Đồ án môn học truyền động điện đề tài tính toán và thiết kế truyền động cho cơ cấu nâng hạ cầu trục

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN MƠN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỀ TÀI : TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC GVHD : TS Nguyễn Thị Mi Sa SVTH : Đỗ Đức Thành - MSSV: 19142237 TP Hồ Chí Minh,6 tháng 12 năm 2022 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA ROTO DÂY QUẤN .7 KHÁI QUÁT ĐC KĐB ROTO DÂY QUẤN 1.1 1.1.1 Khái niệm .7 1.1.2 Cấu tạo 1.1.3 Nguyên lý hoạt động .8 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN KĐB ROTO DÂY QUẤN 10 2.1 GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 10 2.2 PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐC KĐB 11 2.3 ẢNH HƯỞNG CÁC THÔNG SỐ ĐẾN ĐẶC TÍNH CƠ 12 2.1.3 Ảnh hưởng suy giảm điện áp lưới cấp cho động .12 2.3.2 Ảnh hưởng điện trở, điện kháng phụ mạch stator 13 2.3.3 Ảnh hưởng số đôi cực từ p 14 2.3.4 Ảnh hưởng điện trở mạch rotor 14 2.3.5 Ảnh hưởng thay đổi tần số lưới điện f cấp cho động 15 KHỞI ĐỘNG VÀ CÁCH XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ KHỞI ĐỘNG 16 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU DÙNG ĐC KĐB ROTO DÂY QUẤN 18 4.1 YÊU CẦU MỞ MÁY QUA BA CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ 19 4.2 TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐỂ NÂNG TẢI ĐỊNH MỨC 24 4.3 TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐỂ HẠ TẢI VỚI MOMENT CẢN BẰNG 0.8 MOMENT ĐỊNH MỨC 26 MẠCH ĐỘNG LỰC .30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 LỜI CẢM ƠN Em xin cảm ơn cô Nguyễn Thị Mi Sa người trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn em môn lý thuyết, thực hành đồ án môn TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Cô giúp em giải vấn đề để hoàn thành đề tài Và quan trọng em học hỏi kinh nghiệm, cách trình bày giảng tác phong làm việc để em áp dụng sau Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa điện – điện tử trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh dạy cho em kiến thức chun ngành để em hồn thành tốt đồ án Em xin chúc thầy cô sức khỏe dồi để truyền đạt cho sinh viên nhiều kiến thức bổ ích LỜI MỞ ĐẦU Nhằm nâng cao suất sản