Đồ án So sánh hệ thống truyền động điện động cơ 1 chiều kích từ độc lập khi sử dụng các bộ điều khiển PI, IP, PID và điều khiển mờ

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
 ISO 9001:2015 
 SO SÁNH HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 
 ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP KHI 
SỬ DỤNG CÁC BỘ ĐIỀU CHỈNH PI,IP,PID VÀ 
 ĐIỀU KHIỂN MỜ 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
 NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 HẢI PHÒNG - 2020 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
 ISO 9001:2015 
 SO SÁNH HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 
 ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP KHI 
SỬ DỤNG CÁC BỘ ĐIỀU CHỈNH PI,IP,PID VÀ 
 ĐIỀU KHIỂN MỜ 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
 NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 Sinh viên: Nguyễn Duy Chiến 
 Người hướng dẫn: GSTSKH Thân Ngọc Hoàn 
 HẢI PHÒNG - 2020 
 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam 
 Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc 
 ----------------o0o----------------- 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
 Sinh viên : Nguyễn Duy Chiến– MSV : 1512102015 
 Lớp : ĐC1901- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp 
 Tên đề tài : So sánh hệ thống truyền động điện động cơ 1 chiều 
 kích từ độc lập khi sử dụng các bộ điều khiển PI,IP,PID và điều 
 khiển mờ 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( 
về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). 
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán 
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp..........................................................................: CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Người hướng dẫn thứ nhất: 
Họ và tên : Thân Ngọc Hoàn 
Học hàm, học vị : GSTSKH 
Cơ quan công tác : Trường Đại học dân lập Hải Phòng 
Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài 
Người hướng dẫn thứ hai: 
Họ và tên : 
Học hàm, học vị : 
Cơ quan công tác : 
Nội dung hướng dẫn : 
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng năm 2019. 
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày......tháng.......năm 2020 
 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N 
 Sinh viên Cán bộ hướng dẫn Đ.T.T.N 
 Nguyễn Duy Chiến GSTSKH Thân Ngọc Hoàn 
 Hải Phòng, ngày........tháng........năm 2020 
 HIỆU TRƯỞNG 
 GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP 
 Họ và tên giảng viên: Thân Ngọc Hoàn... 
 Đơn vị công tác: Đại học Dân Lập Hải Phòng 
 Họ và tên sinh viên: .......................................... Chuyên ngành: 
 Nội dung hướng dẫn: .......................................................... 
 ................................................................................................................................... 
 + Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp 
 Có tinh thần trong khi làm đồ án nhưng phải cố gắng hơn. 
 ................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................... 
 - Đánh giá chất lượng của đồ án/khóa luận (so với nội dung yêu cầu 
 đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, 
 tính toán số liệu ) 
 Hoàn thành đề cương đồ án đề ra, đã tìm hiểu về máy điện một chiều, dã thực 
 hiện so sánh các bộ điều chỉnh PI, PID và điều khiển mờ. Do trình độ có hạn lại 
 thiếu cố gắng nên việc tìm hiêuu chưa sâu, chưa dạt được kiến thức mong muốn. 
 Cần cố gắng hơn nữa khi ra đời vào làm thực tế.................... 
 ............................................................................................................................. 
3. Ý kiến của giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp 
 Được bảo vệ x Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày 4 tháng 01 năm 2020 
 Giảng viên hướng dẫn 
 (Ký và ghi rõ họ tên) 
 GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn 
QC20-B18 
 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN 
 Họ và tên giảng viên: .............................................................................................. 
 Đơn vị công tác: ........................................................................ ..................... 
 Họ và tên sinh viên: ...................................... Chuyên ngành: .............................. 
 Đề tài tốt nghiệp: ......................................................................... .................... 
 ............................................................................................................................
 ............................................................................................................................
 1. Phần nhận xét của giáo viên chấm phản biện 
 ................................................................................................................................ 
 ................................................................................................................................ 
 ................................................................................................................................ 
 ................................................................................................................................ 
 2. Những mặt còn hạn chế 
 ............................................................................................................................................................................................................................................................ 
 ................................................................................................................................ 
 ................................................................................................................................ 
 3. Ý kiến của giảng viên chấm phản biện 
Được bảo vệ Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày tháng năm ...... 
 Giảng viên chấm phản biện 
 (Ký và ghi rõ họ tên) 
 1 LỜI CẢM ƠN 
 Khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này cũng là em kết thúc thời gian học tập 
tại trường Đại học Dân lập Hải Phòng. Khoảng thời gian học tập và nghiên cứu 
tại trường đã giúp em hiểu và yêu quý nơi đây nhiều hơn. Nhà trường và Thầy 
Cô không những truyền đạt cho em những kiến thức chuyên môn mà còn giáo 
dục cho em về lý tưởng, đạo đức trong cuộc sống. Đây là những hành trang 
không thể thiếu cho cuộc sống và sự nghiệp của em sau này. Em xin bày tỏ lòng 
biết ơn sâu sắc đến tất cả các Quý Thầy Cô đã tận tình chỉ bảo, dẫn dắt em đến 
ngày hôm nay để có thể vững bước trên con đường học tập và làm việc sau này. 
