22
Bài ging Truyn động đin - Biên son ln 1 tbài ging ca GS. P. Büchner - tháng 8/2005 Khoa Đin Bmôn Điu khin tđộng PGS. TSKH. Nguyn Phùng Quang 225 Chương 12: Hthông TĐĐ chính xác (hServo) và TĐĐ sdng động cơ bước 11.2 Các đặc đim ca hTĐ Servo – Khái quát Vic phân loi các chuyn động do các hTĐĐ to nên có thđược thc hin như sau: 1. Các chuyn động quay hay thng chyếu để thng mômen cn ca đối tượng TĐ (ví d: trong máy móc xlý và gia công, trong máy công c). BĐK tc độ quay giúp thích ng công sut cơ ly tđộng cơ vi đối tượng TĐ. Phm vi tc độ quay ca mc tiêu này thường nhvà thường chcn tl1 : 10 là đủ. Vì đó cũng thường là nhim vchính ca hTĐ, tt nhiên còn thêm ccác nhim vkhác, ta hay gi đó là hTĐ chính (ví d) ca mt máy công c. Trng tâm khi thiết kế thường nhm đạt được hiu sut tt cho quá trình biến đổi năng lượng. 2. Các chuyn động quay hay thng chyếu để ĐK đặt vtrí cho phôi, dng chay chi tiết máy ca đối tượng TĐ (ví d: TĐ cho các trc Robot, TĐ đẩy ca máy công c, TĐ kéo trong hthông máy cán). Các hTĐ thuc phm trù này được gi là hTĐ chính xác (hTĐ Servo). HTĐ Servo thường cn phm vi ĐK tc độ rt rng (ti 1:10000). Đối vi chúng trng tâm thiết kế thường nm đòi hi có độ chính xác và động hc cao ( = cht lượng) đối vi quá trình chuyn động. Đối vi nhiu hthng TĐ, có thphi gii quyết kết hp chai nhim v(ví d: TĐ kéo phc vchuyn động tA ti B, nhưng đôi khi cũng cn để ĐK đặt vtrí chính xác cho xe được kéo ti đim dng, ví d: ti mt bến tu đin ngm hin đại).

He TD D Servo Va Dong Co Buoc

Embed Size (px)

Citation preview

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    225

    Chng 12: H thng T chnh xc (h Servo) v T s dng ng c bc 11.2 Cc c im ca h T Servo Khi qut Vic phn loi cc chuyn ng do cc h T to nn c th c thc hin nh sau: 1. Cc chuyn ng quay hay thng ch yu

    thng mmen cn ca i tng T (v d: trong my mc x l v gia cng, trong my cng c). B K tc quay gip thch ng cng sut c ly t ng c vi i tng T. Phm vi tc quay ca mc tiu ny thng nh v thng ch cn t l 1 : 10 l . V cng thng l nhim v chnh ca h T, tt nhin cn thm c cc nhim v khc, ta hay gi l h T chnh (v d) ca mt my cng c. Trng tm khi thit k thng nhm t c hiu sut tt cho qu trnh bin i nng lng.

    2. Cc chuyn ng quay hay thng ch yu K t v tr cho phi, dng c hay chi tit my ca i tng T (v d: T cho cc trc Robot, T y ca my cng c, T ko trong h thng my cn). Cc h T thuc phm tr ny c gi l h T chnh xc (h T Servo). H T Servo thng cn phm vi K tc rt rng (ti 1:10000). i vi chng trng tm thit k thng nm i hi c chnh xc v ng hc cao ( = cht lng) i vi qu trnh chuyn ng.

    i vi nhiu h thng T, c th phi gii quyt kt hp c hai nhim v (v d: T ko phc v chuyn ng t A ti B, nhng i khi cng cn K t v tr chnh xc cho xe c ko ti im dng, v d: ti mt bn tu in ngm hin i).

