Điều Khiển TỐc độ DC 1 chiều bằng pp TỐi ưu và tối ưu đối xứng

ĐỀ CƯƠNG SƠ BỘ
Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
Giáo viên hướng dẫn: Trần Tiến Lương
Sinh viên: Nguyễn Duy Định
Lớp: ĐTĐ50 – ĐH2

Đề số 44:
Xây dựng bộ điều khiển tốc độ cho động cơ một chiều sử dụng phương pháp
module tối ưu và phương pháp module tối ưu đối xứng. Đánh giá q trình q
độ và đặc tính động học của hệ kín
Lời mở đầu

Chương 1.Khái quát chung về động cơ điện một chiều
1.1.

Giản đồ kết cấu của động cơ điện một chiều

1.2.

Đặc tính cơ cảu động cơ điện một chiều

Chương 2. Điều khiển động cơ điện một chiều
2.1. Tổng hợp mạch vòng dòng điện
2.2. Chọn tham số bộ diều khiển và mô phỏng

Chương 3. Tổng hợp mạch vịng tốc độ và mơ phỏng hệ
3.1. Tổng hợp mạch vịng tốc độ
3.2. Mơ phỏng
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Hải Phịng, ngày

Giáo viên hướng dẫn:

Trần Tiến Lương

tháng

năm 2013

Sinh viên:

Nguyễn Duy Định
1


LI NểI U
Sự bùng nổ và phát triển của khoa học kĩ thuật. đà đem đến nhiều kết quả to lớn
cho nền sản xuất . Nhất là vai trò của ngành tự động hoá .Ngành tự động hoá ra đời
và phát triển đà giúp nhân loại giảm đợc giá thành thiết bị và tăng năng suất lao
động lên nhiều lần .
Điều chỉnh tự động truyền động điện là một mảng quan trọng của tự động hoá.
Trong điều chỉnh tự động điện vấn đề đợc quan tam cơ bản là điều chỉnh dòng điện
và tốc độ của máy điện (động cơ một chiều, động cơ xoay chiều ,động cơ dị
bộ,.v.v.)
Sau đây em xin trình bày về vấn đề Xõy dng b điều khiển tốc độ cho động
cơ một chiều sử dụng phương pháp module tối ưu và phương pháp module tối
ưu đối xứng.

2

CHNG I : KHI QUT CHUNG
Để có thể hiểu sâu hơn về hệ thống động cơ điện một chiều ta phải đi sâu nghiên cứu
về cấu tạo cũng nh các chế độ làm việc của động cơ điện một chiều hay các đặc tính cơ
và ứng dụng cụ thể của nó trong hệ thống máy phát động cơ của máy bào giờng.
Điều đó phải đợc thực hiện thông qua mô hình toán học và đợc viết và mô phỏng
trên phần mềm ứng dụng matlab, bây giờ ta đi nghiên cứu và tìm hiểu sâu về hệ thống
động cơ này.
1.1.Giản đồ kết cấu của động cơ điện một chiều :

Phần ứng đợc biểu diển bởi vòng tròn bên trong có sức điện động E, ở phần stato có
thể có vài dây quấn kích từ : dây quấn kích từ độc lập ckđ, dây quấn kích từ nối tiếp ckn,
dây quấn cực từ phụ cf và dây quấn bù cb. hệ thống các phơng trình mô tả động cơ một
chiều là phi tuyến, trong đó các đại lợng đầu vào (tín hiệu điều khiển) thờng là điện áp
phần ứng u, điện áp kích thích uk, tín hiệu ra thờng là tốc độ góc của động cơ , mô men
quay m, dòng điện phần ứng i, hoặc trong một số trờng hợp là vị trí của rôto là . mô
men tải mc là mô men do cơ cấu làm việc truyền về trục động cơ, mô men tải nhiễu loạn
quan trọng nhất của hệ truyền điện tự động.
các phơng trình phản ứng phần ứng trong động cơ điện một chiều :
trong đó :

