Hệ điện cơ 1 - Chương 9: Hệ thống điều tốc nối cấp động cơ không đồng bộ rotor dây quấn

Chương 9 hệ thống điều tốc nối cấp động cơ không đồng bộ rotor dây quấn 9.1. Nguyên lý điều tốc nối cấp và các dạng cơ bản của nó y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.1.1. Sự làm việc của động cơ không đồng bộ khi rotor có thêm sức điện động Lúc động cơ không đồng bộ làm việc, sức điện động pha mạch rotor của nó là: E2 = sE20 (9.1) trong đó s là hệ số trượt của động cơ không đồng bộ; E20 là sức điện động pha của động cơ không đồng bộ rotor dây quấn khi rotor đứng yên, hay gọi là sức điện động mạch hở, s.đ.đ. định mức mạch rotor nếu đặt vào mạch stator điện áp xoay chiều với tần số và giá trị điện áp bằng định mức. Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.1.1. Sự làm việc của động cơ không đồng bộ khi rotor có thêm sức điện động Công thức (9.1) chứng tỏ, trị số của sức điện động E2 của rotor tỷ lệ thuận với hệ số trượt s, đồng thời tần số f2 của nó cũng tỷ lệ thuận với s: f2 = sf1. Lúc rotor được nối dây bình thường, phương trình dòng điện pha rotor là: 20 2 2 2 2 20 sE I R (sX )   trong đó R2 là điện trở mỗi pha của cuộn dây rotor; X20 là điện kháng tản của mỗi pha cuộn dây rotor khi s = 1. Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.1.1. Sự làm việc của động cơ không đồng bộ khi rotor có thêm sức điện động Khi đưa vào mạch rotor một sức điện động phụ Eph điều khiển được và mắc nối tiếp với sức điện động E2 của mạch rotor. Eph có cùng tần số, nhưng có E2=sE20 I ĐK 3 thể cùng pha hoặc ngược pha với E2, như trên hình 9.1. Trong trường hợp này, phương trình dòng điện sẽ là:  Hình 9.1: Sơ đồ đấu s.đ.đ. phụ (Eph) trong mạch rotor động cơ không đồng bộ   Eph 2 20 ph 2 2 2 2 20 sE E I R (sX )    Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.1.1. Sự làm việc của động cơ không đồng bộ khi rotor có thêm sức điện động Khi mô men phụ tải Mc là hằng số, có thể coi dòng điện rotor I2 cũng là hằng. Giả thiết trước khi có sức điện động phụ, động cơ đang làm việc ổn định với giá trị hệ số trượt s = s1. Sau khi đưa sức điện động phụ ngược dấu vào, do mô men phụ tải là hằng số, vế trái công thức (9.2) là hằng số (I2), vì thế hệ số trượt của động cơ buộc phải tăng lên và ổn định với s=s2 (s2>s1), quan hệ giữa s1, s2 và s.đ.đ. phụ thỏa mãn biểu thức: 2 20 ph 1 20 22 2 2 2 2 2 20 2 1 20 s E E s E I R (s X ) R (s X )      Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.1.2. Tạo lập sức điện động phụ và hệ thống truyền động điều tốc nối cấp Đưa sức điện động phụ vào mạch rotor động cơ không đồng bộ rotor dây quấn rõ ràng là có thể làm thay đổi tốc độ quay của động cơ, nhưng do tần số của sức điện động cảm ứng E2 của mạch rotor động cơ điện thay đổi theo hệ số trượt, nên tần số của sức điện động phụ Eph cũng buộc phải thay đổi theo tốc độ quay của động cơ. Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.1.2. Tạo lập sức điện động phụ và sơ đồ hệ thống truyền động điều tốc nối cấp Để giải quyết vấn đề này một cách đơn giản nhất, trong hệ thống thực tế, đầu tiên điện áp xoay chiều trong mạch cuộn dây rotor động cơ được biến đổi thành sức điện động một chiều, sau đó so sánh nó với sức điện động phụ một chiều, điều khiển giá trị biên độ sức điện động phụ một chiều là có thể điều chỉnh được tốc độ quay của động cơ. Như vậy đã chuyển vấn đề thay đổi được tần số và giá trị của s.