xuất, người bắt đầu chế tạo máy sản xuất cơng nghiệp Theo dịng thời gian, máy sản xuất với công nghệ suất cao dần đời thay cũ Giữa kỷ XIX đầu kỷ XX, cách mạng công nghiệp lần thứ hai với đời động điện với khả chuyển điện thành đưa công nghiệp lên tầm cao Đến tận ngày nay, với công nghiệp phát triển vượt bậc, người không ngừng nghiên cứu cải tiến nhằm tăng khả năng, suất, độ tin cậy xác máy móc, hệ thống sản xuất Do ứng dụng khoa học kỹ thuật vào đời sống phổ biến, số nâng hạ cầu trục Nhờ có cấu mà giúp người hạn chế lao động chân tay, đồng thời góp phần đẩy nhanh trình vận chuyển đảm bảo an toàn lao động Để đáp ứng điều đó, địi hỏi người kỹ sư phải có kiến thức chuyên ngành Nội dung đồ án trình bày kiến thức truyền động điện Bao gồm phân tích, khảo sát đặc tính hệ truyền động Quan trọng nâng hạ tải, có nhiều phương pháp điều khiển tốc độ động không đồng như: thay đổi số cực từ, thay đổi điện áp stator, thay đổi tần số, thay đổi tần số kết hợp điện áp… Do em chọn đề tài điều khiển động không đồng ba pha điều chỉnh cấp điện trở roto NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC  Tính tốn thiết kế truyền động điện cho cấu nâng hạ cầu trục dùng động AC khơng đồng pha có số liệu sau đây: P đm (w) U1đm (V) 2p N1 N2 Kdq1 Kdq2 R1 (Ω) R2 (Ω) X1 (Ω) X2 (Ω) m1 m2 I0 η cosφ công suất động điện áp định mức số cực từ số vòng pha dây quấn stator số vòng pha dây quấn rotor hệ số dây quấn stator hệ số dây quấn rotor điện trở dây quấn stator điện trở dây quấn rotor điện kháng dây quấn stator điện kháng dây quấn rotor số pha dây quấn stator số pha dây quấn rotor Dịng điện khơng tải hiệu suất hệ số cơng suất 65 400 45 25 0,955 0,955 0,35 0,15 0,45 0,065 3 45 0,85 0,855 Dây quấn Rotor Stator đấu Y/Y Sức từ động stator > sức từ động rotor 20% Động làm việc tần số 50Hz u cầu tính tốn thiết kế sau : Động mở máy qua cấp điện trở phụ Tính điện trở phụ mở máy, biết động kéo tải định mức Tính tốn điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải lên với tốc độ là: 1/2nđm 1/4 nđm Tính tốn điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để hạ tải với tốc độ là: 1/4nđm , 1/2nđm, nđm, 2nđm Biết moment cản hạ tải 0,8 lần Mđm Giới thiệu động xoay chiều không đồng pha roto dây quấn 