U u = E u + ( Ru + R f ).I u

uu : điện áp phần ứng
eu : suất điện ®éng phÇn øng
3


ru : điện trở mạch phần ứng
rf : điện trở phụ trong mạch phần ứng

Ru = ru + rcf + rb + rct
trong đó :

ru : điện trở cuộn dây phần ứng
rcf :

điện trở cực từ phụ

rb : điện trỏ cn bï
rct : ®iƯn trë tiÕp xóc chỉi ®iƯn
Eu = K .. =

p.N

2. .a

p: số đôi cực từ chính
n : số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng
: tõ th«ng kÝch tõ díi mét cùc tõ
ω : tèc ®é gãc

p.N
2.π .a
Eu = K e .n.φ
K=

: hƯ sè cấu tạo của động cơ

n : tốc độ ro to

2. .n
n
=
60
9,55
K
Ke =
9,55

=

+>Phơng trình đặc tính cơ điện :

=

U u Ru + R f

Iu
K
K

+>Phơng trình đặc tính cơ :

=

U u Ru + R f
−
M
Kφ
( Kφ ) 2

trong ®ã :

Iu =

M dt
Kφ

Ru = 0,5.(1 dm ).

U dm
I dm

và :
1.2.đặc tính cơ của động cơ điện một chiều trong các trạng th¸i h·m :
4


+>Đặc tính cơ của động cơ điên một chiều :

1.2.1trạng thái hÃm tái sinh:

HÃm tái sinh xảy ra khi tốc độ quay của động cơ lớn hơn tốc độ không tải lý tởng. khi
hÃm tái sinh eu > uu, động cơ làm việc nh một máy phát điện song song với lới. so với
chế độ động cơ, dòng điện và mô men hÃm đổi chiều và đợc xác định theo biÓu thøc :

Ih =

U u − E u Kφω0 − Kφω
=

<0
R
R

M h = KφI h < 0

trÞ sè h·m lín dần lên cho đến khi cân bằng với mô men phụ tải của cơ cấu sản xuất thì

>

0.
hệ thống làm việc với tốc độ od
+ Vì sơ đồ đấu dây của mạch động cơ vẫn không thay đổi nên phơng trình đặc tính cơ
của nó vẫn là :

=

U u Ru + R f
−
M
Kφ
( Kφ ) 2

5


đờng đặc tính cơ ở trạng thái hÃm tái sinh nằm trong góc phần t thứ 2 và thứ t của mặt
phẳng toạ độ.
trong trạng thái hÃm tái sinh, dòng điện hÃm đổi chiều và công suất đợc đa trả về lới
điện có giá trị p=(e-u).i

đây là phơng pháp hÃm kinh tế nhất vì động cơ sinh ra điện năng hữu ích.
1.2.2 Trạng thái hÃm ngợc :
Trạng thái hÃm ngợc của động cơ xảy ra khi phần ứng dới tác dụng của động năng
tích luỹ trong các bộ phận chuyển động hoặc do mo men thế năng quay ngợc chiều với
mo men điện từ của động cơ. mô men sinh ra bởi động cơ, khi đó chống lại sự chuyển
động của cơ cấu sản xuất.
có hai trờng hợp hÃm ngợc :
+) trờng hợp 1 : đa điện trở phụ vào mạch phần ứng.
giả sử động cơ đang làm việc nâng tải với tốc độ xác lập ứng với điểm a. ta đa một điện
trở phụ đủ lớn vào mạch phần ứng, động cơ sẽ chuyển sang làm việc ở điểm b trên dặc
tính biến trở.
Tải điểm b do mômen của động cơ sinh ra nhỏ hơn mômen cản nên động cơ giảm tốc độ
nhng tải vẫn theo chiều nâng lên. đến điểm c, tốc độ bằng 0 nhng vì mômen của động cơ
nhỏ hơn mômen tải nên dới tác động của tải trọng, động cơ quay theo chiều ngợc lại. tải
trọng đợc hạ xuống với tốc độ tăng dần. đến điểm d mômen của động cơ cân bằng với
mômen cản nên hệ ổn định với tốc độ hạ không đổi ođ, cd là đoạn đặc tính hÃm ngợc,
khi hÃm ngợc vì tốc độ đổi chiều, sức điện động đổi dấu nªn:

Ih =

U u + Eu U + Kφω
=
Ru + R f
Ru .R f

M h = KI h

Nh vậy ở đặc tính hÃm ngợc sức điện động tác dụng cùng chiều với điện áp lới.
động cơ làm việc nh một máy phát nối tiêp với lới điện biến năng nhận từ lới và cơ năng
trên trục thành nhiệt năng đốt nóng điện trở tổng của mạch phần ứng vì vậy gây tổn thất

năng lợng lớn.
6


vì sơ đồ đấu dây của động cơ không thay đổi, nên phơng trình đặc tính cơ là phơng
trình đặc tính biến trở.
+) Trờng hợp 2 : đảo chiều điện áp phần ứng.
Giả sử động cơ đang làm việc tại điểm a trên đặc tính tự nhiên với tải mc, ta đổi
chiều điện áp phần ứng và đa thêm điện trở phụ vào mạch. động cơ chuyển sang làm
việc ở điểm b trên đặc tính biến trở. tại b mômen đổi chiều chống lại chiều quay của
động cơ nên tốc độ giảm theo đoạn bc. tại c tốc độ bằng không, nếu ta cắt điện áp phần
ứng khỏi điện áp nguồn thì động cơ sẽ dừng lại, còn nếu vẫn giữ điện áp nguồn đặt vào
động cơ và tại điểm c mômen động cơ lớn hơn mômen cản mc thì động cơ sẽ quay ngợc
lại và làm việc ổn định tại điểm d.đoạn bc là đặc tính hÃm ngợc và dòng điện hÃm ngợc
đợc tính :

Ih =

U u Eu U u + Eu
=
Ru + R f
Ru + R f

M h = KI h
Dòng điện ih có chiều ngợc với chiều làm việc ban đầu và dòng điện hÃm này có thể khá
lớn ; do đó điện trở phụ đa vào phải có giá trị đủ lớn hạn chế dòng điện hÃm ban đầu ihđ

I (2 ữ 2,5) I

dm

trong phạm vi cho phép : h
và phơng trình đặc tính cơ có dạng :
R + Rf
Uu
=
u
M
K
( K ) 2

1.2.3. Trạng thái hÃm động năng :
HÃm động năng là trạng thái động cơ làm việc nh một máy phát mà năng lợng cơ
học của động cơ đà tích luỹ đợc trong quá trình làm việc trớc đó biến thành điện năng
tiêu tán trong mạch hÃm dới dạng nhiệt.
- HÃm động năng kích từ độc lập :
khi động cơ đang quay muốn thực hiện hÃm động năng kích từ độc lập ta cắt phần ứng
động cơ khỏi lới ®iƯn mét chiỊu, vµ ®èng vµo mét ®iƯn trë h·m, còn mạch kích từ vẫn
nối với nguồn nh cũ.
Tại thời điểm ban đầu, tốc độ động cơ vẫn có giá trị hđ nên :

Ehd = Khd

7


và dòng điện hÃm ban đầu :

I hd =

E hd

− Kφωhd
=
Ru + R f
Ru + R f

T¬ng øng cã mômen hÃm ban đầu :

M hd = KI hd < 0
từ hai biểu thức trên chứng tỏ dòng ihd và mhd ngợc chiều với tốc độ ban đầu của động cơ
khi hÃm động năng uu = 0 nên ta có các phơng trình đặc tính sau:

=
=

Ru + R f

K
Ru + R f
( K ) 2

Iu
M

đây là các phơng trình đặc tính cơ điện và đặc tính cơ khi hÃm động năng kích từ độc
lập.
Khi = cosnt thì độ tính của đặc tính cơ hÃm phụ thuộc rh, khi rh càng nhỏ thì phụ
thuộc đặc tính cơ càng cứng, mômen hÃm càng lớn, hÃm càng nhanh
Tuy nhiên cần chọn rh sao cho dòng hÃm ban đầu nằm trong giới hạn cho phép : ihđ
(2ữ2,5)iđm
Trên đồ thị hÃm đặc tính cơ hÃm động năng ta thấy rằng với mômen cản mc là phản

kháng thì động cơ sẽ dừng hẳn đặc tính hÃm động năng là đoạn b1o hoặc đoạn b2o. với
mômen cản mc là thế năng thi dới tác động của sẽ kéo động cơ quay theo chiều ngợc lại
đến làm việc ổn định tại điểm m = mc. đoạn b1c1 hoặc b2c2 cũng là đặc tính hÃm động
năng. khi hÃm động năng kích từ độc lập, năng lợng chủ yếu đợc tạo ra do động năng
của động cơ tích luỹ đợc nên công suất tiêu tốn chỉ năm trong mạch kích từ :

Pktdm = (1 ữ 5)%Pdm

phơng trình cân bằng công suất khi hÃm động năng :

Eu .I h = ( Ru + Rh ).I h
-

2

HÃm động năng tự kÝch :

8


nhợc điểm của hÃm động năng kích từ độc lập là nếu mất điện lới thì không thực
hiện hÃm đợc do cuộn dây kích từ vẫn phải nối với nguồn . muốn khắc phục đợc nhợc
điểm này ngời ta thờng sử dụng phơng pháp hÃm động năng tự kích từ.
hÃm động năng tự kích xảy ra khi động cơ đang quay ta cắt cả phần ứng lẫn cả cuộn
kích từ khỏi lới điện đẻ đóng vào một điện trở hÃm, chú ý chiều dòng điện kích từ vẫn
phải giữ không ®æi .
ta cã : iu= ih+ikt

Iu =

−E
− Kφω
=
R .R
R .R
Ru + kt h
Ru + kt h
Rkt + Rh
Rkt + Rh

vµ các phơng trình đặc tính là :

Ru +

u =

Rkt .Rh
Rkt + Rh
.I u
Kφ

vµ :

ωu = −

Rkt .Rh
Rkt + Rh
.M
( K ) 2

Ru +

trong quá trình hÃm tốc độ giảm dần và do đó từ thông giảm dần và là hàm số
của tốc độ. vì vậy các đặc tính cơ khi giảm có dạng nh đờng đặc tính không tải của
máy phát điện tự kích và phi tuyến.
so với phơng pháp hÃm ngợc, hÃm động năng có hiệu quả kém hơn khi chúng có
cùng tốc độ ban đầu và cùng mômen cản mc. Tuy nhiên hÃm động năng u việt hơn
về mặt năng lợng dặc biệt là hÃm động năng tự kích vì không tiêu thụ năng lợng từ
lới nên phơng pháp hÃm này có khả năng hÃm khi có sự cố mất điện lới.

Chng 2. Điều khiển động cơ 1 chiÒu
9


2.1. tổng hợp mạch vòng dòng điện
2.2.1 . Các phơng pháp tổng hợp mạch vòng dòng điện
1. Sơ đồ cấu trúc mạch vòng điều chỉnh dòng điện theo tiêu chuẩn modul tối u:

H2.1 : Sơ đồ mạch vòng điều chỉnh dòng điện
Trong đó :

Tu =

Lu
Ru : Hằng số thời gian điện từ của mạch phần ứng

Ru = Rb + Rk + Rud + Rs
Lu = Lb + Lk + Lud + Ls
K i = Rs

: ®iƯn trë cđa sensor

Ti = Rs .C

: Hằng số thời gian của sensor dòng điện.

