Thiết kế mạch tổng hợp và khuếch đai tín hiệu

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
phần iv

xây dựng đặc tính tĩnh
Lớp K35IA

1

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
Đ4-1: khái niệm
Đặc tính tĩnh có bản chất là mô tả chất lợng tĩnh, sai số tốc độ, độ
trơn điều chỉnh của một hệ thống thông qua giá trị độ cứng đặc tính . Việc
xây dựng đặc tính dựa trên quan hệ giữa tốc độ và dòng điện:
n = f(I)vì M = K..I mà K = const.
Do hệ thống của ta có các phần tử làm việc ở vùng phi tuyến và vùng
tuyến tính cho nên khi xây dựng đặc tính cơ cần phải có các giả thiết sau:
- Động cơ làm việc với mạch từ cha bão hoà (chế độ định mức).
- Đã bù đủ phản ứng phần ứng.
- Hệ số khuyếch đại của BBĐ là hằng số.
- Tiristor là phần tử không có quán tính điện từ.
- Điện trở R = const trong suốt quá trình làm việc.
ở đây ta xây dựng đặc tính với dòng tải là liên tục (điều này mới có ý
nghĩa cho việc khảo sát chất lợng tĩnh).
Lớp K35IA

2

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
Đ4-2: xây dựng đặc tính tĩnh
I. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống
Để xây dựng đợc đặc tính cơ tĩnh ta phải thiết lập đợc sơ đồ cấu trúc

của hệ thống nhờ việc thay thế từng khâu bởi hàm truyền của chúng.
Vì đây là chế độ tĩnh nên các thông số biến đổi (toán tử) p = 0, nh
vậy hàm truyền của các khâu là hằng số.
Ta có sơ đồ cấu trúc của hệ thống nh sau:
II. Phơng trình đặc tính cơ của hệ thống.
Từ sơ đồ cấu trúc ta có:
{[( U
cđ
- n).K
n
- .[I].K
I
.K

- I.R

}.K
Đ
.
n =


K

K.K.K.1
KRI]I.[K.K.KU.K.K.K.K
ĐnI
Đ\\ĐIcdĐIn
+

.
Với I = I - I
ng
.
Khi khâu phản hồi âm dòng có ngắt cha tác động suy ra I < 0.
n =
K1
K.R.IK.U
Đ\\cd
.

+

.
Đây là phơng trình đặc tính cơ tĩnh của hệ thống.
III. Xây dựng đặc tính
Tốc độ lớn nhất của động cơ bị giới hạn bởi độ bền cơ học và liên kết
giữa các phần tử quay. Khi ở tốc độ cao các phần tử này phải chịu một lực
điện và lực ly tâm lớn có thể làm vỡ, bung động cơ và dây quấn động cơ.
Mặt khác khi tốc độ quá lớn, do động cơ lấy điện qua vành góp nên
tại cổ góp sẽ phát sinh ra các tia lửa điện có thể làm hỏng vành góp.
Lớp K35IA

3

K
I
K
n
K

K
Đ


R
\
I
\
I
ng
n
U
cđ
Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
Để đảm bảo an toàn cho ngời và thiết bị tín hiệu thì đặc tính cơ cao
nhất phải đợc xây dựng ứng với đờng có n
đm
= 3000 v/ph.
1. Đờng đặc tính cơ cao nhất
Khi này ta coi hệ thống nh không có khâu phản hồi âm dòng có ngắt.
Phơng rình đặc tính cơ:
n =
K

+

1
KRIU.K
Đ\\cd

.
Trong đó:
K: Hệ số khuyếch đại của toàn hệ thống.
R

: Tổng trở mạch phần ứng.
K
Đ
: Hệ số khuyếch đại của động cơ.
Để dảm bảo cho hệ thống làm việc lâu dài tín hiệu thì đờng đặc tính
cơ cao nhất khi này có điện áp chủ đaọ lớn nhất. Ta có:
U
cđmax
=
K
)KRI()1(n
Đ\\dm
K
++
=
3000 1 0 003 95837 9 14 7384 34 343
95837
9 07883
( , . ,23) . , . ,
,23
,
+ +
=
(V).
Đờng đặc tính này đi qua điểm định mức B

1
(9; 3000) và điểm không
tải lý tởng A
1
(0, n
0max
).
Với n
0max
=
K1
U.K
1
KRIU.K
maxcdĐ\\maxcd
K

+
=
+

.

