Đặc điểm công nghệ - Yêu cầu truyền động của máy mài tròn

Ch­¬ng i: ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ vµ yªu cÇu truyÒn ®éng cña m¸y mµi trßn . 1. §Æc ®iÓm c«ng nghÖ 1.1. Giíi thiÖu chung M¸y mµi cã hai lo¹i chÝnh: M¸y mµi trßn vµ m¸y mµi ph¼ng. Ngoµi ra, cßn cã c¸c lo¹i m¸y kh¸c nhau: m¸y mµi v« t©m, m¸y mµi r·nh, m¸y mµi c¾t, m¸y mµi r¨ng... Th­êng trªn m¸y mµi cã ô chi tiÕt hoÆc bµn ®Ó kÑp chi tiÕt vµ ô ®¸ mµi, trªn ®ã cã trôc chÝnh víi ®¸ mµi. C¶ hai ô ®Òu ®Æt trªn bÖ m¸y. H×nh 1-1. S¬ ®å ph©n lo¹i m¸y mµi c«ng nghiÖp M¸y mµi trßn cã hai lo¹i: m¸y mµi trßn ngoµi vµ m¸y mµi trßn trong. S¬ ®å biÓu diÔn c«ng nghÖ mµi trßn ®­îc biÓu diÔn trªn h×nh 1-2. H×nh 1-2. S¬ ®å gia c«ng chi tiÕt trªn m¸y mµi trßn C¸c d¹ng chuyÓn ®éng trong m¸y mµi trßn gåm cã: - ChuyÓn ®éng chÝnh lµ chuyÓn ®éng quay cña ®¸ mµi. - ChuyÓn ®éng ¨n dao lµ di chuyÓn tÞnh tiÕn cña ô ®¸ ¨n dao theo h­êng däc trôc (¨n dao däc trôc) hoÆc theo h­íng ngang trôc (¨n dao ngang), hoÆc chuyÓn ®éng quay cña chi tiÕt (¨n dao vßng). - ChuyÓn ®éng phô lµ di chuyÓn nhanh cña ô ®¸ hoÆc chi tiÕt... 2. Yªu cÇu truyÒn ®éng ®iÖn m¸y mµi trßn 2.1. TruyÒn ®éng chÝnh Th«ng th­êng truyÒn ®éng chÝnh m¸y mµi kh«ng yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é nªn sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé rotor lång sãc. ë m¸y mµi cì nÆng, ®Ó duy tr× tèc ®é c¾t kh«ng ®æi khi mßn ®¸ hay kÝch th­íc chi tiÕt gia c«ng thay ®æi, th­êng sö dông truyÒn ®éng ®éng c¬ cã ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é lµ D=2 ¸ 4/1 víi c«ng suÊt kh«ng ®æi. ë m¸y mµi trung b×nh vµ nhá v = 50 ¸ 80 m/s nªn ®¸ mµi cã ®­êng kÝnh lín th× tèc ®é quay cña ®¸ kho¶ng 1000 vßng/phót. ë nh÷ng m¸y cã ®­êng kÝnh nhá, tèc ®é ®¸ rÊt cao. §éng c¬ truyÒn ®éng lµ c¸c ®éng c¬ ®Æc biÖt cã tèc ®é 24000 ¸ 48000 vßng/phót hoÆc cã thÓ lªn tíi 150000 ¸ 200000 vßng/phót, ®¸ mµi g¾n trªn trôc ®éng c¬. Nguån cña ®éng c¬ lµ c¸c bé biÕn tÇn, cã thÓ lµ c¸c m¸y ph¸t tÇn sè cao - biÕn tÇn quay hoÆc lµ c¸c bé biÕn tÇn tÜnh - biÕn tÇn thyristor. M«men c¶n tÜnh trªn trôc ®éng c¬ th­êng lµ 15 ¸ 20% m«men ®Þnh møc. M«men qu¸ tÝnh cña ®¸ vµ c¬ cÊu truyÒn lùc l¹i lín 500 ¸ 600% m«men qu¸n tÝnh cña ®éng c¬, do ®ã cÇn h·m c­ìng bøc ®éng c¬ quay ®¸ vµ kh«ng yªu cÇu ®¶o chiÒu quay ®éng c¬ quay ®¸. 2.2. TruyÒn ®éng ¨n dao ë m¸y cì nhá, truyÒn ®éng quay chi tiÕt dïng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé nhiÒu cÊp tèc ®é (®iÒu chØnh sè ®«i cùc p) víi D = (2 ¸ 4)/1. ë c¸c m¸y lín th× dïng hÖ thèng bé biÕn ®æi - ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu (BB§ - §M), hÖ K§T - §M cã D = 10/1 víi ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng. TruyÒn ®éng ¨n dao däc cña bµn m¸y trßn cì lín thùc hiÖn theo hÖ BB§ - §M víi d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é D = (20 ¸ 25)/1 cßn truyÒn ®éng ¨n dao ngang sö dông thuû lùc. 2.3. TruyÒn ®éng phô Sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé rotor lång sãc. 2. §Æc tÝnh c¬ cña m¸y mµi §Æc tÝnh cña c¬ cÊu s¶n xuÊt ®­îc kh¸i qu¸t b»ng ph­¬ng tr×nh: trong ®ã: Mco - M«men øng víi tèc ®é w=0 Mdm - M«men øng víi tèc ®é ®Þnh møc wdm Mc - M«men øng víi tèc ®é w q - sè mò phô thuéc vµo lo¹i c¬ cÊu s¶n xuÊt. Víi m¸y mµi nãi riªng vµ m¸y c¾t gät kim lo¹i nãi chung, q th­êng nhËn hai gi¸ trÞ q=1 (øng víi truyÒn ®éng chÝnh vµ P = const) vµ q=0 (øng víi truyÒn ®éng ¨n dao Mc = M®m = const). Trong thùc tÕ, ®Æc tÝnh c¬ cña c¬ cÊu s¶n xuÊt kh«ng gi÷ ®­îc cè ®Þnh theo mét quy luËt trong toµn bé ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é mµ thay ®æi theo ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ hoÆc ®iÒu kiÖn tù nhiªn. §èi víi truyÒn ®éng chÝnh m¸y mµi trßn, nãi chung c«ng suÊt kh«ng ®æi (P = const) khi tèc ®é thay ®æi cßn m«men tû lÖ ng­îc víi tèc ®é . Nh­ vËy, ë tèc ®é thÊp, m«men cã thÓ lín nªn kÝch th­íc c¸c bé phËn c¬ khÝ ph¶i chän lín lªn, ®iÒu ®ã kh«ng cã lîi. MÆt kh¸c, thùc tÕ s¶n xuÊt cho thÊy r»ng c¸c tèc ®é thÊp chØ dïng cho c¸c chÕ ®é lµm viÖc nhÑ (Fz vµ Pz nhá). V× vËy, ë vïng tèc ®é thÊp, ng­êi ta gi÷ m«men kh«ng ®æi cßn c«ng suÊt thay ®æi theo quan hÖ bËc nhÊt víi tèc ®é. §èi víi truyÒn ®éng ¨n dao, nãi chung m«men kh«ng ®æi khi ®iÒu chØnh tèc ®é. Tuy nhiªn, ë vïng tèc ®é thÊp, l­îng ¨n dao s nhá, lùc c¾t Fz bÞ h¹n chÕ bëi chiÒu s©u c¾t tíi h¹n t. Trong vïng nµy, khi tèc ®é ¨n dao gi¶m, lùc ¨n dao vµ m«men ¨n dao còng gi¶m theo. ë vïng tèc ®é cao, t­¬ng øng víi tèc ®é vz cña truyÒn ®éng chÝnh còng ph¶i lín, nÕu gi÷ Fad lín nh­ cò th× c«ng suÊt truyÒn ®éng sÏ qu¸ lín. Do ®ã, cho phÐp gi¶m nhá lùc ¨n dao trong vïng nµy, m«men truyÒn ®éng ¨n dao còng gi¶m theo. H×nh 3-1. §å thÞ ®Æc tÝnh phô t¶i cña m¸y mµi H×nh 3-2. Quan hÖ M(w) vµ P(w) cña ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp Mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn cã ®iÒu chØnh gäi lµ tèt nÕu ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña nã gièng ®Æc tÝnh c¬ cña m¸y. Khi ®ã, ®éng c¬ ®­îc sö dông hîp lý nhÊt tøc lµ cã thÓ lµm viÖc ®Çy t¶i ë mäi tèc ®é. Nhê ®ã, hÖ thèng truyÒn ®éng ®Æt ®­îc c¸c chØ tiªu n¨ng l­îng cao. Nãi c¸ch kh¸c, cã thÓ lùa chän ®éng c¬ cã kÝch th­íc nhá nhÊt cho m¸y. §Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña truyÒn ®éng ®iÖn lµ quan hÖ gi÷a c«ng suÊt hoÆc m«men cña ®éng c¬ víi tèc ®é. Víi ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp, khi ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng vµ gi÷ tõ th«ng m¸y kh«ng ®æi ta sÏ cã: M = kFIu = const; P = Mw º w Khi ®iÒu chØnh tõ thèng, gi÷ ®iÖn ¸p phÇn øng kh«ng ®æi th× M = kFIu º ; P = Mw = const KÕt hîp c¶ hai ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh, ta cã ®å thÞ nh­ h×nh 3-2. §Æc tÝnh ®iÒu chØnh ë vïng nµy cã d¹ng gièng ®Æc tÝnh c¬ cña truyÒn ®éng chÝnh. Mét chØ tiªu quan träng ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt