Bài giảng Hệ truyền động điện - Chương 3: Điều chỉnh các thông số đầu ra của truyền động điện

Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.4.2 Điều khiển bằng điện áp stato
Khi thay đổi U1:
- Dòng điện ngắn mạch: Inm.U = Inm.U1*
- Mômen ngắn mach: Mnm.U = MnmU1*2
- Momen tới hạn: Mth.U = MthU1*2
- Độ trượt tới hạn: sth = const
Khi thay đổi U1 ta có thể thay đổi được ω, M, I. 
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
27
3.4.2 Điều khiển bằng điện áp stato
+ Đối với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc: Do s nhỏ nên 
phạm vi điều chỉnh ω nhỏ, vì vậy phương pháp này chỉ được 
dùng để hạn chế dòng điện và mômen khởi động.
+ Đối với động cơ rôto dây 
quấn: Thường đưa thêm Ro 
để làm tăng s. Nhờ đó mở
rộng được vùng điều chỉnh 
tốc độ và mômen tải. Do đó 
phương pháp này có thể dùng 
để điều khiển tốc độ và khởi 
động động cơ.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.4.2 Điều khiển bằng điện áp stato
- Đặc tính mômen tải cho phép Mtcp = f(ω)
ta có :
2
2®m 2
tcp
0
3I .R 1 A
M .
s s
= =
ω với A = const, s = (ωo-ω)/ωo
⇒ phương pháp này phù hợp nhất với loại tải kiểu? 
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
28
Ví dụ 3-3
Cho động cơ KĐB lồng sóc 100kW, 380V, 1470vg/ph, λ = 
2,3; KM = 1,2; kéo máy bơm nước có mômen cản tĩnh khi 
ω=0 là Mco = 312Nm. Hãy xác định giá trị điện áp stato nhỏ
nhất U1min để khởi động máy êm và an toàn.
Giải:
Mômen định mức của động cơ: 
®m
®m
®m
P 100.1000
M 649Nm
1470 / 9,55
= = =
ω
Momen cản tĩnh của máy bơm khi ω = 0 tính theo đơn vị 
tương đối:
Mco* = Mco/Mđm = 312/649 = 0,48
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
Ví dụ
 Để khởi động được máy và khởi động êm, 
ta chọn Mkđ = MnmU ≥ Mco:
MnmU = Mkđ = 1,1Mco hay Mkđ* = 1,1.0,48 = 0,53
Giá trị điện áp nhỏ nhất cần để khởi động động cơ:
* nm.U ®mnm.U
1min
nm nm ®m
*
k®
*
nm
M /MM
U
M M /M
M 0,53
0,66
1,2M
= =
= = =
⇒ U1min = 0,66.380 = 252V. 
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
29
R1 và X1 ít được sử dụng để điều chỉnh tốc độ, mà chủ yếu 
để hạn chế dòng điện và mômen lúc khởi động.
3.4.3 Hạn chế Inm và Mnm bằng Rf1 và Xf1
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.4.3 Hạn chế Inm và Mnm bằng Rf1 và Xf1
- Hệ số giảm dòng điện khởi động a = Ikđ/Inm.
- Hệ số giảm mômen khởi động µ = Mkđ/Mnm.
Ikđ, Mkđ các giá trị yêu cầu lúc khởi động.
Inm, Mnm các giá trị ngắn mạch tự nhiên của động 
cơ.
Vì M~U2, I~U nên µ = a2.
Znm tổng trở ngắn mạch của động cơ 
Muốn giảm dòng điện khởi động với hệ a, thì tổng trở khởi 
động: Zkđ = Znm/a
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
30
3.4.3 Hạn chế Inm và Mnm bằng Rf1 và Xf1
- Khi khởi động bằng điện trở Rf1:
nm
2
nm
nm
1f RX2a
Z
R −−




=
- Khi khởi động bằng điện kháng Xf1:
nm
2
nm
2
nm
1f XRa
Z
X −−




= Ví dụ 3-4
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
đọc bài và bài
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
31
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
a) Bộ biến tần
(chủ yếu dùng loại BT có khâu trung gian một chiều- biến tần 
gián tiếp - biến tần độc lập).
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
b) Các luật (nguyên lý, phương pháp) điều khiển tần số:
11
.
1
.
11
.
1
.