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    226

    12.2 Cc i hi i vi h T Servo Di cng sut c gii hn trn khong 30 kW. V h T khng cn c thit k cho ch di hn, m thng ch vn hnh ch ngn hn lp li vi chu k ng tng i nh (ED, tr), s liu v cng sut khng cn ngha u tin na. Quan trng hn l gi tr mmen danh nh Mb m h T c th to nn v kh nng qu ti mmen ngn hn (Mmax/Mb), gn lin vi tc quay ti a Nmax cng nh phm vi K tc quay, bao gm c hai chiu v tc quay bng khng. S liu v kh nng chnh xc chy ng u tc quay thp ti mc no, cn c b sung vo ti liu k thut. i vi K t v tr hay t gc cn cn thm c cc s liu v phn gii ca v tr. Hin ti c th coi cc thng s danh nh sau y l gi tr nh hng cho h T Servo: z Mmen quay danh nh Mb: ti 200 Nm (i khi c th ti 500 Nm) z Qu ti mmen quay Mmax/Mb: 3 ... 10 z Gii hn trn ca tc quay Nmax: 20.000 min-1 z phn gii o v tr trc ng c: ti a 4.600.000 bc ng vi 0.00010 z Gii hn di ca tc quay vn bo m quay trn u: 0.01 min-1 z Kh nng lp li ca chuyn ng thng pha sau hp s: 0.1 m Xu hng hin ti l cc h T khng c gp t phi bo dng, s dng ng c B kch thch vnh cu (PMSM) di dng BL-DC (Brushless DC-Motor) hoc ng c XC3P-B kch thch ngoi. Loi ng c MC kch thch vnh cu ch cn u th v gi trong cc h T vi mmen quay nh (< 1 Nm). Truyn ng bc chim lnh vi phm vi ng dng nht nh c i hi gi thp, mmen quay nh (< 10 Nm) v tc quay khng cao (< 1500 min-1). V d: truyn ng chnh xc trong k thut xe c gii. Ta lun phi nh n truyn ng trc tip khng hp s cng nh T trc tip dng ng c tuyn tnh.

    Nguyen Dang KhangTypewriter

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    227

    c im ca h T Servo:

    Kh nng qu ti v mmen quay cao (Mmax/Mb 4 ... 10) Kh nng gi tc ln (d/dt|max = Mmax/Jges), vn c coi l c im quan

    trng ca cc kt cu trc chuyn ng, dn n i hi ng c v cc kt cu i km (hp s, cn ni) cn phi c qun tnh nh (FI nh)

    Cng sut ng ti a ln (limit dynamic power) theo nh ngha (Bin thin ca cng sut L = Mmax |d /dt|max)

    thng thng cn c mt phm vi rng K tc tuyn tnh (k c tc quanh im ng im!)

    mt khc, h thng cn c mt bn do nht nh c th truyn lc hoc mmen v c tn s cng hng ring ln, nhm ngn nga cc kch thch dao ng xon. i hi ny i ngc li vi cc yu cu khc, khin ta phi i tm mt gii php dung ha ti u.

    12.3 Ghp c ti u cho hp s truyn ng Servo Gi thit: { H mt vt cng bao gm ng c, hp s v i tng T JM, JG, JA, M, A, T s truyn: i = M / A

    { Mmen qun tnh ca hp s nm trong JA

    { H T vn hnh khng c ma st (Mw = 0)

    Hnh 12.1: H T gia tc c hp s di dng h mt vt T s truyn i = M /A

    Phng trnh chuyn ng:

    Khi Mw = 0 ta c phng trnh chuyn ng chi tit:

    Vi gi thit, rng cc gi tr i 0 v dM/dt 0, ta c th tm cc tr cho mM(i). lm iu ta hy nhn phng trnh vi i.

    MM, M

    A MM w gesdm M Jdt =

    2

    M A M MM dyn M A M A 2

    M

    d d 1 dm m J J J Jdt dt i dt

    = = + = +

    ng c (JM)

    i tng T (JA)

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    228

    MM M A

    1 dm i J i Ji dt

    = + . Sau khi ly o hm mMi theo i ta thu c: 2M M A

    M A M A 0 02M

    d{m i} 1 dm J0 J J J J 1/ i idi i dt J = = = = .

    T ta thu c t s truyn ti u io, l t s i hi mmen ng c cc tiu, ng vi t l mmen qun tnh cho trc JA/JM. ng c ch cn cung cp mt mmen cc tiu, nu vi t l cho trc JA/JM ta thit k hp s c t s truyn i0. Gi tr cc tiu ca mmen ng c l

    Mdyn0 M0 M

    dm m 2 Jdt= = , khi mmen qun tnh ring ln bng mmen qun tnh

    ngoi. y chnh l trng hp ghp ti u trong th gii k thut in (Ri = Ra), khi cn phi chuyn giao cng sut ti a cho ti tiu th. biu din cc quan h, thng ta chn phng thc biu din chun ha, trong mmen ng c mM c chun bi mmen cc tiu mM0 v t s truyn i bi t s truyn ti u.

