Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện MỤC LỤC 3Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY MÀI 31 1 Đặc điểm công nghệ 51 2 Các đặc điểm về truyền động điện và trang bị điện của máy mài 51 2 1 Truyền động chính 51 2 2 Truyền động ăn dao 61 2 3 Truyền động phụ 61 3 Máy mài 3A 130 61 3 1 Giới thiệu thiết bị điện của máy 61 3 2 Nguyên lý làm việc của sơ đồ ( hình 1 3 ) 81 3 3 Liên động và bảo vệ 81 3 4 Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống truyền động khuếch đại từ động cơ 11Chương 2 THIẾT.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY MÀI
Đặc điểm công nghệ
Hình 1.1: Hình dáng chung của máy mài
Máy mài được chia thành hai loại chính: máy mài tròn và máy mài phẳng, bên cạnh đó còn có các loại máy khác như máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy mài cắt và máy mài răng Các máy mài thường có ụ chi tiết hoặc bàn để kẹp chi tiết, cùng với ụ đá mài có trục chính và đá mài được lắp đặt Cả hai ụ này đều được đặt trên bệ máy, và sơ đồ công nghệ mài được thể hiện trong hình 1.2.
Máy mài tròn bao gồm hai loại chính: máy mài tròn ngoài và máy mài tròn trong Chuyển động chính của máy là chuyển động quay của đá mài, trong khi chuyển động ăn dao có thể là di chuyển tịnh tiến của ụ đá dọc theo trục (ăn dao dọc trục), di chuyển ngang theo trục (ăn dao ngang) hoặc chuyển động quay của chi tiết (ăn dao vòng) Ngoài ra, còn có chuyển động phụ như di chuyển nhanh của ụ đá hoặc chi tiết Các loại máy mài tròn khác bao gồm máy mài mặt phẳng bằng biên đá, máy mài mặt phẳng bằng mặt đầu với bàn chữ nhật và máy mài mặt phẳng bằng mặt đầu với bàn tròn.
Hình 1.2: Sơ đồ gia công chi tiết trên máy mài
4 Chuyển động ăn dao dọc
5 Chuyển động ăn dao ngang
Máy mài phẳng được chia thành hai loại chính: mài bằng biên đá và mài bằng mặt đầu đá Chi tiết được kẹp trên bàn máy có hình dạng tròn hoặc chữ nhật Đối với máy mài bằng biên đá, đá mài thực hiện chuyển động quay và di chuyển tịnh tiến ngang, trong khi bàn máy di chuyển qua lại để xử lý chi tiết Chuyển động quay của đá là chuyển động chính, trong khi chuyển động ăn dao có thể là di chuyển ngang của đá hoặc di chuyển dọc của chi tiết Ngược lại, máy mài bằng mặt đầu đá cũng có bàn tròn hoặc chữ nhật, với chuyển động quay của đá là chính, và chuyển động ăn dao có thể là di chuyển ngang của đá hoặc di chuyển tịnh tiến qua lại của bàn mang chi tiết.
Một tham số quan trọng của chế độ mài là tốc độ cắt (m/s):V= 0,5d.ωđ.10 -3 với d - đường kính đá mài, [mm]; ωđ - tốc độ quay của đá mài, [rad/s]
Các đặc điểm về truyền động điện và trang bị điện của máy mài
Máy mài thường sử dụng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc mà không cần điều chỉnh tốc độ Đối với máy mài cỡ nặng, để duy trì tốc độ cắt ổn định khi đá mài bị mòn hoặc kích thước chi tiết thay đổi, thường áp dụng truyền động động cơ với phạm vi điều chỉnh tốc độ từ 2 đến 4:1 và công suất không đổi Ở máy mài trung bình và nhỏ, tốc độ mài đạt từ 50 đến 80 m/s, với đá mài có đường kính lớn quay ở khoảng 1000 vòng/phút Ngược lại, máy mài có đường kính nhỏ yêu cầu tốc độ đá rất cao, sử dụng động cơ đặc biệt với tốc độ từ 24000 đến 48000 vòng/phút, thậm chí có thể lên tới 150000 đến 200000 vòng/phút Nguồn cung cấp cho động cơ là các bộ biến tần, bao gồm máy phát tần số cao hoặc bộ biến tần tĩnh bằng Tiristor.
