Giáo trình thiết kế thiết bị điều khiển

Giới Thiệu Chung
-TB điều khiển là hệ tự động cục bộ
VD : - Máy phát : Thông số cần điều khiển U,f
a) - ổn áp : U
- Động cơ : I,M,W
Suy ra nội dung : -Thiết lập sơ đồ nguyên lí thiết bị
-Tính chọn phần tử trong hệ
-Tính toán hệ thống
Bài 1 Các loại thiết bị điều khiển ( TBTĐ )
Phân loại theo nhiều dấu hiệu khác nhau
VD : - Hệ duy trì x
đặt
= const
- Hệ tuỳ động x
đặt
bất kì,ngẫu nhiên
- Hệ phơng trình x
đặt
hàm cho trớc
Suy ra chỉ học về các hệ điều khiển Đ ( hệ duy trì ).Từ đây suy ra các hệ
khác.
BàI 2 Các bớc tính toán thiết kế 1 thiết bị điều khiển
Yêu cầu thiết kế
- Đáp ứng đợc các yêu cầu công nghệ cho trớc.
+ Xuất phát từ địa chỉ sử dụng Đ ( dùng để làm gì )
+ Chỉ tiêu, số liệu công nghệ :
VD : P, w, D, I
kđ
, dw/dt.
Sản phẩm
Phần tử điều khiển Bộ biến đổi Phần tử CH

Phản hồi
1
- Sơ đồ của thiết bị ( hệ thống ).
- Chọn đợc, chế đợc các phần tử trong hệ
- Thông số và đặc tính làm việc của hệ.
VD : x
đmax
, x
đmin
,x
đặt dm
,x
ramax
,x
đm
.
Đặc tính cơ, đặc tính quá độ hệ thống điện.
Các bớc tính toán :
1. Lấy số liệu : tìm hiểu yêu cầu tổng thế.
- Số liệu máy sản xuất (M
c
(F
c
), V
máy
) suy ra I, W
đc
, P
đc
- Yêu cầu công nghệ.

- Số liệu nguồn điện.
- Những yêu cầu khác ( kinh tế, năng lực vốn, môI trờng )
2. Tính chon Đ
- Tính chọn P
đ
, W
Đ đm
, loại Đ, cấp điện áp,chế độ phụ tải
3. Dự kiến ( thiết kế sơ bộ ) sơ đồ nguyên lí chung của hệ thống (hở, không
tự động )
VD: động cơ một chiều ,chọn hệ CL_Đ
- công suất 100kW suy ra CL 3fa cầu_Đ
- công suất 1kW suy ra CL 1fa cầu_Đ.
Đa ra một sơ đồ suy ra so sánh suy ra chọn.
(kế thừa: dựa vào những hệ đã có, lấy tơng tự ).
4. Tính chọn các phần tử trong sơ đồ ( chủ yếu Đ đã chọn trớc (bớc 2 ) suy ra
ta chọn biến đổi phần tử điều khiển),có thể 2 phần này là một.
5. tính toán các thông số và đặc tính tĩnh của hệ tự động ( tính toán tĩnh ).
a ,lập sơ đồ tự động ( có khâu đặt tín hiệu phản hồi các tín hiệu
đầu ra và các tín hiệu trung gian).dự kiến loại hệ rự động.
- Hệ duy trì có sai số tĩnh (hệ tĩnh ).
- Hệ phi tuyến.
b ,Tính toán hệ số phản hồi và chọn các phần tử trong mạch
phản hồi.
c ,Dựng đợc các đặc tính vào ra của phần tử điều khiển hoặc của
bộ biến đổi.
d ,Dựng đặc tính tĩnh của hệ tự động.
e ,Đánh giá chất lợng tĩnh của hệ.
- Các thông số biên của hệ.
- Độ chính xác duy trì đại lợng đợc điều khiển.

