Mô hình hóa Mô phỏng Điều khiển động cơ điện một chiều kích từ song song

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ
------

BÁO CÁO TL, BTL, ĐA/DA THUỘC HỌC PHẦN:
MƠ HÌNH HĨA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
TÊN CHỦ ĐỀ NGHIÊN CỨU:

Động Cơ Điện Một Chiều Kích Từ Song Song
Giáo viên hướng dẫn: ThS. LÊ NGỌC DUY
Sinh viên:

Nguyễn Đức Thụy

2018603596

Lê Bá Tồn
Đặng Văn Trà
Lớp: Cơ điện tử 2

2018602028
2018602320

Khóa: 13

Hà Nội - 2020
Ghi chú : TL, BTL, ĐA/DA (Tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án)


PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM

I. Thơng tin chung
1. Tên lớp: Cơ điện tử 2

Khóa: k13

2. Tên nhóm: nhóm 6
Họ và tên thành viên: Nguyễn Đức Thụy 2018603596
Lê Bá Toàn

2018602028

Đặng Văn Trà

2018602320

II. Nội dung học tập
1. Tên chủ đề: Xây dựng hệ thống điều khiển động cơ điện 1 chiều.
2. Hoạt động của sinh viên
- Nội dung 1: Tổng quan về hệ thống
- Nội dung 2: Sử dụng phương pháp phân tích vật lý để viết phương trình mơ tả
động cơ điện một chiều (L1.1; L1.2)
- Nội dung 3: Xây dựng biểu đồ Bond Graph mô tả động cơ điện một chiều và
hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều.
- Nội dung 4: Mô phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện
một chiều và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim.
3. Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch và mơ hình sản phẩm (Nếu có)
III. Nhiệm vụ học tập
1. Hoàn thành đồ án theo đúng thời gian quy định (từ ngày …/…/…. đến ngày
…/…/….).
2. Báo cáo nội dung nghiên cứu theo chủ đề được giao trước hội đồng đánh giá.

IV. Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án
1. Tài liệu học tập: Giáo trình mơn học Cảm biến và hệ thống đo, vi điều khiển.
2. Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu
có): Máy tính, linh kiện và dụng cụ điện tử theo nhu cầu sử dụng.
KHOA/TRUNG TÂM

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Lê Ngọc Duy


Mục lục
CHƯƠNG 1 :Giới thiệu tổng quan..............................................................................7
1.1 Tổng quan động cơ điện một chiều kích từ song song..........................................7
1.1.1 Động cơ 1 chiều là gì?....................................................................................7
1.1.2 Cấu tạo động cơ điện một chiều.....................................................................7
1.1.3 Nguyên lí hoạt động.......................................................................................9
1.1.4 Đảo chiều động cơ........................................................................................11
1.1.5 Các ứng dụng về động cơ điện một chiều kích từ song song........................12
1.2 Hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều.....................................................12
1.2.1 Bộ điều khiển động cơ điện một chiều là gì ?...............................................12
1.2.2 Phương pháp điều khiển động cơ điện một chiều.........................................12
CHƯƠNG 2 :Phương trình mơ tả động cơ điện một chiều kích từ song song...........15
CHƯƠNG 3 :xây dựng biểu đồ bond graph mô tả động cơ điện một chiều và hệ
thống điều khiển động cơ điện một chiều....................................................................18
CHƯƠNG 4 :mô phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện một
chiều và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim......21


Danh mục hình ảnh
Hình 1-1:Cực từ chính động cơ điện một chiều.............................................................7

Hình 1-2: Phần ứng (rotor)............................................................................................8
Hình 1-3: cấu tạo cổ góp................................................................................................9
Hình 1-4: ngun lý hoạt động....................................................................................10
Hình 1-5: đảo chiều động cơ........................................................................................11
Hình 1-6: cấu tạo động cơ............................................................................................13
Hình 1-7: động cơ 1 chiều............................................................................................13
Hình 2-1: sơ đồ mạch kích từ song song......................................................................15
Hình 3-1: các điểm có điện thế khác nhau...................................................................18
Hình 3-2: đặt các junction 0 tại các vị trí A,B,C,D......................................................18
Hình 3-3: Chèn các phần tử vào Bond Graph..............................................................19
Hình 3-4:Gán chiều cơng suất tới tất cả các đường liên kết trong sơ đồ......................19
Hình 3-5:Bond Graph rút gọn......................................................................................20
Hình 3-6: bond graph tối giản......................................................................................20
Hình 4-1:Biểu đồ Bond graph trên phần mềm 20 -sim................................................21
Hình 4-2:Biểu đồ của dịng điện kích từ và dịng điện phần ứng theo thời gian..........22
Hình 4-3: Biểu đồ Momen theo thời gian....................................................................22
Hình 4-4:Biểu đồ Momen xoắn và tốc độ quay của động cơ theo thời gian................23