Mô men cản tĩnh trên trục động cơ thường là 15 ÷ 20% momen định mức.
Mô men quán tính của đá và cơ cấu truyền lực rất lớn, đạt từ 500 đến 600% so với mô men quán tính của động cơ Do đó, cần thiết phải hãm cưỡng bức động cơ khi quay đá, nhưng không yêu cầu đảo chiều quay của đá.
1.2.2 Truyền động ăn dao a Máy mài tròn : Ở máy cỡ nhỏ, truyền động quay chi tiết dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ (điều chỉnh số đôi cực) với D = (2 ÷ 4):1 Ở các máy lớn thì dùng hệ thống biến đổi - động cơ một chiều (BBĐ-ĐM), hệ KĐT – ĐM có D 10/1 với điều chỉnh điện áp phần ứng
Truyền động ăn dao dọc của bàn máy tròn cỡ lớn thực hiện theo hệ BBĐ- ĐM với D = (20 ÷ 25)/1
Truyền động ăn dao ngang sử dụng thuỷ lực b Máy mài phẳng:
Truyền động ăn dao của ụ đá hoạt động theo nhiều chu kỳ lặp lại và sử dụng hệ thống thủy lực Hệ truyền động một chiều cho phép bàn ăn dao tịnh tiến qua lại với phạm vi điều chỉnh tốc độ từ 8 đến 10:1.
Trong máy mài, truyền động phụ và hệ thống ăn di chuyển nhanh đầu mài thường sử dụng động cơ không đồng bộ roto lồng sóc với hệ truyền động xoay chiều Hệ thống này cũng bao gồm bơm dầu cho quá trình bôi trơn và bơm nước để làm mát, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu cho máy.
Máy mài 3A 130
1 3.1 Giới thiệu thiết bị điện của máy.
Trên máy có 6 động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc cấp điện áp ∆/Y- 220/380V và một động cơ một chiều quay chi tiết mài
+ Động cơ ĐMN quay đá mài tròn ngoài kiểu A051-4 công suất 4,5kW, tốc độ 1440 vòng/phút.
+ Động cơ ĐT bơm thủy lực kiểu A042-6, (1,7kW-930 v/p).
+ Động cơ ĐML quay đá mài lỗ kiểu A031-2, (1kW-2680 v/p).
+ Động cơ ĐD bơm dầu bôi trơn ở trục đá kiểu A0012-4, (0,08kW-1400 v/p).
+ Động cơ ĐM bơm chất lỏng làm mát kiểu A22, (0,15kW-2800 v/p). + Động cơ ĐG để gạt phoi kiểu A0012-4, (0,08kW-1400v/p).
+ Động cơ ĐC quay chi tiết mài; công suất 0,75kW; số vòng quay định mức là 2500 vòng/phút.
Mạch điều khiển máy cung cấp điện áp 127V và mạch chiếu sáng cục bộ 36V rất quan trọng trong ngành gia công kim loại Máy mài được sử dụng để gia công láng các chi tiết sau khi qua máy tiện, máy phay và máy bào, với lượng thừa rất ít, chỉ vài phần mười ly Máy mài có khả năng gia công những chi tiết khó mà các máy khác không thực hiện được, đạt độ chính xác cao nhờ lực cắt lớn và độ dày lát mài mỏng, vì vậy cần nhiều lần mài để hoàn thiện sản phẩm.
