đồ án thiết chỉnh lưu có điều khiển

Chơng III Tính chọn thiết bị
I. ý Nghĩa của việc tính chọn thiết bị
Tính chọn thiết bị có ý nghĩa rất quan trọng cả về kỹ thuật lẫn kinh tế .
Việc tính chọn các thiết bị càng chính xác tỉ mỉ bao nhiêu thì hệ thống sẽ
làm việc chính xác , an toàn bấy nhiêu đồng thời đảm bảo hiệu suất cao .
Nếu không tính chọ hoặc tính chọn không đúng hệ thống có thể không
làm việc đợc hoặc làm việc không chất lợng . Có khả năng quá tải làm cháy
hỏngthiết bị trong hệ thống , điều này cần thiết cho các thiết bị bán dẫn trong
hệ thống thiết kế .
II. Tính chọn mạch động lực
1. Chọn động cơ
- Chọn động cơ một chiều kích từ độc lập với các thống số kỹ thuật nh sau :
+ Công suất định mức : P
đm
= 4,5 (KW)
+ Điện áp định mức : U
đm
= 220 (V)
+ Dòng điện định mức : I
đm
= 25,4 (A)
+ Điện trở phần ứng : R

= 0,795 ()
+ Điện cảm phần ứng : L

= 0,0329 (H)
GD
2
= 0,18 Kgm
2

2. Tính chọn các thyristor
Để thyristor làm viẹc tin cậy an toàn thì các thyristor đợc chọn thoả
mãn khi làm việc nặng nề nhất .
Điều kiện chọn thyristor :
U
ngT
1,6 U
ngmax

I
đm
1,2 I
đm

Với sơ đồ chỉnh lu cầu 3 pha nên sơ bộ điện áp thấp nhất của mộ pha thứ
cấp MBA là :
U
2
=
017,94
34,2
220
34,2
0
==
d
U
(V)
Khi tính đến sụt áp lới điện và điện trở trên các thyristor thì điện áp pha thứ

cấp MBA phải là :
U
2
=
34,2
0d
U
. k
1
.k
2

Trong đó :
k
1
, k
2
là các hệ số tính đến khả năng sụt điện áp lới điện và sụt điện áp trên
điện trở , điện trở thyristor .
Chọn k
1
= 1,01
k
2
= 1,05
Khi đó : U
2
= 94,017.1,01 = 99,705 (V)
Với sơ đồ chỉnh lu cầu 3 pha ta có :
U

vngmax
= U
vthmax
= 1,6.244,226 = 390,762 (V)
I
đmT
= 1,2I
đm
= 1,2. 25,4 = 30,48 (A)
Tra sách điện tử công suất chọn thyristor do Liên Xô chế tạo có các thông
số nh sau :
Mã
hiệu
I
tb
(A)
U
nm
(KV)
U
(V)
toff
(às)
I
g

(A)
U
g

(V)
d
i
/d
t
(A/às)
d
u
/d
t
(V/às)
T= 50
50 1 1,3 10,5 0,9 3 100 100
3. Tính chọn MBA động lực
- Máy biến áp động lực cung cấp điện áp cho BBĐ cầu 3 pha nên ta có :
Công suất của MBA :
S = U
d
. I
d

3

= 220.25,4.
3

= 5852 (VA)
Chọn mạch từ 3 trụ tiết diện mỗi trụ đợc tính theo công thức kinh nghiệm
sau .
Q = K

Cf
S
(cm
2
)
Trong đó :
K= 5 ữ 6 với MBA khô .
S : Công suất biểu kiến của MBA (VA).
C : Số trụ của MBA .
f = 50 tần số nguồn xoay chiều .
Q = 6
476,37
50.3
5852
=
(cm
2
)
Điện áp dây thứ cấp MBA .
U
d
=
3
.U
f
=
3
.99,705 = 172,7 (V)
Tỷ số biến đổi của MBA là :
K

ba
=
2
1
U
U
=
7,172
220
= 1,274
Số vòng dây mỗi pha sơ cấp MBA.
n
1
=
m
RQf
U
44,4
1
Chọn mật độ từ cảm R
m
= 1,1 tesla
n
1
=
1,1.10.476,37.50.44,4
220
4
= 240 (vòng)
Số vòng dây mỗi pha thứ cấp MBA.