Viết gọn lại ta có sơ đồ của hàm truyền điều khiển đối tợng :

Hàm truyền của đối tợng :

10


S 0i ( P ) =

U i ( p)
K cl .K i / Ru
=
Rdk ( p ) (1 + pTdk )(1 + pTi )(1 + Tpu )

Trong ®ã :

Tdk ≈ 100 µs, TV 2.5 = 2.5ms , Tu ≈ 100ms
Thay

TSi = Ti + TV + Tdk << Tu
S 0i ( P) =

, bá qua c¸ hƯ sè bËc cao ta cã :

U i ( p)
K cl .K i / Ru
=
Rdk ( p ) (1 + pTi )(1 + Tp u )

áp dụng tiêu chuẩn tối u modul ta có hàm trun cđa hƯ thèng kÝn :

F0 Mi =

1
1 + 2 p + 2 2 p 2

Mặt khác :

F0 Mi ( p) =

F0 Mi
Ri ( p ).S 0i
⇒ Ri ( p ) =
S oi − S oi .F0 Mi
1 + Ri ( p).S 0i

1
1 + 2τ σ p + 2τ 2 σ p 2
⇒ Ri ( p ) =
K cl .K i / Ru
1
(1 −
)
2

(1 + Tsi P )(1 + pTu )
1 + 2τ σ p + 2τ σ p 2

chän

Tσ = Min (Tsi , Tu ) = Tsi

VËy ta có hàm truyền của bộ điều chỉnh dòng điện :

⇒ Ri ( p ) =

1 + pTu
Ru .Tu
1
=
(1 +
)
2 pK cl .K i .Tsi / Ru 2 K cl .K i .Tsi
p.Tu

Ri(p) là khâu tích phân tỷ lệ (PI).
Kết quả khi tổng hợp mạch vòng dòng điện bằng tiêu chuÈn tèi u m«dul
11


Ta cã :

F0 Mi =

U i ( p)

1
=
U id ( P) 1 + 2 pτ si + 2τ 2 si p 2

Vậy ta có sơ đồ cấu trúc của hệ điều chỉnh tốc độ còn lại trong đó ta lấy hàm truyền
đạt của mạch vòng dòng điện là khâu quán tính bậc nhất, bỏ qua các bậc cao.

H2.3 : Sơ đồ cấu trúc hệ điều chỉnh tốc độ
2.Phơng pháp tổng hợp hệ theo tiêu chuẩn tối u đối xứng :

F0 Mi ( p ) =

1 + 4τP
1 + 4τp + 8τ 2 . p 2 + 8τ 3 . p 3

Ta cã :
C0=0 : HƯ v« sai.
C1=0 : Sai lƯch về tốc độ.
C20 : Đặc trng cho gia tốc thay đổi.
Đặc điểm :
a12 = 2a0.a2
a22 = 2a1.a3
Dùng khi yêu cầu hƯ kh«ng cã sai lƯch bËc cao :

12


+> Các bớc tiến hành tổng hợp :
Tổng hợp hệ theo tiêu chuẩn tối u đối xứng giống nh tiêu chuẩn modul tối u hoặc
có thể đa ra ngay hàm truyền R(p) sử dụng đặc điểm thứ nhất để tính chọn các

tham số của bộ điều khiển.
2.2. CHN THAM S B IU KHIN V Mễ PHNG
Chọn các thong số:
Pđm = 25 (Kw) : Công suất định mức của động cơ
Uđm = 220(V) : Điện áp định mức phần ứng
nđm = 1500 (v/ph) : Tốc độ quay định mức
đm = 90% : Hiệu suất danh định của động cơ
L = 0,1(H) : Điện cảm phần ứng
Ti = 0,001 (s) : Hằng số thời gian máy biến dòng
Tv = 0,003 (s) : H»ng sè thêi gian bé chØnh lu
T®k = 0,0001 (s) : Hằng số thời gian mạch điều khiển bộ chỉnh lu
Tω = 0,001 (s) : H»ng sè thêi gian m¸y phát tốc
Tính toán : Từ công thức :

dm =

n
2000
=
= 209,4(rad / s)
9,55 9,55

Pdm = M dm .ω dm
⇒ M dm =

P
Pdm
2000
2000
=

= 9,55( Nm ) ⇒ I dm = dm =
= 9,1( A)
ω dm 209,4
U dm
220

+Chän Uid = 15 (V) khi ®ã :
13


Ki =

U id 15
=
= 1,64
I dm 9,1

TÝnh RU theo c«ng thức gần đúng :

Ru = 0,5(1 dm )
ΚΦ =

vµ :