    M M MM dyn M A M0 M A M2 2

    0

    1 d 1 d dm m J J ; m J J 2Ji dt i dt dt

    = = + = + =

    2 2 2

    M M A 0 0 0

    M0 M

    m J J / i 1 i / i i / i i / im 2J 2 2

    + + += = =

    Phng trnh trn chnh l cng thc Kloss ngc vi im cc tr mM min = mM0 khi i = i0. th c minh ha trong hnh 12.2 di y.

    Hnh 12.2: S ph thuc ca mmen ng c vo t s truyn hp s ca h T khi cho trc t l JA/JM

    A0

    M

    JiJ

    =

    t s truyn ti u i0 cho php ghp c ti u

    mM/mM0

    i/i0

    1 2 40.25 0.50

    1

    2

    1.5

    Nguyen Dang KhangTypewriterT ng

    Nguyen Dang KhangHighlight

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    229

    12.4 Cc dng cu to ca h T iu khin (h Servo)

    z ng c K c dng di thanh mnh z Tch hp thit b K (bin tn) vi ng c vo cng mt nhnh T z Tch hp khu o tc quay v o v tr vo ng c K

    (tit kim khng gian v thun li v gi) Hnh 12.3: ng c K v thit b K tch hp thnh mt n v thng nht

    Bng 12.1: Ghp phn c vi ng c K

    ng c c km theo hp s

    ng c vn nng M v my o m xung quang hc IE ghp qua hp s

    Hp s cho php ghp cng, khng th thay i linh hot. Gy thm cc tc ng phi tuyn bt li (v d: d lc)

    ng c v hp s c tch hp thnh mt n v duy nht

    Kt cu c bit: ng c - Hp s

    Khng gy d lc bt li

    Truyn ng tuyn tnh trc tip khng cn hp s ng c tuyn tnh LM v thc o m xung quang hc LIE

    Khng gy d lc bt li. p mmen quay tc cao v khng ph thuc vo chiu tc dng

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    230

    Bng 12.2: Cc cu to ng c K c bit vi mmen qun tnh nh

    Rotor dng di mnh Rotor dng tm mng Rotor dng qu chung 1 - Stator 2 - Rotor

    ng c tuyn tnh Stator kp

    ng c tuyn tnh Stator n

    XC3P-KB hoc XC3P-B Stator ngn

    XC3P-KB hoc XC3P-B Stator di hoc ngn

    Mt s i hi khc v kt cu i vi h T Servo: z Thot nhit tt k c trng thi ng im (d kin sn lm mt c lp) z Ngn nga truyn nhit qua trc ng c ti i tng T (ti ph ti)

    (i hi v cp chnh xc i vi my cng c, ng c KB bt li vi vai tr ng c K v c tn tht ln trong Rotor)

    z S ng u ca chuyn ng (trc ht tc quay nh) z Tch hp ng c K trc tip vo i tng T

    (kt cu gn, bn) z Tch hp khu o tc quay v v tr vo ng c K (tit kim khng gian v h gi thnh)

    21

    1 2 11 2

    21

    12

    1

    2

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    231

    Hnh 12.4 Tch hp ng c v cm bin o v tr, o tc quay (nh gn v gi thnh h)

    Hnh 12.5: Tch hp ng c K v trc vt bi thnh h T tuyn tnh gi

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    232

    Cc gii php u tin l ng c K loi MC v XC3P c kch thch bng nam chm vnh cu v chng t pht nhit. Nh cc phng php C hin i i vi my in trng quay, ngy nay ch yu ng c K loi XC3P ng b c s dng, nui bi nghch lu (NL ngun p hay ngun dng), trong khi ng c K loi MC c nui bng cc b bm xung MC.

    Mt dng ng c c bit l ng c t khng K ng ngt (Switched-Reluctance-(SR)-Motor).

    Khi ch cn mmen quay nh ta cng c th dng ng c bc vi cc dng rt khc nhau, cng vi mch K in t phn phi xung. Hnh 12.6 so snh cc gi tr c trng v mmen qun tnh v khi lng ca vi ng c K (ng c Servo).