Danh mục bảng biểu
bảng 4-1: giá trị các thành phần......................................................................................................21


LỜI NÓI ĐẦU
Động cơ điện một chiều đã ra đời từ rất lâu và cùng với sự phát triển của
trình độ khoa học kỹ thuật, những ưu điểm của chúng ngày càng được tận dụng
một cách triệt để, tinh vi và sáng tạo. Để động cơ điện một chiều hoạt động đúng
theo yêu cầu công nghệ, ta cần rất nhiều yếu tố như công nghệ chế tạo, người
vận hành. Ngày nay động cơ điện một chiều có thể tạo ra điện như máy phát
điện, hoặc sử dụng điện như motor điện bơm nước, motor quạt máy,… Vậy định
nghĩa máy điện một chiều là gì, phân loại, cơng dụng, cấu tạo của máy điện 1

chiều như thế nào? Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, chúng em được giao bài tập
lớn mơn học mơ hình hóa và mơ phỏng hệ thống cơ điện tử với đề tài: " tìm
hiểu, xây dựng và mô phỏng hệ thống diều khiển động cơ điện một chiều kích
từ song song ".
Với sự cố gắng của bản thân nói riêng và của nhóm nói chung cùng với sự
hướng dẫn của các thầy cô giáo trong bộ môn và đặc biệt là thầy Lê Ngọc Duy
đã trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này. Đồ án được
gồm bốn phần chính sau:
- Giới thiệu tổng quan và các ứng dụng về động cơ một chiều kích từ song
song và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều.
- Sử dụng phương pháp phân tích vật lý để viết phương trình mơ tả động cơ
điện một chiều.
- Xây dựng biểu đồ Bond Graph mô tả động cơ điện một chiều và hệ thống
điều khiển động cơ điện một chiều.
- Mô phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện một chiều
và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim.
Do lần đầu làm báo cáo bài tập lớn mơ hình hóa và mơ phỏng hệ thống cơ
điện tử chưa có kinh nghiệm nên em khơng tránh khỏi những sai sót, mong các
thầy giúp đỡ, hướng dẫn , chỉ bảo để bài tập lớn của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn !


Bài số 5: Cho cấu trúc hệ thống điều khiển góc quay động cơ điện một chiều kích từ
song song như hình 1. Và mạch động cơ điện một chiều như hình 2. Trong đó: R là tín
hiệu đặt tốc độ;

là góc quay của động cơ; u là tín hiệu điều khiển động cơ. Các thông

số của động cơ như sau:
- Điện cảm phần ứng L: 17.5.

H

- Điện trở phần ứng R: 0.6
- Điện trở mạch kích từ: 0.4
- Điện cảm kích từ L: 80.
- Hệ số cản b = 6.6

H

Nms/rad

- Momen quán tính J= 0.166
- Hệ số momen K= 1.53

Hình 1

Hình 2

Yêu cầu:
- Giới thiệu tổng quan và các ứng dụng về động cơ một chiều kích từ song song và hệ
thống điều khiển động cơ điện một chiều.
- Sử dụng phương pháp phân tích vật lý để viết phương trình mơ tả động cơ điện một
chiều.
- Xây dựng biểu đồ Bond Graph mô tả động cơ điện một chiều và hệ thống điều khiển
động cơ điện một chiều.


- Mơ phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện một chiều và hệ thống
điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim.

CHƯƠNG 1

:Giới thiệu tổng quan

1.1 Tổng quan động cơ điện một chiều kích từ song song
1.1.1 Động cơ 1 chiều là gì?
Động cơ một chiều DC (DC là từ viết tắt của Direct Current Motors) là
động cơ được điều khiển bằng dịng có hướng xác định hay nói cách khác thì
đây là loại động cơ chạy bằng nguồn điện áp DC - điện áp 1 chiều.
1.1.2 Cấu tạo động cơ điện một chiều
Động cơ điện một chiều cấu tạo gồm hai thành phần chính: phần cảm
(stator), phần ứng (roto).
Phần cảm (stator)
Phần cảm là phần tạo ra từ trường tỉnh của động cơ gồm có các phần sau
đây :
- Cực từ chính : Là bộ phận sinh ra từ trường , nó gồm có lõi sắt cực từ và
dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ
+ Lõi sắt kịch từ được làm bằng lá thép kỹ thuật điện hay thép cacbon
ghép lại và tán chặt .
+ Dây quấn kích từ : được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn
dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối và và tẩm sơn cách điện trước
khi đặt trên các cực từ .

