Xem mẫu
- Ch-¬ng 5: C¸c bé ®iÒu khiÓn t¸c ®éng liªn tôc.(15 tiÕt)
5.1 C¸c chØ tiªu ®iÒu khiÓn.
Mäi hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn ®Òu ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu chung
nh- ®· nªu ë ch-¬ng 1. §èi víi hÖ thèng kÝn cßn cã thªm hµng lo¹t yªu cÇu
cô thÓ kh¸c tïy thuéc d©y chuyÒn c«ng nghÖ, chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c m¸y
mãc c«ng nghiÖp. Trong sè ®ã, quan träng nhÊt lµ c¸c yªu cÇu vÒ ®¶m b¶o
c¸c ®Æc tÝnh tÜnh vµ ®éng cña hÖ thèng. Nh÷ng yªu cÇu nµy ®-îc quyÕt ®Þnh
bëi viÖc lùa chän s¬ ®å cÊu tróc vµ c¸c th«ng sè cña hÖ thèng.
1. C¸c chØ tiªu tÜnh.
om
ChÕ ®é tÜnh lµ chÕ ®é mµ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn, tù ®éng lµm viÖc ë chÕ ®é
x¸c lËp. C¸c tÝn hiÖu nhiÔu t¸c ®éng lªn hÖ thèng kh«ng xÐt ¶nh h-ëng lªn
.c
c¸c ®¹i l-îng ®iÒu chØnh. Sù ¶nh h-ëng cña chóng cã thÓ coi nh- lµm mÐo
®-êng ®Æc tÝnh.
ng
Sai sè tÜnh lµ ®¹i l-îng ®Æc tr-ng cho ®é chÝnh x¸c duy tr× ®¹i l-îng
®Æt vµ th-êng ®-îc tÝnh theo tû sè phÇn tr¨m:
co
Yd Y
s% . 100 %
Yd
an
trong ®ã: Y® - th«ng sè ®Æt;
th
Y - th«ng sè lµm viÖc thùc.
ng
§é tr¬n khi ®iÒu chØnh lµ sù sai kh¸c cña hai th«ng sè ®iÒu chØnh gÇn
nhau nhÊt, nã ®-îc tÝnh:
o
du
Yi 1
Yi
u
trong ®ã : Yi - th«ng sè ®iÒu chØnh æn ®Þnh ®¹t ®-îc ë cÊp thø i;
cu
Yi+1 - th«ng sè ®iÒu chØnh æn ®Þnh ®¹t ®-îc ë cÊp thø i+1.
Yi
HÖ ®iÒu chØnh v« cÊp khi 1
1, lµ hÖ ®iÒu chØnh cã thÓ lµm viÖc
Yi
víi th«ng sè ®iÒu chØnh æn ®Þnh trong suèt d¶i ®iÒu chØnh.
HÖ ®iÒu chØnh cã cÊp, khi nã chØ lµm viÖc æn ®Þnh ë mét sè gi¸ trÞ ®iÒu
chØnh nhÊt ®Þnh nµo ®ã.
D¶i ®iÒu chØnh lµ tû sè gi÷a gi¸ trÞ lín nhÊt vµ nhá nhÊt cña th«ng sè
®iÒu chØnh.
1
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Y max
D
Y min
Sù phï hîp gi÷a ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh vµ ®Æc tÝnh t¶i lµ sù t-¬ng tÝch
cña ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh víi ®Æc tÝnh t¶i. §Æc tÝnh ®iÒu chØnh cÇn b¸m s¸t yªu
cÇu cña ®Æc tÝnh t¶i.
ChØ tiªu kinh tÕ thÓ hiÖn ë vèn ®Çu t- ban ®Çu, chi phÝ v©n hµnh hÖ
thèng vµ hiÖu qu¶ do ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®em l¹i. Trong chi phÝ v©n
hµnh th× tæn thÊt n¨ng l-îng khi biÕn ®æi vµ ®iÒu chØnh ®ãng vai trß quan
träng, ngoµi ra hÖ sè c«ng suÊt cos cña hÖ thèng còng gãp phÇn ¶nh h-ëng
kh«ng nhá ®Õn chi phÝ v©n hµnh.
om
C¸c chØ tiªu kh¸c, trong tõng tr-êng hîp cô thÓcã thÓ dïng nh÷ng chØ
tiªu kh¸c ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt l-îng mét hÖ thèng ®iÒu chØnh, vÝ dô: kh¶ n¨ng tù
.c
®éng hãa, ®é linh ho¹t khi ®iÒu chØnh.... ViÖc ®¸nh gi¸ chung mét hÖ thèng
tù ®éng ®iÒu chØnh lµ bµi to¸n tèi -u ®a môc tiªu, tïy tõng tr-êng hîp cô thÓ
ng
cã thÕ chän ra c¸c -u tiªn ®Ó quyÕt ®Þnh lùa chän c¸c ph-¬ng ¸n ®iÒu chØnh.
Tr. 48 Zimin
2. C¸c chØ tiªu ®éng.
co
§Æc tÝnh ®éng cña c¸c hÖ thèng kÝn trong c¸c qu¸ tr×nh khëi ®éng, ®iÒu
an
chØnh c¸c th«ng sè... nãi lªn sù biÕn thiªn c¸c ®¹i l-îng ®iÒu chØnh theo thêi
gian. §Æc tÝnh ®iÓn h×nh ®-îc vÏ ®Þnh tÝnh d-íi d¹ng nh- h×nh ctd.
th
§-êng cong qu¸ ®é ®ai l-îng y 2a
®iÒu chØnh h×nh ctd cã ®-îc lµ do
ng
Y
tÝn hiÖu ®iÒu chØnh ®-a tíi d-íi
d¹ng xung t¹i thêi ®iÓm t = 0 (hµm
o
du
cña tÝn hiÖu ®iÒu chØnh d¹ng
X.1(t) - tÝn hiÖu vµo b»ng 0 khi
t0). §¸nh gÝa
u
t
cu
chÊt l-îng theo ®Æc tÝnh ®éng YB§
theo c¸c chØ tiªu: t¸c ®éng nhanh, tmax
qu¸ ®iÒu chØnh, sè lÇn dao ®éng. tK§
T¸c ®éng nhanh hay thêi gian qu¸ ®é cña hÖ thèng ®-îc tÝnh lµ
kho¶ng thêi gian tQ§ mµ trong kho¶ng thêi gian ®ã hoµn thµnh ®-îc bÊt ®¼ng
thøc:
y t Y y (t) Y
a (ctd-1)
Y YB§ Y
2
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- trong ®ã y(t), YB§, Y - lµ c¸c gi¸ trÞ tøc thêi, ban ®Çu vµ x¸c lËp cña ®¹i
l-îng ®iÒu chØnh; y(t), Y - lµ c¸c gia sè gi¸ trÞ tøc thêi vµ x¸c lËp cña ®¹i
l-îng ®iÒu chØnh, a - ®é dao ®éng cho phÐp.