n
2
=
ba
K
n
1
=
274,1
240
= 188 (vòng)
Dòng điện sơ cấp MBA.
I
1
=
ba
d
K
I
3
2
=
274,1
4,25
.
3
2
= 16,27 (A)
Dòng điện thứ cấp MBA.
I

2
= I
d
.
3
2
= 20,74 (A)
4. Tính chọn cuộn kháng san bằng .
Để giảm nhỏ thành phần xoay chiều của điện áp và dòng điện trong BBĐ ta
dùng cuộn kháng san bằng nối nối tiếp với động cơ :
Hệ số san bằng : K
sb
=
r
v
K
K

Tra bảng II -1 , II - 2 (sánh KTBĐ) với sơ đồ cầu ba pha
ta có : K
v
= 0,057, K
r
= 2,5 . 10
3
K
sb
=
3
10.5,2

057,0

= 22,8
Điện cảm của cuộn dây san bằng đợc tính nh sau :
L
ck
=

xd
sbd
mI
KU 1
2

Trong đó : m
x
số xung áp điện áp chỉnh lu trong một pha chu kỳ nguồn xoay
chiều.Với sơ đồ chỉnh lu cầu 3 pha thì m
x
= 6
Do đó : L
ck
=
f.2.6.4,25
1)8,22(.220
2


= 0,1047 (H)
5. Tính chọn mạch R-C bảo vệ cho Tiristor

Mạch R-C mắc song song với thyristor để bảo vệ quá áp cho thyristor
khi chuyển mạch
giá trị của R và C đợc tính nh sau :
Năng lợng tích luỹ đợc trên cuộn cảm phần ứng động cơ là :
w =
2
1
(L


+ L
ek
).I
2
nm

Trong đó : I
nm
là dòng điện gia tốc trong mạch thờng lấy bằng dòng qua
thyristor : I
nm
= 25,4
w =
2
1
(0,0329 + 0,1047)(25,4)
2
= 44,387
Tụ (thờng đợc chọn)
C

,
)(
10 2
2
ã
3
thm
Ukw
w

Trong đó : K =
C
W
W

W
C
là năng lợng phản kháng trên tụ C thờng lấy W
C
= 0,4 có
C
3
2
3
10.037,0
)705,99.6.(4,0
10.387,44.2

=
(F)
Chọn tụ C 0,0037.10
-3
3,7 (àF) lấy : C = 4 (à F)
Hiệu quả ngăn chặn sự cố của mạch bảo vệ R - C đặc trng bởi tỉ số
=
C
L
R
2
theo kinh nghiệm lấy = 0,65 ta có R = 2.0,65.
.1,241
10.4
1376,0
6
=

( )
Chọn R = 250 ()
6. Chọn máy phát tốc .
Máy phát tốc là loại điện phát ra điện áp tỷ lệ tuyến tính với tốc độ
quay của động cơ thờng đợc nối cứng trục hoặc thông qua hộp tốc độ vơí
trục động cơ . Dùng để lấy phản hồi âm tốc độ
Ta chọn máy phát tốc có các thông số sau
Mã hiệu U
đm
(V) I
đm

(A) L
đm
(v/p)
R

( )
T32/1
230 0,5 1000 7,34
Ta nối máy phát tốc với trục dộng cơ thông qua hộp tốc độ có tỷ số
truyền là i :
3
2
1500
1000
===
dc
FT
n
n
i
156,0
1000
34,7.5,0230
*
3
2
*
.
=
+