U dm
220
= 0,5(1 − 0,9)
= 1,21(Ω)
I dm
9,1

M dm 9,55
=
= 1,05
I dm
9,1

LU = Lb + Lk + Lud = 0,1( H )

Tu =

Lu
0,2
=
= 0,165( s )
Ru 1,21

Mặt khác :

U d = K cl .U dk = 0,1( H )

Chän Udk = 10(V) ta cã :

K cl =

U dm 220
=
= 22
U dk
10

Bộ điều chỉnh Ri có dạng :

Ri ( p ) =
Víi :

Ru .Tu
1
(1 +
)
2 K cl .K i .Tsi
p.Tu

TSi = Ti + TV + Tdk = 0,001 + 0,003 + 0,0001 = 0,0041( s )

Thay sè :

Ri ( p ) =

Tc =

1,21.0,165
1
1
(1 +
) = 0,675.(1 +
)
2.22.1,64.0,0041
0,165. p
0,165 p

J .RU
2,5.1,21
=
= 2,74( s )
( Kφ ) 2
1,05 2

RU
1,21
=
= 0,42( s )
( Kφ ).Tc 1,05.2,74
14


Từ đó sơ đồ mô phỏng mạch vòng dòng điện :

H2.5 : Sơ đồ mạch vòng dòng điện

H2.6 : Thông sè bé PI

15


H2.7 : Đặc tính dòng điện theo thời gian
2.3. NHN XẫT
+Dòng điện của động cơ tăng nhanh từ 0 lên cực đai là 15 A chỉ trong khoảng thời
gian rất ngắn chỉ khoảng 0,01s sau đó dao động đến 0,77 s thì đi vào ổn định
+ Bộ điều khiển có dạng PI

+Nh vậy hệ thống thoả mÃn yêu cầu đặt ra : hanh chóng ổn định dòng điện

16


CHNG 3. Tổng hợp mạch vòng TốC Độ V Mễ PHỎNG
3.1. TỔNG HỢP MẠCH VÒNG TỐC ĐỘ
3.1.1.Tổng hợp mạch bong tốc độ theo tiêu chuẩn modul tối ưu
KÕt qu¶ khi tổng hợp mạch vòng theo tiêu chuẩn tối u modul ta cã :

F0 Mi =

U i ( p)
1
=
U id ( P ) 1 + 2 pτ si + 2τ 2 si p 2

Vậy sơ đồ cấu trúc của hệ điều chỉnh tốc độ trong đó lấy hàm truyền đạt của mạch
vòng dòng điện là khâu quán tính bậc nhất, bỏ qua các bậc cao.

H 3.1 : Sơ đồ cấu trúc hệ điều chỉnh tốc độ
Có hàm truyền :

S 0 =

Ru K ω
K i ( KΦ )Tc (1 + pTω )

Víi TSω = 2.TSi + Tω → TSω rÊt nhá
¸p dơng tiªu chuÈn modul tèi u :

17


Ta có hàm truyền đạt của hệ :

F0 M =

Rω ( p ) =

⇒ Rω ( p ) =

⇒ Rω ( p ) =

chän :

1
1 + 2 pτ σ + 2τ 2 σ p 2

S oω

F0 Mω
− S oω .F0 Mω

1
1 + 2τ σ p + 2τ 2 σ p 2

K ω .Ru
1
(1 −

)
2 2
(1 + Tsω P )Tc p ( Kφ ).K i
1 + 2τ σ p + 2τ σ p

1
K ω .Ru
.2τ σ . p.(1 + τ σ p )
(1 + Tsω P )Tc p ( Kφ ).K i

τ σ = TSω
K i .( KΦ ).Tc
Ru .K ω .2Tsω

Rω ( p ) =
Ta cã :

VËy Rω lµ khâu tỷ lệ (P), tiêu chuẩn này đợc sử dụng khi hệ thống khởi động đÃ
mang tải, lúc đó ta không coi IC là nhiễu nữa.
3.1.2.Tng hp mch vũng tc độ theo tiêu chuẩn modul tối ưu dối xứng