Th«ng th-êng chän a = 0,03 - 0,05, nghÜa lµ qu¸ ®é ®-îc coi lµ kÕt
thóc khi y(t) lÖch khái gi¸ trÞ x¸c lËp cña ®¹i l-îng ®iÒu chØnh Y kh«ng
qu¸ 3-5%
L-îng qóa ®iÒu chØnh lµ tû sè gi÷a biªn ®é lín nhÊt víi gi¸ trÞ x¸c lËp
cña ®¹i l-îng ®iÒu chØnh
Y max Y Y max Y
. 100 . 100 (ctd-2)
Y Y
om
L-îng qu¸ ®iÒu chØnh kh«ng ®-îc v-ît qua trÞ sè cho tr-íc. L-îng qóa
®iÒu chØnh cho phÐp th-êng kh«ng v-ît qu¸ 10-30%. Mét sè hÖ thèng ®iÒu
.c
chØnh l-îng qóa ®iÒu chØnh cßn cã thÓ b»ng 0
Sè lÇn dao ®éng cña ®¹i l-îng ®iÒu chØnh trong thêi gian qu¸ ®é lµ sè
ng
lÇn ®¹i l-îng ®iÒu chØnh ®i qua ®¹i l-îng x¸c lËp, nã x¸c ®Þnh møc ®é t¾t dÇn
co
cña dao ®éng. Th-êng sè lÇn dao ®éng nªn chän nhá h¬n 3. ViÖc giíi h¹n sè
lÇn dao ®éng nh»m h¹n chÕ kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn céng h-ëng cña hÖ thèng
an
5.2 N©ng cao æn ®Þnh tÜnh cña hÖ thèng.
th
5.2.1. S¬ ®å khèi m¹ch æn ®Þnh tÜnh cña hÖ thèng
Muèn n©ng cao ®é æn ®Þnh tÜnh vµ ®éng cña hÖ thèng cÇn cã c¸c ph¶n
ng
håi theo s¬ ®å khèi h×nh o1
o
X®Æt X®k
du
§iÒu khiÓn §èi t-îng Y
u
Xph
cu
Ph¶n håi
H×nh o1 S¬ ®å khèi m¹ch æn ®Þnh th«ng sè ®Çu ra
§èi t-îng ®-îc ®iÒu khiÓn tõ mét bé ®iÒu khiÓn. TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn
X®k ®-îc lÊy tõ tæng ®¹i sè tÝn hiÖu ®Æt X®Æt vµ tÝn hiÖu ph¶n håi Xph. (X®k =
X®Æt + Xph). T×n hiÖu ph¶n håi ®-îc lÊy tõ th«ng sè ®Çu ra. Khi cã sù thay ®æi
cña th«ng sè ®Çu ra mµ tÝn hiÖu ®Æt kh«ng thay ®æi, tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tù
®éng thay ®æi theo th«ng sè ®Çu ra. Sù thay ®æi nµy cña tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn
lµm tù ®éng ®iÒu chØnh tÝn hiÖu ra (Y).
C¸c th«ng sè ®iÒu chØnh cña hÖ thèng thiÕt bÞ ®iÖn th-êng gÆp lµ tèc ®é
quay, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, moment vµ c«ng suÊt ®éng c¬ mét vµ xoay chiÒu
3
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- hay c¸c th«ng sè kh¸c. D-íi ®©y nghiªn cøu mét sè kh©u ®iÓn h×nh nh»m gi÷
æn ®Þnh c¸c th«ng sè ra theo mét møc ®é chÝnh x¸c nµo ®ã.
C¸c bé ®iÒu khiÓn th-êng lµm nhiÖm vô biÕn ®æi n¨ng l-îng, do ®ã ta
coi c¸c bé ®iÒu khiÓn nµy lµ c¸c bé biÕn ®æi (B§). C¸c bé biÕn ®æi cã nhiÖm
vô khuÕch ®¹i tÝn hiÖu, nã ®-îc ®Æc tr-ng b»ng hÖ sè khuÕch ®¹i K B§, hÖ sè
nµy lµ mét hµm (kB§(U®k)) c¸c biÕn vµo, ra cña hÖ thèng. Sù thay ®æi nµy
th-êng kµ mét ®-êng cong phi tuyÕn, do ®ã trong nhiÒu tr-êng hîp ng-êi ta
hay coi nã kh«ng ®æi. §Æc ®iÓm thø hai cña c¸c bé biÕn ®æi lµ nã cã ®iÖn trë
ra, ®iÖn trë nµy g©y tæn hao bªn trong bé biÕn ®æi. ë chÕ ®é ®éng bé biÕn cã
thÓ xem nh- mét kh©u kh«ng qu¸n tÝnh hay qu¸n tÝnh dao ®éng theo chu k×
hay kh«ng theo chu k×. C¸c h»ng sè thêi gian cña c¸c bé biÕn ®æi còng phô
om
thuéc c¸c biÕn vµo, ra.
PhÇn tö ®iÓn h×nh cña c¸c hÖ thèng thiÕt bÞ ®iÖn lµ ®éng c¬ ®iÖn mét
.c
chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. ë chÕ ®é ®éng, khi ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn ¸p phÇn øng
lµ mét kh©u dao ®éng. M¸y ph¸t tèc lµ mét kh©u kh«ng trÔ, cã ®iÖn ¸p ra tØ
ng
lÖ víi tèc ®é m¸y ph¸t. C¸c kh©u t¹o ®iÖn ¸p ®Æt, ®iÖn ¸p so s¸nh cã c«ng
suÊt ®¸ng kÓ, ®iÖn trë ra nhá.
co
§Æc biÖt chó ý khi nghiªn cøu c¸c kh©u ®iÓn h×nh lµ t×m hiÓu c¸c ph¶n
håi ®-îc sö dông trªn chóng. Nghiªn cøu vai trß vµ kh¶ n¨ng cña mçi lo¹i
an
ph¶n håi gióp ta thµnh c«ng trong viÖc lùa chän c¸c kh©u trong m¹ch tù ®éng
th
®iÒu khiÓn. Trong môc nµy nghiªn cøu c¸c m¹ch håi tiÕp nh- ®iÖn ¸p, dßng
®iÖn, tèc ®é ...., nh»m t×m hiÓu b¶n chÊt vËt lÝ cña chóng vµ kh¶ n¨ng æn ®Þnh
ng
cña c¸c th«ng sè.
5.2.2. §Æc tÝnh tÜnh cña c¸c kh©u ph¶n håi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu
o
du
1. Kh©u ph¶n håi ®iÖn ¸p
Kh©u ph¶n håi ®iÖn ¸p ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu (h×nh ®a1) lµ ph¶n håi
u
©m, nã cã nhiÖm vô gi÷ ®iÖn ¸p ®«ng c¬ kh«ng ®æi.
cu
B§
U®Æt U®k ChØnh
§iÒu
l-u U®c ¦
_ khiÓn 0 TN
Uph
1
U 2
Ph¶n
håi I
H×nh ®a1 S¬ ®å khèi m¹ch ph¶n håi ®iÖn ¸p
HÖ thèng ®-îc ®Æc tr-ng b»ng c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1 ®a-5)
4
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- U®c = EB§ - I.rB§ (®a-1)
U®c = E®c + I.r- (®a-2)
EB§ = kB§(U®k).U®k (®a-3)
E®c = ce. (®a-4)
U®k = U® -kU.U®c (®a-5)
Trong ®ã:
U®c - ®iÖn ¸p phÇn øng ®«ng c¬;
EB§ - ®iÖn ¸p bé biÕn ®æi;
om
UV - tÝn hiÖu ®Æt ®-a vµo hÖ thèng ®iÒu khiÓn;
I - dßng ®iÖn phÇn øng ®«ng c¬;
.c
r- - ®iÖn trë phÇn øng ®«ng c¬;
ng
rB§ - ®iÖn trë bé biÕn ®æi;
kB§ - hÖ sè khuÕch ®¹i bé biÕn ®æi, tr-êng hîp tæng qu¸t lµ mét hµm cña
co
®¹i l-¬ng vµo, ra ®-îc viÕt lµ kB§(U®k);
U
an
ph
kU - hÖ sè cña ®-êng ph¶n håi k U
;
U dc
th
U I dm . r -
Ce - hÖ sè cÊu tróc cña ®éng c¬ C
dm
.
ng
e
dm
Khi ®éng c¬ mang t¶i ®iÖn ¸p ®éng c¬ ®-îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc
o
(®a-1) gi¶m xuèng, sù gi¶m cña ®iÖn ¸p ®éng c¬ lµm t¨ng tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn
du
U®k (®a-5) kÐo theo t¨ng ®iÖn ¸p bé biÕn ®æi (®a-3) tr¶ vÒ trÞ sè ®Æt.
u
C¸c bé biÕn ®æi ®iÒu khiÓn tèc ®é ®«ng c¬ ®iÖn mét chiÒu th-êng gÆp
cu
hiÖn nay lµ c¸c bé chØnh l-u biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu thµnh mét chiÒu vµ
bé b¨m ¸p mét chiÒu. ë chÕ ®é tÜnh c¸c bé biÕn ®æi nµy ®-îc ®Æc tr-ng b»ng
hÖ sè kB§.
