Báo cáo máy điện đề tài tìm hiểu động cơ điện kích từ độc lập

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA: ĐIỆN- ĐIỆN TỬBÁO CÁO MÁY ĐIỆNĐỀ TÀI TÌM HIỂU ĐỘNG CƠ ĐIỆN KÍCH TỪ ĐỘC LẬPGiảng viên: Ngô Quang Thanh Than

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO MÁY ĐIỆN

ĐỀ TÀI TÌM HIỂU ĐỘNG CƠ ĐIỆN KÍCH TỪ ĐỘC LẬP

Giảng viên: Ngô Quang Thanh Thanh

Sinh viên thực hiện

STT HỌ VÀ TÊN SV MSSV

1 Lê Văn Hoàn 22142305

2 Nguyễn Duy Hiền 22142301

3 Lưu Công Chính 22142273

4 Nguyễn Thanh Tú 22142431

I - Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Động cơ điện một chiều có dòng kích từ được cấp một nguồn riêng là động cơ một chiều kích từ độc lập Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có cấu tạo hai phần riêng biệt: phần bố trí ở phần tĩnh có các cuộn dây kích từ sinh ra từ thông Ф, phần ứng là phần quay nối với điện áp lưới qua vành góp và chổi than Tác động giữa từ thông Ф và dòng điện phần ứng tạo nên mômen quay động cơ Khi động cơ quay các thanh dẫn phần ứng cắt qua từ thông tạo nên sức điện động

Xây dựng phương trình đặc tính cơ điện một chiều kích từ độc lập

Ta có phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng như sau:

Uư = E + (R + R ) Iư ư f ư (1.1) Trong đó:

+ U : Điện áp phần ứng (V)ư

+ E : Sức điện động phần ứng (V)ư

+ R : Điện trở mạch phần ứng (Ω)ư

+ I : Dòng điện của mạch phần ứng (A)ư

Với: R = r + r + r + rư ư cf b ct

+ r : Điện trở cuộn dây phần ứngư

+ r : Điện trở cuộn dây cực từ phụcf

+ r : Điện trở tiếp xúc cuộn bùb

+ r : Điện trở tiếp xúc của chổi điệnct

Sức điện động E của phần ứng động cơ được xácư định theo biểu thức:

E = = K (1.2)

Trong đó:

+ p: Số đôi cực từ chính

+ N: Số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng + a: Số đôi mạch nhánh song song của cuộn dây phần ứng

+ : Từ thông kích từ dưới một cực từ

+ : Tốc độ góc (rad/s)

+ K = :Hệ số cấu tạo của động cơ

Từ (1.1) và (1.2) ta có:

ω = (1.3)

Biểu thức trên là phương trình đặc tính cơ điện của động cơ Mặt khác, mômen điện từ M của động cơđt được xác định bởi:

M = Iđt ư

Với I =ư

Thay vào giá trị I vào (1.3) ta có:ư

ω = (1.5)

Nếu bỏ qua tổn thất cơ và tổn thất thép thì mômen

cơ trên trục động cơ bằng mômen điện từ, ta ký hiệu là

M Nghĩa là: M = M = Mđt cơ

ω = (1.6)

Đây là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập.Giả thiết phần ứng được bù

đủ, từ thông = const, thì các phương trình đặc tính cơ điện (1.3) và phương trình đặc tính cơ (1.6) là tuyến

tính Đồ thị của chúng được biểu diễn trên hình 1.6 là những đường thẳng

Đặc tính cơ điện Đặc tính cơ

Theo các đồ thị trên, khi I = 0 hoặc M = 0 ta có:ư

ω = = ω 0 (1.7)

ω0 được gọi là tốc độ không tải lý tưởng của động

cơ Còn khi ω =0 ta có:

I = = I ư nm (1.8)

M = K I = Mnm nm (1.9)

Inm và M được gọi là dòng điện ngắn mạch và mônm men ngắn mạch Ngoài ra phương trình đặc tính (1.3)

và (1.6) cũng có thể được viết dưới dạng:

ω = = ω - ∆ω0 (1.10)

ω = (1.11)

Trong đó:

R = R + Rư f

ω0 =

∆ω = =

∆ω được gọi là độ sụt tốc độ ứng với giá trị của M

Từ phương trình đặc tính cơ ta thấy có 3 tham số ảnh hưởng đến đặc tính cơ: từ thông động cơ , điện áp phần ứng U , điện trở phần ứng động cơ.ư

II - So sánh các loại động cơ

* Giống nhau

- Đều sử dụng dòng điện một chiều để tạo ra lực điện từ

- Có hai cuộn dây: cuộn dây phần ứng và cuộn dây kích từ

- Có rotor và stator

* Khác nhau

Đặc

điểm

Đc kích từ

độc lập

Đc kích từ song song

Đc kích từ nối tiếp

Đc kích từ hỗn hợp

Cấu

tạo

Cuộn dây

kích từ

được cấp

từ nguồn

riêng

Cuộn dây kích từ được mắc song song với cuộn dây phần ứng

Cuộn dây kích từ được mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng

Cuộn dây kích từ được mắc

cả song song và nối tiếp với cuộn dây phần ứng

Đặc

điểm

Mô-men

khởi động

lớn, đặc

Mô-men khởi động

Mô-men khởi động rất

Kết hợp được ưu điểm của

tính cơ

tuyến tính

nhỏ, đặc tính cơ không tuyến tính

lớn, đặc tính cơ tuyến tính

động cơ kích từ độc lập và động cơ kích từ nối tiếp

Điều

chỉnh

tốc độ

Khó điều

chỉnh tốc

độ

Dễ điều chỉnh tốc độ

Dễ điều chỉnh tốc

độ bằng cách thay đổi điện

áp cấp

Dễ điều chỉnh tốc độ

III - Ứng dụng

Động cơ điện kích từ độc lập có nhiều ưu điểm như:

+ Có thể điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn một cách linh hoạt

+ Có thể khởi động trực tiếp mà không cần dùng đến

bộ khởi động

+ Có thể hoạt động ổn định trong điều kiện dòng điện lưới không ổn định

Do đó, động cơ điện kích từ độc lập được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như:

+ Trong hệ thống máy phát-động cơ: Động cơ điện kích từ độc lập được sử dụng để truyền động cho các máy móc sản xuất, chế biến,

+ Trong hệ thống điều khiển: Động cơ điện kích từ độc lập được sử dụng để điều khiển các thiết bị tự động, + Trong hệ thống cung cấp điện dự phòng: Động cơ điện kích từ độc lập được sử dụng để cung cấp điện trong trường hợp mất điện lưới

+ Ngoài ra, động cơ điện kích từ độc lập còn được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như:

+ Trong lĩnh vực giao thông vận tải: Động cơ điện kích

từ độc lập được sử dụng trong các thiết bị trên tàu thủy, máy bay, ô tô,

+ Trong lĩnh vực công nghiệp: Động cơ điện kích từ độc lập được sử dụng trong các thiết bị sản xuất, chế biến,

+ Trong lĩnh vực y tế: Động cơ điện kích từ độc lập được sử dụng trong các thiết bị y tế, phẫu thuật,

Một số ứng dụng cụ thể của động cơ điện kích từ độc lập:

+ Trong máy móc sản xuất: Động cơ điện kích từ độc lập được sử dụng để truyền động cho các máy móc sản xuất như máy dệt, máy in, máy CNC,

+ Trong hệ thống điều khiển: Động cơ điện kích từ độc lập được sử dụng để điều khiển các thiết bị tự động như máy nâng, máy xúc, máy robot,

Trong hệ thống cung cấp điện dự phòng: Động cơ điện kích từ độc lập được sử dụng để cung cấp điện trong trường hợp mất điện lưới cho các thiết bị quan trọng như hệ thống chiếu sáng, hệ thống thông tin liên lạc,