đề tài xây dựng đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập

§å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ BÁO CÁO TỐT NGHIỆP Đề tài Xây dựng đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập - 1 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ MỤC LỤC BÁO CÁO TỐT NGHIỆP 1 Đề tài 1 Xây dựng đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập 1 MỤC LỤC 2 24 4 - Đảo chiều động cơ: 27 5 - Khởi động động cơ một chiều kích từ độc lập : 29 31 CHƯƠNG III 45 TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT THAO TÁC THỰC HIỆN LẤY KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VỀ CÁC ĐẶC TINH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 45 3.1.BÀI THÍ NGHIỆM XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 48 Với : 56 LỜI NÓI ĐẦU - 2 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ Ngày nay trong cuộc sống hàng ngày chúng ta thường xuyên gặp hệ truyền động điện ở bất kỳ nơi đâu. Như trong các nhà máy xí nghiệp ở các phương tiện lao động, máy bào , máy doa Trong cuộc sống hàng ngày chúng ta cũng cần và sử dụng nhiều như thang máy Như vậy có thể nói truyền động điện đã khẳng định được vai trò của nó trong cuộc sống và trong lao động sản xuất. Do sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử và tin học nên các hệ truyền động điện cũng có các bước phát triển nhảy vọt. Việc ứng dụng tin học và kỹ thuật điện tử với những thiết bị hiện đại như bộ lập trình PLC, CNC, các cảm ứng điện tử Thyristor điều khiển vào hệ truyền động điện làm cho hệ truyền động điện ngày càng có ưu điểm nổi bật so với hệ truyền động cũ như : Dải điều chỉnh rộng, độ tin cậy cao, gọn nhẹ và khả năng tự động hoá cao. Ở nước ta do yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước nên ngày càng xuất hiện nhiều những dây truyền sản xuất mới có mức độ tự động hoá cao với hệ truyền động hiện đại. Việc xuất hiện các hệ truyền động hiện đại đã thúc đẩy sự phát triển, nghiên cứu, đào tạo ngành tự động hoá ở nước ta tiếp thu khoa học kỹ thuật hiện đại nhằm tạo ra những hệ truyền động mớivà hoàn thiện những hệ truyền động cũ. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp đề tài em được giao là xây dựng đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Đây là đề tài có tính thực tiễn cao vì máy điện một chiều được sử dụng rất nhiều trong thực tế cuộc sống. Trong quá trình làm đồ án em được sự chỉ dẫn tận tình của thầy cô trong bộ môn tự động - 3 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ hoá xí nghiệp công nghiệp, trường đại học Bách Khoa Hà Nội. Đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Đinh Xuân Bái.Thầy đã giupc cho hung em hiểu và nắm vững hơn vê động cơ điện một chiều.Và dã giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Sinh viên CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. Trong mọi ngành sản xuất hiện nay,các công nghệ tiên tiến,các dây truyền thiết bị hiên đại đac và đang thâm nhập vào nước ta.Vớí chính sách mở cửa của đảng và nhà nước,chắc chắn nền kỹ thuật tiên tiến trên thế giới sẽ ngày càng thâm - 4 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ nhập vào Việt Nam.tác dụng của các công nghệ mới và nhưng dây truyền, thiết bị hiện đại đã và đang góp phần tích cực thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá.Các máy điện hiện đại trong mọi lĩnh vực đa phần hoạt động nhờ vào điện năng thông qua các thiết bị chuyển đổi điện năng thành cơ năng, nhiệt năng trong cá dây truyền hiện đại , các thiết bị máy móc khác muốn hoạt động, vận hành không thể không kể đến các động cơ điện.