=
+
=

i
n
RIU
K
dmFT
FTudmFTdmFT
F
Vì U
cđ
- n 0 hay =
n
U
cd
lấy U
cđ
= U
các
= 15 (V)
ta có : =
==
1500
15
n
U
cd
0,01

III. Tính chọn thiết bị ở mạch điều khiển.
1. Tính chọn thiết bị trong khối đồng bộ hoá.
Đối với R
1
và C ta thấy từ giản đồ vecto ở tren của mạch dịch pha so
với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là 30
0

Khi đó ta có điện áp trên tụ C và điện trở R
1
là :
U
R1
= U
a
. cos60
0
=
2
1
U
a
(1)
U
C
= U
a
. sin60
0
=

2
3
U
a
(2)
Từ (1) và (2) ta có :
3
1
=
R
C
U
U
(3)
Vì mạch R
1
-C là mạch mắc nối tiếp nên ta có thể coi dòng điện chạy qua
điện trở R
1
cũng nh tụ C ta có
U
C
= I.X
C
= I.
fC
I
C

2

1
.
1
=
(1')
U
R
=I.R (2
'
)

Thay (1') và (2') vào (3) ta đợc :
Cf
R
RCf


32
1
3
1
*
.2
1
1
1
==
Chọn C = 1 àF = 10
-6
F ; f = 50 Hz

)(84,1
50.14,3.3.2
10.1
6
1
== KR
Các Tranzitor trong sơ đồ ta chọn những loại có dòng nhỏ nên ta chọn
Tranzitor chế tạo bằng Silic
Vậy Tr
1
Tr
2


Tr
4
là loại Tranzitor NPN nên ta chọn loại 2SC828 còn
Tr
3
là loại Tranzitor PNP 2SB562
Tacó thể chọn điện áp đồng bộ U
đb
= 24(V) khi đó ta có điện áp trên
tụ C và điện trở R
1
là :
U
R1
=

2
1
U
đb
= 12 (V)
U
C
=
2
3
U
đb
10 (V)
Mặt khác ta có hệ số khuếch đại :


=
B
C
I
I
mà I
C
=
C
CC
R
U
; I
B

=
B
BECC
R
UU

R
c
=
C
CC
I
U
; R
B
=
B
BECC
I
UU
hay R
B
=
C
BECC
I
UU )(

Vậy để dòng Colecto không vợt quá giá trị cho phép thì ta chọn R:
R

1
= R
5
mà vứi 2SC828 có : = 200 ; I
C
= 0,05 (A)
R
3
= R
4
= R
5
15/0,05 = 300 ( )
Chọn R
3
= R
4
= R
5
= 500 ( )
Đồng thời ta có :
R
B
=
05,0
)6,010(200
)(

=

C
BECC
I
UU

Để dòng Coleto của Tr
3
không vợt quá giá trị cho phép thì ta có thể
chọn
R
6

C
I
U
= 3 (K)
Chọn R
6
= 3,5 (K)
Ta có phơng trình điện áp tức thời trên tụ C nh sau :
U
C
=
2
U sint , với
U
C
là điện áp tức thời trên tụ C
U là điện áp hiệu dụng trên tụ C (U = 10 (v) )
Nên khi tại thời điểm Tranzito bắt đầu mở bão hoà thì giá trị điện áp

đúng bằng ngỡng mở của Tranzito
U
C
= 0,6 (V)
0,6 =
2
.10 .U.sint
sint = 0,42 t = 0,013 t = 0,13.10
-3
(s)
Vậy thời gian tồn tại xung đồng bộ U
db0
là :
t = 2.0,13.10
-3
= 0,26 .10
-3
(s)
2. Tính chọn thiết bị trong mạch phát sóng răng c a .
Với khuyếch đại thuật toán A
1
ta chọn à A741 ; U
CC
= 15 (V)
Biên độ điện áp răng ca lớn nhất là 13 (V)
Từ giản đồ điện áp ta thấy khoảng thời gian tồn tại sờn trớc của răng c-
a bằng khoảng cách giữa 2 xung đồng bộ (U
db0
)
Mặt khác khoảng thời gian tồn tại điện áp đồng bộ (U