Tïy thuéc vµo hÖ sè khuÕch ®¹i cña bé biÕn ®æi (kB§(U®k)) vµ hÖ sè cña
®-êng ph¶n håi kU, mµ bé biÕn ®æi cã thÓ gi÷ ®iÖn ¸p ®éng c¬ kh«ng ®æi ë
mét chõng mùc nµo ®ã. Tuy nhiªn, ®Çu ra cña hÖ thèng lµ tèc ®é ®éng c¬, do
®ã ngay c¶ khi ®iÖn ¸p phÇn øng ®éng c¬ kh«ng thay ®æi th× ttèc ®é ®éng c¬
còng thay ®æi theo t¶i. Nguyªn nh©n lµ do sôt ¸p trªn ®iÖn trë phÇn øng ®éng
c¬ theo ph-¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬:
U I .r ¦
¦
(®a-6)
C e
C e
5
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- BiÕn ®æi c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1 ®a-6) nhËn ®-îc ph-¬ng tr×nh ®Æc
tÝnh c¬ cña hÖ thèng kÝn ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p.
k U rB § r¦ 1 k .k
B§ d
I
U B§
(®a-7)
C e
1 k U
.k B§
C e
1 k U
.k B§
Ph-¬ng tr×nh (®a-7) lµph-¬ng tr×nh ®-êng th¼ng (®-êng sè 2 trªn h×nh
®a1 b). Sè h¹ng thø nhÊt cña biÓu thøc ®-îc xem nh- tèc ®é kh«ng t¶i lÝ
t-ëng 0 cña hÖ thèng kÝn:
k U
0
B§ d
(®a-8)
C e
1 k U
.k B§
om
§¹i l-îng nµy gÇn nh- kh«ng ®æi ngay c¶ trong tr-êng hîp kB§ thay ®æi
trong ph¹m vi lín. Trong tr-êng hîp UV = const 0 phô thuéc hÖ sè khuÕch
.c
k
®¹i m¹ch kÝn k k
B§
, ë chÕ ®é tÜnh hÖ sè nµy gÇn nh- kh«ng ®æi.
1 k U
k B§
ng
CÇn chó ý r»ng: 1 + kU.kB§ > kB§, do ®ã ë cïng mét tèc ®é ®éng c¬,
®iÖn ¸p ®Æt cña hÖ thèng kÝn lín h¬n ®iÖn ¸p ®Æt cña hÖ hë. §iÒu nµy gi¶i
co
thÝch cho tr-êng hîp tèc ®é ®éng c¬ t¨ng vät lªn rÊt lín khi cã sai sãt trong
m¹ch ph¶n håi.
an
Sai sè tÜnh cña hÖ thèng hë cã thÓ ®-îc viÕt:
th
I dm
h
% . 100 . r- rB § (®a-9)
ng
0
C e. 0
Sai sè tÜnh cña hÖ thèng kÝn ®-îc viÕt:
o
du
I dm rB § r¦ 1 k U
.k B§
k
% . 100
C e 0
1 k U
.k B§
(®a-10)
u
I dm rB §
cu
r¦ . 100
C e 0
1 k U
.k B§
Nh- vËy, ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬
®iÖn mét chiÒu cã sai sè tÜnh nhá h¬n sai sè tÜnh cña cña hÖ thèng hë. Tuy
nhiªn, sai sè nµy vÉn lín h¬n sai sè cña ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn
I dm
TN
%
TN
. 100 . r - . 100 (®a-11)
0
C e. 0
Do ®ã kh¶ n¨ng æn ®Þnh tèc ®é cña hÖ th«èng nµy kh«ng cao, bëi v× b¶n
chÊt cña hÖ thèng lµ æn ®Þnh ®iÖn ¸p ®Çu ra cña bé biÕn ®æi.
2. §Æc tÝnh tÜnh cña kh©u ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn
6
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- ý t-ëng cña viÖc thiÕt lËp hÖ thèng cã ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn, xuÊt
ph¸t tõ sù cÇn thiÕt bï kÝch thÝch d-íi d¹ng dßng ®iÖn t¶i. §©y lµ nguyªn
nh©n chÝnh g©y nªn sai sè trong hÖ thèng ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p ë trªn. S¬ ®å
khèi cña kh©u ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn ®-îc vÏ trªn h×nh id1a.
B§ 3
U®Æt U®k ChØnh
§iÒu U®c
l-u ¦
_ khiÓn rs 0
Uph
1
U 2
Ph¶n
håi I
om
a)
H×nh id1 S¬ ®å khèi m¹ch ph¶n håi ®iÖn ¸p b)
.c
§iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ®-a tíi bé biÕn ®æi lóc nµy:
ng
U®k = UV +kI.I (id-1)
NÕu t¶i cña ®éng c¬ t¨ng lªn, dßng ®iÖn tÜnh cña ®éng c¬ còng t¨ng,
co
lµm t¨ng sè h¹ng thø hai cña biÓu thøc (id-1). Sù t¨ng lªn cña dßng ®iÖn t¶i
lµm t¨ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (U®k) vµ nh- thÕ t¨ng ®iÖn ¸p ®éng c¬ ®Ó bï sù
an
sôt tèc do t¨ng dßng ®iÖn g©y sôt ¸p trªn ®iÖn trë phÇn øng ®éng c¬ vµ bé
biÕn ®æi. §iÖn trë ®Ó lÊy tÝn hiÖu dßng ®iÖn (rs) nhiÒu khi ng-êi ta lÊy ngay
th
®iÖn trë cuén d©y phô cña m¸y ®iÖn.
ng
§Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn ®éng c¬ ®iÖn mét
chiÒu ®-îc x©y dùng b»ng c¸ch biÕn ®æi c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1) (®a-4) vµ
o
(id-1), thu ®-îc:
du
k .U rB § r-
B§ V
I 1 k I .k B§
(id-2)
u
C e
C e
cu
NÕu kB§ vµ r = r- + rB§ kh«ng ®æi th× ph-¬ng tr×nh (id-1) lµ ph-¬ng tr×nh
®-êng th¼ng.
Sai sè tÜnh cña hÖ kÝn víi ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn lµ:
rB § r-
k
% I dm 1 k I .k B§
. 100 (id-3)
C e. 0
Tõ (id-3) thÊy r»ng sai sè tÜnh cña hÖ thèng kÝn khi ph¶n håi d-¬ng
dßng ®iÖn cã thÓ b»ng 0 nÕu nh- ®¸p øng ®iÒu kiÖn: kI.kB§ = 1. Tuy nhiªn, do
kB§ lµ mét hµm cña U®k (kB§(U®k)) nªn hÖ thèng cã thÓ xuÊt hiÖn nh÷ng sai
sè theo t¶i. NÕu nh- kI.kB§ > 1 sai sè lµm cho ®Æc tÝnh tÜnh mÊt æn ®Þnh (nh-
®-êng ®Æc tÝnh 3 trªn h×nh id1b)
7
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Thay ®æi c¸c ®¹i l-îng kB§(U®k) vµ ®iÖn trë rs lµm cho tèc ®é ®éng c¬
thay ®æi. Nã cßn thay ®æi nhiÒu h¬n ë hÖ thèng ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p. §iÒu
nµy cã thÓ ®-îc gi¶i thÝch nh- sau: cïng víi viÖc t¨ng dßng ®iÖn hÖ sè kB§
gi¶m, do ®ã ®-êng ®Æc tÝnh c¬ cã thÓ bÞ phi tuyÕn trong vïng ®Æc tÝnh lµm
viÖc.