1.1 Khái quát ĐC KĐB roto dây quấn 1.1.1 Khái niệm Động điện xoay chiều không đồng pha roto dây quấn máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ rotor khác với tốc độ từ trường máy 1.1.2 Cấu tạo Động không đồng ba pha loại máy điện không đồng bao gồm hai phận chủ yếu : stato rơto ( Hình 1.1) Roto dây quấn • Stator: gồm phần: lõi thép dây quấn Lõi thép: Là phận dẫn từ máy có dạng hình trụ rỗng, lõi thép làm thép kỹ thuật điện, dập theo hình vành khăn, phía có xẻ rãnh để đặt dây quấn sơn phủ trước ghép lại Dây quấn: Dây quấn stato làm dây đồng dây nhôm đặt rãnh lõi thép Hai phận cịn có phận phụ bao bọc lõi thép vỏ máy làm nhôm gang dùng để giữ chặt lõi thép, phía chân đế để bắt chặt vào bệ máy, hai đầu có hai nắp làm vật liệu loại với vỏ máy, nắp có ổ đỡ (hay cịn gọi bạc) dùng để đỡ trục quay rơto • Rơto: Rơto có dây quấn giống dây quấn stato, thường đấu hình sao, cịn đầu đấu vào vành trượt thường làm đồng đặt cố định đầu trục thông qua chổi than đấu với mạch điện bên ngồi Đặc điểm động roto kiểu dây quấn thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay sức điện động phụ vào mạch roto để cải thiện tính mở máy, điều chỉnh tốc độ cải thiện hệ số công suất máy Khi máy làm việc bình thường dây quấn roto nối ngắn mạch 1.1.3 Nguyên lý hoạt động Khi cho dòng điện ba pha vào dây quấn ba pha đặt lõi thép stator máy sinh từ trường quay với tốc độ đồng bộ: 𝑛𝑠 = 60𝑓 (1.1) 𝑝 f tần số lưới điện đưa vào, p số đôi cực máy Từ trường quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt lõi thép rotor cảm ứng sinh sức điện động dịng điện Từ thơng dịng điện sinh hợp với từ thông stator tạo thành từ thơng tổng khe hở Φ𝛿 Dịng điện dây quấn rotor tác dụng với từ thông sinh moment Tác dụng có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n rotor, với phạm vi tốc độ khác chế độ làm việc máy khác Để phạm vi tốc độ máy, người ta dùng hệ số trượt s Theo định nghĩa, hệ số trượt bằng: ns − n (1.2) s = ns 100 Sơ đồ thay động điện xoay chiều khơng đồng Để thành lập phương trình đặc tính động khơng đồng ba pha ta sử dụng sơ đồ thay - Coi pha đối xứng - Các thông số động không đổi nghĩa không phụ thuộc vào nhiệt độ, điện trở rôto không phụ thuộc vào tần số dịng điện rơto, mạch