1.3.2 Nguyên lý làm việc của sơ đồ:( hình 1.3 ) Đóng các aptomat A1, A2, A3 Ấn nút khởi động M1 khởi động từ KT tác động, động cơ ĐT bơm thủy lực và động cơ ĐD bơm dầu bôi trơn làm việc. Chọn chế độ mài tròn ngoài hoặc mài lỗ do vị trí của hãm cắt HC1 quyết định. Khi mài tròn ngoài, tiếp điểm HC1 39- 41 đóng, ấn nút khởi động M2, khởi động từ KMN tác động, động cơ quay đá mài ngoài ĐMN làm việc Khi mài lỗ, tiếp điểm HC1 39- 45 đóng, ấn nút M2 khởi động từ KMT tác động, động cơ quay đá mài lỗ ĐML làm việc. Động cơ quay chi tiết ĐC có hai chế độ làm việc:
Khi làm việc không tự động, tiếp điểm của công tắc CT 49-51 sẽ đóng lại Động cơ quay chi tiết ĐC được điều khiển khởi động bằng nút ấn khởi động MĐ và dừng hoạt động thông qua nút dừng DĐ.
Làm việc tự động diễn ra khi tiếp điểm của công tắc CT 51-53 đóng, kiểm soát hoạt động của động cơ quay chi tiết thông qua hãm cắt HC2 Khi ụ đá mài tiến vào chi tiết, tiếp điểm hãm cắt HC2 sẽ được kích hoạt.
Rơ le trung gian RTG 35-53 đóng, tác động kéo theo khởi động từ KĐC, giúp động cơ quay các chi tiết làm việc Đồng thời, khởi động từ KH cũng hoạt động, điều khiển động cơ bơm chất lỏng làm mát ĐM và động cơ tách phoi ĐG quay Khi ụ đá lùi về phía sau, tiếp điểm của hãm cắt HC2 mở ra, dẫn đến việc rơ le trung gian RTG và khởi động từ hoạt động.
Khi KĐC và KH bị cắt điện, động cơ ĐC sẽ ngừng hoạt động Để dừng nhanh động cơ ĐC, cần thực hiện quá trình hãm động năng Trong quá trình máy làm việc, các tiếp điểm thường kín RTG 35-61 và KĐC 61-63 sẽ mở ra, khiến khởi động từ H không hoạt động Để dừng toàn bộ máy, người dùng có thể ấn nút dừng D hoặc nút dừng DĐ, hoặc chuyển tay gạt thủy lực để đưa ụ đá lùi về phía sau, hãm cắt HC2 35-.
Rơ le RTG và công tắc tơ KĐC mất điện sẽ kích hoạt khởi động từ H, dẫn đến việc tiếp điểm H 50-56 đóng lại Điều này giúp khép mạch phần ứng động cơ vào điện trở hãm Rh, nhằm hãm động năng hiệu quả.
Hệ thống khuếch đại động cơ có tác dụng điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ
H Thay đổi tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ Điện áp phần Ưư trên phần ứng động cơ tỷ lệ với hiệu số điện áp theo công thức :
Trong đó: Un là điện áp phụ thuộc vào lưới điện.
Điện áp Uw1 trên cuộn dây công tác W1 của khuếch đại từ cần được điều chỉnh để thay đổi từ hóa lõi thép Để thay đổi Ưư, việc điều chỉnh Uw1 là cần thiết Cuộn dây khống chế W2 đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát mức độ từ hóa của lõi thép Trên cuộn dây W2, có ba thành phần điện áp tác dụng.
- Điện áp trên phần ứng động cơ H là Ưư.
- Điện áp lấy trên chiết áp 1R – P – 2R gọi là Uz lấy từ nguồn chỉnh lưu 2B theo mạch 4 – 14 – 13 – 26 – 1.
- Điện áp trên điện trở 5R là điện áp phản hồi dương dòng điện phần ứng động cơ H lấy từ biến dòng TT qua chỉnh lưu 3B gọi là U1.
Sức từ động tổng cộng của cuộn dây khống chế W2 là :
K là hệ số tỷ lệ.