- Đ.
Thông số biên: x
đặt đm
(U
đặt
) suy ra W
đm
, I
đm
U
đm.
,U
phi (đm)
.
- x
đặt max
<=> x
max
.
- x
đặt min
<=> x
min
.
Độ chính xác quan tâm nhất là ss tốc độ

w% = w
o
.u
đm

.100% /w
2
là cho trớc từ yêu cầu công nghệ.
f ,kiểm nghiệm các số liệu đã tính ở trên.
Nếu chất lợng khồng đạt yêu cầu thì phảI chọn lại hoặc tính lại các thông
số trên.
+ X
ph
, k
ph
.
+ Hệ số khuếch đại của hệ thống.
k

= k
bd
.k
đ
.b
ptđk
(thờng để phát triển chất lợng thì b tăng )
VD :khi chất lợng (tĩnh) thấp thì phảI tăng b
ph
6. Tính toán động lực hệ tự động
a, Thiết lập sơ đồ chức năng hệ tự động
b, Viết hàm truyền của các phần tử và tìm hàm truyền của hệ tự động.
c, Khảo sát độ ổn định tĩnh của hệ tự động (dựa vào các tiêu chuẩn xét ổn
định).
d, Đối với trờng hợp không ổn định tính toán chọn khâu hiệu chỉnh ( có thể
dùng các phơng pháp gián tiếp).

e, Dựng đặc tính quá độ x = f(t) /x
dat
=const,đánh giá các chỉ tiêu chất lợng
động.
- Số lần dao động.
-

x
max
.
-

x
max
% =

x
max
.100%/x 60%.
x
max
3
BàI 2 Tính toán công suất Đ điều chỉnh
- Gồn hai loại Đ :
+ Loại Đ không điều chỉnh :chỉ làm việc ở một cấp độ.
+ Loại có điều chỉnh :làm việc ở nhiều cấp khác nhau, tốc độ đợc điều chỉnh
bằng điện.
*, Trớc hết tính toán công suất yêu cầu để chọn Đ ( thông thờng ) loại không
điều chỉnh cho kết quả các thông số định mức của Đ.
*, Kiểm nghiệm theo điều kiện điều chỉnh.

=> Chọn sơ bộ Đ kiểm nghiệm theo điều kiện phát nóng, quá tảI, khởi
độngkiểm nghiệm theo điều kiện điều chỉnh.
1. Lý thuyết phát nóng và làm nguội của Đ.
- Tính toán nhiệt độ Đ khi làm việc, nhiệt độ cho phép của vật liệu cách
điện trong Đ.
- Đóng điện với công suất cơ P
c
Trong động cơ tổn thất

p.


p = P
c
.
1



Gây ra nhiệt độ theo hàm mũ ( thay nhiệt độ bằng

(

t) hay nhiệt sai )



=

ođ

-(

bđ
-

ođ
)e
-t/Tn
Tn :hệ số thời gian nhiệt.

ođ
=


A :hệ số tản nhiệt của D

Tn =
C
A
C :nhiệt dung riêng của D
P
c
nn
4
P
c
Chia ra c¸c kho¶ng thêi gian t
1
, t
2

, t
3
- Trong t
1
;

τ
o®
=
1P∆
Α

τ
b®1
=0
τ
(t) t¨ng
t
§ãng
Ng¾t
t
1
t
2
P
c1
P
c
t
p

p
1
T
1
T
2
T
3
5
- Trong t
2
:

ođ2
=
2P



bđ2
=

c1
,

2
(t) tăng
- Trong t
3
:

ođ3
=
3P



bđ2
=

c2
,

3
(t) giảm
Khi P
c
(t) là đờng nhiều bậc


(t) là một đờng răng ca. ở đó xuất hiện

max


cp
với

cp
là nhiệt sai cho phép của Đ, đợc quyết định bởi vật liệu

cách điện.
- Nừu P
c
(t) với t đủ dàI


max
;

tb


chọn công suất Đ có thể theo 1
trong 2 thông số này



(t)

P
c
(t)
2, Phân loại đồ thị phụ tảI : 3loại
- DàI hạn
- Ngắn hạn
- Ngắn hạn lặp lại

Tơng ứng 3 chế độ làm việc của Đ
Để chọn công suất Đ căn cứ vào chế độ làm việc, loại phụ tải
3, VD : Tính chọn công suất Đ cho tait dàI hạn ( dùng Đ cho chế độ làm việc

dàI hạn ).
Giả thiết có một phụ tảI dàI hạn biến đổi P
c
(t)

t
ođ3
=p
3
t
ođ2
=p
2
t
ođ1
=p
1
p
6


*, Bớc 1: Chọn sơ bộ Đ ( nguồn điện cấp điện áp, yêu cầu để dự kiến đ )
- Tính toán công suất trung bình
P
ctb
=
Pci.ti
ti

Chọn P
đm
= 1,1
ữ
1,3 P
ctb


Tra ra P
- Có trờng hợp đồ thị phụ tảI cho theo mô men
M
c
= f(t)
M
ctb
=
Mci.ti
ti