Đặc biệt hơn nữa trong quyển báo cáo này em muốn đề cập sâu hơn nữa về động cơ điện một chiều. Trong rất nhiều máy móc cần đến các loại động cơ điện một chiều với những mức công suất to nhỏ khác nhau phù hợp với chức năng hoạt động của nó. Động cơ điện một chiều dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng hay cơ năng thành điện năng (khi hãm). Trong động cơ điện có rất nhiều loại khác nhau như: Động cơ điện xoay chiều ba pha không đồng bộ Rotor lồng sóc hay dây quấn, động cơ điện xoay chiều ba pha có cổ góp. Động cơ điện một chiều co những loại: +Động cơ điện một chiều kích từ độc lập +Động cơ điện một chiều kích từ song song +Động cơ đện một chiều kích từ nối tiếp +Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp hay kích từ băbf na châm vĩnh cửu. Nói tóm lại động cơ điện một chiều được sử dụng rộng rãi và phổ biến trong các dây truyền thiết bị,các cơ cấu vận hành như thang máy,máy nâng Nó có vai trò quan trọng và cần thiết trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá của đất nước ta hiện nay.Với cấu tạo không quá phức tạp và khó khăn cho chung ta chế tạovà sửa chữa nó.Góp phần cải thiện cuộc sống, sức lao động của con người nói chung và nhân dân Việt Nam ta nói riêng. - 5 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ I - NGUYÊN LÝ VÀ CẤU TẠO CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. Khi đặt vào trong từ trường một dây dẫn và cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì từ trường sẽ tác dụng một lực từ vào dòng điện (vào dây dẫn) và làm dây dẫn chuyển động.Chiều của từ lực được xác định bằng quay tắc bà tay trái.Động cơ điện nói chung và động cơ điện một chiều nói riêng thì chúng đều hoatj đông theo quy tắc này. * ) Cấu tạo chung của động cơ điện một chiều: 1 ) Cấu tạo : Cấu tạo của động cơ điện một chiều gồm 2 phần chính là phần tĩnh ( Stator ) và phần động ( Rotor ). A ) Phần tĩnh gồm có : a ) Cực từ chính : Cực từ chính là phần sinh ra từ trường gồm có lõi sắt và cuộn dây : Lõi sắt cực từ được làm từ các lá thép kỹ thuật hoặc thép cacbon dầy : 0,5 41 mm được ép lại với nhau và tán chặt thành một khối các cực từ được gắn vào vỏ máy bằng các bulông. Một cặp cực từ (đôi cực) gồm hai cực nam - bắc đặt đối xứng với nhau qua trục động cơ, tuỳ theo động cơ mà động cơ có thể có 1,2,3, các máy điện nhỏ cực từ được làm bằng thép khối. Dây quấn kích từ làm bằng dây đồng có tiết diện tròn hoặc chữ nhật được sơn cách điện và được quấn thành từng cuộn. Các cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau. Các cuộn dây được bọc cách điện cẩn thận trước khi đặt vào các cực từ. - 6 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ b ) Cực từ phụ : Cực từ phụ được đặt giữa các cực từ chính để cải thiện tình trạng đổi chiều. Cực từ phụ được làm bằng thép khối trên đặt các cuộn dây quấn. Dây quấn cực từ phụ tương tự như dây quấn cực từ chính. c ) Gông từ : Gông từ là phần nối tiếp các cực từ . Đồng thời gông từ làm vỏ máy , từ thông móc vòng qua các cuộn dây và khép kín sẽ chạy trong mạch từ. Trong máy điện lớn gông từ làm bằng thép đúc, trong các máy điện nhỏ gông từ làm bằng thép lá được uốn lại thành hình trụ tròn rồi hàn. d ) Các bộ phận khác : - ) Nắp máy : Nắp máy dùng để bảo vệ các chi tiết của máy tránh không cho các vật bên ngoài rơi vào trong máy có thể làm hỏng cuộn dây, mạch từ Đồng thời nắp máy để cách ly người sử dụng với bộ phận của máy khi động cơ đang quay, đang có điện. Ngoài ra nắp máy còn là giá đỡ ổ bi của trục động cơ. - 7 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ - ) Cơ cấu chổi than : Cơ cấu chổi than để đưa dòng điện từ ngoài vào nếu máy là động cơ và đưa dòng điện ra nếu máy là phát điện. Cơ cấu chổi than gồm có 2 chổi than làm từ than cacbon thường là hình chữ nhật. Hai chổi than được đựng trong hộp chổi than và luôn tỳ lên hai vành góp nhờ 2 lò xo. Hộp chổi than có thể thay đổi được vị trí sao cho phù hợp. B ) Phần quay : a ) Lõi sắt phần ứng : Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ, thường được làm bằng tôn Silic dầy 0,5mm có