ZIUfkE −=Φ=
mong muốn φ = φđm
- Luật U/f không đổi: U1/f1=const
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
32
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
- Luật U/f không đổi: U1/f1=const
Nếu bỏ qua sụt áp trên Z1, ta có E1≈ U1, do đó: 
1
1
1 f
U
K=φ
Để giữ φ = φđm thì khi điều chỉnh f1, ta phải thay đổi U1 một 
cách tỷ lệ:
®m
1 1
®m
U
U .f
f
= hay U1* = f1* 
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
- Luật U/f không đổi: U1/f1=const
Ở vùng f nhỏ X1.I1 lớn 
đáng kể so với U1 nên Mth
giảm mạnh.
U1 = Uboost + Kf.f1
Kf
UoUđf UđU+
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
33
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
- Luật U/f không đổi: U1/f1=const
Ta có ω ≡ f1 và Mth ≡ U2/f12 = const.
⇒ Luật điều khiển này rất thích hợp với loại tải?
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
- Luật hệ số quá tải không đổi: λ = Mth/Mc = const
2
1
2
1
th
f
U
.AM ≈ và const
M
M
c
th ==λ
⇒
2 2
®m 1
2 2
®m c.®m 1 c
U U
const
f M f M
= = λ =
Do đó:
1 1 c
®m ®m c®m
U f M
U f M
= hay *c
*
1
*
1 M.fU =
Ta biết Mc ≡ ωq ≡ f1q , q = -1, 0, 1, 2.
hay Mc* = (f1*)q.
⇒ U1* = (f1*)(1+q/2)
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
34
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
- Luật hệ số quá tải không đổi: λ = Mth/Mc = const
* Tải cần trục q = 0, Mc* = 1:
luật điều khiển là U1* = f1* hay U/f = const.
* Tải quạt gió q = 2, Mc* = f1*2: 
luật điều khiển là U1* = f1*2 hay U/f2 = const.
* Tải máy tiện q = -1, Mc* = (f1*)-1: 
luật điều khiển là U1* = (f1*)1/2 hay U2/f = const.
* Tải ma sát nhớt q = 1, Mc* = f1*: 
luật điều khiển là U1* = (f1*)3/2 hay U2/f3 = const.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
- Luật hệ số quá tải không đổi: λ = Mth/Mc = const
U/f = const U2/f = const U/f2 = const
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
35
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
- Luật điều khiển dòng stato theo hàm số của độ sụt tốc :
I1 = f(∆ω)
( )22
12
2
1 .T1L
I ω∆+
φ
=
Theo lý thuyết máy điện KĐB:
trong đó: φ2- từ thông rôto.
L12 - hệ số hỗ cảm giữa cuộn stato và cuộn roto.
T2 - hằng số thời gian mạch roto.
∆ω = ωo – ω: độ sụt tốc hoặc tốc độ trượt của rôto.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
- Luật điều khiển I1 = f(∆ω)
Ta thấy nếu giữ φ2 = φ2đm = const thì I1 phụ thuộc ∆ω theo 
quan hệ:
Như vậy nếu ta lấy tín hiệu 
∆ω để tạo ra hàm I1(∆ω) 
rồi điều khiển bộ biến tần 
đảm bảo dòng I1 theo quy 
luật đó thì từ thông rôto φ2
sẽ được giữ không đổi và
bằng định mức.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
36
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
- Luật điều khiển I1 = f(∆ω)
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.4.4 Điều khiển động cơ không đồng bộ bằng tần số
- Luật điều khiển vectơ
Điều khiển cả giá trị tức thời và vị trí trong không gian của vectơ từ thông rôto φ2, 
rồi điều khiển để giữ biên độ vectơ từ thông rôto không đổi φ2 = φ2đm = const.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
37
Bài tập 3-3
Động cơ không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc có thông số
Pđm = 10kW, Uđm=380V, fđm = 50Hz, nđm=2930vòng/phút, 
λ=2,5; KM=1,3. Để điều khiển động cơ này người ta dùng 
bộ biến tần công nghiệp và điều khiển theo luật hệ số quá tải 
không đổi. Tính điện áp và tần số đặt lên stato để động cơ 
chạy được ở các tốc độ sau: 500, 1000, 1500, 2000, 2500 
vòng/phút trong các trường hợp động cơ kéo: 
1) tải cần trục: Mc = Mđm (của động cơ).
