Bài tập lớn - Điều khiển số - Điều khiển tự động

CHƯƠNG 1. SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG Công nghiệp hóa - Hiện đại hoá là mục tiêu số một của đất nước ta hiện nay trên con đường đi lên một cường quốc của khu vực và thế giới. Kỷ nguyên điện tử tin học đang phát triên mạnh mẽ trên toàn thế giới, ứng dụng những thành tựu đó trong lĩnh vực công nghiệp và đặc biệt là trong truyền động điện công nghiệp là hết sức quan trọng, cần thiết. Với khối lượng tình toán những bài toán công nghiệp là tương đối lớn, ngày nay đây là một...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài tập lớn - Điều khiển số - Điều khiển tự động Bài tập lớn Điều khiển số 1 CHƯƠNG 1. SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG Công nghiệp hóa - Hiện đại hoá là mục tiêu số một của đất nước ta hiện nay trên con đường đi lên một cường quốc của khu vực và thế giới. Kỷ nguyên điện tử tin học đang phát triên mạnh mẽ trên toàn thế giới, ứng dụng những thành tựu đó trong lĩnh vực công nghiệp và đặc biệt là trong truyền động điện công nghiệp là hết sức quan trọng, cần thiết. Với khối lượng tình toán những bài toán công nghiệp là tương đối lớn, ngày nay đây là một công việc nặng nề phức tạp. Ngày nay với những bộ vi xử lý, vi điều khiển, tốc độ cao đã hoàn toàn thoả mãn những yêu cầu đặt ra với những đòi hỏi trên. Và tạo ra một bước đột phá mới trong lĩnh vực điều khiển tự động, đó chính là lĩnh vực điều khiển số. Mô hình cơ bản của hệ thống điêù khiển số là : Vi xử lí Đối tượng A/D DIGITAL D/A ĐK Khối đo phản hồi A/D : (Analog / Digital ) bộ biến đổi tương tự số D/A : (Digital / Analog) bộ biến đổi số tương tự Tín hiệu vào ra của đối tượng điều khiển là tín hiệu liên tục, còn tín hiệu vào ra máy tính là tín hiệu số. Trên cơ sở sơ đồ khối hệ thống điều khiển số đó chúng ta sẽ xây dựng sơ đồ khối của hệ thống điều khiển động cơ xoay chiều ba pha như sau: Điều khiển tự động 2- K43 Bài tập lớn Điều khiển số 2 Cổng ra Khuếch Đối đại nguồn tượng PC Cổng vào Tiền Cảm biến khuếch đại Đây là sơ đồ khối cơ bản mà bất kỳ một hệ thống điều khiển nào cũng không thể thiếu được. Nhưng đứng trước những đòi hỏi của hệ thống xoay chiều ba pha, yêu cầu chất lượng hệ thống mà các kỹ sư cần cân nhắc các phương án điều khiển, và tìm ra một phương án tối ưu, thoả mãn bài toán kinh tế, với những yêu cầu mà hệ thống đòi hỏi. Nhưng trên tất cả người kỹ sư cần đặt tính kỹ thuật và kinh tế lên hàng đầu. Trong lĩnh vực truyền động điện mức chính xác của tốc độ động quyết định tất cả chất lượng hệ thống. Chính vì vậy, xây dựng các phương án điều khiển cho từng loại động cơ phù hợp với hệ thống chúng ta cần đặt lên hàng đầu. Trong hệ truyền động điện xoay chiều động cơ thường được sử dụng gồm hai loại chính là : động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ, trong đó động cơ không đồng bộ được ứng dụng nhiều nhất, còn động cơ đồng bộ ít sử dụng,nó chỉ thường dùng trong một số ứng dụng đặc biệt. Trong động cơ xoay chiều không đồng bộ còn chia ra làm hai loại : động cơ xoay chiều không đồng bộ roto dây quấn và động cơ xoay chiều không đồng bộ roto lồng sóc. Trước đây trong các hệ truyền động điện xoay chiều, người thiết kế thường sử dụng động cơ xoay chiều roto dây quấn do những yêu cầu vượt trội của nó trong các yêu cầu về điều chỉnh tốc độ.Tuy nhiên ngày nay loại roto lồng sóc chiếm ưu thế tuyệt đối trên thị trường. Vì lý do đơn giản dễ chế tạo, không cần bảo dưỡng, kích thước nhỏ. Điều khiển tự động 2- K43 Bài tập lớn Điều khiển số 3 Và sự phát triển vũ boã của kỹ thuật vi điện tử, với giá thành ngày càng hạ, đã cho phép thực hiện thành công các kỹ thuật điều khiển phức tạp đối với loại roto lồng sóc. Các phương án xây dựng sơ đồ điêù khiển hệ thống : 1.1 Điều chỉnh điện áp đặt vào Stato động cơ : Xuất phát từ phương trình đặc tính cơ : 3 .(U ' f 1 ) 2 . R ' 2 M= R' ¦ ω 1 .[( R1 + 2 ) + X nm ]. s 2 s Ta có : Với tần số và tốc độ động cơ không đổi thì mô men của động cơ không đổi thì mô men của roto M r tỷ lệ với bình phương điện áp stato. Nếu phương trình đặc tính cơ của phụ tải có dạng : ω x ω M c = M cdm ( ) = M cdm ( ) x ω cdm ω0 điều này có nghĩa là động cơ có độ trượt định mức nhỏ, lúc đó tổn thất khi điều chỉnh sẽ là : ω ω ) x ω 0 (1 − ΔP = Mcdm. (ω r 0 ω0 ) Giá trị cực đại của tổn thất công suất là : ΔPr max = M cdm .ω o ≈ Pdm Như vậy ta có : ΔPr ω ω = ( ) x (1 − ) ΔPr max ω0 ω0 Điều khiển tự động 2- K43 Bài tập lớn Điều khiển số 4 Việc điều chỉnh điện áp stato là không thể triệt để do mọi đặc tính điều chỉnh đều đi qua điểm không tải lý tưởng, tổn thất công suất trượt động cơ tăng lên nếu tốc độ quay của roto : s ΔPr = M c .(ω 0 − ω ) = Pco . 1− s Truyền động không đồng bộ điều chỉnh điện áp stato chỉ thích hợp nhất với các loại tải có mô men là hàm tăng của tốc độ. 1.2.Điều chỉnh điện t ...