từ khơng bão hịa nên điện kháng X1, X2 không đổi - Tổng dẫn mạch từ hóa khơng thay đổi, dịng điện từ hóa khơng phụ thuộc tải mà phụ thuộc điện áp đặt vào stato động - Bỏ qua tổn thất ma sát, tổn thất lõi thép - Điện áp lưới hoàn toàn sin đối xứng pha ( Hình 1.2) Sơ đồ thay ĐC KĐB Trong đó: U1p: trị số hiệu dụng điện áp pha stator Iμ, I1, I2’: Dịng điện từ hóa, dịng điện stator dòng điện rotor quy stator Xμ, Rμ: Điện kháng, điện trở mạch từ hóa X1, R1: Điện kháng, điện trở cuộn dây stator X2’, R2’: Điện kháng, điện trở cuộn dây rotor quy stator • Hệ số quy đổi + Hệ số quy đổi sức điện động: 𝑘𝑒 = 𝑤1 𝑚1 𝑘𝑑𝑞1 (1.3) 𝑤2 𝑚2 𝑘𝑑𝑞2 𝑤1 𝑘𝑑𝑞1 + Hệ số quy đổi dòng điện rotor: 𝑘𝑖 = (1.4) 𝑤2 𝑘𝑑𝑞2 Trong đó: 𝑤1 , 𝑤2 : Số vịng pha dây quấn stator rotor 𝑚1 , 𝑚2 :Số pha dây quấn stator rotor 𝑘𝑑𝑞1 , 𝑘𝑑𝑞2 : Hệ số dây quấn stator rotor + Hệ số quy đổi điện trở: 𝑘 = 𝑘𝑖 𝑘𝑒 + Hệ số quy đổi điện trở: 𝑘 = • 𝑅2 ' 𝑅2 (1.5) = 𝑘 𝑖 𝑘𝑒 (1.6) Sức từ động + Sức từ động cuộn stator: 𝐹1 = (1.7) 𝑚1 √2 𝑤1 𝑘𝑑𝑞1 𝜋 𝑝 𝐼1 + Sức từ động cuộn rotor: 𝐹2 = • 𝑝 𝐼2 𝑛𝑠 = 60𝑓 𝑝 n: tốc độ theo số vòng phút (vòng/phút) f: tần số điện áp nguồn đặt vào stator p: số đơi cặp cực động Dịng điện rotor quy đổi stator: 𝐼2 ' = • 𝜋 (1.8) Tốc độ từ trường quay: Từ (1.1) • 𝑚2 √2 𝑤2 𝑘𝑑𝑞2 𝑈1𝑝 ' √(𝑅1 +𝑅2 ) 𝑠 (1.9) +𝑋𝑒𝑞 Dòng điện stator: 𝐼1 = 𝑈1𝑝 √𝑅𝜇 +𝑋𝜇 𝑈1𝑝 + ' √(𝑅1 +𝑅2 ) 𝑠 (1.10) +𝑋𝑒𝑞 2 Đặc tính động điện KĐB roto dây quấn 2.1 Giản đồ lượng động điện không đồng Động điện lấy công suất tác dụng từ lưới vào: 𝑃1 = 3𝑈1𝑝 𝐼1 𝑐𝑜𝑠 𝜑1 (2.1) Tổn hao đồng dây quấn stator: Δ𝑃𝑐𝑢1 = 3𝐼1 𝑅1 Tổn hao sắt: Δ𝑃𝐹𝑒 = 3𝐼𝜇 𝑅𝜇 Cơng suất cịn lại động công suất điện từ: 𝑅2 ' 𝑃𝑑𝑡 = 𝑃1 − Δ𝑃𝑐𝑢1 − Δ𝑃𝐹𝑒 = 3(𝐼2 ' ) 𝑠 (2.4) Công suất điện từ tổn hao phần vào tổn hao đồng rotor: Δ𝑃𝑐𝑢2 = 3(𝐼2 ' ) 𝑅2 ' (2.5) Công suất cịn lại chuyển thành cơng suất trục động cơ: 10 (2.2) (2.3) tăng moment mở máy động Khi điện trở roto tăng thi độ trượt tới hạn tăng, tốc độ đồng moment tới hạn giữ nguyên (Hình 3.1a) Mạch động lực (Hình 3.1b) Đặc tính khởi động phương pháp thêm điện trở phụ Để xác đinh trị số cấp điện trở khởi động ta sử dụng sơ đồ đặc tính tuyến tính hóa đoạn khởi động Q trình tính tốn khởi động sau: Dựa vào thông số động vẽ đặc tính tự nhiên Chọn trị số moment 𝑀1 ≤ 