Hình :Giới thiệu tổng quan-1:Cực từ chính động cơ điện một chiều


- Cực từ phụ : được đặt giữa các cực chính và dùng để cải thiện đổi chiều ,
lơi thép thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn
giống như cực từ chính . Gông từ : dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ đồng

thời làm vỏ máy .
- Chổi than : là các thanh Cacbon được tiếp xúc với cổ góp để đưa dịng
điện từ nguồn một chiều vào rơto . Chổi than được đặt ở trung tính hình học của
động cơ .
Phần ứng ( rotor ) :
Phần ứng là phần cho dịng điện một chiều chạy trong nó , tương tác giữa
dịng điện I và từ thơng 4 sinh ra mộmcn quay . Nó gồm ba phần chính : Lôi
thép : là các lá thép kĩ thuật điện ( Fe - Si ) mòng ghép lại với nhau , trên có xẻ
rãnh để đặt các bối dây .

Hình :Giới thiệu tổng quan-2: Phần ứng (rotor)
- Dây quấn phần ứng : là phần sinh ra sức điện động và có dịng điện chạy
qua , nó gồm ba phần chính:
- Lõi thép : là các lá thép kĩ thuật điện ( Fe - Si ) mỏng ghép lại với nhau ,
trên có xẻ rãnh để đặt các bối dây .
- Dây quấn phần ứng là phần sinh ra sức điện động và có dịng điện chạy
qua , nó được cấu tạo gồm các dây đồng tròn được ghép thành các phần tử ( bối
dây ) , các bối dây được ghép theo kiểu dây quấn xếp đơn hay dây quấn phức tạp
tuỷ yêu cầu mômen lớn hay nhỏ .


- Cổ ghóp : gồm các phiến góp được cách điện với nhau , các phiến góp
được nối với các đầu mút của các bối dây để đưa dòng điện vào phần ứng ,
Ngồi ra cịn có các bộ phận khác gồm cánh quạt dùng để làm ngội máy , trục
máy ... Tùy theo phương pháp kích từ người ta chia động cơ một chiều thành các
dạng kích từ nối tiếp , kích từ song song , kích từ hỗn hợp , kích từ độc lập.

Hình :Giới thiệu tổng quan-3: cấu tạo cổ góp
* Ưu điểm của động cơ điện 1 chiều
- Ưu điểm nổi bật của động cơ điện 1 chiều là có moment mở máy lớn, do

đó sẽ kéo được tải nặng khi khởi động.
- Khả năng điều chỉnh tốc độ và quá tải tốt.
- Tiết kiệm điện năng
- Bền bỉ, tuổi thọ lớn
* Nhược điểm của động cơ điện 1 chiều
- Bộ phận cổ góp có cấu tạo phức tạp, đắt tiền nhưng hay hư hỏng trong
quá trình vận hành nên cần bảo dưỡng, sửa chữa cẩn thận, thường xuyên.
- Tia lửa điện phát sinh trên cổ góp và chổi than có thể sẽ gây nguy hiểm,
nhất là trong điều kiện môi trường dễ cháy nổ.
- Giá thành đắt mà công suất không cao.


1.1.3 Nguyên lí hoạt động
Động cơ điện 1 chiều hoạt động chủ yếu dựa vào định luật cảm ứng điện
từ của faraday .
Khi có một dịng điện chạy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắt non ,
cạnh phía bên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực hướng lên , trong khi cạnh
đối diện lại bị tác động bằng một lực hướng xuống theo nguyên lý bàn tay trái
của Fleming . Các lực này gây tác động quay lên cuộn dây , và làm cho rotor
quay .
Để làm cho rotor quay liên tục và đúng chiều , một bộ cổ góp điện sẽ làm
chuyển mạch dịng điện sau mỗi vị trí ứng với 1/2 chu kỳ . Chỉ có vấn đề là khi
mặt của cuộn dây song song với các đường sức từ trường . Nghĩa là lực quay
của động cơ bằng 0 khí cuộn dây lệch 90 ° so với phương ban đầu của nó , khi
đó rotor sẽ quay theo qn tính .
Nếu trục của một động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài , động
cơ sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều , và tạo ra một sức điện động
cảm ứng Khi vận hành bình thường , rotor khi quay sẽ phát ra một điện áp gọi là
sức phản điện động hoặc sức điện động đối kháng , vì nó đối kháng lại điện áp
bên ngồi đặt vào động cơ . Sức điện động này tương tự như sức điện động phát

ra khi động cơ được sử dụng như một máy phát điện .