l­îng mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn lµ ®é æn ®Þnh tèc ®é Dw%. §­êng ®Æc tÝnh c¬ cµng cøng th× ®é æn ®Þnh tèc ®é cµng cao. Nãi chung, truyÒn ®éng ¨n dao yªu cÇu Dw% £ (5 ¸ 10)% cßn truyÒn ®éng chÝnh yªu cÇu Dw% £ (5 ¸ 15)%. CH¦¥NG ii : thiÕt kÕ Vµ TÝNH TO¸N M¹CH LùC CñA HÖ TRUYÒN §éNG A> C¸c ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng Chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng lµ dùa trªn c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ vµ kÕt qu¶ tÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬, tõ ®ã t×m ra mét lo¹t c¸c hÖ truyÒn ®éng cã thÓ tho¶ m·n yªu cÇu ®Æt ra. B»ng viÖc ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ c¸c chØ tiªu kinh tÕ, kü thuËt c¸c hÖ truyÒn ®éng nµy, kÕt hîp tÝnh kh¶ thi cô thÓ mµ ta cã thÓ lùa chän ®­îc mét vµi ph­¬ng ¸n hoÆc mét ph­¬ng ¸n duy nhÊt ®Ó thiÕt kÕ. Lùa chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng tøc lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc lo¹i ®éng c¬ truyÒn ®éng mét chiÒu hay xoay chiÒu, ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é phï hîp víi ®Æc tÝnh t¶i, s¬ ®å nèi bé biÕn ®æi ®¶m b¶o yªu cÇu truyÒn ®éng. Tõ nh÷ng ph©n tÝch vÒ ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ, yªu cÇu truyÒn ®éng cña m¸y mµi trßn vµ nhiÖm vô thiÕt kÕ, ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ quay chi tiÕt m¸y mµi trßn, ta ph¶i ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng ®éng c¬, gi÷ tõ th«ng kh«ng ®æi. Víi ph­¬ng ¸n ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng vµ gi÷ tõ th«ng ®éng c¬ kh«ng ®æi th× ta cã c¸c ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng sau: - HÖ thèng truyÒn ®éng m¸y ph¸t - ®éng c¬ mét chiÒu (HÖ F-§). - HÖ thèng truyÒn ®éng chØnh l­u ®iÒu khiÓn thyristor- ®éng c¬ mét chiÒu ( HÖ T-§). - HÖ thèng ®iÒu chØnh xung ¸p - ®éng c¬ mét chiÒu ( HÖ XA-§). - HÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé dïng ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè (HÖ BiÕn tÇn - §éng c¬). I> HÖ thèng truyÒn ®éng m¸y ph¸t - ®éng c¬ mét chiÒu (F-§) 1> CÊu tróc hÖ F-§ HÖ thèng m¸y ph¸t - ®éng c¬ lµ hÖ truyÒn ®éng ®iÖn mµ bé biÕn ®æi ®iÖn lµ m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. M¸y ph¸t ®iÖn nµy th­êng do ®éng c¬ s¬ cÊp kh«ng ®ång bé ba pha §K quay vµ coi tèc ®é quay cña m¸y ph¸t lµ kh«ng ®æi. H×nh 4-1. S¬ ®å nguyªn lý hÖ F-§. S¬ ®å nguyªn lý mét hÖ F-§ ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 4-1. §éng c¬ § truyÒn ®éng quay chi tiÕt cña m¸y mµi M ®­îc cÊp ®iÖn tõ m¸y ph¸t F. §éng c¬ s¬ cÊp kÐo m¸y ph¸t F víi tèc ®é kh«ng ®æi lµ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé §K. Khi ®iÒu chØnh dßng ®iÖn kÝch tõ m¸y ph¸t iKF th× ®iÒu chØnh ®­îc tèc ®é kh«ng t¶i cña hÖ thèng cßn ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ ®­îc gi÷ nguyªn. 2>§Æc ®iÓm cña hÖ F-§ C¸c chØ tiªu chÊt l­îng cña hÖ truyÒn ®éng F-§ vÒ c¬ b¶n t­¬ng tù nh­ c¸c chØ tiªu hÖ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p dïng bé biÕn ®æi nãi chung. ¦u ®iÓm næi bËt nhÊt cña hÖ F-§ lµ sù chuyÓn ®æi tr¹ng th¸i lµm viÖc rÊt linh ho¹t, kh¶ n¨ng qu¸ t¶i lín. Do vËy th­êng sö dông hÖ F-§ ë c¸c m¸y khai th¸c trong c«ng nghiÖp má. Nh­îc ®iÓm quan träng nhÊt cña hÖ F-§ lµ dïng nhiÒu m¸y ®iÖn quay, trong ®ã Ýt nhÊt lµ hai m¸y ®iÖn mét chiÒu, g©y ån lín, hiÖu suÊt thÊp (kh«ng qu¸ 75%), c«ng suÊt l¾p ®Æt m¸y Ýt nhÊt gÊp ba lÇn c«ng suÊt ®éng c¬ chÊp hµnh. Ngoµi ra, do c¸c m¸y ph¸t mét chiÒu cã tõ d­, ®Æc tÝnh tõ ho¸ cã trÔ nªn khã ®iÒu chØnh s©u tèc ®é. Víi nh÷ng hÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®ßi hái d¶i ®iÒu chØnh réng h¬n vµ cÇn ®iÒu chØnh s©u h¬n, æn ®Þnh tèc ®é tèt h¬n th× ph¶i thay m¸y ph¸t F b»ng c¸c nguån ¸p m¸y ®iÖn kh¸c nh­ c¸c m¸y ®iÖn khuÕch ®¹i (MK§) vµ cã c¸c ph¶n håi n©ng cao chÊt l­îng. II> HÖ thèng truyÒn ®éng chØnh l­u ®iÒu khiÓn - ®éng c¬ mét chiÒu Tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã thÓ ®­îc ®iÒu chØnh trong ph¹m vi réng vµ b»ng ph¼ng nhê hÖ chØnh l­u - ®éng c¬ (hay hÖ truyÒn ®éng van mét chiÒu) trong ®ã c¸c bé chØnh l­u lµ ®iÒu khiÓn ®­îc. C¸c van ®iÒu khiÓn cã thÓ lµ ®Ìn thyraton, ®Ìn thuû ng©n, thyristor. HiÖn nay, do c«ng nghÖ chÕ t¹o b¸n dÉn c«ng suÊt ph¸t triÓn nªn c¸c thyristor ®­îc sö dông réng r·i ®Ó t¹o ra c¸c bé chØnh l­u cã ®iÒu khiÓn bëi nh÷ng tÝnh chÊt ­u viÖt: gän nhÑ, tæn hao Ýt, qu¸n tÝnh nhá, t¸c ®éng nhanh, c«ng suÊt khèng chÕ nhá... Trong hÖ thèng truyÒn ®éng chØnh l­u ®iÒu khiÓn - ®éng c¬ mét chiÒu (CL-§), bé biÕn ®æi cã søc ®iÖn ®éng E® phô thuéc gi¸ trÞ cña pha xung ®iÒu khiÓn (gãc ®iÒu khiÓn a). ChØnh l­u cã thÓ dïng lµm nguån ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng hoÆc dßng kÝch tõ ®éng c¬. Tïy theo yªu cÇu cô thÓ cña truyÒn ®éng mµ cã thÓ dïng c¸c s¬ ®å chØnh l­u thÝch hîp (chØnh l­u cÇu, chØnh l­u tia ...). C¸c bé chØnh l­u thyristor dïng trong truyÒn ®éng ®iÖn mét chiÒu t¹o thµnh hÖ thèng truyÒn ®éng Thyristor - §éng c¬ (hÖ T-§). 1> CÊu tróc hÖ truyÒn ®éng thyristor-®éng c¬ (T-§) HÖ truyÒn ®éng T-§ lµ hÖ truyÒn ®éng ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp, ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng hoÆc thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn kÝch tõ cña ®éng c¬ th«ng qua c¸c bé biÕn ®æi chØnh l­u dïng thyristor. Trong hÖ T-§, nguån cÊp cho phÇn øng ®éng c¬ lµ bé chØnh l­u thyristor. Dßng ®iÖn chØnh l­u còng chÝnh lµ dßng ®iÖn phÇn øng ®éng c¬. ChÕ ®é lµm viÖc cña chØnh l­u phô thuéc vµo ph­¬ng thøc ®iÒu khiÓn vµ c¸c tÝnh chÊt cña t¶i. Trong truyÒn ®éng ®iÖn, t¶i cña chØnh l­u th­êng lµ cuén kÝch tõ (L-R) hoÆc m¹ch phÇn øng ®éng c¬ (L-R-E). S¬ ®å nguyªn lý cña hÖ truyÒn ®éng T-§. 