0,85𝑀𝑡ℎ 𝑀2 ≥ (1,1 ÷ 1,3)𝑀𝑑𝑚 Nối N với h(M1) cắt đường M2 g, từ g kẻ đường thẳng song song với trục hoành cắt đường M1 f Đặc tính khởi động qua hai điểm g h Nối N với g lặp lại bước từ c kẻ đường song song với trục hoành gặp điểm b Nếu điều kiện không thõa mãn ta phải chọn lại M1 M2 vẽ lại đạt Ngồi đặc tính khởi động đảm bảo số cấp khởi động theo yêu cầu Xác đinh giá trị điện trở khởi động: Từ (2.13) ta có: 17 𝑠𝑡ℎ𝑇𝑁 = ⇒ ⇒ 𝑅2 ' 𝑠𝑡ℎ𝑁𝑇 = √𝑅1 +𝑋𝑁 𝑠𝑡ℎ𝑁𝑇 𝑠ℎ𝑇𝑁 𝑅2𝑓 ' = = 𝑅2 ' +𝑅2𝑓 ' 𝑅2 ' 𝑠𝑁𝑇 −𝑠𝑇𝑁 𝑠𝑇𝑁 = 𝑅2 𝑅2 ' +𝑅2𝑓 ' √𝑅1 +𝑋𝑁 𝑠𝑁𝑇 𝑠𝑇𝑁 ' (3.1) Từ đồ thị ta có: 𝑅2𝑓1 ' = 𝑅2𝑓2 ' = 𝑅2𝑓3 ' = 𝐾𝑑−𝐾𝑏 𝐾𝑏 𝐾𝑓−𝐾𝑑 𝐾𝑏 𝐾ℎ−𝐾𝑓 𝐾𝑏 𝑅2 ' = 𝑅2 ' = 𝑅2 ' = 𝑏𝑑 𝐾𝑏 𝑑𝑓 𝐾𝑏 𝑓ℎ 𝐾𝑏 𝑅2 ' 𝑅2 ' (3.2) 𝑅2 ' Tính tốn thiết kế cấu dùng ĐC KĐB roto dây quấn Tính tốn thiết kế truyền động điện cho cấu nâng hạ cầu trục dùng động AC khơng đồng pha có số liệu sau đây: P đm (w) công suất động 65 U1đm (V) điện áp định mức 400 2p số cực từ N1 số vòng pha dây quấn stator 45 N2 số vòng pha dây quấn rotor 25 Kdq1 hệ số dây quấn stator 0,955 Kdq2 hệ số dây quấn rotor 0,955 R1 (Ω) điện trở dây quấn stator 0,35 R2 (Ω) điện trở dây quấn rotor 0,15 X1 (Ω) điện kháng dây quấn stator 0,45 X2 (Ω) điện kháng dây quấn rotor 0,065 m1 số pha dây quấn stator m2 số pha dây quấn rotor I0 dịng điện khơng tải 45 η hiệu suất 0,85 cosφ hệ số công suất 0,855 Dây quấn Rotor Stator đấu Y/Y Sức từ động stator > sức từ động rotor 20% Động làm việc tần số 50Hz 18 4.1 Yêu cầu mở máy qua ba cấp điện trở phụ ▪ Xác định dòng điện định mức Stator I1đm 𝐼1𝑑𝑚 = 𝑃𝑑𝑚 √3×𝑈×𝐶𝑜𝑠(𝜑)×𝜂 = 6500 √3×400×0.855×0.85 = 129(𝐴) (4.1) ▪ Tính tốn dòng điện rotor chế độ định mức I2đm - Ta có Sức từ động stator > sức từ động rotor 20% - Từ (1.7) (1.8): ⇒ 0.8𝐹1 = 𝐹2 𝑚1 √2𝑁1 𝑘𝑑𝑞1 𝑚2 √2𝑁2 𝑘𝑑𝑞2 ⇔ 0.8 𝐼1 = 𝐼2 𝜋𝑝 𝜋𝑝 ⇔ 0.8𝑚1 𝑁1 𝑘𝑑𝑞1 𝐼1 = 𝑚2 𝑁2 𝑘𝑑𝑞2 𝐼2 (4.2) 0.8 × × 45 × 0.955 × 129 = × 25 × 0.955 × 𝐼2 => 𝐼2=185.8 (A) ▪ Tính toán thành phần trở kháng ngắn mạch - Từ (1.3) (1.4): 𝑚1 𝑁1 𝑘𝑑𝑞1 𝑘𝑖 = 𝑚2 𝑁2 𝑘𝑑𝑞2 𝑚1 𝑁1 𝑘𝑑𝑞1 𝑁1 𝑘𝑑𝑞1 𝑚1 𝑁1 𝑘𝑑𝑞1 ⇒ 𝑘 = 𝑘𝑖 × 𝑘𝑒 = × = ( { ) 𝑁1 𝑘𝑑𝑞1 𝑚2 𝑁2 𝑘𝑑𝑞2 𝑁2 𝑘𝑑𝑞2 𝑚2 𝑁2 𝑘𝑑𝑞2 𝑘𝑒 = 𝑁2 𝑘𝑑𝑞2 (4.3) 45 × 0.955 𝑘= ( ) = 3.24 25 × 0.955 𝑋2 ′ = 𝑋2 × 𝑘 = 0.055 × 3.24 = 0.1782(Ω) => 𝑋𝑛𝑚 = 𝑋2 ′ + 𝑋1 = 0.1782 + 0.45 = 0.6282(Ω) 𝑅2 ′ = 𝑅2 × 𝑘 =0.15× 3.24 = 0.486(Ω) => 𝑅𝑛𝑚 = 𝑅2 ′ + 