Luận Văn Thiết kế hệ truyền đông điện một chiều điều chỉnh tốc độ động cơ ứng dụng bộ điều khiển vạn năng

LỜI MỞ ĐẦU
Trong mọi ngành sản xuất hiện nay, các công nghệ tiên tiến, các dây truyền, thiết bị hiện đại đã và đang thâm nhập vào nước ta, những công nghệ mới, những dây truyền sản xuất, thiết bị hiện đại đã góp phần tích cực thúc đẩy sự công nghiệp hoá đất nước. Các máy móc, dây truyền thiết bị trong mọi lĩnh vực đa phần hoạt động nhờ điện năng thông qua các thiết bị biến đổi điện năng thành cơ năng, nhiệt năng .Việc điều các quá trình chuyển đổi này trong các may với mục đích khác nhau cũng ngày càng đa dạng phức tạp.Trong đó, ngành Điện đóng vai rất quan trọng .Ngày nay do ứng dụng tiến bộ khoa học kĩ thuật, điện tử, cơ khí chính xác, công nghệ sản xuất các thiêt bị điện tử ngày càng hoàn thiện. Nên việc phát triển tự động hoá có những bước tiến vượt bậc. Tự động hoá được áp dụng cho từng may từng bộ phận sản xuất, rồi tiến tới áp dụng cho toàn bộ quá trình sản xuất như hiện nay. Việc áp dụng tự động hoá vào ngành sản xuất giúp chúng ta có thể tạo ra một khối lượng sản phẩm lớn đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật đề ra: Độ chính xác cao, chất lượng kĩ thuật tốt, giảm chi phí sản xuất, giảm các loại tổn hao đầu vào đầu vào, vốn đầu tư .Trên cơ sở đó nâng cao sức cạnh tranh của sản xuất.
Được sự cho phép và hướng dẫn tận tình của GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn trưởng bộ môn Điện tự công nghiệp trường ĐH Dân lập Hải Phòng, ThS Nguyễn Trọng Thắng chủ nhiêm đề tài “ Thiết kế bộ điều khiển hiện đại ứng dụng trong công nghiệp ” và các thầy cô giáo trong bộ môn Điện tự động công nghiệp em đã bắt tay vào nghiên cứu và thực hiện đề tài “ Thiết kế hệ truyền đông điện một chiều điều chỉnh tốc độ động cơ ứng dụng bộ điều khiển vạn năng ” do GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn hướng dẫn chính. Đề tài gồm những nội dung chính sau:
Chương 1: Tổng quan về đong cơ điện một chiều.
Chương 2: Các phương pháp điều chỉnh động cơ điện một chiều.
Chương 3: Các hệ truyền động điện một chiều tiêu biểu.
Chương 4: Cơ sở lý thuyết bộ điều khiển hiện đại.
Chương 5: Thiết kế hệ truyền động điện một chiều điều chỉnh tốc đọ động cơ điện một chiều ,kích từ song song.

Mục lục
LỜI MỞ ĐẦU . 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU . 3
1.1. KHÁI NIỆM CHUNG. 3
1.1.1. Khái niệm. 3
1.1.2. Ưu điểm của động cơ điện một chiều. . 3
1.2. CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. . 5
1.3. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ . 8
1.4. ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU . 9
1.4.1. Đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập và song song . 9
1.4.2. Đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp. 10
1.4.3. Đặc tính cơ của động cơ kích từ hỗn hợp . 12
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU & MỘT SỐ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU TIÊU BIỂU . 13
2.1. KHÁI NIỆM CHUNG. 13
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CỤ THỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. . 14
2.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp . 15
2.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông . . 19
2.2.3. Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp thay đổi điện trở phụ Rf trên mạch phần ứng. 21
2.3. MỘT SỐ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MỘT CHIỀU TIÊU BIỂU. 22
2.3.1. Hệ truyền động Máy phát – Động cơ (F - Đ) . 22
2.3.2. Hệ truyền động Van tiristor – Động cơ(T – Đ). . 23
2.3.3. Hệ truyền động Xung áp – Động cơ (XA - Đ) . 25
2.3.3.1. Nguyên lý bộ băm xung một chiều. 25
2.3.3.2. Các phương pháp điều chỉnh điện áp ra. . 25
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ ĐIỀU KHIỂN HIỆN ĐẠI . 27
3.1. LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN MỜ. . 27
3.1.1. Khái quát về logic mờ - Fuzzy Logic 27
3.1.2 Một số khái niệm về tập mờ - Bộ điều khiển mờ. 28
3.1.2.1. Tập mờ - Các khái niệm xoay quanh tập mờ 28
3.1.2.2. Bộ điều khiển mờ. . 29
- 71 -
3.1.2.3. Các nguyên tắc chung thiết kế bộ điều khiển mờ. 37
3.1.2.4. Một số phương pháp thiết kế bộ điều khiển mờ tiêu biểu. . 38
3.1.2.5. Kết luận. 38
3.2. BỘ ĐIỀU KHIỂN PID SỐ. 39
3.2.1. Luật điều khiển tỷ lệ số. . 39
3.2.2. Luật điều khiển tích phân số. . 39
3.2.3. Luật điều khiển vi phân số. 40
3.2.4. Luật điều khiển PID số. 40
3.3. CHỈNH ĐỊNH MỜ BỘ ĐIỀU KHIỂN PID. 41
3.3.1. Phương pháp chỉnh định của Zhao, Tomizuka và Isaka. . 41
3.3.2. Phương pháp chỉnh định mờ hệ số α. . 46
3.4. GIỚI THIỆU VỀ CHIP PSOC SỬ DỤNG TRONG BỘ ĐIỀU KHIỂN HIỆN ĐẠI. . 50
3.4.1. Giới thiệu. . 50
3.4.2. Các thông số cơ bản của chip CY8C27443. 51
3.4.3 Ưu điểm, nhược điểm của chip psoc. 54
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN VẠN NĂNG 56
4.1. ĐẶT VẤN ĐỀ . 56
4.2. THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI CÔNG SUẤT VÀ KHÂU PHẢN HỒI CHO HỆ THỐNG. . 56
4.2.1. Thiết kế bộ chỉnh lưu tạo điện áp nguồn. . 56
4.2.2. Thiết kế mạch chuyển đổi công suất. . 59
KẾT LUẬN . 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 69