2> §Æc tÝnh c¬ cña hÖ T-§ Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cho hÖ T-§ ë chÕ ®é dßng ®iÖn chØnh l­u liªn tôc: §é cøng cña ®Æc tÝnh c¬ lµ trong ®ã R lµ tæng trë toµn m¹ch phÇn øng ®éng c¬ (gåm ®iÖn trë phÇn øng ®éng c¬ R­ vµ ®iÖn trë c¸c phÇn tö trong m¹ch nèi tiÕp víi phÇn øng ®éng c¬). Tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng phô thuéc vµo gãc ®iÒu khiÓn a: . Tuy nhiªn, tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng nµy chØ lµ giao ®iÓm cu¶ trôc tung víi ®o¹n th¼ng cña ®Æc tÝnh c¬ kÐo dµi. Thùc tÕ, do cã vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n, tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng cña ®Æc tÝnh lµ lín h¬n. H×nh 4-3. §Æc tÝnh c¬ hÖ T-§. Hä ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng trong tr­êng hîp nµy nh­ trªn h×nh 4-3 khi ®iÒu chØnh ë vïng d­íi tèc ®é ®Þnh møc. C¸c ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ truyÒn ®éng T-§ mÒm h¬n hÖ F-§ v× cã sôt ¸p do hiÖn t­îng chuyÓn m¹ch gi÷a c¸c thyristor. Gãc ®iÒu khiÓn a cµng lín th× ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng ®éng c¬ cµng nhá. Khi ®ã, ®Æc tÝnh c¬ h¹ thÊp vµ øng víi mét m«men c¶n Mc, tèc ®é ®éng c¬ sÏ gi¶m. Lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm chøng tá: khi phô t¶i nhá th× c¸c ®Æc tÝnh c¬ cã ®é dèc lín (phÇn n»m trong vïng g¹ch chÐo). §ã lµ vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n. Gãc ®iÒu khiÓn cµng lín (khi ®iÒu chØnh s©u) th× vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n cµng réng vµ viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é gÆp nhiÒu khã kh¨n h¬n. Trong thùc tÕ tÝnh to¸n hÖ T-§, ta chØ cÇn x¸c ®Þnh biªn giíi vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n, lµ ®­êng ph©n c¸ch gi÷a hai vïng dßng ®iÖn liªn tôc vµ gi¸n ®o¹n. Biªn giíi gi÷a vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n vµ liªn tôc cã d¹ng ®­êng ellipse víi c¸c trôc lµ c¸c trôc to¹ ®é cña ®Æc tÝnh c¬: DÔ dµng nhËn thÊy ®é réng cña vïng dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n sÏ gi¶m nÕu ta t¨ng gi¸ trÞ ®iÖn c¶m L vµ t¨ng sè pha chØnh l­u p. Song khi t¨ng sè xung p th× m¹ch lùc chØnh l­u còng t¨ng ®é phøc t¹p vµ c¶ m¹ch ®iÒu khiÓn còng phøc t¹p h¬n. Cßn khi t¨ng trÞ sè L sÏ dÉn tíi lµm xÊu qu¸ tr×nh qóa ®é (t¨ng thêi gian qu¸ ®é) vµ lµm t¨ng träng l­îng, kÝch th­íc cña hÖ thèng. Biªn giíi nµy ®­îc m« t¶ bëi ®­êng cong nÐt ®øt trªn h×nh 4-3. 3> §Æc ®iÓm hÖ truyÒn ®éng Thyristor - ®éng c¬ ¦u ®iÓm næi bËt nhÊt cña hÖ T-§ lµ ®é t¸c ®éng nhanh cao, kh«ng g©y ån vµ dÔ tù ®éng ho¸ do c¸c van b¸n dÉn cã hÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt rÊt cao. §iÒu ®ã rÊt thuËn tiÖn cho viÖc thiÕt lËp c¸c hÖ thèng tù ®éng ®iÒu chØnh nhiÒu vßng ®Ó n©ng cao chÊt l­îng c¸c ®Æc tÝnh tÜnh vµ c¸c ®Æc tÝnh ®éng cña hÖ thèng. HÖ thèng T-§ cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tr¬n víi ph¹m vi ®iÒu chØnh réng. HÖ cã ®é tin cËy cao, qu¸n tÝnh nhá, hiÖu suÊt lín. Nh­îc ®iÓm chñ yªu cña hÖ T-§ lµ do c¸c van b¸n dÉn cã tÝnh phi tuyÕn, d¹ng ®iÖn ¸p chØnh l­u ra cã biªn ®é ®Ëp m¹ch cao, g©y tæn thÊt phô trong m¸y ®iÖn vµ ë c¸c truyÒn ®éng cã c«ng suÊt lín cßn lµm xÊu d¹ng ®iÖn ¸p cña nguån vµ l­íi xoay chiÒu. HÖ sè c«ng suÊt cosj cña hÖ nãi chung lµ thÊp nhÊt lµ khi ®iÒu chØnh s©u. III> HÖ thèng truyÒn ®éng ®iÒu chØnh xung ¸p - ®éng c¬ mét chiÒu (XA-§) HÖ truyÒn ®éng ®iÒu chØnh xung ¸p - ®éng c¬ mét chiÒu (XA-§) sö dông bé ®iÒu chØnh xung ¸p mét chiÒu, trong ®ã c¸c bé kho¸ ®iÖn tö ®ãng vai trß c¬ b¶n. Bé ®iÒu chØnh xung ®iÖn ¸p mét chiÒu ®­îc sö dông khi cã s½n nguån mét chiÒu cè ®Þnh mµ cÇn ph¶i ®iÒu chØnh ®­îc ®iÖn ¸p ra t¶i. C¸c bé b¨m xung mét chiÒu ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c ®ãng ng¾t nguån víi t¶i mét c¸ch chu kú theo mét sè luËt kh¸c nhau. PhÇn tö thùc hiÖn nhiÖm vô ®ã lµ c¸c van b¸n dÉn. Song do chóng lµm viÖc trong m¹ch mét chiÒu nªn khi dïng lo¹i thyristor th«ng th­êng nã kh«ng ®­îc kho¸ l¹i mét c¸ch tù nhiªn ë giai ®o¹n ©m cña ®iÖn ¸p nguån nh­ khi lµm viÖc víi nguån xoay chiÒu. Do ®ã, buéc ph¶i cã mét m¹ch chuyªn dông ®Ó kho¸ thyristor gäi lµ "m¹ch kho¸ c­ìng bøc", g©y nhiÒu khã kh¨n trong thùc tÕ. V× vËy, hiÖn nay ta cè g¾ng sö dông c¸c lo¹i van ®iÒu khiÓn c¶ ®ãng vµ ng¾t nh­ transistor bipolar, MOSFET vµ IGBT ë nh÷ng d¶i c«ng suÊt mµ c¸c van nµy chÞu ®­îc. Riªng víi m¹ch c«ng suÊt lín vÉn ph¶i dïng thyristor. Trong hÖ truyÒn ®éng ®iÖn, c¸c bé ®iÒu chØnh xung ¸p mét chiÒu chñ yÕu ¸p dông cho c¸c ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã phô t¶i d¹ng kÐo (tµu ®iÖn, xe ®iÖn...). t T UBE t t t t Nguyªn t¾c cña c¸c hÖ truyÒn ®éng XA-§ lµ thay ®æi tèc ®é ®éng c¬ qua ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng ®éng c¬ mét chiÒu. S¬ ®å nguyªn lý mét bé b¨m xung ¸p mét chiÒu Trong kho¶ng thêi gian 0 -t cho van më ,toµn bé ®IÖn ¸p nguån ®­îc ®­a ra t¶i.Cßn kho¶ng cßn l¹i t - T cho van kho¸ , c¾t nguån khái t¶i. Lóc ®ã ta cã : Ud =tUL/T = gUL trong ®ã: UL lµ ®iÖn ¸p mét chiÒu cÇn b¨m,Udk lµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn van , g lµ hÖ sè lÊp ®Çy xung: víi tt, tk lµ thêi gian th«ng vµ kho¸ cña bé kho¸ ®iÖn tö. Do ®ã, khi ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ qua ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng ®éng c¬, cÇn thay ®æi hÖ sè g cña bé XA. *> C¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p Ud : Ph­¬ng ph¸p ®é réng xung: T=Const ; t0= var . Ph­¬ng ph¸p xung tÇn : T = var ; t0 = Const. Ph­¬ng ph¸p xung – thêi gian : T= var ; t0= var . Lùa chän ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng Tõ c¸c ph­¬ng ¸n truyÒn ®éng ®· giíi thiÖu trªn t«i thÊy mçi ph­¬ng ¸n ®Òu cã ­u ®iÓm vµ nh­îc ®iÓm riªng . Ngµy nay ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®­îc sö dông rÊt phæ biÕn bëi v× nã cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ chÕ t¹o, vËn hµnh an toµn vµ sö dông nguån cÊp trùc tiÕp tõ l­íi ®iÖn xoay chiÒu ba pha, nh­ng