8,3015
23,95837.003,01
07883,9.23,95837
=
+
=
(v/ph).

A
1
(0; 3015,8); B
1
(9; 3000)
2. Đặc tính cơ khi có cả hai khâu cùng tác động
+) Xác định điểm C
1
(I
ng
; n
ngmax
)
Khi phụ tải tăng tới giới hạn I = 1,5.I
đm
thì khâu hạn chế dòng sẽ làm
việc. Khi này khâu phản hồi âm tốc độ vẫn làm việc trong vùng tuyến tính.
Ta có phơng trình đặc tính cơ:
n =
K
K

+

1
KRIK.K).II.(U.K
Đ\\ĐngIcd
.
I
ng1

= 1,5.I
đm
= 1,5.9 = 13,5 (A).
Lớp K35IA

4

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
Tại thời điểm I = I
ng
I = 0.
n
ng
=
K

+

1
KRIU.K
Đ\1ngcd
.
=
1,2992
23,95837.003,01
343,34.7384,14.5,1307883,9.23,95837
=
+

(v/ph).

Vậy điểm C
1
(13,5; 2992,1).
+) Xác định điểm làm việc bão hoà D
1
(I
bh
; n
bh
):
Căn cứ vào mạch khuếch đại thuật toán và căn cứ vào mạch IC
sử dụng ta có nhận xét: khi IC làm việc ở chế độ bão hoà:
U
bh
= U
cc
- (1,5 ữ 2) (V)
Với loại IC của hệ thống U
bh
= 13 (V)
Khi phản hồi âm tốc độ bão hoà chỉ có phản hồi âm dòng có ngắt
tham gia.
n=[[U
bh
- .(I-I
ng
)].K
I
.K

-I.R

].K
Đ
(1)
- Xác định giá trị :
I
d
= ( 2,2 ữ 2,5 ).I
đm
(A)
Ta chọn: I
d
= 2,5.I
đm
= 2,5.9 = 22,5 (A)
Tại điểm dừng n = 0, I = I
d
thay vào phơng trình (1) ta có:
[[U
bh
- .( I
d
- I
ng
)].K
I
.K

- I

d
.R

].K
Đ
= 0
K

= 58,235
Mà ta có: K
TG
= K
n
.K
I
= 47,9195
- Xác định K
n
và K
I
:
Chọn K
I
= 0,5 suy ra
K
n
=
84,95
5,0
9195,47

K
K
I
TG
==
=
ngd
I
d
bh
II
K.K
R.I
U



u
=
=


5,135,22
235,58.5,0
7384,14.5,22
13
0,179
Vậy = 0,179
- Xác định điểm ứng với tốc độ bão hoà:
áp dụng phơng trình khi sảy ra bão hoà:

Lớp K35IA

5

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
U
bh
= ( U
cđmax
- .n
bh
).K
n
n
bh
=

n
bh
maxcd
K
U
U
=
2981
003,0
84,95
13
07883,9
=

(v/ph)
- Xác định dòng điện bão hoà ứng với tốc độ bão hoà chỉ còn phản
hồi âm dòng có ngắt tham gia:
Tại n = n
bh
thì I = I
bh
từ phơng trình:
n
bh
= [[U
bh
- .( I
bh
- I
ng
)].K
I
.K


- I
bh
.R

].K
Đ

Với n

bh
= 2981(v/ph) I
d
= 22,5(v/ph)
= 0,179 K
Đ
=34,343
I
ng
= 13,5 (A) K
I
= 0,5
U
bh
= 13 (V) R

