TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HỐ

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ

Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thị Thanh Nga
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Trung Thắng
MSSV
: K175520216272
Lớp HP
: 53TDH2

THÁI NGUYÊN, 2021



Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................. 1
PHẦN I: LỰA CHỌN CẤU TRÚC HỆ THỐNG, TÍNH TỐN, QUY ĐỔI
THƠNG SỐ VỀ TRỤC ĐỘNG CƠ............................................................................3
1.1 Lựa chọn cấu trúc hệ thống truyền động..............................................................3
1.1.1 Giới thiệu chung........................................................................................................................3
1.1.2. Cấu trúc của điều khiển số........................................................................................................4

1.2. Phân tích và lựa chọn động cơ truyền động........................................................5
1.2.1. Đặt vấn đề.................................................................................................................................5
1.2.2. Phân tích các loại động cơ........................................................................................................6
1.2.3. Động cơ một chiều kích từ độc lập..........................................................................................6

1.2.3.1. Sơ đồ nguyên lí và đặc tính cơ..........................................................................................6
1.2.3.2. Phân tích và lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ.......................................7
1.2.4. Chọn Phương pháp điều chỉnh tốc độ....................................................................................10

1.3. Phân tích chọn Bộ biến đổi điện áp...................................................................10
1.3.1 Bộ biến đổi máy phát - Động cơ (F-Đ)...................................................................................11
1.3.2. Bộ biến đổi Tiristor -Động cơ................................................................................................12
1.3.3. Bộ biến đổi đi ốt – xung điện áp............................................................................................13
1.3.4. Chọn loại BBĐ........................................................................................................................14

1.4. Phân tích lựa chọn các mạch vòng phản hồi.....................................................15
1.4.1. Đặt vấn đề...............................................................................................................................15
1.4.2. Phân tích lựa chọn mạch vịng phản hồi................................................................................16
1.4.3. Xác định mạch vòng phản hồi cho hệ thống..........................................................................17
1.4.3.1 Hệ điều tốc vòng kín với phản hồi âm tốc độ và âm dịng có ngắt.................................17
1.4.3.2. Trường hợp khi các tín hiệu được tổng hợp riêng rẽ......................................................18
1.4.4. Kết luận ( chọn mạch vòng phản hồi)....................................................................................20

1.5. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống..............................................................................21
1.6 Tính tốn, quy đổi thông số về trục động cơ......................................................21
1.6.1. Đặt vấn đề...............................................................................................................................21
1.6.2. Cấu trúc cơ khi tổng qt........................................................................................................22
1.6.3. Tính tốn, quy đổi thông số về trục động cơ..........................................................................22

PHẦN II: THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC............................................................23
2.1. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch động lực...........................................................23
2.1.1 Phân tích và lựa chọn sơ đồ bộ biến đổi.................................................................................23
2.1.1.1. Bộ biến đổi Thyristor – Động cơ ( Chỉnh lưu hình tia 3 pha có điot

D0


)...................23

2.1.1.2. Sơ đồ nối dây hình Cầu...................................................................................................25
2.1.1.3. Chọn sơ đồ chỉnh lưu.......................................................................................................27


2.1.2. Phân tích và lựa chọn phương pháp hãm dừng động cơ........................................................28
2.1.2.1. Các phương pháp hãm dừng động cơ.............................................................................28
2.1.2.2. Hãm tái sinh.....................................................................................................................28
2.1.2.3. Hãm ngược.......................................................................................................................29
2.1.2.4. Hãm động năng...............................................................................................................31
2.1.2.5. Chọn phương pháp hãm..................................................................................................33
2.1.3. Sơ đồ nguyên lí mạch động lực..............................................................................................33

2.2. Tính chọn thiết bị máy động lực.......................................................................34
2.2.1. Chọn động cơ..........................................................................................................................34
2.2.2. Chọn máy biến áp cho mạch động lực...................................................................................35
2.2.3. Chọn Aptomát .......................................................................................................................37
2.2.4. Tính chọn Thyristor................................................................................................................37
2.2.5. Tính chọn diot cho mạch động lực.........................................................................................39
2.2.6. Tính toán cuộn kháng san bằng..............................................................................................39
2.2.7. Chọn các phần tử R-C của mạch bảo vệ quá áp cho các Thyristor......................................40
2.2.8. Chọn điện trở hãm..................................................................................................................41

PHẦN III: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN........................................................42
3.1 Giới thiệu chung................................................................................................42
3.2. Thiết kế mạch phát xung điều khiển các van chỉnh lưu.....................................42
3.2.1. Lựa chọn phương pháp phát xung điều khiển các van chỉnh lưu..........................................42
3.2.2. Giới thiệu về vi xử lý – vi điều khiển.....................................................................................44


3.3. Thiết kế mạch....................................................................................................49
3.3.1. Phân tích lựa chọn khâu đồng bộ hóa....................................................................................49
3.3.2. Phân tích lựa chọn khâu truyền xung.....................................................................................51
3.3.3. Phân tích lựa chọn cảm biến dịng điện cho mạch vịng phản hồi........................................52
3.3.4. Phân tích lựa chọn nguồn ni cho mạch điều khiển............................................................53
3.3.5. Phân tích và lựa chọn cảm biến đọc tốc độ cho mạch vòng phản hồi...................................53

3.4. Sơ đồ khối mạch phát xung điều khiển thyristor...............................................55
3.5. Thiết kế bộ điều khiển số..................................................................................55
3.5.1. Mô tả hệ thống rời rạc bằng hàm truyền................................................................................55
3.5.2. Cách tìm hàm truyền...............................................................................................................57
3.5.3. Hàm truyền hệ rời rạc:............................................................................................................58

3.6. Tính tốn các hệ số khuếch đại của hệ thống....................................................59
3.6.1. Mơ hình tốn học và hàm truyền của hệ thống điều tốc........................................................59
3.6.2. Tổng hợp bộ điều chỉnh dòng điện
3.6.3. Tổng hợp bộ điều chỉnh tốc độ

WI

..................................................................................62

Wn ........................................................................................63