vÒ ph­¬ng diÖn ®iÒu chØnh tèc ®é, ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã nhiÒu ­u viÖt h¬n so víi c¸c lo¹i ®éng c¬ kh¸c: cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tèc ®é dÔ dµng, cÊu tróc m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n h¬n vµ ®¹t chÊt l­îng ®iÒu chØnh cao trong d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é réng. ChÝnh v× vËy, trong hÖ truyÒn ®éng dïng cho m¸y mµi nµy em sÏ sö dông ®éng c¬ mét chiÒu lµm ®éng c¬ truyÒn ®éng . MÆt kh¸c do trong b¶n thiÕt kÕ nµy, yªu cÇu vÒ c«ng suÊt truyÒn ®éng kh«ng cao nªn em sö dông ph­¬ng ph¸p b¨m xung sö dông Tranzitor. Së dÜ em lùa chän ph­¬ng ¸n nµy bëi v× nã cã thÓ bï d¾p ®­îc nh÷ng nh­îc ®iÓm cña hÖ(T-§), ph­¬ng ph¸p b¨m xung ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p nªn kh«ng g©y tæn thÊt phô do ®ã hiÖu suÊt cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ rÊt cao, mÆt kh¸c ph­¬ng ph¸p nµy sö dông tranzitor nªn rÊt kinh tÕ v× viÖc ®iÒu khiÓn ®ãng më tranzitor ®¬n gi¶n h¬n nhiÒu so víi Thyristor, do ®ã m¹ch ®iÒu khiÓn còng sÏ ®¬n gi¶n h¬n Nh­ vËy ta sÏ chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng §éng c¬ mét chiÒu dïng ph­¬ng ph¸p b¨m xung. b > Lùa chän s¬ ®å b¨m xung cô thÓ §èi víi ph­¬ng ph¸p b¨m xung tuú thuéc vµo t¶i vµ c«ng suÊt cña nã ta cã c¸c s¬ ®å b¨m xung cô thÓ sau : 1 . S¬ ®å b¨m xung cã van m¾c nèi tiÕp : S¬ ®« nµy cã ­u ®iÓm lµ ®¬n gi¶n ,kinh tÕ nh­ng cã nh­îc ®iÓm lµ cã tån t¹i chÕ ®é dßng gi¸n ®o¹n lµm gi¶m chÊt l­îng cña hÖ thèng , nã chØ phï hîp víi t¶i ®ñ lín . 2 . S¬ ®å cã chÕ ®é h·m S¬ ®å nµy tån t¹i chÕ ®é h·m, dßng ®iÖn trong m¹ch cã thÓ ch¹y theo 2 chiÒu tuú thuéc vµo hÖ sè g vµ kh«ng tån t¹i chÕ ®é dßng gi¸n ®o¹n. 3. S¬ ®å cã ®¶o chiÒu Khi cÇn cho ®éng c¬ ®¶o ®­îc chiÒu quay ng­êi ta dïng s¬ ®å cÇu cho m¹ch ®iÒu ¸p mét chiÒu nh­ h×nh vÏ trªn . S¬ ®å nµy cã 3 ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn kh¸c nhau : · §iÒu khiÓn ®èi xøng : Trong ph­¬ng ph¸p nµy c¸c cÆp van lÎ vµ ch½n thay nhau ®ãng c¾t vµ kh«ng cßn chÕ ®é dßng gi¸n ®o¹n .Nhù¬c ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ ®iÖn ¸p ra t¶i bÞ ®¶o dÊu vµ ®é ®Ëp m¹ch dßng ®iÖn t¶i cao . · §iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng : Trong kiÓu ®iÒu khiÓn nµy víi mçi chiÒu dßng ®iÖn , chØ cã mét cÆp van m¾c th¼ng hµng (thÝ dô T1 , T4) lµm viÖc ®ãng c¾t ng­îc pha nhau , cßn 2 van kia sÏ cã 1 van kho¸ hoµn toµn vµ 1 van lu«n s½n sµng më . §iÖn ¸p ra t¶i chØ cã 1 dÊu ë mét chiÒu x¸c ®Þnh . Phu­¬ng ph¸p nµy cho phÐp gi¶m ®é ®Ëp m¹ch dßng ®iÖn 2 lÇn so víi kiÓu ®iÒu khiÓn ®èi xøng , mÆt kh¸c nã còng cho phÐp lµm viÖc ë c¸c chÕ ®é ®éng c¬ nhËn vµ ph¸t n¨ng l­îng . · §iÒu khiÓn riªng : Víi ph­¬ng ph¸p nµy ,khi ®éng c¬ ho¹t ®éng ë mét chiÒu x¸c ®Þnh th× chØ cã 1 cÆp (ch½n lÎ ) lam viÖc, cÆp cßn l¹i hoµn toµn nghØ. KÕt luËn Trong c¸c s¬ ®å trªn em chän s¬ ®å cã chÕ ®é h·m. §Ó ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p Ud trong 3 ph­¬ng ph¸p ®· giíi thiÖu trªn em chän ph­¬ng ph¸p ®é réng xung T = Const ; t0 = var . c > X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®éng c¬ truyÒn ®éng C¸c th«ng sè kü thuËt hÖ thèng 1. M«men cùc ®¹i (Mmax): 25 (Nm) 2. Tèc ®é quay chi tiÕt (n): 100 ¸1000 (Vßng/phót) 3. Tû sè truyÒn (i): 3 4. HiÖu suÊt (h): 0,8 5. M«men qu¸n tÝnh c¬ cÊu (J): 0,008 (kgm2) 1> Chän c«ng suÊt ®éng c¬ cho truyÒn ®éng quay chi tiÕt m¸y mµi trßn §Ó tÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ trong tr­êng hîp truyÒn ®éng cã ®iÒu chØnh tèc ®é, ta cÇn x¸c ®Þnh c¸c yªu cÇu c¬ b¶n sau: §Æc tÝnh phô t¶i truyÒn ®éng Pc(w), Mc(w): Phô t¶i truyÒn ®éng yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é víi M = const. Khi ®ã, c«ng suÊt yªu cÇu cùc ®¹i Pmax = M®m.wmax H×nh 5. §Æc tÝnh phô t¶i Ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é wmax vµ wmin. wmin = i. wcmin = i.=3. =31,416 (rad/s) hay nmin= 300(vßng/phót) wmax = i. wcmax = i.=3. = 314,16(rad/s) hay nmax= 3000(vßng/phót) D¶i ®iÒu chØnh tèc ®é: =10:1 Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh vµ bé biÕn ®æi trong hÖ thèng truyÒn ®éng: §iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng sö dông bé b¨m xung. Lo¹i ®éng c¬ truyÒn ®éng: ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. §Æc ®iÓm cña phô t¶i truyÒn ®éng ®éng c¬ quay chi tiÕt m¸y mµi trßn lµ gi÷ M = const trong ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é. Do ®ã, ta cã yªu cÇu c«ng suÊt cùc ®¹i Pmax = .M®m.wmax = .Mcmax.wcmax = .25. 3272,5(W) =3,2725 (KW) Ta chän lo¹i ®éng c¬ P32 cña Nga víi c¸c th«ng sè sau: P®m = 4,5 (kW) U®m = 220 (V) I®m = 24,3 (A) n®m = 3200 (vßng/phót) R = R­ + Rcp = 0, 352(W) F®m = 8,2 (mWb) Ikt = 0,65 (A) J® = 0,116 (kg.m2) 2a = 2 2p = 4 2> X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®éng c¬ §iÖn c¶m phÇn øng L­ =7,92.10-3 (H) Trong ®ã kL lµ hÖ sè lÊy gi¸ trÞ 5,5 ¸ 5,7 ®èi víi m¸y kh«ng bï vµ kL= 1,4 ¸ 1,9 ®èi víi m¸y cã bï; p lµ sè ®«i cùc. kF®m = (Wb) M«men qu¸n tÝnh: J = J® + Jc = 0,116 + 0,008 = 0,124 (kg.m2) H»ng sè thêi gian c¬ häc: Tc = H»ng sè thêi gian m¹ch phÇn øng: T­ = Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp: Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp: M«men ®Þnh møc sinh ra trªn trôc ®éng c¬ : TÝnh to¸n chän van m¹ch lùc bé biÕn ®æi xung ¸p 1. S¬ ®å m« t¶ tr¹ng th¸i lµm viÖc ë c¸c chÕ ®é kh¸c nhau Hai tranzitor T1 vµ T2 lµm viÖc tr¸i pha nhau. Dùa theo ®å thÞ ,khi cã T2 dßng ®iÖn t¶i ®¶o chiÒu ,b»ng c¸ch thay ®æi g ta cã c¸c kh¶ n¨ng : gEN > ED. Lóc nay nguån EN ph¸t n¨ng l­îng cßn ®éng c¬ nhËn n¨ng l­îng It > 0. gEN » ED. Dßng ®· cã giai ®o¹n ®¶o chiÒu : +) 0 ¸ t/0 : T2 kho¸, n¨ng l­îng ®­a tõ Ed vÒ nguån qua ®i«t D1 . +) t/0 ¸ t0 : T1 më, n¨ng l­îng ®­a vµo t¶i . +) t0 ¸ t1 : D0 dÉn, dßng t¶i ch¹y quÈn vµ tiªu t¸n n¨ng l­îng ë ®iÖn trë t¶i. +) t1 ¸ T : T2 më dßng t¶i ®¶o chiÒu ,tiÕp tôc tiªu t¸n trªn ®iÑn trë R .Nh­ vËy ë chÕ ®é nµy ®· cã hiÖn t­îng nguån nhËn n¨ng l­îng ,song trong 1 chu kú th× nguån vÉn ph¸t n¨ng l­îng cho t¶i It > 0 . · gEN < ED . Dßng hoµn toµn ®¶o chiÒu vµ chØ cã T1, D2 thay nhau dÉn, It < 0. 