= 14,7384()
I
bh
=
u



RK.K.
K
n
K.K.I.K.K.U
I
Đ

bh
IngIbh
+
+
=
7384,14235,58.5,0.179,0
343,34
2981
235,58.5,0.5,13.179,0235,58.5,0.13
+
+
=17,75 (A)
Vậy điểm bão hoà là: D
1
( 17,75; 2981)
4. Xây đựng đờng đặc tính cơ thấp nhất
(I = I
đm
, n = n
min
, U
đk
= U
đkmin
)
Với dải điều chỉnh D = 10/1, nên tốc độ định mức ứng với đờng đặc
tính cơ thấp nhất là:
n
đmmin
=

300
10
3000
D
n
maxdm
==
(v/ph).
I
đm
= 9 (A).
U
cđmin
=
K
K.R.I)1(n
Đ\dmmindm
K ++

9506,0
23,95837
343,34.7384,14.9)23,95837.003,01(300
=
++
=
6 (V).
Tốc độ không tải lý tởng nhỏ nhất là:
Lớp K35IA

6

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
n
0min
=
789,315
23,95837.003,01
95066,0.23,95837
1
.U.K
mincd
=
+
=
+ K
(v/ph).
Vậy B
2
(I
đmmin
,n
đmmin
) = B
2
(9; 300).
A
2
(0; 315,789).
- Xác định điểm C
2

trên đờng đặc tính cơ thấp nhất.
Khi dòng điện I = 1,2I
đm
thì khâu ngắt dòng bắt đầu tham gia ứng với
tốc độ n
ngmin
trên đờng đặc tính cơ thấp nhất.
ở tốc độ thấp nhất khi đó bộ điều chỉnh tốc độ cha bão hoà và khâu
ngắt dòng tham gia:
Ta có phơng trình:
n = {[(U
cđ
- .n).K
n
- I.].K
I
.K

- I.R

}.K
Đ

Trong đó:
U
cđ
= U
cđmin
= 0,95066(V) ; R

= 14,7384()
K = 95837,23 ; K
I
= 0,5
= 0,003 ; K


= 58,235
I = 1,5I
đm
= 13,5(A) ; K
Đ
= 34,343
= 0,179
n
ngmin
=
23,95837.003,01
343,34.7384,14.5,13343,34.5,0.179,0.5,1323,95837.95066,0
+

= 291,96(v/ph).
Vậy điểm C
2
(13,5; 291,96)
- Điểm D
2
(n
bhmin

; I
bhmin
) trên đồ thị đợc xác định.
Khi tốc độ nhỏ thì bộ điều chỉnh tốc độ bão hoà khi đó chỉ có mình
khâu ngắt dòng tác động.
Ta có: U
bh
= (U
cđmin
- .n
bhmin
).K
n
n
bhmin
=

n
n
.K
UK.U
bhmincd


Trong đó:
U
bh
= 13(V) ; K
n
= 95,84

Lớp K35IA

7

1+.K 1+.K
U
cđ
.K
.K
I
.K

.K
Đ
+ R
\
.K
Đ
n =
.I
\
-
Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
U
cđmin
= 0,95066(V) ; = 0,003
n
bhmin
=
( )

ph/v67,271
003,0.84,95
1384,95.95066,0
=


Mặt khác khi khâu ngắt dòng và đầu ra của khâu điều chỉnh bão hoà
ta có phơng trình:
n = [(U
bh
- .I).K
I
.K

-I.R

].K
Đ

= U
bh
.K
I
.K

.K
Đ
- I(.K
I
.K

.K
Đ
+ R

.K
Đ
)

I
bhmin
=
ĐĐI
minbhĐIbh
K.RK.K.K.
nK.K.K.U


+

Trong đó:
U
bh
= 13(V) ; R

= 14,7384()
K
I
= 0,5 ; K

= 58,235
K
Đ
= 34,343 ; = 0,179
I
bhmin
=
343,34.7384,14343,34.235,58.5,0.179,0
67,271343,34.235,58.5,0.13
+