db0
) là rấy nhỏ
(t = 0,26.10
-3
(s)) . Nên để rễ ràng khi tính toán ta có thể coi khoảng thời gian
tồn tại sờn trớc của điện áp răng ca là : 0 ữ , Trong khoảng từ 0 ữ ta có
t
2
= t
2
= 0,01 (s)
Khi đó từ biểu thức (1) ta có :
U
RC
=
)(
12
110
tt
CR
U
CC

với t
1
= 0
R
10
=
2

110
t
CR
U
CC
(2)
Chọn C = 0,2à F = 0,2.10
-6
(F)
Thay số vào (2) ta có : R
10
= 75 (K)
Đói với mạch này thì Tranzitor phải có dòng rò nhỏ nên Tr
5
ta chọn loại chế
tạo bằng silic loại 2SC468 . R
7
, R
8
, R
9
là cầu phân áp và định thiên cho sự
đóng mở của Tr
5
là -U
CC
< 0 làm cho Tr
5
khoá chắc chắn đến thời điểm điện
áp đồng bộ U

db0
= 1 đa qua R
8
để phan cực thuận cho Tr
5
mở bão hoà
Vì thế ta chọn R
7
= R
9
= 47 (K )
Mặt khác = I
C
/ I
B
I
B
= I
C
/ = 0,2/60 mà điện áp đồng bộ mang mức
logic "1" tơng ứng với mức điện áp là 5 (V) ta có thể chọn
R
8

2,0
60).6,05(
0

=

B
BEdb
I
UU
= 1,3 (K)
Vậy ta chọn R
8
= 1,5 (K)
- Tính chọn MBAX
Chọn vật liệu sắt từ 9330 lõi thép dạng hình chữ làm việc trên một
phần đặc tính từ hoá B = 0,7 Tesla , H = 50 A/m , có khe hở
- Từ thẩm của lõi sắt à = B/à
0
.H = 0,7/10
-6
.50 = 1,4.10
4

Vì có khe hở nên ta phải tính từ thẩm trung bình . Sơ bộ ta có thể chọn chiều
dài trung bình của đờng sức l = 0,1 (m ) , khe hở l = 1 (cm)
Thể tích lõi sắt
V = Q.L =
2
20

B
UISt
xtb

àà

Trong đó Q là tiết diện lõi sắt từ
t
x
là khoảng thời gian tồn tại xung
I
2
dòng điện thứ cấp quy đổi sang sơ cấp
S là mức độ sụt biên độ xung có thể lấy S = 0,15
V = (5,8 .10
-3
.10
-6
.8.10
-5
.0,15.24.0,2)/ 0,7
2
= 68.10
-
8 (m
3
)
Chọn V = 16,35 (cm
3
) tra bảng ta đợc các số liệu sau
Q = 1,63 (cm
2
) ; l = 10,03 (cm) ; a = 1,2 (cm) ; h = 3 (cm) ;
c = 1,2 (cm) ; C = 4,8 (cm) ; H = 4,2 (cm) ; B = 16 (cm)
Ký hiệu lõi thép 12.16 . Khi đó ta có số vòng sơ cáp biến áp xung .

W
1

=
KQB
tU
x

.
1

T
x
: (s) ; B : (Tesla) ; Q : (m) K : hệ số chất đầy
U
1
: điện áp sơ cấp biền áp xung
W
1
=
7,14
76,0.10.63,1.7,0
10.8.16
4
5
=


(vòng) = 15 (vòng)
Số vòng thứ cấp

W
2
=
8
15
15.8
.
1
1
2
==W
U
U
(vòng) .
3. Tính chọn thiết bị khối lôgic.
R
6
hạn chế đầu vào KĐTT A
1
, ta chọn R
6
= 47 (k )
R
7
hạn chế biên độ điện áp ra A
1
chọn R
7
= 10 (K )
D