đ.đ. phụ xoay chiều sang vấn đề điều chỉnh giá trị của s.đ.đ. phụ một chiều không liên quan gì đến tần số, làm cho việc phân tích và điều khiển dễ dàng đi rất nhiều. Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.1.2. Tạo lập sức điện động phụ và sơ đồ hệ thống truyền động điều tốc nối cấp Tải E2=sE20 I ĐK 3 3 BĐ1 BA BĐ2Id ++ Hình 9.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động nối cấp động cơ không đồng bộ cơ học 2 Ud1 CK Ud2 -- Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.1.2. Tạo lập sức điện động phụ và sơ đồ hệ thống truyền động điều tốc nối cấp Ud1 = Ud2 + IdR; K1sE20 =K2U2cos + IdR trong đó: K1, K2 là các hệ số phụ thuộc vào loại sơ đồ bộ biến đổi BĐ1 và BĐ2, khi BĐ1 và BĐ2 đều dùng chỉnh lưu cầu 3 pha thì: K1 = K2 = 2,34 U - điện áp chỉnh lưu trung bình đầu ra của BĐ1;d1 U2 - giá trị hiệu dụng điện áp pha thứ cấp của máy biến áp nghịch lưu BA; Ud2 - điện áp nghịch lưu trung bình đầu ra của BĐ2;  - góc điều khiển nghịch lưu của BĐ2; R - điện trở tương đương của mạch rotor quy đổi về phía một chiều một chiều. Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.1.3. Các dạng khác của hệ thống điều tốc nối cấp Hình 9.3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động nối cấp điện lực với BĐ2 3 CK1 BA mắc theo sơ đồ tia ba pha E2=sE20 I2 ĐK BĐ1 BĐ2 Tải cơ học CK2 Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.1.3. Các dạng khác của hệ thống điều tốc nối cấp Bộ chỉnh lưu kiểu quay Hình 9.4: Hệ thống điều thống nối cấp điện lực thời kỳ đầu Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.1.3. Các dạng khác của hệ thống điều tốc nối cấp E2=sE20 ĐK 3 Tải cơ Đ + - Hình 9.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều tốc nối cấp cơ khí I2 BĐ1 học CKĐiKF Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.2. Chất lượng hệ thống điều tốc nối cấp 9.2.1. Đặc tính cơ của hệ thống điều tốc nối cấp Phương trình cân bằng sức điện động của mạch điện một chiều phía rotor khi làm việc không tải lý tưởng: 0 20 2 2 0 s E U cos U cos s     20E Trong đó s0 là hệ số trượt không tải lý tưởng, U2 là điện áp hiệu dụng thứ cấp máy biến áp nghịch lưu BA. Có thể thấy, với các góc  khác nhau, đường cong Mđt=f(s) khi điều tốc nối cấp động cơ không đồng bộ là gần như song song, tương tự như đường đặc tính cơ của điều tốc điều áp động cơ điện một chiều. Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.2.1. Đặc tính cơ của hệ thống điều tốc nối cấp 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -s s0=0.2 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ s0=0.4 s0=0.6 s0=0.8 s0=0, =90 0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -s s0=0.2 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ s0=0.4 s0=0.6 s0=0, =900 a) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 1.