0.9 Hệ thống điều khiển tự động

Các nguyên tắc điều khiển tự động

Xuất phát từ yêu cầu công nghệ: cần thay đổi tốc độ, thay đổi hành trình làm việc của cơ cấu sản xuất ...

Xuất phát từ chế độ làm việc của HT ĐKTĐ: khởi động, chuyển đổi tốc độ, hãm, đảo chiều, dừng máy ...

Xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật, kinh tế: điều chỉnh tốc độ, ổn định, chính xác cao, an toàn ... và kinh tế.

Từ đó cần có những nguyên tắc ĐKTĐ để thực hiện được các yêu cầu trên, đồng thời tự động hạn chế các đại lượng cần hạn chế: dòng điện cho phép, mô men cho phép, tốc độ cho phép, công suất cho phép, ...

Điều khiển tự động theo nguyên tắc thời gian

Nội dung

Có đồ thị khởi động ĐMđl với 2 cấp điện trở phụ:

  IXL I1d e (t)b c I2 I(t) Ic a0 Ic I2 I1 Iư 0 t1 t2 t3 t Hình 7 - 1: Các đặc tính cơ và quá độ khi khởi động12TN

- Trên hình 7-1, trình bày đặc tính khởi động: (Iư), (t), I(t) của động cơ điện một chiều kích từ độc lập, có 2 cấp khởi động (dùng điện trở phụ hạn chế dòng khởi động).

- Qua đồ thị khởi động ở trên, ta thấy: việc ngắn mạch các cấp điện trở phụ có thể xảy ra sau những khoảng thời gian nhất định:

+ Cấp thứ nhất được ngắn mạch sau khoảng thời gian t1 kể từ khi bắt đầu khởi động.

+ Cấp thứ 2 được ngắn mạch sau khoảng thời gian t2 kể từ khi bắt đầu ngắn mạch cấp 1...

- Các tín hiệu điều khiển ở các thời điểm trên được tạo ra nhờ các rơ le thời gian. Thời gian duy trì của các rơ le thời gian hiện nay có thể đạt: td.tr = 0,05s  2 h, và lớn hơn.

- Thời gian thực hiện các cấp khởi động (tdtr.kđ) được xác định theo tính toán quá trình quá độ của hệ thống TĐĐ TĐ.

Khi M() [ hay I() ] là tuyến tính thì thời gian quá trình quá độ giữa hai cấp tốc độ là:

$\begin{array}{}{t}_{\text{ôđ}}=T_{\text{ci}}\text{ln}\frac{M_{\text{đgi}}}{M_{\text{đgi}+1}}=\frac{J}{\beta }\text{ln}\frac{M_{\text{đgi}}}{M_{\text{đgi}+1}}\\ =J\frac{{\omega }_{i+1}-{\omega }_i}{M_{\text{đgi}}-M_{\text{đgi}+1}}\text{ln}\frac{M_{\text{đgi}}}{M_{\text{đgi}+1}}\end{array}$ (7-1)

- Thời gian chỉnh định của rơ le thời gian để thực hiện gia tốc từ tốc độ thứ i đến tốc độ thứ i+1 là:

tcđ = tqđ - to (7-2)

Trong đó: tqđ - là thời gian quá độ giữa 2 cấp tốc độ.

to - là thời gian tác động của các thiết bị, khí cụ trong mạch có liên quan đến sự tác động của rơ le thời gian.

Các mạch điển hình:

* Mở máy động cơ điện một chiều 2 cấp điện trở phụ

1) Sơ đồ:

Hình 7 - 2: Sơ đồ nguyên lý và biểu đồ thời gian K1RTh1CD+UL132468KK2RThCKTL1L2Đ1G2GRưf2 Rưf1DMK2CD2CDL3L4+ULKK1RTh1G2G2RTh5791011131517

2) Nguyên lý làm việc:

* Khởi động động cơ:

- Đóng các cầu dao 1CD, 2CD, dẫn đến cuộn dây rơ le thời gian 1RTh(11-10) có điện, tiếp điểm 1RTh(13-15) mở ra, đảm bảo cho các cuộn dây công tắc tơ 1G(15-10), 2G(17-10) không có điện, và như vậy các điện trở phụ Rưf1 , Rưf2 , sẽ đều tham gia trong mạch phần ứng.

- Ấn nút M thì cuộn dây K(9-10) có điện, các tiếp điểm K(1-3), K(6-8) đóng lại, dẫn đến động cơ Đ được khởi động với toàn bộ điện trở phụ trong mạch phần ứng: Rưf = Rưf1 + Rưf2 , theo đặc tính 1. Tiếp điểm K(7-9) đóng lại để duy trì cho công tắc tơ K khi thôi ấn M. Các tiếp điểm K(1-3), K(6-8) đóng lại, làm cho cuộn dây 2RTh(4-6) có điện, tiếp điểm 2RTh(15-17) mở ra, đảm bảo cho cuộn dây 2G(17-10) không có điện.

K(5-11) mở, K(5-13) đóng, làm 1RTh(11-10) mất điện, sau thời gian chỉnh định của 1RTh ( t1) thì 1RTh(13-15) đóng, làm cho 1G(4-6) đóng, ngắn mạch Rưf1 , động cơ Đ khởi động sang đặc tính 2, tương ứng với Rưf2 .