1
, D
2
: chọn loại IN 4007
C : chọn C = 0, 22 à F , KĐTT thì A
1
loại à A 741
Các phần tử NAND chọn loại 74D
1


/ 74LS01
IV. Hệ số khuyếch đại của hệ thống
1. Xác định tham số mạch phần ứng động cơ
1.1 Điện trở trong mạch phần ứng
R

= a.(R + R
ct
)
Trong đó a = 1 + b(
21

+
) , hệ số quy đổi điện trở ở nhiệt độ tiêu chuẩn
20
0
C về nhiệt độ làm việc max là 75
0
C .

B = 0,004 hệ số đối với dây quấn a = 0,004(75
0
- 20
0
) + 1 = 1,2
R = 0,795 ( ) điện trở dây quấn phần ứng
R
CT
Điện trở chổi than và điện trở tiếp xúc thờng đợc chọn theo tiêu chuẩn
hoặc sụt áp tren nó : U
CT
= 2 (v)
R
CT
= U
CT
/I
đm
= 2/25,4 = 0,079 ( )
R

= 1,2.(0,795 + 0,079 ) = 1,05 ( )
1.2 Điện trở quận dây phần ứng
L = 0,0329 (H)
1.3 Hệ số cấu trúc của động cơ
Từ phơng trình đặc tính cơ điện của động cơ
=


=

.
.

ttt
K
IRU
I
K
R
K
U
mà =


==


.
.
55,960
.2
t
K
IRU
nn
K

t
=
n
IRU ).(55,9


Ta có K
E
= 9,55.K =
dm
dmdm
n
IRU .


K
E
=
129,0
1500
4,25.05,1220
=

2. Hệ số khuyếch đại động cơ
K
Đ
= 1/K
E
= 1/0,129 = 7,75
3. Hệ số khuyếch đại bộ biến đổi

Hệ số khuyếch đậi bộ chỉnh lu có điiêù khiển đợc tính
K

=
dk
d
U
U


để tính đợc K

thì ta có thể sử dụng phơng pháp đồ thị.Từ biểu thức tính điện
áp ra mạch chỉnh lu có điều khiển(cầu 3 pha)
U
d
=

63
.U
0.
cos
Ta xây dựng quan hệ U
d
= f(), = f(U
đk
)
Từ đó suy ra mối quan hệ U
d
= f(U

đk
).
4. Xây dựng mối quan hệ U
d
= f()
Điện áp ra của mạch chỉnh lu có điều khiển
U
d
=

cos3,233cos.7,99.
14,3
63
cos.
63
0
==

U

Để xây dựng đồ thị miêu tả mối quan hệ U
d
= f() thì ta cho () thay đổi và
ứng với mỗi góc mở thì ta đợc một giá trị tơng ứng của U
d


0
0 30 45 60 75 90
(rad)

0
/6 /4 /3 5/12 /2
U
d
(V) 233,3 202,04 164,97 116,565 60.38 0
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ U
d
= f()
U
d
(V)
233,3
202,04
164,9

116,65
60,38
/6 /4 /3 5/12 /2 (rad)
Tỷ lệ xích
àU
d
=
)(
40
1
v
cm
à =
)(
1

4
rad
cm
5. Xây dựng mối quan hệ = f(U
đk
)
phơng trình biểu diễn mỗi quan hệ = f(U
đk
)
=
axmCk
U
c
dk
ã

trong đó : U
rc max
= 10(v) là điện áp của răng đỉnh
U
dk
=


13
= 4,14
để xây dựng đồ thị miêu tả mỗi quan hệ U
đk
= f() thì ta cho thay đổi ứng
với mỗi giá trị của thì ta đợc một giá trị tơng ứng của U