3.7. Xây dựng hệ thống trên phần mềm mô phỏng matlab simulink........................65


3.8. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển.....................................................................65
3.9. Xây dựng chương trình trên phần mền IDE......................................................66

3.10. Xây dựng hệ thống trên phần mềm proteus.....................................................67
3.10.1. Sơ đồ hệ thống......................................................................................................................67
3.10.2. Kết quả mô phỏng.................................................................................................................67

PHẦN IV: KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG VÀ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG............69
4.1. Đặt vấn đề.........................................................................................................69
4.2. Khảo sát đặc tính quá độ của hệ thống bằng phần mềm matlab simulink.........69
4.2.1. khảo sát hệ thống hở...............................................................................................................69
4.2.2. Khỏa sát hệ thống kín ( phản hồi âm tốc độ và âm dịng có ngắt)........................................70

4.3. Hiệu chỉnh hệ thống..........................................................................................72
4.4. Kết quả mô phỏng sau khi hiệu chỉnh hê thống................................................72
PHẦN V: THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ...................................................74
5.1. Nguyên lý Khởi động........................................................................................74
5.2. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ.............................................................................74
5.3. Nguyên lý ổn định tốc độ..................................................................................74
5.4. Nguyên lý tự động hạn chế phụ tải...................................................................75
5.5. Nguyên lý dừng hệ thống..................................................................................75
Tài Liệu Tham Khảo.................................................................................................76


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

LỜI NĨI ĐẦU
Trong cơng cuộc cơng nghiệp hố và hiện đại hố hiện nay, ngành tự động hố
đóng một vai trò hết sức quan trọng. Việc áp dụng các hệ thống truyền động theo vịng
kín nhằm tăng năng suất và tăng hiệu quả kinh tế. Một hệ thống làm việc ổn định thì sẽ

cho ra những sản phẩm đảm bảo chất lượng cao.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, đặc biệt là ngành điện tử
công suất. Với việc phát minh ra các linh kiện bán dẫn đã và đang ngày càng đáp ứng
được các yêu cầu của các hệ thống truyền động. Ưu điểm của việc sử dụng các linh
kiện bán dẫn mà làm cho hệ thống trở nên gọn nhẹ hơn, giá thành thấp hơn và có độ
chính xác tác động cao hơn. Với nhu cầu sản suất và tiêu dùng như hiện nay, thì việc
tự động hố cho xí nghiệp trong đó sử dụng các linh kiện gọn nhẹ là một nhu cầu hết
sức cấp thiết.
Sau gần 4 năm học tập và nghiên cứu ở trường, em đã được làm quen với các
môn học thuộc ngành. Để áp dụng lý thuyết với thực tế trong học kỳ này chúng em
được giao đồ án môn học Tổng hợp hệ điện cơ với yêu cầu “ Thiết kế hệ thống TBĐ TĐH cho máy sản xuất”.
Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của cơ giáo hướng dẫn Nguyễn
Thị Thanh Nga và các thầy cô giáo trong bộ môn, đến nay đồ án của em đã được
hoàn thành.
Bản đồ án của em gồm hai phần chính:
Phần thuyết minh: gồm 5 phần:
1. Lựa chọn cấu trúc hệ thống; tính tốn, quy đổi thông số về trục động cơ
2. Thiết kế mạch động lực
3. Thiết kế mạch điều khiển
4. Khảo sát chất lượng và hiệu chỉnh hệ thống
5. Thuyết minh sơ đồ nguyên lý.
Phần bản vẽ: Gồm 03 bản vẽ khổ A0
1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống
2. Giản đồ điện áp, dòng điện mạch động lực và mạch điều khiển
3. Đặc tính hệ thống.
Do kiến thức chun mơn cịn hạn chế, các tài liệu tham khảo có hạn, nên đồ án
của em khơng tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của các
thầy, cơ giáo cùng các bạn để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn, cảm ơn cô Nguyễn
Thị Thanh Nga đã giúp đỡ em để bản thiết kế hoàn thành đúng thời hạn.

Thái Nguyên, ngày
tháng
năm 2021
Sinh viên thiết kế
Thắng
SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 1


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH
Nguyễn Trung Thắng

PHẦN I: LỰA CHỌN CẤU TRÚC HỆ THỐNG, TÍNH TỐN, QUY ĐỔI
THƠNG SỐ VỀ TRỤC ĐỘNG CƠ
1.1 Lựa chọn cấu trúc hệ thống truyền động
1.1.1 Giới thiệu chung
* Đặt vấn đề
SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 2


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH


Để thiết kế hệ thống truyền động cho một đối tượng truyền động ta phải căn cứ
vào đặc điểm cơng nghệ của nó, căn cứ vào chỉ tiêu chất lượng mà đưa ra phương án
hợp lý. Với mỗi một đối tượng truyền động có thể thực hiện bằng các truyền động
khác nhau. Mỗi phương án đều có những ưu nhược điểm của nó, nói chung phương án
đưa ra cần đảm bảo các yêu cầu của đối tượng cần truyền động. Phải đảm bảo được
các chỉ tiêu về mặt kỹ thuật cũng như về mặt kinh tế, trong đó chỉ tiêu kỹ thuật là
quan trọng hàng đầu. Thông thường một hệ thống tốt hơn về mặt kỹ thuật cũng như
tốn kém hơn về mặt kinh tế. Do vậy tuỳ thuộc yêu cầu chất lượng và độ chính xác của
sản phẩm ta cho chọn hệ thống truyền động điện nhằm đưa ra một hệ thống đảm bảo
yêu cầu mong muốn.
* Ý nghĩa
Việc lựa chọn phương án truyền động điện có ý nghĩa rất quan trọng. Nó liên
quan đến chất lượng sản phẩm cũng như ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của sản xuất.
Nếu như lựa chọn đúng thì chúng ta có thể tăng năng suất làm việc, hạn chế được
những hành trình thừa, chất lượng sản phẩm sẽ tốt hơn, do đó hiệu quả kinh tế sẽ cao
hơn. Kết quả sẽ hồn tồn ngược lại nếu ta lựa chọn khơng đúng và nó cịn gây ra tổn
thất khơng ngờ trước.
* Lựa chọn phương án truyền động điện phù hợp
Muốn chọn được hệ thống phù hợp với yêu cầu chúng ta phải đưa ra các phương
án có thể đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật sau đó đánh giá những ưu nhược điểm mà
chọn cho hợp lý.
* Sơ đồ khối của hệ thống