Chọn M
đm


1,1
ữ
1,3 M
ctb

Có Đ cùng các số liệu cần thiết đồ thị phụ tảI tĩnh
Thông số P
đm
, M
đm
, I
đm
, M
max
, J
*, Bớc 2: Kiểm nghiệm Đ theo điều kiện phát nóng
- Xây dựng đồ thị phụ tảI toàn phần ( đồ thị phụ tảI chính xác ) gồm phụ tảI
tĩnh( P
c
, M
c
)các phụ tảI xuất hiện trong quá trình quá độ (M
kđ
,M
hãm
)


Tơng ứng với loại công suất đóng.
Hoặc phảI hiệu chỉnh các khoảng thời gian do ảnh hởng của các thời gian
quá trình quá độ .
M
động
- J
dw

dt
( qua hệ M-M
c
=
dw
dt

M=
dw
dt
+M
c
)

Không hoặc khác xa đồ thị M
c
=f(t) P
c
=f(t)

xác định lại công suất hoặc
mômen Đ

kiểm nghiệm lại công suất Đ.
t
t
1
t
2
P

c1
P
c
(t)
t
3
P
c2
P
c3
7
*, Kiểm nghiệm lại công suất Đ theo các phơng pháp sau :
a, phơng pháp tính tổn thất ttrung bình, từ đồ thị phụ tảI toàn phần và quan
hệ

= f(p)

vẽ quan hệ

p=f(t)


P
tb
=
Pci. ti
ti

so sánh

P
đm
của Đ


P
tb



P
đm




tb





cp

phơng pháp này tơng đối chính xác vấn đề là phảI biết

=f(t)
b, Phơng pháp dùng đại lợng đẳng trị
vì

P
i
,

P
tb
,

P
đm
phụ thuộc vào I
2


M
2


P
2


P
i

I
2
,

P
đm


I
2
đm
M
đẳng trị
=
Mi.Mi.ti
ti




M
đt


M
đm
P
đẳngtrị
=
Pi.Pi.ti

ti




P
đt


P
đm
Chú ý: Trong một số trờng hợp khi có đủ số liệu hoặc do yêu cầu tính toán
có độ chính xác cao nguời ta có thể suy từ đồ thị phụ tảI tính tĩnh ( P
c
, M
c
)và
phụ tảI động Đ để lập nên đồ thị phụ tảI toàn phần theo dòng điện I=f(t).
I
đt
=
Ii.Ii.ti
ti


I
đt

I
đm
*, Kiểm nghiệm theo điều kiện quá tảI và khởi động M
maxD


M
cmax
trong đó
động cơ 1 chiều : M
maxD
= (2
ữ
2,5)M
đm
t
t
1
t
2
J
P
c
(M)
t
3
P
c2
P
c3

J
8
ĐCKĐB có: M
maxD
;
M
th
=x.M
đm


0,81M
th
nếu xét đến khả năng quá tảI 10%
ĐCĐB coc : M
max

;
(2
ữ
2,5)M
đm


M
cmax
trong các máy cơ khí = 2 M
đm

M
kđ


M
co
với M
co
mômen cản lúc máy không quay.
- Đa số máy cơ khí M
co


M
đm
- TảI nặng nh máy vận chuyển, máy ma sát nhớt M
co


M
đm
Động cơ 1 chiều : M
kđ

;
(2
ữ
2,5)M
đm
ĐCKĐB : M

kđ
=M
nm
=b
M
.M
kđ
*, Bớc 3: Kiểm nghiệm Đ đã chọn theo điều kiện điều chỉnh nhiệt độ
- Tiêu chuẩn kiểm nghiệm :
Đối với Đ đã chọn ở trên điều kiện thoả mãn yêu cầu nhiệt độ là : đặc tính
momen tảI cho phép Đ phảI phù hợp với đặc tính máy sản xuất
M
ccp
(w)
;
M
c
(w)
a, M
c
(w) là đặc tính cơ của máy sản xuất
- Có 4 dạng M
c
= w
q
- q
0
=0 đặc tính cần trục
- q=1 đặc tính ma sát nhớt
- q=-1 đặc tính máy tiện

- q=2 đặc tính quạt gió.
b, Đặc tính mômen tảI cho phép của Đ, M
ccp
= f(w).M
ccp
:mômen tảI cho
phép của Đ.
- Định nghĩa : mômen tảI cho phép là mômen sinh ra khi dòng điện trong
mạch bằng dòng điện định mức.