đk

0
0 30 45 60 75 90
(rad)
0
/6 /4 /3 5/12 /2
U
dk
(V) 0 2,17 3,25 4,34 5,42 6,5
đồ thị biểu diễn mỗi quan hệ U
đk
= f()

U
đk
(V)

6,5
5,42
4,34
3,25
2,17
0
/6 /4 /3 5/12 /2 (rad)

Tỷ lệ xích
à U
d
=

)(
1
1
v
cm

à =
)(
1
4
rad
cm

6. Xây dựng mỗi quan hệ U
d
= f(U
đk
)
Từ mỗi quan hệ U
d
=f()
= f(U
đk
)
Thì ta có thể xây dựng mỗi quan hệ : U
d
= f(U
đk
)
Với giá trị U

đk
khác nhau ta đợc các giá trị của góc tơng ứng từ các giá trị
của góc ta có đợc các giá trị của U
d
nh bảng sau
đồ thị biểu diễn mỗi quan hệ : U
d
= f(U
đk
)
tỷ lệ xích
à U
d
=
)(
40
1
v
cm
à =
)(
1
1
rad
cm
Từ đồ thị trên để dễ tính toán ta tuyến tính hoá đờng cong coi hệ số
Khuếch đại là một hằng số
Khi đó ta có k

=
38,25
5,6
97,164
==


dk
d
U
U
7. Hệ số khuyếch đại của hệ thống
Ta có :
D
n
StnSn
x
max0
min0
==
(1)
Với:

0
0 30 45 60 75 90
(rad)
0
/ 6 /4 /3 5 /12 /2
U
đk

0 2,17 3,25 4,34 5,42 6,5
U
d
(v) 233,3 202,04 164,97 116,65 60,38 0
U
đk
(V)
U
d
(V)
116,65
60,38
3,25 4,34 5,42 6,52,17
164,97
202,04
233,3
U
đk
U
d
+ n
0min
,n
0max
: tốc độ không tải lý tởng ứng với đờng đặc tính cơ thấp nhất
và cao nhất


n : độ xụt tốc độ trên đặc tính cơ thấp nhất
S

t
: Sai lệch tĩnh
D : độ sụt tốc độ
S
t
=
max0max0
max0
1
n
n
n
nn
dmdm
=


n
0max
=
t
dm
S
n
1
thay vào (1) ta có


n =
DS

nS
t
dmt
)1(
.

(2)
Xét sơ đồ cấu trúc của hệ thống ở chế độ tĩnh
Từ sơ đồ cấu trúc ta có :
n = [(U
cđ
- n).K
y
K


.I
Ư
.R

] K
Đ

hay U
cđ
.K
y
.K

.K
Đ
I
Ư
.R


.K
Đ

n = - (2')
1+ K
Y
.K


.K
Đ
1+ K
Y
.K


.K
Đ

U
cđ
.K
y

.K


.K
Đ
Với n
0
=
1+ K
Y
.K


.K
Đ
I
Ư
.R


.K
Đ
n = (3)
1+ K
Y
.K


.K
Đ

Từ (2) và (3) ta có
R

K
y
K

K
Đ

(-)
U
cđ
I
Ư
.R


.K
Đ
S
t
. n
đm
n = =
1+ K
Y
.K

.K
Đ
(1 - S
t
)D
Đặt K
Y
.K


.K
Đ
= K . Hệ số khuếch đại cảu hệ thống .
I
Ư
.R


.K
Đ
S
t
. n
đm
=
1 + K (1 - S
t
)D
K =

1
.1
.
)1(









dmt
tDu
nS
DSKRI
Trong đó :
I
Ư
= I
đm .
R


= 1,05 ( )
K
Đ
= 7,75
S

t
= 0,05
D = 100
= 0,01
K =
01,0
1
.1
1500.05,0
100).05,01(75,7.05,1.4,25








K = 26081,05
III.4.5 Hệ số khuyếch đại của khâu khuyếch đại trung gian
Ta có K
Y
.K