Hình 1.1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống
Trong đó:
SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 3



Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

M là động cơ điện dùng để truyền động cho máy sản xuất Mx.
BĐ là thiết bị biến đổi điện năng, toàn bộ các thiết bị trên được gọi là phần lực.
Các thiết bị đo lường ĐL và bộ điều chỉnh R được gọi là phần điều khiển.
Tín hiệu đầu vào hệ thống THĐ để điều khiển hệ thống được gọi là tín hiệu đặt
(chủ đạo),
NL là các tín hiệu nhiễu (nhiễu loạn) tác động lên hệ.
1.1.2. Cấu trúc của điều khiển số

Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển số
Trong đó:
+ ĐT: đối tượng cần điều khiển, có nhiệm vụ tạo ra các đại lượng vật lý mà cơng
nghệ u cầu, chẳng hạn muốn có nhiệt độ ta phải có lị gia nhiệt, muốn có tốc độ ta
phải sử dụng động cơ,… Đây là các thiết bị tương tự.
+ SS: khối thiết bị đo, có nhiệm vụ đo các đại lượng vật lý tương tự thực tế
(không điện) và biến đổi về đại lượng điện (thường là điện áp hoặc dòng điện). Đây là
các thiết bị tương tự.
+ A/A: khối khuếch đại chuẩn hóa, có nhiệm vụ biến tín hiệu tương tự chưa
chuẩn ở đầu vào thành tín hiệu tương tự chuẩn hóa ở đầu ra. Đây là thiết bị tương tự.
Hiện nay thường dùng các chuẩn:
Chuẩn áp:
0 ÷ 5 V (0 ÷ 5 V)
Chuẩn dịng: 0 ÷ 20 mA (0 ÷  20 mA)
+ A/D, D/A: khối chuyển đổi tín hiệu tương tự - số, số - tương tự. Đây là thiết bị
số.


+ P: khối vi xử lý tín hiệu, có nhiệm vụ ghi chương trình điều khiển, chương

trình bảo vệ, đọc chương trình điều khiển, đọc giá trị tín hiệu số của đại lượng vật lý

SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 4


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

tương ứng trong chương trình; so sánh, quyết định tín hiệu điều khiển. Muốn vậy, vi
xử lý phải điều khiển trạng thái tổng trở của các pinin và pinout.
Ngoài ra vi xử lý đọc chương trình bảo vệ, đọc giá trị đại lượng vật lý cần bảo vệ,
so sánh với ngưỡng bảo vệ trong chương trình. Khi giá trị của đại lượng vật lý vượt
quá ngưỡng, P phát lệnh bảo vệ dừng hệ thống đồng thời phát tín hiệu thông báo cho
người vận hành, sửa chữa. Mặt khác, vi xử lý kiểm sốt hệ thống và thơng báo chế độ
làm việc trong hệ thống thông qua mã lệnh, mã lỗi.
+ CCĐC: cơ cấu điều chỉnh có nhiệm vụ nhận tín hiệu điều khiển và chấp hành
quy luật để điều tiết đối tượng sao cho đại lượng vật lý đầu ra biến đổi theo chương
trình cơng nghệ. Đây là thiết bị tương tự, ví dụ: các bộ biến đổi, biến trở,…
- Trong thực tế các khối có thể được chế tạo hợp bộ (trọn bộ), chẳng hạn khối
CCĐC được chế tạo hợp bộ với đối tượng ĐT, khối SS được chế tạo hợp bộ với khối
chuẩn hóa tín hiệu.
1.2. Phân tích và lựa chọn động cơ truyền động
1.2.1. Đặt vấn đề

Động cơ là một phần tử rất quan trọng trong dây truyền truyền sản xuất, thường
xuyên phải làm việc với nhiều trạng thái như là khởi động (quá trình quá độ), trạng
thái quá tải, trạng thái hãm. Để có truyển động của MSX thì cần phải có động cơ
truyền truyển động. Hiện nay chia ra làm hai loại động cơ chính là:
+ Động cơ điện xoay chiều
+ Động cơ điện một chiều
1.2.2. Phân tích các loại động cơ
Các động cơ xoay chiều có cấu tạo đơn giản, giá thành thấp, vận hành tin cậy
hơn so với động cơ một chiều nên được sử dụng rộng rãi hơn. Với hệ TĐĐ cần phải
điều chỉnh tốc độ trong một dải rộng thì hiện nay, động cơ một chiều có ưu thế hơn.
Động cơ một chiều thường được sử dụng trong các máy móc mà tốc độ động cơ cần
phải được điều khiển từ bên ngồi. Cịn động cơ xoay chiều hoạt động tốt nhất trong
các ứng dụng máy móc mà ở đó hiệu suất năng lượng được duy trì ở mức cao trong
suốt thời gian dài. Ở đề bài có yêu cầu dải điều chỉnh rộng và điều chỉnh tốc độ nên em
chọn loại động cơ một chiều.

SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 5


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

Động cơ một chiều có 3 loại kích từ. Trong đó thì đơng cơ một chiều kích từ hỗn
hợp có cấu tạo phức tạp nhất, giá thành sẽ cao, tính ứng dụng chưa được phổ biến. Nên
ở đây em sẽ khơng chọn mạch kích từ này.
Động cơ một chiều kích từ nối tiếp có đường đặc tính cơ có dạng hyperbol. Thích

hợp làm việc với vùng tải định mức vì khi đó mạch từ mới bão hịa. Do vậy khi tải nhỏ
thì đặc tính cơ có dạng hyperbol bậc 2 và mềm, khơng thể làm việc khơng tải vì khi đó
tốc độ sẽ rất lớn và phá hủy cơ cấu cơ khí. Cịn khi điều chỉnh tốc độ thì đều làm
momen thay đổi theo nên không thỏa mãn yêu cầu của bài tốn.
Động cơ một chiều kích từ độc lập có đường đặc tính cơ có hàm bậc nhất

y  B  Ax , nên đường biểu diễn trên hệ MOx là một đường thẳng với dốc âm, do đó
việc điều chỉnh tốc độ đối với mạch kích độc lập sẽ dễ dàng hơn. Và ổn định được tốc
độ đầu ra.
=> Để thuận tiện trong việc điều chỉnh tốc độ với dải điều chỉnh rộng và điều
chỉnh trơn nên em chọn động cơ một chiều kích từ độc lập.
1.2.3. Động cơ một chiều kích từ độc lập
1.2.3.1. Sơ đồ nguyên lí và đặc tính cơ
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có cuộn kích từ mắc vào nguồn một
chiều độc lập (hình 1.3) (đối nguồn có cơng suất khơng đủ lớn) và cũng có thể cuộn
kích từ mắc song song với mạch phần ứng (đối nguồn một chiều có cơng suất vơ cùng
lớn).

Hình 1.3. Sơ đồ ngun lý động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Đặc tính cơ của một động cơ điện một chiều kích từ độc lập

SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 6


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH


Đối với động cơ loại này cuộn kích từ mắc độc lập với phần ứng động cơ nên tiết
diện dây nhỏ, điện trở lớn, dịng kích từ khơng phụ thuộc vào tính chất của tải.
Phương trình đặc tính cơ:
Nhận xét:
Với nguồn một chiều cơng suất vơ cùng lớn thì cuộn dây kích từ mắc song song
với phần ứng động cơ có thể được xem là khơng ảnh hưởng tới điện áp đặt vào phần
ứng của động cơ.
Từ thông sinh ra trong động cơ khơng phụ thuộc vào tính chất của tải mà chỉ phụ
thuộc vào điện áp và điện trở mạch kích từ. Vì vậy có thể thay đổi từ thơng để điều
chỉnh tốc độ.
Đường đặc tính cơ là đường thẳng và động cơ làm việc ổn định khi tốc độ khơng
đổi thì mơ men điện từ bằng mơ men trên trục động cơ, điểm làm việc trên đặc tính
tương ứng giao điểm đặc tính tải với đặc tính cơ tự nhiên.
Phạm vi điều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ bền cơ khí kết cấu
cơ của máy, khả năng chuyển mạch cổ góp, độ duy trì tốc độ dặt khi có sự dao động
của phụ tải tĩnh.
Có đặc tính cơ cứng mơ men khởi động lớn có thể điều chỉnh được mơ men dùng
các phương pháp cưỡng bức như đưa thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng.
1.2.3.2. Phân tích và lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ
a) Phương pháp thay đổi điện áp phần ứng

Khi thay đổi điện áp phần ứng

R u  const , kt  const

Tốc độ không tải lý tưởng:
Độ cứng đặc tính cơ:

(Kdm ) 2


 const
Ru
Hình 1.4. Đặc tính cơ khi điều chỉnh điện áp
phần ứng động cơ

Nhận xét:
SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 7


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

- Như vậy khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một họ đặc tính
song song với đặc tính cơ tự nhiên (=const) (Hinh 1.3), khi thay đổi điện áp: mô men
ngắn mạch của động cơ giảm, độ cứng = const, tốc độ động cơ thay đổi. Mặt khác ta
thấy điện áp đặt vào phần ứng động là có thể điều chỉnh được tuỳ ý. Do vậy ta có thể
điều chỉnh và ổn định tốc độ ở mọi dải điều chỉnh.
- Khi thay đổi điện áp phần ứng động cơ phải giữ cho từ thơng kích từ khơng đổi
và định mức.
- Ứng với một tải thì độ sụt tốc độ trong tồn dải điều chỉnh là như nhau. Sai lệch
tốc độ tương đối trên đường đặc tính thấp nhất sẽ lớn nhất .
- Dải điều chỉnh rộng D=10/1 và điều chỉnh tốc độ dưới tốc độ cơ bản.
- Phương pháp này cần có bộ nguồn để thay đổi điện áp.
b) Phương pháp thay đổi từ thơng
Sơ đồ ngun lý và đặc tính cơ :

Khi điều chỉnh từ thông ta giữ cho điện áp đặt vào phần ứng động cơ không đổi
và định mức. Uđm =const, Rư =const, Φkt =var

ox 
Tốc độ không tải lý tưởng:

U dm
 var
Kx

Độ cứng đặc tính cơ:

Hình 1.5. Đặc tính cơ khi điều chỉnh từ thông

Nhận xét:
Do cấu tạo động cơ, thực tế thường điều chỉnh giảm từ thông. Nên khi từ thơng
giảm thì ox tăng, cịn  sẽ giảm. Ta có đặc tính cơ với ox tăng dần và độ cứng của đặc
tính cơ giảm dần khi giảm từ thông.

SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 8


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

Khi thay đổi giảm từ thông ta thu được họ đặc tính cơ có tốc độ ω >ω0 và độ dốc

càng tăng khi từ thông càng giảm nhỏ. Khi từ thơng giảm đến một giá trị nào đó thì có
thể làm cho khả năng chuyển mạch của cổ góp bị sấu đi ,gây hồ quang
Dải điều chỉnh D=3/1 và thường điều chỉnh trên tốc độ cơ bản.
Khi tốc độ tăng làm cho truyền động mất ổn định.
Giảm mô men khởi động, ít tổn hao do điều chỉnh, kinh tế.
Như vậy điều chỉnh từ thông chỉ phù hợp với loại truyền động khi cần tăng tốc
độ lớn hơn tốc độ định mức. Vì vậy ta cũng loại bỏ phương pháp này.
c) Phương pháp đưa điện trở phụ vào mạch phần ứng động cơ.
Muốn thay đổi điện trở mạch phần ứng ta nối thêm điện trở phụ R f vào mạch
phần ứng. (Uđm =const, Φkt định mức, R = var)
Tốc độ khơng tải lý tưởng:
Độ cứng đặc tính cơ:

(Kdm ) 2

 var
Ru  Rf

Hình 1.6. Đặc tính cơ khi đưa thêm điện phụ
Nhận xét:
Khi thêm điện trở phụ vào mạch mạch phần ứng thì độ cứng đặc tính cơ  giảm
đi. Với một phụ tải Mc nào đó, nếu Rf càng lớn thì tốc độ động cơ giảm, đồng thời
dịng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch cũng giảm.
Mô men khởi động và dòng khởi động giảm nhỏ. Khi điện trở phụ đưa vào càng
lớn thì đặc tính cơ càng mềm. Đây là điều hồn tồn khơng mong muốn
1.2.4. Chọn Phương pháp điều chỉnh tốc độ
Qua việc phân tích cấu tạo, đặc điểm cũng như các phương pháp điều chỉnh tốc
độ đối với từng loại động cơ. Đồng thời căn cứ vào u cầu cơng nghệ địi hỏi thiết kế
hệ truyền động điện với chất lượng cao, Mc = const mang tính chất phản kháng với dải
SVTK: Nguyễn Trung Thắng


Trang 9


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

điều chỉnh rộng, điều chỉnh tốc độ dễ dàng, u cầu khơng có đảo chiều và q trình
q độ xảy ra thường xuyên nên ta chọn động cơ một chiều kích từ độc lập làm động
cơ cho truyền động chính và chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi
điện áp mạch phần ứng vì phương pháp này phù hợp với tính chất tải là tảo phản
kháng, momen cản Mc là hằng số
1.3. Phân tích chọn Bộ biến đổi điện áp
Bộ biến đổi điện áp có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một
chiều cấp cho phần ứng của động cơ. Hiện nay người ta thường sử dụng các bộ biến
đổi sau:
- Bộ biến đổi máy điện: động cơ sơ cấp kéo máy phát một chiều.
- Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn: chỉnh lưu Tiristor.
- Bộ biến đổi xung áp một chiều: Tiristor - Tranzitor.
1.3.1 Bộ biến đổi máy phát - Động cơ (F-Đ)
Bộ biến đổi này gồm máy phát một chiều kích từ độc lập phát ra điện áp cung
cấp cho mạch phần ứng động cơ, máy phát này thường do động cơ sơ cấp không đồng
bộ 3 pha ĐK kéo quay và tốc độ quay của máy phát là không đổi .
a) Sơ đồ nguyên lý như sau:

Hình 1.7. Sơ đồ nguyên lý hệ F-Đ
Người ta đã chứng minh được :


E F  K F . F .F  K F .F .C.i KF

i KF 
C

U KF
R KF

V KF
Vi KF

KF

: Hệ số cấu trúc máy phát .
C : Hệ số góc của đặc tính từ hố .
Vậy sức điện động của máy phát tỉ lệ điện áp kích thích bởi hệ số hằng
E F  K F .U KF

SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 10


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

Khi ta thay đổi sẽ thay đổi được tức là thay đổi được điện áp đặt lên động cơ.
Nếu đặt thì ta có phương trình đặc tính của hệ như sau :



KF
R
.U KF 
.I
K
K



KF
R
.U KF 
.M
K
(K  )2

  0 (U KF .U KD ) 

M
.U KD

b) Đặc tính từ hố và đặc tính tải:

Hình 1.8. Đặc tính từ hố và đặc tính tải hệ F-Đ
Từ hệ trên ta thấy khi điều chỉnh dịng kích thích máy phát thì điều chỉnh được
tốc độ khơng tải cịn độ cứng đặc tính cơ thì khơng đổi.
1.3.2. Bộ biến đổi Tiristor -Động cơ
Hệ chỉnh lưu điều khiển - Động cơ một chiều thực hiện điều khiển động cơ theo

nguyên lý thay đổi điện áp phần ứng động cơ trong đó bộ biến đổi là bộ chỉnh lưu bán
dẫn biến đổi trực tiếp điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều không qua khâu
trung gian nào, do đó nó có nhiều ưu điểm như kết cấu nhẹ, khơng địi hỏi nền móng,
khơng gây tiếng ồn, hiệu suất cao, thuận tiện cho việc tự động hoá, độ tác động nhanh,
dễ dàng theo dõi.
-Xây dựng phương trình đặc tính cơ
Ta xét trường hợp dịng điện phần ứng chảy liên tục khi đó có sơ đồ thay thế hệ
T-Đ không đảo chiều

SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 11


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

Hình 1.9. Sơ Đồ thay thế mạch phần ứng hệ T-Đ
Trong đó:
Ed là nguồn sức điện động thay thế cho bộ chỉnh lưu.
RCL điện trở trong của bộ chỉnh lưu.
Mặt khác ta có quan hệ α =f(Uđk) thì xác định được Ed theo Uđk như sau:
Ed =Udo.cosα =KCL.Uđk
KcL Hệ số khuyếch đại điện áp của bộ chỉnh lưu nếu coi chỉnh lưu là tuyến tính
thì:
Đặc tính cơ hệ T-Đ
Như đã biết phương trình:


Ta có Uư =Udo.cosα thay vào phương trình trên ta được:

hoặc
1.3.3. Bộ biến đổi đi ốt – xung điện áp
Ngày nay hệ xung áp – động cơ được sử dụng rộng rãi, nhất là khi các yếu tố về
độ tin cậy, dễ điều chỉnh, độ ổn định, kích thước trọng lượng được đặt lên hàng đầu.
Đối với các bộ biến đổi công suất nhỏ (vài KW) và trung bình (hàng chục KW)
người ta thường sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực IGBT. Đối với công suất lớn (vài
trăm KW) người ta thường dùng GTO, cao hơn nữa dùng Tiristor.
Sơ đồ nguyên lý bộ biến đổi – xung điện áp :

SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 12


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

Hình 1.10. Sơ đồ nguyên lý bộ biến đổi – xung điện áp
Điện áp đặt lên động cơ có dạng xung áp:
t1

t2

1
1
U.t1

Utb 
udt 
udt 
 U.
�
�
Tck 0
Tck t1
Tck

Trong đó: t1 là thời gian đóng
t2 là thời gian cắt

t1
TCK là độ rộng xung, T là chu kỳ của 1 vòng xung.
CK

Bằng cách thay đổi giá trị của ta sẽ thay đổi được giá trị của Utb và tốc độ của


động cơ thay đổi theo.
Về lý thuyết có 3 cách thay đổi  là :
+ Giữ nguyên Tck và thay đổi t1
+ Giữ nguyên t1 và thay đổi Tck
+ Kết hợp cả hai cách trên, nhưng phức tạp và ít dùng thơng thường dùng cách
một.