    Hnh 12.6: c im ca ng c K ph thuc vo mmen danh nh: a) Mmen qun tnh b) Khi lng

    AM - ng c KB; SM - ng c B c kch thch vnh cu; GM - ng c MC

    Cc th trn gii thch r s ph cp rng ri ca ng c XC3P-B c kch thch nam chm vnh cu, trong , vic khng cn cn n h thng c gp d b nhiu v cn c bo dng thng xuyn ca ng c MC tng tin cy ca h T Servo rt nhiu. Trong nhiu i tng T (v d: cc trung tm gia cng) vic xy ra s c ch cn ca 1 h T Servo duy nht, c th gy nn thit hi kinh t ng k do s c.

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    233

    Hnh 12.7 gii thiu 2 kt cu Rotor khc nhau. Kt cu ca Rotor ph thuc vo loi nam chm vnh cu. C th s dng Ferrit vi mt t nng thp ch to kt cu Rotor cc li hay nam chm t him dn ln b mt ca Rotor trn, trong Rotor thng c kt cu rng bn trong gim mmen qun tnh v dn mch t. ng c XC3P-B c K ta theo t thng bng bin tn.

    Hnh 12.7: Kt cu Rotor ca mt ng c XC3P-B kch thch bng nam chm vnh cu tri: cc t bng Ferrit phi: Rotor rng vi nam chm dn trn b mt

    C th dng bin php kt cu tc ng ti phn b t thng trn b mt trong khe h khng kh ca ng c dng nam chm vnh cu. Bng cch b tr ti u dng cc t, vi phn b hnh ch nht ta c th tng cng sut ti 1,5 ln so vi phn b hnh sin. Hnh 12.8 minh ha so snh cng sut t c vi cc dng phn b khc nhau, dng c p t v in p cm ng.

    Hnh 12.8: H T Servo dng ng c XC3P-B c kch thch vnh cu trn: phn b t thng gia: dng c p t di: in p cm ng

    P/Psin 1.50 1.26 1.00

    Vn hnh ch Block

    Vn hnh ch hn hp

    Vn hnh ch Sin

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    234

    12.5 p t mmen quay cho h T Servo s dng ng c XC3P-B kch thch vnh cu Cc h T Servo phi c kh nng p t mmen quay mt cch khng chm tr cho ng c. V vy, c nhiu gii php bin tn khc nhau c s dng K, trong c hai gii php hay gp hn c: z H T Servo c iu khin ta theo t thng c cm bin o gc Rotor,

    Cc dng in c p di dng hnh ch nht vi gc dn 1200 trong cc cun dy pha, v d: t mch dng MC trung gian. Phng php ny tn dng ng c tt hn chng 15% v NL ngun dng khng c vn hnh kiu bm xung. Ngc li, ng hc ca mch dng MC trung gian li rt hn ch. H T lm vic nh mt h T mt chiu khng c c gp (Brushless DC-motor), trong cm bin v tr s quyt nh vic chuyn mch tip v v vy quyt nh tn s ca NL (h T c lp tng t vi c gp c hc). Vic hiu chun cm bin v tr s bo m cht lng ta theo t thng.

    z H T Servo c C ta theo t thng cc thnh phn dng trn h ta

    t thng, nui bi NL ngun p K kiu bm xung vi dng hnh sin. Trong h loi ny, vic ta theo t thng vi vai tr ng b Rotor vi NL phi c lin tc bo m. C th s dng cm bin Resolver hoc cm bin khc vch xung quang hc - loi c xung khng - o v tr. Cm bin Resolver (chng 5) phn nh lin tc v trc tip v tr ca Rotor qua 2 thnh phn Cos v Sin, v nh cho php bo m ng b lin tc khu C thnh phn dng vi v tr. Qua , cm bin ng thi m nhn vai tr ca khu quay pha vector, gp phn tit kim mt phn Software. Cu trc C vi b C tch knh cc thnh phn chnh l cu trc chng 10, cn c s dng c cho ng c XC3P-KB. Vic s dng ng c XC3P-B kch thch vnh cu v C ta theo t thng cn c u im: Software K ca ng c kh n gin. Ta s khng cn n khu C t thng v vic K suy gim t thng i vi nhiu h kch thch vnh cu l khng cn thit, vic tnh tn s Rotor r trong m hnh ng c cng khng cn na.

