Báo cáo thi nghiệm môn Điều khiển máy điện - Nguyễn Hoàng Anh

Nội dung text: Báo cáo thi nghiệm môn Điều khiển máy điện - Nguyễn Hoàng Anh

1. ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÔN : ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN Giảng viên hướng dẫn : TS. NGUYỄN THANH SƠN Sinh viên thực hiện : NGUYỄN HOÀNG ANH MSSV : 20173622 Lớp : Kỹ thuật điện 02 – K62 HÀ NỘI 2021
2. I, NỘI DUNG CÁC BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Bài 1: Khảo sát đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập 1, Cơ sở lý thuyết Động 1 chiều kích từ độc lập. di V (t ) = R i + L a + K (t ) (1) a a a a dt d (t ) − b t = J T −T ( ) (2) L dt Biến đổi Laplace của phương trình (1) có dạng như sau: Va (s) = RaIa (s) + sLaIa (s ) + K (s ) (3) Va (s) − K (s) (4) I a( s) = R + sL a a Biến đổi Laplace của phương trình (2) có dạng như sau: T (s) − TL (s) − b (s) = Js (s) (5) T (s) − TL (s)  (s) = (6) b + Js Phương trình (4) và (5) yêu cầu các thông số sau: Ra , La , K , J and b . Phương trình đặc tính cơ tự nhiên động cơ một chiều kích từ độc lập: V R  = a − a M K K 2 Nếu động cơ không mang tải M = 0 ( N.m) 1
3. Va  = = 0 K Va K =  0 2, Mô phỏng Số liệu mô phỏng 2.1. Mô phỏng thay đổi điện áp và thay đổi tải Sơ đồ mô phỏng Simulink Tải Điện áp 220V 110V 0 (N.m) Tốc độ: 2413 rpm Tốc độ 1206 rpm 3.4 (N.m) Tốc độ: 2089 rpm. Tốc độ 883 rpm Công suất 744W Công suất 314W Kết quả mô phỏng 2.2. Mô phỏng thay đổi điện áp bằng phương pháp điều biến độ xung Chọn thông số tải để mô phỏng TL = 3.4 N.m 2
4. Sơ đồ mô phỏng Simulink 250 250 200 200 150 150 Va(V) Va(V) 100 100 50 50 0 0 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 Thoi gian (giay) Tỷ số chu kỳ D = 30% Tỷ số chu kỳ D = 50% 250 200 150 Va(V) 100 50 0 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 Thoi gian (giay) Tỷ số chu kỳ D = 80% Kết quả mô phỏng D(%) 30 50 80 Tốc độ 401 884 1607 (vòng/phút) 3
5. 3. Đặc tính cơ (quan hệ giữa mô men và tốc độ) n = f (M ) Đặc tính cơ tự nhiên 220V M 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 n 1161 1112 1098 1083 1070 1056 clc; clear; M = [0:0.2:1.0]; n = [1161 1112 1098 1083 1070 1056]; plot(M,n,'ko-','linewidth',2); grid; xlabel('M(N.m)'); ylabel('n(vong/phut)'); Đặc tính nhân tạo bằng thay đổi điện áp (Điện áp 110V) M 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 n 351 325 308 291 276 259 clc; clear; M = [0:0.2:1.0]; n = [351 325 308 291 276 259]; plot(M,n,'ko-','linewidth',2); grid; xlabel('M(N.m)'); ylabel('n(vong/phut)'); 4
6. Nhận xét: - Đặc tính cơ thu được thực nghiệm sai số nhiều so với lý thuyết nên không còn là đường thẳng. - Khi giảm điện áp đặt vào phần ứng của động cơ, ta thu được các đặc tính cơ song song với đặc tính cơ tự nhiên. Bài 2: Thí nghiệm điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha 1, Cơ sở lý thuyết Cấu tạo động cơ không đồng bộ 3 pha Mạch điện tương đương của động cơ ở chế độ xác lập Hệ số trượt: n − n s = 1 n1 Tốc độ đồng bộ (tốc độ từ trường quay): 60 f n = 1 p 5
7. Nếu động có số đôi cực p = 2 , tần số của nguồn cấp f = 50(Hz) thì tốc độ đồng bộ có giá trị như sau: 60.50 n = = 1500 (vòng/phút) 1 2 Ví dụ tốc độ của trục động cơ (tốc độ roto) n =1420 (vòng/phút) ta có hệ số trượt như sau: 1500 −1420 s = = 0, 0533 1500 Tốc độ của roto theo tốc độ đồng bộ: n = n1 (1− s) 2. Mô phỏng 2.1. Cấp nguồn trực tiếp Mô phỏng Simulink 6
8. 1600 Dien ap 300 Dong dien 1400 200 1200 1000 100 800 0 600 -100 400 Toc do (vong/phut) Dien ap/Dong dien -200 200 -300 0 -200 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Thoi gian (giay) Thoi gian (giay) Đồ thị điện áp, dòng điện theo thời gian Đồ thị tốc độ động cơ theo thời gian 50 40 30 20 10 Mo men Mo dientu (N.m) 0 -10 -20 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Thoi gian (giay) Đồ thị moment điện từ 7
9. 2.2. Cấp nguồn qua bộ nghịch lưu Mô phỏng Simulink 600 1600 Dien ap Dong dien 1400 400 1200 200 1000 800 0 600 -200 400 Toc Toc do(vong/phut) Dien Dien ap/Dongdien 200 -400 0 -600 -200 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Thoi gian (giay) Thoi gian (giay) Đồ thị điện áp, dòng điện theo thời gian Đồ thị tốc độ động cơ theo thời gian 50 40 30 (N.m) 20 10 Đồ thị moment điện từ tu dien men Mo 0 -10 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Thoi gian (giay) 8
10. 3. Đặc tính cơ (quan hệ giữa mô men và tốc độ) n = f (M ) M 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 n 1467 1447 1426 1407 1384 1360 1334 1306 1273 M 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 2,54 n 1235 1192 1138 1065 948 865 315 Đặc tính cơ 9
11. Nhận xét: Đặc tính cơ thực tế của động cơ phù hợp với đặc tính cơ trên lý thuyết. Đối với các song điều biến khác nhau cho bộ nghịch lưu ba pha. Độ méo hài tổng của điện áp, dòng điện thu được càng về sau càng nhỏ, dòng điện càng gần Sin hơn. Chứng tỏ được hiệu quả của bộ nghịch lưu đối với các tín hiệu điều khiển về sau càng cải thiện rõ rệt. 10