖ truyÒn ®éng còng nh− ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh, sao
cho ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña hÖ b¸m s¸t yªu cÇu ®Æc tÝnh cña t¶i. NÕu
®¶m b¶o ®−îc ®iÒu kiÖn nµy th× tæn thÊt trong qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh sÏ
nhá nhÊt.
ω
ω0
+
-
U−
TN
R−f1
3.2.5. ChØ tiªu kinh tÕ:
ω®m
ω1
Rktf
R−f
a)
NhiÒu tr−êng hîp, chØ tiªu kinh tÕ lµ chØ tiªu quyÕt ®Þnh sù lùa
chän ph−¬ng ¸n truyÒn ®éng. HÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®iÒu chØnh tèc ®é
cÇn ®¹t cã vèn ®Çu t− thÊp, gi¸ thµnh h¹, chi phÝ vËn hµnh, b¶o qu¶n,
söa ch÷a Ýt, ®Æc biÖt lµ tæn thÊt n¨ng l−îng khi ®iÒu chØnh vµ vËn hµnh
nhá. N¨ng suÊt cña m¸y s¶n xuÊt do hÖ ®iÒu chØnh mang l¹i.
Ckt
Ikt
ω2
R−f2
e
0
Mc
M
I−
Tæn thÊt n¨ng l−îng bao gåm tæn thÊt nhiÖt vµ tæn thÊt c¬:
b)
∆W = ∆Wj + ∆Wc.t
H×nh 3-3: a) S¬ ®å ®iÒu chØnh tèc ®é §M®l b»ng c¸ch thay ®æi R−f.
b) §Æc tÝnh ®iÒu chØnh tèc ®é §M®l b»ng c¸ch thay ®æi R−f.
ω2
t2
(3-9)
= JΣ.(ω0 − ω)dω + Mc.(ω0 − ω)dt
∫
∫
ω1
t1
Nh− vËy: 0 < R−f1 < R−f2 < ... th× ω®m > ω1 > ω2 > ... , nh−ng nÕu
ta t¨ng R−f ®Õn mét gi¸ trÞ nµo ®ã th× sÏ lµm cho M ≤ Mc vµ nh− thÕ
®éng c¬ sÏ kh«ng quay ®−îc vµ ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n m¹ch,
ω = 0. Tõ lóc nµy, ta cã thay ®æi R−f th× tèc ®é vÉn b»ng kh«ng, nghÜa
lµ kh«ng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®−îc n÷a, do ®ã ph−¬ng ph¸p ®iÒu
chØnh nµy lµ ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh kh«ng triÖt ®Ó.
ViÖc tÝnh to¸n cô thÓ c¸c chØ tiªu liªn quan nªu trªn sÏ cho thÊy
hiÖu qu¶ kinh tÕ, thêi gian hoµn vèn vµ lîi Ých nhê viÖc sö dông hÖ
®iÒu chØnh ®· chän. Th−êng ng−êi ta c¨n cø c¸c chØ tiªu kü thuËt ®Ó ®Ò
xuÊt vµi ph−¬ng ¸n ®iÒu chØnh, sau ®ã tÝnh to¸n kinh tÕ ®Ó so s¸nh
hiÖu qu¶ vµ quyÕt ®Þnh chän hÖ thèng hoÆc ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh
th«ng sè ®Çu ra cña ®éng c¬.
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Trang 99
Trang 100
3.3.2. Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é §M®l b»ng c¸ch
3.3.3. Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é §M®l b»ng c¸ch
thay ®æi tõ th«ng kÝch tõ cña ®éng c¬:
thay ®æi ®iÖn ¸p phÇn øng cña ®éng c¬:
Tõ ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ tæng qu¸t:
Tõ ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ tæng qu¸t:
U−
R−Σ
(Kφ)2
U−
R−
(Kφ)2
ω =
−
M
ω =
−
M
Kφ
Kφ
(3-11)
(3-12)
⇒ ω = ω0 − ∆ω
⇒ ω = ω0 − ∆ω
Ta thÊy r»ng khi thay ®æi φ th× ω0 vµ ∆ω ®Òu thay ®æi, v× vËy ta
sÏ ®−îc c¸c ®−êng ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh dèc dÇn (®é cøng β cµng gi¶m)
vµ cao h¬n ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn khi φ cµng nhá, víi t¶i nh− nhau th×
tèc ®é cµng cao khi gi¶m tõ th«ng φ (h×nh 3-4):
Ta thÊy r»ng khi thay ®æi U− th× ω0 thay ®æi cßn ∆ω = const, v×
vËy ta sÏ ®−îc c¸c ®−êng ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh song song víi nhau.
Nh−ng muèn thay ®æi U− th× ph¶i cã bé nguån mét chiÒu thay ®æi
®−îc ®iÖn ¸p ra, th−êng dïng c¸c bé biÕn ®æi (h×nh 3-5):
+
-
ω
~
ω
U−
ω0®m
ω02
ω01
ω®m
U−®m
ω2
φ2
Rktf
Ckt
ω1
ω2
φ1
BB§
ω1
U−1>0
ω0®m
ω®m
Ikt
φ
φ®m
M’c
-U−®m
Mc
M
U−
I−
e
e
U−=0
Mc
Mn2 Mn1 M
I−
-
+
-
U’−1<0
a)
b)
Ikt
Ckt
H×nh 3-4:
b)
a)
a) S¬ ®å ®iÒu chØnh tèc ®é §M®l b»ng c¸ch thay ®æi φ.
b) §Æc tÝnh ®iÒu chØnh tèc ®é §M®l b»ng c¸ch thay ®æi φ.
