Bài tập lớn mô hình hóa và mô phỏng hệ thống cơ Điện tử cho cấu trúc hệ thống Điều khiển tốc Độ Động cơ Điện một chiều kích từ song song như hình 1 và mạch Động cơ Điện một chiều như hình 2

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM NỘI DUNG HỌC TẬP Bài số 1: Cho cấu trúc hệ thống điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ song song như hình 1.. - Mô phỏng và đánh giá các đặc tính t

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ -  -

BÀI TẬP LỚN MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG

HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

Giáo viên hướng dẫn: Ths Lê Ngọc Duy Khóa: K15

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Anh- 2020605228

Nguyễn Tuấn Anh- 2020605228

Hà Nội , 2023

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM

NỘI DUNG HỌC TẬP Bài số 1: Cho cấu trúc hệ thống điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ

song song như hình 1 Và mạch động cơ điện một chiều như hình 2 Trong đó: R là tín hiệu đặt tốc độ; 𝜃̇ là vận tốc góc của động cơ; u là tín hiệu điều khiển động cơ Các thông số của động cơ như sau:

- Điện cảm phần ứng L: 17.5 10−3 H

- Điện trở phần ứng R: 0.6 Ω

- Điện trở mạch kích từ: 0.4 Ω

- Điện cảm kích từ L: 80 10−3 H

- Hệ số cản b = 6.6 10−3Nms/rad

- Momen quán tính J= 0.166 𝑁𝑚𝑠/𝑟𝑎𝑑

- Hệ số momen K= 1.53

Hình 1

I Thông tin chung

1 Tên lớp: ………

2 Tên nhóm: ………

Khóa: ………

3.Họ và tên thành viên: ………

………

………

- Mô phỏng và đánh giá các đặc tính tốc độ của động cơ điện một chiều và

hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim

Bài số 4: Cho cấu trúc hệ thống điều khiển vị trí động cơ điện một chiều nam

châm vĩnh cửu như hình 1 Và mạch phần ứng động cơ điện một chiều như hình

2 Trong đó: R là tín hiệu đặt tốc độ; 𝜃̇ là góc quay của động cơ; u là tín hiệu điều khiển động cơ Các thông số của động cơ như sau:

- Mô phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện một chiều và

hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim

Bài số 3: Cho cấu trúc hệ thống điều khiển hệ thống treo xe bus và mô hình

hệ thống treo xe bus như hình 1 và 2 Trong đó: u là tín hiệu điều khiển hệ thống treo Các thông số của động cơ như sau:

- Khối lượng thân xe: 2500kg

- Khối lượng bánh xe: 320kg

hình 2

Yêu cầu:

- Giới thiệu tổng quan và các ứng dụng về hệ thống treo của xe ôtô

- Sử dụng phương pháp phân tích vật lý để viết phương trình mô tả hệ treo

- Xây dựng biểu đồ Bond Graph mô tả hệ treo và hệ thống điều khiển hệ treo xe bus

- Mô phỏng và đánh giá các đặc tính giao động của thân xe sử dụng phần mềm 20-sim

Bài số 4: Cho cấu trúc hệ thống điều khiển tốc độ của hệ cơ như hình 1 Trong đó: M1

và M2 là khối lượng của hai xe Hai xe liên kết với nhau bằng lò xo Bỏ qua ma sát bánh

xe với mặt đường Các thông số của hệ thống như sau:

Yêu cầu:

- Sử dụng phương pháp phân tích vật lý để viết phương trình mô tả tốc độ của hệ cơ

- Xây dựng biểu đồ Bond Graph mô tả động cơ điện một chiều và hệ thống điều khiển tốc độ của hệ cơ

- Mô phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của tốc độ của hệ cơ và hệ thống điều khiển tốc độ của hệ cơ sử dụng phần mềm 20-sim

CHƯƠNG 1 ĐỘNG CƠ KÍCH TỪ SONG SONG

1.1 Tổng quan về hệ thống

1.1.1 Động cơ điện 1 chiều

Động cơ điện 1 chiều DC (DC chính là từ viết tắt của từ tiếng Anh “Direct Current Motors”) tức là động cơ điều khiển bằng dòng điện có hướng được xác định Hay nói dễ hiểu hơn thì đây chính là loại động cơ hoạt động bằng nguồn điện áp DC

