Máy điện một chiều Chương 2 Máy điện một chiều 2 1 Khái niệm, ứng dụng cuả ĐCĐMC 2 1 1 Khái niệm Động cơ điện một chiều (ĐCĐMC) là loại động cơ biến năng lượng điện một chiều thành cơ năng Ở ĐCĐMC, từ[.]
Chương Máy điện chiều 2.1 Khái niệm, ứng dụng cuả ĐCĐMC 2.1.1 Khái niệm Động điện chiều (ĐCĐMC) loại động biến lượng điện chiều thành Ở ĐCĐMC, từ trường từ trường không đổi để tạo từ trường không đổi người ta dùng nam châm vĩnh cửu nam châm điện tạo từ dòng chiều 2.1.2 Ứng dụng ➢Trong thực tế, ĐCĐMC sử dụng phổ biến nhiều lĩnh vực - Các phận khởi động ô tô, xe máy, máy kéo… - Các hệ truyền động có cơng suất nhỏ quạt điện, máy xay sinh tố, động bơm nước… 2.1.3 Ưu điểm ➢ĐCĐMC có phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng: Vì ĐCĐMC điều chỉnh tốc độ thơng qua việc thay đổi Iư, Uư, nên tốc độ động điều chỉnh miền miền so với tốc độ định mức ➢Động điện chiều có dịng mở máy mơmen mở máy nhỏ có khả q tải mơmen với 𝐼𝑚ở = 𝑈 ; 𝑅ư 𝑖𝑚ở = 1,5 ÷ 𝑖đ𝑚 ; 𝑀 = 𝐾Φ𝐼ư (2.2) ➢Mạch điều khiển đơn giản so với loại động khác ➢Do vậy, sử dụng phổ biến ngành cơng nghiệp u cầu có momen mở máy lớn với yêu cầu điều chỉnh tốc độ xác, phẳng, phạm vi điều chỉnh rộng ngành cán thép ốp, hầm mỏ… 2.1.4 Nhược điểm ➢Cần nguồn chiều ➢Bảo quản góp phức tạp ➢Dễ sinh tia lửa điện ➢Giá thành cao 2.2 Cấu tạo máy điện chiều ✓Stato(phần tĩnh) ✓Roto (phần ứng) ✓Cổ góp ✓Chổi than 2.2 Cấu tạo máy điện chiều • Phần tĩnh (stato): Gắn với stato cực từ có dây quấn kích từ • Nhiệm vụ: Tạo từ trường kích thích DC Roto Roto Máy điện chiều gọi phần ứng bao gồm lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp chổi than • Lõi thép phần ứng: + Dùng để dẫn từ + Vật liệu: thép kỹ thuật điện 0,35 ÷ 0,5 mm + Rãnh để đặt dây quấn • Dây quấn phần ứng: + Là phần sinh sức điện động có dịng điện chạy qua + Thường làm dây đồng có bọc cách điện • Nhiệm vụ roto - Tạo thành áp DC quay động sơ cấp(lúc hoạt động theo chế độ máy phát) - Tạo cấp dòng DC qua dây quấn(lúc hoạt động theo chế độ động cơ) Cổ góp: gồm phiến góp đồng ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn đầu trục roto, đầu dây phần tử nối với phiến góp Chổi điện (chổi than): làm than graphit Các chổi tỳ chặt lên cổ góp nhờ lò xo giá chổi điện gắn nắp máy Nhiệm vụ: tạo liên lạc phần ứng với mạch Giảm điện áp đặt vào phần ứng Dùng nguồn chiều điều chỉnh đặt vào phần ứng 𝑈 − 𝐸ư 𝐼ư = 𝑅ư →Eư = → U giảm Iư giảm Phương pháp dùng nhiều thực tế 2.5.2 Điều chỉnh tốc độ động điện chiều • Phương trình tốc độ: • Các phương pháp muốn điều chỉnh tốc độ : Mắc điện trở điều chỉnh vào mạch phần ứng - Khi thêm điện trở vào mạch phần ứng, tốc độ giảm - Do dòng điện phần ứng lớn nên tổn hao công suất điện trở điều chỉnh lớn - Phương pháp sử dụng động công suất bé Thay đổi điện áp U: Dùng nguồn chiều điều chỉnh điện áp cung cấp điện cho động Phương pháp sử dụng nhiều Thay đổi từ thông: Thay đổi từ thông cách thay đổi dịng kích từ Để thay đổi dịng kích từ, người ta mắc thêm Rđc vào mạch kích từ Khi điều chỉnh tốc độ, kết hợp phương pháp Ví dụ phương pháp thay đổi từ thơng với phương pháp thay đổi điện áp phạm vi điều chỉnh rộng, ưu điểm lớn động điện chiều 2.5.3 Động điện chiều kích từ song song • Sơ đồ nối dây: • Mở máy, dùng biến trở Rmở • Điều chỉnh tốc độ dùng biến trở Rđc để thay đổi Ikt, thay đổi từ thơng Φ Phương pháp sử dụng rộng rãi, song cần ý giảm từ thơng Φ, dịng điện phần ứng Iư tăng trị số cho phép, cần có phận bảo vệ, cắt động khỏi lưới điện từ thông giảm nhiều 2.5.4 Động điện chiều kích từ nối tiếp • Sơ đồ nối dây: • Mở máy ta dùng Rmở • Điều chỉnh tốc độ ta dùng phương pháp: Mắc điện trở điều chỉnh vào mạch phần ứng Thay đổi điện áp U Thay đổi từ thông điện trở Rđc Nhưng cần ý điều chỉnh từ thông phải mắc biến trở điều chỉnh song song với dây quấn kích từ nối tiếp 2.5.5 Động điện chiều kích từ hỗn hợp Sơ đồ nối dây • Các dây quấn kích từ nối thuận (từ trường chúng chiều nhau) làm tăng từ thông, nối ngược (từ trường chúng ngược nhau) làm giảm từ thơng • Khi nối thuận: động làm việc nặng nề, dây quấn kích từ nối tiếp dây quấn kích từ chính, cịn dây quấn kích từ song song phụ nối thuận Dây quấn kích từ song song bảo đảm cho tốc độ động không tăng lớn mômen nhỏ • Động kích từ hỗn hợp có dây quấn kích từ nối tiếp kích từ phụ nối ngược, có đặc tính cứng đường 4, nghĩa tốc độ quay • Khi mơmen quay tăng, dịng điện phần ứng tăng, dây quấn kích từ song song làm tốc độ n giảm ít, có dây quấn kích từ nối tiếp nối ngược làm giảm từ thông máy, tăng tốc độ động lên cũ • Ngược lại, nối thuận, làm cho đặc tính động mềm hơn, mơmen mở máy lớn hơn, thích hợp với máy ép, máy bơm, máy nghiền, máy cán không đổi mômen thay đổi BÀI TẬP Bài tập 1: Một động điện kích từ hỗn hợp, điện áp định mức Uđm=220V, dòng định mức Iđm=94A, điện trở dây kích từ song song Rkt//=338, điện trở dây phần ứng kích từ nơi tiếp Rư+Rnt=0,17, số đôi nhánh a=1, số đôi cực từ p=2, số dẫn N=372, tốc độ n=1100vịng/phút Tính sức điện động Eư, từ thông, công suất điện từ, momen điện từ? Bài tập 2: Động điện chiều kích từ song song có thơng số: • Cơng suất định mức Pđm = 10kW • Điện áp định mức Uđm = 220V • Hiệu suất = 0,86 • Dịng điện kích từ định mức Ikt = 2,26 A • Điện trở phần ứng Rư = 0,178 Tính dịng điện mở máy trực tiếp Để giảm dòng điện mở máy xuống lần dịng điện định mức, tính điện trở mở máy Rmở • Động chiều kích từ song song dùng điện trở mở máy: Bài Một động điện kích từ nối tiếp, điện áp định mức Uđm=110V, dòng điện định mức Iđm=26A, tốc độ định mức 1500v/p điện trở phần ứng dây kích từ nối tiếp Rư+Rnt=0,3 Hãy tính sức điện động phần ứng, công suất điện từ mô men điện từ động cơ? Tính điện trở mở máy để dòng điện mở máy lần dòng định mức? Bài tập Một động điện chiều kích từ hỗn hợp điện áp định mức Uđm=220V, dịng điện định mức Iđm=502A, hiệu suất định mức =0,905; điện trở dây kích từ song song Rkt//=50, tổn hao cơ, sắt từ phụ 4136W Tính cơng suất điện động tiêu thụ; công suất định mức động cơ; tổng tổn hao điện trở phần ứng, điện trở kích từ nối tiếp dây kích từ phụ? Bài tập 5: Một động chiều kích thích song song có số liệu: Uđm= 220V, Rư=0.4Ω, Iđm =52, rkt=110Ω, tốc độ không tải n0=1100v/p Biết khơng tải bỏ qua dịng khơng tải Eư0=Uđm Khi làm việc định mức tìm: - Sức điện động phần ứng - Tốc độ động - Công suất điện từ mô men điện từ Bài tập Một động điện chiều kích từ song song có cơng suất định mức Pđm = 25kW; điện áp định mức Uđm=120V; điện trở dây kích từ song song Rkt=15, điện trở Rư=0,02; số đơi mạch nhánh song song a=4; số cực từ =8; tổng số dẫn N=300; tốc độ quay n=1500 vòng/phút; hiệu suất 0,8 a Tính cơng suất động tiêu thụ, sức điện động Eư từ thông ? b Khi sử dụng động làm máy phát, Nếu tốc độ quay khơng đổi, Ikt khơng đổi, tính điện áp đầu cực máy phát dòng điện giảm xuống đến giá trị 75A Bài 7(tổng hợp) Một động điện chiều kích từ song song Pđm = 12kW, điện áp định mức Uđm = 220V, tốc độ định mức nđm = 685 vg/ph, dòng điện định mức Iđm = 64A, dịng điện kích từ định mức Iktđm = 2A, điện trở phần ứng Rư = 0,821 Động kéo tải có mơmen cản khơng đổi Để giảm tốc độ, dùng hai phương pháp sau: a) Thêm điện trở phụ Rp = 0,7 vào mạch phần ứng Tính tốc độ hiệu suất động tình trạng b) Giảm điện áp dặt vào động Tính tốc độ hiệu suất lúc U = 176,6V Có nhận xét hiệu suất hai phương pháp sử dụng Giả thiết bỏ qua tổn hao phụ, hai trường hợp giữ từ thông không đổi