 Đồ án tốt nghiệp đã đánh dấu việc hoàn thành những năm tháng miệt mài 
học tập của em. Và đồ án này cũng đánh dấu sự trưởng thành trên con đường 
học tập của em. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn 
động viên và tạo mọi điều kiện để nhóm hoàn thành khóa học. 
 Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến Thầy Thân Ngọc 
Hoàn với sự nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi và sự định hướng đúng 
đắn và kịp thời của Thầy đã giúp em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án. 
 Sinh viên thực hiện 
 Nguyễn Duy Chiến 
 2 MỤC LỤC 
LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 5 
CHƯƠNG 1 ........................................................................................................... 6 
MẠCH ĐIỆN, MẠCH TỪ CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ......................... 6 
1.1. KHÁI NIỆM ................................................................................................. 6 
1.2. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ............................................. 6 
1.2.1. Cấu tạo của stato ........................................................................................ 6 
yếu là loại rôto hình trống có răng được ghép lại bằng các lá thép điện kỹ thuật. 
Ở những máy công suất lớn người ta còn làm các rãnh làm mát theo bán kính 
(các lá thép được ghép lại từng tệp, các tệp cách nhau một rãnh làm mát). ......... 8 
1.3. MẠCH ĐIỆN CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ........................................ 9 
1.3.1 Những thông số cuộn dây. ............................................................................ 9 
1.3.2 Cuộn xếp. .................................................................................................... 11 
1.3.2.1 Cuộn xếp đơn .......................................................................................... 11 
1.4. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ................ 12 
1.5. BIỂU THỨC SĐĐ CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU .................................. 13 
1.6. PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG ........................................................................... 14 
1.6.1.Khái niệm về phản ứng phần ứng. ............................................................. 14 
1.6.2. Phản ứng phần ứng ngang. ....................................................................... 14 
1.7. CHUYỂN MẠCH DÒNG ĐIỆN Ở CỔ GÓP ............................................. 17 
1.7.1 Bản chất...................................................................................................... 17 
1.7.2 Sđđ xuất hiện trong quá trình đảo chiều dòng điện ................................... 18 
1.8. TIA LỬA Ở CHỔI VÀ CÁCH GIẢM TIA LỬA Ở CHỔI. ....................... 18 
1.8.1 Nguyên nhân xuất hiện tia lửa điện. .......................................................... 18 
1.8.2. Các phương pháp giảm tia lửa. ................................................................ 19 
1.8.2.1 Giảm tia lửa do nguyên nhân cơ học. ..................................................... 19 
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 21 
CHƯƠNG 2 ........................................................................................................ 22 
2.1. PHÂN LOẠI MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU ......................................... 22 
2.2. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG SĐĐ CỦA MÁY PHÁT ......................... 22 
2.4 MÁY PHÁT KÍCH TỪ ĐỘC LẬP ............................................................... 24 
2.5. MÁY PHÁT KÍCH TỪ SONG SONG ........................................................ 26 
 ............................................................................................................................. 29 
 3 2.6. MÁY PHÁT KÍCH TỪ NỐI TIẾP .............................................................. 30 
2.7 MÁY PHÁT KÍCH TỪ HỖN HỢP ........................................................... 31 
2.8. CÁC MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU LÀM VIỆC SONG SONG .......... 32 
2.8.1. Hai máy phát kích từ song song làm việc song song: ............................... 32 
2.8.2 Các máy phát hỗn hợp làm việc song song: .............................................. 34 
2.9. PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU ....................................... 35 
2.10. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG SĐĐ CỦA ĐỘNG CƠ....................... 35 
2.11. ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU ....................... 36 
2.11.2. Đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp. ............................................ 37 
2.12. KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. ................................... 39 
2.13. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU .............................. 40 
2.13.1. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ ....................................................... 40 
2.13.2. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp nguồn nạp. ............................. 40 
2.13.3. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông. .............................................. 42 
2.13.4 Hệ thống máy phát động cơ ..................................................................... 42 
2.14. HÃM ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU .................................................. 43 
2.15. Tổn hao và hiệu suất máy điện một chiều .............................................. 45 
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 46 
CHƯƠNG 3: ...................................................................................................... 47 
SO SÁNH CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN P-I, I-P, PID VÀ MỜ [2] ..................... 47 
3.1. Gới thiệu ................................................................................................... 47 
3.2. Mô hình toán học của động cơ một chiều. ............................................. 48 
3.3. Thiết kế các bộ điều khiển ......................................................................... 50 
3.3.1. Bộ điều khiển P-I: .................................................................................... 50 
3.3.2. Bộ điều khiển I-P: .................................................................................... 51 
3.3.3. Bộ điều khiển PID .................................................................................... 52 
3.3 Phương pháp Zigler-Nichol tính chọn các tham số của bộ điều khiển .. 52 
3.4. Bộ điều khiển mờ. ....................................................................................... 53 
3.5 Mô phỏng trên matlab ................................................................................ 55 
3.6. Kết luận ....................................................................................................... 57 
PHẦN KẾT LUẬN ............................................................................................ 59 
TÀI LIỆU THAM KHẢO. ............................................................................... 60 
 4