- nguồn điện áp 1 chiều

Hình 1.1 Động cơ điện 1 chiều

1.1.2 cấu tạo động cơ kích từ song song

+ Động cơ điện kích từ song song: cuộn dây kích từ được mắc song song với phần ứng

Hình 1.2 Động cơ kích từ song song

1.1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện kích từ song song

Thông thường, chiều dòng điện vào động cơ là I, dòng điện phần ứng là Iư, dòng điện kích từ là Ikt thì sẽ được tính theo công thức: I = Iư + Ikt Để mở máy, người ta thường dùng biến trở để mở máy (gọi là Rmở)

Để điều chỉnh tốc độ của động cơ, người ta thường điều chỉnh Rđc để thay đổi dòng điện kích từ Ikt, đồng thời thay đổi cả từ thông Φ Phương pháp này hiện đang

sử dụng rất rộng rãi, song cần chú ý một điều rằng, khi giảm từ thông Φ, có thể dòng điện trong phần ứng Iư sẽ tăng lên quá trị số cho phép Khi đó, cần có bộ phận bảo

vệ để cắt điện kịp thời, không cho động cơ làm việc trong trường hợp từ thông giảm xuống quá nhiều

1.1.3 Ưu và nhược điểm của động cơ kích từ song song

+ Ưu điểm: Dễ điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh Rđc

+ Nhược điểm:

• Song theo biểu thức moment điện từ M = kM.Iư.Φ, cần chú ý khi giảm

từ thông Φ có thể dòng điện phần ứng Iư tăng quá trị số cho phép Vì thể cần có bộ phận bảo vệ, cắt điện không cho động cơ làm việc, khi từ thông giảm quá nhiều

• Có hệ thống cổ góp - chổi than nên vận hành kém tin cậy và không an toàn trong các môi trường rung chấn, dễ cháy nổ

1.1.4 Phương pháp điều kiển

Để điều chỉnh tốc độ của động cơ, người ta thường điều chỉnh Rđc để thay đổi dòng điện kích từ Ikt, đồng thời thay đổi cả từ thông Φ Phương pháp này hiện đang

sử dụng rất rộng rãi, song cần chú ý một điều rằng, khi giảm từ thông Φ, có thể dòng điện trong phần ứng Iư sẽ tăng lên quá trị số cho phép Khi đó, cần có bộ phận bảo

vệ để cắt điện kịp thời, không cho động cơ làm việc trong trường hợp từ thông giảm xuống quá nhiều

1.1.5 Ứng dụng của động cơ kích từ song song

Chúng được dùng nhiều trong các máy cắt kim loại, các máy công cụ Máy tiện-dao tiện (Máy tiện rơ-vôn-ve), Máy phay-dao phay-dao Endomiru Máy bào ngang-dao bào ngang Máy bào-dao bào Máy khoan lỗ-mũi khoan-mũi khoan làm trơn Máy tiện doa lỗ

Hình 1.3 máy bào

1.1.6 Hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều

Hình 1.4 Hệ thống điều khiển động cơ

1.1.7 Các phần tử trong hệ thống:

- Khối chức năng gồm: bộ điều khiển (controller) và mạch điện điều khiển (plant)

- Bộ tổng: giúp tính số giữa tín hiệu đặt và tín hiệu phản hồi

- Giá trị đặt: là giá trị mong muốn trong quá trình điều khiển

- Giá trị phản hồi: là giá trị hiển thị sau khi thực hiện quá trình điều khiển

Bộ điều khiển PID (Proportional Integral Derivative): là một cơ chế phản hồi vòng điều khiển (bộ điều khiển) tổng quát được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp – bộ điều khiển PID là bộ điều khiển được sử dụng nhiều nhất trong các bộ điều khiển phản hồi Bộ điều khiển PID sẽ tính toán giá trị

"sai số" là hiệu số giữa giá trị đo thông số biến đổi và giá trị đặt mong muốn Bộ điều khiển sẽ thực hiện giảm tối đa sai số bằng cách điều chỉnh giá trị điều khiển đầu vào

1.2 Phương trình vật lý mô tả động cơ điện một chiều kích từ song song

Sơ đồ mạch điện của động cơ điện 1 chiều kích từ song song

Hình 1.5 Sơ đồ mạch điện của động cơ điện 1 chiều kích từ song song

Sử dụng định luật kirchhoff 2 cho mạch động cơ điện 1 chiều kích từ song song

Trong đó:

𝐾 Φ 𝐼(𝑠) − 𝑏𝑊(𝑠) = 𝑆 𝑗 𝑊(𝑠)

𝑏𝑊(𝑠) + 𝑆𝑗𝑊(𝑠) 𝐼(𝑠) =

𝐾 Φ

(4)

𝑀đ = 𝐾∅𝐼(𝑡) = 𝑘1𝑖(𝑡)

𝑀đ là momen điện b là hệ số cản

j là momen quán tính Thay (3) vào (4) ta được:

1 𝑆.𝐿ư+𝑅ư)

Chọn 𝜙 = 0,5

1.3 Xây dựng biểu đồ born graph và hệ thống điều khiển

Hình 1.6 Sơ đồ nối dây động cơ điện một chiều kích từ song

song

Đối với hệ thống điện

Bước 1: Tại mỗi vị trí trong mạch điện có điện thế khác nhau,đặt các Junction 0 Bước 2: Chèn mỗi phần tử 1 cổng bằng cách kết nối với các Junction 1 bằng các đường kiên kết và chèn vào giữa các Junciton 0 có liên quan

Bước 3: Gán các công suất tới tất cả các đường liên kết trong sơ đồ

Bước 4: Nếu các vị trí có thế đất đã được xác định thì xoá bỏ các Junction 0 và các đường liên kết với nó

Bước 5: Tối giản hoá sơ đồ theo nguyên tắc

Đối với hệ thống cơ

Bước 1: Tại mỗi vị trí có vận tốc khác nhau đặt các Junction 1

Bước 2: Đưa các phần tử dung kháng, trở kháng theo chiều năng lượng kết nối với

1 sử dụng kết nối với 0

Bước 3: Gán chiều công suất cho tất cả các phần tử trong hệ thống

Bước 4: Loại bỏ tất cả cá kết nối với 1 có vận tốc bằng 0 và các kết nôi với nó Bước 5: Tối giản hóa sơ đồ theo nguyên tắc

1.2.1 Xây dựng biểu đồ Bond graph mô tả động cơ điện 1 chiều kích từ song song

Bước 1: Đặt các Junction 0 tại các vị trí có điện thế khác nhau

Bước 3: Liên kết các Junction 0 và Junction 1và gán chiều công suất tới tất cả cácđường liên kết trong sơ đồ

Bước 4: Các vị trí có thế đất đã được xác định thì xoá bỏ các Junction 0 và các đường liên kết với nó

Bước 5: Tối giản hóa sơ đồ

+ Trong đồ thị bond graph, hệ số của MGY được tính bằng cách lấy tích số của hằng

số tốc độ mô-men xoắn

+ Vận tốc quay ở phía cơ học chịu ảnh hưởng bởi dòng điện tạo ra do hiện tượng cảm ứng điện từ và hệ số momen của trục động cơ

+ Sử dụng khối multiplydivide để kết nối phần kích từ với phần tử biến đổi điện năng thành cơ năng nên ta có biểu đồ bondgraph cho cả hệ thống:

Hình 1.7 sơ đồ bond khi chưa có bộ điều khiển

1.2.2 Xây dựng hệ thống điều khiển động cơ điện 1 chiều

Theo yêu cầu, Hệ thống điều khiển động cơ 1 chiều kích từ song song với tín hiệu đặt là V, tín hiệu vào của mạch điện động cơ là điện áp và tín hiệu đầu ra của

hệ thống là tốc độ của động cơ

Trong các phương pháp điều khiển tốc độ quay của động cơ thì phương pháp

sử dụng bộ điều khiển PID chính xác Khâu hiệu chỉnh PID là trường hợp riêng của khâu hiệu chỉnh sớm trễ pha, có thể xem PID là khâu PI mắc nối tiếp với khâu PD nên nó tối ưu và mang những ưu điểm của cả khâu PI và PD

Khâu hiệu chỉnh PID cải thiện đáp ứng quá độ và sai số xác lập

Theo đó, tín hiệu đặt V là tốc độ quay mong muốn của hệ thống sẽ được mô phỏng bằng khối constant với giá trị góc tốc độ không đổi V=250 rad/s Tín hiệu phản hồi về từ động cơ là tốc độ quay thực tế, khi đó lỗi sẽ đưa vào khâu hiệu chỉnh PID để đạt sai số nhỏ nhất