2. m« t¶ to¸n häc häc bé biÕn ®æi b¨m xung ¸p C¸c tÝn hiÖu vµo vµ ra cña bé biÕn ®æi: - Udk: tÝn hiÖu vµo ®iÒu khiÓn lÊy tõ bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. - U® : tÝn hiÖu ra lµ ®iÖn ¸p trung b×nh ®Æt vµo ®éng c¬. Ud = = . EN = g . EN Trong ®ã : T- Lµ chu k× ph¸t xung chuÈn T = = (s) tx - §é réng xung ®iÒu khiÓn 0< tx< T EN - §iÖn ¸p nguån mét chiÒu EN = 220V Bé biÕn ®æi b¨m xung mét chiÒu lµ mét m¹ch ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®iÒu chÕ ®é réng xung cã tÝnh chÊt phi tuyÕn vµ kh«ng dõng. §Ó m« t¶ to¸n häc bé biÕn ®æi xung ¸p rÊt phøc t¹p, nªn chØ cã thÓ m« t¶ gÇn ®óng b»ng ph­¬ng ph¸p biÕn thiªn c¸c ®¹i l­îng nhá cïng m« h×nh ho¸ tuyÕn tÝnh. NhËn thÊy øng víi mçi kho¶ng biÕn thiªn cña tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn DUd. T¹i thêi ®iÓm ph¸t xung më cho mçi cÆp van Tranrito lµ thêi ®iÓm mµ t¹i ®ã tÝn hiÖu Udk = Ur ®­îc gäi lµ thêi ®iÓm chuyÓn m¹ch. Gi¶ thiÕt r»ng hiÖn t­îng chuyÓn m¹ch kh«ng ¶nh h­ëng tíi gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p ra U® (tøc bá qua qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch) th× bé biÕn ®æi xung ¸p ®­îc m« t¶ nh­ sau: Kh©u b¨m xung ¸p V× cã tÝnh chÊt xung nªn khi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn biÕn thiªn mét l­îng nhá dUdk th× sau mét kho¶ng thêi gian (T- tx) cÆp van t­¬ng øng míi më. §é biÕn thiªn lín nhÊt cña Udk b»ng biªn ®é lín nhÊt cña ®iÖn ¸p r¨ng c­a: DUdkmax = DUrmax. VËy th× kho¶ng thêi gian trÔ lín nhÊt lµ: (T- tx)max = T/2 : b»ng nöa chu k× ph¸t xung chuÈn. Do ®ã cã thÓ m« t¶ to¸n häc bé biÕn ®æi xung ¸p b»ng mét hµm trÔ (bá qua thêi gian trÔ ®ãng/më cña b¶n th©n Transitor cì kho¶ng ms). B»ng khai triÓn Mc Laurin vµ bá qua c¸c v« cïng bÐ bËc cao ta cã hµm truyÒn cña bé biÕn ®æi xung ¸p mét chiÒu lµ mét kh©u qu¸n tÝnh: = HÖ sè khuÕch ®¹i cña bé b¨m xung: Kbx = DUd / DUdk TÝnh gÇn ®óng theo c¸c gi¸ trÞ lín nhÊt: DUdk = Urmax = 10V th× g = 1 vµ DUd = EN = 220 [V] Kbx = = 22 H»ng sè thêi gian b¨m xung: Tbx = 10-3[s] 3. TÝnh chän c¸c van M¹ch lùc bé biÕn ®æi xung ¸p mét chiÒu nh­ h×nh vÏ gåm 2 van lùc Transistor , 2 Diod lùc b¶o vÖ khi ®¶o chiÒu vµ dÉn dßng khi ë chÕ ®é h·m . Trong kho¶ng thêi gian ng¾n tx liªn tiÕp (0 < tx < T) th× ®iÖn ¸p trung b×nh ®Æt lªn ®éng c¬ lµ: Ud = tx. EN/T. Khi tx = T th× Ud ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt gÇn b»ng nguån: Udmax = EN = 220 V, cÆp van më th«ng suèt. ë chÕ ®é x¸c lËp ta cã: Dßng trung b×nh ra t¶i lín nhÊt: Id = Trong ®ã Rn : néi trë cña nguån EN vµ bé biÕn ®æi th­êng rÊt nhá so víi Ru. Edm: S.®.® ®Þnh møc cña ®éng c¬ = Kf. wdm Víi : En = 220 V, K.f= 0,631 [V/rad] ndm = 3200 [v/phót], R­ = 0,352 [W] TÝnh ®­îc: Edm = 0,631 . 3200 / 9,55 = 211,43 V Dßng : Id = Chän lo¹i van cã dßng collector: Ic = k.Id K: hÖ sè dù tr÷, chän =2,5 Þ Ic = 2,5 . 24,3 = 60,75A. Dßng t¶i lín nhÊt qua Diod lµ ID =Kat.Id =1,2. 24,3A =29,16 A. Trong ®ã Kat lµ hÖ sè an toµn cña Diod chän Kat = 1,2 . §iÖn ¸p ng­îc lín nhÊt ®Æt lªn ®i«t ë ®©y coi b»ng EN = 220V. C¨n cø vµo nh÷ng sè liÖu trªn ta chän: Van Transistor 2SC2366 lo¹I n-p-n cã th«ng sè sau: · Dßng qua van chÞu ®­îc: Ic= 80A Sôt ¸p UCE khi van dÉn b·o hoµ: UCEsat = 1,5V §iÖn ¸p UCEO khi baz¬ hë : UCE0 = 400V HÖ sè khuÕch ®¹i b = 20 NhiÖt ®é chÞu ®ùng T = 1750C §iÖn ¸p UCBO khi emiter hë VCBO = 500V §iÖn ¸p UEBO khi colector hë VEBO = 7V ChÊt liÖu vµ lo¹i : SN(Sylic) C«ng suÊt lín nhÊt : Pm = 300W Chän Diode lo¹i BYT 30 cña h·ng Thomson chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè sau : Dßng cùc ®¹i qua Diode : I§ = 30 A §iÖn ¸p ng­îc cùc ®¹i mµ Diode chÞu ®­îc : Ungmax = 200 ¸ 1000 V CH¦¥NG III : x¢Y DùNG CÊU TRóC §IÒU KHIÓN TæNG HîP HÖ. Khi tæng hîp hÖ truyÒn ®éng nhiÒu th«ng sè th­êng ph©n hÖ thµnh cÊu tróc nhiÒu vßng cã c¸c bé ®iÒu chØnh kiÓu nèi cÊp. Cho ®Õn nay, ph­¬ng ph¸p chung tæng hîp c¸c bé ®iÒu chØnh trong cÊu tróc nèi cÊp ch­a thËt hoµn thiÖn, chñ yÕu do viÖc chän th«ng sè tèi ­u cña c¸c bé ®iÒu chØnh vµ tÝnh chÊt phøc t¹p cña hÖ thèng thùc. V× thÕ, viÖc tÝnh to¸n tæng hîp gÇn ®óng cã gi¸ trÞ to lín trong thiÕt kÕ ®Þnh h­íng còng nh­ trong chØnh ®Þnh vµ vËn hµnh hÖ thèng. HÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é lµ hÖ thèng mµ ®¹i l­îng ®­îc ®iÒu chØnh lµ tèc ®é gãc cña ®éng c¬ ®iÖn. HÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®­îc h×nh thµnh tõ hÖ thèng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. Do c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ mµ hÖ thèng cÇn ®¹t v« sai cÊp 1 hoÆc v« sai cÊp hai. NhiÔu chÝnh cña hÖ thèng lµ m«men c¶n Mc. Tuú theo yªu cÇu c«ng nghÖ mµ bé ®iÒu chØnh tèc ®é Rw cã thÓ ®­îc tæng hîp theo hai tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn hoÆc theo nhiÔu t¶i Mc. Trong tr­êng hîp chung, hÖ thèng ph¶i cã ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh tèt c¶ tõ phÝa tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn lÉn phÝa tÝn hiÖu nhiÔu lo¹n. Theo ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng, gi¸ trÞ trung b×nh ë ®Çu ra cña bé chØnh l­u quyÕt ®Þnh tèc ®é quay cña ®éng c¬. Ng­êi ta cã thÓ coi bé chØnh l­u lµ mét bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt. Gãc më van th­êng ®­îc ®iÒu chØnh nhê ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn u®k . C«ng suÊt cña tÝn hiÖu vµo rÊt nhá so víi c«ng suÊt ®Çu ra cña bé chØnh l­u. S¬ ®å khèi chøc n¨ng ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh 9.4 trong ®ã, hÖ thèng sö dông mét m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. FX lµ thiÕt bÞ ph¸t xung ®iÒu khiÓn bé biÕn ®æi