Chiều dây quấn của cuộn dây w2 được xác định sao cho khi điện áp Uz lớn hơn điện áp Uư, dòng điện sẽ đi qua cuộn dây w2 và từ hóa lõi thép khuếch đại từ.
Khi điện áp U1 nhỏ hơn Uư, dòng điện qua cuộn dây w2 sẽ khử từ lõi thép, và khi di chuyển con trượt P về phía đầu 14, lõi thép sẽ được từ hóa Sự giảm điện kháng của cuộn dây w1 dẫn đến việc điện áp rơi trên nó giảm, khiến điện áp đặt vào động cơ tăng và tốc độ động cơ tăng theo Ngược lại, nếu con trượt P được dịch chuyển về phía đầu 13, quá trình sẽ đảo ngược Điện áp phản hồi U1 có vai trò ổn định tốc độ động cơ; nếu dòng điện phụ tải của động cơ H tăng, điện áp Uư sẽ giảm, làm giảm tốc độ động cơ Khi đó, dòng điện phía thứ cấp của máy biến dòng TT sẽ tăng, dẫn đến sự gia tăng điện áp U1.
Theo công thức tính toán, sức từ động của cuộn dây tăng lên do hiện tượng từ hóa lõi thép Điện áp Uư sẽ được khôi phục về giá trị ban đầu, giữ cho tốc độ động cơ ổn định Việc điều chỉnh trị số điện trở 5R sẽ ảnh hưởng đến mức độ phản hồi của dòng điện, từ đó thay đổi độ cứng của đặc tính cơ.
Khi điều chỉnh điện trở 5R cần chú ý hai điểm :
Khi tốc độ tối đa và tối thiểu của động cơ thay đổi, cần điều chỉnh điện trở 2R để đạt được tốc độ tối đa và điều chỉnh 1R để đạt tốc độ tối thiểu Trong mạch khuếch đại từ, cuộn w3 được bố trí như một cuộn chuyển dịch.
Dòng điện của cuộn chuyển dịch lấy từ nguồn chỉnh lưu 2B.
1.3.3 Liên động và bảo vệ.
Bảo vệ quá tải các động cơ bằng các rơle nhiệt.
Bảo vệ ngắn mạch bằng các aptomat và cầu chì.
Bảo vệ mất kích từ động cơ H bằng rơle PO Khi động cơ có kích từ hệ thống khuếch đâị từ động cơ mới làm việc.
Liên động giữa chế độ mài tròn và mài lỗ bằng hãm cắt KB.
1.3.4 Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống truyền động khuếch đại từ - động cơ. a Ưu điểm
+ Khả năng khởi động và làm việc tin cậy.
+ Thực hiện điều khiển một cách tuyến tính.
+ Sơ đồ thực hiện điều chỉnh bộ khuếch đại từ tương đối đơn giản. b Nhược điểm:
+ Tổn hao riêng tương đối lớn, hiệu suất thấp
+ Phạm vi điều chỉnh hẹp
+ Độ chính xác không cao, tính trễ lớn
+ Kết cấu của sơ đồ còn cồng kềnh, chi phí đắt, không phổ biến.
Để khắc phục những nhược điểm hiện tại và vẫn đáp ứng yêu cầu công nghệ của máy, chúng ta cần áp dụng một phương án truyền động mới.
A1 Ð1 th?y l?c ch?y bom Ð2 d?u Ð3 mài ngoài Ð4 thoát phoi Ð5 bom nu?c Ð6 mài trong
RN1 RN2 RN3 RN4 RN5 RN6
RN1 RN2 RN3 RN4 RN5 RN6 RN7
THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG
Giới thiệu Phương án truyền động dùng hệ T - Đ
Hệ T-Đ động cơ một chiều sử dụng bộ biến đổi điện với các mạch chỉnh lưu tiristor để cung cấp điện áp điều chỉnh cho phần ứng hoặc cuộn kích từ của động cơ Điện áp được điều chỉnh bằng cách thay đổi thời gian hoạt động của van trong khoảng thông Trong thực tế, các van điều khiển hạn chế cho phép điều chỉnh thời điểm bắt đầu khoảng thông, nhưng không thể ngắt mạch khi dòng điện chưa giảm về không Do đó, việc điều chỉnh điện áp của bộ biến đổi van được thực hiện bằng cách thay đổi thời điểm thông van, và việc rút ngắn thời gian trạng thái thông của van được đặc trưng bởi góc thông α.