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 1.0 s0=0.8 Hình 9.6: Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp a) động cơ lớn; b) động cơ bé b) * đtM * đtM Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.2.2. Máy biến áp nghịch lưu Để đơn giản dễ thấy, có thể dựa vào trạng thái làm việc không tải lý tưởng để tính chọn điện áp pha phía thứ cấp U2 của máy biến áp nghịch lưu: 0 20 0max 20 2 min s E s E U cos cos     trong đó: s0max là hệ số trượt không tải lý tưởng cực đại ứng với tốc độ quay cực tiểu ở chế độ không tải lý tưởng của động cơ được xác định theo phạm vi điều tốc của hệ thống; min là góc nghịch lưu khi làm việc với hệ số trượt cực đại, lúc này góc nghịch lưu nhỏ nhất thường chọn: min = 30 0. Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.2.3. Dung lượng (công suất) thiết bị điều tốc nối cấp Dung lượng của máy biến áp nghịch lưu là: đm 2đm 2đmS 3U I 0 m ax 2 0 0 m ax 2 0 2 đ m 0 m ax 2 0 2 00 m in s E s E 1 U 1,15s E 1,15 E (1 ) cos 30 D       do đó: đm 20 2đm 1 S 3, 45E I (1 ) D   Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.2.4. Hiệu suất của hệ thống điều tốc nối cấp: Pv P1 P2 PF QF BA BĐ1 BĐ2 Ps ĐK PF PF Ps P1 Pđt Pv Pcơ P1 CK a P2+PsPcơ P2 b Hình 9.7: Phân tích hiệu suất hệ thống điều tốc nối cấp a) Hướng đi của công suất hệ thống điều tốc nối cấp b) Biểu đồ năng lượng hệ thống Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.2.4. Hiệu suất của hệ thống điều tốc nối cấp: co co đt co2 nc v 1 F đt 1 s 2 s đt co đt đt 1 2 s đt s P P P (1 s) PP 100% 100% 100% P P P (P P) (P P P ) P (1 s) P P (1 s) 100% 100% P (1 s) P P P P (1 s) P                                 đt co2 R v 1 đt co đt 1 P (1 s) PP 100% 100% P P P (1 s) P (1 s) 100% P P                     Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.2.4. Hiệu suất của hệ thống điều tốc nối cấp: 40 60 80 100  (%) nc R Hình 9.8: Đường cong  = f(s) của hệ thống điều tốc nối cấp điện lực và điều tốc điện trở phụ trong mạch rotor 20 0 1 0,5 0 -s Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.2.4. Hiệu suất của hệ thống điều tốc nối cấp: Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.1. Điện áp và dòng điện của mạch điện chỉnh lưu rotor động cơ không đồng bộ: a) Trạng thái làm việc thứ nhất: iD5iD3iD1 Id ia D 1 D3 D5 a * e2a 2 a 20 1e 2sE sin(s t ) 6     1 D o d 20 1 D o d 2X sI cos (1 ) 6E s 2X I cos (1 )         Hình 9.9: Mạch điện chỉnh lưu rotor bib cic D2D6D4 iD4 iD6 iD2 * XDo * e2b e2c 206E 20 d Do 6E I (1 cos ) 2X    D0 d d 3X s U I   D0 d1 20 d 3X s U 2,34sE I   Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.1. Điện áp và dòng điện của mạch điện chỉnh lưu rotor động cơ không đồng bộ Hình 9.10: Đồ thị điện áp và dòng điện sơ đồ chỉnh lưu rotor ứng với các góc chuyển mạch khác nhau a)  < 60o; b)  = 60o; Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.1. Điện áp và dòng điện của mạch điện chỉnh lưu rotor động cơ không đồng bộ Hình 9.10: Đồ thị điện áp và dòng điện sơ đồ chỉnh lưu rotor ứng với các góc chuyển mạch khác nhau a)  60o Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.1. Điện áp và dòng điện của mạch điện chỉnh lưu rotor động cơ không đồng bộ: b) Trạng thái làm việc thứ hai: - Dòng điện chỉnh lưu trung bình:  20 20d p p p 6E 6E I cos cos sin 2X 2X 6                Trong hai công thức trên, tương ứng với: p  0,  = 60 0. D0 D0 - Điện áp chỉnh lưu trung bình:  p p D0 d1 20 20 p d cos cos 3sX U 2,34sE 2,34sE cos I 2           Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.1. Điện áp và dòng điện của mạch điện chỉnh lưu rotor động