I
bhmin
= 18,57(A)
Vậy điểm D
2
(18,57; 271,67)
Lớp K35IA

8

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
phần iv

xét ổn định và hiệu chỉnh hệ
thống
Lớp K35IA

9

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
Bất kỳ một hệ thống nào cũng đầu có những trạng thái ổn định hoặc
không ổn định.
* Một hệ thống ổn định là khi mà trạng thái xác lập cũ bị phá vỡ thì
hệ thống sẽ trải qua một qúa trình quá độ với thời gian nhất định, sau đó
định ra một chế độ xác lập mới.
* Một hệ thống không ổn định là khi chế độ xác lập cũ bị phá vỡ thì
các đại lợng trong hệ sẽ biến đổi liên tục: Tăng hoặc giảm tới giá trị vô
cùng lớn hoặc vô cùng bé mà không tự định ra chế độ xác lập mới cho mình
đợc.
4 - 1. chế độ ổn định tĩnh
ở chế độ này sự chuyển biến của hệ từ trạng thái này sang trạng thái
khác là tơng đối chậm, đến mức vai trò của các khâu quán tính và khâu điện
cảm của hệ thống gần nh không còn có ý nghiã. Nh vậy mọi nguồn năng l-
ợng tich luỹ trong hệ thống đợc bỏ qua và coi nh không có sự biến thiên.
Việc xét ổn định tĩnh đợc căn cứ vào chế độ xác lập ban đầu và cuối
cùng của hệ thống. Các trạng thái này đợc xác định bởi sự tơng quan giữa
đặc tính cơ của hệ và đặc tính cơ của maý sản xuất (Đặc tính phụ tải).
Trong một hệ thống nếu sử dụng hệ số góc của đặc tính cơ của hệ
nhỏ hơn của đặc tính phụ tải thì hệ thống đảm bảo sự ổn định tĩnh. Với máy
mài có M
c
= const, phụ tải phản kháng nên điều kiện trên đợc đảm bảo, do
vậy ta không cần xét tới đặc tính tĩnh nữa mà chỉ xét tới đặc tính động.
Đ 4 - 2. chế độ ổn định động
Một hệ thống đợc gọi là ổn định nếu quá trình quá độ khi chuyển từ
trạng thái xác lập cũ sang trạng thái xác lập mới tắt dần theo thời gian.
Để khảo sát đợc sự ổn dịnh của hệ thống ta cần thành lập sơ đồ cấu
trúc của hệ thống sau đó sử dụng các tiêu chuẩn xét ổn định để áp dụng cho

hệ thống xem có ổn định hay không, nếu không ổn định ta phải hiệu chỉnh
lại hệ thống cho ổn định, nếu đã ổn định nhng có độ dự trữ ổn định thấp thì
ta hiệu chỉnh cho hệ thống có mức ổn định cao hơn.
Lớp K35IA

10

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
1. Xây dựng sơ đồ cấu trúc và lập hàm truyền hệ thống
Trong đó:
W
1
= k
1
.
W
2
= k
2
. là hàm truyền bộ khuyếch đại trung gian.
W
P
=
k
T p


1+
. Với k
P

= DU
d
/ DU
đk
= 58,3568.
T
P
= 1/2mf = 1/2.3.50 = 0,0033.
W
P
=
58 3568
0 0033 1
,
, p +
. Là hàm truyền bộ biến đổi.
Trong đó: W
1Đ
.W
2Đ
= W
Đ
=
k
T T p T p
D
u M M
( )
2
1+ +

Là hàm truyền
của động cơ.
Để tiện thực hiện phản hồi âm dòng có ngắt dòng cần đợc kiểm tra
là dòng phần ứng động cơ. Vậy ta tách động cơ thành 2 thành phần là W
1Đ
,
W
2Đ
:
W
1Đ
=
1
1R T p
u u
( )+
.
W
2Đ
=
k
Jp

.
J =
GD
2
4
0 045
4

0 01125= =
,
,
là mô men quán tính của Đ.
Sơ đồ cấu trúc động cơ:
Lớp K35IA

11

(-)
(-)
I
\
n
W
1Đ
W
i
U
cđ
(-)
R
\
W
2
W
P
W
2Đ
W

1
W
n
I
c
1
R
\
.(T
\
p + 1)
kF
J.p
kF
U
d
Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
KF =
U I R U I R
n
k
dm u u
dm
dm u u
dm
e