phủ một lớp cách điện sau đó được ép lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy Phucô gây lên. Trên các lá thép có dập các rãnh để khi ép lại tạo thành các rãnh đặt cuộn dây phần ứng vào. Lõi sắt là hình trụ tròn và được ép cứng vào với trục tạo thành một khối thống nhất. Trong các máy điện công suất trung bình trở lên người ta thường dập các rãnh để khi ép lại tạo thành các lỗ thông gió làm mát cuộn dây và mạch từ. b ) Dây quấn phần ứng : - 8 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ Dây quấn phần ứng sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy qua. Trong máy điện nhỏ dây quấn phần ứng có tiết diện tròn, với động cơ có công suất vừa và lớn tiết diện dây là hình chữ nhật. Khi đặt dây quấn phần ứng vào rãnh Rotor người ta phải dùng các nêm, chèn lên bề mặt của cuộn dây, các nêm này nằm trong rãnh đặt các cạnh dây quấn để tránh cho dây không bị văng ra ngoài khi dây chịu lực điện từ tác động. c ) Cổ góp : Cổ góp dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều. Cổ góp gồm nhiều phiến góp bằng đồng ghép lại thành hình trụ tròn sau đó được ép chặt vào trục. Các phiến góp được cách điện với nhau bằng các tấm mea đặt ở giữa. Đuôi các phiến góp nhô cao để hàn đầu dây cuộn dây phần ứng, mỗi phiến góp có đuôi chỉ hàn một đầu dây và tạo thành các cuộn dây phần ứng nối tiếp nhau. d ) Các bộ phận khác : - ) Cánh quạt : Cánh quạt dùng để làm mát động cơ. Cánh quạt được lắp trên trục động cơ để hút gió từ ngoài qua các khe hở trên nắp máy, khi động cơ làm việc gió từ ngoài vào qua các khe hở trên nắp máy , khi động cơ làm việc gió hút vào làm nguội dây quấn, mạch từ. - ) Trục máy : Trục máy được làm bằng loại thép cứng nhiều cacbon. Trên trục máy đặt lõi thép phần ứng và cổ góp. Hai đầu của trục máy được gối lên 2 vòng bi ở nắp máy. * ) Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều : Từ trường của động cơ được tạo ra nhờ các cuộn dây 5 có dòng điệnmột chiều chạy qua.Các cuộn dây này gọi là cuộn cảm (hay cuộn kích từ) và được cuốn quanh các cực từ 4.Trên hình vẽ động cơ điện một chiều,stator 6 của động cơ có đặt các cuộn cảm nên stator gọi còn gọi là phần cảm.từ trường do cuộn cảm tạo ra - 9 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ sẽ tác dụng một từ lực vào các dây dẫn rotor 7 đặt trong các rãnh của rotor 3 khi có dòng điện chạy qua.Cuộn dây này gọi là cuộn ứng.Dòng điện đưa vào cuộn ứng qua các chổi than 2 và cổ góp 1.Rotor mang cuộn ứng nên gọi là phần ứng của động cơ. - Trong hình vẽ các dây dẫn cuộn ứng ở nửa trên rotor có dòng điện hướng vào,còn các dây dẫn ở nửa dưới của rotor có dòng điện hướng ra khỏi hình vẽ.Từ lực F tác dụng vào các dây dẫn rotor có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái sẽ tạo ra mômen làm quay rotor ngược chiều kim đồng hồ.động cơ trên có 2 cực từ hay một đôi cực (1 cặp cực, P=1). - 10 - [...]... hơn về hai loại động cơ điện một chiều kích từ độc lập và động cơ điện một chièu kích từ song song - Trước tiên chúng ta cần hiểu và phân biệt rằng hai động cơ điện một chiều kích tư độc lập và động cơ điện một chiều kích từ song song - Ở động cơ điện một chiều kích từ độc lập, cuộn kích từ cấp điện từ nguồn điện ngoài độc lập với nguồn điện cấp cho rotor (Cuộn ứng) Và khi nguồn điện một chiều có công... đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập 2 - Giả sử rằng phần ứng của động cơ dược bù đủ ,từ thông Φ =const, thì phương trình đặc tính cơ điện( ***) và phương trình đặc tính cơ (****) là tuyến tính. Khi đó dồ thị của chúng được biểu diễn trên hình vẽ là những đường thẳng - 16 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ a Đặc tính cơ điện của động cơ điện một chiêu kích từ độc lập b .Đặc. .. chiêu kích từ độc lập b .Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập - 17 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ Theo đồ thị trên khi Iư = 0 hoặc M = 0 ta có: ϖ= Uu KΦ = ϖ0 Khi đó thì ϖ0 được là tốc độ không tải lý tưởng của động cơ Còn khi ϖ = 0 ta có từ phương trình đặc tính cơ của động cơ và phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Ta có: U Iư = R +R =... cho động cơ ngay 3- Ảnh hưởng của các thông số với đặc tính cơ : Từ phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiêud kích từ độc lập. Ta thấy có ba tham số ảnh hưởng tới đặc tính cơ của động cơ: từ thông động cơ Φ ,điện áp phần ứng Uư,và điện trở phần ứng của động cơ. Chúng ta sẽ lần lượt đề cập những ảnh hưởng của các tham số này a Ảnh hưởng của điện trở phần ứng : Giả thiết Uư = Uđm = const và Φ... đủ lớn, mạch điện phần ứng và mạch điện phần kích từ được mắc vào hai nguồn điện một chiều độc lập với nhau, lúc này động cơ được gọi là động cơ điện một chiều kích từ độc lập - 13 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ - Nếu cuộn kích từ và cuộn ứng được cấp điện bởi cùng một nguồn điện thì động cơ là loại kích từ song song.Khi nguồn điện một chiều có công suất vô cùng lớn và điện áp không... việc chung của một động cơ điện nói chung và động cơ điện một chiều nói riêng thì chúng đều hoạt động dựa theo nguyên lý này.Và cùng với các phương pháp để có thể hạn chế được những nhược điểm của động cơ điện một chiều với các phương pháp đã nêu ở trên II - Động cơ điện một chiều kích từ độc lập và song song - Trong động cơ điện một chiều gồm có bốn loại khác nhau.Và ở chương này chúng ta đề cập kỹ... đặt vào phần ứng của động cơ. Theo sơ đồ nối dây của động cơ một chiều kích từ độc lập và động cơ một chiều kích từ song song ta có thể viết phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng như sau: U = E +IưRư Σ Trong đó: U: điện áp lưới (V) - 14 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ E: Sức điện động của động cơ (V) Iư::dòng điện phần ứng của động cơ (A) Rư Σ :Điện trở toànbộ của mạch phần... qua sơ đồ đặc tính cơ lúc mở máy của động cơ một chiều kích từ độc lập qua một cấp điện trở phụ Đặc tính cơ động cơ mở máy theo mũi tên trên đường đặc tính cơ 1 như trên sơ đồ.Nếu giữ nguyên Rp trong mạch phần ứng thì khi tốc độ tăng theo đặc tính 1 tới điểm B, mômen động cơ giảm từ mở máy Mmm, xuống bằng mômen cản Mc động cơ sẽ quay ổn định với tốc độ góc thấp ϖb.Do vậy khi mômen giảm đi một mức nào... phần kích từ thường mắc song song.Trong trường hợp này mà nguồn điện có công suất rất lớn so với công suất động cơ thì tính chất động cơ sẽ tương tự như động cơ kích từ độc lập 1 - Phương trình đặc tính cơ : - Khi động cơ làm việc rotor mang cuộn ứng quay trong từ trường của cuộn cảm nên trong cuộn ứng lại xuất hiện một sức điện động cảm ứng (hay còn gọi là sức phản điện động) .Có chiều ngược với điện. .. tù ®éng ho¸ điện ở đây ta chỉ xem xét việc điều chỉnh tốc độ theo phương pháp điện, mặt khác ta cũng nên biết việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện khác với việc tự thay đổi tốc độ của động cơ, chẳng hạn như một động cơ điện một chiều kích từ độc lập đang làm việc tại điểm A trên đặc tính cơ (1) ứng với momen cản M A Đặc tính cơ (1) ứng với momen điện áp đặt vào phần ứng động cơ là U 1 Vì một lý do nào . động cơ điện xoay chiều ba pha có cổ góp. Động cơ điện một chiều co những loại: +Động cơ điện một chiều kích từ độc lập +Động cơ điện một chiều kích từ song song +Động cơ đện một chiều kích từ. NGHIỆP Đề tài Xây dựng đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập - 1 - §å ¸n tèt nghiÖp Khoa ®iÖn – Bé m«n tù ®éng ho¸ MỤC LỤC BÁO CÁO TỐT NGHIỆP 1 Đề tài 1 Xây dựng đặc tính cơ của động. một chiều kích tư độc lập và động cơ điện một chiều kích từ song song. - Ở động cơ điện một chiều kích từ độc lập, cuộn kích từ cấp điện từ nguồn điện ngoài độc lập với nguồn điện cấp cho rotor