B§. PhÇn tö phi tuyÕn HCD lµ phÇn tö h¹n chÕ dßng ®iÖn trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é. Sensor tèc ®é Sw ®ãng vai trß kh©u ph¶n håi tèc ®é. S¬ ®å khèi hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÒu chØnh tù ®éng. HÖ thèng nµy ®­îc thiÕt kÕ gåm 2 m¹ch vßng ®iÒu chØnh nèi cÊp : m¹ch vßng dßng ®iÖn, m¹ch vßng tèc ®é . I> Tæng hîp m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn M¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn lµ m¹ch vßng c¬ b¶n cña hÖ thèng, x¸c ®Þnh m«men kÐo cña ®éng c¬ vµ thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng b¶o vÖ, ®iÒu chØnh gia tèc... HÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ quay chi tiÕt m¸y mµi trßn cã h»ng sè thêi gian c¬ häc Tc rÊt lín so víi h»ng sè thêi gian ®iÖn tõ cña m¹ch phÇn øng T­ nªn ta cã thÓ coi søc ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh cña m¹ch vßng dßng ®iÖn. S¬ ®å khèi cña m¹ch vßng dßng ®iÖn nh­ h×nh vÏ : Ui® I RI B§ -E Bé biÕn ®æi B§: Hµm truyÒn cña bé ®iÒu khiÓn vµ bé biÕn ®æi b¨m xung ¸p cã d¹ng: W®k Wbx Trong ®ã: Wbx, Wdk lµ hµm truyÒn cña bé b¨m xung vµ bé ®iÒu khiÓn T®k = 0,001s (chän) Kbx = 22 ; Tbx = 1,25 . 10-3 s Xens¬ ®o dßng ®iÖn Si: Rs ®iÖn trë ®o dßng, Rs =10 [mW] I­ dßng ®iÖn phÇn øng ®éng c¬, I­ = 24,3 A Ti =0,001s (chän) · M¹ch läc tÝn hiÖu F : Chän Tf = 0,001(s) ,hµm truyÒn cña kh©u F = Hµm truyÒn cña m¹ch vßng dßng ®iÖn: V× Tf,T®k,Tbx,Ti lµ c¸c h»ng sè thêi gian rÊt nhá so víi h»ng sè thêi gian ®iÖn tõ T­ nªn nÕu ®Æt : Ts= T®k + Tbx + Ti + Tf = 0,001 + 0,00125 + 0,001 + 0,001 = 0,00425 (s) << T­ = 0,0225(s) ta cã thÓ cã S0I(p) ë d¹ng gÇn ®óng nh­ sau: (Ts<<T­) thay sè vµo ta cã : ¸p dông tiªu chuÈn tèi ­u m«®un ta t×m ®­îc hµm truyÒn cña bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn cã d¹ng kh©u PI chän a = 2 Cuèi cïng hµm truyÒn cña m¹ch vßng dßng ®iÖn thu ®­îc lµ: Thay sè ta ®­îc: S¬ ®å khèi m¹ch vßng dßng ®iÖn: I Ui® Qóa tr×nh qu¸ ®é ®iÒu chØnh sÏ kÕt thóc sau thêi gian qu¸ ®é Tq® = 8,4.Ts vµ ®é qu¸ ®iÒu chØnh lµ 4,3%. Khi xÐt ®Õn ¶nh h­ëng cña søc ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ th× do tÝnh chÊt c¶m dÞu cña nã mµ trong nhiÒu tr­êng hîp kh«ng x¶y ra qu¸ ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. II> Tæng hîp m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é M¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é (m¹ch vßng ngoµi ) dïng ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é vµ gi÷ ®é chÝnh x¸c tÜnh cña hÖ thèng , s¬ ®å khèi m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é: Mc w Rw Kf®m Uwd X¸c ®Þnh c¸c tham sè cña hµm truyÒn cña Xens¬ ®o tèc ®é: Ta cã thÓ coi gÇn ®óng Uw=Kw.w Tw = 0,001 (s) (chän) Hµm truyÒn cña ®èi t­îng ®iÒu chØnh: ( 2T’s = 2.Ts + Tv = 2.0,00425 + 0,001 = 0,0095) Theo tiªu chuÈn modul tèi ­u ta cã: Thay sè ta cã : Chän a2 = 2, ta cã bé ®iÒu chØnh Rw(p) » 133,81. CH¦¥NG iv : ThiÕt kÕ m¹ch ®IÒu khiÓn ¨ S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn vµ m¹ch lùc nh­ h×nh vÏ : Trong ®ã: K§X1, K§X2 - Lµ kh©u khuÕch ®¹i xung ®­a xung ®iÒu khiÓn vµo T1, T2. SS , RC , FXN lµ c¸c kh©u so s¸nh , r¨ng c­a , ph¸t xung. Ri , Rw lµ c¸c kh©u ®iÒu chØnh dßng ®iÖn, tèc ®é . DC , FT lµ ®éng c¬ truyÒn ®éng , m¸y ph¸t tèc mét chiÒu . ¨ TÝnh to¸n c¸c thµnh phÇn cña m¹ch ®iÒu khiÓn A> C¸c thµnh phÇn trong bé biÕn ®æi b¨m xung ¸p . 1. M¹ch ph¸t xung ch÷ nhËt vµ tam gi¸c(r¨ng c­a): Trong m¹ch ®iÒu khiÓn cña c¶ hai kªnh ®Òu ding chung mét m¹ch ph¸t xung tam gi¸c chuÈn. S¬ ®å nguyªn lý m¹ch nh­ h×nh vÏ d­íi . H×nh IV-3 : S¬ ®å nguyªn lý m¹ch t¹o xung tam gi¸c chuÈn . M¹ch nµy dïng hai khuÕch ®¹i thuËt to¸n A1 vµ A2 , trong ®ã: A1 lµ m¹ch so s¸nh, A2 lµ m¹ch tÝch ph©n t¹o m¹ch ph¸t xung ch÷ nhËt vµ xung tam gi¸c. B»ng viÖc nèi m¹ch so s¸nh víi m¹ch tÝch ph©n cã ph¶n håi sÏ t¹o nªn dao ®éng: xung ch÷ nhËt ë ®Çu ra m¹ch so s¸nh A1, xung tam gi¸c ë ®Çu ra A2. M¹ch so s¸nh cã ®Æc tÝnh trÔ A1 lËt tr¹ng th¸i khi : Bëi m¹ch so s¸nh ®èi xøng nªn xung ch÷ nhËt vµ xung tam gi¸c còng ®èi xøng. Chän R1 = R2 = R3 th× chu k× xung ph¸t ra: T= 4. R4. C. Ta tÝnh ®­îc: R4. C = 6,25 . 10-4[s] Chän: C = 2,5 nF R4 = 250KW Chän c¸c IC A1, A2 lµ mA 741 cã UVsat = 10,5V(cã tham sè ë phô lôc) nªn ta chän c¸c ®ièt Zener DZ1, DZ2 cã UVmax = Uz = 10,5 V. 2. M¹ch ®iÒu khiÓn më van lùc: (khuÕch ®¹i xung ®iÒu khiÓn) Bªn phÝa m¹ch ®iÒu khiÓn ta chän m¹ch khuÕch ®¹i xung ding mét tÇng khuÕch ®¹i ban dÉn, ®ã lµ transistor Q2 , Q3 nguån nu«i riªng kh«ng chung ®Êt víi m¹ch ®iÒu khiÓn vµ photocoupler U = 24 V, xem h×nh IV- 4. H×nh IV – 4a : S¬ ®å m¹ch khuyÕch ®¹i xung ®iÒu khiÓn T1. Tõ c¸c th«ng sè cña van lùc transistor ®· chän, ta cã: · Dßng qua van chÞu ®­îc: Ic= 80A Sôt ¸p UCE khi van dÉn b·o hoµ: UCEsat = 1,5V §iÖn ¸p UCEO khi baz¬ hë : UCE0 = 400V HÖ sè khuÕch ®¹i b = 20 NhiÖt ®é chÞu ®ùng T = 1750C §iÖn ¸p UCBO khi emiter hë VCBO = 500V §iÖn ¸p UEBO khi colector hë VEBO = 7V Dßng t¶i ®Þnh møc It®m = 25 A ChÊt liÖu vµ lo¹i : SN(Sylic) C«ng suÊt lín nhÊt : Pm = 300W ® Dßng ®iÒu khiÓn Tranzitor chÝnh lµ dßng IB = I®k = IC /b = 25/20 = 1,25 A VËy ®iÖn trë h¹n chÕ ®ét biÕn dßng ®iÒu khiÓn cho Q3 lµ: R4 = [W] Q3 lµm viÖc ë chÕ ®é kho¸ ®ãng më, dßng ch¶y qua Q3 ph¶i lín h¬n Idk cña van lùc vµ tÇn sè ®ãng c¾t vµo ph¶i lín h¬n tÇn sè b¨m xung f. VËy chän Q3 lµ lo¹i transistor OC16T cã m· hiÖu vµ th«ng sè sau: Dßng collector lín nhÊt cho phÐp: Icmax = 3 [A] · HÖ sè khuÕch ®¹i : b = 30 · §iÖn ¸p lín nhÊt gi÷a colector vµ baz¬ khi emiter hë UCB0 = 32 [V] §iÖn ¸p cùc ®¹i trªn CE(Baz¬ hë) : UCE0 = 32[V] §iÖn ¸p cùc ®¹i trªn BE(emiter hë) : UBEO =10(V) NhiÖt ®é chÞu ®ùng : T= 900 C C«ng suÊt lín nhÊt : Pm = 12W Dßng ®Ó më Q3 lµ: Ib = Idk/b = 1,25/ 30 = 0,042 [A] Chän Q1 lµ lo¹i ®ãng c¾t nhanh ®Ó tr¸nh hiÖn t­îng ng¾n m¹ch, do ®ã ta chän gièng Q3 v× cã cïng th«ng sè kü thuËt ,tøc lµ OC16T. TÝnh chän cho m¹ch ®iÒu khiÓn ®­îc c¸ch ly b»ng phÇn tö quang ®iÖn photocoupler lo¹i – transistor ®­îc nu«i b»ng nguån riªng kh«ng chung víi ®Êt m¹ch ®iÒu khiÓn . Chän lo¹i 4N32 cã th«ng sè: Dßng collector lín nhÊt: Icmax= 125 [mA] Thêi gian më ®ãng nhanh nhÊt: ton = 10 [ms] ; toff = 35 [ms] HÖ sè truyÒn ®¹t: Ic/If = 100 (ë t=250, UCE = 5 V) Dßng qua LED hång ngo¹i: If = 10 ¸ 60[mA] Sôt ¸p vµ dßng tiªu thô gi÷a C vµ E: UCE8ut = 1 [V] vµ ICE = 2 [mA] §iÖn ¸p UCE khi hë m¹ch Baz¬: UCE0 = 110 [V] Khi Photo-transistor më th«ng cho phÐp dßng ra lín nhÊt lµ 125 [mA]. Nh­ng hÖ sè truyÒn ®¹t dßng Ic/IF cña bé ghÐp quang kh«ng tuyÕn tÝnh, dßng Ic kh«ng nh÷ng phô thuéc vµo IF mµ cßn phô thuéc vµo nhiÖt dé cïng gi¸ trÞ ®iÖn ¸p UCE, víi IF = 10 mA; 10V < UCE < 30V, tra to¸n ®å cña 4N32 ta ®­îc dßng Icmax = 100 mA. Chän UCE = 24V víi sôt ¸p UCE sat = 1V. Ta tÝnh ®­îc ®iÖn trë h¹n chÕ dßng cùc gèc Q3 lµ: Rhc3 = [W] S¬ ®å m¹ch khuÕch ®¹i xung ®Ó ®iÒu khiÓn transitor T 2 t­¬ng tù nh­ h×nh vÏ: 3. M¹ch ph©n chia xung: M¹ch ph©n chia xung cã nhiÖm vô chia xung ®iÒu khiÓn thµnh c¸c xung ®Ó ®­a tíi më 2van lùc T1, T2 th«ng qua c¸c ®Çu A, B. Bëi v× trong s¬ ®å nµy 2 van T1 vµ T2 lu«n lµm viÖc tr¸i pha nhau nghÜa lµ van nµy dÉn th× van kia kho¸ vµ ng­îc l¹i, cho nªn t«i sö dông phÇn tö ®¶o ®Ó ®iÒu khiÓn xung vµo 2 van lùc. PhÇn tö ®¶o nµy sÏ ®­îc ghÐp víi bé khuÕch ®¹i xung 2 4. TÝnh chän m¹ch so s¸nh: C¸c m¹ch so s¸nh thùc hiÖn nhËn vµ so s¸nh hai tÝn hiÖu, ®ã lµ Udk víi Urc. Kh©u so s¸nh tÝn hiÖu ding khuÕch ®¹i thuËt to¸n OA – operation amplifier. S¬ ®å m¹ch vµ ®å thÞ nh­ h×nh vÏ d­íi : B. ThiÕt kÕ m¹ch ®o l­êng c¸c tÝn hiÖu ph¶n håi 1.M¹ch ®o l­êng dßng ®iÖn: M¹ch ®o l­êng dßng ®iÖn cã nhiÖm vô ®o dßng ®iÖn mét chiÒu ë phÇn øng ®éng c¬ vµ ®­a ra tÝn hiÖu Ufi tû lÖ víi I­ vÒ ®Ó tæng hîp víi tÝn hiÖu ®Æt dßng ®iÖn ®Ó ®­a ra tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn më c¸c van Transistor lùc. Ngoµi c¸c yªu cÇu vÒ ®é chÝnh x¸c tÜnh, cßn cã yªu cÇu vÒ thêi gian tèi thiÓu ®Ó kh«ng g©y ¶nh h­ëng ®Õn chÊt l­îng hÖ thèng ®iÒu chØnh. Trong c¸c hÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn mét chiÒu hay sö dông c¸c ph­¬ng ph¸p ®o dßng mét chiÒu sau : §o trùc tiÕp b»ng Shunt ®o dßng : Lµ ph­¬ng ph¸p ®¬n gi¶n nhÊt, nh­îc ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ tÝn hiÖu ra th­êng bÐ, kh«ng c¸ch ly ®­îc gi÷a m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn. §o b»ng Shunt dßng vµ ®­a thªm bé biÕn ®iÖu, bé chØnh l­u nh¹y pha, c¸ch ly b»ng biÕn ¸p : Ph­¬ng ph¸p nµy ®¹t ®­îc ®é chÝnh x¸c cao, tuy nhiªn m¹ch ®o kh¸ phøc t¹p. §o dßng b»ng c¸ch sö dông c¸c phÇn tö quang b¸n dÉn, c¸ch ly ®­îc m¹ch ®iÒu khiÓn vµ m¹ch lùc. Trong tr­êng hîp nµy, em chän ph­¬ng ph¸p ®o dßng thø ba. Yªu cÇu ®Æt ra ®èi víi bé ®o dßng ®iÖn mét chiÒu vµ ®iÖn ¸p mét chiÒu, ngoµi viÖc ®¶m b¶o vÒ ®é chÝnh x¸c, cßn ph¶i ®¶m b¶o c¸ch ly gi÷a m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn. Ta sö dông ph­¬ng ph¸p biÕn ®iÖu ®Ó truyÒn tÝn hiÖu mét chiÒu tõ s¬ cÊp sang thø cÊp cã c¸ch ly b»ng phÇn tö quang ®iÖn. Trªn h×nh vÏ lµ s¬ ®å ®o c¸ch ly c¸c ®¹i l­îng mét chiÒu ding phÇn tö b¸n dÉn quang ®iÖn. Nã gåm m¹ch dao ®éng xung tam gi¸c ®èi xøng, m¹ch so s¸nh, m¹ch truyÒn xung vµ m¹ch tÝch ph©n. Sun dßng Rs m¾c nèi tiÕp víi ®éng c¬. §iÖn ¸p r¬i trªn Rs sÏ tû lÖ víi dßng ®iÖn phÇn øng, ®iÖn ¸p nµy sÏ ®­îc so s¸nh víi Urc ®­îc lÊy ra tõ kh©u ph¸t xung tam gi¸c, qua kh©u so s¸nh nhê phÇn tö quang b¸n dÉn ta sÏ ®­îc ®iÖn ¸p ë d¹ng xung vµ sÏ ®­îc khuÕch ®¹i tr­íc khi qua kh©u tÝch ph©n. KÕt qu¶ ta sÏ cã ®iÖn ¸p U *= ®­îc ®­a vÒ bé ®iÒu chØnh dßng ®IÖn . Theo nguyªn lý lµm viÖc, ta tÝnh chän ®­îc c¸c linh kiÖn chÝnh nh­ sau: * Chän ®iÖn trë l¾p trªn m¹ch lùc Rs=10 mW * Chän c¸c ®iÖn trë cña m¹ch R=1KW * Chän thêi gian cho m¹ch t¹o xung tam gi¸c: =0,001 Chän h»ng sè cho m¹ch tÝch ph©n: t=RC=0,001 2. M¹ch ®o l­êng tèc ®é: M¹ch ®o l­êng tèc ®é cã nhiÖm vô ®o l­êng tÝn hiÖu tèc ®é trªn trôc ®éng c¬ vµ biÕn ®æi nã thµnh tÝn hiÖu ®iÖn ¸p. §Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c trong hÖ tù ®éng ®iÒu chØnh ®ßi hái m¹ch ®o l­êng tèc ®é ph¶i cã ®é chÝnh x¸c tÜnh cao vµ thêi gian trÔ cña m¹ch nhá vµ ph¶i ®o ®­îc c¶ hai chiÒu quay cña ®éng c¬. Trong c¸c hÖ truyÒn ®éng tù ®éng th­êng sö dông c¸c ph­¬ng ph¸p ®o tèc ®é sau : M¸y ph¸t tèc mét chiÒu : ¦u ®iÓm lµ tÝn hiÖu ra cña m¸y lµ mét chiÒu, tuy nhiªn nã cã nh­îc ®iÓm lµ cÇn cã vµnh gãp nªn ë tèc ®é thÊp viÖc chuyÓn m¹ch ë vµnh gãp lµ rÊt khã kh¨n, ë tèc ®é cao ®iÖn ¸p r¬i vµo vïng tõ trÔ cña m¹ch tõ (vïng phi tuyÕn) g©y nªn sai lÖch tèc ®é. M¸y ph¸t tèc xoay chiÒu : ¦u ®iÓm lµ m¸y kh«ng cÇn cã vµnh gãp nªn ®­îc dïng nhiÒu trong c¸c m«i tr­êng kh¾c nghiÖt, tuy nhiªn nã cã nh­îc ®iÓm lµ kh«ng ph¸t hiÖn ®­îc chiÒu quay cña ®éng c¬, tÝn hiÖu ra cã sãng hµi bËc cao lín vµ ph¶i th«ng qua chØnh l­u. M¹ch cÇu ®¼ng trÞ : §­îc m¾c trùc tiÕp vµo phÇn øng cña ®éng c¬, nÕu m¹ch cÇu lµ c©n b»ng th× ®iÖn ¸p ®Çu ra tû lÖ víi søc ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ E = Kfw. M¹ch cã ­u ®iÓm lµ ®¬n gi¶n, tuy nhiªn nh­îc ®iÓm lµ ph¶i thªm ®iÖn trë vµo m¹ch phÇn øng nªn lµm t¨ng tæn thÊt, gi¶m ®é cøng ®Æc tÝnh c¬. §o tèc ®é b»ng xung – sè : Ph­¬ng ph¸p nµy cã ®é chÝnh x¸c cao, ®o ®­îc c¶ hai chiÒu quay cña ®éng c¬, cho ra c¶ hai lo¹i tÝn hiÖu lµ t­¬ng tù vµ sè. Trong tr­êng hîp nµy, ®Ó ®¬n gi¶n, t«i chän ph­¬ng ph¸p ®o b»ng m¸y ph¸t tèc mét chiÒu. S¬ ®å nguyªn lý nh­ h×nh vÏ S¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®o ph¶n håi tèc ®é. Chän ph¸t tèc FT cã ®iÖn ¸p ph¸t mét chiÒu Uph = 100 [V]. Chän Rp = 20 [W] , qua m¹ch cÇu ®èi xøng Þ Ufw = 10 [V] ; Tw = 0,001 [s] = 2.Rhc. C 1 .Chän C1 = 1 [mF] Þ Rhc = 0,5 [KW] C . ThiÕt kÕ c¸c m¹ch ®iÒu chØnh dßng ®iÖn , tèc ®é vµ c¸c m¹ch hç trî. Bé ®iÒu chØnh lµ mét trong nh÷ng phÇn tö quan träng nhÊt