=

=

60
2
60
2
. .
=
60
2
60
2 34 343
0 278
. . . . ,
,
k
D
= =
.
Sơ đồ cấu trúc hệ thống:
* Xét theo mạch vòng phản hồi âm dòng có ngắt khi coi sức điện
động của động cơ là const.
W
td
=
* Xét theo mạch vòng phản hồi âm tốc độ ta có:
W
HT
=
=

=
=
A p
B p
( )
( )
.
Lớp K35IA

12

n
U
cđ
(-)
I
C
R
\S
W
1Đ
W
i
W
2
W
P
W
2Đ
W

1
W
n
k
(-)
(-)
W
1
.W

.W
Đ
1+ W
i
.W
2
.W

.W
1Đ
W
2
.W
P
.W
Đ
1+ W
i
.W
2

.W
P
.W
1Đ
W
1
.W
tđ
.W
Đ
1+ W
n
.W
1
.W
tđ
.W
2Đ
1+ +
(1+T
P
p)(1+T
\
p).R
\
.J.p
k
1
.k
2

.k
P
.k.
k
i
.k
2
.k
P
(1+T
P
p)(1+T
\
p).R
\
k
1
.k
2
.k
P
.k.
(1+T
P
p)(1+T
\
p).R
\
.J.p
R

\
.J.T
P
.T
\
.p
3
+ (T
\
+T
P
). R
\
.J.p
2
+( R
\
+ k
i
.k
2
.k
P
)J.p+ g k
1
.k
2
.k
P
.k.

k
1
.k
2
.k
P
.k.
Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
B(p) = R

.J.T
P
.T.p
3
+ (T+T
P
). R

.J.p
2
+( R

+ k
i
.k
2
.k
P
)J.p+ g k
1

.k
2
.k
P
.k.
= 1,9195.10
-5
p
3
+ 6,3112.10
-3
.p
2
+ 0,196.p +2,3322
= a
0
.p
3
+ a
1
.

p
2
+ a
2
p + a
3
= 0(*).
(*) chính là phơng trình hàm truyền của hệ thống

2. Xét ổn định cho hệ thống
Dựa vào phơng trình hàm truyền hệ tthống để xét ổn định cho hệ
thống. Theo tiêu chuẩn Huarơvít ta có:
D =
Theo tuêu chuẩn này tín hiệuì điều kiện cần và đủ để hệ tuyến tính ổn
định là các định thức Huarơvít phải dơng (D
i
> 0). Vậy ta có:
D
1
= a
1
= 6,312.10
-3
> 0.
D
2
= = a
1
.a
2
- a
0
.a
3

= 6,312.0,1956.10
3
- 1,9195.2,332.10
-5

= 1,18986.10
-3
> 0.
D = = a
1
.a
2
.a
3
> 0.
Ta thấy : D
1
> 0, D
2
> 0, D
3
> 0.
Vậy hệ thống đã ổn định.
Đ 4 - 3. hiệu chỉnh hệ thống
I. khái niệm
Hiệu chỉnh - đó là viện nâng cao chất lợng hệ thống từ hệ không ổn
định đến hệ ổn định và từ hệ có dự trữ ổn định thấp lên hệ có dự trữ ổn định
cao. Nó đợc thực hiện bằng cách thay đổi cách đấu nối hoặc đa thêm các
thiết bị phụ vào nhằm đa hệ thống về trạng thái ổn định.
Có nhiều cách hiệu chỉnh hệ thống, nhng ở đây để đơn giản ta hiệu
chỉnh hệ thống theo mô dul tối u. Đây là phơng pháp hiệu chỉnh gần đúng.
II. nội dung phơng pháp
Lớp K35IA