2) tải máy bơm nước: 
2®m
c 2
®m
M
M .= ω
ω
(Mđm, ωđm của động cơ)
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.5 Điều khiển động cơ đồng bộ
3.5.1 Điều chỉnh tốc độ và mômen
Vì ω = ωo = 2πf1/p nên để điều chỉnh tốc độ, 
ta điều chỉnh f1 ⇒ β = ∞.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
38
3.5 Điều khiển động cơ đồng bộ
3.5.1 Điều chỉnh tốc độ và mômen
a) Giữ từ thông động cơ không đổi, nhờ duy trì tỷ số E/xs = 
const
Ta có phương trình đặc tính góc:
θ
ω
= sin.
x.
EU3
M
s0
1
Nếu góc lệch giữa E và U1 là
θ = const và E/xs = const thì: 
ω
≡
ω
θ
=
11
.
x
sinUE3
M
0s
1
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.5 Điều khiển động cơ đồng bộ
3.5.1 Điều chỉnh tốc độ và mômen
b) Giữ từ thông không đổi, đồng thời thay đổi U1 tỷ lệ với tần 
số: U1/f1 = const
Khi giữ từ thông không đổi có nghĩa là E/xs = const. 
Và U1/f1 ≡ U1/ωo = const:
constsin.
U
x
E3
M
0
1
s
=θ
ω
=
Nếu θ = const thì M = const:
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
39
3.5 Điều khiển động cơ đồng bộ
3.5.2 Điều chỉnh kích từ động cơ đồng bộ-máy bù công suất 
phản kháng 
Thiếu kích từ Quá kích từ
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.5 Điều khiển động cơ đồng bộ
3.5.3 Khởi động động cơ đồng bộ
Đa số các động cơ đồng bộ được khởi động bằng phương pháp 
khởi động không đồng bộ.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
40
3.5 Điều khiển động cơ đồng bộ
3.5.3 Khởi động động cơ đồng bộ
a) Giai đoạn khởi động không đồng bộ:
- Đóng Rfg= (8÷10)Rkt : điện trở đưa thêm vào mạch kích 
từ để bảo vệ cuộn dây khỏi quá điện áp lúc khởi động, nhờ
tiếp điểm thường đóng K1.
- Đóng K2, động cơ sẽ được khởi động như động cơ không 
đồng bộ rôto lồng sóc.
b) Giai đoạn đưa vào đồng bộ
- Khi tới “tốc độ vào đồng bộ” ωvdb ≈ (0,95÷0,98).ωo ta cho 
K1 hoạt động, loại điện trở Rfg và đóng điện áp một chiều vào 
cuộn kích từ rôto, tạo ra mômen đưa động cơ vào đồng bộ. Để 
đảm bảo vào được đồng bộ Mvdb > Mc.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6 Điều chỉnh tự động các thông số đầu ra của động cơ
3.6.1 Nguyên lý chung
Uđ ≡ Xđ (t/số cần điều chỉnh, tín hiệu đặt hay mong muốn).
Up ≡ X (phản hồi, kết quả đạt được, thực): Up = Kp.X. 
∆U = Uđk- tín hiệu sai lệch.
PH: bộ cảm biến, sensơ.
ĐCh: phần tử điều chỉnh, tạo ra các thông số tác động vào 
động cơ Xđ.ch theo quy luật yêu cầu: Xđ.ch = f(Uđk)
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
41
3.6 Điều chỉnh tự động các thông số đầu ra của động cơ
3.6.1 Nguyên lý chung
a) Điều chỉnh theo sai lệch
Lấy tín hiệu “phản hồi âm” theo tọa độ được điều chỉnh, rồi 
cho tác động ngược dấu với tín hiệu đặt:
Uđk = ∆U = Uđ – Up = Uđ – Kp.X
b) Điều chỉnh theo nguyên lý bù nhiễu
Lấy tín hiệu “phản hồi dương” theo đại lượng nhiễu loạn N 
là Up tác động cùng dấu với tín hiệu đặt Uđ:
Uđk = Uđ + Kp.N
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6 Điều chỉnh tự động các thông số đầu ra của động cơ
3.6.1 Nguyên lý chung
b) Điều chỉnh theo nguyên lý bù nhiễu
Nhiễu càng tăng thì thông số đầu ra càng giảm, nhưng đồng 
thời tín hiệu điều khiển cũng tăng, làm phục hồi thông số đầu 
ra X về giá trị đặt.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
42
3.6.2 Điều chỉnh tự động tốc độ động cơ trong hệ
Bộ biến đổi-Động cơ một chiều
nếu bộ biến đổi tuyến tính Kb = const 
( )
b −t b −t
− 2
®m ®m ®m ®m
E R E R
.I .M
k k k k
ω = − = −
φ φ φ φ
Eb = Kb.Uđk
Rưt = Rư + Rb
Để cải thiện β, giảm 
∆ω, tăng D?