𝑅1 = 0.486 + 0.35 = 0.863(Ω) ▪ Tính dịng điện mở máy 𝐼𝑘𝑑 - Từ (2.14): 19 = 400 √3 √(0.35+0.486) +0.62822 = 220.8(𝐴) (4.4) ▪ Xác định bội số dòng điện mở máy KI 𝐾𝑖 = 𝐼𝑚𝑚 𝐼𝑑𝑚 == 220.9 129 = 1.71 (4.5) ▪ Tính tốc độ trượt định mức Sđm - Từ (1.9): 𝐼2𝑑𝑚 ′ = 𝐼2𝑑𝑚 𝑘𝑖 = 185.8 1.71 𝑈1𝑝 𝐼2𝑑𝑚 ′ = 400 √3 = √(0.35 + 0.486) + 0.62822 𝑠 ′ √(𝑅1 + 𝑅2 ) + 𝑋𝑛𝑚 𝑠 𝑠 = −0.204(𝑙𝑜𝑎𝑖) => { 𝑠 = 0.29(𝑛ℎ𝑎𝑛) = 108.7(𝐴) (4.6) ▪ Tính tốc độ định mức động nđm - Từ (1.1) (1.2): 𝑛𝑠 = 𝑠𝑑𝑚 = 𝑛𝑠 −𝑛𝑑𝑚 𝑛𝑠 60𝑓 60 × 50 = = 750(𝑣𝑜𝑛𝑔/𝑝ℎ𝑢𝑡) 𝑝 0.29 = 750−𝑛𝑑𝑚 750 => 𝑛𝑑𝑚=532.5(𝑣𝑜𝑛𝑔) (4.7) 𝑝ℎ𝑢𝑡 ▪ Khả tải động - Từ (2.10) (2.11) (4.8) 𝑀𝑡ℎ = 3𝑈1𝑝 2𝑊𝑠 (𝑅1 +√𝑅1 +𝑋𝑛𝑚 ) = 400 ) √3 750 2× ×(0.35+√0.352 +0.62822 ) 9.55 3×( 20 = 952.8(𝑁𝑚) 𝑆𝑡ℎ = 𝑅2 ′ √𝑅1 + 𝑋𝑛𝑚 = 0.486 √0.352 + 0.62822 = 0.68 ▪ Tính tốn moment định mức Mđm - Từ (2.9): 𝑀𝑑𝑚 = 3𝑈1𝑝 𝑅2 ' 𝑅 ' ) 𝑠𝑑𝑚 𝑤𝑠 ((𝑅1 + ) +𝑋𝑛𝑚 𝑠𝑑𝑚 𝑀𝑑𝑚 = 3𝑈1𝑝 𝑅2 (4.9) ′ 𝑅 ′ 𝑆𝑑𝑚 𝑤𝑠 ((𝑅1 + ) +𝑋𝑛𝑚 ) 𝑆𝑑𝑚 = 4002 ×0.486 750 0.486 ((0.35+ ) +0.62822 ) 9.55 0.29 = 0.29× 712.1(𝑁𝑚) ▪ Động mở máy có tải hay không? Từ (2.9): => s khởi động = (4.10) 4002 × 0.486 750 × (0.852 + 0.62682 ) 9.55 = 887.7(𝑁𝑚) 𝐷𝑜: 𝑀𝑚𝑚 > 𝑀𝑑𝑚 Nên động mở máy có tải định mức ▪ Vẽ đặc tính tự nhiên - Từ (2.9): 𝑀= 3𝑈1𝑝 × 𝑅2′ 𝑅′ ) 𝑤𝑠 × 𝑠 ((𝑅1 + ) + 𝑋𝑛𝑚 𝑠 Lần lượt thay đổi tốc độ động vào hàm ta có độ trượt moment tương ứng cho bảng sau: W(rad/s) s M(Nm) 860.4 10.471 0.867 888.9744581 21 20.942 31.414 41.885 52.356 62.827 73.298 78.533 0.733 0.600 0.467 0.333 0.200 0.067 908.0564593 908.680033 875.4739589 782.795796 590.6029197 245.5645878 ĐẶC TÍNH TỰ NHIÊN CỦA ĐC KĐB 90 80 Tốc độ w (rad/s) 70 60 50 40 30 20 10 Mdm 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Mth 900 Moment (Nm) (Hình 4.1) Đặc tính tự nhiên Chọn giá trị moment lớn nhỏ trình mở máy - Moment nhỏ trình mở máy: 𝑀2 = 728(𝑁𝑚) 𝑀2 = 740(𝑁𝑚) ▪ Đồ thị đặc tính ĐCKĐB qua cấp điện trở 22 1000 (Hình 4.2) Đặc tính qua cấp điện trở phụ ▪ Xác định điện trở mở máy phương pháp đồ thị Trong trình mở máy ta có moment lớn nhất𝑀1 = 830(𝑁𝑚), moment nhỏ nhất𝑀2 = 728(𝑁𝑚) Ta vẽ 𝑀1 và𝑀2 song song trục tung cắt đặc tính tự nhiên điểm A B cắt đặc tính nhân tạo điểm cịn lại (Hình 4.2) Đặc tính qua cấp điện trở phụ Từ (3.1): Công thức xác định điện trở phụ: 23 𝑅2𝑓 ' = ( 𝑠𝑁𝑇 −𝑠𝑇𝑁 𝑠𝑇𝑁 ) 𝑅2 ' Tốc