Xem mẫu
- Tự động hoá thiết bị điện
§iÒu chØnh b§K vμ
thiÕt kÕ hÖ thèng
§iÒu chØnh bé ®iÒu khiÓn lμ thay ®æi c¸c
th«ng sè cña bé ®iÒu khiÓn (tØ lÖ, tÝch ph©n,
vi ph©n) sao cho ®¹t ®−îc c¸c chØ tiªu ®iÒu
khiÓn mong muèn.
C¸c chØ tiªu ®iÒu khiÓn th−êng gÆp
– Trong miÒn thêi gian: Sai lÖch tÜnh, thêi gian t¨ng
tr−ëng, tèc ®é ®¸p øng, tØ sè suy gi¶m, ®é qu¸ ®iÒu
chØnh.
– Trong miÒn tÇn sè: Giíi h¹n biªn ®é, giíi h¹n gãc pha,
®iÓm tÇn sè gÉy.
§iÒu khiÓn
m¸y ph¸t ®iÖn
Nguyªn lÝ lμm viÖc
p.n
E = 4,44 fWk dqφdm f =
60
– æn ®Þnh tÇn sè
– æn ®Þnh ®iÖn ¸p ph¸t ra
E0
§Æc tÝnh lμm viÖc:
– §Æc tÝnh kh«ng t¶i:
Ikt
GV: Nguyễn Vũ Thanh 1
- Tự động hoá thiết bị điện
E Ikt
®iÖn dung ®iÖn c¶m
U®m ®iÖn trë ®iÖn trë
®iÖn c¶m Ikt
®iÖn dung
It
It
0 I®m
0 I®m
– §Æc tÝnh ngoµi (®Æc tÝnh t¶i) – §Æc tÝnh ®iÒu chØnh
C¸c hÖ thèng kÝch tõ
– HÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ®iÖn mét chiÒu
– HÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ®iÖn xoay chiÒu cã chæi than
– HÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ®iÖn xoay chiÒu kh«ng chæi
than
– HÖ thèng kÝch tõ trùc tiÕp
GV: Nguyễn Vũ Thanh 2
- Tự động hoá thiết bị điện
Phô t¶i
3 pha
BiÕn ¸p BiÕn ¸p
ph¶n håi nguån
G
3~ kt
_ PV
SP e Bé ®iÒu CV
khiÓn
S¬ ®å ®iÒu khiÓn kÝch tõ trùc tiÕp m¸y ph¸t ®iÖn
SP e CV PV
Σ B§K §T
-PV1
PH
S¬ ®å khèi ®iÒu khiÓn m¸y ph¸t ®iÖn
– B§K: Bé ®iÒu khiÓn
– §T: §èi t−îng (M¸y ph¸t ®iÖn vµ bé biÕn ®æi)
– PH: Ph¶n håi (BiÕn ¸p ph¶n håi vµ bé chØnh l−u)
– SP: §iÓm ®Æt (®iÖn ¸p ®Æt (mong muèn))
– PV: BiÕn qu¸ tr×nh (®iÖn ¸p thùc ®Çu ra m¸y ph¸t)
– PV1: TÝn hiÖu ph¶n håi
– CV: BiÕn ®iÒu khiÓn (§iÖn ¸p ®iÒu khiÓn cña bé biÕn ®æi)
GV: Nguyễn Vũ Thanh 3
- Tự động hoá thiết bị điện
CV (U®k) CV (U®k)
100% 100%
CVmíi 50%
50%
0% PV (Uph) 0% PV (Ur)
0V 220V 380V 0V 220V 380V
U1 (U®) (U®)
Quan hÖ biÕn CV Quan hÖ biÕn CV
(U®k) vμ PV1 (Uph) (U®k) vμ PV (Ur)
cña bé ®iÒu khiÓn cña bé biÕn ®æi
®−a vμo ®iÒu
chØnh m¸y ph¸t
®iÖn
Yªu cÇu:
– ThiÕt kÕ nguyªn lÝ m¹ch ®iÒu khiÓn cho æn ®Þnh ®iÖn ¸p
ra m¸y ph¸t ®iÖn cã ph¶n håi ®iÖn ¸p (Cã thÓ thiÕt kÕ
theo b¨m ¸p mét chiÒu hoÆc chØnh l−u cã ®iÒu khiÓn)
Tù kÝch m¸y ph¸t ®iÖn
E
Exl
E3 C¸c ph−¬ng ph¸p måi kÝch tõ
E2 */ Dïng ®−êng cong tù kÝch
E1
*/ Dïng ¾cqui m¸y ph¸t ®iÖn
E0 Ikt
I0 I1 I2 I3
GV: Nguyễn Vũ Thanh 4
- Tự động hoá thiết bị điện
®èi t−îng x¸c ®Þnh ®−îc
hμm truyÒn
ThiÕt kÕ x©y dùng m¹ch æn ®Þnh tèc ®é
®éng c¬ ®iÖn DC. Cã c¸c th«ng sè sau:
U®m = 220 V η®m = 0.85 n®m = 970 v/ph
I®m = 50 A jDC = 1.6 kgm2
p=2 U®k = 10 V Udo = 240 V
M¸y ph¸t tèc TM-100-2000 cã sè liÖu: U®m = 100V
n®m = 2000 v/ph
S¬ ®å khèi ®iÒu khiÓn tù ®éng æn ®Þnh tèc
®é ch−a xÐt viÖc h¹n chÕ dßng khi khëi
®éng.