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    235

    Bng 12.3: Cc gii php T Servo H T Servo ta theo t thng dng ng c XC3P-KB hoc XC3P-B

    Phm vi iu khin N: 1 : 200 Cp chnh xc N, tnh: 0.01 % ng: 0.30 % Tc p ng M: 5 ... 20 ms tuyn tnh M: 4 % Kh nng lp li M: 5 % BrCh: in tr phanh hm SRM: M hnh dng NSR: NLPL, MSR: NLPM

    ng c MC c gp in t (EKM, BLDC-M)

    ng c XC3P-B kch thch vnh cu, cm bin gc (LL) Cp dng dng Block hoc Sin Mch p MC trung gian cho cng sut nh Mch dng MC trung gian cho cng sut ln hn (ng c bin tn)

    ng c MC kch thch vnh cu dng b bm xung 4 gc

    B bm xung 4 gc Mch p MC trung gian c BRCh, hon nng v li trong NSR Nhiu vng C phn cp IGR l cm bin o tc quay v o v tr

    ng c bc c K v tr bng cch cho trc s xung (s bc) Thit b K dng ngun p hng, xung kch hoc dng b bm xung p dng

    v nguyn tc khng phi h T c C! Him khi c C v tr!

    M3

    PI3 PI3

    PI3

    Cd BrCh

    NSR MSR

    iq ref id ref

    iq,id

    ref

    Ud is

    i s

    N-Reg.

    ICE

    SRM

    M3

    PI3

    CdBrCh

    NSR MSR

    ref

    Ud is

    IGR

    LL PI3

    #

    I-Reg.

    N-Reg.

    PI3

    ref

    L-Reg.

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    236

    minh ha hai cu trc Hardware thng gp ta hy xem hnh 12.9.

    Hnh 12.9: V d v trt t b tr Hardware K trong h thng T Servo

    a) Trt t b tr trong h T b) H vi x l kp H s dng vi iu khin SABC167 v vi x l tn hiu TMS320C25

    IEGiao din

    m

    ng c XC3P

    o tc quay

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    237

    12.6 Cu trc h T Servo s dng ng c bc ng c bc l loi my in cng sut nh c thit k c bit cho cc nhim v K, hot ng hoc theo nguyn l t khng (phn b in cm khc nhau theo hai hng trc dc v trc ngang ca ng c) hoc c kch thch bng nam chm vnh cu. ng c hot ng gin on v thi gian v c K bng tn hiu nh phn. Gc K ca ng c l khng lin tc v c xc nh vi phn gii ph thuc vo kt cu ca ng c. Khi s dng trong h T Servo thng ta xut pht t gi thit: rng ch vng h (open loop, khng c phn hi), ng c s chuyn s xung K thnh ng s lng t gc tng ng. Mt s loi ng c cn cho php ta phn bit gia ch vn hnh c bc vi na bc (xem hnh 12.18 v 12.19).

    Hnh 12.10: Cc dng Stator ca ng c bc a) ng c bc Stator n nhiu pha (cng vi mi ln ng mch mt cun dy t trng s quay ln lt theo c bc, hai cun dy t trng s quay ln lt theo na bc) b) ng c bc nhiu Stator c cun dy trn b tr xen vo v x rng theo chiu bn knh, cc cun Stator b tr lch nhau cung chia gia cc cun

    c) ng c bc hai Stator c cc dng mng (lun chuyn gia Bc v Nam) c chia thnh hai (hay nhiu) cun lch nhau

    Hin ti c nhng dng cu to c bn hay c dng nh sau: - ng c bc c cc dng mng (cu to ph cp nht, chng 150 triu chic/nm ton cu) - ng c bc t khng (n gin, nh, d dao ng, s lng nh) - ng c bc lai (Hybrid, Stator c cun dy dng rng, Rotor t ha theo hng axial = hng trc)

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    238

    Hnh 12.11: Cc cu to cc t ca ng c bc

    a) Cu to kinh in c cc lun phin li r rt v kch thch vnh cu (cc t)

    b) Rotor kch thch vnh cu phn cc theo hng axial (hng trc) c) Rotor t khng (Reluctance, b mt c ct rng r rt)

    Hnh 12.12: Cu to ng c c cc dng mng vi Rotor t ha theo hng trc (axial) Hnh 12.13: Cu to ng c c trc ren vt

    v trc c dng truyn ng tuyn tnh (T thng)

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    239

    Bng 12.4: Cc tham s c bn ca ng c bc (theo Richter): Tham s ng c bc c

    cc dng mng ng c bc t khng (Reluctance)

    ng c bc lai (Hybrid)