H×nh 3-5: a) S¬ ®å ®iÒu chØnh tèc ®é §M®l b»ng c¸ch thay ®æi U−.
b) §Æc tÝnh ®iÒu chØnh tèc ®é §M®l b»ng c¸ch thay ®æi U−.
Nh− vËy: φ®m > φ1 > φ2 > ... th× ω®m < ω1 < ω2 <... , nh−ng nÕu
gi¶m φ qu¸ nhá th× cã thÓ lµm cho tèc ®é ®éng c¬ lín qu¸ giíi h¹n
cho phÐp, hoÆc lµm cho ®iÒu kiÖn chuyÓn m¹ch bÞ xÊu ®i do dßng
phÇn øng t¨ng cao, hoÆc ®Ó ®¶m b¶o chuyÓn m¹ch b×nh th−êng th× cÇn
ph¶i gi¶m dßng phÇn øng vµ nh− vËy sÏ lµm cho m«men cho phÐp trªn
trôc ®éng c¬ gi¶m nhanh, dÉn ®Õn ®éng c¬ bÞ qu¸ t¶i.
C¸c bé biÕn ®æi cã thÓ lµ: Bé biÕn ®æi m¸y ®iÖn: dïng m¸y ph¸t
®iÖn mét chiÒu (F), m¸y ®iÖn khuÕch ®¹i (M§K§); Bé biÕn ®æi tõ:
khuÕch ®¹i tõ (K§T) mét pha, ba pha; Bé biÕn ®æi ®iÖn tö - b¸n dÉn:
c¸c bé chØnh l−u (CL) dïng tiristor, c¸c bé b¨m ®iÖn ¸p (B§A) dïng
tiristor, transistor, …
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Trang 101
Trang 102
VËy tèc ®é quay cùc tiÓu cña ®éng c¬ lµ:
* VÝ dô 3-1:
nmin = n*min .n0 = 0,5.1050vg/ ph = 525vg/ ph
Cho §M®l cã c¸c th«ng sè:
P®m = 29KW; U®m = 220V; I®m = 151A; n®m = 1000vg/ph;
R− = 0,07Ω; vµ hÖ sè qu¸ t¶I Kqt = 2.
Tõ gi¸ trÞ cña tèc ®é cùc ®¹i vµ tèc ®é cùc tiÓu, ta rót ra ph¹m vi
®iÒu chØnh tèc ®é:
H¶y x¸c ®Þnh tèc ®é cùc tiÓu vµ d¶i ®iÒu chØnh theo kh¶ n¨ng
qu¸ t¶i yªu cÇu ?
nmax
nmin
1000
525
D =
=
=1,9
* Gi¶i:
Tõ biÓu thøc (3-7) thay β*min = Kqt = 2; β*tn = 20,8; ta còng ®−îc
kÕt qu¶ D = 1,9.
§iÖn trë ®Þnh møc cña ®éng c¬:
R®m = U®m / I®m = 220V / 151A = 1,45Ω
ω
ω0
ωđm
Gi¸ trÞ t−¬ng ®−¬ng cña ®iÖn trë phÇn øng:
R−* = R− / R®m = 0,07Ω /1,45Ω = 0,048
βtn
*
§é cøng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn: βtn = 1/R−* = 20,8
ωmin
Βmin
§é cøng ®Æc tÝnh c¬ thÊp nhÊt: βmin* = Kqt = 2
Gi¸ trÞ t−¬ng ®èi cña tèc ®é cùc ®¹i (tøc tèc ®é ®Þnh møc cña
®éng c¬) sÏ lµ:
0
M®m
Mc.max = Mnm.min
M
ωđm nđm
1
n*max = ω*max
=
=
=1− = 1 - R−*
H×nh 3-6: S¬ ®å gi¶i thÝch vÒ ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é
theo kh¶ n¨ng qu¸ t¶i yªu cÇu
ω0
= 1 - 0,048 = 0,0952
Tèc ®é kh«ng t¶i lý t−ëng:
n0
β*
Qua vÝ dô trªn ta thÊy ph¹m vi ®iÒu chØnh nh− vËy lµ rÊt hep.
Tuy nhiªn, nÕu xÐt theo yªu cÇu vÒ sai sè tèc ®é cho phÐp th× d¶I
®iÒu chØnh cßn hÑp h¬n n÷a hoÆc thËm chÝ cßn kh«ng thÓ ®iÒu chØnh
®−îc tèc ®é. Thùc vËy, ta biÕt:
nđm
n*đm
1000vg/ ph
0,0952
n0 =
=
=1050vg/ ph
s% = ∆ωc* = R*−
Σ
Gi¸ trÞ t−¬ng ®èi cña tèc ®é cùc tiÓu:
ω
min = ω0 - ωc.cp ; vµ ω*min = 1 - s% = 1 - R*
Σ
−
1
β*min
1
n*min = ω*min = 1−
= 1− = 0,5
NÕu s%cp = 10% th× D = 1,05 ≈ 1, nghÜa lµ hÇu nh− kh«ng thÓ
®iÒu chØnh ®−îc.
2
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Ths. Kh−¬ng C«ng Minh
Gi¸o Tr×nh: TruyÒn ®éng ®iÖn Tù ®éng
Trang 103
7 trang
21200
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Truyền động điện tự động - Chương 3: Điều chỉnh các thông số đầu ra của Hệ thống truyền động điện (Phần 1) - Khương Công Minh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_truyen_dong_dien_tu_dong_chuong_3_dieu_chinh_cac.pdf