trong hÖ ®iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn v× nã ®¶m b¶o chÊt l­îng ®éng vµ tÜnh cña hÖ thèng. Bé ®iÒu chØnh cã hai nhiÖm vô: KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu sai lÖch nhá cña hÖ T¹o hµm ®iÒu khiÓn ®¶m b¶o chÊt l­îng ®éng vµ tÜnh cña hÖ thèng. Trong hÖ thèng ta sö dông hai bé ®iÒu chØnh: bé ®iÒu chØnh tû lÖ P dïng ®iÒu chØnh tèc ®é vµ bé ®iÒu chØnh tû lÖ - tÝch ph©n PI ®Ó ®iÒu chØnh dßng ®iÖn. 1. Bé ®iÒu chØnh P vµ PI Hµm truyÒn cña bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn: Hµm truyÒn cña bé ®iÒu chØnh tèc ®é: 133,81 Ta biÕt T­ = R3 . C KI = R4.KI/ /R5 , trong ®ã KI/ lµ hÖ sè truyÒn cña b¶n th©n xenx¬ dßng ®iÖn. Do ®ã ta x¸c ®Þnh ,chän R4 = R5 nªn KI = KI/ Chän C = 5mF thay vµo ta cã R 4 = R5= 0,218/(5.10-6) = 43,6 KW §Ó t¹o läc F ta nèi thªm tô Ck song song víi ®iÖn trë R3sao cho : R3.Ck = Tf ; R3.(C + Ck) = T­ Tf = 0,001s ; T­ = 0,0225 s thay vµo ta cã : R3 » 4,3KW , Ck = 0,23mF Chän R1 = R2 =10KW ta tÝnh ®­îc R2 » 12KW CÊu tróc c¸c bé ®iÒu chØnh Rw vµ Ri m« pháng hÖ thèng b»ng Simulink 1. Giíi thiÖu phÇn mÒm Simulink . Matlab lµ ch­¬ng tr×nh phÇn mÒm trî gióp cho viÖc tÝnh to¸n vµ hiÓn thÞ. Nã cã thÓ ch¹y trªn hÇu hÕt c¸c lo¹i m¸y tÝnh vµ ®­îc ®iÒu khiÓn bëi sè l­îng lín c¸c lÖnh, c¸c tËp lÖnh. C¸c lÖnh nµy ngµy cµng ®­îc më réng nhê c¸c phÇn Toolbox (th­ viÖn trî gióp) kh¸c nhau hay th«ng qua c¸c hµm øng dông ®­îc t¹o lËp bëi ng­êi sö dông. Simulink lµ mét Toolbox hç trî ®¾c lùc cho viÖc m« h×nh ho¸, m« pháng vµ ph©n tÝch mét hÖ thèng ®éng. Simulink cho phÐp m« t¶ hÖ thèng tuyÕn tÝnh, hÖ phi tuyÕn, c¸c m« h×nh trong thêi gian liªn tôc, gi¸n ®o¹n hay mét hÖ kÕt hîp c¶ liªn tôc vµ gi¸n ®o¹n. HÖ thèng còng cã thÓ cã nhiÒu tèc ®é kh¸c nhau cã nghÜa lµ c¸c phÇn kh¸c nhau lÊy mÉu vµ cËp nhËt sè liÖu ë tèc ®é kh¸c nhau. §Ó m« h×nh ho¸ Simulink cung cÊp mét giao diÖn ®å häa ®Ó x©y dùng m« h×nh nh­ mét s¬ ®å khèi sö dông thao t¸c “ drag and drop ” – “kÐo vµ th¶ ”chuét. Víi giao diÖn nµy, ta cã thÓ x©y dùng m« h×nh nh­ x©y dùng trªn giÊy. §©y lµ sù kh¸c biÖt c¸c phÇn mªm m« pháng hÖ thèng tr­íc nã mµ ë ®ã ng­êi sö dông ph¶i ®­a vµo c¸c ph­¬ng tr×nh vi ph©n vµ c¸c ph­¬ng tr×nh sai ph©n b¨ng mét ng«n ng÷ lËp tr×nh. ViÖc lËp tr×nh trªn Simulink sö dông c¸c ®èi t­îng ®å ho¹ gäi lµ Graphic Programming Unit – GPU. Nã ®­îc x©y dùng trªn c¬ së c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh OOP, t¹o ®iÒu kiÖn hÕt søc thuËn lîi cho viÖc thay ®æi gi¸ trÞ c¸c thuéc tÝnh trong nh÷ng khèi thµnh phÇn. Lo¹i h×nh lËp tr×nh nµy cã xu thÕ ®­îc sö dông nhiÒu trong kü thuËt bëi ­u ®iÓm lín nhÊt c¶u nã lµ tÝnh trùc quan, dÔ viÕt vµ h×nh dung ®èi víi ng­êi lËp tr×nh kh«ng chuyªn nghiÖp còng nh­ nh÷ng ng­êi kh«ng muèn bá nhiÒu thêi gian cho viÖc nghiªn cøu thªm mét ng«n ng÷ lËp tr×nh míi. Th­ viÖn cña Simulink còng bao gåm toµn bé th­ viÖn c¸c khèi nh­ khèi nhËn tÝn hiÖu, c¸c nguån tÝn hiÖu, c¸c phÇn tö tuyÕn tÝnh vµ phi tuyÕn, c¸c ®Çu nèi chuÈn. §iÒu ®Æc biÖt ë ch­¬ng tr×nh nµy lµ ng­êi dïng cã thÓ t¹o ra c¸c khèi th­ viªn riªng cña m×nh. C¸c m« h×nh bµi to¸n trong Simulink ®­îc x©y dùng cã thø bËc hay cßn gäi lµ x©y dùng theo m« h×nh ph©n cÊp, ®iÒu ®ã cho phÐp ng­êi sö dông cã thÓ x©y dùng m« h×nh theo h­íng pop-down hoÆc pop-up. Ng­êi dïng võa cã thÓ quan s¸t hÖ thèng ë møc tæng quan, võa cã thÓ ®¹t ®­îc møc ®é cô thÓ b»ng c¸ch nh¸y kÐp vµo tõng khèi x¸c ®Þnh ®Ó xem xÐt chi tiÕt m« h×nh cña tõng khèi. Víi c¸ch x©y dùng kiÓu nµy, ng­êi dïng cã thÓ hiÓu ®­îc s©u s¾c tæ chøc cña mét m« h×nh vµ nh÷ng t¸c ®éng qua l¹i cña c¸c phÇn trong m« h×nh nh­ thÕ nµo. Sau khi x©y dùng m« h×nh hÖ thèng, ng­ëi sö dông cã thÓ m« pháng nã trong Simulink b»ng c¸ch nhËp lÖnh trong cöa sæ lÖnh cña Matlab hoÆc sö dông c¸c menu cã s½n. ViÖc sö dông c¸c Menu ®Æc biÖt thÝch hîp cho c¸c c«ng viÖc cã sù t¸c ®éng qua l¹i lÉn nhau, cßn sö dông dßng lÖnh th­êng hay ®­îc sö dông khi ch¹y mét lo¹t c¸c m« pháng. C¸c bé Scope vµ c¸c khèi hiÓn thÞ kh¸c cho phÐp ng­êi sö dông cã thÓ theo dâi kÕt qu¶ trong khi ®ang ch¹y m« pháng. H¬n n÷a, ng­êi sö dông cã thÓ thay ®æi th«ng sè hÖ thèng mét c¸ch trùc tiÕp vµ nhËn biÕt ®­îc c¸c ¶nh h­ëng ®Õn m« h×nh. KÕt qu¶ m« pháng cã thÓ ®Æt vµo Matlab ®Ó xö lý ®­a ra m¸y in hoÆc hiÓn thÞ. CÇn nhÊn m¹nh ®iÒu quan träng nhÊt trong viÖc m« pháng mét hÖ thèng hay mét qu¸ tr×nh lµ viÖc x©y dùng ®­îc m« h×nh hÖ thèng, qu¸ tr×nh ®ã. §Ó sö dông tèt ch­¬ng tr×nh nµy, ta cÇn n¾m c¸c kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ ®iÒu khiÓn tù ®éng, x©y dùng m« h×nh to¸n häc theo quan ®iÓm lý thuyÕt ®iÒu khiªn tù ®éng vµ tõ ®ã x©y dùng m« h×nh bµi to¸n cÇn gi¶i quyÕt. 2. M« pháng hÖ thèng a> S¬ ®å m« pháng b»ng Simulink b> KÕt qu¶ : KÕt qu¶ m« pháng ®Æc tÝnh tèc ®é hÖ thèng KÕt qu¶ m« pháng ®Æc tÝnh dßng ®iÖn hÖ thèng tµi liÖu tham kh¶o §iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn – Bïi Quèc Kh¸nh, Ph¹m Quèc H¶i, NguyÔn V¨n LiÔn, D­¬ng V¨n Nghi – Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt Hµ Néi 1999. TruyÒn ®éng ®iÖn – Bïi Quãc Kh¸nh, NguyÔn V¨n LiÔn, NguyÔn ThÞ HiÒn – Nhµ XuÊt B¶n Khoa häc kü thuËt Hµ Néi 1998. Lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®éng – Ph¹m C«ng Ng« - Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü thuËt Hµ néi 2000. §iÖn tö c«ng suÊt – NguyÔn BÝnh – NXB Khoa häc kü thuËt Hµ Néi 2000. §iÖn tö c«ng suÊt vµ §iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn – Cyril W.Lander - Ng­êi dÞch Lª V¨n Doanh) – NXB Khoa häc kü thuËt Hµ Néi 1997. Kü thuËt ®iÖn tö qua s¬ ®å – H.Schreiber – Ng­êi dÞch Lª V¨n Doanh, Vâ Th¹ch S¬n – NXB Khoa häc kü thuËt Hµ Néi 1997. C¬ së Matlab vµ øng dông – NguyÔn H÷u T×nh, Lª TÊn Hïng, Ph¹m ThÞ Ngäc YÕn, NguyÔn ThÞ Lan H­¬ng – NXB Khoa häc kü thuËt 1999. Trang bÞ ®iÖn c«ng nghiÖp - Vò Quang Håi . 10000 Tranzitor quèc tÕ – NguyÔn ThÕ C­êng dÞch .