    Bc gc s/0 6 ... 45 1.8 .... 30 0.36 .... 15 Mmen gi MH/cNm 0.5 ... 25 1.0 ... 50 3 ... 1000 Tn s khi ng ti a fAomax/kHz

    .... 0.5 .... 1.0 .... 3.0

    Tn s vn hnh ti a fB0max /kHz

    ... 5.0 ... 20.0 .... 40.0

    Cu to ng c bc lai (Hybrid)

    Hnh 12.14: ng c bc Hybrid c Stator ghp bng l tn st t v 8 cc r rt cho hai cun dy 1 v 2 Rotor vi 2 na c ct rng v lp lch nhau, t ha axial (theo hng trc)

    iu khin ng c bc Tn tht v gc ng ngha vi sai s tnh v gc ca h T Servo, nu ta khng c cc bin php hiu chnh c bit (im khng). Khi K cn phi ch sao cho vic chuyn mch tip tc ca dng Stator ch c thc hin khi trc ng c t ti v tr cn t theo xung dng trc . bo m p t khng tr dng v mmen quay trong ng c bc, cn ch thit k cc tng khuch i m d dt v cng sut. H T s dng ng c bc s bao gm ng c v mch in t K, vi nhim v kch hot cc cun dy Stator theo mt chng trnh K v qua c tc dng to bc chuyn ng ca Rotor. i vi mmen quay thng nh thuc di cNm, ta thng s dng Transistor cng sut tng khuch i cui cng, km theo vi mch K chuyn dng hoc cc cu trc kh trnh nh Gate-Arrays hoc vi x l.

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    240

    Mch K bao gm cc cm m t hnh 12.15.

    Hnh 12.15: Cu trc h T bc vi dng chui K (open loop control) Gii php khng hoc c s dng vi x l Cc mch K n gin thng ch dng phng thc kch hot n cc (unipolar) vi mt Transistor, do vic thot dn cho cun dy thng rt chm. Cht lng K s tt hn vi gii php kch hot lng cc (bipolar) c dng mch cu ch H cho mi cun dy, s dng Transistor bipolar v Diode t do, cho php vn hnh ch 4 gc nh hnh 12.16.

    Hnh 12.16: Mch K cho 1 pha ca ng c bc, s dng Transistor loi bipolar, mc theo mch Darlington tng cng sut

    s,

    s, Tn hiu chiu quay

    Tn s xung

    Mch to xung

    Vi iu khin

    Mch chia xung

    Mch chia xung

    Khuch i cng sut

    Khuch i cng sut

    ng c bc

    ng c bc

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    241

    12.7 c im vn hnh ca h T Servo dng ng c bc c im h thng ca T bc, mt mt do s phi hp hot ng gia ng c v mch K, mt khc cn do mi lin kt gia ng c v i tng T quyt nh. Tn s bc phi c chn thch hp vi c im c ca i tng T. Hnh 12.17 cho ta thy din bin ca ch vn hnh theo bc.

    Hnh 12.17: Din bin bc gc ca mt ng c bc vi ba gi tr khc nhau ca tn s khi ng Tn s K nh hn tn s khi ng ti a Tn s K bng tn s khi ng ti a Tn s K ln hn tn s khi ng ti a

    Cc thng s c trng ca ng c bc l tn s khi ng fA, tn s khi ng ti a fA0m khi ML = 0 v tn s vn hnh fB, trong fB > fA. Tn s khi ng c trng cho gi tr tn s cho php thc hin cc qu trnh ng hc truyn ng (khi ng, ngng) m khng c tn tht v bc.

    /s

    z

    1

    0

    2

    t

    t

    /s

    z

    1

    0

    2

    t

    t

    /s

    z

    1

    0

    2

    t

    t

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    242

    Nh vy, h thng T v d c th c khi ng t trng thi ng im vi tn s khi ng fA, ri sau c tng ln thnh tn s vn hnh fB vi gi tr ln hn nhiu, nu ta lun bo m tc bin thin tn s ti a |f/t|max. S ph thuc ca tn s khi ng v tn s vn hnh vo h s qun tnh FI ca h T bc v vo mmen ti ML ti trc ng c c th tra ti cc trang tra cu ca nh sn xut. Chng ch c tn dng vi d tr an ton nht nh. Hnh 12.18 minh ha ba v d c tnh ph thuc trn i vi ch c bc v na bc.