Nếu đặt trên trục Đ mômen cản M
c
=M
ccp


dòng điện I
đ
=I
đm
.

Nếu điều chỉnh tốc độ làm việc của Đ w
lv
=w
đm


M
ccp

=M
đm
q=0
q=1
q=-1
q=2
9
Nếu w
lv


w
đm
và I=I
đm
thì

M
ccp


phơng pháp điều chỉnh.
- Nói chung mỗi loại Đ và mỗi phơng pháp điều chỉnh cho ta 1 quan hệ M
ccp

= f(w).
*, Đối với ĐC1C: M= k.I.

M
ccp

=k.

.I
đm

Điều chỉnh bằng điện trở phụ mạch phần ứng
u=u
đm
=const
R
t
=R+R
f
=var


=

đm
= const

M
ccp
= b.

.I
đm
= M
kđ
= const

không phụ thuộc vào w.
Phù hợp với tảI cần trục

Phơng pháp điều khiển điện áp phần ứng với : u=var; R
t
=const;


=

đm
= const.

M
ccp
=k.I
đm
.

đm
= M
đm
=const.

Phơng pháp điều chỉnh từ thông với:
u=u
đm
=const ; R
t

=R = const ;

= var.

M= k. I
đm
.

biến thiên.
Xem k.

phụ thuộc vào w từ phơng trình cân bằng điện áp mạch
phần ứng ta có:
M
ccp
M
dm
w
M
10
U= E + I.R
U
®m
= E + I
®m
.R = k.
ϕ
.w + I
®m
.R

Do I
®m
.R nhá nªn bá qua.
k
ϕ
=
Udm
w
=
A
w

⇒
M
ccp
=
.Udm Idm B
w w
=
Phï hîp víi t¶I m¸y tiÖn
*, §èi víi m¸y ®iÖn xoay chiÒu: ph¬ng ph¸p thay ®æi: f, u(stato), R
f
.
M
ccp
M
dm
w
M
ccp

w
M
ccp
11
M=
2
2 2
0
3 .
.
t
I R
w s
M
ccp
= 3I
2
2
đm
.R
2t
/ w
0
.s

Phơng pháp điều khiển:
R
2t
=const ;
2t

R
s
=const =
2t
dm
R
S
R
2t
= R
f
+ R
2
M
ccp
=
2
2 2
0
3 .
.
t
dm
I R
w s
=
A
s

Phù hợp với tảI quạt gió

*, Phơng pháp điều chỉnh f:
Lúc thay đổi f để điều chỉnh w thì đều kết hợp với điều chỉnh điện áp

th
c
M
M

=
= const ( M
c
= M
đm
)

u
1
biến thiên theo 2 dấu hiệu : tần số và mômen trên trục Đ
u
*
1
= f
*
.
*
c
M
= f
*
.

*q
W
VD : M
c
= const ( tảI cần trục ) có u
1
*
=f
*



1
u
f
=const

Luôn luôn đạt đợc tiêu chuẩn M
ccp
(w) phù hợp M
c
(w)
M
thD
(w) phù hợp M
c
(w)
S=0
S=1
M

ccp
w
12

Sự phù hợp giữa M
ccp
(w) và M
c
(w)
Phù hợp Không phù hợp
Toàn dảI đều có D=
max
min
`w
w
Đạt đợc điều kiện I= I
đm
tại
M
ccp
;
M
c
I=I
đm
w=w
1
;

=

cp
; Đ đầy tải
w>w
1
;M
ccp
<M
c


I>I
đm
quá tải
w<w
1

M
ccp
>M
c

I<I
đm
non tải
M
c
=const
w
w

M
M
th
=const
M
ccp
M
c
w
M
ccp
w
max
w
min
M
c
13
M
max
M
min
Bài 3: Tính toán khâu hạn chế dòng điện trong các hệ
có 1 Đ chiêù
1, Vấn đề hạn chế dòng điện phần ứng của Đ1C ,Máy điện.Những trờng hợp
dòng điện lớn trong Đ1C ( khởi động , hãm ,hãm ngợc, táI sinh,động năng,
quá trình quá độ, non tảI, ngắn mạch )
- Gía trị cần hạn chế I
cp
=( 2