HÖ thèng ®iÒu khiÓn nµy mÆc dï cã thÓ cho sai sè tÜnh nhá, nh-ng nã
l¹i dÔ cho ®-êng ®Æc tÝnh phi tuyÕn vµ ®-êng ®Æc tÝnh r¬i vµo vïng mÊt æn
®Þnh (®-êng 3 trªn h×nh id1b)
3. HÖ thèng víi ph¶n håi tèc ®é
S¬ ®å cña kh©u ph¶n håi ©m tèc ®é ®-îc vÏ trªn h×nh td1a. Nguyªn lÝ
om
ho¹t ®éng cña ph¶n håi ©m tèc ®é lµ: Khi t¶i ®éng c¬ t¨ng lªn, tèc ®é ®éng
c¬ gi¶m, ®iÖn ¸p ®Çu ra m¸y ph¸t tèc gi¶m theo, ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn
.c
U®k = UV - k . (td-1)
t¨ng lªn, lµm t¨ng ®iÖn ¸p ®éng c¬ vµ t¨ng tèc ®é ®éng c¬. B»ng c¸ch
ng
nµy bï ®-îc sôt tèc ®é ®éng c¬ nhê viÖc t¨ng ®iÖn ¸p bé biÕn ®æi. co
B§
U®Æt U®k
an
§iÒu ChØnh
l-u U®c ¦
_ khiÓn
th
Uph 0
1
U 2
ng
Ph¶n UFT
håi
o
I
du
a)
H×nh td1 S¬ ®å khèi m¹ch ph¶n håi ®iÖn ¸p b)
u
Ph-¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ hÖ thèng kÝn ®-îc x©y dùng tõ c¸c biÓu thøc
cu
(®a-1) (®a-4) vµ (td-1), thu ®-îc:
k .U rB § r-
V
I (td-2)
C e
1 k k C e
1 k k
Trong ®ã: k = kB§/Ce; r = rB§ + r-.
NÕu k vµ r kh«ng thay ®æi th× (td-1) lµ ph-¬ng tr×nh ®-êng th¼ng. §Æc
tÝnh c¬ ®-îc vÏ theo ph-¬ng tr×nh nµy giíi thiÖu trªn h×nh td1b.
T-¬ng tù nh- ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p, ®iÖn ¸p ®Æt (UV) cña hÖ thèng ph¶n
håi ©m tèc ®é lín h¬n ®iÖn ¸p ®Æt cña hÖ thèng hë.
Sai sè tÜnh cña hÖ thèng ph¶n håi ©m tèc ®é ®-îc tÝnh:
8
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- I dm r
k
% . 100 (td-3)
C e. 0
1 k k
Tõ (td-3) thÊy r»ng sai sè tÜnh gi¶m khi k t¨ng. nÕu k .k th× sai sè
tÜnh . Nh- vËy ph¶n håi ©m tèc ®é cho phÐp æn ®Þnh tèt h¬n.
4. ChÕ ®é tÜnh cña hÖ thèng víi nhiÒu ph¶n håi
ë trªn ®· giíi thiÖu c¸c kh©u håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p bé biÕn ®æi, d-¬ng
dßng ®iÖn, ©m tèc ®é ®éng c¬ nh»m æn ®Þnh tèc ®é ®éng c¬. Mçi mét kh©u
ph¶n håi Êy ®Òu cã -u vµ nh-îc ®iÓm. Trong tr-êng hîp cã hai hay ba kh©u
ph¶n håi cïng ®-îc sö dông ®Æc tÝnh c¬ tÜnh cña ®éng c¬ sÏ nh- thÕ nµo?
om
H×nh nph1a vÏ s¬ ®å khèi mét hÖ thèng cã c¶ ba kh©u håi tiÕp cã thÓ cã
®èi víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. ë s¬ ®å khèi nµy, chØ vÏ cho ®¬n gi¶n th«i.
Nã cã thÓ cã tíi m-êi hai kh¶ n¨ng thÓ hiÖn s¬ ®å. Ph¶n håi ®iÖn ¸p bé biÕn
.c
®æi cã thÓ d-¬ng hoÆc ©m. Do ®ã tr-íc ®¹i l-îng k U.U®c trong ph-¬ng tr×nh
(®a-5) cã thÓ mang dÊu "+" hay "-". Ph¶n håi dßng ®iÖn còng cã thÓ ph¶n håi
ng
d-¬ng nh- ®· giíi thiÖu ë trªn, còng cã thÓ cã ph¶n håi ©m nh»m t¨ng chÊt
l-îng qu¸ tr×nh ®éng hay giíi h¹n dßng ®iÖn khi khëi ®«ng hay qu¸ t¶i. Do
co
®ã, dÊu ”+” hay dÊu "-" ®-îc ®Æt tr-íc kI.I trong biÓu thøc (id-1). Ph¶n håi
tèc ®é th-êng gÆp chØ lµ ph¶n håi ©m nh- ®· giíi thiÖu ë trªn.
an
S¬ ®å khèi trªn cã thÓ dïng ®Ó chØ ra ho¹t ®éng cña hÖ thèng víi tæ hîp
th
n¨m lo¹i tÝn hiÖu trong hai hay ba lo¹i ph¶n håi trªn. Ph-¬ng tr×nh tæng qu¸t
cña hÖ thèng cã nhiÒu ph¶n håi:
ng
U®k = UV kU.U®c kI.I - k . (nph-1)
o
LÊy vÝ dô cho tr-êng hîp æn ®Þnh tèc ®é b»ng ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p vµ
du
d-¬ng dßng ®iÖn, lóc ®ã ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ®-îc viÕt:
U®k = UV - kU.U®c + kI.I (nph-2)
u
cu
B§
UV U®k ChØnh
§iÒu ¦
khiÓn l-u
UphU
UphI Ph¶n UFT
håi
Uph
a)
5 3
4
0 0
1 1
2 2 9
3
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- Khi ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn yÕu (kI nhá) vµ kB§ = const, r = const,
®Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng cao h¬n ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng khi chØ cã ph¶n
om
håi ©m ®iÖn ¸p. ®-êng ®Æc tÝnh nµy ®-îc vÏ trªn h×nh nph1b (®-êng sè 4).
§Ó so s¸nh, ë ®©y vÏ c¶ ®Æc tÝnh c¬ hÖ hë (®-êng sè 1), ®Æc tÝnh c¬ chØ cã
.c
ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p (®-êng sè 2), ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn (®-êng sè 3). Ph¶n
håi dßng ®iÖn yÕu cho ®Æc tÝnh c¬ cã ®é cøng cao h¬n, bëi v× nã t¨ng thªm
ng
®iÖn ¸p cña bé biÕn ®æi do ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn. Ph¶n håi dßng ®iÖn
m¹nh h¬n, ®Æc tÝnh c¬ cã ®é cøng cao h¬n. Tuy nhiªn, t¨ng kI ®Õn mét chõng
co
mùc nµo ®ã ®-êng ®Æc tÝnh c¬ r¬i vµo vïng phi tÜnh (kh«ng æn ®Þnh tÜnh -
®-êng ®Æc tÝnh sè 5 trªn h×nh nph1b).
an
NÕu ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng gÇn tíi ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn th× kU.U®c
th
=UV, lóc ®ã ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p d-êng nh- bÞ triÖt tiªu. Khi tiÕp rôc t¨ng
ph¶n håi dßng ®iÖn, tÝn hiÖu kU.U®c trë nªn lín h¬n UV (vÒ trÞ sè) lóc ®ã UV -
ng
kU.U®c < 0. Ph¶n håi d-¬ng dßng ®iÖn b©y giê chÝnh lµ thµnh phÇn chÝnh cña
U®k, kh«ng nh÷ng thÕ, nã cßn lµ thµnh phÇn bï phÇn lín h¬n cña k U.U®c so
o
víi UV. Giíi h¹n trªn cña cña ®-êng ®Æc tÝnh c¬ trong tr-êng hîp nµy kh«ng
du
tån t¹i.