13

a
1
a
3
0
a
0
a
2
0
0 a
1
a
3
a
1
a
3
a
0
a
2
a
1
a
3
0
a

0
a
2
0
0 a
1
a
3
Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
Để hiệu chỉnh theo phơng pháp này ta cần có giả thiết sau: Các mạch
điều chỉnh của mỗi đại lợng có chứa một phần các hằng số thời gian lớn nh:
Hằng số thời gian điện cơ, hằng số thời gian của cuộn kích từ và một phần
có chứa các hằng số thời gian nhỏ.
Với phơng pháp này sẽ bù đợc 1 vài hằng số thời gian có giá trị lớn.
Quy định T 1 (ms) đợc coi là rất bé và bỏ qua (không bù).
Phơng pháp này dùng sơ đồ hiệu chỉnh nối cấp. Ưu thế của loại sơ đồ
này là: ứng với mỗi giá trị đoạn bão hoà của đặc tính của bộ điều chỉnh
Hình 4 - 4: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống sau khi hiệu chỉnh.
Cấu trúc cấu hệ thống theo các mạch vòng điều chỉnh:
Hình 4 - 5: Sơ đồ hiệu chỉnh hệ thống.
1. Tổng hợp mạch vòng dòng điện theo Môdul tối u:
Khi bỏ qua sức điện động phần ứng động cơ thì mạch vòng tổng hợp
dòng điện có dạng nh sau:
Lớp K35IA

14

R(p)
W(p)
(-)

(-)
k
P
1+T
P
.p
k
P
1+T
P
.p
1
R
\
(1+T
\
p)

U
I
(-)
I
\
U
cđ
R(w
)
R(i)
k
P

1+T
P
.p
k.
1
J.p


(-)
(-)
(-)
(-)
I
c
k.
1
R
\
(1+T
\
p)
Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
Hình 4 - 6: Sơ đồ mạch vòng phản hồi âm dòng điện có ngắt.
Để tính toán mạch hiệu chỉnh ta chuyển sơ đồ 4 - 6 về dạng sơ đồ cấu
trúc có phản hồi -1 dạng nh sau:
Hình 4 - 7:Sơ đồ hiệu chỉnh mạch vòng dòng điện có phản hồi -1.
Để đạt đợc chất lợng động (thời gian quá độ bé) thì cấu trúc trên phải
có hàm nh sau (hàm mẫu tối u):
F
RI

=
1
1 2 2
1
2 2
+ +
=
+
p p
F
F
R
R
.
F
R
= R
I
.W
0
(0-).
R
I
(p) =
1
2 1
0
W p p p( ). ( ) +
.
W

0
(p) =
k
T p R T p
k
k k
R T p T p
u u
I
I
u u




1
1
1
1
1 1+ +
=
+ +.
.
( )
. .
( )( . )
.
T
P
= 0,0033 (s). T = 0,03473 (s).

R(p) =
( )( . )
. ( )
1 1
2 1
+ +
+
T p T p
k k
R
p p
u
I
u




.
Chọn t = T
P
.
R
I
(p) = k
R
.
1
2 2
1

2
+
= + = +
T p
T p
k
T
T T p
k
k
p
u
R
u
p
I

.
.
.
.
R
I
(p) có dạng khâu PI.
K
R
=
R
k k
u

I


= =
14 7384
58 3568 0 08133
3 1052
,
, . ,
,
.
R
I
(p) = 16,2 +
150
p
.
Lớp K35IA

15

(-)
R(I)
k
P
1+T
P
.p
1
R

\
(1+T
\
p)
U
I
(-)
I
\

U
iđ
U
i
R
1
R
3
C
1
R
2

U
ra
Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
Hình 4 - 8: Mạch điện hiệu chỉnh mạch vòng dòng điện.
Hàm truyền khâu này nh sau:
W(p) =
R C p

R R
C p
R
R R C
R R
C p
3 1
1 2
1
3
1 2 1
1 2
1
1
2
2
1
2
. .
. .
( )
. .
+
+
=
+
+
+
.
Bằng cách chọn R