.K
Đ
= K
K
Y

=
6,132
75,7.38,25
05,26081
.
==
D
KK
K



K


=
49,1857
3,1499.01,015
13
.
max
=

=

ngcd
bh
nU
U

K
i
=
071,0
14,1857
6,132
==

K
K
y
Phần
Xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống
I Khái quát :
Trong quá trình làm việc của hệ thống truyền động điện tự động do có
ảnh hởng của nhiễu loạn bên ngoài mà hệ thống có thể bị mất cân bằng so
với định mức.Tính ổn định của hệ thống có thể quay lại trạng thái ban đầu
sau một thời gian .
Do đó sau khi hệ thống đợc thiết kế ta cần xét sự ổn định và phân tích
chất lợng hệ thống sau đó hiệu chỉnh để hệ thống làm việc tối u
Chất lợng của hệ thống điều khiển tự động dợc thể hiện trong trạng
thái động và tĩnh .
- Trạng thái tĩnh yêu càu quan trọng nhất là độ chính xác điều chỉnh
- Trạng thái động các yêu càu về độ ổn định và các chỉ tiêu về chất lợng
động nh sau :
+ Độ quá điều chỉnh
+ Tốc dộ điều chỉnh
+ Thời gian điều chỉnh
+ Số lần giao động
ở các hệ thống điều chỉnh tự động , cấu trúc mạch điều chỉnh và thông số của

các bộ điều khiển có ảnh hởng lớn đến chất lợng của hệ vì vậy khi thiế kế ta
phải thực hiện các bài toán nhằm đáp ứng các yêu cầu đặt ra .
Đôi với bộ điều chỉnh dịch cực của lò hồ quang dùng hệ thống T - Đ có đảo
chiều với hai bộ chỉnh lu cầu ba pha có điều khiển mắc song song ngợc đợc
khống chế độc lập nên tại một thời điểm chỉ có một bộ chỉnh lu làm việc nên
một cách tổng quát ta chỉ xét cho một bộ thuận (hoặc ngợc ). Khi đó với bài
toán tổng hợp và xét ổn định hệ thống thì ta chỉ cần xét hệ thống
T -Đ không đảo chiều . ở đây ta dùng phơng pháp mô đun tối u để tổng hợp ,
xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống .
Nội dung của phơng pháp này nh sau .
II Thành lập sơ đồ cấu trúc và xây dựng hàm truyền của hệ thống
Xét cho đoạn mạch tính chỉ có mạch vòng tốc độ tham gia
Sơ đồ cấu trúc

Trong đó:
W


= K


=216 ,667
W
i
= K
i
= 0,0998
W

=
1. +PT
K
D

u
cđ
n
w

w

w
I
w
Đ

(-)
W
Đ
=
1
2
++ PTpTT
K
mmE
D
Từ sơ đồ cuúa trúc ta có hàm truyền của hệ thống nh sau
W
HT

=
Di
Di
WWWW
WWWW
1




+
W
HT
=
DIMEMME
DI
MME
D
i
MME
D
i
KKKKPTTPTTTPTTT
KKKK
PTPTT
K
PT
K
KK
PTPTT

K
PT
K
KK










.1)()(
1.
.
1.
1
1
.
1
.
23
2
.
2
++++++
++
+

+
++
+
Ta có phơng trình trạng thái
B(P) =
DIMEMME
KKKKPTTPTTTPTTT


.1)()(
23
++++++
= a
0
P
3
+ a
1
P
2
+ a
2
P + a
3
Trong đó
T


=
00333,0

50.3.2
1
2
1
==
mf
(s)
T
M
=
003,0
2836.1.129,0.375
05,1.18,0
375
2
==

ME
u
KK
RGD
(s)
T
E
=
031,0
05,1
0329,0
==

u
u
R
L
(s)
Thành lập bảng Raox dạng tổng quát nh sau :
a
0
a
2
a
4
a
1
a
3
b
0
b
2
b
1
Với :
a
0
= T


