thiết kế hệ truyền động nâng hạ cơ cấu cầu trục, chương 10 pot

Chng 10:
Thiết kế mạch điều khiển
I. nguyên lý điều khiển
Nh- đã đề cập, ta áp dụng ph-ơng pháp điểu khiển tần số dòng
điện cho tr-ờng hợp bộ biến tần nghịch l-u độc lập nguồn dòng.
Thực chất của ph-ơng pháp này là thông số kiểm tra của hệ thống
không phải là điện áp trên các cực của động cơ mà là dòng điện
động cơ tiêu thụ. còn điện áp trên động cơ phụ thuộc vào điện trở
t-ơng đ-ơng của động cơ.
Khi thay đổi phụ tải trên trục động cơ, cần phải điểu chỉnh
dòng điện vào bộ nghịch l-u theo giá trị phụ tải ; tức là điều chỉnh
quan hệ của dòng stato (I
1
) và tốc độ hay hệ số tr-ợt (s) sao cho từ
thông roto của động cơ là không đổi. ở trên ta đã tìm đ-ợc luật điều
chỉnh I
1
=f(
s
)=f(s) là quan hệ phi tuyến, tuy nhiên có thể thực hiện
một cách đơn giản quan hệ này bằng các tuyến tính hoá đoạn đặc
tính làm việc; tức là thực hiện quan hệ tỉ lệ giữa dòng I
1
và hệ số
tr-ợt tuyệt đối s.
Sơ đồ khối mạch điều khiển:
Hệ thống này thích hợp cho các truyền động làm việc ở chế độ
ngắn hạn lặp lại mà ở đó sự tác động nhanh có một ý nghĩa hết sức
quan trọng, đồng thời cho phép phạm vi điều chỉnh tần số t-ơng
đối lớn (D = 20:1). Ngoài ra, hệ thống cũng bảo đảm khả năng quá
tải động cơ và hãm tái sinh trả năng l-ợng về l-ới.

Nguyên lý làm việc của hệ thống nh- sau:
+ Khi có thay đổi dòng liên lạc sẽ tạo nên một hệ số tr-ợt nào
đó của hệ thống, qua bộ điều chỉnh hệ số tr-ợt, mà thực chất ở đây
là bộ tạo quan hệ I
1
= f(s) dẫn đến sai khác giữ tốc độ của roto và
tốc độ đồng bộ, liên hệ tới tần số đóng mở bộ nghịch l-u. Tần số
đóng mở thyristor NL chính là tần số xác định tốc độ động cơ.
+ Để tái sinh năng l-ợng, tr-ớc hết mồi chậm các tiristor của
bộ nghịch l-u, do đó làm giảm tần số của bộ nghịch l-u, sao cho
động cơ quay ở tốc độ v-ợt quá tốc độ đồng bộ và trở thành máy
phát. Khi đó điệ áp liên lạc đ-ợc đảo ng-ợc và năng l-ợng đ-ợc trả
lại l-ới xoay chiều có tần số cố định qua bộ biến đổi cầu ba pha
đang làm việc ở chế độ nghịch l-u phụ thuộc.
R

cl
nl
đkcl
đknl
bộ hạn
chế
đc ft
u
đặt
u
wđ
u
w
-

u
w
u
w1
i
đ
Bộ hạn chế
Bộ điều chỉnh
hệ số tr-ợt
R
i
Trạng thái : động cơ
hay máy phát
+ Để đảo chiều quay động cơ có thể thay đổi thứ tự mồi nghịch
l-u.
Ngoài ra hệ thống còn có các bộ hiệu chỉnh để nối liên hệ phải
hồi dòng điện và tốc độ. Các bộ hiệu chỉnh đ-ợc lắp bằng các bộ
KĐTT tiêu chuẩn.
II. Thiết kế mạch điều khiển chỉnh l-u.
Nhiệm vụ của hệ thống điều khiển bộ chỉnh l-u là tạo đ-ợc các
xung chuẩn, đủ công suất để có thể mở/ khoá van theo quy luật nh-
đã khảo sát. Ngoài ra nó cũng phải đảm bảo tính cách li giữa mạch
điều khiển và mạch lựu, khả năng chống nhiễu và dải điều chỉnh.
1. Sơ đồ khối, chức năng khối.
a.Khối đồng pha (ĐF): Tạo tín hiệu đồng bộ về pha với điện
áp đặt lên các Tiristor cần điều khiển ở thời điểm mở van (
).
Điện áp l-ới ba pha qua khâu đồng pha sẽ cho tín hiệu ra U
ĐF
có dạng răng c-a, hình thang, sin tùy theo nguyên tắc điều

khiển. Trong sơ đồ dùng tạo điện áp răng c-a đồng bộ ở đây ta
sử dụng mạch dùng các phần tử RC: U
s
= E (1 e
-1/RC
).
ĐF
SS
KĐ và SX
CLĐK
C
R
U
đb
U
s
Để tạo ra xung đồng bộ điểm không của điện áp nguồn xoay
chiều (một pha) ta dùng mạch sau:
b. Khâu so sánh (SS): Thực hiện việc so sánh hai tín hiệu U
ĐF
và U
đk
để tạo ra thời điểm phát xung điều khiển vào tiristor. Về
nguyên tăc s-ờn tr-ớc của xung này càng đứng càng tốt.
Các phần tử sử dụng trong khâu này là KĐTT.
c. Khâu khuếch đại và sửa xung: tạo dạng xung chuẩn và
khuếch đại đủ công suất và tiristor (xung điều khiển có độ rộng
100
160 s). vì xung ra khâu so sánh có độ rộng lớn, nên để tạo
xung dạng chuẩn thì hoặc đ-a qua tụ vi phân để nhậ đ-ợc xung đơn

dạng kim hoặc đ-a qua một bộ phát xung chùm với tần số 8
10
KHz
cộng hai tín hiệu này nhận đ-ợc xung chùm ứng với độ
dài của xung ra bộ so sánh. Khâu khuếch đại và sửa xung ngoài
chức năng KĐ công suất đồng thời còn làm chức năng cách li giữa
mạch điều khiển và mạch công suất. Do đó trong tr-ờng hợp này ta
sử dụng sơ đồ:
2. Sơ đồ điều khiển bộ nghịch l-u
R
2
U
đb
Chỉnh
l-u hai
nửa
chu kỳ
R
1
R
3
Uv
+
-
+Vcc
-
Vcc
Ur
Uref
+Ubh

Uv
Ur
+Ubh
-
Ubh
U
ref
Sơ đồ điều khiển hai kênh (một ở nhóm anốt chung và một ở
nhóm catốt chung) đ-ợc thể hiện ở hình vẽ d-ới. Các kênh còn lại
thực hiện t-ơng tự.
T1
1uF
R4
1k
+V
V1
10V
D1
T1
R3
1k
R2
1k
C1
1uF
R1
1k
U
ss