Hình :Giới thiệu tổng quan-4: nguyên lý hoạt động
 Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra
chuyển động quay của rotor
 Pha 2: Rotor tiếp tục quay


 Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator
và rotor cùng dấu, trở lại pha 1
* Nguyên tắc hoạt động của động cơ điện một chiều kích từ
Khi đặt lên dây quấn kích từ một điện áp Ukt nào đó, trong dây quấn kích
từ sẽ xuất hiện dịng điện kích từ Ikt. Dịng kích từ này sẽ sinh từ thơng chạy
trong mạch từ của động cơ. Nếu ta đặt lên mạch phần ứng của động cơ một điện
áp U thông qua hệ thống chổi than và cổ góp thì trong dây quấn phần cứng sẽ có
dịng điện I chạy qua. Tương tác giữa dịng điện phần ứng I và từ thơng kích từ
sẽ sản sinh ra một momen điện từ. Giá trị của momen điện từ được tính như sau:

Với K là hệ số kết cấu của động cơ. Momen điện từ này kéo phân ứng của
động cơ quay quanh trục. Trong các máy điện một chiều lớn, người ta có nhiều
cuộn dây nối ra nhiều phiến góp khác nhau trên cổ góp. Nhờ vậy dòng điện và
lực quay được liên tục và hầu như khơng bị thay đổi theo các vị trí khác nhau
của roto
1.1.4 Đảo chiều động cơ
Khi ta cấp điện thế dương vào một cực của động cơ và cấp điện thế âm vào
cực cịn lại thì động cơ sẽ quay theo một chiều cố định và khi ta cấp điện thế
ngược lại đảo chiều dương âm thì động cơ sẽ quay theo chiều ngược lại
Cụ thể để đảo chiều quay của động cơ điện một chiều ta có cách sau:
Đảo chiều từ thơng biết từ đảo chiều dịng điện vẫn cảm dễ thực hiện với
động cơ kích từ độc lập va song song vì mạch tư cơng suất nhỏ.

Đảo chiều dòng điện phần ứng.


Hình :Giới thiệu tổng quan-5: đảo chiều động cơ
1.1.5 Các ứng dụng về động cơ điện một chiều kích từ song song
Ứng dụng của động cơ điện 1 chiều cũng rất đa dạng trong mọi lĩnh vực
của đàn sống trong tay , máy công nghiệp , trong đài FM , ổ đĩa DC , máy in photo , đặc biệt trong công nghiệp giao thông vận tải , và các thiết bị cần điều
khiển tốc độ quay liên tục trong phạm vi lớn ...
 Động cơ một chiều được dùng nhiều trong các máy công cụ lớn , yêu cầu
tốc độ và số vòng quay cao.


Động cơ 1 chiều chúng ta thường thấy nhất là trong các ứng dụng đồ chơi
, xe mơ hình , động cơ sử dụng pin để hoạt động đều là động cơ một
chiều.

 Như vậy động cơ 1 chiều được ứng dụng trong hầu hết các thiết bị như : ổ
đĩa . máy photocopy ...
1.2 Hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều
1.2.1 Bộ điều khiển động cơ điện một chiều là gì ?
Bộ điều khiển động cơ 1 chiều là 1 thiết bị hoặc 1 nhóm thiết bị phục vụ
để điều chỉnh một cách xác định trước hiệu suất của động cơ 1 chiều.
Bộ điều khiển động cơ 1 chiều có thể bao gồm phương tiện thủ công hoặc
tự động để khởi động và dừng động cơ, chọn chuyển tiếp hoặc quay ngược,
chọn và điều chiỉnh tốc độ, điều chỉnh hoặc giới hạn momen xoắn, bảo vệ chống
quá tải và lỗi.
1.2.2 Phương pháp điều khiển động cơ điện một chiều
Điều khiển tốc độ của động cơ điện 1 chiều bằng cách sử dụng điện trở.