TN
BĐ-Đ
ωo
M
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6.2 Điều chỉnh tự động tốc độ động cơ trong hệ
Bộ biến đổi-Động cơ một chiều
a) Dùng mạch phản hồi âm tốc độ
Hoạt động dựa trên nguyên lý điều chỉnh sai lệch:
Upω = UFT = Kpω.ω
Uđk = Uđ – Upω = Uđ – Kpω.ω
Nếu ω giảm ⇒ Upω giảm 
⇒ Uđk tăng,
⇒ Eb = Kb. Uđk tăng 
⇒ ω tăng trở lại giá trị cũ
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
43
3.6.2 Điều chỉnh tự động tốc độ động cơ trong hệ
Bộ biến đổi-Động cơ một chiều
a) Dùng mạch phản hồi âm tốc độ
+ Tính độ cứng ĐTC của 
hệ?
+ Chứng minh, nếu 
không có thêm bộ điều 
chỉnh nào khác, hệ
không thể khử hết sai 
lệch?
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6.2 Điều chỉnh tự động tốc độ động cơ trong hệ
Bộ biến đổi-Động cơ một chiều
b) Dùng phản hồi dương dòng điện 
Rdo: điện trở shunt, ∉t0.
Upi=∆U=Rdo.I = Kpi.Iư
Uđk=Uđ+Upi=Uđ+Kpi.Iư
Khi Mc tăng,ω giảm:
⇒ Iư tăng ⇒ Upi tăng, ⇒
Uđk tăng ⇒ Eb tăng:
⇒ ω tăng trở trở lại giá trị
cũ. 
Hoạt động dựa trên nguyên lý bù nhiễu:
Thông số đầu ra ω, nhiễu cơ bản là Mc hoặc Ic:
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
44
3.6.2 Điều chỉnh tự động tốc độ động cơ trong hệ
Bộ biến đổi-Động cơ một chiều
b) Dùng phản hồi dương dòng điện 
+ Xác định độ cứng ĐTC 
của hệ?
+ Giải thích về khả năng 
hệ mất ổn định?
+ Giải thích về khả năng 
khử được hoàn toàn sai 
lệch?
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6.2 Điều chỉnh tự động tốc độ động cơ trong hệ
Bộ biến đổi-Động cơ một chiều
c) Dùng phản hồi hỗn hợp
Kết hợp cả 2 nguyên lý 
điều chỉnh: 
Uđk = Uđ + Upi - Upu
= Uđ + Kpi. Iu
– Kpu.Uu
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
45
3.6.3 Điều chỉnh tự động mômen và dòng điện
trong hệ Bộ biến đổi-Động cơ một chiều
⇒ Hạn chế Inm ≤ Icp = (2÷2.5)Iđm khi khởi động, đảo chiều,...
a) Sơ đồ dùng phản hồi âm dòng điện có ngắt
Đo có ngưỡng thông:
Uo=Rđo.Ing
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6.3 Điều chỉnh tự động mômen và dòng điện
trong hệ Bộ biến đổi-Động cơ một chiều
a) Sơ đồ dùng phản hồi âm dòng điện có ngắt
+ Khi Iư > Ing, Đo sẽ thông và điện áp phản hồi:
Upi.ng = Rdo.Iu – Uo = Rdo(Iu – Ing)
với Ing = (1,5÷1,7)Idm; Inm = Icp = (2÷2,5)Idm.
Điện áp điều khiển đưa vào bộ biến đổi:
Uđk = Uđ – Upi.ng = (Uđ + Rdo.Ing) - Rdo.Iu
Sức điện động của bộ biến đổi:
Eb = Kb.Uđk = Kb(Uđ + Rdo.Ing) – Kb.Rdo.Iu
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
46
3.6.3 Điều chỉnh tự động mômen và dòng điện
trong hệ Bộ biến đổi-Động cơ một chiều
a) Sơ đồ dùng phản hồi âm dòng điện có ngắt
- Khi dòng điện tăng (Iu>Ing), 
Eb sẽ giảm và tốc độ động cơ 
sẽ giảm mạnh sao cho khi ω
= 0 thì Inm = Icp ⇒ đường 1.