Trị số trung bình của điện áp và dòng điện trong bộ biến đổi phụ thuộc vào các thông số và sơ đồ nối dây Các sơ đồ này được chia thành hai loại: sơ đồ có đầu không (sơ đồ tia, sơ đồ một nữa chu kỳ) và sơ đồ cầu (sơ đồ hai nữa chu kỳ) Trong sơ đồ có đầu không, điện áp chỉnh lưu chỉ bao gồm một nữa sóng của hệ điện áp xoay chiều, trong khi ở sơ đồ cầu, điện áp được chỉnh lưu là cả hai nữa sóng Đặc điểm của sơ đồ một nữa chu kỳ là dòng điện phụ tải id bằng dòng điện trong van đang mở, và được xác định bởi sức điện động pha của máy biến áp Ngược lại, trong sơ đồ cầu, hai van làm việc đồng thời và dòng điện phụ tải chảy qua hai van và hai pha máy biến áp nhờ vào hiệu số sức điện động của các van tương ứng Trong suốt một chu kỳ biến thiên của điện áp xoay chiều, cả sáu van của bộ biến đổi đều tham gia làm việc.
Hiện nay, Tiristor được sử dụng rộng rãi trong việc chế tạo các bộ chỉnh lưu có điều khiển nhờ vào những ưu điểm nổi bật như kích thước gọn nhẹ, tiêu thụ năng lượng thấp và khả năng tác động nhanh chóng.
2.1.1 Nguyên lý để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều:
Hệ truyền động chỉnh lưu – động cơ một chiều là hệ thống chuyển đổi nguồn điện xoay chiều thành điện áp một chiều, giúp cung cấp năng lượng cho tải một chiều.
Hình 2.1 : Sơ đồ khối hệ truyền động T- Đ
Thay đổi điện áp điều khiển Uđk trên đầu vào khối tạo xung sẽ làm thay đổi thời điểm tạo xung, dẫn đến sự biến đổi của góc mở α Sự thay đổi này ảnh hưởng đến điện áp ra của chỉnh lưu đặt lên phần ứng động cơ Ud, từ đó làm thay đổi các thông số đầu ra của động cơ.
2.1.2 Đặc tính cơ của hệ thống a Chế độ dòng liên tục :
Phương trình đặc tính cơ
Thay đổi góc điều khiển α trong khoảng (0 đến π) của điện áp chỉnh lưu tạo ra đặc tính song song nằm ở nửa bên phải của hệ tọa độ (M0ω) Các đặc tính này không xuất hiện ở nửa bên trái do các van không cho phép dòng điện phản ứng đổi chiều.
Do đó : αmax = arccos do d
Theo ĐTCS (Võ Minh Chính) Tr 118 ta có: dmR dmV sb K
K K Đảm bảo thoả mãn hệ số đập mạch ra K dmR ( 5 % 10 %) chọn K dmR 5 %
Theo giả thiết : 0 0 , , 667 05 13 , 34 dmR dmV sb K
Khi đó tốc độ không tải lý tưởng tùy thuộc vào góc điều khiển . m e do
Và độ cứng đặc tính cơ :
b Chế độ dòng gián đoạn :
Phương trình đặc tính cơ :
Khi làm việc ở chế độ dòng gián đoạn đường đặc tính cơ không là đường thẳng mà là đường cong có độ cứng thấp hơn
Biên giới vùng dòng điện gián đoạn là ranh giới phân cách giữa dòng điện liên tục và dòng gián đoạn, được xác định bởi tập hợp đường trạng thái biên độ Khi thay đổi góc α từ 0 đến π, biên giới này gần giống như một đường elip, với các trục chính là trục tọa độ.