1
= R
2
= R ta có:
R
R
3
=
k
p
= 16,2.
Chọn R = 1000 () R
2
= 16200 () = 16,2 (K).
Mặt khác:
R.C = 6,67.10
-3
. C = 6,67 (àF).
Nh vậy hàm tối u sau khi đã hiệu chỉnh của mạch vòng dòng điện nh
sau:
F
RI
=
1
1 2 2
1
2 2
+ +
=
+

p p
F
F
R
R
. Với t = T
P
.
2. Tổng hợp mạch vòng tốc độ:
Sơ đồ cấu trúc mạch phản hồi nh sau:
`
Hình 4 - 9: Sơ đồ mạch hiệu chỉnh mạch vòng phản hồi âm tốc độ.
Lu ý rằng trong biểu thức F
RI
do có thành phần bậc cao t
2
rất bé nên
ta có thể bỏ qua. Vậy:
F
RI
=
1
1 2+ p
.
Ta có: F
Rw
= R
w
. W
02

(p). Với W
02
(p) = F
RI
.W
01
(p).
W
02
(p) =
1
1 2+ T p
k
J p


.
.
.
Theo tiêu chuẩm mô dul tối u thì:
R
w
=
J
k T

.
.
1
2 2

.
Nh vậy hàm tối u của khâu hiệu chỉnh R
w
có dạng là khâu tỷ lệ P.
R
w
=
0.01125
0 278 0.003
1
4.0.00333
1054 99 1055
, .
. ,=
.
Lớp K35IA

16

U
cđ
1
J.p

(-)
1
1 + 2tp + 2t
2
p
2

n
k.
R()
Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
Sơ đồ mạch hiệu chỉnh là:
Hình 4 - 10: Mạch điện hiệu chỉnh mạch vòng phản hồi âm tốc độ.
R
w
= 2R
6
/(R
4
+ R
5
) = 1055.
Chọn R
4
=R
5
= 100 () R
6
= 105,5 (K).
Phần VI.
Lớp K35IA

17

U
cđ
U

R
4
R
6
R
5

U
ra
Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện

Thuyết minh sơ đồ
nguyên lý
I. Nguyên lý chung:
Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền Thyristor - Động cơ động bao gồm
các thiết bị sau:
1. Máy biến áp động lực:
Làm nhiệm vụ cung cấp điện áp thích hợp cho bộ chỉnh lu ba pha
hình tia, có tác dụng biến đổi điện áp và tạo ra số pha phù hợp với yêu cầu
của bộ biến đổi.
2. áptômát AB:
Dùng để bảo vệ cắt mạch động lực khi có sự cố quá tải hoặc ngắn
mạch.
3. Cầu dao CD:
Làm nhiệm vụ cách ly khi sửa chữa hệ thống.
4. Khởi động từ:
Làm nhiệm vụ đóng cắt mạch khi đa hệ thống vào sử dụng.
5. Bộ chỉnh lu 3 pha ình tia:
Làm nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều cung cấp

cho động cơ. Diod D
0
dùng để duy trì liên tục dòng phụ tải.
6. Máy phát tốc:
Lớp K35IA

18

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
Làm nhiệm vụ lấy tín hiệu để duy trì và ổn định tốc độ đặt của động
cơ nâng cao đặc tính cơ thông qua mạch điều khiển.
7. Động cơ một chiều kích từ độc lập:
Dùng để truyền động quay cho hệ thống và là đối tợng điều chỉnh.
8. Bộ khuyếch đại trung gian:
Làm nhiệm vụ tổng hợp và khuyếch đại tín hiệu điều khiển, làm tăng
độ nhạy, độ ổn định, mở rộng phạm vi điều chỉnh của hệ thống. bộ khuyếch
đại này đợc xây dựng trên cơ sở của các vi mạch khuyếch đại thuật toán IC
mA 741.
9. Khối đồng bộ:
Làm nhiệm vụ tạo ra điện áp tựa nhằm đa vào so sánh với điện áp
điều khiển để định rs thời điểm phát xung.
10.Khối so sánh:
Khối này có nhiệm vụ tạo ra xung điều khiển với góc mở a phù hợp
với yêu cầu của mạch động lực.
11. khối sửa xung:
Làm nhiệm vụ sửa lại hình dáng xung sao cho có đầy đủ các thông
số của xung điều khiển Thyristor.
12. khối khuyếch đại xung và cách ly:
Làm nhiệm vụ khuyếch đại công suất của xung ra sao cho nó có đầy
đủ tính chất để mở đợc tiếp giáp của Thyristor tại thời điểm cần thiết. Đồng