Đây được xem là phương pháp đơn giản nhất, chỉ cần mắc nối tiếp điện trở
vào phần ứng, độ dốc của đường đặc tính sẽ giảm, số vịng quay giảm và tốc độ
sẽ chậm đi tương ứng.
Điều khiển tốc độ của động cơ điện 1 chiều bằng cách điều khiển từ
thơng.
Điều chỉnh từ thơng hay cịn được gọi là điều chỉnh momen điện từ và sức
điện động của động cơ. Khi từ thơng giảm thì tốc độ quay của động cơ sẽ tăng
lên. Tuy nhiên, trên thực tế, phương pháp này ít được sử dụng vì khá khó để
thực hiện

Hình :Giới thiệu tổng quan-6: cấu tạo động cơ
Điều khiển tốc độ của động cơ điện 1 chiều bằng cách điều khiển điện
áp phần ứng.
Chúng ta có thể lựa chọn điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng của
động cơ hoặc điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ của động cơ. Khi thay đổi
điện áp của phần ứng thì tốc độ quay của động cơ cũng thay đổi tương ứng.


Hình :Giới thiệu tổng quan-7: động cơ 1 chiều
Phương pháp điều khiển động cơ 1 chiều không hề phức tạp. Chỉ cần tuân
thủ nguyên tắc hoạt động cũng như trang bị một số kiến thức, kỹ năng nhất định
là bạn hồn tồn có thể điều khiển loại động cơ này một cách nhanh chóng và
hiệu quả nhất.

Thơng số cần quan tâm của bộ điều khiển động cơ 1 chiều.
- Kích thước
- Nguồn cấp
-Kiểu điều khiển: điều khiển vô cấp tốc độ và mơ men động cơ, mơ men
tồn phần ngay ở tốc độ không …
- Điện áp điều khiển động cơ

- Sai lệch tĩnh, ví dụ: < 1% trong mọi trường hợp,…
- Khả năng giới hạn dòng điện và điện áp điều chỉnh được.
- Dải cơng suất
- Ngồi ra các có các chỉ số khác như: bảo vệ mất pha điện áp lưới, bảo
vệ mất kích từ động cơ, gia tốc tăng giảm điều chỉnh được, khả năng chống quá
tải, kết cấu gọn nhẹ, tuổi thọ,…


CHƯƠNG 2

:Phương trình mơ tả động cơ điện một chiều kích từ
song song

Hình :Phương trình mơ tả động cơ điện một chiều kích từ song song-8: sơ đồ
mạch kích từ song song
Khi đặt lên dây quấn kích từ một điện áp nào đó thì trong dây quấn kích
từ sẽ có dịng điện và mạch từ của máy sẽ có từ thơng Ф. Tiếp đó đặt một giá trị
điện áp Uư lên mạch phần ứng thì trong dây quấn phần ứng sẽ có dịng điện Iư
chạy qua, tương tác giữa dịng điện phần ứng và từ thơng kích từ tạo thành
mơmen điện từ. Vậy ta có các phương trình cơ bản của động cơ một chiều.
- Phương trình cân bằng điện áp phần ứng:
Uư = Eư + Iư (Rư + Rf)
Sức điện động phần ứng Eư được tính theo biểu thức:
Eư = k.Φ.ω
Phương trình cân bằng mơ men của động cơ:


M(t) – MC(t) = J
Trong đó:
Rư: Là điện trở cuộn dây phần ứng

Eư: Là sức điện động phần ứng động cơ
Rf: Là điện trở phụ
Iư: Là dòng phần ứng
K: Là hệ số cấu tạo của máy điện
M: Là mô men động cơ
Uư: Là điện áp đặt vào phần ứng động cơ
ω: Là tốc độ góc động cơ
Φ: Là từ thơng động cơ
Chuyển các phương trình trên sang dạng tốn tử Laplace:
U(p) = Rư.I(p) + Lư.I(p).p + E(p)
M(p) - MC(p) = J(p). ω (p).p
E(p) = K. ω (p)
M(p) = k.Φ.I(p)
Áp dụng định luật II Niuton cho phần cơ ta có phương trình:
(2.1)
Áp dụng định luật Kirchhoff cho phần điện ta có:
)

(2.2)

Biến đổi Laplace:
(2.3)
(2.4)
Từ phương trình (3) ta có:
(2.5)
Thế (5) vào (4) và biến đổi ta được:


(2.6)
Vì hàm bậc 3 suy giảm rất nhanh về dạng hàm bậc 2 nên ta có thể coi hàm

truyền của hệ là
(2.7)
Xây dựng phương trình khơng gian trạng thái:
Ta có thể chọn tốc độ quay và dòng điện là các biến trạng thái. Điện áp là đầu
vào, đầu ra là tốc độ quay.
Từ phương trình (1) và (2) ta có:
=- . + .I