cơ không đồng bộ: b) Trạng thái làm việc thứ hai: Hình 9.11: Bộ chỉnh lưu rotor Id = f() , Id =f(p) Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.2. Mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp 2UT2UD2RD 2RBA LCK RCK U U Id D0 3 sX  BA 3 X  Hình 9.12: Sơ đồ thay thế tương đương của hệ thống điều tốc nối cấp điện lực K1sE20cosp K2U2cos d1 d2 Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.2. Mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp - Điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu rotor ở vùng làm việc thứ II: d1 d0 p D d D0 D 3 U sU cos 2 U I ( X .s 2R )       - Điện áp phía dòng một chiều bộ nghịch lưu: d2 2 T d BA BA 3 U 2,34U cos 2 U I ( X 2R )       Và có: Ud1 = Ud2 + IdRCK y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ trong đó: Udo là điện áp chỉnh lưu trung bình đầu ra không tải của bộ chỉnh lưu rotor khi s =1, ở đây Udo = K1E20 = 2,34E20; UD, UT là sụt điện áp trên mỗi đi ôt chỉnh lưu và tiristor, thường chọn UD = UT , cũng có thể bỏ qua; XD0 là điện kháng tản trên mỗi pha của động cơ không đồng bộ chuyển đổi về phía rotor khi s =1, ; KD là tỷ số số vòng quấn của cuộn dây mỗi pha trên stator và rotor; D0 D1 202 D 1 X X X K   RCK là điện trở của bộ điện kháng san bằng dòng điện trong mạch một chiều CK; RD là điện trở tương đương mỗi pha động cơ quy đổi về phía rotor, RD= R2+ sR'1. Khi R1 rất nhỏ, có thể coi RD= R2; XBA là điện kháng tản tương đương trên mỗi pha của máy biến áp nghịch lưu quy đổi về phía thứ cấp: XBA = X'BA1+ XBA2; RBA là điện trở tương đương mỗi Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.2. Mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp XBA là điện kháng tản tương đương trên mỗi pha của máy biến áp nghịch lưu quy đổi về phía thứ cấp, XBA = X'BA1+ XBA2; RBA là điện trở tương đương mỗi pha máy biến áp nghịch lưu quy đổi về phía thứ cấp, RBA = R'BA1+ RBA2. 2 d BA BA D CK 20 p D0 d 3 2,34U cos I ( X 2R 2R R ) s 3 2,34E cos X .I         0 0 n n s n  Với: Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.2. Mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp Đặc tính tốc độ của động cơ trong hệ điều tốc nối cấp: 20 p 2 d D0 BA BA D CK 0 20 p D0 d 3 3 2,34(E cos U cos ) I ( X X 2R 2R R ) n n 3 2,34E cos X .I                     Trong công thức trên đã bỏ qua ảnh hưởng của UD, UT và R1'. Trong công thức trên, khi cho p = 0 0, ta được công thức đặc tính tốc độ quay của hệ thống điều tốc nối cấp ở vùng làm việc thứ I. Giả thiết: U = 2.34(E20cosp – U2cos) Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.2. Mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp Giả thiết: U = 2.34(E20cosp – U2cos) D0 BA BA D CK 3X 3X R 2R 2R R 3 C' 2,34E cos X I             e 20 P D0 d    d 0 d e e U I R 1 n n ( ) (U I R ) C ' C       Đặc tính tốc độ rút gọn của động cơ trong hệ thống điều tốc nối cấp: Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.2. Mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp Để tìm mô men điện từ của động cơ không đồng bộ trong hệ thống điều tốc nối cấp, có thể bắt đầu từ quan hệ công suất Ps của mạch điện chỉnh lưu rotor. D03X sP (sU cos I )I  s d0 p d d  s đt 0 D0 d0 p d d 0 P M s 3X1 (U cos I )I             Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.2. Mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp Để tìm mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi bộ chỉnh lưu rotor ở trạng thái làm việc thứ I, ta cho p=0. D0 D0 đt d0 d d d0 d d 0 0 d0 3X 3X1 1 M (U I )I U (1 I )I U         Giá trị cực đại của mô men điện từ trong công thức trên có thể tìm được khi đặt đt d dM 0 dI  20 d d.1m D0 6E I I 2X   2 20 đt đt.1m 0 D0 27E M M 6 X    (Ud0 = 2,34E20) Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.2. Mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp 2 2 220 đt p p 0 D0 27E M [cos cos ( )] 6 X        Để tìm mô men điện từ cực đại, từ công thức trên ta lấy đạo hàm bậc nhất của mô men theo p và cho bằng không ( ), đồng thời thay  = 60o, có thể tìm được khi p = 15o thì mô men cực đại M ở đt p dM 0 d   đt.2m vùng làm việc thứ II: 2 20 đt.2m 0 D 0 9 3E M 4 X   Cường độ dòng điện của mạch một chiều tương ứng là: 20 d.2 m D 0 3E I 2X  Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.2. Mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp Giao tiếp giữa vùng làm việc thứ I và thứ II chính là điểm làm việc giới hạn của sơ đồ chỉnh lưu rotor, khi bắt đầu phát sinh hiện tượng cưỡng bức mở chậm các van. Mô men tại điểm này gọi là mô men chuyển tiếp Mđt.1-2. Chỉ cần lấy điều kiện = 60 o, p= 0 o thay vào công thức (9.25) và (9.14) , là có thể tìm được: Dựa vào cách chứng minh trên, có thể rút ra được hệ thức: 2 20 đt.1 2 0 D0 27E M 8 X    20 d.1 2 D0 6E I 4X   đt.2m đt.1m M 0,866 M  đt.1 2 đt.1m M 0,75 M   Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.2. Mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp Mô men cực đại của đặc tính vốn có ban đầu của động cơ không đồng bộ khi bỏ qua điện trở của rotor: 2 20 đt .m 0 D 0 3E1 M 2 X    M có thể tìm được: đt.1m đt.m 0,955 M đt.2m đt.m M 0,826 M  đt.1 2 đt.m M 0, 716 M   Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.2. Mô men điện từ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp -s n 1 B A Đường đặc tính cơ ban đầu vùng làm việc thứ II 0 n s10 Chế độ dòng gián đoạn Mđt.1-2 Mđt.2m 0.8260.71 6 1,00.51 0 2<1 C Hình 9.13 Đường đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp điện lực đt đt.m M M Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.3. Phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi điều tốc nối cấp 9.3.3.1. Phương trình đường đặc tính cơ ở vùng làm việc thứ I (  60o, p = 0o) đt 1m 1đt.1m 1 1m M 4 s sM 2 s s        trong đó s1m= s1m- s10 là số gia hệ số trượt của động cơ không đồng bộ từ không tải lý tưởng đến mô men cực đại tính toán; s1 = s - s10 là số gia của hệ số trượt do phụ tải gây ra; s10 là hệ số trượt không tải lý tưởng ứng với trị số ; s1m là hệ số trượt tới hạn khi mô men cực đại tính toán Mđt.1m tương ứng: BA D BA CK 1m 10 D0 3X 2R 2R R s 2s 3X /       Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.3.3.2. Phương trình đặc tính cơ ở vùng làm việc thứ II ( = 60o, p=0 o 30o) trong đó s2m= s2m- s20 là số gia của hệ số trượt cực đại tương ứng với một trị số p nào đó xét tới hiện tượng cưỡng bức mở chậm; s2 = s - s20 là số gia của hệ số trượt do phụ tải gây ra trong vùng làm 2 pđt 2m 2đt.1m 2 2m 4cosM s sM 2 s s         việc thứ II ứng với góc  và p; s20 là hệ số