Hình 1.8 sơ đồ điều khiển động cơ điện một chiều kích từ song song

Biểu đồ bond graph mô tả hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều kích từ song song

Hình 1.9 mô phỏng hệ thống trên hần mềm 20-sim

1.3 Mô phỏng và đánh giá trên phần mềm 20-Sim

1.3.1 Mô phỏng hệ thống trên phần mềm 20-sim

Khảo sát hệ thống khi chưa có bộ điều khiển

Nhập thông số đề bài vào hệ thống:

Nhập đầu vào cho hệ thống là 240 và đầu ra là 250

Nhận xét: Khi chưa có bộ điều khiển, tốc độ của động cơ là 258,8, thời gian đáp ứng

hệ thống là 0.43s, độ vọt lố 7,8

1.3.2 Khảo sát hệ thống khi thêm bộ điều khiển PD

Hệ thống khi thêm bộ điều khiển PD

Thông số hệ thống Kp=100, Kd=1

Nhận xét: Khi thêm bộ điều khiển PD với Kp=100 độ vọt lố của hệ thống tăng và không ổn định nhưng thời gian đáp ứng đã được cải thiện giảm còn 0,005s

Tăng Kp=150 để khảo sát

Khi tăng Kp=150 độ vọt lố của hệ thống tiếp tục tăng và hệ thống vẫn chưa ổn định

Khi giảm Kp=50 độ vọt lố của hệ thống giảm

Tiếp tục giảm Kp=30 độ vọt lố của hệ thống tiếp tục giảm

Giảm Kp=10 và Kd=1 độ vọt lố của hệ thống đã giảm không còn và khi ở trạng thái

ổn định đầu ra của hệ thống là 248,38 sau 0.05s sát với tín yêu cầu đầu ra mong muốn là 250

Nhận xét: khi thêm bộ điều khiển PD vào hệ thống thì thời gian đáp ứng của hệ thống giảm nhưng độ vọt lố của hệ thống tăng so với khi chưa có bộ điều khiển Khi tăng Kp thì độ vọt lố của hệ thống tăng, thời gian đáp ứng của hệ thống giảm Khi giảm Kp thì độ vọt lố của hệ thống giảm thời gian đáp ứng của hệ thống tăng Tuy nhiên khâu PD cũng làm cho hệ thống rất nhạy với nhiễu tần số cao

1.3.3 Khảo sát hệ thống khi thêm bộ điều khiển PID

Sơ đồ hệ thống khi thêm bộ điều khiển PID Khi thêm bộ điều khiển PID và cho Kp=50, Ki=1, Kd=1 ta được đáp ứng của hệ thống Độ vọt lố của hệ thống tăng lên 255 và sau đó ổn định ở mức 250,189

Khi giảm Kp=30 độ vọt lố của hệ thống đã giảm, tuy nhiên thời gian xác lập đã tăng

Khi tăng Kd=10 và giữ nguyên Kp=50, Ki=1

Nhận xét: Sau khi tăng Kd và giữ nguyên Ki, Kp thì độ vọt lố của hệ thống tăng lên

331 so với khi chưa có bộ điều khiển, tuy nhiên thời gian đáp ứng của hệ thống đã giảm

Tăng Ki=10, giữ nguyên Kd=10 và Kp=50 rồi tiếp tục khảo sát đáp ứng của hệ thống

Nhận xét: khi tăng Ki ta thấy độ vọt lố của hệ thống tăng nhưng sai số xác lập đã được giảm

1.3.4 Khảo sát hệ thống khi thêm bộ điều khiển PI

Khảo sát hệ thống với Kp=10, Ki=1

Giữ nguyên Kp=10 và tăng Ki=5

2

Nhận xét: Ta thấy khi tăng Ki thì sai số xác lập của hệ thống đã giảm và đáp ứng đầu

ra của hệ thống ở mức 249,16

Kết luận: So với khi chưa có bộ điều khiển thì khi ta thêm bộ điều khiển PD vào hệ

thống thì cho đầu ra sát với giá trị mong muốn và thời gian xác lập cũng rất nhanh tuy

nhiên cũng làm cho hệ thống rất nhạy với nhiễu tần số cao

Bộ điều khiển PI cũng cho đầu ra sát với giá trị mong muốn và làm giảm sai số xác lập Tuy nhiên khâu