SP e Udk Ud ω
Σ B§K CL §C
-PV1
FT
X¸c ®Þnh hμm truyÒn tõng kh©u trong hÖ
thèng U do 1
−τp K cl = τ=
– Bé chØnh l−u:
TFcl = K cl e U dk max m. f
m: sè pha chØnh l−u (cÇu m = 2.sè pha)
f: tÇn sè l−íi TF cl = 24e −0.0033s
GV: Nguyễn Vũ Thanh 5
- Tự động hoá thiết bị điện
– §éng c¬:
X¸c ®Þnh h»ng sè thêi gian c¬ häc
J J .(Ru + RBA ) J = (1.1 ÷ 1.2) J DC
TC = =
β (kφ )2
Trong ®ã: J = 1.92 kg.m2 Ru = 0.413 RBA = 0.2
kφ = 1.969 TC = 0.59(s )
X¸c ®Þnh h»ng sè thêi gian ®iÖn tõ
Lu + LCL
Tu = = 0.03(s )
Ru + RCL
Do Tc > 4Tu, nªn cÊu tróc hµm truyÒn ®éng c¬ nh− sau:
K DC
TF (DC ) =
(T1s + 1)(T2 s + 1)
Trong ®ã:
1 ωdm
K DC = = = 0,507
kφdm U dm − Ru I dm
TC ⎛ 4T ⎞
T1 = ⎜1 + 1 − u ⎟ = 0,55
2 ⎜
⎝ TC ⎟
⎠
TC ⎛ 4T ⎞
T1 = ⎜1 − 1 − u ⎟ = 0,031
⎜
2 ⎝ ⎟
TC ⎠
0,507
TF (DC ) =
(0,55s + 1)(0,031s + 1)
GV: Nguyễn Vũ Thanh 6
- Tự động hoá thiết bị điện
– M¸y ph¸t tèc:
U FT U FT .9.55
TF (FT ) = = = 0,477 = GFT
ω FT nFT
Yªu cÇu thiÕt kÕ:
– Trong miÒn thêi gian:
P.O nhá nhÊt Ts nhá nhÊt Δω = 0
SP e Udk ω
Σ B§K §T
-PV1
FT
Trong ®ã ®èi t−îng §T cã hμm truyÒn:
24 0.507
TF (DT ) = =G
(0.0033s + 1) (0.55s + 1)(0.031s + 1) DT
Sö dông bé ®iÒu khiÓn PID víi cÊu tróc hμm
truyÒn tæng qu¸t nh− sau:
KDs2 + KPs + KI
TF ( PID ) = = GPID
s
Hμm truyÒn cña hÖ thèng kÝn nh− sau:
GPID GDT num
CLTF = =
1 + GPIDGDT GFT den
GV: Nguyễn Vũ Thanh 7
- Tự động hoá thiết bị điện
Trong ®ã:
12,168K D s 2 + 12,168 K p s + 12,168 K I
num =
5,58.10 − 4 s 4 + 0,036 s 3 + 0,614 s 2 + s
5,58.10 − 4 s 4 + 0,036 s 3 + (0,614 + 5 K D )s 2 + (1 + 5 K P )s + 5 K I
den =
5,58.10 − 4 s 4 + 0,036 s 3 + 0,614 s 2 + s
Ta ®−îc hμm truyÒn vßng kÝn nh− sau:
12,168 K D s 2 + 12,168 K P s + 12,168 K I
CLTF =
5,58.10 − 4 s 4 + 0,036 s 3 + (0,614 + 5 K D )s 2 + (1 + 5 K P )s + 5 K I
BiÕn ®æi hÖ sè Kp cho KD = Ki = 0:
GV: Nguyễn Vũ Thanh 8
- Tự động hoá thiết bị điện
BiÕn ®æi hÖ sè Ki cho KP = 0.9; KD = 0:
GV: Nguyễn Vũ Thanh 9
- Tự động hoá thiết bị điện
BiÕn ®æi hÖ sè KD cho KP = 0.9; Ki = 1.6:
GV: Nguyễn Vũ Thanh 10
- Tự động hoá thiết bị điện
Tõ c¸c d÷ liÖu t×m ®−îc vÒ hÖ sè KP, Ki, KD
x¸c ®Þnh ®å thÞ Bode cña hμm truyÒn hÖ kÝn
Giíi h¹n biªn ®é:
GM = 0dB - (-65,1dB) = 65,1 dB
Giíi h¹n gãc pha:
PM = 1800 + (-107) = 630
HÖ thèng cã ®é dù tr÷ vÒ biªn ®é vμ gãc
pha lín. HÖ thèng cã ®é æn ®Þnh cao.
Tõ c¸c d÷ liÖu t×m ®−îc vÒ hÖ sè KP, Ki, KD
tiÕn hμnh x©y dùng vμ thiÕt kÕ bé ®iÒu
khiÓn PID cÊu tróc song song.
Víi Kp = 0.9; Ki = 1.6; KD = 0.024
GV: Nguyễn Vũ Thanh 11
- Tự động hoá thiết bị điện
– TÇn sè gÉy ë khu vùc tÇn sè thÊp.
1 K I 1.6
ωCL = = = = 1.77(rad / s )
τ2 K P 0.9
– TÇn sè gÉy ë khu vùc tÇn sè cao.
1 KI 1.6
ωCH = = = = 66,66(rad / s )
τ1 K D 0.024
Ph¶n håi ©m tèc ®é vμ ph¶n håi d−¬ng
dßng cã ng¾t.
ω
1
2
3 I
Ing Ik®
GV: Nguyễn Vũ Thanh 12
- Tự động hoá thiết bị điện
®èi t−îng ch−a x¸c ®Þnh
®−îc hμm truyÒn
GV: Nguyễn Vũ Thanh 13
nguon tai.lieu . vn