Tr-êng hîp vÝ dô thø hai. hÖ thèng cã ph¶n håi ©m tèc ®é m¹nh (k lín)
u
vµ d-¬ng dßng ®iÖn yÕu (kI nhá). §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn b©y giê:
cu
U®k = UV + kI.I - k .
Trªn h×nh nph1c vÏ ®Æc tÝnh c¬ cho hÖ thèng cã ph¶n håi ©m tèc ®é vµ
d-¬ng dßng ®iÖn. So víi ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn (®-êng 1) hÖ thèng kÝn cho ®Æc
tÝnh c¬ cao h¬n. ChØ cÇn ph¶n håi ©m tèc ®é còng cã thÓ n©ng ®Æc tÝnh c¬ lªn
tíi cøng tuyÖt ®èi (®-êng song song víi trôc hoµnh). Khi cã thªm ph¶n håi
d-¬ng dßng ®iÖn, nÕu hÖ sè kI ®¸ng kÓ, ®-êng ®Æc tÝnh c¬ cã thÓ r¬i vµo
vïng phi tÜnh (®-êng 3).
Ph-¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬cña hÖ thèng cã thÓ ®-îc viÕt d-íi d¹ng tæng
qu¸t, b»ng c¸ch phèi hîp gi¶i c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1) (®a-4) vµ (nph-1)
tthu ®-îc:
10
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- r
k U
.k .r - k I .k
k .U C
V
I
e
(nph-4)
1 k U
k B§
k k 1 k U
.k B§
k k
trong ®ã: k = kB§/Ce; r = r- + rB§(I)
Sai sè tÜnh cña hÖ thèng ®-îc viÕt:
r
k U
. k .r - k I .k
C e
k
% I . 100
1 k U
.k B§
k k . 0
NÕu nh- cho tr-íc sai sè tÜnh, sau khi lùa chän xong kh©u ph¶n håi, bé
om
biÕn ®æi, ®éng c¬ cã c¸c th«ng sè nh-: kB§, r, Ce, 0, cã thÓ tÝnh ®-îc c¸c hÖ
sè håi tiÕp kU, kI, k t-¬ng øng c¸c ph¶n håi ®· chän. Tr-êng hîp sö dông tõ
.c
hai ph¶n håi trë lªn, cÇn cho tr-íc mét hÖ sè råi tÝnh hÖ sè cßn l¹i.
5.2.3. §Æc tÝnh m¸y xóc - chÕ ®é tÜnh cña hÖ thèng cã ng¾t
ng
C¸c hÖ thèng cã ph¶n håi ®· nªu trªn dïng ®Ó n©ng cao ®é cøng ®Æc co
tÝnh c¬. ViÖc n©ng cao ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ kÐo theo dßng ®iÖn ng¾n m¹ch
lín. §iÒu nµy lµm xÊu ®i ®Æc tÝnh qu¸ ®é ®éng c¬, nghÜa lµ lµm t¨ng dßng
®iÖn khi khëi ®éng. Gi¶m dßng ®iÖn khi khëi ®éng vµ qu¸ t¶i cã thÓ ®-îc
an
thùc hiÖn b»ng c¸ch ®-a thªm kh©u ph¶n håi ©m dßng ®iÖn cã ng¾t vµo
th
m¹ch.
Chóng ta ph©n tÝch hÖ thèng cã ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p liªn tôc vµ ©m
ng
dßng ®iÖn cã ng¾t.
o
Ph¶n håi ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn cã ng¾t nghÜa lµ khi ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn
du
v-ît qu¸ mét ng-ìng (Ung, Ing) nµo ®ã sÏ cã t¸c ®éng cña kh©u ph¶n håi
t-¬ng øng. Môc ®Ých cña viÖc ng¾t ph¶n håi lµ giíi h¹n dßng ®iÖn hay
u
m«men ë gi¸ trÞ cho ph¸p nµo ®ã.
cu
Trªn h×nh mx1a vÏ s¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®éng c¬ mét chiÒu
b»ng bé biÕn ®æi. HÖ thèng cã ph¶n håi ®iÖn ¸p liªn tôc vµ ph¶n håi ©m dßng
®iÖn cã ng¾t t¹i Ing. §iÓm ng¾t dßng ®iÖn ®-îc t¹o bëi ®iÖn ¸p so s¸nh t¹i
catèt diod. ChØ khi nµo ®iÖn ¸p trªn ®iÖn trë Rs lín h¬n ®iÖn ¸p nÒn UN, khi
®ã diod dÉn míi cho tÝn hiÖu ph¶n håi ®-a vµo m¹ch (I.Rs > UN). T¹i ®iÓm
ng¾t dßng ®iÖn tèc ®é ®éng c¬ gi¶m nhanh khi t¨ng t¶i. Ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p
lµm t¨ng ®é æn ®Þnh tèc ®é (gi¶m sai sè tÜnh) trong vïng ®Æc tÝnh I < Ing.
B§
UV U®k ChØnh
§iÒu ¦
_ khiÓn l-u
+ 1
UphU Ph¶n 2
håi U
UphI
3 11 I
+
Ing Ik®
CuuDuongThanCong.com
a) https://fb.com/tailieudientucntt
- u UV
UV - kU.U®c UV - kU.U®c - kI.I
I
om
kU.U®c kI.I
.c
Khi dßng ®iÖn ®éng c¬ nhá h¬n dßng ®iÖn ng¾thÖ thèng chØ lµm viÖc
ng
víi ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p nh- trªn h×nh ®a1a. co
Ph-¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng ph¶n håi cã ng¾t ®-îc x©y dùng
tõ c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1) (®a-4) vµ c¸c ph-¬ng tr×nh sau:
an
U®k = UV - kU.U®c - UphI (ng-1)
th
UphI = kI. I. rs.1( I); (ng-2)
ng
I = I - Ing (ng-3)
§iÖn ¸p ®Çu ra bé biÕn ®æi thay ®æi theo ph¶n håi ®iÖn ¸p liªn tôc vµ
o
ph¶n håi ©m dßng ®iÖn cã ng¾t. §iÒu chó ý ®Çu tiªn khi x©y dùng ph-¬ng
du
tr×nh ®Æc tÝnh hÖ kÝn lµ biÓu thøc (ng-2). TÝn hiÖu ph¶n håi ©m dßng ®iÖn
®-îc lÊy trªn ®iÖn trë rs. Khi nµo I.rs > UN diod dÉn, cã tÝn hiÖu trong m¹ch
u
ph¶n håi dßng ®iÖn. Ph¶n hhåi dßng ®iÖn chØ xuÊt hiÖn khi dßng ®iÖn lín h¬n
cu
dßng ®iÖn ng¾t, nghÜa lµ I = I - Ing > 0. Hµm1( I) ®-îc gäi lµ hµm ®¬n vÞ,
hµm nµy b»ng 1 khi biÕn I > 0 vµ b»ng 0 khi I 0.