- Khi Iu ≤ Ing, Rdo.Iu < Uo
⇒ Đo khóa ⇒ khâu phản 
hồi âm dòng bị loại ra và
Upi.ng = 0. ⇒ động cơ sẽ
làm việc trên đường 2 
(không phản hồi).
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6.3 Điều chỉnh tự động mômen và dòng điện
trong hệ Bộ biến đổi-Động cơ một chiều
a) Sơ đồ dùng phản hồi âm dòng điện có ngắt
+ Xây dựng phương trình 
ĐTC cho đường số 1?
+ Thông số nào quyết định 
giá trị của Ing, Inm?
+ Làm thế nào để đoạn ĐTC 
số 1 có thể thẳng đứng (mềm 
hơn)?
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
47
3.6.3 Điều chỉnh tự động mômen và dòng điện
trong hệ Bộ biến đổi-Động cơ một chiều
b) Sơ đồ dùng khâu hạn chế tín hiệu đặt
Đây là nguyên tắc được dùng trong các “hệ điều khiển tối ưu 
mođun”
3.6.4 Hệ điều khiển tối ưu mođun 
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6.4 Hệ điều khiển tối ưu mođun 
- Cấu trúc:
- Áp dụng các tiêu chuẩn tối ưu để xây dựng hàm truyền của 
bộ điều chỉnh sao cho sau khi áp dụng các tiêu chuẩn này thì
hàm truyền của hệ thống kín sẽ có dạng như các hàm chuẩn 
tối ưu.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
48
3.6.4 Hệ điều khiển tối ưu mođun 
a) Áp dụng theo tiêu chuẩn môđun tối ưu
Hàm chuẩn theo tiêu chuẩn môđun tối ưu có dạng:
MC 2 2
1
F (p)
1 2 p 2 pσ σ
=
+ τ + τ
- Tuỳ thuộc hàm truyền 
của đối tượng cần điều 
chỉnh ta sẽ có tương ứng 
các hàm của bộ điều 
chỉnh khác nhau:
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6.4 Hệ điều khiển tối ưu mođun 
a) Áp dụng theo tiêu chuẩn môđun tối ưu
+ Trường hợp 1: Nếu hệ có hàm truyền dạng:
( )( )
1
o
1 2
K
S (p)
1 T p 1 T p
=
+ +
, T2>T1
Để hệ kín có hàm truyền FMC(p) thì:
o
MC
o
R(p).S (p)
F (p)
1 R(p).S (p)
=
+
nếu chọn bộ điều chỉnh kiểu PI thì:
2
1 1
1 T p
R(p)
2K T p
+
= và ta chỉ bù được hằng số thời gian 
lớn T2; τσ = T1
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
49
3.6.4 Hệ điều khiển tối ưu mođun 
a) Áp dụng theo tiêu chuẩn môđun tối ưu
+ Trường hợp 2: Nếu hệ có hàm truyền dạng:
o u
/
s
s 1
K
S (p)
(1 T p)
=
=
+∏
, Ts/ là các hằng số thời gian nhỏ
thì
u
/
s s
s s 1
1
R(p) trong ®ã T T
2KT p =
= = ∑
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6.4 Hệ điều khiển tối ưu mođun 
a) Áp dụng theo tiêu chuẩn môđun tối ưu
+ Trường hợp 3: Nếu hệ có hàm truyền dạng:
trong đó: Tk- các hằng số thời gian lớn,
Ts/ là các hằng số thời gian nhỏ
o 2 u
/
k s
k 1 s 1
K
S (p)
(1 T p). (1 T p)
= =
=
+ +∏ ∏
thì bộ điều chỉnh có dạng:
2
k
k 1
s
(1 T p)
1
R(p) .