Họ đặc tính cơ như hình vẽ :
Hình 2.2 : Đặc tính cơ hệ truyền động T - Đ
2.1.3 Đánh giá chất lượng hệ thống
- Tăng phạm vi điều chỉnh tốc độ.
- Nâng cao hệ số cos
- Khắc phục đặc tính trễ.
- Độ tác động nhanh cao, tổn thất ít, giảm tiếng ồn, hiệu suất lớn có khả năng điều chỉnh trơn (8-1)với phạm vi điều chỉnh rộng (D = 102 – 103 ).
- Có thể thiết lập hệ tự động phòng kín để mở rộng dải điều chỉnh và cải thiện điều kiện làm việc của hệ.
- Giá thành thiết bị rẻ, có mặt phổ biến trên thị trường.
Khả năng linh hoạt trong việc chuyển đổi trạng thái làm việc của van là không cao, dẫn đến khả năng quá tải về dòng và áp suất Bộ biến đổi có biên độ đập mạch lớn gây tổn hao phụ trong động cơ, ảnh hưởng tiêu cực đến điều kiện chuyển mạch trên cổ góp của động cơ, từ đó làm giảm chất lượng điện áp nguồn.
Tính chọn mạch động lực
2.2.1 Lựa chọn sơ đồ nối dây mạch động lực của bộ chỉnh lưu.
Trong hệ thống truyền động chỉnh lưu điều khiển cho động cơ một chiều, bộ biến đổi điện được thực hiện qua các mạch chỉnh lưu điều khiển, với sđđ Ed phụ thuộc vào góc điều khiển Các mạch chỉnh lưu này có thể sử dụng để điều chỉnh điện áp phần ứng hoặc dòng điện kích thích cho động cơ Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của hệ thống truyền động, các sơ đồ chỉnh lưu phù hợp sẽ được áp dụng Đối với truyền động ăn dao của máy mài tròn có công suất nhỏ, nguồn cấp thường là lưới điện một pha, do đó, sơ đồ cầu một pha và sơ đồ chỉnh lưu hai nửa chu kỳ có biến áp trung tính là những lựa chọn chính.
Hình 2.3: Sơ đồ chỉnh lưu hai nửa chu kỳ với biến áp trung tính
Theo sơ đồ hình 2.3, biến áp cần có hai cuộn dây thứ cấp giống hệt nhau, tạo thành sơ đồ chỉnh lưu một nửa chu kỳ với pha lệch 180 độ Trong mỗi chu kỳ, chỉ một van dẫn cho phép dòng điện chạy qua, khiến cả hai nửa chu kỳ sóng điện áp tải trùng khớp với điện áp cuộn dây có van dẫn Điện áp tải đập mạch trong hai nửa chu kỳ với tần số đập mạch gấp đôi tần số điện áp xoay chiều Hình dạng của các đường cong điện áp và dòng điện tải, cũng như dòng điện qua các van bán dẫn I1, I2 và điện áp trên van T1, được xác định khi tải điện cảm.
Sơ đồ chỉnh lưu một pha mang lại nhiều ưu điểm, như chất lượng điện áp tốt hơn so với chỉnh lưu nữa chu kỳ, với dòng điện qua van không lớn và tổng điện áp rơi trên van nhỏ Việc điều khiển các van trong sơ đồ này cũng tương đối đơn giản Tuy nhiên, việc chế tạo máy biến áp với hai cuộn dây thứ cấp giống nhau, mỗi cuộn chỉ hoạt động trong một nửa chu kỳ, làm tăng độ phức tạp trong quá trình chế tạo Hơn nữa, điện áp ngược mà các van bán dẫn phải chịu có trị số lớn nhất, gây khó khăn trong việc lựa chọn van bán dẫn phù hợp.