T

M
T
E
= 0,309.10
-6
(s)
a
1
= T
M
(T


+T
E
) = 0,103.10
-3
(s)
a
2
= T


+T
M
= 0,00633 (s)
a
3
= 1 +
DI

KKKK


.
= 260,36 (s)
a
0
a
2
a
1
a
3
a
1
a
2
- a
0
a
3
b
0
= - = = - 0,833
a
1
a
1
Vì b
0

< 0 do đó theo tiêu chuẩn Raox ta thấy hệ thống không ổn định vì vậy
ta phải hiệu chỉnh hệ thống .
III . Hiệu chỉnh hệ thống
Trong quá trình thiết kế ta chỉ quan tâm tới hệ số khuyếch đại của
mạch khuyếch đại trung gian mà cha quan tâm tới tính ổn định của hệ
thống . Vì vậy , để hệ thống ổn định và nâng cao chất lợng của hệ thống ta sẽ
hiệu chỉnh lại mạch vòng dòng điện và mạch vòng tốc độ
III.1 Tổng hợp mạch vòng dòng điện
Khi ta bỏ qua sức điện động của động cơ thì sơ đồ cấu trúc của mạch
vòng dòng điện nh sau :


Từ sơđồ cấu trúc ta có
W
01
(P) = .

)1031,0)(100333,0(
59,11
)1(
1
.
1. ++
=
++ PPPTRPT
K
Eu


Theo phơng pháp môđul tối u ta có :

R


(P) =
)1)((
01 tu
tu
WPW
W

Trong đó
1
W
t
(P)

=
2
1
2
P
2
+ 2
1
P +1
Vì vậy
R
I
K
TP+1

1/R

T
E
P+1



U
đk
n
(-)
1
2τ
1
2
P
2
+ 2τ
1
P +1
R
ω

(P) =
1
W
01
(P) 1 -
2τ

1
2
P
2
+ 2τ
1
P +1
1
=
W
01
(P).2τ
1
P(2τ
1
P +1) - 1
Chän : τ = T
π

= 0,00333 (s)
1
R
ω
(P) =
11,59
2.0,00333P(0,00333P +1)
(0,00333P +1)(0,031P +1)
0,031P + 1
=
0,772P + 1

VËy ta chän kh©u R
ω
(P) lµ kh©u tû lÖ tÝch ph©n
R
2
CP + 1
R
1
=
R
1
CP
R
2
C = 0,031
R
1
C = 0,772
Chän C = 4 µF ⇒ R
1
= 193 (KΩ)
R
2
= 7,75 (KΩ)
III.2 Tổng hợp mạch vòng tốc độ
Khi đã hiệu chỉnh ở mạch vòng dòng điện thì ta có hàm truyền của hệ
kín mạch vòng dòng điện là :
1 1
W
KI

= .
2
1
2
P
2
+ 2
1
P +1
Vì vậy ta có sơ đồ cấu trúc mạch vòng tốc độ
Từ sơ đồ cấu trúc ta có
R K
Đ
W
02
(P) =
(2
2
2
P
2
+ 2
2
P +1)T
M
P
Vì
1
= 0,00333 nhỏ nên ta có thể bỏ qua 2
1

2
P
2
7,38
W
02
(P) =
(0,00666P + 1)P
Theo phơng pháp modul tối u thì
1
R


(P) =
W
02
(P) 2
2
P(2
2
P +1)
Chọn
2
= 0,00666
1
R

1
2
1

2
P
2
+ 2
1
P +1

R

.K
Đ
T
M
P

n
U
cđ
R
ω

(P) = = 10,2
7,38
.2.0,00666P(0,00666P +1)
P(0,00666P +1 )
Ta chän kh©u R
ω
(P) lµ kh©u tØ lÖ

R
ω
= R
4
/R
3
= 10,2 (Ω)
Chän R
3
= 100 (Ω)
R
4
= 1000,2 (Ω)