PI làm tăng thời gian quá độ của hệ thống và độ vọt lố dao động

Bài số 1: Cho cấu trúc hệ thống điều khiển vị trí động cơ điện một chiều nam châm

2

vĩnh cửu như hình 1 Và mạch phần ứng động cơ điện một chiều như hình 2 Trong đó: R

là tín hiệu đặt tốc độ; là góc quay của động cơ; u là tín hiệu điều khiển động cơ Các thông

số của động cơ như sau:

- Giới thiệu tổng quan và các ứng dụng về động cơ một chiều nam châm vĩnh cửu

và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều

- Sử dụng phương pháp phân tích vật lý để viết phương trình mô tả động cơ điện

một chiều

- Xây dựng biểu đồ Bond Graph mô tả động cơ điện một chiều và hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều

- Mô phỏng và đánh giá các đặc tính góc quay của động cơ điện một chiều và

hệ thống điều khiển động cơ điện một chiều sử dụng phần mềm 20-sim

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT

CHIỀU NAM CHÂM VĨNH CỬU

Động cơ 1 chiều nam châm vĩnh cửu

Động cơ một chiều DC (DC là từ viết tắt của Direct Current) là động cơ được điều khiển bằng dòng có hướng xác định hay nói cách khác thì đây là loại động cơ chạy bằng nguồn điện áp DC - điện áp 1 chiều

Động cơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu là động cơ điện 1 chiều được kích từ bằng nam châm vĩnh cửu

1.1 Cấu tạo và phân loại động cơ điện một chiều

1.1.1 Cấu tạo động cơ điện 1 chiều

Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều thường gồm những bộ phận chính như sau:

- Stator: là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện

- Rotor: phần lõi được quấn các cuộn dây để tạo thành nam châm điện

- Chổi than (brushes): giữ nhiệm vụ tiếp xúc và tiếp điện cho cổ góp

- Cổ góp (Commutator): làm nhiệm vụ tiếp xúc và chia nhỏ nguồn điện cho các cuộn dây trên rotor Số lượng các điểm tiếp xúc sẽ tương ứng với số cuộn dây trên rotor

Hình 1 1: Cấu tạo động cơ điện 1 chiều

1.1.2 Phân loại động cơ điện một chiều

- Động cơ điện 1 chiều phân loại theo kích từ thành những loại:

• Kích từ độc lập

• Kích từ song song

2

• Kích từ nối tiếp

• Kích từ hỗn hợp

- Động cơ điện 1 chiều phân loại theo kết cấu cực từ:

• Động cơ điện một chiều cực từ là nam châm điện

• Động cơ điện một chiều cực từ là nam châm vĩnh cửu

1.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều

Khi cấp điện áp một chiều Uư vào mạch phần ứng, trong dây quấn phần ứng có điện Các thanh dẫn có dòng điện Iư nằm trong từ trường Φ do stator sinh ra sẽ chịu lực F (lực Lorentz) tác dụng làm rotor quay, chiều của lực được xác định bằng quy tắc bàn tay trái (mũi tên màu đỏ ở hình dưới)

Hình 1 2: Nguyên lý hoạt động động cơ điện 1 chiều

Khi cuộn dây phần ứng quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn đổi chỗ cho nhau,

do có phiếu góp nên chiều dòng điện trong cuộn dây phần ứng được dữ nguyên làm cho chiều lực từ tác dụng không thay đổi

Khi quay, các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng với suất điện động Eư chiều của suất điện động được xác định theo quy tắc bàn tay phải, ở động cơ chiều sđđ Eư ngược chiều dòng điện Iư nên Eư được gọi là sức phản điện động

1.3 Các phương pháp điều khiển động cơ điện một chiều

1.3.1 Phương pháp thay đổi điện trở phần ứng

Trong phương pháp này người ta giữ 𝑈 = 𝑈đ𝑚, 𝜙 = 𝜙 đ𝑚 và nối thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng để tăng điện trở phần ứng

Độ cứng của đường đặc tính cơ:

38

𝛽 = 𝛥𝑀

𝛥𝜔 = (𝐾𝜙𝑘𝑡)2

𝑅𝑢+𝑅𝑘𝑡

Hình 1 3: Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện trở phần ứng

- Điện trở mạch phần ứng càng tăng, độ dốc đặc tính cơ càng lớn, đặc tính cơ càng mềm và độ ổn định tốc độ càng kém, sai số tốc độ càng lớn

- Phương pháp chỉ cho phép điều chỉnh thay đổi tốc độ về phía giảm (do chỉ có thể tăng thêm điện trở)

- Vì điều chỉnh tốc độ nhờ thêm điện trở vào mạch phần ứng cho nên tổn hao công suất dưới dạng nhiệt trên điện trở càng lớn

1.3.2 Phương pháp thay đổi từ thông

Giả thiết U= Uđm, Rư = const Muốn thay đổi từ thông động cơ ta thay đổi dòng điện kích

từ, thay đổi dòng điện trong mạch kích từ bằng cách nối nối tiếp biến trở vào mạch kích từ hay thay đổi điện áp cấp cho mạch kích từ Rõ ràng phương pháp này chỉ cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ, nghĩa là chỉ có thể giảm dòng điện kích từ (Ikt ≤ Iktđm) do đó chỉ có thể thay đổi về phía giảm từ thông Khi giảm từ thông, đặc tính dốc hơn và có tốc

độ không tải lớn hơn

39

Hình 1 4: Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi từ thông

Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông có các đặc điểm sau:

- Từ thông càng giảm thì tốc độ không tải lý tưởng của đặc tính cơ càng tăng, tốc

độ động cơ càng lớn

- Độ cứng đặc tính cơ giảm khi giảm từ thông

- Có thể điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh: D ~ 3:1

- Chỉ có thể điều chỉnh thay đổi tốc độ về phía tăng

- Do độ dốc đặc tính cơ tăng lên khi giảm từ thông nên các đặc tính sẽ cắt nhau và

do đó, với tải không lớn (M1) thì tốc độ tăng khi từ thông giảm Còn ở vùng tải lớn (M2) tốc độ có thể tăng hoặc giảm tùy theo tải Thực tế, phương pháp này chỉ sử dụng ở vùng tải không quá lớn so với định mức

- Phương pháp này rất kinh tế vì việc điều chỉnh tốc độ thực hiện ở mạch kích từ với dòng kích từ là (1÷10)% dòng định mức của phần ứng Tổn hao điều chỉnh thấp

1.3.3 Phương pháp thay đổi điện áp phần ứng

Từ thông động cơ được giữ không đổi Điện áp phần ứng được cấp từ một bộ biến đổi Khi thay đổi điện áp cấp cho cuộn dây phần ứng, ta có các họ đặc tính cơ ứng với các tốc độ không tải khác nhau, song song và có cùng độ cứng Điện áp U chỉ có thể thay đổi về phía giảm

40

Hình 1 5: Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện áp phần ứng

Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng biện pháp thay đổi điện

áp phần ứng có các đặc điểm sau:

- Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng nhỏ

- Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh

- Độ cứng đặc tính cơ giữ không đổi trong toàn bộ dải điều chỉnh

- Độ sụt tốc tuyệt đối trên toàn dải điều chỉnh ứng với một mômen là như nhau Độ sụt tốc tương đối sẽ lớn nhất tại đặc tính cơ thấp nhất của dải điều chỉnh Do vậy, sai số tốc độ tương đối (sai số tĩnh) của đặc tính cơ thấp nhất không vượt quá sai số cho phép cho toàn dải điều chỉnh

- Dải điều chỉnh của phương pháp này có thể: D ~ 10:1

- Chỉ có thể điều chỉnh tốc độ về phía giảm (vì chỉ có thể thay đổi với Uư ≤ Uđm)

- Phương pháp điều chỉnh này cần một bộ nguồn để có thể thay đổi trơn điện áp ra

1.4 Ưu, nhược điểm của động cơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu

1.4.1 Ưu điểm của động cơ điện 1 chiều

+ Ưu điểm nổi bật của động cơ điện 1 chiều là có moment mở máy lớn, do đó sẽ kéo được tải nặng khi khởi động

+ Khả năng điều chỉnh tốc độ và quá tải tốt

+ Tiết kiệm điện năng

+ Bền bỉ, tuổi thọ lớn