(2.8)

=- . - i+

(2.9)

Vậy ta có phương trình không gian trạng thái

=
=

+

v

(2.10)
(2.11)


CHƯƠNG 3
:xây dựng biểu đồ bond graph mô tả động cơ điện
một chiều và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều

Hình :xây dựng biểu đồ bond graph mơ tả động cơ điện một chiều và hệ thống
điều khiển động cơ điện một chiều-9: các điểm có điện thế khác nhau
Ta nhận thấy có 4 vị trí có điện thế khác nhau A, B,C,D

Bước 1: Mỗi vị trí trong mạch có điện thế khác nhau thì đặt các Junction 0 tại
các vị trí A, B , C, D

Hình :xây dựng biểu đồ bond graph mô tả động cơ điện một chiều và hệ thống
điều khiển động cơ điện một chiều-10: đặt các junction 0 tại các vị trí A,B,C,D


Bước 2: Chèn mỗi phần tử một cổng bằng cách kết nối nó với Junction 1 bằng
các liên kết và chèn giữa Junction 0 có liên quan.

các phần tử:
+ Nguồn cấp: Se
+ Điện trở phần ứng: R1
+ Điện cảm phần ứng: I1
+ Điện trở mạch kích từ:R
+ Điện cảm kích từ L:I
+ Hệ số cản b:R2
+ Momen quán tính J:I2
+MGY: được sử dụng như là một liên kết giữa một bên là phần tử điện và bên

còn lại là phần tử cơ khí.

Hình :xây dựng biểu đồ bond graph mơ tả động cơ điện một chiều và hệ thống
điều khiển động cơ điện một chiều-11: Chèn các phần tử vào Bond Graph
Bước 3: Gán chiều công suất tới tất cả các đường liên kết trong sơ đồ

Hình :xây dựng biểu đồ bond graph mơ tả động cơ điện một chiều và hệ thống
điều khiển động cơ điện một chiều-12:Gán chiều công suất tới tất cả các đường
liên kết trong sơ đồ
Bước 4: Nếu các vị trí có thế đất đã được xác định thì xố bỏ các Junction 0 và
các đường liên kết với nó

Hình :xây dựng biểu đồ bond graph mô tả động cơ điện một chiều và hệ thống
điều khiển động cơ điện một chiều-13:Bond Graph rút gọn
Bước 5: Tối giản hoá sơ đồ và thêm các quan hệ nhân quả:

Hình :xây dựng biểu đồ bond graph mô tả động cơ điện một chiều và hệ thống
điều khiển động cơ điện một chiều-14: bond graph tối giản


CHƯƠNG 4
:mơ phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của
động cơ điện một chiều và hệ thống điều khiển động cơ điện một
chiều sử dụng phần mềm 20-sim
Mô phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện một chiều
và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim.Ta vẽ
được biểu đồ Bond graph trên phần mềm 20 -sim

Hình :mơ phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện một chiều
và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim-15:Bi
ểu đồ Bond graph trên phần mềm 20 -sim

Thêm giá trị của các thành phần vào bảng để vẽ biểu đồ:

bảng :mơ phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện một chiều
và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim-1: giá
trị các thành phần

Ta vẽ được biểu đồ của dịng điện kích từ và dịng điện phần ứng theo thời
gian bằng 20- sim

Hình :mơ phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện một chiều
và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim-16:Bi
ểu đồ của dịng điện kích từ và dòng điện phần ứng theo thời gian


Biểu đồ trên cho ta thấy sự biến thiên của cường độ dịng điện phần ứng và
dịng điện kích từ qua thời gian . dịng điện kích từ nhỏ do điện trở phần kích từ
cao.

Hình :mơ phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện một chiều
và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim-17:
Biểu đồ Momen theo thời gian
Cho thấy sự biến thiên của momen theo thời gian . tổng lượng momen xoắn
được sử dụng để truyền tải ,momen dẫn động qn tính động cơ , và momen cản

Hình :mơ phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện một chiều
và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim-18:Bi
ểu đồ Momen xoắn và tốc độ quay của động cơ theo thời gian


Cho thấy sự tỷ lệ nghịch giữa momen và tốc độ quay của động cơ theo thời gian
khi momen cao thì tốc độ nhỏ, khi momen ổn định và giảm thì tốc độ quay của

động cơ tăng.