ữ
2,5 )I
đm


do điều kiện phát nóng Đ, điều kiện
chuyển mạch ( bảo vệ cổ góp )
- Nếu quá tảI lâu dàI xét điều kiện phát nóng.
- Nếu quá dòng lớn xét điều kiện chuyển mạch
VD: dòng khởi động, đảo chiều,ngắn mạch
- Nếu Đ có điều chỉnh từ thông

( tức có n
lv
>n
đm
) thì giảm I
cp
( tuỳ loại Đ )
2, Những dạng sơ đồ hạn chế dòng điện Đ1C
- Tuỳ theo mục đích cần hạn chế dòng điện nào và loại hệ truyền động mà ta
có sơ đồ rêng (có những sơ đồ dùng chung cho tất cả mục đích hạn chế I)
VD: Khởi động Đ1C từ w=0 tới w
đm
( sơ đồ hạn chế I
kđ
); hệ có Đ đóng
vào u=u
đm
;

=

đm
trong các lúc bắn tự động hoặc hệ điều khiển rơle dùng
điện trở phụ trong mạch phần ứng (3
ữ
5) cấp
Dùng công tắc tơ 1G và 2G và bộ rơle thời gian kèm theo. Khi hoạt động k
đóng (E) với toàn bộ R
f
I
kđ
=I
kđmax
=
u
u
U
R Ruf+

2
ữ
2,5 I
đm
Khi k mở

R
th
kđ

tính trễ (<1s). sau đó 1G đóng

cắt 1 phần điện trở.
k
t

k
u
1G 2G
RDC
14
VD2 : Khởi động và tăng tốc từ

= 0


lv



lv
>

đm
( trờng hợp Đ
có điều chỉnh

, lúc làm việc

<

đm


việc khởi động xảy ra qua 2 gđ
GĐ1 :nh trên , khởi động từ

=0


đm
với

đm
, u=u
đm
, R
uf
=(3
ữ
5)cấp cắt dần tới 0.
GĐ2 :Khi tăng tốc khi

=

đm
, chuyển sang giai đoạn 2.(cho tín hiệu
giảm

(I tăng và vợt I
đm
))

Cần có khâu hạn chế I .
k
u
1G 2G
RDC
6
4
2
kt R
R
RDC
Start
k
11
16
14
12
10
8
k
1R
th
2R
th
1G
1R

th
2G
Rss2R
th
15
k
u
1G
2G
RDC
11
3
5
7
9
13
Trong cả giai đoạn 1 R và 13-16 thông, Rss (

=

đmmax
)kết thúc giai đoạn
một 2G đóng

Rss mất điện. Vào giai đoạn 2

giảm mà w cha tăng tơng
ứng.
I=
u

u
U kw
R


tăng

R
nt


R

Rơle tác động theo kiểu xung
3, Sơ đồ hạn chế dòng điện Đ trong các BĐ_Đ tự động vòng kín
- Phần lớn các hệ thờng gặp là vòng kín.
- H/s I trong các truờng hợp : khởi động, hãm, đổi chiều, quá tảI, ngắn
mach. Thờng chỉnh định cho khâu hạn chế dòng hoạt động trong một
khoảng.
I
ng


I

I
dừng
I
ng
dòng điện phần ứng ở giới hạn quá tảI nguy hiểm I

ng
=1,5
ữ
1,7I
đm
I
dg
Dòng ngắn mạch cho phép I
dg
=I
cp
=2
ữ
2,5 I
đm
- Hệ BĐ_Đ : +, F_Đ
+,CL_Đ gồm CL liên tục và CL băm xung
F D
Khau han che dong
Cam bien dong
16
- Máy phát : U
d
= k
f
U
f
= k
f
k

cl
U
dk
- Chỉnh Lu : U
d
= u
d
=u
do
cos

= k
f
u
dk
U
d


U
dk
để hiệu chỉnh I

U
dk
= f(I)

Thể hiện bằng mạch phản hồidòng
điện (phần âm )
- Tạo ra đặc tính rơle theo tín hiệu (để ngắt dòng)

Đặc tính rơle ( ngắt dòng ) đợc thể hiện nhờ tổ hợp( D
nd
, U
0
)
F
D
ng
U
dat
U
pi
=I
u
R
do
=K
pi
I
u
U
ng
=U
pi
-U
0
I
u
U
ping

17
- Hệ số phản hồi dòng: K
pi
=
pi
u
U
I
= R
do
Chọn U
0
= k
pi
.I
ng
*, Khi I<I
ng
thì U
pi
<U
0


