Giáo trình Tổng hợp hệ điện cơ 2 - TS. Trần Xuân Minh

Giáo trình Tổng hợp hệ điện cơ 2 có 6 chương: hệ thống tùy động, các phương pháp cơ bản điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều và hệ thống điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp thay đổi điện áp, hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi tần số nguồn, hệ thống điều chỉnh tốc độ cơ KĐB robot dây quấn, hệ thống TĐĐ điều khiển tốc biến - động cơ đồng bộ, hệ truyền động điện điều chỉnh vị trí. Giáo trình hữu ích cho những học viên đang theo học chuyên ngành Tự động hóa ở các trường đại học kỹ thuật, công nghiệp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Tổng hợp hệ điện cơ 2 - TS. Trần Xuân Minh Th¸i Nguyªn, 3/22/2013 1 Tổng hợp hệ điện cơ là môn học chuyên ngành của ngành Tự động hóa, đây có thể xem là kiến thức tổng hợp của nhiều học phần cơ sở ngành và chuyên ngành. Trong nhiều năm qua, đã có khá nhiều tài liệu trong và ngoài nước đề cập đến kiến thức thuộc lĩnh vực này, tuy nhiên một giáo trình chuẩn và đầy đủ phù hợp với chương trình đào tạo kỹ sư điện chuyên ngành Tự động hóa xí nghiệp công nghiệp của Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp còn thiếu. Để đáp ứng yêu cầu đào tạo, đặc biệt là đào tạo theo hệ thống tín chỉ, Bộ môn Tự động hóa – Khoa Điện đã biên soạn xong giáo trình học phần Tổng hợp hệ điện cơ 1 và đã được sử dụng có hiệu quả cho việc giảng dạy của giáo viên và việc học tập của sinh viên đại học và học viên cao học. Học phần Tổng hợp hệ điện cơ này là học phần thứ 2 của môn học, học phần này được phân bố chương trình là 3 tín chỉ với nội dung gồm 5 chương. Với thời gian ngắn, điều kiện về tài liệu tham khảo bị hạn chế nên giáo trình này chắc chắn còn nhiều thiếu sót, mong bạn đọc và các đồng nghiệp thông cảm và cho ý kiến đóng góp để chúng tôi hoàn thiện nội dung của giáo trình này được tốt hơn. Xin chân thành cảm ơn! Th¸i Nguyªn, 3/22/2013 2 Th¸i Nguyªn, 3/22/2013 3 - S¸ch, gi¸o tr×nh chÝnh: Gi¸o tr×nh Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ do bé m«n Tù ®éng ho¸ XNCN - Khoa §iÖn biªn so¹n (®ang biªn so¹n). - S¸ch tham kh¶o: [1]. TrÇn Thä, Vâ Quang L¹p (biªn kh¶o); C¬ së ®iÒu khiÓn tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn; NXB Khoa häc vµ kü thuËt, Hµ Néi, 2004 [2]. Bïi Quèc Kh¸nh, NguyÔn V¨n LiÔn, Ph¹m Quèc H¶i, D¬ng V¨n Nghi; §iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn; NXB Khoa häc vµ kü thuËt, Hµ Néi, 2002. [3]. Bïi §×nh TiÕu; C¬ së truyÒn ®éng ®iÖn tù ®éng; NXB Khoa häc vµ kü thuËt, Hµ Néi, 1984. [4]. Vâ Quang L¹p, TrÇn Xu©n Minh; Gi¸o tr×nh Kü thuËt biÕn ®æi; Trêng ®¹i häc Kü thuËt C«ng nghiÖp, Th¸i Nguyªn, 1998. [5]. Cyril W. Lander; Power Electronics; 1993. [6]. Μ. Γ. Чиликин, Μ. Μ. Соклов, В. Μ. Терехов, А. В. Шинянский; ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕТРОПРИВОДА; Энергия, Москва, 1974. Th¸i Nguyªn, 3/22/2013 4 1.1. Khái quát về hệ thống tuỳ động 1.2. Đo kiểm tín hiệu vị trí 1.3. Hệ thống tuỳ động vị trí sensin và phương pháp thiết kế 1.4. Hiệu chỉnh