độ trượt đặc tính tự nhiên điểm B 4002 ×0.486 830 = 𝑠× 750 0.486 ) +0.62682 ] [(0.35+ 9.55 𝑠 ⇒{ 𝑠 = 1.2865(𝐿𝑜𝑎𝑖) 𝑠 = 0.3562(𝑁ℎ𝑎𝑛) Từ đồ thị ta xác định s: KB = 0.38773 BD = 0.15 DF = 0.21 FH = 0.27 Từ (3.2): Xác định điện trở phụ ′ 𝑅2𝑓1 = 𝐾𝑑−𝐾𝑏 𝐾𝑏 𝑅2′ = 𝑏𝑑 𝐾𝑏 𝑅2′ = 0.15 0.3562 × 0.486 = 0.21 (Ω) 𝐾𝑓 − 𝐾𝑑 ′ 𝑑𝑓 ′ 0.21 𝑅2 = 𝑅2 = × 0.486 = 0.287 (Ω) 𝐾𝑏 𝐾𝑏 0.3562 𝐾ℎ − 𝐾𝑓 ′ 𝑓ℎ ′ 0.27 = 𝑅2 = 𝑅2 = × 0.486 = 0.369(Ω) 𝐾𝑏 𝐾𝑏 0.3562 ′ 𝑅2𝑓2 = ′ 𝑅2𝑓3  Vậy điện trở phụ thêm vào mạch rotor là: 𝑅2𝑓1 = ′ 𝑅2𝑓1 𝑘 = 0.21 3.24 = 0.065 (Ω) 𝑅2𝑓2 𝑅2𝑓3 = ′ 𝑅2𝑓3 𝑘 = 0.369 3.24 ′ 𝑅2𝑓2 0.287 = = = 0.088 (Ω) 𝑘 3.24 = 0.114 (Ω) 4.2 Tính tốn điện trở phụ để nâng tải định mức ➢ Động nâng tải với tốc độ 1/2nđm 1 Tốc độ nâng tải: 𝑛𝐴 = 𝑛𝑑𝑚 = 532,5 = 266.25 (vong/phut) Tốc độ trượt: 𝑠𝐴 = 𝑛𝑠 −𝑛𝐴 𝑛𝑠 = 750−266.25 750 = 0.645 Vì nâng tải định mức với tốc độ 1/2nđm, nên điện trở phụ tính cơng thức sau: 𝑀𝑑𝑚 400 ′ ) 3×( ) × (0.486 + 𝑅2𝑓 √3 = = 712.1(𝑁𝑚) ′ 0.486 + 𝑅 750 2𝑓 [(0.35 + 𝑠𝐴 × ) + 0.62682 ] 9.55 𝑠𝐴 24 R′2f = −0.31Ω(Loai) { ′ R 2f = 0.73Ω(Nhan)  Vậy điện trở phụ thêm vào mạch rotor là: 𝑅2𝑓 = ′ 𝑅2𝑓 𝑘 = 0.73 3.24 = 0.23 (Ω) (Hình 4.3) Đặc tính nâng tải định mức với ½ tốc độ định mức ➢ Động nâng tải với tốc độ 1/4nđm 1 Tốc độ nâng tải: 𝑛𝐵 = 𝑛𝑑𝑚 = 532,5 = 133.125 (vong/phut) Tốc độ trượt: 𝑠𝐵 = 𝑛𝑠 −𝑛𝐵 𝑛𝑠 = 750−133.125 750 = 0.8225 Vì nâng tải định mức với tốc độ 1/4nđm, nên điện trở phụ tính cơng thức sau: 𝑀𝑑𝑚 { 400 ′ ) 3×( ) × (0.486 + 𝑅2𝑓 √3 = = 712.1(𝑁𝑚) ′ 0.486 + 𝑅 750 2𝑓 [(0.35 + 𝑠𝐵 × ) + 0.62682 ] 9.55 𝑠𝐵 ′ 𝑅2𝑓 = −0.26𝛺(𝐿𝑜𝑎𝑖) ′ 𝑅2𝑓 = 1.064𝛺(𝑁ℎ𝑎𝑛)  Vậy điện trở phụ thêm vào mạch rotor là: 𝑅2𝑓 = ′ 𝑅2𝑓 𝑘 = 1.064 3.24 = 0.32 (Ω) 25 (Hình 4.4) Đặc tính nâng tải định mức với ¼ tốc độ định mức 4.3 Tính tốn điện trở phụ để hạ tải với moment cản 0.8 moment định mức ➢ Động hạ tải với moment 0.8 moment định mức với tốc độ 1/2nđm 1 Tốc độ hạ tải: 𝑛𝐶 = − 𝑛𝑑𝑚 = − 532.5 = −266.25 (vong/phut) Tốc độ trượt: 𝑠𝐶 = 𝑛𝑠 −𝑛𝐶 𝑛𝑠 = 750−(−266.25) 750 = 1.36 Vì hạ tải 0.8 tải định mức với tốc độ 1/2nđm, nên điện trở phụ tính cơng thức sau: 400 ′ ) ) × (0.486 + 𝑅2𝑓 √3 = = 712.1 × 0.8(𝑁𝑚) ′ 0.486 + 𝑅 750 2𝑓 [(0.35 + 𝑠𝐶 × ) + 0.62682 ] 9.55 𝑠𝐶 3×( 0.8𝑀𝑑𝑚 { ′ 𝑅2𝑓 = −0.222𝛺(𝐿𝑜𝑎𝑖) ′ 𝑅2𝑓 = 3.16𝛺(𝑁ℎ𝑎𝑛)  Vậy điện trở phụ thêm vào mạch