D
ng
khoá

I<I
ng

khâu phản hồi không tác
động ,U
ping
= 0

BĐ làm việc trong giá trị U
đăt
, U
đk
=U
đăt
u
b
= k
b
U
đm
= k
b
U
dăt

w=
b u ut
U I R
k

=w
0
-
u ut
I R
k



xác định U
đăt
ứng với I
đm
w
đm
=
dat
kb
U
k

-
ut
dm
R
I
k

Thay U
d

, I
ng
vào phơng trình đặc tính cơ

w
ng=
*, Khi I

I
ng


U
pi
= k
pi
I

U
o


Đ
ng
thông

khâu ngắt hạn chế I hoạt
động

U

ping
= U
pi
U
0

U
ping
= k
pi
( I- I
ng
)

U
đk
=U
đăt
k
pi
( I- I
ng
)
U
b
= k
b
U
đăt
+ k

b
k
pi
I
ng
k
b
k
pi
I

w =
b ut u
U R I
k

=
b
k
k

U
dăt
+
b pi
k k
k

I
ng

-
ut b pi
R k k
k

+
I

w = w
0
-
ut b pi
R k k
k

+
I
- Nếu đã cho BĐ_Đ

K
b
, k

, R
t
từ phân tích trên

U
đăt
- Cần xác định k

pi
để tạo ra I
d
= I
cp
thay w=0, I=I
dg


k
pi
- Giữ không đổi U
đăt
,I
ng


k
pi
ảnh hởng tới tốc độ dốc của
ĐTC

quy định giá trị I
dg
.
I
I
dm
I
ng

W
0
w
ng
w
dm
18

Điều chỉnh I
dg
bằng cách biến đổi k
pi
hệ số cảm biến dòng điện khếch đại
khâu phản dòng

Điều chỉnh I
ng
bằng cách thay đổi U
0
.
4, Cảm biến dòng điện : Lờy ra u
pi

I
VD: Dùng điện trở R
đo
nhỏ để ít ảnh hởng tới R

7mV/100A. Giá trị
điện trở R

đo
ít phụ thuộc vào môI trờng làm việc.
Thờng dùng hệ CL bộ cảm biến phía xoay chiều.
U
pi
= K
ccd
. U
R0
VD: Dùng CLD cầu 3 pha nh hình vẽ, K
CLD
= 2,34
U
RO
= R
0
. I
2BD
= R
0
5 (v)
I
2
= 140A

chọn BD loại 150/5

I
2BD
=

5
140
150
< 5A


R
0
=I
2BD
R
0
< 1 ôm
Hệ số phản hồi k
pi
=
pi
u
U
I
=K
CLD
k
bd
k
iCLt
*, Lấy U
ping
trong các hệ đảo choir I đảo chiều

u
pi
đảo chiều
Chọn D
ng
theo trờng hợp nguy hiểm nhất khi I=I
ng

U
pimax
I
2
U
pi
R0
I
u
19
F
+
-
20
Bài 4: Tính toán khâu phản hồi tốc độ
Phản hồi dòng dùng để duy trì hay hạn chế I
Đ


hạn chế M.
- Duy trì tự động : Hế có w
lv

chính xác, độ chính xác
s% =
dat
w
w

100%
s%

s
cp
theo yêu cầu công nghệ sản xuất.

w nhiễu phụ tải

độ cứng ĐTC
- Thực tế sử dụng Đ: w
dăt
= w
0
của cấp tốc độ đặt

w

ss

độ sụt tơng đối


M

M
đm
- Khi w
đ
càng thấp thì s càng lớn ( w
đăt
= w
0
)

tính toán khâu
phản hồi tốc độ ở cấp w

0
min.
1, Nguyên lí VD: dùng hệ BĐ_Đ
- Điện áp phản hồi tốc độ U
pw
=U
ft
=k
pw
.w
U
đk
= U
đăt
U
pw