thời nó cũng làm nhiệm vụ cách ly giữa mạch điều khiển và mạch động lực,
đảm bảo an toàn về điện.
13. Khâu ngắt dòng:
Hạn chế phụ tải khi dòng tải vợt quá trị số cho phép.
II- Nguyên lý khởi động:
- Đóng điện áp nguồn nuôi cho các bộ chỉnh lu cung cấp kích từ cho
đông cơ.
- Đóng áptômat AB thì mach động lực và mạch điều khiển có điện.
Khi có tín hiệu điều khiển đến các Thyristor, làm cho các Thyristor mở. Khi
đó động cơ đợc cung cấp nguồn và làm việc. Quá trình khởi động động cơ
bắt đầu.
III- Nguyên lý điều chỉnh tốc độ:
Ta điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp dặt vào phần ứng
động cơ. Với bộ biến đổi van động cơ, để thay đổi điện áp đặt vào phần ứng
động cơ ta thay đổi thời điểm phát xung, tức là thay đổi U
cđ
. Khi thay đổi
điện áp chủ đạo làm cho góc mở a thay đổi, khoảng dẫn dòng l thay đổi dẫn
đến điện áp ra thay đổi, làm cho tốc độ động cơ thay đổi.
IV- Nguyên lý dừng động cơ:
- Cắt mạch điều khiển và mạch động lực ra khỏi lới điện, đồng thời
đóng điện trở hãm vào mạch phần ứng động cơ, tiến hành hãm động năng.
- Trong quá trình hãm động năng không đợc ngắt kích từ của động
cơ.
Lớp K35IA

19

 §å ¸n tèt nghiÖp  Trang bÞ ®iÖn 
môc lôc

Líp K35IA

20

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
Danh mục
Phần I
Tìm hiểu quá trình công nghệ máy mài
Chơng I. Khái niệm chung về mài
I.1.1. Quá trình công nghệ mài
I.1.2 Các chế độ trong quá trình cắt
Chơng II. Các chỉ tiêu kỹ thuật
Phần II
Thiết kế mạch
Chơng I. Phân tích và lựa chọn phơng án truyền động
II.1.1. Mục đích - ý nghĩa
II.1.2. Phân tích và lựa chọn phơng án truyền động
II.1.3. Xây dựng và chọn mạch động lực
II.1.4. Chọn chế độ hãm cho động cơ
Chơng II. Thiết kế mạch điều khiển
II.2.1 Mục đích - ý nghĩa
II.2.2. Sơ đồ khối và chức năng của chúng
II.2.3. Khai triển sơ đồ khối
Phần III.
Tính chọn thiết bị
III.1. Mục đích - ý nghĩa
III.2. Chọn thiết bị mạch động lực
III.3. Chọn thiết bị mạch điều khiển
Phần IV
Xây dựng đặc tính tĩnh

IV. 1. Khái niệm
IV.2. Xây dựng đặc tính tĩnh
Phần V
Xét ổn định & hiệu chỉnh hệ thống
V.I. Chế độ ổn định tĩnh
V.2. Chế độ ổn định động
V.3. Hiệu chỉnh hệ thống
Phần VI
Thuyết minh sơ đồ nguyên lý
trang
tài liệu tham khảo
Lớp K35IA

21

Đồ án tốt nghiệp Trang bị điện
[1]. Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dơng
Văn Nghi " Điều chỉnh tự động truyền động điện". NXB KHKT Hà
Nội 1996.
[2]. PTS Võ Quang Nạp, Trần Xuân Minh " Kỹ thuật biến đổi"
Thái Nguyên.
[3]. Nguyễn Bính "Điện tử công suất". NXB KHKT Hà Nội
1996.
[4]. PTS Phạm Duy Tân, Nguyễn Văn Thịnh "Giáo trình cung
cấp điện". Thái nguyên.
[5]. Phạm Công Ngô " Lý thuyết điều khiển tự động". NXB
ĐHBK Hà Nội 1996.
Lớp K35IA

22