BLT 
Phương trình đặc tính cơ điện:


BLT 
Phương trình đặc tính cơ:

(2   1)U R �

I
Kđm
Kđm

R�
(2   1)U

M
Kđm
(Kđm ) 2

1.3.4. Chọn loại BBĐ
Sau khi đưa ra 3 phương trên với mục đích thay đổi được điện áp phần ứng đặt
vào mạch phần ứng động cơ. Cả 3 phương án (bộ biến đổi) đều có đáp ứng được yêu
cầu của đề bài là điều khiển được điện áp theo mỗi cách của mỗi loại bộ biến đổi như
SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 13


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH


đã nêu trên. Tuy nhiên bộ biến đổi F-Đ thì kết cấu đơn giản nhưng lại dùng bộ truyền
cơ khí để kết nối giữa máy phát và động cơ nên theo năm tháng thì phần kết nối cơ khí
đó có thể bị mỏi và biến dạng nên sẽ sai lệnh các thơng số, ngồi ra thì biến đổi điện
áp thơng qua nhiều thiết bị thì khơng thể tránh khỏi nhiễu tác động, việc điều chỉnh
điện áp cũng phức tạp hơn vì can thiệp vào mạch phần kích từ của máy phát. Vì vậy
hiện nay các MSX khơng cịn ứng dụng nhiều bộ biến đổi F-Đ này nữa, nên trong đề
bài này em cũng không chọn bộ biến đổi này làm bộ biến đổi điện áp.
Bộ biến đổi T-Đ hiện nay được sử dụng phổ biến, vì giá thành khơng quá cao mà
chất lượng điện áp đầu ra lại ổn định. Về mạch động lực thì rất tốt vì ít linh kiện sẽ
tránh được việc tổn thất năng lượng, mà mạch động lực lại chỉ gồm các van thyritor
(với điện áp rơi lý tưởng khi van mở �0 v). Với việc thay đổi góc mở van thì thay đổi
điện áp đầu ra, việc thay đổi này lại đòi hỏi sự chính xác cao trong mạch điều khiển
mở van. Trái ngược với sự đơn giản linh kiện ở mạch lực thì mạch điều khiển lại nhiều
linh kiện điện tử và liên kết chặt chẽ với nhau, nên nếu có hỏng thì việc sửa chữa sẽ
tốn rất nhiều công sức.
Bộ biến đổi xung áp thì đã khắc phục được nhược điểm của bộ biến đổi T-Đ.
Nhưng mạch lực lại nhiều linh kiện hơn. Và yêu cầu nguồn cung cấp cho bộ xung áp
có chất lượng cao, vì vậy kéo theo giá thành cao.
Từ một số đặc điểm em vừa nêu và kết hợp với đề bài của em thì em chọn bộ
biến đổi T-Đ. Vì phù hợp với đối tượng em được học và tìm hiểu khá kỹ. Hơn thế nữa
thì BBĐ T-Đ đáp ứng tốt được công nghệ yêu cầu.
1.4. Phân tích lựa chọn các mạch vịng phản hồi
1.4.1. Đặt vấn đề
Từ yêu cầu của đề bài là sai lệch tĩnh St  4% , và hệ thống có tự động hạn chế
phụ tải nên trong cấu trúc của hệ cần phải thiết kế các mạch vòng phản hồi để ổn định
được tốc độ là vấn đề chính được quan tâm đến, sau khi ổn định tốt được tốc độ thì ta
quan tâm đến hạn chế phụ tải tức là dòng tải thay đổi quá giá trị cho phép thì hệ thống
tự động hạn chế để tránh tình trạng xấu xảy ra cho động cơ cũng như máy sản xuất.
Vậy ta có mạch vịng phản hồi chính và mạch vịng phản hồi phụ. Từ kiến thức đã học
thì e biết đến 4 loại phản hồi là:


SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 14


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

+ Phản hồi âm: là mối liên hệ phản hồi và tín hiệu đặt ln ngược dấu hoặc
ngược pha. Có tác dụng giữ ổn định. Để tạo phản hồi âm thì thơng qua việc đấu nối và
ghép nối.
+ Phản hồi dương: là mối liên hệ giữ phản hồi và tín hiệu đặt ln cùng dấu hoặc
cùng pha, có tác dụng nâng cao hệ số khếch đại hoặc tạo ra hệ tự kích. Để tạo ra phản
hồi dương thì thơng qua việc đấu nôi và ghép nối.
+ Phản hồi cứng: là mối liên hệ phản hồi mà làm việc ở cả chế độ quá độ và chế
độ xác lập, nhưng hiệu quả chính xác ở chế độ xác lập, cịn chế độ q độ thì gần đúng
bỏ qua, có tác dụng nâng cao chất lượng của hệ. Để tạo ra phản hồi cứng phải dùng
các thiết bị không phải ứng với tần số như: mạch điện trở, can nhiệt, máy phát tốc, ...
+ Phản hồi mềm: là mối liên hệ phản hồi mà chỉ làm việc ở chế độ quá độ cịn
chế độ xác lập khơng tham gia. Có tác dụng nâng cao chất lượng quá độ như tăng độ
nhạy, giảm dao động, giảm lượng quá điều chỉnh. Để thực hiện phải dùng thiết bị có
phản ứng với tần số và thường tạo ra hàm vi phân như mạch: RC, RL, biên áp vi phân,
cầu động, ...
Với hệ thống yêu cầu giữ ổn định ở chế độ xác lập nên ta chỉ quan tâm tới phản
hồi âm và dương.
1.4.2. Phân tích lựa chọn mạch vịng phản hồi
Từ u cầu của đề bài là có tự động hạn chế phụ tải và sai lệch tĩnh s t  4% nên

trong hệ thống cần phải có mạch vịng phản hồi để đáp ứng yêu cầu đặt ra. Giả sử với
hệ hở như sau:

Hình 1.11. Sơ đồ cấu trúc hệ thống (mạch hở)
Hệ thống có BBĐ được điều khiển trực tiếp bằng dải điện áp một chiều (có thể
lấy qua biến trở) có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều và
SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 15


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

thay đổi giá trị điện áp một chiều đặt vào mạch phần ứng của động cơ, từ đó thay đổi
được tốc độ của động cơ (vì lựa chọn điều khiển tốc độ động cơ bằng phương pháp
thay đổi giá trị điện áp đặt vào mạch phần ứng của động cơ). Với hệ thống này không
yêu cầu đảo chiều nên em chỉ dùng một bộ biến đổi. Như vậy muốn tăng tốc độ động

cơ Đ thì giảm giá trị u cđ (vì

u cđ  uđk :  :

1
U d ), ngược lại muốn giảm tốc độ của động

cơ Đ thì tăng u cđ . Như vậy hệ thống rất đơn giản và dễ sử dụng. Tuy nhiên ta xét với
một trường hợp là khi M c thay đổi cụ thể là M c tăng trong quá trình làm việc thì tốc độ


sẽ giảm vì M cđt M

�

d
0
dt
nên động cơ sẽ giảm tốc, nếu M c vẫn tăng thì tốc độ

sẽ giảm sâu đến khi dừng và làm việc với chế độ ngắn mạch đôi với tải phản kháng,
đảo chiều làm việc với chế độ hạ tải đối với tải thế năng. Nhưng nếu M c trở lại bình
thường thì cần một khoảng thời gian lớn thì tốc độ mới phục hồi về tốc độ cũ. Vậy để
khắc phục nhược điểm của hệ thống này thì cần có các mạch vịng phản hồi. Từ kiến
thức đã học thì em biết được muốn ổn định đại lượng nào thì ta phản hồi âm đại lượng
đó. Áp dụng vào trường hợp này thì chúng ta cần ổn định tốc độ và hạn chế dòng tải
nên em sẽ lựa chọn phản hồi âm tốc độ và âm dịng điện có ngắt.
1.4.3. Xác định mạch vòng phản hồi cho hệ thống
1.4.3.1 Hệ điều tốc vòng kín với phản hồi âm tốc độ và âm dịng có ngắt
Sau khi phân tích riêng rẽ các mạch vịng phản hồi cho hệ thống thì ta cần kết
hợp chúng lại để thỏa mãn tất cả yêu cầu của đề bài là ổn định tốc độ và tự động hạn
chế phụ tải, nên ta sẽ có mạch vịng phản hồi âm tốc độ và âm dịng có ngắt. Ở đây là
xảy ra 2 trường hợp:
+ Tín hiệu phản hồi được tổng hợp chung 1 bộ khuếch đại
+ Tín hiệu phản hồi được tổng hợp riêng 2 bộ khuếch đại
Để làm rõ hơn vấn đề nêu trên thì ta tiếp tục đi phân đặc điểm cụ thể của 2 cách
tổng hợp nêu trên, từ đó nhìn nhận hợp lý để chọn một cách cho hệ thống.
Ta có sơ dồ nguyên lý hệ thống như sau:

SVTK: Nguyễn Trung Thắng


Trang 16


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

Hình 1.12. Hệ ĐCTĐTĐĐ có phản hồi âm tốc độ và âm dịng điện có ngắt
Trong sơ đồ hình 1.28 gồm có khối KĐ dùng để tổng hợp và khuếch đại tín hiệu
để đưa đến BBĐ. BBĐ có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một
chiều có giá trị thay đổi được phụ thuộc vào tín hiệu điều khiển từ khối KĐ đưa tới.
KN (khâu ngắt), khâu này có đặc tính là khi trên đầu vào có tín hiệu ( Id ) với trị tuyệt
đối nhỏ hơn một lượng nhất định được gọi là tín hiệu ngắt (U ng =

I ng

) thì tín hiệu đầu

ra bằng khơng, khi giá trị tuyệt đối tín hiệu vào vượt q giá trị tín hiệu ngắt thì đầu ra
  Id  I ng  .
có tín hiệu là
Khối khuếch đại KĐ trong thực tế có thể có 1 hoặc một số tầng khuếch đại. Các

tín hiệu vào của khối này gồm

u cđ ,  n,    Id  Ing 

có thể đưa chung vào một


khối đầu vào, cũng có trường hợp các tín hiệu này đưa vào các khối khác nhau: tín
hiệu ucđ và n được tổng hợp ở khối đầu vào, tín hiệu ra của khối đầu vào được tổng
hợp với tín hiệu phản hồi âm dịng có ngắt

  Id  Ing 

ở khối tiếp theo, tương ứng

với từng trường hợp nguyên lý hoạt động của hệ có các điểm khác nhau và sơ đồ khối
của hệ cũng khác nhau.
1.4.3.2. Trường hợp khi các tín hiệu được tổng hợp riêng rẽ

SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 17


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

Hình 1.13. Sơ đồ khối của hệ ĐCTĐTĐĐ có phản hồi âm tốc độ và âm dịng điện có
ngắt với các tín hiệu được tổng hợp riêng rẽ các tín hiệu vào của hệ

Hình 1.14. Đặc tính cơ điện của hệ ĐCTĐTĐĐ có phản hồi âm tốc độ và âm dịng có
ngắt khi sử dụng khâu tổng hợp riêng rẽ
Trong trường hợp này, bộ khuếch đại trung gian được chia làm 2 khâu nối tiếp
nhau. Khâu thứ nhất thực hiện tổng hợp điện áp chủ đạo với tín hiệu phản hồi âm tốc

