LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN, chương 4 docx

Chương 4: Đo lường vò trí
1 Đo lường vò trí bằng đại lượng tương tự
Mạch đo vò trí đơn giản nhất là dùng biến trở. Điện áp ra:
U
0
= U
n
.

Để đảm bảo độ chính xác thì biến trở phải cuốn đều sao
cho quan hệ giữa vò trí và điện áp tỷ lệ tuyến tính. Tuy vậy
mạch đo vò tr1i này ít được áp dụng trong công nghiệp vì độ tin
cậy kém.
Người ta thường dùng selsyn để đo góc quay có hai cặp
selsyn, một thu và một phát. Điện áp ra của selsyn:
U
r
= U
m
.sin

.sin

t
Qua bộ chỉnh lưu nhạy pha ta nhận được:
U

= U
m
sin


Mạch đo này có nhược điểm vùng thay đổi góc  và quan
hệ
U

() không tuyến tính.
Ngày nay người ta dùng bộ đo vò trí Resolver.
Resolver có một roto một pha và stato có hai cuộn dây đặt
lệch nhau một góc 90
o
, điện áp cấp cho hai cuộn dây stato cũng
lệch nhau 90
o
điện.
2 Đo vò trí số
Hình 2.18 Mạch đo vò trí dùng resover
Cách đầu tiên người ta thường thực hiện là lấy tín hiệu từ
Resolve rồi biến đổi thành số. Cách thực hiện tương tự như biến
đổi xung thành số ở bộ đo tốc độ. Tín hiệu
U
d
cùng với xung
nhòp
f
n
qua mạch cổng H rồi đưa vào bộ đếm Đ và được lưu giữ
ở bộ nhớ
M. Điều khiển bộ đếm và mạch nhớ từ mạch điều
khiển ĐK.
Đo vò trí số có thể dùng máy phát tốc xung, tức là tính tổng
số xung trong một đơn vò thời gian. Nhược điểm của phương

pháp này là không tìm được điểm xuất phát khi đo.
Mộât phương pháp đo vò trí hay dùng cho kỹ thuật robot là
dùng cơ cấu đo được mã hóa (dạng đóa hay thanh) trên đó đã
vạch sẵn mã, mã ở đây có thể dùng mã nhò phân, mã Gray với
số lượng bit theo yêu cầu. Thí dụ trên hình 2.14 là cơ cấu đo
dùng mã nhò phân 4-bit, tùy thuộc vào độ chính xác và khoảng
cách phải đo, cụ thể ta gọi
X là quãng đường cần đo, r
x
là độ
phân giải:
X =

x.2
n
(n = 1,2 )
n
= (lg
x
X

)
2lg
1
Thí dụ ta cần đo một đoạn là 1m độ chính xác 0,01mm ta
cần:
n = (lg
5
10
.

1
1

)
2lg
1
= 17
2.3 Hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba
pha
2.3.1 Khái niệm chung
Hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
ba pha ngày nay được sử dụng rộng rãi với dải công suất từ vài
trăm W đến hàng MW. Nó chiếm vò trí quan trọng trong các hệ
truyền động tự động. Ở giải công suất lớn và cực lớn thì nó hoàn
toàn chiếm ưu thế. Tuy vậy ở công suất nhỏ và vừa nó phải
cạnh tranh với truyền động động cơ không đồng bộ và động cơ
một chiều. Ngày nay truyền động động cơ đồng bộ công suất
nhỏ càng được chú ý nghiên cứu ứng dụng thay thế động cơ một
chiều và động cơ không đồng bộ. Bởi vì động cơ đồng bộ mang
tính ưu việt của cả động cơ một chiều và động cơ không đồng
bộ.
Nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ đồng bộ xuất phát từ
biểu thức:
u
S
=
p
S
p
f2


trong đó
f
S
- tần số nguồn cung cấp;
p
p
- số đôi cực.
2.3.2 Phân loại hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ đồng
bộ
Hệ điều chỉnh tốc độ động cơ rất phong phú, có cấu trúc và
đặc tính điều chỉnh khác nhau tùy thuộc vào công suất, tải,
phạm vi điều chỉnh.
Trong thực tế, động cơ đồng bộ được chế tạo ở các dải
công suất:
- Rất nhỏ : vài trăm W đến vài kW
- Nhỏ : vài kW đến 50kW
- Vừa: 50 kW đến 500 kW
- Lớn : lớn hơn 500 kW
Ở dải công suất rất nhỏ, động cơ đồng bộ có cấu tạo mạch
kích từ là nam châm vónh cửu, thường dùng cho cơ cấu truyền
động có vùng điều chỉnh rộng, độ chính xác cao, có tải
M
c
=
const, ở trong trường hợp này bộ biến đổi được dùng là biến tần
transitor, nguồn áp biến điệu bề rộng xung.
Ở dải công suất nhỏ và vừa, động cơ đồng bộ dùng cho
phụ tải yêu cầu vùng điều chỉnh không rộng lắm, lúc đó bộ biến
đổi được dùng là biến tần tiristor nguồn dòng chuyển mạch tự

nhiên.
Ở dải công suất vừa và lớn, động cơ đồng bộ thường dùng
cho các máy bơm, nén khí, máy nghiền và kéo tàu v.v với
vùng điều chỉnh cỡ 10:1 trong các trường hợp này bô biến đổi
được dùng có hai loại: biến tần tiristo chuyển mạch tự nhiên và
biến tần trực tiếp tiristo.