trạng thái động của hệ thống tùy động vị trí Th¸i Nguyªn, 3/22/2013 5 1.1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG TUỲ ĐỘNG 1.1.1. Ứng dụng của hệ thống tuỳ động Hệ thống tùy động, thực chất là hệ thống ĐCTĐ TĐĐ thực hiện điều khiển vị trí với lƣợng đặt trƣớc biến thiên tùy ý. Hệ thống tuỳ động đƣợc ứng dụng rất rộng rãi trong thực tiễn. Nhiệm vụ cơ bản của hệ là thực hiện điều khiển cơ cấu chấp hành bám sát chính xác đối với lƣợng đặt vị trí, đại lƣợng điều khiển (lƣợng đầu ra) thƣờng là vị trí không gian của cơ cấu sản xuất, lúc lƣợng đặt thay đổi trong quá trình làm việc thì hệ thống có thể làm cho đại lƣợng điều khiển bám sát và duy trì một một cách chính xác vị trí của cơ cấu sản xuất theo yêu cầu. Ví dụ điều khiển cơ cấu ép trục cán, trong quá trình cán kim loại, phải làm cho khe hở giữa hai trục có thể tiến hành tự điều chỉnh; điều khiển quỹ tích gia công của máy cắt điều khiển số và điều khiển bám của máy chép hình; cơ cấu lái tự động trên tàu thuyền; cơ cấu điều khiển anten rađa của cụm súng pháo hay kính viễn vọng điện tử nhằm đúng mục tiêu; điều khiển động tác của ngƣời máy. Những ví dụ trên đây đều là những ứng dụng cụ thể về hệ thống điều khiển tuỳ động vị trí. Th¸i Nguyªn, 3/22/2013 6 1.1.2. Các bộ phận chủ yếu của hệ thống tuỳ động vị trí và nguyên lý làm việc của nó Th¸i Nguyªn, 3/22/2013 7 (1) Bộ đo kiểm vị trí: Do chiết áp RP1 và RP2 tạo thành bộ đo kiểm vị trí (góc), trong đó trục quay của chiết áp RP1 nối với bánh điều khiển làm góc cho trƣớc (góc đặt), trục quay của chiết áp RP2 thông qua cơ cấu nối với bộ phận phụ tải làm phản hồi góc quay, hai bộ chiết áp đều đƣợc cấp điện nhờ nguồn điện một chiều U, nhƣ vậy có thể chuyển tham số vị trí trực tiếp thành đại lƣợng điện ở đầu ra. (2) Bộ khuếch đại so sánh điện áp: Do 2 bộ khuếch đại 1A, 2A tạo thành, trong đó bộ khuếch đại 1A chỉ làm nhiệm vụ đảo pha, còn 2A có tác dụng so sánh và khuếch đại điện áp, tín hiệu đầu ra làm tín hiệu điều khiển bộ khuếch đại công suất cấp tiếp theo, đồng thời có khả năng nhận biết cực tính điện áp (phƣơng vị âm dƣơng của góc pha). Th¸i Nguyªn, 3/22/2013 8 (3) Bộ khuếch đại công suất đảo chiều: Để cung cấp cho động cơ chấp hành của hệ thống tuỳ động chỉ có khuếch đại điện áp là chƣa đủ, còn phải khuếch đại công suất, các bộ khuếch đại công suất này thƣờng dùng chỉnh lƣu điều khiển hoặcbộ biến đổi xung áp điều chế độ rộng xung nếu động cơ truyền động là động cơ một chiều, trƣờng hợp dùng động cơ xoay chiều thì bộ khuếch đại công suất thƣờng là biến tần. (4) Cơ cấu chấp hành: Động cơ bám Đ (động cơ điện một chiều, từ trƣờng vĩnh cửu) để truyền động cơ cấu chấp hành mang phụ tải (dàn anten ra đa), giữa động cơ và phụ tải thƣờng có bộ phận truyền lực (hộp giảm tốc). (1), (2), (3), (4): Là các bộ phận chủ yếu, không thể thiếu để tạo nên hệ thống điều khiển tuỳ động vị trí, chỉ có linh kiện hoặc thiết bị cụ thể là có thể khác nhau, ví dụ, có thể dùng các bộ đo kiểm vị trí khác nhau, dùng động cơ điện một chiều hoặc xoay chiều v.v... Th¸i Nguyªn, 3/22/2013 ...