B»ng c¸ch thay thÕ dÇn c¸c biÕn trong c¸c ph-¬ng tr×nh (®a-1) (®a-4),
(ng-1) (ng-3) thu ®-îc:
k .U rB § r- 1 k U .k B § k I . k . r- . 1 I
V
I I (ng-4)
1 k U .k B § C e
1 k U .k B § 1 k U .k B §
trong ®ã: k = kB§/Ce
Khi dßng ®iÖn nhá h¬n dßng ®iÖn ng¾t, kh©u ph¶n håi ©m dßng ®iÖn
kh«ng t¸c ®éng, chØ cã ph¶n hhåi ©m ®iÖn ¸p t¸c ®éng, sè h¹ng thø ba cña
(ng-4) b»ng 0. Khi dßng ®iÖn v-ît dßng ®iÖn ng¾t (I.R s > UN) hay I > Ing ,
12
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k ®-a vµo ®iÒu khiÓn vµ ®iÖn ¸p ®Çu ra bé biÕn ®æi gi¶m
m¹nh, do ®ã tèc ®é ®éng c¬ gi¶m nhanh theo sù t¨ng cña dßng ®iÖn. BiÓu
thøc (ng-4) lóc nµy cã thªm sè h¹ng thø ba. Sù biÕn thiªn c¸c tÝn hiÖu cÊu
thµnh ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ®Þnh tÝnh ®-îc vÏ trªn h×nh ng1c. Trong vïng dßng
®iÖn t¶i nhá h¬n dßng ®iÖn ng¾t, tÝn hiÖu ph¶n håi ®iÖn ¸p (k U.U®c) gi¶m khi
t¨ng t¶i, lµm cho tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn U®k = UV - kU.U®c t¨ng. Trong vïng dßng
®iÖn lín h¬n dßng ®iÖn ng¾t, ph¶n håi ©m dßng ®iÖn t¸c ®éng, tÝn hiÖu ®iÒu
khiÓn gi¶m m¹nh khi t¨ng dßng ®iÖn t¶i.
Bµi to¸n x¸c ®Þnh hÖ sè khuÕch ®¹i ®-êng ph¶n håi dßng ®iÖn ®-îc ®Æt
ra. HÖ sè nµy ®-îc x¸c ®Þnh tõ dßng ®iÖn khëi ®éng. T¹i ®iÓm dßng ®iÖn
khëi ®éng, ®éng c¬ kh«ng quay, ®iÖn ¸p cña bé biÕn ®æi c©n b»ng tæng sôt
om
¸p trong bé biÕn ®æi vµ trong ®éng c¬. Ph-¬ng tr×nh (ng-4) cã vÕ ph¶i b»ng 0
ta cã:
.c
k .U I K § rB § r- 1 k U .k B §
kI
V
(ng-5)
k .r- I K § I ng
ng
ë biÓu thøc (ng-5), hÖ sè kB§ vµ ®iÖn trë rB§ cã thÓ phô thuéc U®k, IK§.
co
§Æc tÝnh m¸y xóc cã thÓ ®-îc t¹o bëi ba ®o¹n ®Æc tÝnh, hai kh©u ph¶n
håi ®Òu cã ng¾t. H×nh ng2 vÏ s¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬
an
®iÖn mét chiÒu cã ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p vµ ©m dßng ®iÖn ®Òu cã ng¾t.
th
B§
ng
UV U®k ChØnh
§iÒu ¦
_ khiÓn l-u 1
o
2
+
du
UphU Ph¶n 3
håi U
UN1
UphI
u
+
cu
Ph¶n I
håi I UN2
+ Ing Ik®
a) b)
H×nh ng2. HÖ thèng t¹o ®Æc tÝnh m¸y xóc hai kh©u ng¾t
Khi t¶i trªn trôc ®éng c¬ nhá dßng ®iÖn ®éng c¬ bÐ, ®iÖn ¸p bé biÕn ®æi
®ñ lín kÐo theo tÝn hiÖu ph¶n håi kU.U®c ®ñ lín h¬n ®iÖn ¸p so s¸nh UN1 cã
dßng ®iÖn ch¹y qua diod D1, cã ph¶n håi ®iÖn ¸p ®-a vµo m¹ch ®iÒu khiÓn.
HÖ thèng lamg viÖc víi ph¶n håi ®iÖn ¸p ®Ó æn ®Þnh tèc ®é. §Æc tÝnh cña hÖ
thèng lµ ®o¹n 1 trªn h×nh ng2b.
13
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- T¶i cña ®éng c¬ t¨ng lªn, ®iÖn ¸p ®éng c¬ gi¶m xuèng, ®Õn mét thêi
®iÓm tÝn hiÖu ph¶n håi nhá h¬n ®iÖn ¸p so s¸nh (k U.U®c UN2 ph¶n håi ©m dßng ®iÖn
®-îc ®-a vµo m¹ch. §Æc tÝnh cña hÖ thèng lµ ®o¹n 3 trªn h×nh ng2b.
§Æc tÝnh ®éng cña c¸c kh©u ph¶n håi
1. §Æc tÝnh ®éng cña kh©u ph¶n håi tèc ®é
S¬ ®å khèi d-íi d¹ng hµm truyÒn cña kh©u ph¶n håi tèc ®é ®éng c¬
om
®iÖn mét chiÒu ®-îc vÐ trªn h×nh dtd1. Ph¶n håi ®-îc lÊy tõ ®¹i l-¬ng ®iÒu
chØnh lµ tèc ®é ®-a ng-îc tíi ®Çu vµo
.c
UV U®k U®c
Kdc
KB§
ng
2
T dt T C p TC 1
Uph
co
K
an
th
U, ,i
ng
U®k
o
du
u
i t
cu
Khi t×m hiÓu ®ùc tÝnh tÜnh ®· biÕt r»ng t¨ng ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ gi¶m
sai sè tÜnh còng ®ång thêi víi viÖc t¨ng ®iÖn ¸p ®Æt U V vµ gi¶m hÖ sè khuÕch
®¹i hÖ kÝn cña bé biÕn ®æi (KB§K) so víi c¸c th«ng sè t-¬ng øng cña hÖ thèng
hë (UVH, KB§H). §iÒu nµy dÉn tíi kh¶ n¨ng qu¸ tr×nh qu¸ ®é (vÝ dô khi khëi
®éng) tÝn hiÖu ®Æt UV.1(t), cã thÓ x¶y ra nhanh h¬n so víi khi kh«ng ph¶n
håi. Nguyªn nh©n cña gia tèc lín lµ do ban ®Çu khi khëi ®éng K . =0, ë
®Çu vµo ®-a tÝn hiÖu ®Æt UV > UVH . §éng c¬ t¨ng tèc lµm t¨ng K . , t-¬ng
øng lµm gi¶m U®k. §-êng cong dßng ®iÖn cã d¹ng dao ®éng t¾t dÇn (nh-
h×nh dtd1b chØ qu¸ ®é khi khëi ®éng kh«ng t¶i). C¸c ®-êng cong dßng ®iÖn i
14
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- vµ tèc ®é cã liªn hÖ mËt thiÕt víi nhau. C¸c ®iÓm cùc ®¹i vµ cùc tiÓu cña
®-êng cong dßng ®iÖn t-¬ng øng víi trÞ tuyÖt ®èi ®¹o hµm tèc ®é lín nhÊt v×
d J d
M M C
J. hay i IC . . Dßng ®iÖn qu¸ ®é b»ng 0 khi tèc ®é ®¹t
dt K M
dt
cùc ®¹i hay cùc tiÓu.
M« h×nh to¸n häc cña kh©u ph¶n håi tèc ®é ®éng c¬ ®iÑn mét chiÒu khi
khëi ®éng ®éng c¬ kh«ng t¶i ®-îc viÕt:
U®k = UV - K . ; (ktd-1)
EB§ = KB§.U®k; (ktd-2)
om
U®c = EB§; (ktd-3)
K .U
dc dc
(ktd-4)
.c
2
T- TC p TC p 1
BiÕn ®æi c¸c ph-¬ng tr×nh (ktd-1) (ktd-) ta cã:
ng
K .U
K dc
(ktd-5)
2
co
T - T CK p T CK p 1
Trong ®ã:
an
K .K
- hÖ sè khuÕch ®¹i cña hÖ thèng kÝn;
th
B§ dc
K K
1 k .K B§
.K dc
ng
TC
T CK - h»ng sè thêi gian c¬ cña hÖ thèng kÝn.