= U
đăt
k
pw
.w
Với w=
b ut
U R
I
k k


, U
b
= k
b
U
đk
=k
b
(U
đ
- wk
pw
)

w=
( )
d
b pw

k U wk
k


-
ut
u
R
I
k

M
dm
M
M
w
s%=
S

%=
W
0
W
o

21


w=
b d

k U
k

-
b pw
k wk
k

-
ut u
R I
k


w=
1
b d
b pw
k U
k k
k
k



+
ữ

-
1

ut u
b pw
R I
k k
k
k



+
ữ

- Viết phơng trình ĐTC thấp nhất

tính đợc s% max U
đăt
min.
- Nếu tạo ra s% max < s
cp
thì hệ sẽ đạt yêu cầu công nghệ cho trớc. Thay vào
phng trình U
đăt
= U
đmin
, I=I
đm


s% max=
0

w
w

<s
cp


U
đătmin
*, Có thể xét đơn giản

w
c
= const ở tất cả các cấp độ .
Xác định đặc tính cao nhất theo số liệu định mức của hệ xác định theo Đ
U
đmin
=
maxd
U
D
F
FT
U
pw
U
dat
U
dk
U

b
22
D_ dảI điều chỉnh tốc độ

xác định kpw gần đúng nhanh
2, Sơ đồ thực tế
- Với các hệ điều khiển Đ theo BĐ_Đ, bao giờ cũng xó mặt cả 2 khâu phản
hồi theo I ( ngắt), theo w ( liên tục).
- Cho trớc số liệu Đ, bộ biến đổi , U
dkmax
, k
b
, số liệu của quá
trình công nghệ sản xuất máy,s
cp
M
max
,

I
cp
, I
ng
.
- Kết quả: Đặc tính tĩnh
M
dm
w
c
w

c
U
pw
=U
pw
w
U
dk
23
I
2
R0
Trớc hết tính toán khâu phản hồi tốc độ ( vùng 1 )
a, Xác định các thông số của hệ ứng giá trị định mức
- Từ số liệu định mức của Đ: w
đm


nằm trên đờng ĐTC cao nhất (có
U
đăt
max )
w=
1 1
b ut
dat
b pw b wp
k R
k k
U

k k k k
k k



+ +
I
đm

Xác định k
pw
, U
đmax


chọn trớc 1 trong 2 thông số đó.
VD: Chọn trớc k
pw
bằng cách chọn trớc bộ cảm biến (FT).VD FT
100v, 1000v/phút.
K
pw
=k
pt
=
FT
FT
u
w
=

100
1000.2.
60



xác định U
max
Kiểm tra có BĐ, U
đkmax
=10v

U
do
= U
đmax
=220 v
Đã tính U
đmax
, k
pw
, w
đm
= w
max
phảI có U
đkmax
= U
đmax
- U

đm
b
pw
=10v
b, Tính toán số liệu trên ĐTC thấp nhất
w
min
=
min
1 1
b ut
d
b pw b wp
k R
k k
U
k k k k
k k



+ +
I
đm

max
w
D

xác định U
đăt min


w
omin
M(I)
I
dm
I
ng
I
dg
w
min
w
dm
w
c
24
Vung 1
Vung 2
Kiểm tra :
0min
c
w
w

s
cp
- Nếu không thoả mãn

tăng k
pw
và tăng k
b
1, Chọn lại cảm biến
2, Dùng thêm khuếch đại thời gian.
Vùng 2: Tính toán khâu phản hôì dòng.
a, Viết phơng trình đặc tính vùng 2 với 2 khâu phản hồi
U
đk
=U
đăt
k
pw
.w k
pi
I + k
pi
I
ng
U
đk
=( U
đăt
+ k
pi

I
ng
) K
pw
w k
pi
I
Xác định k
pi
để cho I
dg
= I
nm
< I
cp
( đã có k

, k
b
, k
pw
)
- Viết phơng trình ĐTC khi có cả 2 khâu phản hồi U
đk
= vào U
b
=k
b
U
đk

thay U
b
vào phơng trình tốc độ: w=
b ut
u R
k k


I


w( 1+
wp
b
b

)=
b
b
k

U
đăt
+
b pi
b k
k

I
ng

-
b pi ut
b b R
b

+
I

w=
1 1
b pi
b
dat
b pw b wp
b k
b
k b
U
b b k k
k k


+
+ +
I
ng
-
1
ut
b pi

b pw
R
b b
k
b b
b


+
+
I
Cho w = 0; U
đăt
= U
đmax
; I = I
cp


tính ra K
pi
Chú ý Chọn k
pw
và các thông số tơng ứng
- Trên ĐTC thấp nhất có U
đmin
- k
pi

ĐTC cao nhất , với U
đmax
I
I
dm
I
ng
W
0
w
ng
w
dm
I
dg
W
0
25