Hình 2.5 : Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển đối xứng
Hoạt động của sơ đồ : Trong nữa chu kỳ UAB> 0, điện áp anot của Tiristor
Khi T1 dương (catot T2 âm) và có xung điều khiển cho cả hai van T1, T2 đồng thời, điện áp lưới sẽ được đặt lên tải Điện áp một chiều trên tải sẽ trùng với điện áp xoay chiều miễn là các Tiristor vẫn dẫn, điều này phụ thuộc vào tính chất của tải Đến nữa chu kỳ sau, khi điện áp đổi dấu (UAB> Te), dẫn đến việc biến đổi tốc độ cơ học chậm hơn so với biến đổi tốc độ dòng điện Trong mạch vòng dòng điện, có thể coi rằng ΔE Đ 0 Mạch vòng dòng điện lúc này có dạng với T i T cl 0.00167(s) và Toi được chọn bằng 0.0002s.
Khi đó bộ lọc dòng điện là b Lựa chọn cấu trúc và xác định tham số bộ điều chỉnh
Xác định theo phương pháp tối ưu môdul: β (-)
Đối tượng điều chỉnh là: i b d e i
Trong mạch vòng dòng điện, yêu cầu phải có tính năng bám tốt, vì vậy ta chọn khâu PI.
Hàm truyền hệ hở sau hiệu chỉnh: S ( s ) R ( s ) k T s ( K T s 1 / R 1 ) s ( T K s 1 ) i i i e d b pi i i
Theo tối ưu modul để % i max 5 ta chọn K i T i 0 , 5 (tương ứng % i max 4 , 3 )
Vậy hàm truyền của bộ điều khiển dòng điện là: i PI
3.3.2 Thiết kế bộ điều khiển tốc độ
Hệ thống điều chỉnh tốc độ là một hệ thống quan trọng, trong đó đại lượng được điều chỉnh là tốc độ góc của động cơ Hệ thống này được phát triển dựa trên nguyên lý của hệ thống điều chỉnh dòng điện, giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ.
- Đơn giản hóa mạch vòng dòng điện thành một khâu tương ứng trong mạch vòng tốc độ.
Hàm truyền hệ kín mạch vòng dòng điện:
Sơ đồ cấu trúc tương đương: β
Sau khi thay thế mạch vòng kín dòng điện bằng khâu tương đương của mạch vòng dòng điện, sơ đồ cấu trúc trạng thái động của hệ thống điều chỉnh tốc độ quay sẽ được mô tả như hình dưới đây.
Hình 3.5 Sơ đồ cấu trúc trạng thái động của mạch vòng tốc độ.
Hệ số phản hồi âm tốc độ: U đk 10 0,095
a Đơn giản hóa sơ đồ.
Giả thiết Ic(s) =0 ta có:
T 2T 0.0033(s) b Lựa chọn cấu trúc và xác định tham số bộ điều chỉnh
Xác định theo phương pháp tối ưu đối xứng: Đối tượng điều chỉnh là: d n m e n n
Mạch vòng tốc độ cần có khả năng chống nhiễu tốt do phải đối mặt với cả nhiễu nguồn và nhiễu tải Để đảm bảo hiệu suất, cần thiết phải có n(s) trước khi xảy ra nhiễu, vì sau nhiễu có khâu tích phân.
(-) R (s) n T m K e γ.R s(T d n s 1) khâu tích phân để cân bằng hệ thống Mạch vòng tốc độ yêu cầu lượng quá điều chỉnh nhỏ Sử dụng bộ điều chỉnh PI.
Theo tối ưu đối xứng: s τs
Hàm truyền hệ hở sau hiệu chỉnh:
Chọn độ rộng trung tần h = 100 ta có: τs 2 hT n 100.0.0033 0,33(s) ; n 2 2 2 2 n h 1 100 1
Vậy hàm truyền của bộ điều khiển tốc độ là: n PI