trượt không tải lý tưởng ứng với với góc  và p. 2 20 20 p U cos s E cos    B A D B A C K 2 m 10 D 0 3X 2 R 2 R R s 2s 3X /       Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ Do với giá trị cho trước của , s20 thay đổi theo p, nên s2m cũng thay đổi theo p. Giá trị s2m không phải biểu thị hệ số trượt thực tế khi mô men đạt cực đại Mđt.2m, nó chỉ là một đại lượng dùng để tính toán xuất hiện trong quá trình biến đổi toán học mà thôi. Biểu thức thông dụng về đường đặc tính cơ: 21 1 (M / M ) / cos  đ t đ t .1m p m2 đt đ t .1m p s s 1 1 (M / M ) / cos        Khi cho p = 0 0, công thức trên phù hợp cho việc tính toán đặc tính cơ vùng làm việc thứ I, lúc đó sm= s1m, s = s1. Nếu p = 0 0  30o, công thức trên phù hợp cho việc tính toán đặc tính cơ vùng làm việc thứ II, khi đó sm = s2m, s = s2. Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.4 Hệ thống kín điều tốc nối cấp với hai mạch vòng Do hệ số trượt đặc tính tĩnh của hệ thống điều tốc nối cấp là khá lớn, cho nên hệ thống điều khiển mạch hở chỉ được dùng vào trường hợp độ chính xác điều tốc yêu cầu không cao. Để nâng cao độ chính xác điều tốc trạng thái tĩnh và để nhận được đặc tính động tốt hơn, có thể dùng điều khiển phản hồi. Cũng giống như hệ thống điều tốc một chiều, thường dùng phương thức điều khiển hai mạch vòng kín là phản hồi dòng điện và phản hồi tốc độ quay. Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.4.1. Cấu trúc hệ thống điều khiển mạch vòng kín  BA ĐK Rpn C FT Hình 9.14: Hệ thống điều tốc nối cấp điều khiển hai mạch vòng kín + + - Rv01 Rv2 ucđ OA1 n Rv1 -n + - Rv02 Rv3 Rpi OA2 Ci Rv4 = FX R RI Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+ 9.4.2. Mô hình toán học trạng thái động của hệ thống điều tốc nối cấp   Trong hệ thống trên hình 9.14, bộ chỉnh lưu có điều khiển, bộ điều chỉnh và sơ đồ cấu trúc trạng thái động của khâu phản hồi giống như trong hệ thống điều tốc một chiều, vì thế ở đây không trình bày lại. Nhưng một phần mạch điện một chiều rotor của động cơ vì có liên quan tới hệ số trượt nên phải xử lý riêng. d d0 d2 d dI sU U L R I dt      9.4.2.1. Hàm số truyền của mạch một chiều rotor Dựa vào sơ đồ tương đương như trên hình 9.12 có thể đưa ra phương trình cân bằng điện áp trạng thái động của mạch điện một chiều rotor trong hệ thống điều tốc nối cấp: Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+  Trong đó: : Điện áp không tải của đầu ra bộ nghịch lưu ; : Tổng điện cảm tương đương của mạch điện một chiều rotor; LD0: Điện cảm tản của mỗi pha động cơ tính chuyển đổi về phía rotor; LBA: Điện cảm tản của mỗi pha máy biến áp nghịch lưu tính chuyển đổi về phía thứ cấp; CK D0 BAL L 2L 2L    d2 2U 2,34U cos   LCK: Điện cảm của cuộn kháng san bằng; R: Điện trở tương đương của mạch điện một chiều rotor khi hệ số trượt là s. Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+   9.4.2.1. Hàm số truyền của mạch một chiều rotor D0 BA D T CK 3X 3X R 2R 2R R        d d0 d0 d2 d 0 dIn U U U L R I n dt       Biến đổi Laplace cho hai vế của biểu thức (*), có thể tìm được (*) hàm số truyền cho mạch điện một chiều rotor: d Lr d0 Lr d0 d2 0 I (s) K U T s 1U n(s) U (s) n      Lr L T R    Lr 1 K R Với: và Chương 9 y0 = 0 y0 = x y1 = y4 = x+   9.4.2.1. Hàm số truyền của mạch một chiều r