F0 Dω ( p ) =

⇒ Rω ( p ) =

1 + 4τP
1 + 4τp + 8τ 2 . p 2 + 8τ 3 . p 3

S oω

F0 Miω
− S ω .F0 Mi
18


1 + 4.τ σ . p
1 + 4τ σ p + 8τ σ p 2 + 8τ σ p 3
⇒ Rω ( p ) =


Ru .K ω
1 + 4τ σ p
1 −

Κ i .( ΚΦ ).Tc . p.(1 + pTsω )  1 + 4τ σ p + 8.τ σ 2 p 2 + 8τ σ 3 p 3 
2

Chän

3

τ σ = Tsω Ta cã :

⇒ Rω ( p ) =

1 + 4.τ sω p
Ru .K ω
2
.8τ σ p 2
Κ i .( ).Tc

Vậy R là khâu tỷ lệ tích phân (PI)
Đó là khâu vô sai cấp hai đối với đại lợng đặt và vô sai cấp một đối với đại lợng
nhiễu IC . và ta đợc sơ đồ cấu trúc :

H 3.2. Sơ đồ cấu trúc của hệ T-Đ
3.1.3. Tính toán các thông số của hệ truyền động động cơ điện một chiều:
Ta có : Ud = .K chọn :
Uωd = 15 (V)

Kω =

15
= 0,07
209,4

Trong c«ng thøc : TSω = Tω + 2.TSi
Víi : Tω = 0,001(s) ; TSi = 0,0041(s)
19


Tc =

JRu
2,5.1,21
=
= 2,74( s )
(ΚΦ ) 2
(1,05) 2

⇒ TSω = 0,0092( s )
Tổng hợp theo tiêu chuẩn modul tối u ta cã :

Rω ( p) =

K i .( KΦ ).Tc
1,64.1,05.2,74
=
= 3027,5
Ru .K ω .2Tsω 2.1,21.0,07.0,0092

RU
1,21
=
= 0,42( s )
( Kφ ).Tc 1,05.2,74
Tổng hợp mạch vòng theo tiêu chuẩn modul đối xứng ta cã :

Rω ( p ) =

1 + 4.Tsω p
Ru .K ω
2
.8Tsω p 2
Κ i .( ΚΦ ).Tc
(kh©u PI)

víi TSω = 0,0092 (s) ; RU = 1,21 (Ω) ; Kω = 0,07 ; Ki = 1,64 ; Kφ = 1,05 ;
TC = 2,74 (S)
Thay sè :

Rω ( p ) =

1 + 4.0,0092 p
1 + 0,0368 p
1
=
=
+ 3027,5
1,21.0,07
1,22.10 −5. p 1,22.10 −5. p
2
.8(0,0092) p
1,64.(1,05).2,74

3.2. MÔ PHỎNG

20


H 3.3 : mạch vòng điều chỉnh tốc độ

H 3.4 :Th«ng sè cđa bé PI

21


H3.5 : Đặc tính ra của tốc độ
Nhận xét :
+ Tốc độ quay của động cơ tăng nhanh trong giai đoạn đầu tại thời điểm 0,05 s đạt

cực đại là :209,4 rad/s . Sau đó dao động đến thời điẻm 0,1 s thì bắt đầu đi vao ổn
định ở 200,5 rad/s .
+ Thời gian quá độ tơng đối nhỏ đà đáp ứng yêu cầu của hệ thống .
+ Bộ điều khiĨn lµ : PI .

22


Tài liệu tham khảo
[1] : Bùi Quốc Khánh , Nguyễn Văn Liễn ,Phạm Quốc Hải , Dơng Văn Nghi
Điều chỉnh tự động truyền động điện
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật
[2] : Vũ Gia Hanh , Trần Khánh Hà , Phan Tứ Thụ ,Nguyễn Văn Sáu
Máy điện 2
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật
[3] : Bùi Quốc Khánh , Nguyễn Văn Liễn , Nguyễn Thị Hiền
Truyền động điện .
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật .

23