K 2T p
=
+
=
∏
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
50
3.6.4 Hệ điều khiển tối ưu mođun 
a) Áp dụng theo tiêu chuẩn môđun tối ưu
+ Trường hợp 4: Nếu hệ có hàm truyền dạng:
trong đó: Ts/ là các hằng số thời gian nhỏ
thì bộ điều chỉnh khâu tỷ lệ :
o u
/
s
s 1
K
S (p)
p. (1 T p)
=
=
+∏
u
/
s s
s s 1
1
R(p) T T
2KT =
= = ∑
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6.4 Hệ điều khiển tối ưu mođun 
a) Áp dụng theo tiêu chuẩn môđun tối ưu
+ Trường hợp 5: Nếu hệ có hàm truyền dạng:
trong đó: Ts/ là các hằng số thời gian nhỏ
thì bộ điều chỉnh là khâu PD :
o u
/
s
s 1
K
S (p)
p(1 Tp) (1 T p)
=
=
+ +∏
s
1 Tp
R(p)
2KT
+
=
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
51
3.6.4 Hệ điều khiển tối ưu mođun 
b) Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu đối xứng:
Hàm tối ưu đối xứng có dạng: 
§X 2 2 3 3
1 4 p
F (p)
1 4 p 8 p 8 p
σ
σ σ σ
+ τ
=
+ τ + τ + τ
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
3.6.4 Hệ điều khiển tối ưu mođun 
b) Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu đối xứng:
Tương tự, nếu hệ có hàm truyền vòng hở:
1
o
1 s
K
S (p)
pT (1 pT )
=
+
nếu chọn bộ điều chỉnh loại PI thì: 
o
o
1 T p
R(p)
KT p
+
=
trong đó:
1 s
o s
1
2K T
K ; T 4T
T
= =
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
52
3.6.4 Hệ điều khiển tối ưu mođun 
b) Áp dụng tiêu chuẩn tối ưu đối xứng:
Do tử số của FĐX(p) có thành phần đạo hàm, chính vì thế độ
quá điều chỉnh lớn (43,4%). Để hạn chế độ quá điều chỉnh này 
-> thêm khâu quán tính có hằng số thời gian 4Ts:
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
Bài tập cuối chương 3
Bài 3-4: Xác định thông số điều chỉnh của động cơ điện 
một chiều kích từ độc lập khi nối mạch theo hệ “Bộ biến 
đổi-động cơ” điều chỉnh điện áp phần ứng.
Số liệu động cơ: 12kW, 685vòng/phút; 220V; 64A; Rư = 
0,21Ω.
Số liệu bộ biến đổi: Chỉnh lưu tiristo tia 3 pha, 17kVA; 
Udo = 245V; Rb = 0,4Ω, Kb = 22; hệ làm việc ở chế độ dòng 
liên tục.
1. Hãy xác định giá trị sđđ (hoặc điện áp) của bộ chỉnh lưu 
để đảm bảo các giá trị tốc độ tương ứng với mômen cản tĩnh 
trên trục động cơ cho trong bảng sau: 
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
53
Bài tập cuối chương 3
Bài 3-4:
65,67,1733,571,761,1381,3ω rad/s
251167,3251167,383,6533,46Mc Nm
2. Cho hệ số quá tải của động cơ Kqt = 2,5; sai số tốc độ cho 
phép s%cp = 10%. Tính tốc độ lớn nhất và nhỏ nhất, dải điều 
chỉnh của hệ thống truyền động điện.
3. Tính toán vòng điều chỉnh tốc độ để dải điều chỉnh của 
động cơ đạt được D = 100:1.
4. Tính toán vòng điều chỉnh dòng điện sử dụng phản hồi âm 
dòng điện có ngắt, sao cho khi khởi động dòng điện khởi 
động Ikđ ≤ 2,5Iđm.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
Bài tập cuối chương 3
Bài 3-5:
Cơ cấu truyền động chính của máy tiện được trang bị hệ
thống “Biến tần-động cơ KĐB rôto lồng sóc”, điều khiển theo 
luật hệ số quá tải không đổi λ=const. 
Số liệu động cơ: 40kW, 1500vòng/phút; 380V; 50Hz.
Phụ tải: Mc*=1/ω*; 
Hãy tính toán trị số điện áp và tần số stato để động cơ quay 
được ở các tốc độ: 1500, 1200, 900, 600, 300, 150 vòng/phút.
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
54
Các ví dụ:
Ví dụ 3-1
Ví dụ 3-2
Ví dụ 3-1 (tiếp)
Ví dụ 3-3 
Ví dụ 3-4 
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7
Các bài tập:
Bài tập 3-1
Bài tập 3-2
Bài tập 3-3
Ví dụ 3-4 
Ví dụ 3-5 
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4 Chương 5 Chương 6 Chương 7