1 k .K .K
o
B§ dc
du
Nh- vËy, ®ãng ®iÖn cho ®éng c¬ theo s¬ ®å m¹ch cã ph¶n håi tèc ®é
dÉn tíi kh©u dao ®éng nh-ng víi hÖ sè khuÕch ®¹i K K nhá h¬n hÖ sè khuÕch
®¹i cña hÖ thèng hë (KB§.K®c), t-¬ng øng h»ng sè thêi gian c¬ còng gi¶m
u
xuèng (TCK < TC). H»ng sè thêi gian ®iÖn tõ cña m¹ch phÇn øng (T¦ =
cu
L¦/R¦) gi÷ kh«ng ®æi, do ®ã hÖ thèng cã thÓ gi¶m dao ®éng khi ®¸p øng
®iÒu kiÖn 4T¦ TCK.
NÕu nh- bé biÕn ®æi lµ mét kh©u qu¸n tÝnh víi h»ng sè thêi gian T B§ th×
ph-¬ng tr×nh (ktd-2) ®-îc thay thÕ b»ng ph-¬ng tr×nh:
K U
E B§
B§ dk
(ktd-6)
T B § .p 1
Ph-¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ hÖ kÝn (ktd-5) b©y giê ®-îc viÕt d-íi d¹ng:
15
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- K .U
K dc
(ktd-7)
3 2 TB§
T B § T - T CK p T CK T B § T- p T CK 1 p 1
TC
2. §Æc tÝnh ®éng cña hÖ thèng ph¶n håi tèc ®é vµ dßng ®iÖn cã ng¾t
3. §Æc tÝnh cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn phô thuéc
HÖ thèng ®iÒu khiÓn phô thuéc
1. Nguyªn lÝ ®iÒu khiÓn phô thuéc
om
S¬ ®å nguyªn lÝ cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn phô thuécvÏ trªn h×nh pt1. HÖ
thèng cã m¹ch vßng trong lµ ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn víi bé ®iÒu chØnh dßng
®iÖn HCI lµ bé ®iÒu chØnh tû lÖ tÝch ph©n (PI) víi c¶m biÕn dßng ®iÖn (CBD)
.c
®-îc lÊy tõ ®iÖn trë sunt vµ vßng ®iÒu chØnh ngoµi lµ bé ®iÒu chØnh tèc ®é
(HC ) b»ng bé ®iÒu chØnh tû lÖ (P) víi c¶m biÕn tèc ®é lÊy tõ m¸y ph¸t tèc
ng
(FT). co
UV
HC Ur =UVI HCI U®k B§
an
§
FT
CBD
th
UphI
Uph
ng
H×nh pt1 S¬ ®å khèi cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn phô thuéc ThiÕu
o
du
Bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn HCI cã chøa phÇn tö tÝch ph©n, nªn ë chÕ ®é
x¸c lËp tÝn hiÖu vµo cña bé hiÖu chØnh dßng ®iÖn b¨ng 0, nghÜa lµ ph¶i ®¸p
øng ®iÒu kiÖn:
u
cu
U®kI = UR - UphI = UR - KI.I¦ (pt-1)
Trong ®ã tÝn hiÖu ra cña bé hiÖu chØnh tèc ®é
TÝn hiÖu ra cña kh©u hiÖu chØnh tèc ®é:
UR = UVI = (UV - Uph ).KHC = (UV - K . ).KHC (pt-2)
2. S¬ ®å cÊu tróc
S¬ ®å cÊu tróc cña hÖ thèng d-íi d¹ng hµm truyÒn ®-îc vÏ trªn h×nh
pt2a. §éng c¬ ®-îc vÏ t¸ch thµnh hai kh©u víi c¸c h»ng sè thêi gian T- vµ TC
cã håi tiÕp néi bªn tronglµ søc ®iÖn ®éng (s®®) cña ®éng c¬.Bé biÕn ®æi ®-îc
xem nh- mét kh©u qu¸n tÝnh víi h»ng sè thêi gian TB§, h»ng sè thêi gian nµy
16
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- lµ do cã xÐt tíi qu¸n tÝnh cña c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn. C¸c kh©u hiÖu chØnh cã
c¸c hµm truyÒn WHCI(p) vµ WHC (p).
Tèi -u ho¸ kh©u hiÖu chØnh dßng ®iÖn E§C 1
K §C
UVI U®k UB§ _
UV I¦
K 1 K R
WHC WHCI B§ dc ¦
_ _ TB§ p 1 R ¦
T¦ p 1 TC p
Uph UphI
a) KI
om
K
.c
U®k UB§
UVI I¦ I¦
ng
K 1 1
WHCI B§
KI
b) TB§ p 1 R T¦ p 1 K
_ ¦
co I
UphI
an
UV UVI
th
1 i¦ K R 1
WHC W KI
dc ¦
K
_ 2 .T p 1 K TC p K
ng
I I
c) Uph
o
du
H×nh pt2 S¬ ®å cÊu tróc hÖ thèng ®iÒu khiÓn phô thuéc
NÕu bá qua ¶nh h-ëng cña ph¶n håi s®® bªn trong ®éng c¬, s¬ ®å khèi
u
cña kh©u hiÖu chØnh dßng ®iÖn ®-îc vÏ nh- h×nh pt2b.
cu
Hµm truyÒn ®èi t-îng cña kh©u hiÖu chØnh dßng ®iÖn ®-îc viÕt:
K I .K 1
W § THCI ( p )
B§
. (pt-6)
R -
T-p 1 TB§ p 1
= W§TBI(p).WCBI(p)
Tong ®ã: W§TBI(p) - hµm truyÒn phÇn ®· bï cña ®èi t-îng m¹ch vßng
dßng ®iÖn.
WCBI(p) - hµm truyÒn phÇn ch-a bï cña ®èi t-îng.
Trong hÖ thèng ®iÒu chØnh phô thuéc, ë kh©u ®iÒu chØnh phô thuéc
ng-êi ta bï nh÷ng kh©u qu¸n tÝnh cã h»ng sè thêi gian lín lín ë hÖ thèng hë
17
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- thµnh kh©u tÝch ph©n cã h»ng sè tÝch ph©n nhá [zimin]. Ng-êi ta còng cã thÓ
hiÖu chØnh c¸c th«ng sè cña kh©u hiÖu chØnh ®Ó nã thµnh mét m¹ch vßng
kh«ng trÔ. §iÒu nµy cã thÓ hiÓu r»ng ®¹i l-îng ®iÒu chØnh ë ®Çu ra tøc thêi
thay ®æi khi ®-a mét xung tÝn hiÖu (xung tÝn hiÖu cã d¹ng vu«ng gãc) tíi ®Çu
vµo. Tuy nhiªn, nÕu lµm nh- vËy ®ßi hái mét c«ng suÊt v« cïng lín ë ®Çu
vµo cña kh©u hiÖu chØnh. V× vËy, trong c¸c hÖ thèng thùc lµ kh«ng t-ëng.
MÆt kh¸c møc ®é bï tuyÖt ®èi nh- vËy cßn bÞ ¶nh h-ëng bëi c¸c kÝch thÝch
cã tÇn sè cao nh- ®¸nh löa cæ gãp, ®Ëp m¹ch dßng ®iÖn ¸p cña c¸c bé chØnh
l-u..., chóng ®-îc läc bëi qu¸n tÝnh cña c¸c phÇn tö mµ khi bï tuyÖt ®èi
nh÷ng kÝch thÝch nµy lµm cho hÖ thèng lµm viÖc kÐm linh ho¹t.
Bï nh÷ng kh©u qu¸n tÝnh cã h»ng sè thêi gian qu¸ nhá thùc tÕ lµ kh«ng
om
lµm ®-îc, do giíi h¹n cña viÖc sö dông c¸c kh©u hiÖu chØnh t¸c ®éng nhanh.