độ, có hệ số khuếch đại là Kn. Khâu thứ 2 tổng hợp tín ra của khâu thứ nhất (u đk1) với
tín hiệu phản hồi âm dịng điện có ngắt và có hệ số khuếch đại là K I. Hệ số khuếch đại
tổng của bộ khuếch đại là K KĐ = Kn.KI. Với giai đoạn hiện nay, các bộ bộ khuếch đại
trung gian thường được thực hiện từ các khuếch đại thuật tốn có hệ số khuếch đại lớn
nhưng lại có đặc tính bão hịa khi tín hiệu vào lớn. Do vậy khi tín hiệu âm dịng có
ngắt tác động mạnh (dịng lớn) thì tốc độ động cơ giảm nhiều, dẫn đến khâu K n sẽ bị
SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 18


Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

bão hịa, lúc đó tín hiệu điều khiển BĐ không phụ thuộc phản hồi âm tốc độ nữa.
Thông thường với các hệ này, khi dòng động cơ thay đổi từ 0 đến I nm (dòng điện ngắn
mạch - dừng) thì hệ thống có 4 vùng (4 đoạn đặc tính) làm việc khác nhau: Vùng thứ
nhất là vùng làm việc khi hệ chỉ có tác động của phản hồi âm tốc độ; vùng thứ 2 là
vùng làm việc có cả 2 phản hồi cùng tham gia (khi I d > Ing nhưng khâu Kn chưa bão
hòa); vùng 3 là vùng làm việc của hệ hở tức là khơng có phản hồi tham gia vào hệ
thống; vùng thứ 4 là vùng làm việc mà khi đó khâu K n đã bão hịa, hệ chỉ cịn tín hiệu
phản hồi âm dịng điện có ngắt.
Tín hiệu điều khiển bộ biến đổi:
(1) uđk = Kn.KI.(ucđ - n) = KKĐ.(ucđ - n) khi Id < Ing.
(2) uđk = KI.[ Kn (ucđ - n) -.(Id – Ing)]
Khi Id > Ing nhưng khâu thứ nhất của bộ khuếch đại chưa bị bão hòa.
(3) uđk = KI.Ubh
khâu thứ nhất của bộ khuếch đại bị bão hòa và Id < Ing.

(4) uđk = KI.[Ubh -.(Id – Ing)]
Khi khâu thứ nhất của bộ khuếch đại bị bão hòa, với U bh là giá trị điện áp đầu ra của
khâu khuếch đại thứ nhất khi bị bão hòa.

E b  K bđk.u

U u  E b  (R b  R s ).IdĐ E u dR .I 

1
.nu dR .I
KĐ
, bỏ qua Rs có giá trị

rất nhỏ so với các điện trở Rb và Rư ta có:

U u  E b  R b .IdĐ E u dR .I 

1
.nu dR .I
KĐ

Phương trình đặc tính cơ điện của hệ thống kín:
+ Vùng 1 (   0;  �0 )

n

K KĐ.K b .K Đ .u cđ  K Đ.(R b  R u ).I u K.u cđ  K Đ.(R b  R u ).I d

1  .K KĐ.K b .K Đ
1  .K


+ Vùng 2 (  �0;  �0 )

n



K n .K I .K bĐ.K cđ.u  I.K b.K Đ.K ng.I  (I.K b.K b R uR ).K
Đ u .I
1  .K n .K I .K bĐ.K

K.u cđ  .K I .K b .K Đ .Ing
1  .K

+Vùng 3 (   0;   0 )



(.K I .K b  R b  R uĐ).K
.Iu
1  .K

n  [u rbh .K I .K b  (R b  R u )IuĐ].K rbh
 u I .Kb .KĐ.K b(R u R Đ).Ku .I

+ Vùng 4 (  �0;   0 )
SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 19



Đồ án môn học: Tổng hợp hệ điện cơ
NGA

GVHD: NGUYỄN THỊ THANH

n  (u rbh  .I ng ).K I .K bĐ.K  (I.K b.K b R u R u )I Đ.K

Sai lệch (độ sụt) tốc độ khi Id < Ing hồn tồn tương tự trường hợp hệ có phản hồi
âm tốc độ, vì lúc này khâu phản hồi âm dịng có ngắt chưa tác động. Khi I d > Ing thì có
sự tham gia của phản hồi âm dịng có ngắt nên sai lệch tốc độ tăng lên, tốc độ động cơ
sẽ giảm nhanh khi dòng động cơ tăng, đặc biệt là khi khâu khuếch đại thứ nhất bị bão
hịa (đặc tính tĩnh hình 1.28). Việc lựa chọn hệ số phản hồi âm dòng () và hệ số
khuếch đại của các khâu của bộ khuếch đại trung gian để có dịng ngắn mạch theo u
cầu dễ dàng hơn trường hợp trước rất nhiều.
1.4.4. Kết luận ( chọn mạch vòng phản hồi)
Như đã nêu ở phần phân tích và chọn mạch vịng phản hồi thì em có đưa ra
phương án là chọn mạch vòng phản hồi âm tốc độ và âm dịng có ngắt. Tuy nhiên đối
với mạch vịng phản hồi này lại có hai vịng phản hồi nên tổng hợp tín hiệu sẽ có hai
cách là tổng hợp riêng rẽ 2 tín hiệu và tổng hợp chung 2 tín hiệu phản hồi. Em cũng đã
làm rõ hai trường hợp này ở mục trên, và nhận thấy mỗi cách tổng hợp đều có ưu điểm
riêng. Nhưng ở đề bài này không yêu cầu đảo chiều và dải điều chỉnh cũng không quá
lớn, nên em quyết định chọn phương pháp tổng hợp chung để đơn giản hệ thống. Vậy
mạch vòng phản hồi cho hệ thống của đề bài này sẽ là mạch vịng phản hồi âm tốc độ
và âm dịng có ngắt tổng hợp riêng.
1.5. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống
Từ các lập luận từ mục 1.1 đến 1.4 thì em đã giải quyết cơ bản các khối có trong
hệ thống của đề bài. Từ đó em xây dựng sơ đồ khối cấu trúc hệ thống gồm khối tổng
hợp và khuếch đại, khối bộ biến đổi, các mạch vòng phản hồi, động cơ và thể hiện
được phương pháp điều khiển động cơ. Sơ đồ khối như sau:


SVTK: Nguyễn Trung Thắng

Trang 20