rotor là: 𝑅2𝑓 = ′ 𝑅2𝑓 𝑘 = 3.16 3.24 = 0.97 (Ω) 26 (Hình 4.5) Đặc tính hạ tải 0.8 định mức với ½ tốc độ định mức ➢ Động hạ tải với moment 0.8 moment định mức với tốc độ 1/4nđm 1 Tốc độ hạ tải: 𝑛𝐷 = − 𝑛𝑑𝑚 = − 532,5 = −133.125 (vong/phut) Tốc độ trượt: 𝑠𝐷 = 𝑛𝑠 −𝑛𝐷 𝑛𝑠 = 750−(−133.125) 750 = 1.18 Vì hạ tải 0.8 tải định mức với tốc độ 1/4nđm, nên điện trở phụ tính cơng thức sau: 0.8Mdm { 400 3×( ) × (0.486 + R′2f ) √3 = = 712.1 × 0.8(Nm) 0.486 + R′2f 750 [(0.35 + sD × ) + 0.62682 ] 9.55 sD R′2f = −0.256Ω(Loai) R′2f = 2.66Ω(Nhan)  Vậy điện trở phụ thêm vào mạch rotor là: 𝑅2𝑓 = ′ 𝑅2𝑓 𝑘 = 2.66 3.24 = 0.82 (Ω) 27 (Hình 4.6) Đặc tính hạ tải 0.8 định mức với ¼ tốc độ định mức ➢ Động hạ tải với moment 0.8 moment định mức với tốc độ nđm Tốc độ hạ tải: 𝑛𝐸 = −𝑛𝑑𝑚 = −532.5(vong/phut) Tốc độ trượt: 𝑠𝐸 = 𝑛𝑠 −𝑛𝐸 𝑛𝑠 = 750−(−532.5) 750 = 1.71 Vì hạ tải 0.8 tải định mức với tốc độ nđm, nên điện trở phụ tính cơng thức sau: 0.8Mdm { 400 3×( ) × (0.486 + R′2f ) √3 = = 712.1 × 0.8(Nm) 0.486 + R′2f 750 [(0.35 + sE × ) + 0.62682 ] 9.55 sE R′2f = −0.15Ω(Loai) R′2f = 4.1Ω(Nhan)  Vậy điện trở phụ thêm vào mạch rotor là: 𝑅2𝑓 = ′ 𝑅2𝑓 𝑘 = 4.1 3.24 = 1.27 (Ω) 28 (Hình 4.7) Đặc tính hạ tải 0.8 định mức với tốc độ định mức ➢ Động hạ tải với moment 0.8 moment định mức với tốc độ 2nđm Tốc độ hạ tải: 𝑛𝐻 = −2𝑛𝑑𝑚 = −2.532.5 = −1065(vong/phut) Tốc độ trượt: 𝑠𝐻 = 𝑛𝑠 −𝑛𝐻 𝑛𝑠 = 750−(−1065) 750 = 2.42 Vì hạ tải 0.8 tải định mức với tốc độ 2nđm, nên điện trở phụ tính cơng thức sau: 0.8𝑀𝑑𝑚 400 3×( ) × (0.486 + R′2f ) √3 = = 712.1 × 0.8(Nm) ′ 0.486 + R 2f 750 [(0.35 + sH × ) + 0.62682 ] 9.55 sH R′2f = 0.041Ω ⇒ sth = 0.76(Loai) { ′ R 2f = 5.96Ω ⇒ sth = 8.55(Nhan)  Vậy điện trở phụ thêm vào mạch rotor là: 𝑅2𝑓 = ′ 𝑅2𝑓 𝑘 = 5.96 3.24 = 1.84(Ω) 29 (Hình 4.7) Đặc tính hạ tải 0.8 định mức với lần tốc độ định mức MẠCH ĐỘNG LỰC 30 Tài liệu tham khảo • http://dulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van-de-tai-cddh/file_goc_779603.pdf • https://hnue.edu.vn/Portals/0/TeachingSubject/tungpk/9b0bee58-5a43-4963b90c-4a70cfa68249Truyen-dong-dien -C2.pdf • Giáo trình “ Truyền Động Điện”, Bùi Quốc Khánh - Nguyễn Văn Liễn – Nguyễn Thị Hiền, Nhà xuất khoa học kỹ thuật • Giáo trình “Máy điện”, Trường đại học Sư phạm kỹ thuật 31