Ngoµi ra, ¶nh h-ëng cña nh÷ng kh©u nµy lªn ®Æc tÝnh ®éng cña hÖ thèng lµ
.c
kh«ng ®¸ng kÓ. Tõ nh÷ng nguyªn nh©n trªn mµ kh©u hiÖu chØnh cña hÖ
thèng nhiÒu m¹ch vßng chØ bï nh÷ng kh©u cã h»ng sè thêi gian lín vµ trung
ng
b×nh [zimin].
Do ®ã, h»ng sè thêi gian kh«ng bï lµ h»ng sè thêi gian cña bé biÕn ®æi
co
TB§, nghÜa lµ h»ng sè tÝch ph©n cña m¹ch vßng hiÖu chØnh dßng ®iÖn ®-îc
x¸c ®Þnh TTPI = aI.T HCI = aI.TB§ (T = Ti - tæng h»ng sè thêi gian cña c¸c
an
kh©u cã qu¸n tÝnh nhá kh«ng bï)
th
Qu¸ ®é cho phÐp dao ®éng ®¹i l-îng ®iÒu chØnh th-êng kh«ng qu¸ 5%.
Theo nguyªn t¾c tèi -u m«dul [zimin] hÖ sè a (tû sè gi÷a h»ng sè tÝch ph©n
ng
TTPI vµ tæng h»ng sè thêi gian qu¸n tÝnh T ) th-êng chän a = 2. Hµm truyÒn
cña kh©u hiÖu chØnh dßng ®iÖn cã d¹nh tØ lÖ tÝch ph©n:
o
du
1 R T¦ p 1 T¦ 1
W HCI
(p ) .
¦
(pt-7)
T TPI p . W CBI ( p ) 2 T HCI
.K I .K B§
p T TP T TP . p
u
Trong ®ã: TTP = TTPI.KI.KB§/R¦ - h»ng sè tÝch ph©n cña phÇn tö tÝch
cu
T¦
ph©n trong kh©u hiÖu chØnh; - hÖ sè khuÕch ®¹i cña phÇn tuyÕn tÝnh
T TP
kh©u hiÖu chØnh.
M¹ch vßng hiÖu chØnh tèc ®é b©y giê cã thÓ ®-îc vÏ nh- h×nh pt2c,
trong ®ã hµm truyÒn m¹ch vßng kÝn dßng ®iÑn ®· tèi -u ®-îc viÕt:
1
W KI
(p ) (pt-8)
K I
2 .T HCI
p 1
Hµm truyÒn ®èi t-îng ®iÒu chØnh:
18
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- K K §C
.R ¦
K I .T C p K K .R 1
W
'
§T
p
§C ¦
. (pt-9)
1 K I .T C p 2T I
p 1
2T I
p 1
ë m¹ch vßng tèc ®é c¸c h»ng sè thêi gian kh«ng bï T HC = TTP =
aI.T HCI. Theo tiªu chuÈn tèi -u TTP = a .T HC , hµm truyÒn kh©u hiÖu
chØnh tèc ®é ®-îc viÕt d-íi d¹ng:
1 K TC
W HC
p
I
. (pt-10)
T TP p . W CB p K K §C
.R ¦
a T TPI
om
Nh- vËy, kh©u hiÖu chinh tèc ®é lµ kh©u tØ lÖ. khi hiÖu chØnh kh©u nµy
theo tiªu chÈn tèi -u m«dul cã a = 2; a .THC = 4.THCI.
.c
S¬ ®å nguyªn
R3 lÝ kh©u c¸c kh©u hiÖu chØnh vÏ trªn h×nh pt3.
C R6
UV R1
ng
- R4
R2 + - U®k §K CL
R5 §
UphI +
co FT
Uph Rs
CBI
an
th
CB
ng
H×nh pt3 S¬ ®å nguyªn lÝ c¸c kh©u hiÖu chØnh ®iÒu khiÓn phô thuéc
Th«ng sè hiÖu chØnh cña c¸c kh©u nµy ®-îc lùa chän theo c¸c biÓu thøc
o
(pt-7), (pt-10).
du
HÖ sè khuÕch ®¹i cña c¸c kh©u ph¶n håi KI, K ®-îc ®-a vµo m¹ch
u
t-¬ng øng tÝn hiÖu ®Æt, nã ®-îc theo c¸c ®iÖn trë vµ tô ®iÖn trªn m¹ch h×nh
cu
pt3
R6.C = T¦; (pt-11)
R4.C = THCI TTPI.KB§.KI'/R¦; (pt-12)
KI' = KI.R4/R5 =KCBI. RS. R4/R5; (pt-13)
U
Trong ®ã: K CBI
phI
- hÖ sè khuÕch ®¹i cña c¶m biÕn dßng ®iÖn
I ¦ .R S
Rs, - ®iÖn trë shunt ®Ó lÊy tÝn hiÖu ph¶n håi dßng ®iÖn
Th«ng sè cÇn tÝnh cho m¹ch hiÖu chØnh;
19
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
- K .K . R S . T TPI
R 6
B§ CB
(pt-14)
R ¦
.C
C¸c th«ng sè R4, R5, R6, C khi lùa chän cÇn cho tr-íc mét vµi trong
chóng. Th-êng ng-êi ta lùa chän C tr-íc, nã cã thÓ chän C = 1 F.
Th«ng sè cña m¹ch hiÖu chØnh tèc ®é:
R3 K TC
K HC '
I
. (pt-15)
R1 K .K §C
R ¦
a . T TP
R3 R3
K
'
K . K FT
. (pt-16)
R R
om
2 2
U
Trong ®ã: K FT
ph
.c
Tõ (pt-15), (pt-16) ta cã:
ng
R3 TC K
.
I
(pt17)
R a . T TP K K R
2 §C FT ¦
co
R
Tû lÖ 3
®-îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o sai sè tèc ®é ë chÕ ®é tÜnh
an
R 2
, khi tÝn hiÖu ®Æt thay ®æi mét l-îng UV
th
XL
R R3 U
UV = K ,. = KFT. 3
. . Hay V
ng
XL XL
R1 R1 K FT
. XL
o
Tèi -u hÖ thèng theo chØ tiªu ®éng khi c¸c gi¸ trÞ aI, a ®É ®-îc chän
du
x¸c ®Þnh theo th«ng sè cña c¸c bé hiÖu chØnh. Khi hiÖu chØnh m¹ch vßng
dßng ®iÖn theo tiªu chuÈn tèi -u modul a = 2, cßn tïy thuéc hiÖu chØnh hÖ sè
a cña m¹ch vßng tèc ®é, lóc ®ã cã thÓ cã ®-îc nh÷ng ®Æc tÝnh tÜnh = f(I-)
u
cu
kh¸c nhau bëi v× theo (pt-15) KHC tØ lÖ nghich víi a .
h (t)
Qu¸ ®é cña hÖ thèng khi tÝn hiÖu vµo d¹ng
1,4
xung (®ét ngét) víi c¸c a kh¸c nhau ®-îc vÏ trªn 1,2
h×nh pt4. HiÖu chØnh a = 2 theo ®iÒu kiÖn tèi -u 1,2
1,6
mo®ul (Qu¸ ®iÒu chØnh kho¶ng 5%)
1,0
C¸c bé chØnh l-u cã ®iÒu khiÓn hiÖn nay phæ 2
biÕn ®iÒu khiÓn b»ng ph-¬ng ph¸p pha xung. HÖ sè 0,8 3
U
khuÕch ®¹i cña bé biÕn ®æi K B§
B§
lµ mét hµm 4
U §K
0,6
cña UB§ hay U§K. HiÖu chØnh bé ®iÒu chØnh th-êng
0,4 aI = 2
®-îc hiÖu chØnh theo mét KB§ hay theo mét UB§ .
0,2
20
2 4 6 8 t/T I
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
nguon tai.lieu . vn