    Hnh 12.18 S ph thuc ca tn s khi ng v tn s vn hnh ca mt ng c nhiu Stator vo cc tham s mmen ti ML v h s qun tnh FI ca h T ch c bc (V) v na bc (H) a) Tn s khi ng fA b) Tn s khi ng khng ti fA0m c) Tn s vn hnh fB Cn c bit ch ti cc tn s cng hng c ca h T. i vi cc qu trnh ng hc truyn ng cn phi lt qua rt nhanh cc im tn s cng hng. Tt nht l trng hp tn s ring b hn tn s khi ng, khin cho cc dao ng nguy him khng h c kh nng b kch hot. Tn s ring ca h mt vt c th c tnh gn ng theo 0 HM /(J FI) = . Nu cc gi tr FI v ML thay i trong phm vi chu k ti, khi y ta phi tnh chn K cho trng hp c cc gi tr bt li nht, iu s hn ch bt kh nng tn dng h T. Ngoi ra cn cn nhc, d kin trc cc kh nng ph gip dp tt dao ng hoc di chuyn cc tn s ring.

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    243

    Trong trng hp ngoi l ta cng c th dng phn hi v tr, to nn vng C cho php trit tiu hiu qu nhiu h thng. Bng cch ta c c mt h T bn vng vi cc tc ng c nhng cng li cn mch K phc tp v t hn. Tham s tip theo l bc gc ca ng c, khi K bi mt xung. Mmen quay M ca ng c, tng ph thuc vo gc quay theo dng hm sin, hm hnh thang hay mt hm phc tp no khc, c th c lm n gin i bng cch tuyn tnh ha trong phm vi mt bc gc s, nhm tnh kch c sai s bc gc khi xut hin ma st. Phng trnh ng thng xut hin di dng phng trnh im-Hng quanh gc, ch khi ta s dng thnh phn mmen ng b

    theo Hs

    M M sin2

    = . Trong MH l mmen gi ca ng c ti gc = s.

    T ta c Hs s

    dM M cosd 2 2

    = v khi = 0 sai s t gc /s khi ti vi

    ML s l: L s Ls s H H

    M 2 2 MM M

    = = .

    Ti y cng cn phi chun b d tr chng lt v qua trnh tn tht bc. Sai s t gc ti trc ng c s c gim bt qua t s truyn ca hp s (v d: bng trc vt v tn khi chuyn thnh chuyn ng thng), khi cn phi vt qua nhng khong cch ln. th ca chu k ti khi K c v tr s l i tng ca mt bi tp tnh c th.

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    244

    Hnh 12.19: Biu hot ng ca ng c bc Stator n dng K lng cc (cu to Stator ch mang tnh tng trng)

    2

    1

    Phase A

    -

    +

    Phase B+-+ -

    + +- -

    Ud

    iA

    iB

    iA

    +

    -

    S1

    S2

    N

    SS

    S

    N

    N

    Pha B Pha A

    T1T3 S1 = 0

    T2T4 S1 = 1

    T5T6 S2 = 0

    T7T8 S2 = 1

    T1

    T3 T4

    T2 T5

    T6

    T7

    T8

    1 2 3 4 5 7 8Bc

    CH C BC

    Pha A

    Pha B

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    245

    Hnh 12.20: Biu hot ng ca ng c bc Stator n dng K lng cc (cu to Stator ch mang tnh tng trng)

    2

    1

    Phase A

    -

    +

    Phase B+-+ -

    + +- -

    Ud

    iA

    iB

    iA

    +

    -

    S1

    S2

    N

    S

    N

    NS

    S

    Pha B Pha A

    T1T3 S1 = 0

    T2T4 S1 = 1

    T5T6 S2 = 0

    T7T8 S2 = 1

    T1

    T3 T4

    T2 T5

    T6

    T7

    T8

    1 2 3 4 5 7 8

    Pha A

    Pha B

    Bc

    CH NA BC

  • Bi ging Truyn ng in - Bin son ln 1 t bi ging ca GS. P. Bchner - thng 8/2005

    Khoa in B mn iu khin t ng PGS. TSKH. Nguyn Phng Quang

    246

    /ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageDownsampleThreshold 1.00333 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages false /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 600 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.00167 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile (None) /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName (http://www.color.org) /PDFXTrapped /False

    /Description >>> setdistillerparams> setpagedevice